GSM基本原理.华信设计.pptx

GSM基本原理 学习目标 熟悉GSM的系统结构熟悉GSM无线接口理论和关键技术熟悉GSM的系统消息掌握GSM基本信令流程熟悉GSM特殊技术应用 课程内容 第一章GSM系统结构第二章GSM无线接口理论第三章GSM系统消息第四章GSM信令流程第五章GSM特殊技术应用 第一章GSM系统结构 第一节移动通信技术演进第二节GSM系统机构组成第三节GSM系统编号计划 移动通信网络演进路线 TACS1G仅话音 GSM2G话音9 6kbps GPRS2 5G115kbps EDGE2 75G384kbps WCDMA3G话音2Mbps TACS GSM GPRS EDGE WCDMA 移动通信网络演进路线 第一章GSM系统结构 第一节移动通信技术演进第二节GSM系统结构组成第三节GSM系统编号计划 GSM系统结构 GSM系统主要由MS 移动台 BSS 基站子系统 NSS 网络子系统 OSS 操作维护子系统 三部分组成 测试终端 MSUEAT GSM系统接口 GSM系统接口协议栈 CC 接续控制MM 移动性管理RR 无线资源管理BTSM BTS管理部分MTP 信息传递部分SCCP 信令连接控制部分BSSMAP BSS移动应用部分LAPDm Dm信道数据链路协议移动应用部分L1 L3 信号层1 3 MS MobileStation 移动台 实现移动终端功能 BTS BaseTransceiverStation 基站收发信台 实现移动通信系统与MS之间的无线通信BSC BaseStationController 基站控制器 实现无线系统到交换系统的集线功能 无线资源管理功能以及其它与无线相关的控制功能 系统各模块功能 HLR HomeLocationRegister 归属位置登记处 实际上是一个数据库 主要储存二类数据 用户数据 主要包括 用户的位置信息VLR VisitorLocationRegister 拜访位置登记处 实际上是一个数据库 储存用户信息 主要包括 MSRN MobileStationRoamingNumber 移动台漫游号码TMSI TemporaryMobileSubscriberIdentification 临时移动用户身份移动台登记的位置区 LAC 与补充业务有关的数据 用户的身份IMSI InternationalMobileSubscriberIdentification 用户ISDN号码VLR地址 系统各模块功能 MSC MobileserviceSwitchingcenter 移动业务交换中心 实现移动业务交换功能AUC AuthenticateCenter 鉴权中心 用于对用户身份的鉴别EIR mobilestationEquipmentIdentityRegister 移动台设备身份登记处 用于储存及鉴别移动台的设备身份 OMC OperationandMaintenanceCenter 操作维护中心 提供人机界面实现对系统设备的监测和控制功能 系统各模块功能 GSM网络由三个网络子系统组成 Abis 开放接口 开放接口 网络子系统 BSS由以下单元组成BSC基站控制器BTS基站TC码形转换器BSS主要功能无线控制网和管理话音代码转换Air接口信令和数据处理对NSS信令和空中接口 BSS系统 NSS由以下单元组成MSC移动业务交换中心HLR本地位置寄存器VLR访问位置寄存器AC监权中心EIR设备识别寄存器 NSS主要功能呼叫控制记费移动管理和其他网络基站相关的信令用户数据处理用户定位 NSS系统 NMS主要功能监控网络的各个功能和单元故障管理配置管理性能管理安全管理 NMS系统 第一章GSM系统结构 第一节移动通信技术演进第二节GSM系统结构组成第三节GSM系统编号计划 移动台的国际身份号码ISDN MSISDN 供用户拨打的公开号码 具有全球唯一性 MSISDN CC NDC SNCC 国家码即在国际长途电话通信网中的号码 中国 86 NDC 国内网络接入号码SN 用户号码 H0H1H2H3ABCD 139便是NDC 前三位用于识别网号 后4位用于识别归属区 MS标识 MSISDN 国际移动用户识别码 IMSI 是指在无线路径和GSMPLMN网络上唯一识别移动用户的号码 用于PLMN所有信令中 存于HLR VLR SIM中 IMSI MCC MNC