GSM移动通信原理.doc

GSM移动通信原理.txt当你以为自己一无所有时，你至少还有时间，时间能抚平一切创伤，所以请不要流泪。能满足的期待，才值得期待；能实现的期望，才有价值。保持青春的秘诀，是有一颗不安分的心。不是生活决定何种品位，而是品位决定何种生活。 本文由motoer006贡献 ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。 MA000001 GSM移动通信原理 GSM移动通信原理 课程内容 GSM移动通信概述 GSM系统结构与接口 GSM系统Um接口 GSM移动区域与编号计划 GSM移动通信网组网 GSM通信流程 课程目标 1.了解移动通信的多址技术，蜂窝技术 2.了解GSM系统结构、接口、业务 3.掌握Um接口的物理信道结构、Um接口 的逻辑信道功能与组合、理解GSM话音的 处理过程 4.掌握GSM移动区域的划分 5.掌握GSM编号计划 6.了解GSM组网方式 7.了解GSM通信流程 课程重点 1.移动通信的发展历程，多址技术，蜂窝技 术 2.GSM系统结构，接口及业务 3.Um接口 4.GSM移动区域的划分 5.GSM编号计划 6.GSM组网方式 7.GSM通信流程（安全性管理和移 动性管理） 1.GSM移动通信概述 1.GSM移动通信概述 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 GSM概述与发展简史 多址技术 功率控制 蜂窝技术 GSM主要参数 1.1 GSM概述与发展简史 GSM概述与发展简史 移动通信的定义 GSM的发展历程及现状 移动通信发展展望 第三代移动通信系统介绍 1.1 GSM概述与发展简史 GSM概述与发展简史 移动通信是指通信双方或至少一方是处于 移动中进行信息交流的通信. 移动体之间的通信只能依靠无线电传输. 那什么是无线通信呢？无线通信指利用电 磁波的辐射和传播，经过空间传送信息的 通信方式.电磁波是它的载体. 1.1 GSM概述与发展简史 GSM概述与发展简史 电磁波频段与波段(C=L*F) 频段名称 极低频（ELF） 超低频（SLF） 特低频（ULF） 甚低频（VLF） 低频（LF） 中频（MF） 高频（HF） 甚高频（VHF） 特高频（UHF） 超高频（SHF） 极高频（EHF） 至高频（THF） 频率范围 330Hz 30300Hz 3003000Hz 330KHz 30300KHz 3003000kHz 330MHz 30300MHz 3003000MHz 330GHz 3030GHz 303000GHz 波段名称 极长波 超长波 特长波 甚长波 长波 中波 短波 超短波 分米波 厘米波 毫米波 亚毫米波 光波 波长范围 10010Mm 101Mm 1000100Km 10010Km 101Km 1000100m 10010m 101m 10.1m 101cm 101mm 10.1mm 310-6310-8m 1.1 GSM概述与发展简史 GSM概述与发展简史 移动通信并不是一项很新的技术，但却是一项正在 急剧发展的技术. 20年代开始在军事及某些特殊领域使用（美国警察 的车载无线电系统），40年代才逐步向民用扩展（ 美国所建第一个公用汽车电话网）.移动通信经历了 由模拟通信向数字化通信的发展过程. 目前，比较成熟的数字移动通信制式主要有泛欧的 GSM，美国的ADC和日本的JDC（现改称PDC）. 目前GSM制式的销售额占34%，CDMA制式占28% ，TDMA占18%，WLL占7% 1.1 GSM概述与发展简史 GSM概述与发展简史 其中，GSM的发展历程如下： 1982年，欧洲邮电行政大会CEPT设立了“移动 通信特别小组”即GSM，以开发第二代移动通信 系统为目标. 1986年，在巴黎，对欧洲各国经大量研究和实验 后所提出的八个建议系统进行现场试验. 1987年，GSM成员国经现场测试和论证比较， 就数字系统采用窄带时分多址TDMA，规则脉冲 激励长期预测(RPE-LTP)话音编码和高斯滤波最 小频移键控(GMSK)调制方式达成一致意见. 1.1 GSM概述与发展简史 GSM概述与发展简史 1988年，十八个欧洲国家达成GSM谅解备忘录(MOU). 1989 1989年，GSM标准生效. GSM . 1991年，GSM系统正式在欧洲问世，网路开通运行.移动通信跨入 第二代. 1992年，系统命名为：Global System for Mobile（全球通）组织 机构：Special Mobile Group 1993年，Phase II规范 1994年，全世界范围运行 1995年，DCS1800商业运行 1996年，引入微蜂窝的技术，GSM900/1800双网运行 1997年已有109个国家239个运营者运营着超过4400万用户的 GSM网络 1.1 GSM概述与发展简史 GSM概述与发展简史 在我国 1993年我国首先在浙江嘉兴建立了GSM实验网 目前有中国移动与中国联通两家运营商 中国电信也在积极酝酿进入移动领域 截止99年底中国移动用户数已达5000万，中国联通超过 400万，年增长率99%以上 神州行与如意通移动用户快速增长 截止99年8月中国移动已覆盖全国31个省区的308个地市和 1856个县市，全国交通干线实现无缝覆盖.