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1、單擊此處編輯母版標題樣式,*,*,GSM原理培訓講義（上）,湖南分公司技術支持部,11/26/2024,公司介紹,北京日訊在線科技有限公司，成立于2000年3月，是集移動通信第三方網絡優(yōu)化產品和服務為一體的專業(yè)化高科技企業(yè)，致力于為全球移動運營商提供2G/3G網絡優(yōu)化的整體解決方案。日訊總部和生產基地設立于北京高新技術開發(fā)區(qū)，注冊資金6000萬元，擁有員工500余人，其中研發(fā)技術人員約占總人數的四分之三。日訊科技擁有一流的技術實力，專注于網絡優(yōu)化領域：由一流的網絡優(yōu)化專家、移動通信技術專家、高素質的軟硬件開發(fā)人員組成的技術團隊，在移動通信領域有著多年的產品開發(fā)和項目實施經驗；公司生產的測試設備
2、、分析系統全部為自主研發(fā)產品，榮獲多項專利；專業(yè)而完善的第三方網絡優(yōu)化和評估服務，也始終處于國內市場領先地位。日訊科技營銷和服務網絡遍布全國，在多個省會城市設有分公司，快捷周到的為各地用戶提供售前和售后支持。公司在國內市場取得領先的同時，開始積極拓展海外市場，目前產品和服務已在南亞、歐洲等地贏得了客戶認可。日訊科技將繼續(xù)秉承“專業(yè)、專注、專心”的企業(yè)理念，依托強大的技術實力和優(yōu)質的售前售后服務體系，始終如一的做到產品領先、服務社會、追求卓越，全力打造出國際一流的通信企業(yè)，努力為通信業(yè)的發(fā)展作出貢獻！,11/26/2024,GSM原理課程內容,1.GSM系統概述,2.GSM體系結構,3.系統接口
3、簡介,4.GSM系統主要參數,5.信道類型和組合,11/26/2024,一、GSM系統概述,名詞解釋：,GSM是Global System for Mobile Communication 的縮寫。意思是全球移動通信系統,。,1.工作頻段,我國陸地公用蜂窩數字移動通信網GSM通信系統采用900MHz頻段：,890915（移動臺發(fā)、基站收）,935960（基站發(fā)、移動臺收）,雙工間隔為45MHz，工作帶寬為25 MHz，載頻間隔為200 kHz。,隨著業(yè)務的發(fā)展，可視需要向下擴展，或向1.8GHz頻段的GSM1800過渡，即1800MHz頻段：,17101785（移動臺發(fā)、基站收）,180518
4、80（基站發(fā)、移動臺收）,雙工間隔為95MHz，工作帶寬為75 MHz，載頻間隔為200 kHz。,2.頻道間隔,相鄰兩頻道間隔為200kHz。每個頻道采用時分多址接入（TDMA）方式，分為8個時隙，即8個信道（全速率）。每信道占用帶寬200 kHz/825 kHz。,將來GSM采用半速率話音編碼后，每個頻道可容納16個半速率信道。,11/26/2024,二、GSM體系結構,11/26/2024,數字公用陸地移動通信網PLMN的網絡結構,11/26/2024,1.交換網路子系統（NSS）主要完成交換功能和客戶數據與移動性管理、安全性管理所需的數據庫功能。NSS 由一系列功能實體所構成，各功能實
5、體介紹：,蜂窩移動通信系統主要是由,1.交換網路子系統（NSS）,2.無線基站子系統(BSS),3.移動臺（MS）,三大部分組成,數字公用陸地移動通信網PLMN的網絡結構,11/26/2024,移動交換中心（MSC）,MSC從三種數據庫，拜訪位置寄存器（VLR）、歸屬位置寄存器（HLR）和鑒權中心（AUC）中取得處理用戶呼叫請求所需的全部數據。反之，MSC根據其最新數據更新數據庫。,MSC：是GSM系統的核心，是對位于它所覆蓋區(qū)域中的移動臺進行控制和完成話路交換的功能實體，也是移動通信系統與其它公用通信網之間的接口。它可完成網路接口、公共信道信令系統和計費等功能，還可完成BSS、MSC之間的切