MSINMCC 移动网的国家号码 与CC不同 中国为460 10进制MNC 移动网号 移动 00 联通 01 电信 03 10进制MSIN 移动用户识别号使用十进制 最长为15位 MCC MNC MSIN 3digits 1 2digits NationalMSI InternationalMSI即IMSI MAX15digits MS标识 IMSI 临时移动用户识别码 TMSI 用于保护IMSI码 该号只在本MSC VLR区域有效 本次呼叫有效 其结构可由各电信部门选择 长度不超过4个字节 一个CCCC的寻呼容量为2个IMSI或4个TMSI 移动台漫游号码 MSRN 用于一次呼叫的路由选择 MSRN CC NSC SNCC 国家号NDC 国内目的地号码 用于识别PLMN SN 用户号 用于识别MSC VLR的地址 MS标识 TMSI MSRN 国际移动台设备识别码 IMEI 是唯一用来识别移动台终端设备的号码 称作系列号 IMEI TAC FAC SNR SPTAC 型号论证码 6位 FAC 最终装配码 用于识别制造厂家 2位 SNR 序号码 由厂家分配 用于识别每个设备 6位 SP 备用码 1位 06 MS标识 IMEI 位置区识别码 LAI LAI代表MSC业务区的不同位置区 用于移动用户的位置更新和寻呼 LAI MCC MNC LACMCC 移动国家号 识别一个国家MNC 移动网号 识别国内的GSM网LAC 位置区号码 识别GSM网络中的位置区 1 65535 0不用小区全球识别码 CGI 用于识别一个位置区内的小区 全球唯一标识 CGI MCC MNC LAC CI BSS NSS标识 LAI CGI 基站识别码 BSIC BSIC NCC BCCNCC 网络色码 用于识别GSM移动网 3bit BCC 基站色码 用于识别同频基站 3bit 一个簇一个BCC小区数据中的NCCPERM X 用于指定移动台允许接入的网络 BSS NSS标识 BSIC 通知移动台本小区公共信令信道所采用的训练序列号 用于避免基站将移动台发往相邻小区的RACH误译为本小区的接入信道 如邻区中包含两个或两个以上的小区采用相同的BCCH载频时 基站可依靠BSIC区分这些小区 从而避免错误切换 甚至切换失败 控制移动台只报NCC在允许范围内的邻区情况 移动台不会切换至NCC不在允许范围内的小区 BSIC在IDEL状态时至少每30s更新一次 在dedicate状态时至少每10s更新一次 BSIC主要作用 几个基本概念 当前占用的为移动台提供服务的小区 OMCR端为当前服务小区定义的邻区 一般是指服务小区周围的小区 邻小区 服务小区 GSM服务区PLMN服务区MSC VLR服务区位置区基站小区 扇区 课程内容 第一章GSM系统结构第二章GSM无线接口理论第三章GSM系统消息第四章GSM信令流程第五章GSM特殊技术应用 第二章GSM无线接口理论 第一节无线接口概述第二节语音信号处理过程第三节无线信道介绍第四节GSM系统技术介绍 工作频段 工作频段 多址技术 FDMA TDMA CDMA SDMA DS CDMA 1 23MHz Frequency Time CDMA 信道 在传输媒介上为每个用户单独分配的 专用的一个通道 第二章GSM无线接口理论 第一节无线接口概述第二节语音信号处理过程第三节无线信道介绍第四节GSM系统技术介绍 话音编码 信道编码 交织 加密 调制 无线信道 语音输入 话音解码 信道译码 去交织 解密 解调 语音输出 传播损耗噪声干扰衰落 GSM信号处理流程 13kbps 22 8kbps 33 8kbps 20ms GSM信号处理流程 语音编码 编码方式称为规则脉冲激励 长期预测编码 RPE LTP 其处理过程是先进行8KHZ抽样 调整每20ms为一帧 每帧分为4个子帧 每个子帧长5ms 纯比特率为13kbit s 块编码器 激励编码器 50bit 3 2 4 132bit 78bit 456bit 信道编码 12345678 452453454455456 816 456 210 450 614 454 19 449 412 452 715 455 311 451 513 453 B0B1B2B3B4B5B6B7 A4 B0 A5 B1 A6 B2 A7 B3 B4 C0 B5 C1 B6 C2 B7 C3 