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1、2008.12GSM GSM 移移 动动 通通 信信 系系 统统 原原 理理培培 训训 讲讲 义义1移动通信GSM 规 范v1982年欧洲电信标准化委员会（ETSI）开始 研究GSM规范v1990年ETSI推出GSM规范Phase Iv1991年ETSI制定DCS1800技术规范v1994年ETSI推出GSM规范Phase II，将 DCS1800归并v1996年ETSI推出GSM规范Phase II+2移动通信vGSM规范的版本编号方式：V x.y.zV：表示版本（Version）x：v0：标准的设想v1：标准的原始草案v2：标准的最终草案v3：GSM specification phase
2、 1v4：GSM specification phase 2v5：GSM specification phase 2+v6：Phase 2+ Release 1997GSM规范版本号（一）3移动通信GSM规范版本号（二）y：从0开始编号，每次增加表示文本中有技术性的修改、完 善或更正等z：从0开始编号，每次增加表示文本中有文字或表达方式的 修改4移动通信GSM 规范系列（一）v0112（除10以外）共11个系列v01: 01.02 : General description of GSM system01.04 : abbreviation01.48 : Interworking betwee
3、n DECT and GSM01.61 : GPRS加密算法的要求v02 : GSM servicev03 : GSM network function & architecturev04 : Um interface (L2 & L3)v05 : radio charateristics5移动通信GSM 规范系列（二）v06 : transcoder and rate adapter v07 : Mobile stationv08 : A & Abis interfacev09 : Interworkingv11 : test specificationv12 : Telecommunica
4、tion Network Management6移动通信GSM业务（一）Telecommunication Service : 电信业务 Bearer service : 承载业务 Teleservice : 用户终端业务 Basic Service : 基本业务 Supplementary service : 补充业务7移动通信GSM业务（二）8移动通信承载业务承载业务：它在某个接入点上提供用户所需的 传送相应信号的能力。双向异步数据电路（3009600bps） 双向同步数据电路（12009600bps） 异步分组数据接入电路（3009600bps） 双向同步分组数据（24009600bps
5、） 交替语音和数据 数据后接语音业务 GPRS业务9移动通信用户终端业务：是一种电信业务，它提供给用户包括终端设备功能在内的各种必须功能，使之能与其他用户通信。用户终端业务（一）10移动通信电话业务紧急呼叫业务数据通信短消息业务移动被叫点对点短消息业务移动主叫点对点短消息业务广播型短消息业务语音和三类传真交替业务自动三类传真业务用户终端业务（二）11移动通信用于补充或修改基本业务，以提供用户 完整的业务补充业务不能独立存在补充业务（一）12移动通信呼叫偏转（有被叫，实时前转）呼叫前转（无条件、遇忙、无应答、不可及）主叫号码识别呼叫等待（被叫忙时，接收新业务）呼叫保持（保持当前呼叫，发起新呼叫）
6、呼入呼出限制其它补充业务（二）13移动通信语音群呼叫（VGCS）话音广播业务（VBS）多用户特征（MSP）移动定位业务 增强型补充业务14移动通信GSM系统结构PSTNOMCOMCNMCOMSSIMMEMSBTSBTSBSCAUmMSCMSCVLRVLRHLRAUCEIRBCEFGHDNSSBSS NSS15移动通信GSM系统结构NSS 是整个系统的核心，它 与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 理的作用。主要负责完成呼 叫处理、通信管理、移动管 理、安全性管理、用户数据 和设备管理、计费记录处理 、信令处理等BSS 是GSM系统中与无线 蜂窝方面关系
7、最直接的基本 组成部分，它通过无线接口 直接与移动台相连，负责无 线信息的发送接收、无线资 源管理及功率控制等；同时 ，它与NSS相连，实现移动 用户间或移动用户与固定网 络用户之间的通信连接，传 送系统信息和用户信息等； 当然，也要与操作支持子系 统OSS之间实现互通。OSS完成移动用户管理、移 动设备管理、系统的操作与 维护。BSC 基站控制中心 BTS 基站收发信台 MSC 移动交换中心 VLR 拜访位置寄存器 HLR 归属位置寄存器 AUC 鉴权中心 EIR 设备识别寄存器 OMC 操作维护中心 NMC 网络管理中心 PSTN 公用电话网 PDN 公用数据网 ISDN 综合业务数字网B
8、SCBTSBSSOMCNMCOSSNSSMSC/VLRHLR/AUCEIRPSTNISDNPDNGSM 系统结构图16移动通信系统接口A接口：MSC与BSC间的接口Abis接口：BSC与BTS间的接口Um接口：BTS与MS间的接口C接口：MSC与HLR间的接口D接口：HLR与VLR间的接口E接口：MSC与MSC间的接口G接口：VLR与VLR间的接口17移动通信各模块功能（一）vMS (Mobile Station)：移动台，实现移动终端功能vBTS (Base Transceiver Station)：基站收发信台，实现移动通信系统与MS之间的无线通信vBSC (Base Station Co