地市覆盖率为 91%，县市覆盖率为86% 专家预测，到2000年底，全国移动用户超过7500万，到 2005年达2亿. 1.1 GSM概述与发展简史 GSM概述与发展简史 我国移动用户增长： 1.1 GSM概述与发展简史 GSM概述与发展简史 全球移动用户增长(1999年全球无线通信市场比 1998年增长了21.6%，达到281亿美圆) 12 10 8 6 4 2 0 1999 2004 全球移动用户 （ 亿） 1.1 GSM概述与发展简史 GSM概述与发展简史 无线通信在今天的发展 无线 通信 系统 AMPS TACS NMT NTT 1G GSM PDC D-AMPS IS-95A 2G 3G 2.5G W-CDMA CDMA2000 TD-SCDMA GPRS IS-95B 80s初 80s末 96年 2002年 时间 1.1 GSM概述与发展简史 GSM概述与发展简史 第三代移动通信技术： GSM系列： GPRS（General Packet Radio Service）： 是GSM网络过渡3G（第三代移动通讯）的第 一步，能够将数据传送由今天9.6Kbps的速 率逐步提升到每秒115Kbps的速度.它还不是 真正的第三代移动通信系统. 1.1 GSM概述与发展简史 GSM概述与发展简史 GPRS的特点有： GPRS向用户提供从9.6kbps到多于150kbps的接入速 率. GPRS支持多用户共享一个信道的机制(每个时隙允许 最多8个用户共享) 提高了无线信道的利用率 在技术上提供了按数据量计费的可能 GPRS支持一个用户占用多个信道：提供较高的接入 速率 GPRS是移动网和IP网的结合：可提供固定IP网支持 的所有业务 1.1 GSM概述与发展简史 GSM概述与发展简史 GPRS对于运营商： 可提供更多更优质的增值业务 可提高无线资源的利用率 运营商将从IP业务的迅猛发展中得到更多的商机. GPRS对于用户： 计费合理GPRS可以采用以所传输的数据量为依据的计 费方法 覆盖广泛依靠GSM广泛的覆盖，GPRS向用户提供无 处不在的业务 业务丰富GPRS可向用户提供固定IP网可以提供的所有 业务 性能优越GPRS支持更高的接入速率、更短的建立时间 1.1 GSM概述与发展简史 GSM概述与发展简史 EDGE（Enhanced Data Rates for Global Evolution）：EDGE令网络容量及数据传送比 GPRS更快，足有283Kbps.网络商只需在软硬件 上作出少许相应改动，便可继续沿用现有GSM系 统，去支持移动多媒体服务，完全符合低成本高效 益的理念，能够与日后WCDMA制式共存. WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）：由GSM网络核心繁衍而来的WCDMA ，数据传送可达到每秒2Mbit（室内）及384Kbps （移动空间）的速率，采用5MHz（区别于窄带 200KHz)的宽频网络. 1.1 GSM概述与发展简史 GSM概述与发展简史 CDMA系列： cdmaOne（Code Division Multiple AccessOne）：属 于CDMA第二代，能达到1.25MHz，目前全球用户接 近三千五百万. cdma2000（Code Division Multiple Access2000）： cdma2000是从cdmaOne蜕变进化出来支援3G的一种 制式.确保投资发展CDMA的网络商，能够简单及有效 率地由cdmaOne过渡到3G进程.cdma2000第一阶段将 提供每秒144Kbps的数据传送率，第二阶段支持每秒 2Mbps的数据传送速率，是cdma发展3G的最终目标. 1.1 GSM概述与发展简史 GSM概述与发展简史 第三代移动通信： 如上述，不管通过GSM还是GPRS的方式，最终目 标还是3G.3G在其制定过程也经历了一段相当的时 间，包括ITU的IMT-2000和欧洲的UMTS. 