一次交织 二次交织 语音交织 目的 抑制高频分量 防止过量的瞬时频率偏移 满足相干检测的需要要求 带外辐射功率为 60 80dB特点 实现简单 在原MSK调制器的基础上增加前置滤波器高斯滤波器 带宽窄且为锐截止型较低的过脉冲响应输出脉冲的面积不变应用 GSM系统 高斯成型滤波器 GMSK调制技术 第二章GSM无线接口理论 第一节无线接口概述第二节语音信号处理过程第三节无线信道介绍第四节GSM系统技术介绍 第四节无线信道介绍 时隙和帧结构逻辑信道分类逻辑信道组合 1帧由8个时隙 TimeSlot 构成 每个时隙又称 突发 通信时不同的用户占用不同的时隙 GSM物理信道帧结构 如何确定一个物理信道 时隙和帧结构 帧和信道 业务信道帧结构 超高帧 超帧 复帧 帧 时隙 控制信道帧结构 超高帧 超帧 复帧 帧 时隙 GSM中的突发脉冲类型 逻辑信道分类 GSM中的信道类型 物理信道逻辑信道 广播信道BCCH 逻辑信道分类 公共控制信道CCCH 逻辑信道分类 专用控制信道DCCH 逻辑信道分类 搜寻频率校正脉冲搜寻同步脉冲解读系统消息侦听寻呼消息发送接入脉冲信令信道分配呼叫建立话音信道分配通话呼叫释放 FCCHSCHBCCHPCHRACHAGCHSDCCHSDCCHTCHFACCH 逻辑信道分类 逻辑信道作用举例 TCH F FACCH F SACCH TF 全速率TCH TCH H FACCH H SACCH TH 半速率TCH 26帧 复帧FCCH SCH BCCH CCCH 主BCCH FCCH SCH BCCH CCCH SDCCH 4 SACCH 4 组合BCCH BCCH CCCH 扩展BCCH SDCCH 8 SACCH C8 主SDCCH FACCH 851帧 复帧 逻辑信道组合 逻辑信道组合 主BCCH 逻辑信道组合 组合BCCH 逻辑信道组合 独立SDCCH 逻辑信道组合 TCH信道 GSM载波上的复帧结构 BCCH CCCH复帧 信道组合1 有9个CCCH块信道组合2 有3个CCCH块 CCCH CONFIG可用于准许接入的块BS AG BLKS RES每51帧中的寻呼块数可用于寻呼的块信道组合1C0 C1 C809C0 C1 C818C1 C2 C827C2 C3 C836C3 C4 C5 C6 C7 C845C4 C5 C6 C7 C854C5 C6 C7 C863C6 C7 C872C7 C8信道组合2C0 C1 C203C0 C1 C212C1 C221C2 第二章GSM无线接口理论 第一节无线接口概述第二节语音信号处理过程第三节无线信道介绍第四节GSM系统技术介绍 传播时延t 传播时延t TA 这样下去不行 得让手机提前一个TA值时间发给我 定时提前 TA 延长电池寿命降低干扰 VAD 语音激活检测 VoiceActivityDetection 码变换器实现 DTX DTX 不连续发射 DiscontinuousTransmission 在语音间歇期关闭发射仅发射静音指示帧接收端码变换器产生舒适噪声 DRX 不连续接收 DRX 手机绝大部分时间处于空闲状态 此时需要随时准备接收BTS发来的寻呼信号 系统按照IMSI将MS用户分类 不同类别的手机在不同的时刻接收系统寻呼消息 无需连续接收 目的是降低手机功耗 延长电池使用时间 实现方式 系统根据IMSI将MS分类 分时刻接收寻呼消息 功率控制 功率控制是指在一定范围内 用无线方式来改变移动台或基站 或两者 的传输功率 目的是减少整个系统的干扰 提高频谱利用率 并可延长移动台电池的寿命 一般商用手机最大发射功率为5 即33dBm 2W TxPower反映上行覆盖情况 一般地 发射功率越大 信号传送的越远 反过来说 离基站越远 发射功率越大 但上行覆盖出现问题时或手机接入网络时 发射功率也会很大 以确保基站能收到手机的发射信号 延长电池寿命降低网络干扰包括上行功控和下行功控功率控制基于电平和质量BSC BTS是判决者 功率控制 BCCH载频不参加功率控制 跳频技术 跳频可分为快速跳频和慢速跳频 在GSM系统中采用的是慢速跳频 SFH 技术 其特点是按照固定的间隔改变一个信道使用的频率 跳频就是指携载有用信息的载波频率 随着时间顺序受一个跳频序列控制而跳动 一个跳频序列就是在给定的N个频点的频点集 MA 内 通过一定算法 由跳频序列号 HSN 