GSM数字移动通信原理.ppt

1、总 纲,第一章 GSM 简 介 第二章 GSM的基本原理 第三章 GSM的关键技术和业务,第一章 GSM 简 介,GSM 网 的 发 展 GSM 优于 模 拟 网 的四 个 优 点 GSM 网 的 两 个 开 放 接 口,移动通信概念,移动通信就是通信双方至少有一方在运动状态中进行信息交换，它包括移动用户之间的通信、固定用户与移动用户的通信，概括来说就是“动中通”。 按此定义，陆地移动通信、移动卫星通信、舰船通信，航空通信等都属于移动通信的范围,蜂窝状移动电话发展的概况,第一代模拟移动通信：以FDMA技术为基础 TACS 英国（total acess communication system)

2、 工作频段 900M, FDD(频分双工） AMPS 美国(advance mobile phone system) 1978 800M ,FDD NMT 北欧(nordic mobile telephone)1981 450M FDD,第一代模拟网特点,FDD双工方式 调制方式为调频 频谱利用率低 体制过多，不易于国际漫游 话音不保密 不安全，容易被盗号 业务种类单一 频谱利用率低 无法漫游 中国第一代使用的是TACS 1987 大规模使用在1989年,新 蜂 窝 标 准 的 要 求,主 要 的 要 求 ： 每 个 国 家 应 该 拥 有 若 干 网 络 运 营 者 ，这 将 在 费 用 和

3、 提 供 的 业 务 上 引 入 竞 争 。 系 统 必 须 是 一 个 开 放 系 统 - 在 不 同 的 系 统 部 件 之 间 包 含 良 好 定 义 的 接 口 。 GSM 网 的 构 建 不 会 引 起 已 经 存 在 的 公 用 交 换 电 话 网 (PSTN)任 何 大 的 变 动,其 它 要 求 ： 泛 欧 良 好 的 语 音 质 量 无 线 频 率 的 有 效 使 用 大 容 量 与 ISDN 兼 容 与 其 它 数 据 通 信 规 范 兼 容 对 用 户 和 传 输 的 信 息 保 持 良 好 的 安 全 性,GSM 优 点,GSM 能 有 效 地 使 用 无 线 频 率

4、， 并 且 由 于 采 用 数 字 无 线 通 道 ， 系 统 能 容 许 更 多 的 区 间 干 扰 。 平 均 话 音 质 量 比 现 有 的 模 拟 系 统 更 高 。 全 网 络 支 持 数 据 传 输 。 语 音 加 密 和 用 户 信 息 安 全 性 得 到 保 证 。 由 于 与 ISDN 的 兼 容 性 ， 较 之 模 拟 系 统 可 提 供 新 的 业 务 。 在 涉 及 到 的 所 有 国 家 范 围 内 ， 国 际 漫 游 在 技 术 上 成 为 可 能 。 巨 大 市 场 加 剧 了 竞 争 ， 并 且 降 低 了 投 资 和 使 用 价 格 。,GSM 的 发 展,1

5、985年提出了移动通信的全数字化，并对泛欧数字蜂窝状移动通信提出了具体要求。根据目标提出了两项主要设计原则： 一、话音和信令都采用数字信号传输，数字话音的传输速率降低到16kb/s或更低； 二、不再采用现有模拟系统使用的12.525kHz标准宽带。采用时分多址接入方式。,GSM 的 发 展,1986年欧洲国家的有关厂家向GSM提出了八个系统的建议，并在法国巴黎进行移动实验的基础上对系统进行了论证比较 1987年就泛欧数字蜂窝状移动通信采用时分多址（TDMA）规则脉冲激励长期线性预测编码（RPE-LTP）的高斯基带滤波最小移频键控调制方式(GMSK)取得一致意见，并提出了如下主要参数：,频段：9