1985年：CCITT提出FPLMTS（未来公众陆地移动 通信系统）概念 1991年：ITU正式成立TG8/1任务组，负责 FPLMTS标准制定 1992年： ITU召开WARC(世界无线通信系统会议) ，对FPLMTS的频率进行了划分，使这次会议成为 第三代移动通信标准制定中的里程碑 1.1 GSM概述与发展简史 GSM概述与发展简史 1994年： ITU-T和ITU-R正式携手研究 FPLMTS 1996年：ITU将FPLMTS改为IMT-2000 （国际移动电信系统 20002000年 2000MHz） 1998年6月：ITU征集IMT-2000的无线接 口技术方案 1999年：方案评审，制定规范(包括无线 接口标准) 2000年：完善规范并制定网络部分标准 1.1 GSM概述与发展简史 GSM概述与发展简史 3G实现的目标： 能实现全球漫游：用户可以在整个系统甚至全球范 围内漫游 ，且可以在不同的速率、不同的运动状态 下获得有服务质量的保证； 能提供多种业务：提供话音、可变速率的数据、活 动视频，特别是多媒体业务； 能适应多种环境：可以综合现有的公众电话交换网 （PSTN）、综合业务数字网、无绳系统、地面移动 通信系统、卫星通信系统、提供无缝隙的覆盖； 足够的系统容量，强大的多种用户管理能力，高保 密性能和服务质量. 1.1 GSM概述与发展简史 GSM概述与发展简史 为实现上述目标，对3G无线传输技术 提出了以下要求： 高速传输以支持多媒体业务； 室内环境至少2Mbit/s； 室内外步行环境至少384kbit/s； 室外车辆运动中至少144kbit/s； 卫星移动环境至少9.6kbit/s. 传输速率能够按需分配. 上下行链路能适应不对称需求. 1.1 GSM概述与发展简史 GSM概述与发展简史 目前3G的标准主要有： cdma2000 朗讯、摩托罗拉、北电、高通、三星等 W-CDMA 爱立信、诺基亚、西门子等 TD-SCDMA 中国提出 UMTS 欧洲标准 1.2 多址技术 多址技术使众多的用户共用公共的通信 线路. 常用的使信号多路化的方法基本上有三 种，它们分别采用频率、时间或代码分 隔的多址连接方式，即人们通常所称的 频分多址FDMA、时分多址TDMA和码 分多址CDMA三种接入方式. GSM系统采用了FDMA、TDMA方式. 1.2 多址技术 1.2.1 频分多址FDMA 频分多址FDMA FDMA是以不同的频率信道实 现通信的. 频分就是把整个可分配的频谱 划分成许多单个无线电信道（ 发射和接收载频），每个信道 可以传输一路话音或控制信息. 模拟蜂窝系统是FDMA结构的 一个典型例子，但GSM系统也 采用了FDMA. 1.2 多址技术 1.2.2 时分多址TDMA 时分多址TDMA TDMA是以不同的时隙实 现通信 时分多址是指在一个宽带 的无线载波上，将某一信道 按时间加以分割，各信号按 一定顺序占用某一时间间隙 （时隙）.即多路信号利用 同一个信道在不同时间各自 独立地传送. 1.2 多址技术 1.2.3 码分多址CDMA 码分多址CDMA CDMA是以不同的代码序列实现 通信的 码分多址是一种利用扩频技术所 形成的不同的码序列实现的多址 方式.它不像FDMA、TDMA那样 把用户的信息从频率和时间上进 行分离，它可在一个信道上同时 传输多个用户的信息.其关键是信 息在传输以前要进行特殊的编码 ，编码后的信息混合后不会丢失 原来的信息. 1.3 功率控制 当手机在小区内移动时，它的发射功率需要进行 变化.当它离基站较近时，需要降低发射功率，减 少对其它用户的干扰，当它离基站较远时，就应 该增加功率，克服增加了的路径衰耗. 所有的GSM手机都可以以2dB 为一等级来调整它 们的发送功率，GSM900 移动台的最大输出功率 是8W（规范中最大允许功率是20W，但现在还没 有20W的移动台存在）.DCS1800移动台的最大 输出功率是1W.相应地，它的小区也要小一些. 1.4 蜂窝技术 1.4.1 大区制与小区制 移动通信系统是采用一个叫基站的设备来提供无线服 务范围的.基站BTS的覆盖范围有大有小，我们把基 站BTS的覆盖范围称之为蜂窝，即小区CELL. 采用大功率的基站主要是为了提供比较大的服务范围 ，但它的频率利用率较低，也就是说基站提供给用户 的通信通道比较少，我们也称之为大区制. 采用小功率的基站主要是为了提供大容量的服务范围 ，同时它采用频率复用技术来提高频率利用率，有限 的频率得到多次使用，所以系统的容量比较大，这种 方式称之为小区制或微小区制. 1.4 蜂窝技术 1.4.1 大区制与小区制 按无委会规定，我国目前可用频道号为 76-124，共49个频点.76-95给移动，95124给联通. 一般采用12组频率复用方案. 对于有向天线，可采用120度的定向天线 ，如采用4/12方式复用，4个基站，12个 小区.每个小区可用5个频点，一般也可用 到4个频点. 对于采用全向天线，一般建议采用其中的 7组频率. 1.4 蜂窝技术 1.4.2 频率复用基础 频率复用指处在不同地理位置（不同的小区） 上的用户可以同时使用相同频率的信道.频率复 用系统可以极大地提高频谱效率. 但如果系统设计得不好，将产生严重的干扰. 同频干扰（C/I）： 因频率复用造成的相邻小区 相同频率对信道的干扰.GSM要求C/I=9DB. 