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1、GSM移动通信系统基本原理考试复习资料Date1XXXX投标课程学习目标 是GSM系统的入门课程 内容包括GSM系统的简介、号码、接口与信道 、关键技术以及小区规划等 本课程的前提基础是移动通信基础知识（王伟平 ） 本课程是后续GSM网络优化、GSM设备知识课 程等的基础。Date2XXXX投标目录结构 系统简统简 介 系统结构 系统号码 信道 关键技术 信令流程 小区规划Date3XXXX投标GSM系统简介 1.1无线通信系统的分类 多种分类方法 按技术体制分类：模拟、数字、数模兼容 按工作波长分类：短波、微波等 按无线传输方式分类：微波中继、卫星等 按工作状态分类：固定、移动等 按在通信网
2、中的位置分类：无线传输、无线接 入Date4XXXX投标GSM系统简介 1.2 蜂窝移动通信概念 蜂窝概念是解决频率不足和用户容量问 题的重大突破 现今的公众移动通信网均采用蜂窝的概 念Date5XXXX投标GSM系统简介 蜂窝移动通信 TACS GSM IS-95 CDMA GPRS CDMA2000 WCDMADate6XXXX投标GSM系统简介 1.3 GSM的发展历程 泛欧数字移动通信系统简称GSM，原意是移动通信 特别小组（Group Special Mobile），是欧洲邮 电行政大会（CEPT）于1982年成立的机构。 1987年GSM成员国就话音编码和调制方式达成一致 意见。
3、1987年GSM的15个成员国在哥本哈根签署关于 900MHz数字移动通信系统的谅解备忘录，GSM的含 义更改为“Global System for Mobile Communication”Date7XXXX投标GSM系统简介 1.3 GSM的发展历程 1989年GSM标准生效。 1991年GSM系统正式在欧洲问世。 1993年GSM的第2阶段（Phase II）标准问世。 GSM向第三代移动通信系统发展的过渡阶段： GPRS（General Packet Radio Service） EDGE（Enhanced Data Rates for Global Evolution）Date8XX
4、XX投标GSM系统简介 1.4 GSM的特点 频谱效率高 容量大 话音质量稳定 接口开放 安全性强 能首先全球漫游 能与ISDN、PSTN互连Date9XXXX投标GSM系统简介 1.4 GSM的特点 第二代蜂窝移动通信系统 数字制式 TDMA/FDD方式ftck2k3k4k5k6k1Date10XXXX投标GSM系统简介1.4 GSM的特点 工作频段： 下行：935960MHz（18051880MHz） 上行：890915MHz（17101785MHz） 频道间隔：200KHz 双工间隔：45MHz（95MHz）Date11XXXX投标GSM系统简介 1.4 GSM的特点900M频点计算：上
5、行：Fu(n)=890.2+0.2(n-1) (MHz)下行：Fd(n)= Fu(n)+45 (MHz)其中 n 为信道号（1124）。1800M频点计算：上行：Fu(n)=1710.2+0.2x(n-512) (MHz)下行：Fd(n)= Fu(n)+95 (MHz)其中 n 为信道号（512885）。 Date12XXXX投标GSM系统简介 1.4 GSM的特点 频道总数：124（374） 每载波时隙数：8 调制方式：GMSK 语音编码方式：13kbps RPE-LTP 传输速率：270.833kbps 数据业务速率：9.6kbps 信道编码：具有交织检错的1/2卷积码Date13XXXX
6、投标GSM系统简介 1.4 GSM的特点 时延扩展均衡能力：20微秒 帧时长：4.615ms 移动台接收灵敏度：-102dBm 基站接收灵敏度：-104dBm开放的接口和通用的标准 支持国际自动漫游 支持多种业务 保密性能良好，使用SIM卡Date14XXXX投标GSM系统简介 1.5 GSM的数据处理过程Date15XXXX投标GSM系统简介 1.5.1 GSM的话音编码 v分为两大类 波形编码（均匀PCM编码器，质量高，但需要高速率） 声码器编码（速率要求低，但质量差） v采用的语音编码（混合编码器） 线性预测编码长期预测规则脉冲激励 （LPC） 编码速率Date16XXXX投标GSM系统
7、简介 1.5.1 GSM的话音编码BS Side8 bit A-Law to 13 bit UniformRPE/LTP speech EncoderTo Channel Coder 13Kbps8 K spsMS SideLPFA/DRPE/LTP speech EncoderTo Channel Coder 13Kbps8 K sps,Date17XXXX投标GSM系统简介 1.5.2 GSM的信道编码 v 中使用的信道编码类型v块卷积码：纠错码，当解调器采用最大似然估计方法时 ，纠错效果十分好。 v纠错循环码（ ）：主要用于检测和 纠正成 组出现的误码。通常与块卷积码混合使用，用于 检测
8、和纠正遗漏的组 v奇偶码（ ）：最简单检错码Date18XXXX投标GSM系统简介1.5.3、交织 v 交织的概念无线信道是变参信道，持续时间较长的成串比特错误可 能超出信 道编码检错、纠错能力的极限，为了将成串比 特错误分散需要改 变比特的次序，这就是交织，缺点是引入附加时延。可以理解为跳 时。 v 中的交织的语音块经过信道编码后形成比特，进行块内交 织 。将比特分为组，每组个比特，按 （， ，）、（， ，） （， ， ，）的方式排列，这样，由于每个 发送个信息比特，即每含组信息，丢失一 个话音的损失是，超出信道编码的纠错 能力，所 以需要进行二次交织Date19XXXX投标GSM系统简介
