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1、GSM移动通信概述,用户需求,竞争加剧,技术发展,GSM概述与发展简史,移动通信是指通信双方或至少一方是处于移动中进行信息交流的通信. 移动体之间的通信只能依靠无线电传输. 那什么是无线通信呢？无线通信指利用电磁波的辐射和传播，经过空间传送信息的通信方式.电磁波是它的载体.,电磁波频段与波段(C=L*F),GSM概述与发展简史,移动通信并不是一项很新的技术，但却是一项正在急剧发展的技术. 20年代开始在军事及某些特殊领域使用（美国警察的车载无线电系统），40年代才逐步向民用扩展（美国所建第一个公用汽车电话网）.移动通信经历了由模拟通信向数字化通信的发展过程. 目前，比较成熟的数字移动通信制式主
2、要有泛欧的GSM，美国的ADC和日本的JDC（现改称PDC）.,GSM概述与发展简史,1982年，欧洲邮电行政大会CEPT设立了“移动通信特别小组”即GSM，以开发第二代移动通信系统为目标. 1986年，在巴黎，对欧洲各国经大量研究和实验后所提出的八个建议系统进行现场试验. 1987年，GSM成员国经现场测试和论证比较，就数字系统采用窄带时分多址TDMA，规则脉冲激励长期预测(RPE-LTP)话音编码和高斯滤波最小频移键控(GMSK)调制方式达成一致意见.,其中，GSM的发展历程如下：,GSM概述与发展简史,已有109个国家239个运营者运营着超过4400万用户的GSM网络,1988年,十八个
3、欧洲国家达成GSM谅解备忘录(MOU).,1989年,GSM标准生效.,GSM系统正式在欧洲问世，网路开通运行.移动通信跨入第二代.,1991年,1992年,系统命名为：Global System for Mobile（全球通）组织机构：Special Mobile Group,1993年,Phase II规范,1994年,全世界范围运行,1995年,DCS1800商业运行,1996年,引入微蜂窝的技术，GSM900/1800双网运行,1997年,GSM概述与发展简史,1993年我国首先在浙江嘉兴建立了GSM实验网 目前有中国移动与中国联通两家运营商 中国电信也在积极酝酿进入移动领域 截止99
4、年底中国移动用户数已达5000万，中国联通超过400万，年增长率99%以上 神州行与如意通移动用户快速增长 截止99年8月中国移动已覆盖全国31个省区的308个地市和1856个县市，全国交通干线实现无缝覆盖.地市覆盖率为91%，县市覆盖率为86%,在我国,GSM概述与发展简史,1G,2G,3G,2.5G,80s初,80s末,96年,2002年,无线 通信 系统,时间,GSM PDC D-AMPS,W-CDMA CDMA2000 TD-SCDMA,AMPS TACS NMT NTT,GPRS,无线通信在今天的发展,GSM概述与发展简史,GPRS（General Packet Radio Serv
5、ice）：是GSM网络过渡3G（第三代移动通讯）的第一步，能够将数据传送由今天9.6Kbps的速率逐步提升到每秒115Kbps的速度.它还不是真正的第三代移动通信系统.,第三代移动通信技术: GSM系列,GSM概述与发展简史,GPRS的特点,GSM概述与发展简史,GPRS向用户提供从9.6kbps到多于150kbps的接入速率. GPRS支持多用户共享一个信道的机制(每个时隙允许最多8个用户共享) 提高了无线信道的利用率 在技术上提供了按数据量计费的可能 GPRS支持一个用户占用多个信道：提供较高的接入速率 GPRS是移动网和IP网的结合：可提供固定IP网支持的所有业务,计费合理GPRS可以采
6、用以所传输的数据量为依据的计费方法 覆盖广泛依靠GSM广泛的覆盖，GPRS向用户提供无处不在的业务 业务丰富GPRS可向用户提供固定IP网可以提供的所有业务 性能优越GPRS支持更高的接入速率、更短的建立时间,可提供更多更优质的增值业务 可提高无线资源的利用率 运营商将从IP业务的迅猛发展中得到更多的商机.,GPRS对于运营商,GPRS对于用户,GSM概述与发展简史,EDGE令网络容量及数据传送比GPRS更快，足有283Kbps.网络商只需在软硬件上作出少许相应改动，便可继续沿用现有GSM系统，去支持移动多媒体服务，完全符合低成本高效益的理念，能够与日后WCDMA制式共存.,由GSM网络核心繁
7、衍而来的WCDMA，数据传送可达到每秒2Mbit（室内）及384Kbps（移动空间）的速率，采用5MHz（区别于窄带200KHz)的宽频网络.,WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）：,EDGE（Enhanced Data Rates for Global Evolution）：,GSM概述与发展简史,GSM系统的基本特点,GSM由几个系统组成，GSM各分系统之间、与各公用通信网之间都有明确且详细的接口方案。 除语音业务之处，还可以开放各种承载业务、补充业务及与ISDN相关的各种业务。 GSM系统采用FDMA/TDMA及跳频的利用方式，频率重
8、复利用率较高，灵活的组网结构可以满足不同容量的需求。 较强的鉴权和加密功能，能确保用户和网络的安全。 GSM系统的软抗干扰能力较强，通信质量较高。,OSS：操作支持子系统 BSS：基站子系统 NSS：网络子系统 NMC：网络管理中心 DPPS：数据后处理系统 SEMC：安全性管理中心 OMC：操作维护中心 PCS：用户识别卡个人化中心 MSC：移动业务交换中心 VLR：来访用户位置寄存器 HLR：归属用户位置寄存器 AUC：鉴权中心 EIR： 移动设备识别寄存器 BSC：基站控制器 BTS：基站收发信台 PDN：公用数据网 PSTN：公用电话网 ISDN：综合业务数字网 MS：移动台,GSM系
9、统组成,T,AUC,BGW,SMS-GMSC SMS-IWMSC,EIR,SC,MSC,GMSC,BSC,BTS,MS,HLR,VLR,GPRS,GGSN,BSS,SS,SGSN,IP Network,OSS,Information Transmission,Call Connection and Information,CME20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,通用无线分组业务,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
10、存器,拜访位置寄存器,操作维护子系统,PSTN,ISDN,PLMN,GPRS网关业务支持节点,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） 操作维护中心（OMC） GSM 协调工作单元（GIWU),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
11、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。 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、DT（GIWU）、SMS-GMSC、 SMS-IWMSC、SGSN（GS）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
12、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，即MSC/VLR 地址。 HLR可与MSC合设，也可单独设置,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做成内部接口。 VLR中也寄存两类信息： 一是本交换区用户参数，该参数是从H
13、LR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。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关口局。 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
14、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、基站（BTS） BTS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、操作子系统（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
15、，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)和用户签约管理（MSA）,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分开的，用户设备只是一台有权收发信机。
16、SIM卡由运营商进行管理，而设备终端则是用户自行选择。,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,GSM系统的接口连接图,Um,A-bis,A,B,C,D,E,F,G,N,GSM系统遵循ITU-T建议的公用陆地移动通信网（PLMN)接口标准，采用7号信令支持PLMN接口进行所需的数据传输。 GSM系统各功能实体之间的接口定义明确，GSM规范对各接口所使用的分