邻频干扰（C/A）：小区内外相邻频率产生的干 扰.GSM要求C/A=-9DB. 1.4 蜂窝技术 1.4.2 频率复用基础 频率复用方案：在系统的作用区域内重 复使用相同的频率这种频率复用方 案使整个频谱分配被划分为K个频率复 用的模式.如K可取3、4、7等值. 公式：(D/R)2=3K D：频率复用距离 R：小区半径 K：频率复用模式 1.4 蜂窝技术 1.4.2 频率复用基础 A1 A3 A2 C3 B1 B3 B2 A3 C1 C3 C2 B3 A1 A3 A2 C3 C2 C1 B2 A3 A2 C3 C2 C1 A1 B1 A2 C3 C2 B3 B2 A3 A2 C3 C2 K=3 C1 A1 B1 C1 A1 C2 B3 B2 A3 A2 C3 C2 B3 B2 B1 C1 A1 B1 C1 A3 A2 C3 C2 B3 B2 A3 A2 A1 B1 C1 A1 A3 A2 C3 C2 C1 A1 1 4 3 2 1 4 3 2 1 K=4 3 2 1 4 1 1 1 1 1 3 6 1 4 7 2 5 1 K=7 注意：从理论 上来说，K应 该大些，但分 配的信道总数 是固定的.如果 K太大，则K个 小区中分配给 每个小区的信 道数将减少， 中继效率就会 降低. 小区复用模式图 1.5 GSM主要参数 GSM主要参数 935960 890915 (带宽25M) 双工间隔 45MHZ 射频带宽 200KHZ 射频双工信道总数 124 小区半径（Km） 最小 0.5 最大 35 多址方式 TDMA 调制 GMSK 传输 速率（kbps） 270.833 编码算法 RPE-LTP 信道编码 具有交织脉冲检错 和1/2编码率卷积码 每载频信道数 全速率 8 半速率 16 特性 发射频带(MHz) 基 站 移动台 GSM900 DCS1800 18051880 17101785 (带宽75M) 95MHZ 200KHZ 374 0.5 35 TDMA GMSK 270.833 RPE-LTP 具有交织脉冲检错 和1/2编码率卷积码 8 16 1.5 GSM主要参数 GSM主要参数 移动通信1.8GHz频段的分配情况 频段的分配情况 移动通信 频段， 在1800MHz频段，移动通信只用了低部 频段 移动通信只用了低部45MHz， ， 45MHz中已占用 中已占用10MHz，尚余 带宽.另有 中已占用 ，尚余35MHz带宽 另有 带宽 30MHz带宽可供发展！ 带宽可供发展！ 带宽可供发展 2. GSM系统结构与接口 GSM系统结构与接口 2.1 GSM系统结构与功能 2.2 GSM系统的业务 2.3 GSM接口 2.4 GSM各接口协议 2.5 GSM无线接口 2.1 GSM系统结构与功能 GSM系统结构与功能 OSS NMC NSS OMC DPPS PCS SEMC BTS BSC MS BSS BTS MSC/VLR HLR/AUC EIR PSTN ISDN PDN OSS：操作支持子系统 BSS：基站子系统 NSS：网络子系统 NMC：网络管理中心 DPPS：数据后处理系统 SEMC：安全性管理中心 OMC：操作维护中心 PCS：用户识别卡个人化中心 MSC：移动业务交换中心 VLR：来访用户位置寄存器 HLR：归属用户位置寄存器 AUC：鉴权中心 EIR：移动设备识别寄存器 BSC：基站控制器 BTS：基站收发信台 PDN：公用数据网 PSTN：公用电话网 ISDN：综合业务数字网 MS：移动台 2.1 GSM系统结构与功能 GSM系统结构与功能 一个GSM系统可由三个子系统组成，即操作支持子系统 (OSS)，基站子系统(BSS)和网路子系统(NSS)三部分. 基站子系统BSS是GSM系统中与无线蜂窝方面关系最直 接的基本组成部分. 通过无线接口直接与移动台相连，负责无线发送接收和无 线资源的管理. 它与NSS相连，实现移动用户间或移动用户与固定网路用 户之间的通信连接，传送系统信息和用户信息等. 与操作支持子系统OSS之间实现互通. 2.1 GSM系统结构与功能 GSM系统结构与功能 网路子系统NSS是整个系统的核心，它 对GSM移动用户之间及移动用户与其它 通信网用户之间通信起着交换、连接与 管理的功能. 主要负责完成呼叫处理、通信管理、移 动管理、部分无线资源管理、安全性管 理、用户数据和设备管理、计费记录处 理、公共信道、信令处理和本地运行维 护等. 2.1 GSM系统结构与功能 GSM系统结构与功能 操作支持子系统OSS完成移动用户管理、移 动设备管理、系统的操作与维护. 2.1 GSM系统结构与功能 GSM系统结构与功能 2.1.1 移动台的功能 移动台由SIM卡与物理设备组成，二者是分离的. SIM卡上包含所有与用户有关的无线接口一侧的信息， 也含有鉴权和加密实现的信息. 固化数据：IMSI、Ki、安全算法（A3、A8) 临时网络数据：TMSI、LAI、KC、被禁止的PLMN、 PLMN选择预编程 业务相关数据：PIN(个人识别号) 物理设备可以是手持机，车载机或是由移动终端直接 与终端设备相连而构成. 