GSM系统原理与结构-鼎利

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1、GSM系统原理与结构GSM系统原理与结构第一章 CME20 系统概述第二章 GSM网络编号识别第三章 GSM无线接入原理 第四章 GSM通信事件 CME20系统概述CME的全称是Cellular Matra Ericsson，Matra是一间法国公 司的名字，而CME20系统就是它与爱立信共同开发用于 GSM (Global System for Mobile communications)网络的 一种系统产品。 爱立信为GSM网络提供有两套系统： CME20：用于GSM 900和DCS 1800网络 CMS40：用于GSM 900网络 中国移动2G采用的是GSM 900,DCS 1800，所

2、以这里只对 CME20进行说明。 爱立信公司的主要产品第一章 CME20系统概述1.1 CME20系统的技术特点1.2 CME20系统的构成1.3 GSM系统接口1.4 CME20系统的网络结构CME20系统的技术特点1、采用AXE-10交换系统的技术。CME 20系统实际上是AXE的一个应用系统，是通过在AXE-10交换机基础上增加和减少相应的子系统、功能块来实现的，这样做的好处是移动通信系统可共享AXE技术的成熟和进步。 2、采用TDMA时分多址接入技术。在GSM的TDMA中帧被 定义为每个载频中所包含的8个连续的时隙（TS0 7)可使不同的移动台占用同一频率来实现同时通话，目前可 以做到

3、8个用户同时使用同一频率。采用TDMA方式，可 以增加系统的容量和配置的灵活性。3、采用高斯滤波最小移频键控频率调制技术（GMSK）。使用GMSK方式，其优点是避开了线性要求，使用非线性功率放大器可降低移动台的成本。 4、话音编码方面采用了波形编码和声源编码相结合的混合编码技术，速率速率一般在416kbps,当编码速率在 816kbps范围时，其语音质量可达商用语音通信标准. 要求可低于16Kbit/s。 5、保密方面采用加密和用户身份鉴别的识别数字化处理技术，安全、保密性能好。练习题1. 在GSM中，信道编码采用了哪种编码格式： A、波形编码 B、声音编码 C、混合编码2. 目前的GSM 系

4、统使用的调制方式为 ( ) A.FSK B.FM C.GMSK D.PM3.GSM采用的是哪种接入方式？ A.FDMA B.TDMA C.CDMA D.上面三种都可以.第一章 CME20系统概述1.1 CME20系统的技术特点1.2 CME20系统的构成1.3 GSM系统接口1.4 CME20系统的网络结构CME20系统的构成CME20系统是爱立信的 GSM系统产品（包括 GSM900和DCS1800 标准），由以下几部分组成： 交换系统（SS） 基站系统（BSS） 操作支持系统（OSS)和其他网络节点TAUCBGWSMS-GMSC SMS-IWMSCEIRSCMSCGMSCBSCRBSMSH

5、LRVLRGPRSGGSNBSSSSSGSNIP NetworkOSSInformation TransmissionCall Connection andInformationCME20系统的结构图固定电话网综合业务数 字网公共陆地移动 通信网GPRS业务支 持节点通用分组 无线业务短信网关交换网络 子系统 鉴权中心短信中心无线基站 子系统手机+SIM卡 移动台无线基站基站控 制器移动业务交 换中心MSC关口局归属位置 寄存器设备识别 寄存器拜访位置 寄存器操作维护 子系统PSTN ISDN PLMNGPRS网关支 持节点计费网关一、交换系统（SS）SS 是整个移动网的控制中心，与公网中的电

6、话交换设备 功能类似，具有话务控制、号码分析、计费、呼叫统计等功 能 ，另外它还具有实现数据业务的功能。 交换系统包括下列功能单元：移动业务交换中心（MSC）拜访位置寄存器（VLR）归属位置寄存器（HLR）鉴权中心（AUC）设备识别寄存器（EIR）短信息服务中心（SC）1、 MSC是GSM网络的核心部分，是对位于其覆盖区域中的MS进行控制和完成话路交换的功能实体，也是移动通信系统与其他公用通信网之间的接口。MSC有如下功能：提供交换功能、完成MS寻呼接入、信道分配、呼叫接续、话务量控 制、计费、多个BSC的管理功能。完成BSS、MSC之间的切换和辅助性的无线资源管理RR、移动性 管理MM、 连

