移动通信技术—第二代移动通信系统ppt培训课件

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1、移动通信系统电子教案,学习项目 第二代移动通信系统,2.1GSM数字蜂窝移动通信系统结构,一、教学目标 1. 能画出GSM系统的典型结构图 2. 能正确说明GSM系统各个功能实体及各接口的作用 3. 能识别和应用GSM系统的编号 二、教学重点 1.GSM系统各个功能实体之间的关系 2. GSM系统的编号的意义 3. GSM网络接口 三 、教学重点 GSM系统各个功能实体之间的关系,2.1GSM数字蜂窝移动通信系统结构,一、简介 1991年在欧洲开通了第一个GSM系统 GSM更名为“全球移动通信系统”（Global System for Mobile communications）。 GSM系统

2、使用两个频段，900MHz和1 800MHz，分别称作GSM900 （G网）和DCS1800（D网）。 1994年底，广东首先开通GSM数字移动电话网。 使用双频手机就可以在G网和D网中漫游通话,2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,二、 GSM系统的组成 4个子系统组成： 移动台子系统（MS） 基站子系统（BSS） 网络子系统（NSS） 操作支持系统（OSS）。,图1 GSM系统的典型结构,2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,GSM系统的实体部分： 移动台MS 网络子系统NSS： 移动业务交换中心（MSC）归属（原籍）用户位置寄存器（HLR）访问用户位置寄存器（VLR）鉴权中心（A

3、UC）设备识别寄存器（EIR）组成 基站子系统BSS： 基站控制器（BSC）基站收发信机（BTS）,2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,1移动台MS 1）.通过无线接口接入GSM系统 2）. 用户能够直接接触的整个GSM系统中的唯一设备3）.分为车载型、便携型和手持型3种类型4）.MS的重要组成部分是用户识别卡 SIM卡 （Subscriber Identity Module）,7,SIM卡智能作用SIM卡是用户入网登记的凭证用户的全部资料几乎都存储在SIM卡内，供GSM系 统对用户身份进行鉴别，用户通过它完成与系统的连接和信息保存与交换。,2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,卡机

4、分离,SIM卡是带有微处理器的芯片卡，内有3个存储器,2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,SIM卡结构,SIM卡芯片有8个触点，通常与移动设备连接需要6个触点。,存储数据 用户身份认证所需的信息：国际移动用户识别码(IMSI) 、临 时 移动用户识别码 (TMSI) 、用户鉴权键Ki等 存储安全保密有关的信息：如加密密钥Kc、密钥序号n、PIN码、 PUK码等存储与网络和用户有关的管理数据：位置区域识别码LAI存储用户的个人信息：计费费率、由用户自己存入的数据,2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,对用户进行鉴权，以确定用户的合法性,SIM卡作用,10,防止窃用功能 SIM卡都可设置

5、一个密码 （个人识别PIN码）用来对用户上锁激活PIN码后，每次开机要输入PIN码才能登录PIN码连续输错三次后SIM卡将闭锁，SIM卡解锁需输入正确的个人解锁PUK码。PUK码连续输错10次，SIM将报废。SIM卡很难仿造，可确 保用户侧的信息安全。,2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,2基站子系统BSS 在GSM系统中担任无线发送接收和无线资源管理的任务 基站子系统BSS： 基站控制器（BSC）基站收发信机（BTS） 1）BSC BSC是控制部分，管理无线网络资源、无线参数及管理控制各种接口。一个基站控制器根据话务量的需要可以控制一个BTS也

6、可以控制多个BTS。,（2）BTS无线接口设备，由BSC控制，通常设置在小区中心，实现BTS与MS之间接口的无线传输及相关的控制功能。,2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,网络子系统NSS： 移动业务交换中心（MSC）归属（原籍）用户位置寄存器（HLR）访问用户位置寄存器（VLR）鉴权中心（AUC）设备识别寄存器（EIR）组成,3网络子系统NSSGSM网络的核心，对用户之间的通信起着管理作用。完成GSM系统的交换功能、用户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能。,2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,（1）移动业务交换中心MSCMSC是

7、NSS的核心，也是整个GSM网络的核心MSC提供面向系统其他功能实体和固定网的接口用户之间的通信起着交换与连接的作用对系统的正常工作进行集中控制管理。,2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,（2）归属（原籍）用户位置寄存器HLRGSM网络的中央数据库 每个首次入网的移动客户都应在其HLR注册登记，将移动用户相关的入网信息存储在HLR中 存储有关移动用户漫游时的动态信息数据，如移动台漫游号码等。 （3）访问用户位置寄存器VLRGSM网络的动态用户数据库 存储进入其控制区域内已登记的来访移动用户的相关信息数据。,（4）鉴权中心AUC 存储着用于系统安全的鉴权信息和加密密钥 用来对移动用户鉴权认

8、证，防止无权用户接入系统 对无线接口上的语音、数据和信号信息进行保密,2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,(5) 设备识别寄存器EIR 完成移动设备管理，确保网络内所使用的移动设备的唯一性和安全性。 存储了移动设备的设备识别码（IMEI），使得运营部门对移动设备进行正确识别4操作支持系统OSS 一个服务管理中心，为运营部门提供一种手段，用来控制和维护MS、BSS和NSS这些实际运行部分。,2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,图3-2 GSM网络接口,三、 GSM网络接口 GSM网络的主要接口：Um接口、A接口和Abis接口是 网络子系统内部