2.1 GSM系统结构与功能 GSM系统结构与功能 2.1.2 BSC的功能 BSC的功能 接口管理 BTS-BSC之间的信道管理 无线参数及无线资源管理 无线链路的测量 话务量统计 切换 支持呼叫控制 操作与维护 2.1 GSM系统结构与功能 GSM系统结构与功能 2.1.3 BTS的功能 BTS的功能 BTS主要分为基带单元、载频单元和控 制单元三部分. BTS受控于基站控制器(BSC)，服务于 某小区的无线收发信设备，实现BTS与 移动台(MS)空中接口的功能. 2.1 GSM系统结构与功能 GSM系统结构与功能 2.1.4 MSC的功能 MSC的功能 MSC是整个网络的核心，协调与控制整个 GSM网络中BSS、OSS的各个功能实体. 接口管理 支持一系列业务：电信业务，承载业务和补充 业务 支持位置登记、越区切换和自动漫游等其它网 络功能. 2.1 GSM系统结构与功能 GSM系统结构与功能 2.1.5 VLR的功能 VLR的功能 访问用户位置寄存器(VLR)是服务于其 控制区域内移动用户的. 它存储着进入其控制区域内已登记的移 动用户相关信息，为已登记的移动用户 提供建立呼叫接续的必要条件. 2.1 GSM系统结构与功能 GSM系统结构与功能 2.1.6 HLR的功能 HLR的功能 归属用户位置寄存器(HLR)是GSM系统 的中央数据库，存储该HLR控制的所有 存在的移动用户的相关信息. 所有移动用户的重要数据都存储在HLR 中.包括用户识别号码，访问能力、用户 类别和补充业务等数据，HLR也存储部 分漫游移动用户所在MSC区域的有关动 态数据. 2.1 GSM系统结构与功能 GSM系统结构与功能 2.1.7 AUC的功能 AUC的功能 鉴权中心(AUC)存储着鉴权信息和加密 密钥，防止无权用户接入系统和防止无 线接口中数据被窃. AUC属于HLR的一个功能单元部分，专 用于GSM系统的安全性管理. 2.1 GSM系统结构与功能 GSM系统结构与功能 2.1.8 EIR的功能 EIR的功能 移动设备识别寄存器(EIR)存储着移动设 备的国际移动设备识别码(IMEI)，通过 核查三种表格（白名单、灰名单、黑名 单）使得网络具有防止无权用户接入、 监视故障设备的运行和保障网络运行安 全的功能. 在三种表格中分别列出了准许使用的、 出现故障需监视的、失窃不准使用的移 动设备的IMEI识别码. 2.2 GSM系统的业务 GSM系统的业务 GSM系统提供的业务可分为三大类： 承载业务(BEAR SERVICES) 电信业务(TELESERVICES) 附加业务(SUPPLEMENTARY SERVICES) 其中承载业务和电信业务也叫作基本电信业务 (BASIC TELECOMMUNICATION SERVICES) 附加业务可以分为GSM附加业务(GSM BASIC TELECOMMUNICATION SERVICES)和非GSM 附加业务(NON-GSM BASIC TELECOMMUNICATION SERVICES) 2.2 GSM系统的业务 GSM系统的业务 2.2.1 GSM承载业务bear services GSM承载业务 承载业务bear 承载业务是为了提供数据传送的纯传输业务，它提 供GSM网络和其他网络之间的低层交换功能. ETSI为GSM定义的承载业务有： Data CDA-circuit duplex asynchronous 数据电路双工异步传送 异步传送速率：300-9600bps 业务号：BS21，BS22，BS23，BS24，BS25，BS26 Data CDS-circuit duplex synchronous 数据电路双工同步传送 同步传送速率：1200-9600bps 业务号：BS31，BS32，BS33，BS34 2.2 GSM系统的业务 GSM系统的业务 2.2.1 GSM承载业务bear services GSM承载业务 承载业务bear PAD CDA-packet assembler/disassembler dedicated PAD access 消息包异步传送速率：300-9600bps 业务号：BS41，BS42，BS44，BS45，BS46 Alternate speech/data CDA-circuit duplex Asynchronous 语音/数据电路双工异步传送 业务号：BS61 Speech followed by CDA-circuit duplex synchronous 语音切换到数据电路双工同步传送 业务号：BS81 2.2 GSM系统的业务 GSM系统的业务 2.2.2 GSM电信业务teleservices GSM电信业务 电信业务teleservices 电信业务使用通信终端之间从高，低层网到通信控制层的功 