6、35960MHz基站发，890915MHz移动台发； 频带宽度：25MHz； 通信方式：全双工； 载频间隔：200kHz； 信道分配：TDMA每载频8时隙，全速信道8个，半速信道16个； 信道总速率：270.8kb/s； 调制方式：GMSK，调制指数0.5； 话音：RPE-LTP 13kb/s； 数据：9.6kb/s； 分集接收：跳频217跳/秒，交织信道编码，自适应均衡，判决反馈自适应均衡器； 每个时隙信道比特：33.8kb/s。,GSM 的 开 放 接 口,A,NMS,NSS,BSS,O工厂分配码(FAC)表示生产厂家及其装配地;序号码(SNR)由厂家分配;备用(SP) 。,IMEI 检

7、查,可 以 检 查 移 动 设 备 的 合 法 性 以 确 保 它 的 正 常 操 作 ， 同 样 也 可 防 止 盗 用 电 话 设 备 识 别 寄 存 器 (EIR), 它 是 作 为 HLR 的 一 部 分 实 现 的 , 能 够 存 储 “black listed” IMEI 号 与 网 络 的 事 务 处 理 之 前 ， 移 动 设 备 传 送 它 的 IMEI MSC 可 请 求 EIR 以 便 核 查 收 到 的 IMEI 是 不 是 “black listed” 如 果 是， MSC 就 能 停 止 呼 叫 建 立 运 营 者 能 够 设 置 MSC ， 以 便 在 其 它 时

8、 间 检 查 移 动 设 备 的 IMEI ， 同 样 也 可 在 呼 叫 建 立 期 间,用 户 保 密,每 一 次 成 功 的 鉴 IMSI 是 用 户 的 一 个 保 密 的 识 别 码 第 一 次 成 功 地 位 置 更 新 之 后 ， 移 动 用 户 被 分 配 一 个 临 时 移 动 用 户 识 别 码 (TMSI) GSM 网 和 MS 之 间 的 下 一 次 事 务 处 理 被 启 动 ， 用 户 使 用 TMSI 权 证 实 后 ， TMSI 被 重 新 分 配 TMSI 的 格 式 依 赖 于 运 营 者 ， 它 是 一 个 32 位 二 进 制 数 另 外 还 在 SIM

9、 卡 中 提 供 个 人 识 别 码 (PIN) ， 一 个 移 动 台 能 够 使 用 网 络 之 前 ， 必 须 正 确 地 输 入 它,业 务,什 么 是 业 务 ? 一 个 用 户 使 用 GSM 网 设 施 的 行 为 提供的业务分为基本业务和补充业务。 基本业务按功能又可分为电信业务（Teleservices）又称用户终端业务，和承载业务（Bearer Services）。这两种业务是独立的通信业务。 电信业务是指端到端的业务，它包括开放互联OSI1到7层的协议。 承载业务是在两个终端/网络接口处提供的业务。它包括OSI1到3层的协议。,电信业务是指为用户通信提供的包括终端设备功能

10、在内完整能力的通信业务，通常要依照网络运营部门批准的规程。承载业务提供用户接入点（也称“用户/网络接口”）间信号传输的能力。数字蜂窝PLMN支持的基本业务如图所示。,补充业务,补充业务是对基本业务的改进和补充，它不能单独向用户提供，而必须与基本业务一起提供。同一补充业务可应用到若干个基本业务中。 逐步提供运营者决定的闭锁业务和用户签约限制业务。 数字PLMN在引入智能网结构后可逐步提供智能业务。 运营者应在标准的电信业务、承载业务和补充业务的基础上不断开发各类增值业务。,电 信 业 务,短 消 息 业 务 (MO, MT),短 消 息 业 务 (小 区 广 播 ),传 真 发 送,承 载 业 务,透 明 的 非 限 制 数 字 能 力 的 非 结 构 电 路 型 非 透 明 的 非 限 制 数 字 能 力 的非 结 构 电 路 型 PAD 业 务 分 组 业 务,数 据 业 务,补 充 业 务 (1),无 条 件 呼 叫 前 转 移 动 用 户 遇 忙 呼 叫 前 转 无 应 答 呼 叫 前 转 移 动 用 户 不 可 及 前 转 出 向 呼 叫 闭 锁 出 向 国 际 呼 叫 闭 锁 所 有 入 向 呼 叫 闭 锁 出 向 国 际 呼 叫 闭 锁 ， 除 了 那 些 至 归 属 PLMN 国 家 当 漫