移动分配索引偏置 MAIO 和FN 帧号 唯一确定所有 N个 频点的一个排列 目的是减少瑞利衰落 提高每个用户的话音质量 减少整个系统的干扰 提高频谱利用率 增加系统容量 作用 频率分集和干扰源分集 跳频技术 基带跳频BBHopping 基带跳频 发射机在固定频率发送信号 控制器将编码后的突发根据跳频序列送到不同的发射机 跳频序列所含频点数不能超过TRX数使用腔体合路器最多可配置8个发信机 合路损耗小 为3 5dB左右每个发射机只能对应一个频点 如果携带BCCH频点的发射机出现故障 易导致整个小区的瘫痪频点间隔要求大于600KHz 跳频技术 射频跳频RFHopping SFH 射频跳频 发射机每个突发根据跳频序列改变发送频率 使用混合合路器最多可配置4个发信机 合路损耗大 二合一的损耗理论为3dB每个发射机能够发送所有参与跳频的频点 所以如果其中一个发射机出现故障 不会导致整个小区的瘫痪 因为每个发射机都能发送BCCH频点每个发信机都可使用一组相同的频率 采用不同的MAIO加以区分 但它必须有一个固定发射BCCH频率的发信机频点间隔要求为200KHz 跳频技术 HSN是规定跳频时采用那种算法进行循环 而MAIO则是从哪个频点开始循环的指示 即起跳点 一般一个基站可以使用一套HSN但每套载频的MAIO要进行区分 如果跳频序列内的频点有邻频 那MAIO最好也要有间隔 需要注意的是同一个小区内 HSN取值相同 仅仅给每个用户分配不同的MAIO 对于同频邻区 一定要保证HSN不同 这样可以最大程度的减小同频干扰 GSM的跳频可分为基带跳频和射频跳频两种 频点资源较多 一般选用基带跳频 如移动 频点资源较少 一般用射频跳频 如联通GSM900 一般3载频以上的小区才开跳频 GSM全向基站和定向基站 定向基站一般分三个扇区 发射接收均有方向性可作大容量基站特殊情况下可配置四扇区基站 全向基站信号发射 接收均为360度范围容量小 一般不多于4个载频设备简单 主要用于话务量较低的地区 若小区内业务量激增时 宏小区可以缩小 分成多个小区 这在蜂窝网中称为小区分裂 小区分裂 小区分裂后 增加了单位面积内的信道数 网络容量明显增加 解决了高话务量地区的通信阻塞问题小区分裂不能无限制地进行下去 最终受系统抗干扰能力限制副作用 小区切换增加 频率复用是指使同一频率覆盖不同的区域 这些使用同一频率的区域彼此需要相隔一定的距离 同频复用距离 以满足将同频干扰抑制到允许的指标以内 但如果系统设计得不好 将产生严重的干扰 1 同频干扰 C I 同频干扰是指当不同小区使用相同频率时 另一小区对服务小区产生的干扰 它们两个信号之间的比值即C I GSM规范中一般要求C I 9dB 工程中一般加3dB余量 即要求C I 12dB 2 邻频干扰 C A 邻频干扰是指在频率再用模式下 相邻频率对服务小区频率的干扰 它们两个信号之间的比值即C A GSM规范中一般要求C A 9dB 工程中一般加3dB余量 即要求C A 6dB 3 载波偏离400KHz时候的干扰保护比 当与载波偏离400KHz的频率电平远远高于载波电平时 也会产生干扰 但此种情况出现极少 而且干扰程度不太严重 GSM规范中要求载波偏离400KHz时的干扰保护比C I 41dB 工程中一般加3dB余量 即要求C I 38dB 频率复用基础 频率复用技术 频率复用 MA HSN MAIO 以1 3跳频网络举例 CellAMA 1 4 7 10 13 CellBMA 2 5 8 11 14 CellCMA 3 6 9 12 15 例如CellA的MA 1 4 7 10 13 使用HSN 0 跳频次序 1 4 7 10 13 使用HSN 1 跳频次序 7 1 13 4 10 使用HSN 2 跳频次序 1 10 4 13 7 例如CellA的MA 1 4 7 10 13 使用HSN 2 跳频次序 1 10 4 13 7 使用MAIO 0 跳频次序 1 10 4 13 7 使用MAIO 1 跳频次序 10 4 13 7 16 使用MAIO 2 跳频次序 4 13 7 16 19 如果CellA内有2个TCH载频 第1个TCH载频使用MAIO 0 那第二个TCH载频不能使用MAIO 0 目的是避免Cell内的同频干扰 频率复用 RF Load HitRate OccupancyRate 又称RF