7、接性管理CM。完成MS位置更新、越区切换、自动漫游、合法性检验、频道转接及 补充业务等功能与VLR、HLR、GMSC、SMS-GMSC、SMS-IWMSC、SGSN通信。2、HLR和VLR：HLR 和 VLR是与呼叫建立密切相关的两个数据库。HLR是一个静态数据库，用于储存本地用户的资料信息。即 运营商管理移动用户呼叫资料的数据库。当用户购买移动号 码SIM卡时，号码将被登记在该网络的HLR中，HLR与各营 业点的终端相连。它储存两类数据：一是用户的参数，包括:MSISDN、IMSI 、用户类别、Ki， 补充业务及用户的三参数组等参数。二是用户的位置信息，该MS 目前处于哪个MSC/VLR中，

8、即MSC/VLR 地址。VLR用于寄存所有进入本交换机服务区域用户的信息。VLR 看成是分布的HLR，VLR与MSC配对合置于一个物理实体中。原 因是每次呼叫，它们之间都会有大量的信令传递，若分开，信令 链路负荷大，所以将MSC与VLR接口做成AXE 的内部接口。VLR中也寄存两类信息：一是本交换区用户参数，该参数是从HLR中获得的。二是本交换区MS的LAI 。3、AUC与EIR也是数据库，但与呼叫的建立无关。AUC是向HLR提供出于安全原因而使用的鉴权参数和密钥，即三 参数组(随机号码RADN,符号相应SRES,密钥KC,)。AUC是由计算机 系统来实现的。EIR用来检验设备的合法性，可以禁

9、止末经批准的话机设备使用。 它内存三种名单：白名单-合法设备 黑名单-非法设备 灰名单-故障设备4、GMSC称为入口移动交换局或称门道局。是网关移动交换中 心 Interworking Interface 信息交换接口(USE Call to MS) Interrogation（审查） Routing（路由建立） Call forward to C-No(面向C-No的呼叫）具有从HLR查询得到被叫MS目前的位置信息，并根据此信息选 择路由。GMSC 可以是任意的MSC ，也可以单独设置。单独 设置时，不处理 MS的呼叫，因此不需设VLR ，不与BSC 相 连。二、基站系统（BSS）1、基站控

10、制器（BSC）处理与MS的连接。通过分配逻辑信道来实现。小区数据的管理，无线信道的管理、分配、监视、释放。传输网络的管理。基站的操作与维护定位与切换话音编码与速率适配话务的集中与扩散2、无线基站（RBS）RBS用来提供移动台与系统的无线接口，主要由无线收发信机 组构成。无线的传输、无线和有线的转换、无线信道处理、发射、接收 和跳频测量服务小区的SS和BER，TA。三、操作支援系统（OSS/OMC）1、OSS系统的作用蜂窝数字移动通信系统是一个由软硬件构成的复杂系统，用 户和网络设备都在不断变化，为进行有效的管理，必须有一个操 作维护中心。它主要是对整个GSM网络进行管理和监控。 2、OSS的功

11、能提供一个集中的、方便的控制平台，用于小区设计、系统 扩展及操作维护，保证高质量的服务，提高操作维护和管理 的效率。其功能如下： 1）配置管理 2）故障管理 3）性能管理 4）用户和网络管理，蜂窝网络的管理（CNA)四、MS组成：MS=SIM+ME MS的功能: 完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息的发射和接收 测量服务小区的SS和BER，测量相邻小区BCCH载波的SS。SIM中存有：固定信息（用户的签约信息，A3、A8） 临时信息（LAI） 没有SIM卡，MS不能接入GSM网络，但是当用于紧急业务时除外。ME是用户设备（手机），防失窃系统配置了EIR。用户权与用户设 备是