能 基本语音/数据电信业务： Telephony 电话业务允许PLMN网与PSTN等他网之间的 语音信息传送 业务号：TS11 Emergency call 紧急呼叫业务用于建立移动台与紧急呼叫 中心的连接 业务号：TS12 2.2 GSM系统的业务 GSM系统的业务 2.2.2 GSM电信业务teleservices GSM电信业务 电信业务teleservices Short message services 短消息业务属于数据业务，允许移动台收发 其他移动用户的短消息 业务号：移动接受TS21，移动始发TS22 Automatic telefax 传真业务属于数据业务 业务号：TS62 Alternative speech and telefax 传真/语音交替业务允许语音和传真业务中 交替传送 业务号：TS61 2.2 GSM系统的业务 GSM系统的业务 2.2.3 附加业务 附加业务是GSM基本电信业务的附加业务，它总是和基本电信 业务并存的. 一、GSM Supplementary Services Number identification services calling line identification presentation calling line identification restriction Call offering services call forwarding unconditional(CFU) call forwarding on mobile subscriber busy(CFB) call forwarding on no reply(CFNRy) call forwarding on mobile subscriber not reachable(CFNRc) 2.2 GSM系统的业务 GSM系统的业务 2.2.3 附加业务 Call completion services call hold call waiting Multi-party service 最大允许包括多方会议发起者在内的六位 用户 Advice of charge(AOC) AOC information level(AOIC) AOC charging level(AOCC) 2.2 GSM系统的业务 GSM系统的业务 2.2.3 附加业务 Call restriction services *Barring of all outgoing calls(BAOC) 紧急呼叫例外 *Barring of all outgoing international calls(BOIC) *Barring of all outgoing international calls except home PLMN country(BOIC-exHC) *Barring of all ingoing calls(BAIC) *Barring of all ingoing calls when roaming outside home country(BIC-Roam) 2.2 GSM系统的业务 GSM系统的业务 2.2.3 附加业务 Closed user group(CUG) 允许若干移动用户组成一个闭和用户群. 其成员用户能接收和拨打群内用户，可统一 开通其他业务. 2.2 GSM系统的业务 GSM系统的业务 2.2.3 附加业务 二、Non-GSM Supplementary Services Hot billing 热线收费允许运营者为某个用户独立于 普通计费而建立短期计费显示 Call back(call diversion services) 遇忙回叫允许临时不能接入PLMN网络 的移动用户向网络个人语音邮箱呼叫 2.3 GSM接口 GSM接口 2.3.1 主要接口 Um接口 Abis接口 A接口 BTS MS BTS BSC BS接口 BSC MSC GSM系统的主要 接口指A接口、 Abis接口和Um接 口. A接口、Um接口为 开放式接口. 2.3 GSM接口 GSM接口 2.3.2 主要接口（A接口） 主要接口（ 接口） A接口定义为网路子系统（NSS）与基 站子系统（BSS）之间的通信接口. 其物理链接通过采用标准的2.048Mb/s PCM数字传输链路来实现. 此接口传递的信息包括移动台管理、基 站管理、移动性管理、接续管理等. 2.3 GSM接口 GSM接口 2.3.3 主要接口（Abis接口） 主要接口（Abis接口 接口） Abis 接口定义为基站子系统的两个功能实 体基站控制器（BSC）和基站收发信台（ BTS）之间的通信接口. 