6、換和輔助性的無線資源管理、移動性管理等。另外，為了建立至移動臺的呼叫路由，每個MS、還應能完成入口MSC（GMSC）的功能，即查詢位置信息的功能。,11/26/2024,MSC交換機實物圖,負責為手機與手機，手機與固定電話之間進行通信提供電路。,11/26/2024,拜訪位置寄存器（VLR）,VLR通常與MSC合設，其中存儲MSC所管轄區(qū)域中的移動臺（稱拜訪客戶）的相關用戶數據，包括：用戶號碼、移動臺的位置區(qū)信息、用戶狀態(tài)和用戶可獲得的服務等參數。,VLR是一個動態(tài)用戶數據庫。VLR從移動用戶的歸屬位置寄存器（HLR）處獲取并存貯必要的數據，一旦移動用戶離開該VLR的控制區(qū)域，則重新在另一個V
7、LR登記，原VLR將取消該移動用戶的數據記錄。,11/26/2024,歸屬位置寄存器（HLR）,HLR存儲管理部門用于移動用戶管理的數據。每個移動用戶都應在其歸屬位置寄存器（HLR）注冊登記，它主要存儲兩類信息：一是有關移動用戶的參數，包括移動用戶識別號碼、訪問能力、用戶類別和補充業(yè)務等數據；一是有關移動用戶目前所處位置的信息，以便建立至移動臺的呼叫路由，例如MSC、VLR地址等。,11/26/2024,鑒權中心（AUC）,AUC屬于HLR的一個功能單元部分，專門用于GSM系統的安全性管理。鑒權中心產生鑒權三參數組（隨機數RAND、符號響應SRES、加密鍵Kc），用來鑒權用戶身份的合法性以及對
8、無線接口上的話音、數據、信令信號進行加密，防止無權用戶接入和保證移動用戶通信的安全。,11/26/2024,設備識別寄存器（EIR）,EIR存儲有關移動臺設備參數。完成對移動設備的識別、監(jiān)視、閉鎖等功能，以防止非法移動臺的使用。,EIR中存有三種名單：,白名單存貯已分配給可參與運營的GSM各國的所有設備識別標識IMEI。,黑名單存貯所有應被禁用的設備識別標識IMEI。,灰名單存貯有故障的以及未經型號認證的設備識別標識IMEI，由網路運營者決定。,11/26/2024,基站子系統BSS為PLMN網絡的固定部分和無線部分提供中繼，一方面BSS通過無線接口直接與移動臺實現通信連接，另一方面BSS又連
9、接到移動交換子系統MSS的移動交換中心MSC。,基站子系統BSS可分為兩部分。通過無線接口與移動臺相連的基站收發(fā)信臺（BTS）以及與移動交換中心相連的基站控制器（BSC），BTS負責無線傳輸、BSC負責控制與管理。,BSS子系統,11/26/2024,基站子系統BSS可分為兩部分。通過無線接口與移動臺相連的基站收發(fā)信臺（BTS）以及與移動交換中心相連的基站控制器（BSC），BTS負責無線傳輸、BSC負責控制與管理。,一個BSS系統由一個BSC與一個或多個BTS組成，BSS子系統可由多個BSC和BTS組成。一個基站控制器BSC根據話務量需要可以控制數十個BTS。BTS可以直接與BSC相連，也可以
10、通過基站接口設備BIE與遠端的BSC相連。基站子系統還應包括碼變換器（TC）和子復用設備（SM）。,BSS子系統,11/26/2024,BSS子系統結構圖,11/26/2024,基站控制器（BSC）：,BSC是基站系統（BSS）的控制部分，在BSS中起交換作用。,BSC一端可與多個BTS相連，另一端與MSC和操作維護中心OMC相連，BSC面向無線網絡，主要負責完成無線網絡管理、無線資源管理及無線基站的監(jiān)視管理，控制移動臺和BTS無線連接的建立、接續(xù)和拆除等管理，控制完成移動臺的定位、切換和尋呼，提供語音編碼、碼型變換和速率適配等功能，并能完成對基站子系統的操作維護功能。,BSS中的BSC所控制
11、的BTS的數量隨業(yè)務量的大小而改變。,11/26/2024,BSC 基站控制器實物圖,對基站進行管理和控制、分擔交換機的工作量,11/26/2024,基站收發(fā)信臺（BTS）,基站收發(fā)信臺（BTS）包括基帶單元、載頻單元和控制單元三部分，屬于基站系統的無線部分，是由基站控制器控制，服務于某個小區(qū)的無線收發(fā)信設備，完成BSC與無線信道之間的轉換，實現BTS與MS之間通過空中接口的無線傳輸及相關的控制功能。,當BTS與BSC為遠端配置方式時，則需采用Abis接口，這時，BTS與BSC兩側都需配置BIE設備；而當BSC與BTS之間的間隔不超過10米時，可將BSC與BTS直接相連，采用內部BS接口，不需