Load TCH载频数 MA CellAMA 1 4 7 10 13 16 19 22 25TCH载频 3 CellA的RF Load 3 9 33 3 1 服务区MA 1 干扰区MA 同频数 干扰区TCH载频数 HitRate 服务区被干扰的概率 CellAMA 1 4 7 10 13 16 19 22 25TCH载频 3 CellBMA 2 5 8 10 13 16 20TCH载频 2 CellB是CellA的干扰区 他们有3个同频HitRateA B 1 9 1 7 3 2 9 5 HitRateA B HitRateB A 假设某运营商获得9 6M频段 频道号47 94 若采用4 12的频率复用方式 基站的最大配置是多少 若采用跳频 最大配置又能达到多少 问题 课程内容 第一章GSM系统结构第二章GSM无线接口理论第三章GSM系统消息第四章GSM信令流程第五章GSM特殊技术应用 第三章GSM系统消息 系统消息的作用系统消息的分类系统消息的内容 系统消息包含了空中接口上主要的无线网络参数 具体包括了网络识别参数 小区选择参数 系统控制参数和网络功能参数 通过接收系统消息 手机能够正确地接入和进行网络选择 充分利用网络提供的各种服务 与网络达到良好的配合 系统消息的作用 系统消息的分类 系统消息可以分为两部分 在BCCH信道上发送的系统消息 主要包括系统消息1 2 2BIS 2TER 3 4 7 8 用于手机空闲态 在SACCH信道上发送的系统消息 主要包括系统消息5 5BIS 5TER 6 为支持GPRS BSC还支持系统消息13 用于手机通话态 系统消息1 SYSINFO1 CellChannelDesc 小区信道描述格式 RACHControlPara 随机接入信道控制参数 消息内容 系统消息的内容 主要描述了随机接入控制信息 RACH 和小区频点分配表 即CA表 在BCCH信道上发送 Bit8Bit7Bit4Bit3Bit2格式说明00XXXbitmap0 0位图 100XX1024range 1024范围格式 10100512range 512范围格式 10101256range 256范围格式 10110128range 128范围格式 10111variablebitmap 可变长位图 以上小区信道描述格式对应小区可配置的绝对频点数是不一样的 系统消息的内容 系统消息1 CA描述格式 系统消息的内容 最大重发次数 MAXretrans 扩展传输时隙数目 Tx interger 小区接入禁止 CELL BAR ACCESS 接入等级控制 AC 呼叫重建允许 RE 紧急呼叫允许 EC 这些控制参数包括 系统消息1 RACHControlPara 主要描述了随机接入控制信息 RACH 网络色码允许 NCCPermitted 和邻近小区的频点分配表 即BA1表 在BCCH信道上发送 一般来说 系统信息2 2BIS和2TER分别描述邻近小区频点分配表的不同部分 手机通过读取和解码BA1表可以在空闲模式下 IDLE方式 进行小区重选 对PHASE1的900手机而言 它只认识系统消息2描述的邻近小区频点 而忽略2BIS和2TER消息携带的邻近小区频点消息 系统消息2 消息内容 SYSINFO2 NeighborCellDesc 邻小区描述 NCCpermitted NCC允许 RACHControlPara RACH信道控制参数 同系统消息1 系统消息的内容 BIS主要描述了随机接入控制信息 RACH 和邻近小区的扩展频点分配表 也是BA1表的一部分 它是可选的 在BCCH信道上发送 一般来说 因为系统消息2携带的频点分配表可以描述的频点个数是有限的 所以系统消息2BIS就携带了BA1表中其它的与系统消息2同频段的频点信息 系统消息2 消息内容 SYSINFO2BIS NeighborCellDesc 邻小区描述 RACHControlPara RACH信道控制参数 同系统消息1 系统消息的内容 TER主要描述了邻近小区的扩展频点分配表 BA1表的一部分 在BCCH信道上发送 只有双频手机才读取该消息 单频900或1800的手机会忽略该消息 因为该消息携带的频点是与当前小区的频点处于不同频段的频点信息 这些信息对单频手机而言是不需要的 SYSINFO2TER NeighborCellDesc