物理链接通过采用标准的2.048Mb/s 或 64kbit/s PCM 数字传输链路来实现. BS接口作为Abis 接口的一种特例，用于 BTS（与BSC并置）与BSC之间的直接互 连方式，此时BSC与BTS之间的距离小于 10米. 2.3 GSM接口 GSM接口 2.3.4 主要接口（Um接口） 主要接口（Um接口 接口） Um 接口（空中接口）定义为移动台与基站 收发信台（BTS）之间的通信接口，用于移动 台与GSM系统的固定部分之间的互通. 其物理链接通过无线链路实现. 传递的信息包括无线资源管理，移动性管理 和接续管理等. 2.3 GSM接口 GSM接口 2.3.5 NSS内部接口 NSS内部接口 F 接 口 M S C G C接 口 B 接 口 V L R E I R H L R / A U C D 接 口 E 接 口 G 接 口 V L R B 接 口 M S C 2.3 GSM接口 GSM接口 2.3.5 NSS内部接口（B接口） NSS内部接 内部接口 接口） B接口定义为访问用户位置寄存器（ VLR）与移动业务交换中心（MSC）之 间的内部接口. 用于移动业务交换中心（MSC）向访问 用户位置寄存器（VLR）询问有关移动 台（MS）当前位置信息或者通知访问用 户位置寄存器（VLR）有关移动台（MS ）的位置更新信息. 2.3 GSM接口 GSM接口 2.3.5 NSS内部接口（C接口） NSS内部接 内部接口 接口） C接口定义为归属用户位置寄存器（HLR）与 移动业务交换中心（MSC）之间的接口. 用于传递路由选择和管理信息. 在建立一个至移动用户的呼叫时，入口移动 业务交换中心（GMSC）应向被叫用户所属 的归属用户位置寄存器（HLR）询问被叫移 动台的漫游号码. C接口的物理链接方式是标准的2.048MB/S的 PCM数字传输链路. 2.3 GSM接口 GSM接口 2.3.5 NSS内部接口（D接口） NSS内部接 内部接口 接口） D接口定义为归属用户位置寄存器（HLR）与访问用户位 置寄存器（VLR）之间的接口. 用于交换有关移动台位置和用户管理的信息，为移动用户 提供的主要服务是保证移动台在整个服务区内能建立和接 收呼叫. 实用化的GSM系统结构一般把VLR综合于移动业务交换中 心（MSC）中，而把归属用户位置寄存器（HLR）与鉴权 中心（AUC）综合在同一个物理实体内. D接口的物理链接是通过移动业务交换中心（MSC）与归 属用户位置寄存器（HLR）之间的标准2.048Mb/s 的PCM 数字传输链路实现的. 2.3 GSM接口 GSM接口 2.3.5 NSS内部接口（E接口） NSS内部接 内部接口 接口） E接口定义为控制相邻区域的不同移动业 务交换中心（MSC）之间的接口. 此接口用于切换过程中交换有关切换信息 以启动和完成切换. E接口的物理链接方式是通过移动业务交 换中心（MSC）之间的标准2.048Mbit/s PCM 数字传输链路实现的. 2.3 GSM接口 GSM接口 2.3.5 NSS内部接口（F接口） NSS内部接 内部接口 接口） F接口定义为移动业务交换中心（MSC）与 移动设备识别寄存器（EIR）之间的接口. 用于交换相关的国际移动设备识别码管理信 息. F接口的物理链接方式是通过移动业务交换中 心（MSC）与移动设备识别寄存器（EIR） 之间的标准2.048Mbit/s 的PCM 数字传输链 路实现的. 2.3 GSM接口 GSM接口 2.3.5 NSS内部接口（G接口） NSS内部接 内部接口 接口） G接口定义为访问用户位置寄存器（VLR） 之间的接口. 此接口用于向分配临时移动用户识别码（ TMSI）的访问用户位置寄存器（VLR）询 问此移动用户的国际移动用户识别码（IMSI ）的信息. G接口的物理链接方式是标准2.048Mbit/s 的PCM 数字传输链路 2.3 GSM接口 GSM接口 2.3.5 GSM系统与公众电信网的接口 GSM系统与公众电信网的接 系统与公众电信网的接口 公众电信网主要是指公众电话网（PSTN）， 综合业务数字网（ISDN），分组交换公众数据 网（PSPDN）和电路交换公众数据网（ CSPDN）.GSM系统通过MSC与这些公众电信 网互连. GSM系统与PSTN和ISDN网的互连方式采用7 号信令系统接口.其物理链接方式是通过MSC与 PSTN或ISDN交换机之间标准2.048Mbit/s 的 PCM 数字传输实现的. 2.4 GSM各接口协议 GSM各接口协议 MS CM MM L3 RR RR RR L2 L1 LAPDm SigL1 LAPDm SigL1 BTSM LAPD SigL1 BTSM LAPD SigL1 SCCP MTP SCCP MTP BSSMAP BTS BSC MSC CM MM BSSMAP Um接 接 A b is 接 接 A接 接 CM：通信管理 BTSM：BTS的管理部分 MTP：信息传递 部分 MM：移动性管理 Um：MS与BTS间接口 MSC：移动业务交 换中心 RR：无线资源管理 Abis：BTS与BSC间接口 BSC：基站控制器 MS：移动台 SCCP：信令连结控制部分 BTS：基站收发信台 L1-L3：信号层1-3 A：BSC与MSC间接口 BSSMAP：基站子系统 2.4 GSM各接口协议 GSM各接口协议 2.4.1 协议分层结构 信号层1（物理层） 这是无线接口的最低层、提供传送比特流所需的物理链路（例如 无线链路）、为高层提供各种不同功能的逻辑信道. 