9、接口：B、C、D、E、F、G接口,图3 GSM网络接口,2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,1.空中接口Um MS与BTS之间的无线通信接口 传递的信息包括无线资源管理、移动性管理和接续管理等。 2.通信接口A MSC与BSS之间的通信接口 功能实体MSC与BSC间的互连接口 .,2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,3、通信接口Abis 基站子系统的两个功能实体BSC和BTS之间的通信接口 4、内部接口B MSC与VLR之间的接口 用于MSC向VLR询问有关MS当前的位置信息或者通知VLR有关MS的位置更新信息等。 5、内部接口C MSC与HLR之间的接口 传递路由选择和管理信息,

10、2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,6、内部接口D HLR与VLR之间的接口 交换有关移动用户的位置和用户管理的信息，保证移动台在整个服务区内建立和接收呼叫。 7、内部接口E 控制相邻区域的不同MSC之间的接口 移动用户在MSC之间进行越区切换过程中交换有关信息，以启动和完成切换。,2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,8、内部接口F MSC与EIR之间的接口 交换移动设备识别码的管理信息。 9、内部接口G 不同的VLR之间的接口 10、外部接口Sm 用户与GSM网络间的接口（移动用户与移动台的接口、用户识别卡SIM与移动终端间的接口） 11、GSM系统与其他公用电信网的接口。,2.

11、1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,四、 号码识别与编号 为了识别不同的移动用户，不同的移动设备以及不同的网络，需要GSM系统有一套编号计划，用来正确寻址和识别身份。 1移动台国际ISDN号码 （MSISDN） 主叫用户呼叫GSM系统中某一个移动用户所需拨的号码。,图4 移动台国际ISDN号码（MSISDN ),2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,CC：国家代码，中国为86。 NDC：国内地区码 SN：4位移动用户号码（ABCD）。 国内手机电话号码一般为13X H0H1 H2 H3ABCD。 2移动台漫游号码（MSRN） 移动台漫游到一个新的业务区后，VLR分配的一个临时性漫游号码

12、用于建立通信路由为使GSM移动通信网能再进行路由选择,2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,3国际移动用户识别码（IMSI） 用来在整个GSM移动通信网中正确识别某个移动用户，IMSI码存储在用户识别卡（SIM） GSM系统中，每个移动用户均分配一个唯一的IMSI码图5 国际移动用户识别码（IMSI）,MCC：用于唯一地识别移动用户所归属的国家，中国的MCC为460。 MNC：用于识别移动用户所归属的移动通信网。中国移动的MNC为00，中国联通的MNC为01。 MSIN：用于识别某一移动通信网（PLMN）中的移动用户,2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,2.1 GSM数字蜂窝移动通信

13、系统的结构,4临时移动用户识别码（TMSI） 后续的呼叫中用TMSI代替IMSI，保密IMSI 5国际移动台设备识别码（IMEI） 分配给每一个移动台 用来唯一识别一个移动台设备的号码，可用于监控被窃或无效的移动设备。,2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,TAC：型号批准码，由欧洲型号标准中心分配。 FAC：装配厂家号码，表示生产厂家及其装配地。 SNR：产品序号，用于唯一地识别同一个TAC和FAC中的每台移动设备。 SP：备用数字。,图6 国际移动设备识别码（IMEI）,2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,6位置区识别码（LAI） 在检测位置更新和信道切换时，要使用LAI码 7全

14、球小区识别码（CGI） 在位置区识别标志（LAI）后面加上小区的标志号（CI），就可以组成CGI，用于识别一个位置区内的小区。 8基站识别色码（BSIC） BSIC用于移动台识别采用相同载频且相邻的基站,2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,图7 位置区识别码（LAI码）,2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,9MSC/VLR号码 MSC/VLR号码是在No.7信令消息中使用的，代表MSC的号码。 10HLR号码 HLR号码是在No.7信令消息中使用的代表HLR的号码。 11切换号码（HON） HON是指当越区切换时，目标MSC（即要求切换到的MSC）临时分配给移动用户的一个号码，用于

15、路由选择。,2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,五、 GSM系统的业务GSM系统业务类型：基本电信业务和补充业务。 1基本电信业务 （1）电话业务 （2）紧急呼叫业务 （3）短消息业务 （4）传真和数据通信业务 （5）语音信箱业务 （6）智能用户电报传送,2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,2补充业务 补充业务是基本业务的增值业务，不能单独提供，必须和电信业务一起提供给用户 （1）号码识别业务 （2）呼叫转移业务 （3）呼叫限制业务 （4）呼叫完成业务 （5）多方通信 （6）计费类补充业务,学习项目2第二代移动通信系统,复习回顾：,1.GSM数字蜂窝移动通信系统的结构,4个子系统组

16、成： 移动台子系统（MS） 基站子系统（BSS） 网络子系统（NSS） 操作支持系统（OSS） 2.GSM网络接口 3.号码识别与编号,一、教学内容 2.2 .GSM系统的多址方式与频率配置 2.3 .GSM系统的信道类型 二、教学目标 1. 能区分物理信道与逻辑信道、各个逻辑信道的作用 2. 能说明多址方式与频率配置的实际意义 三 、教学重点 多址方式与频率配置 四 、教学难点 各个逻辑信道的区别,学习项目2 第二代移动通信系统,2.2 .GSM系统的多址方式与频率配置,一、多址方式,1.工作频段 上行（MS发，BS收）890915MHz； 下行（BS发，MS收）935960MHz 2.时分多址/频分多址（TDMA/FDMA） （1）频分多址 上、下行25MHz频率范围分成124个载波频率，各个载频之间的间隔为200kHz 上行与下行载频是成对的，合起来共有124对载频。,2.2 GSM系统的多址方式与频率配置,