12、要接口設備BIE。,11/26/2024,BTS,框架工作原理,發(fā)信機,收信機,合分路器,調制器,解調器,交織,反交織,編碼,譯碼,編碼,譯碼,基站,接口,信令處理,Abis,11/26/2024,碼型變換器（TC）：,碼型變換器TC主要完成16kbit/sRPE-LTP(規(guī)則脈沖激勵長期預測)編碼和64kbit/s A律PCM之間的語音變換。在典型的實施方案中，ZXG10-TC位于MSC與BSC之間。,當TC位于MSC側時，通過MSC和BSC之間以及BSC和BTS之間的傳輸線路子復用器SM、BIE，可以充分利用在空中接口使用的低語音編碼傳輸速率，降低傳輸線路的成本。,BSC與TC之間的接口稱
13、為Ater接口；在TC與MSC之間的接口稱為A接口。,11/26/2024,操作維護中心（OMC）,OMC系統按照功能劃分成幾大模塊，各大模塊又分為前臺和后臺兩個子模塊，強調各模塊的獨立性以及模塊間接口的通用性，以適應系統結構的變化及功能的增加。,OMC即操作維護中心，用于對GSM系統的交換實體進行管理。它主要具有以下功能：維護測試功能、障礙檢測及處理功能、系統狀態(tài)監(jiān)視功能、系統實時控制功能、局數據的修改、性能管理、用戶跟蹤、告警、話務統計功能等。,OMC的功能大部分分布在MSC/VLR、HLR/AUC、BSS等實體中與操作維護相關的有關模塊中完成，OMC操作臺主要實現OMC的人機接口。OMC
14、功能與一般的維護臺功能類似，但需遵守相關規(guī)范要求。,11/26/2024,三、GSM,網絡接口構造,PSTN,OMC,OMC,NMC,OMS,SIM,ME,MS,BTS,BTS,BSC,A,Um,MSC,MSC,VLR,VLR,HLR,AUC,EIR,B,C,E,F,G,H,D,NSS,BSS,NSS,11/26/2024,GSM網絡接口,11/26/2024,各接口簡單介紹,Sm接口為人機接口，是用戶與移動網之間的接口，在移動臺中實現，包括鍵盤、液晶顯示以及用戶識別卡等。,1.Sm接口:,11/26/2024,2.Um接口,Um接口是移動臺與基站收發(fā)信臺之間的無線接口，包含信令接口和物理接口
15、兩方面的含義，無線接口的不同是數字移動通信網與模擬移動通信網主要區(qū)別之一。,Um接口被定義為MS與BTS之間的通信接口，我們也可稱它為空中接口，在所有GSM系統接口中，Um接口是最重要的。,首先，它實現了各種制造商的移動臺與不同運營者的網絡間的兼容性，從而實現了移動臺的漫游。其次，它的制定解決了蜂窩系統的頻譜效率，采用了一些抗干擾技術和降低干擾的措施。很明顯，Um接口實現了MS到GSM系統固定部分的物理連接，即無線鏈路，同時它負責傳遞了無線資源管理、移動性管理和接續(xù)管理等信息。,11/26/2024,3.Abis接口:,Abis接口是基站系統中基站控制器BSC與基站收發(fā)信臺BTS之間的無線接口
16、，支持所有向用戶提供的服務，著重支持對BTS無線設備的控制和分配的無線資源管理。,在Abis接口上BSC提供BTS配置、BTS監(jiān)測、BTS測試及業(yè)務控制等信令控制信息。,通常采用2Mbit/sPCM鏈路，符合CCITTG.703和G.704要求。,11/26/2024,4.A接口:,A接口是基站與移動交換中心之間的接口，所傳遞的信息主要是基站管理、呼叫處理和移動性管理，當然還有具體通信信息。,BSC與MSC之間的接口即A接口，它用于BSC和MSC之間的報文和進/出移動臺的報文（通過CC或MM協議鑒別器實現）。,11/26/2024,移動交換子系統NSS內部接口圖,11/26/2024,5.B接口:,B接口：MSC與VLR接口，MSC通過該接口向VLR傳送漫游用戶位置信息，并在呼叫建立時向VLR查詢漫游用戶的有關用戶數據，通常MSC與VLR合設，其間采用內部接口。,用于移動業(yè)務交換中心（MSC）向訪問用戶位置寄存器（VLR）詢問有關移動臺（MS）當前位置信息或者通知訪問用戶位置寄存器（VLR）有關移動臺（MS）的位置更新信息等。,11/26/2024,C接口定義為歸屬用戶位置寄存器（HL
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