12、分开的，用户设备只是一台有权收发信机。SIM卡由运营商进 行管理，而设备终端则是用户自行选择。练习题 1.下面哪个单元通常与MSC放在一起统一管理 ？AA.VLR B.HLR C.AUC D.EIR2. 移动台开户数据和当前数据分别存放于？ AA.HLR、VLR B.VLR、HLR C.VLR、MSC D.MSC、VLR 3. 在GSM系统中，存放用户数据的归宿位置寄存器的英文 缩写？ AA.HLR B.MSC C.VLR D.BTS 4. 以下哪种功能在BSC中完成？ ( B ) A.测量无线连接的信号强度 B.分配无线信道 C.本地交换 第一章 CME20系统概述1.1 CME20系统的技

13、术特点1.2 CME20系统的构成1.3 GSM系统接口1.4 CME20系统的网络结构GSM系统的接口BSS与MS之间的接口为“Um”接口BTS与BSC之间的接口为“A-bis”接口BSC与MSC之间的接口为“A”接口MSC和VLR之间的接口为“B”接口MSC和HLR之间的接口为“C”接口HLR和VLR之间的接口为“D”接口MSC之间的接口为“E”接口MSC和EIR之间的接口为“F”接口VLR之间的接口为“G”接口MSBTSBSCMSCMSCVLRVLREIRHLRAUCPSTN ISDN PSDNGSM系统的接口连接 图UmA-bisABCDEFGN在GSM系统中，Um接口上的协议为LAP

14、Dm协议；A-bis接口 是的协议为LAPD协议；A接口是协议为BSSAP协议,其他接口 是的协议都为MAP协议。练习题1. 在GSM系统中，BSC与BTS之间的接口叫_D _，它是_：A、I/O接口，开放的 B、Air接口，不开放的 C、A 接口，开放的 D、A-Bis接口，不开放 2. The interface between MSC and the BSC in know As（ A） A.A-interface B.A-bis-interface C.B-interface 3. 基站与MS之间的接口叫（ B ） A. B接口 B. Um接口 C.D接口 D.A-bis接口4. MS

15、与基站之间信息传递所使用的协议是：_B_ A、LAPD协议 B、LAPDm协议 C、CCITT NO.7协议 D、TCP/IP协议第一章 CME20系统概述1.1 CME20系统的技术特点1.2 CME20系统的构成1.3 GSM系统接口1.4 CME20系统的网络结构CME20系统的网络结构1）入口MSC（GMSC）提供CME20、PLMN网络与其它通信网间的链路。具有为呼叫查询、选接呼叫路由的功能。 2）MSC/VLR业务区MSC所覆盖的服务区域，凡在该区的移动台均在该区的拜访位置寄存器（VLR）登记。 3）位置区（LA）广播寻呼消息以便找到某移动用户的寻呼区域。 4）小区（CELL）一个

16、位置区划分为若干个小区，它是网络中一个基本的无线覆盖的区域。GSM服务区PLMN服务区MSCVLR服务区位置区小区CME20的网络结构图 2 入口 MSC 的网络位置MSC/VLR业务区MSC/VLR业务区MSC/VLR业务区MSC/VLR业务区GMSCMSC作为GSM/PLMN的入局汇接交换机，它具有为移动终端的呼 叫询问呼叫路由的功能。它能使系统为呼叫选路至它们的最终的目的 地被叫移动台。GSM/PLMN网络的服务区是由一个或几个MSC/VLR业务区构成， 能够提供GSM/PLMN网络与其它通信网络间的链路，具有为呼叫查询 、选接呼叫路由的功能的MSC称为入口MSC，简称GMSC。MSC/VLR服务区表示由该MSC所覆盖的服务区域，凡在该区的移 动台均在该区