9、1.5.3、交织 v 中的交织与二次交织示意图Date20XXXX投标GSM系统简介 1.5.4 GSM的加密 v是数字通信系统的优点之一 v中的加密与数据类型无关，可以用于语音、用户 数据和信令，但是只是用于常规的（ 的概念后面再说明） v加密算法：通过一个泊松随机序列与常规中 的个信息比特进行异或操作 v规范的公开版本没有加密步骤的详细说明， 只有 的成员才能获得详细的算法。Date21XXXX投标GSM系统简介 1.5.4 GSM的加密Date22XXXX投标GSM系统简介 1.5.5 GSM的调制解调 调制 v中采用的调制。是带宽 ，是码元宽度， 是高斯最小移频键控 v调制分两个步骤
10、v先把信号调制到的中频再从中频搬 移到射频 解调 v带均衡器的解调Date23XXXX投标GSM系统简介 1.6 GSM的发展趋势Date24XXXX投标目录结构 系统简介 系统结统结 构 系统号码 信道 关键技术 信令流程 小区规划Date25XXXX投标GSM系统结构Date26XXXX投标GSM系统结构Date27XXXX投标GSM系统结构2.1 GSM系统组成 NSS：网络子系统 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：移动设备识别寄存器 GMSC：网关 IWF：网络互连功能模块 BSS：基站子系统 BSC：基站控制器 BTS：基
11、站（收发信台） MS： 移动台 Date28XXXX投标GSM系统结构2.1 GSM系统组成 OSS：操作子系统 OMCR：操作维护中心无线部分 OMCS：操作维护中心系统部分其他说明MSC、VLR通常合设HLR、AUC通常合设HLR、EIR也可合设IWF与MSC也可合设MSC根据话务量大小可兼GMSC也可设独立的GMSCDate29XXXX投标GSM系统结构 2.2 各网元功能 2.2.1 BTS功能： RBS：是基站内所有设备的总称。 RBS完全由BSC控制，主要包括向移动台提供空中接口的收发信机。 BTS主要功能： v有线无线间的转换 vRF测量 v天线分集 v加密 v跳频 v非连续发射
12、 v时间调制 v监视和测试Date30XXXX投标GSM系统结构 2.2 各网元功能 2.2.1 BSC功能： 主要功能： v无线信道分配 v呼叫建立 v切换管理 v与连接 v控制多个Date31XXXX投标GSM系统结构 2.2.2 MSC/VLR功能： 为多个基站控制器（BSC）服务。控制自/至PSTN、ISDN、PLMN、公用数据 网、甚至专用网的呼叫。 完成呼叫交换并且是位置更新与切换的控制点。MSC主要功能： v 呼叫建立、鉴权、呼叫控制和计费 v GMSC负责与其他网络互连 VLR主要功能： v 负责存储和更新用户数据Date32XXXX投标GSM系统结构 2.2.3 HLR功能：
13、 运营者的中心数据库，存放用户的签约信息。 主要功能： v 存储由运营者输入的有关用户信息 v 还携带每个归属用户的动态数据，如用于现在位置（不断更新）和 分配给用户的补充业务（激活/去活）2.2.4 AUC功能 v 不断为用户提供三参数组（与用户相关的数据）：随机数RAND、符 号响应SRES、密钥 v 鉴权呼叫Date33XXXX投标GSM系统结构 2.2.5 OSS功能： 向运营者提供用户喜爱的有效工具来对蜂窝网络进行规划、操作及维护使 其具有高质量的服务。 主要功能： v 交换系统管理（B号码分析、路由分析、IMSI分析表格等的说明/修 改） v 用户管理（连接/断连类别） v 配置管
14、理（连接/断连小区、位置区识别等） v TRX管理（TRX、TRI、逻辑信道等） v 测量功能（话务量、切换次数、统计等）Date34XXXX投标GSM接口与协议2.3 GSM系统的主要接口Date35XXXX投标GSM接口与协议2.3 GSM系统的主要接口v Um接口：空中接口，MS与BTS之间，完全开放 v Abis接口：BSC与BTS之间，半开放，物理连接采用 2.048Mb/s的E1或者64Kb/sPCM传输链路 v BS接口：Abis接口的特例，用于BSC与BTS相距小于10米时的直连方式 v A接口：BSC与MSC之间，完全开放，物理连接采用 2.048Mb/s的E1传输链路Dat
15、e36XXXX投标GSM接口与协议2.3 网络子系统的内部接口Date37XXXX投标GSM接口与协议2.3 网络子系统的内部接口(续)v B接口：MSC与VLR之间，两者通常为同一实体，规 范没有对B接口进行规定 v C接口：MSC与HLR之间，物理连接采用E1链路， 是与SS7连接的接口 v D接口：VLR与HLR之间，物理连接采用E1链路， 是与SS7连接的接口 v E接口：MSC与MSC之间，物理连接采用E1链路， 是与SS7连接的接口 v F接口：MSC与EIR之间，物理连接采用E1链路，是 与 SS7连接的接口 v G接口：VLR与VLR之间Date38XXXX投标GSM接口与协议2.3 移动台MS的内部接口 v S接口：MT与TE(或者TA)之间 v R接口：TAF与TE之间,或者MT与TE之间Date39XXXX投标GSM接口与协