9、ntroller)：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vMSC (Mobile service Switching center)：移动业务交换中心，实现移动业务交换功能vOMC (Operation and Maintenance Center)：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18移动通信各模块功能（二）vHLR (Home Location Register)：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：v用户的身份IMSI (International Mobile Subs
10、criber Identification)v用户ISDN号码vVLR地址用户的位置信息vVLR (Visitor Location Register)：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 (Mobile Station Roaming Number) : 移动台漫游号码TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identification) : 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有关用户数据在GSM03.08中描述 19移动通信各模块功能（三）vAUC (Authenticate Center) :
11、鉴权中心，用于对用户身份的鉴别vEIR (mobile station Equipment Identity Register) : 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。20移动通信GSM900GSM900频谱分配频谱分配45MHz 双工间隔基站 发射频率基站 接收频率2MHz保护频带960905890880872950935925917 915GSMTACS/GSMEGSMETACS21移动通信DCS1800DCS1800频谱分配频谱分配基站 发射频率基站 接收频率2MHz保护频带18801805178590MHz 双工间隔1710DCS180022移动通信GSMGSM系
12、统频段系统频段GSM900主频段（P-GSM）w上行：890MHz-915MHz（移动台发，基站收）w下行：935MHz-960MHz（基站发，移动台收）GSM扩展频段（E-GSM）w上行：880MHz-890MHz（移动台发，基站收）w下行：925MHz-935MHz（基站发，移动台收）DCS1800频段w上行：1710MHz-1785MHz（移动台发，基站收 ）w下行：1805MHz-1880MHz（基站发，移动台收 ）23移动通信GSMGSM绝对频道号绝对频道号ARFCNARFCNGSM900主频段（P-GSM）w上行：Fl=890 + 0.2 N（MHz） （1N 124）w下行：Fu
13、=Fl + 45（MHz）GSM扩展频段（E-GSM）w上行： Fl=890 + 0.2 （N-1024）（MHz）w下行： Fu=Fl + 45（MHz） （975N 1023）DCS1800频段w上行： Fl=1710.2 + 0.2 （N-512）（MHz）w下行： Fu=Fl + 95（MHz） （512N 885）莆田在用频点：1-94，999-1023,512-561,586-56024移动通信无线逻辑信道（一）无线逻辑信道（一）/Um接口上的信息由各种无线逻辑信道承载MSMS基站Um接口/无线逻辑信道类型： /控制信道 /业务信道上行方向：移动台到基站方向 下行方向：基站到移动台
14、方向25移动通信无线逻辑信道（二）无线逻辑信道（二）/控制信道 /广播控制信道(BCCH)/公共控制信道(CCCH)/专用控制信道(DCCH)/频率校正信道(FCCH) /同步信道(SCH) /广播信道(BCH)/随机接入信道(RACH) /准许接入信道(AGCH) /寻呼信道(PCH)/独立专用控制信道(SDCCH) /快速随路控制信道(FACCH) /慢速随路控制信道(SACCH)/业务信道(TCH)/小区广播信道(CBCH)26移动通信无线逻辑信道（三）无线逻辑信道（三）/频率校正信道（FCCH，下行信道，广播方式，每小区一个 ）为了保证移动台和基站能够正确的接收对方的信 息，必须保证移
15、动台和基站的频率一致，即移动台的 接收频率与基站的发射频率一致，移动台的发射频率 和基站的接收频率一致。在GSM系统中，由于一个基 站要同时和若干移动台进行通信，因此采用主从同步 方式，以基站的频率为基准，基站在频率校正信道上 发送频率信息，移动台根据该信息调整自己的频率， 保持自己的频率与基站同步。27移动通信无线逻辑信道（四）无线逻辑信道（四）/同步信道（SCH，下行信道，广播方式，每小区一个）由于Um接口采用TDMA方式，为了保证移动台和基 站能够正确的接收对方的信息，必须保证移动台和基 站的时间基准一致。基站在同步信道上发送定时信息 ，移动台根据该信息调整自己的时间基准，保持自己 的时
16、间基准与基站同步。刚才最后一响，是 北京时间一点整。基站的时间基准移动台A的时间基准移动台B的时间基准实际发送的是缩减帧号（RFN） 和基站识别号（BSIC）28移动通信无线逻辑信道（五）无线逻辑信道（五）/广播信道（BCCH，下行信道，广播方式）通过在广播信道上广播系统消息1-4，将必要的 网络参数通知移动台。/随机接入信道（RACH，上行信道，多点对点方式）该信道又称争抢信道。移动台首先通过该信道申请接入网络 。由于同时可能有多个移动台会通过该信道申请接入网络，因此 可能会发生碰撞。在该信道传递的信息有以下三个：1. 接入原因（主叫、被叫、位置更新等）2. 随机参考值3. 发送该消息的时刻（隐含）29移动通信无线逻辑信道（六）无线逻辑信道（六）/准许接入信道（AGCH，下行信道，点对多点方式）网络通过该信道对移动台在RACH上提出的接入申请