extended 扩展邻小区描述 系统消息2 消息内容 系统消息的内容 主要描述了位置区标识 小区标识 随机接入控制信息 RACH 以及和小区选择有关的参数 它是必选的 在BCCH信道上发送 是系统消息中最重要的消息之一 SYSINFO3 CellIdentity 小区标识 LAI 位置区标识 ControlChannelDesc 控制信道描述信息 CellOption BCCH 小区选项 CellSelectionPara 小区选择参数 RACHControlPara 接入信道控制参数 系统消息3 消息内容 系统消息的内容 系统消息的内容 小区全球识别码 CGI 主要由位置区识别码 LAI 和小区识别码 CI 组成 其中LAI又包括了移动国家码 MCC 移动网号 MNC 和位置区码 LAC 系统消息3 6和4包含了CGI的全部或部分信息 手机根据接收到的系统消息 解码出其中的CGI 根据CGI指示的MCC和MNC确定是否可以在该小区上网 同时可以判断当前的位置区是否发生了变化 以确定是否需要启动位置更新过程 小区标识和位置区标识 CGI 系统消息的内容 控制信道描述主要包括如下参数 IMSI结合和分离允许 ATT Attach Detachallowed 公共控制信道配置 CCCH CONF 接入允许保留块数 BS AG BLKS RES 寻呼信道复帧数 BS PA MFRAMS 周期位置更新定时器 T3212 控制信道描述 ControlChannelDesc 小区选项包含如下参数 系统消息的内容 功率控制指示 PWRC 非连续发送 DTX 无线链路超时 Radio Link Timeout 小区选项 CellOption 系统消息的内容 小区选择参数决定手机开机后的行为 主要包括如下一些参数 小区重选滞后 CellSelectionHystersis 控制信道最大功率电平 MS TXPWR MAX CCH 允许接入的最小接收电平 RXLEV ACCESS MIN 附加重选参数指示 ACS 半速率指示 NECI 小区选择参数 CellSelectionPara 系统消息4 消息内容 SYSINFO4 LAI 位置区标识 CellSelectionPara 小区选择参数 RACHControlPara 随机接入控制参数 CBCHChannelDesc option CBCH信道描述 可选 CBCHMobileAllocation option CBCH移动分配 可选 SI4RestOct 小区重选相关参数 系统消息的内容 主要描述了位置区标识 随机接入控制信息 RACH 小区选择参数以及可选的CBCH信道信息 它是必选的 在BCCH信道上发送 可选的IECBCH描述和MA在系统支持小区广播时描述了CBCH信道的配置和相应的频点信息 系统消息的内容 这两个字段为可选字段 当系统支持小区广播时 CBCH信道描述说明了该小区CBCH信道的配置情况 当CBCH信道描述为跳频模式时 必须带有字段CBCHMA CBCH信道描述和CBCH移动分配 系统消息的内容 其中包含如下参数 小区重选参数指示 PI 小区禁止限制 CBQ CellBarQualify 小区接入禁止 CBA CellBarAccess 小区重选偏移 CRO CELL RESELECT OFFSET 临时偏移 TO TEMPORARY OFFSET 惩罚时间 PT PENALTY TIME 小区重选相关参数 系统消息5 消息内容 SYSINFO5 NeighborCellDesc 邻近小区描述 系统消息的内容 主要描述了邻近小区的频点信息 即BA2表 它是必选的 在SACCH信道上发送 与系统消息2不同的是 手机可以在通话状态下读取系统消息5中描述的频点 在测量报告中上报邻近小区的相关信息 作为切换的依据 同样 对PHASE1的900手机而言 它只认识系统消息5描述的邻近小区频点而忽略5BIS和5TER消息携带的邻近小区频点消息 系统消息5 消息内容 系统消息的内容 BIS主要描述了邻近小区的频点信息 BA2表的一部分 它是可选的 在SACCH信道上发送 一般来说 因为系统消息5携带的频点分配表可以描述的频点个数是有限的 所以系统消息5BIS就携带了BA2表中其它的与系统消息5同频段的频点信息 SYSINFO5BIS NeighborCellDesc 