信号层2（L2） 主要目的是在移动台和基站之间建立可靠的专用数据链路， L2协议基于ISDN的D信道链路接入协议（LAP-D），但作了更 动，因而在Um接口的L2协议称之为LAP-Dm. 信号层3（L3） 这是实际负责控制和管理的协议层.L3包括三个基本子层： 无线资源管理（RR）、移动性管理（MM）和接续管理（CM）. 其中一个CM子层中含有多个呼叫控制（CC）单元，提供并行呼 叫处理.为支持补充业务和短消息业务，CM子层中还包括补充业 务管理（SS）单元和短消息业务管理（SMS）单元. 2.4 GSM各接口协议 GSM各接口协议 2.4.2 信号层3的互通 信号层3 BSSAP DTAP BSSMAP BSSAP DTAP BSSMAP RR在基站子系统中 终止，RR消息在 BSS中进行处理和转 译，映射成BSS移动 BSS 应用部分（BSSMAP ）的消息在A接口中 传递 移动性管理（MM） 和接续管理（CM） SCCP SCCP 都至MSC终止，MM MTP MTP 和CM消息在A接口 A接 接 中是采用直接转移应 用部分（DTAP）传 BSSAP：BSS应用部分 SCCP：信令连接控制部分 递，基站子系统（ DTAP：直接转移应用部分 MTP：消息传递部分 BSS）则透明传递 BSSMAP：BSS移动应用部分 MM和CM消息 分分分分 分分分分 2.4 GSM各接口协议 GSM各接口协议 2.4.3 NSS内部及GSM与PSTN之间的协议 NSS内部及 内部及GSM与PSTN之间的协议 与非呼叫相关的信令 采用移动应用部分（ MAP），用于NSS内 部接口（B、C、D、E 、F、G）之间的通信. 与呼叫相关的信令则 采用电话用户部分（ TUP）和ISDN用户部 分（ISUP），分别用 于MSC之间和MSC与 PSIN、ISDN之间的通 信. 2.5 GSM无线接口 GSM无线接口 Um接口频率规划 GSM无线信道特点 GSM系统频点分配 Um接口物理信道 物理信道帧结构 突发脉冲种类与功能 突发脉冲应用实例 Um接口逻辑信道 为什么引入逻辑信道？ 逻辑信道的分类 逻辑信道的功能 逻辑信道的组合 逻辑信道应用实例 2.5 GSM无线接口 GSM无线接口 Um接口话音处理 话音在无线信道上的传送 话音编码 信道编码 交织 加密 调制 跳频 时延调整 Um接口控制技术 自动功率控制（APC） 非连续发射（DTX） 非连续接收（DRX） 跳频技术 时延调整 2.5 GSM无线接口 GSM无线接口 小区采用全方向性天线 建议采用 N=7 的复用方式； 频率组选用原则 相邻小区尽量不采用相邻频率； 用户数量大、话务量大的小区可采用多组频率 2.5 GSM无线接口 GSM无线接口 几个基本概念： 突发脉冲序列：占有一个限定的持续时间和占有限定的 无线频谱，它们在时间和频率窗上输出 时隙（Time Slot）是隙缝的时间间隔，它的持续时间 被用于作为时间单元BP，意为突发脉冲序列周期（ Burst Period）. 使用一个给定的信道就意味着在特定的时刻和特定的频 率中传送突发脉冲序列 200KHz带宽称为频隙（Frequency Slot），相当于 GSM规范书中的无线频道（Radio Frequency Channel），也称射频信道 TDMA帧（Frame）通常被表示为接连发生的 i 个时隙 .GSM系统目前采用全速率业务信道，i 取为8 2.5 GSM无线接口 GSM无线接口 物理信道上的突发脉冲 频频 200kHz BP 15/26ms 时隙 小频 2.5 GSM无线接口 GSM无线接口 2.5.1 Um接口频率规划 Um接口频率规划 您知道吗？ GSM无线信道有什么特点？ GSM无线信道有什么特点？ GSM系统频点如何分配？ GSM系统频点如何分配？ 2.5 GSM无线接口 GSM无线接口 2.5.1 Um接口频率规划 Um接口频率规划 GSM900 GSM900无线频道特点： 上行（MSBTS）：890-915MHZ 下行（BTSMS）：935-960MHZ 双工间隔：45MHz 载频间隔：200KHz 我国目前实际占用高端10M频段 从上往下6M，电信4M 2.5 GSM无线接口 GSM无线接口 2.5.1 Um接口频率规划 Um接口频率规划 900MHz公专公本公公移移公信大频公: 890915/935960 MHz(基基基/基基否) 872 880 890 897.5 905 915 917 925 935 942.5 950 96