邻近小区描述 系统消息5 消息内容 SYSINFO5TER NeighborCellDesc Extended 扩展邻近小区描述 系统消息的内容 TER主要描述了邻近小区的频点信息 也是BA2表的一部分 它在SACCH信道上发送 同样 只有双频手机才读取该消息 单频900或1800的手机会忽略该消息 系统消息6 消息内容 SYSINFO6 CellIdentity 小区标识 LAI 位置区标识 CellOption 小区选项 NCCPermitted NCC允许 系统消息的内容 主要描述了位置区标识 小区标识 以及一些描述小区功能的参数 它是必选的 在SACCH信道上发送 也是系统信息中重要的消息之一 系统消息7 消息内容 SYSINFO7 SI7RestOctets 小区重选相关参数 系统消息的内容 该系统消息必选 在BCCH上发送 包含用于该小区重选信息 系统消息8 消息内容 SYSINFO8 SI8RestOctets 小区重选相关参数 系统消息的内容 该系统消息必选 在BCCH上发送 包含用于该小区重选信息 课程内容 第一章GSM系统结构第二章GSM无线接口理论第三章GSM系统消息第四章GSM信令流程第五章GSM特殊技术应用 GSM系统移动网络功能 支持通信业务的网络功能支持系统的基本业务和补充业务 保证系统用户件通信的建立 移动性管理网络功能支持用户的移动性带来的一切问题 包括位置更新 切换 漫游 安全性管理网络功能支持移动用户鉴权 移动用户识别的保密 用户数据保密 信令数据保密等安全措施 支持呼叫处理的附加网络功能支持呼叫重建 排队 非连续接收等附件网络功能 重点 概述 开机 空闲 通话 小区重选 小区选择 位置更新 起呼 主叫 寻呼 被叫 切换 收发短消息 通话结束 GSM系统的呼叫流程 开机后进行选择最高优先级中允许接入的C1最大的且大于0的小区C1 RXLEV ACCESS MIN MAX MS TXPWR MAX CCH P 0 SIM卡中是否存储了上次关机时的BCCH信息 搜索的范围不同小区选择成功后进入空闲状态 小区选择 小区重选是在空闲状态下进行的 目的是驻留到最好的小区小区重选的主要依据是C2C2 C1 CRO TO H PT T PT31H x 0 x 0C2 C1 CROPT 31除与C2有关 重选的发生还与相关参数及网络状况有关 小区重选 位置更新由手机发起当前位置信息存储于SIM卡中手机时时监听网络信息 一旦发现当前位置信息与SIM卡中存储的信息不一致 则发起位置更新 位置更新 位置更新的种类开关机IMSIATTACH DETACH位置登记MS开关机一般位置更新MS改变所在位置区周期性位置更新运营商设定周期当两次位置更新间隔超过该周期 发起位置更新 位置更新 位置更新流程 INTERVLR 位置更新 BSC MSC VLR HLR BSC MSC VLR 1 2 3 4 5 6 位置更新请求 位置更新请求 请求位置更新接受 位置更新证实 位置删除 位置删除接受 小区2 小区1 周期性位置更新流程 作用 周期性位置登记用来避免MSC没有收到IMSIDetach消息时的不必要寻呼 系统告诉MS周期性更新定时器T3212 若T3212 0 则不用进行周期性位置登记移动台和MSC各有定时器来进行监控若MS中的定时器超时 则向系统进行位置登记 然后MS和MSC中的定时器复位如果移动台在预置的时间内没有登记 则MSC把移动台标注为关机状态 位置更新 IMSI附着 条件 移动台开机 而LAI未改变MS申请一个信令信道SDCCHMSC VLR收到从移动台发过来的 IMSIattach 消息MSC VLR在VLR中标注移动台的状态为IDLEVLR返回 IMSIattachacknowledge 给移动台 位置更新 IMSI分离 在BCCH信道上 移动台被告知IMSIattach detach的功能是否开启 ATT 若开启 则MS在关机前必须告知网络 当关机时 MS请求一个信令信道SDCCHMS在信令信道上把 IMSIdetach 消息发给MSC VLR在VLR中 把该MS标注为关机状态 DET 避免来话呼叫 位置更新 信令流程 位置更新 由用户主动发起的呼叫过程移动台作为起始呼叫者 在与网络端接触以前拨被叫号码 然后发送 网络端会向主叫用户作出应答表明呼叫的结果包括几个阶段 立即指配鉴权 加密话务信道分配通话资源释放 MS主叫流程 接入阶段接入阶段 手机与BTS BSC 之间建立了暂时固定的关系其过程包括 信道请求 信道激活 信道激活响应 立即指配 业务请求鉴权加密阶段该阶段主要包括 鉴权请求 鉴权响应 加密模式命令 加密模式完成 呼叫建立经过这个阶段 主叫用户的身份已经确认 网络认为主叫用户是一个合法用户TCH指配阶段该阶段主要包括 指配命令 指配完成经过这个阶段 主叫用户的话音信道已经确定 如果在后面被叫接续的过程中不能接通 主叫用户可以通过话音信道听到MSC的语音提示取被叫用户路由信息阶段该阶段包括 向HLR请求路由信息 HLR向VLR请求漫游号码 VLR回送被叫用户的漫游号码 HLR向MSC回送被叫用户的路由信息MSC接到路由信息后 对被叫用户的路由信息进行分析 得到被叫用户的局向 然后进行话路接续 MS主叫流程 MS主叫 1 MS主叫 2 MS主叫 3 MS主叫 用户在空闲时接到寻呼后发生移动台作被叫时 其MSC通过与外界的接口收到初始化地址消息 IAI 从这条消息的内容及MSC已经存在VLR中的记录 MSC可以取到如IMSI 请求业务类别等完成接续所需要的全部数据 MSC然后对移动台发起寻呼 移动台接受呼叫并返回呼叫核准消息 此时移动台振铃 MSC在收到被叫移动台的呼叫校准消息后 会向主叫网方向发出地址完成 ADDRESSCOMPLETE 消息 ACM 主要包括以下几个阶段立即指配鉴权 加密寻呼响应话务信道分配通话资源释放 MS被叫流程 接入阶段接入阶段包括 手机收到BTS的寻呼命令后 信道请求 信道激活 信道激活响应 立即指配 寻呼响应经过这个阶段 手机与BTS BSC 之间建立了暂时固定的关系鉴权加密阶段该阶段主要包括 鉴权请求 鉴权响应 加密模式命令 加密模式完成 呼叫建立经过这个阶段 被叫用户的身份已经确认 网络认为被叫是一个合法用户TCH指配阶段该阶段主要包括 指配命令 指配完成经过这个阶段 被叫用户的话音信道已经确定 主叫听回铃音 被叫振铃 如果被叫用户摘机 则进入通话状态通话阶段与拆线阶段用户摘机进入通话阶段 而拆线阶段可能主叫发起 也可能被叫发起 流程基本类似 拆线 释放 释放完成 没有发起拆线的用户会听到忙音 释放完成 用户进入空闲状态 MS被叫流程 MS被叫 1 MS被叫 2 MS被叫 3 鉴权原理 鉴权是通过鉴权中心 AUC 完成的AUC是为了防止非法用户接入GSM系统而设置的安全措施 它可以不断地为每个用户提供一组参数 包括随即数RAND 符号响应SRES和密匙KC等三个参数 MSC VLR在每次呼叫过程中通过检查系统所提供的和用户响应的三参数是否一致来鉴定用户身份的合法性由于鉴权中心提供的三参数组总是与每个用户相关连的 因此通常AUC与HLR是合在同一个实体 HLR AUC 中 或者AUC直接与HLR相连的每个用户在VLR中至少有一个可用的新的三参数组 以保证在任何时候MSC VLR可提供一个新的鉴权参数当用户要进行呼叫 位置更新等操作时 先需对其鉴权 鉴权流程 MSC VLR传送RAND至MSMS用RAND和KI算出SRES并返回MSC VLRMSC VLR把收到的SRES与存储在其中的SRES比较 决定其真实性 在SIM卡中进行的算法有 Ki IMSI RAND A3 SRESKi IMSI RAND A8 Kc 释放流程 Why切换 在移动中保持通话的连续提高网络服务质量降低掉话率降低拥塞率Who参与切换 MS BTS BSC MSCMS 测量无线子系统下行链路性能和从周围小区中接收的信号强度BTS 监视每个被服务的MS上行接收电平和质量 监视干扰电平 结果送往BSCBSC 最初判决由BSC完成MSC 对从其它BSS和MSC发来的信息 测量结果的判决由MSC完成 切换 切换分类 根据不同的切换判决触发条件 切换分类 1 紧急切换 TA过大紧急切换质量差紧急切换快速电平下降紧急切换干扰切换2 负荷切换3 正常切换 边缘切换分层分级切换PBGT切换4 速度敏感性切换 快速移动切换 5 同心圆切换 切换分类 同步切换 异步切换 切换分类 区别 在异步切换的过程中 系统向手机发送物理消息 而在同步切换过程中无此消息 测量报告预处理 惩罚处理 对惩罚小区削减优先权 基本排序 网络特征调整 切换判决 紧急切换 TA切换 紧急切换 BQ切换 紧急切换 电平快速下降切