GSM基本原理(部分)

西北五省AMPS 西北五省AMPS
ETACS
TACS
ETACS
TACS
880
890
905
925
935
950
我国移动通信工作频段
34
工作频段的分配-DCS1800 工作频段的分配
DCS 上行 1710 1785
DCS 下行
1805
1880
DCS-1800工作频段 DCS-1800工作频段
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频道间隔
移动设备 SIM卡
7
SIM卡 卡
8
SIM卡简介 卡简介
结构： 结构：
– CPU – 程序存储器（ROM） – 工作存储器（RAM） – 数据存储器（EPROM） – 串行通信单元
9
基站子系统（ 基站子系统（BSS） ）
组成：基站控制器 组成：基站控制器BSC、基站收发信 、 台BTS BSC：对一个或多个BTS进行控制， ：对一个或多个 进行控制， 进行控制 负责无线网络资源的管理、 负责无线网络资源的管理、小区配置 数据、功率控制、定位和切换 数据、功率控制、 BTS：收发信台，负责无线传输、无 ：收发信台，负责无线传输、 线分集、 线分集、信道加密及跳频等
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话务量的概念
话务量是电话负荷大小的一种度量， 话务量是电话负荷大小的一种度量，通常是指电话用 户在某段时间内所进行的通话交换量， 户在某段时间内所进行的通话交换量，又称话务负荷 。 可表示为：Y=M·C·T·β 可表示为： 话务量单位为爱尔兰Erlang，简称为Erl ，简称为 话务量单位为爱尔兰 Y为话务量，M为用户数，C·T 为每用户话务量 为话务量， 为用户数 为用户数， 为话务量 C：在某段时间内，每用户占用信道的平均次数 ：在某段时间内，
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EIR-移动设备识别寄存器 移动设备识别寄存器
功能：
– 存储与移动台IMEI有关的信息 – 对IMSI进行复核，防止未经许可的 移动台使用移动网 – IMSI：国际移动设备识别码
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操作维护子系统-OSS 操作维护子系统
功能：
– OSS是操作人员与系统设备间的中介 – 实现对系统的集中操作与维护：移动用户管理、移动设 备管理、网络操作维护 – OSS：OMC-R（操作维护中心-无线部分）：对BSS的操 作与管理 OMC-S（操作维护中心-系统部分）：对MSC、 VLR、HLR等的维护
移动GSM 移动GSM GSM 上行
联通GSM 联通GSM
移动GSM 移动GSM GSM 下行 935
联通GSM 联通GSM
EGSM
825 835 870 880 原部队AMPS 原部队AMPS 845 原部队AMPS 原部队AMPS
EGSM
890 909 915 954 960
西北五省AMPS 西北五省AMPS
移动台（ 移动台（MS） ） 无线基站子系统 （BSS） ） 交换网络子系统 （NSS） ）
5
系统组成原理图
Um接口 BTS
OMC Abis接口 ISDN PLMN PSTN BSS SC HLR/AUC EIR
BSC BTS
MSC/VLR
MS
A接口
6
移动台/移动用户（ 移动台 移动用户（MS） 移动用户 ）
接口说明
G接口： 接口： 接口
– VLR之间的接口 – MS位置更新时使用 – 当MS以TMSI启动位置更新时，VLR使用G 接口向前一个VLR获取MS的IMSI和相应的 信息
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信令及信令网
信令： 信令： – 协调不同实体工作的一系列控制信号 – 信令是移动业务工作必不可少的 – GSM引入S7信令系统 信令网结构： 信令网结构： – 三级结构 – 最高级--高级信令转接点（HSTP） – 第二级--低级信令转接点（LSTP） – 第三级—信令点（SP）
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信令网结构
HSTP：设置在大区一级移动业务汇接中心 ： LSTP：设置在各省二级移动业务汇接中心 ： SP： ： 设置在各地三级交换中心， 设置在各地三级交换中心，三级数字移动网也 称移动业务本地网 移动业务本地网：由若干个 移动业务本地网：由若干个MSC/VLR、HLR/AUC、 、 、 EIR等组成，各个MSC在信令结构上地位是相 等组成，各个 等组成 在信令结构上地位是相 同的，但在话音结构上是不一样的， 同的，但在话音结构上是不一样的，话音结构 相对复杂些，在各本地网有汇接中心（ 相对复杂些，在各本地网有汇接中心（局）
2
GSM系统的演进 系统的演进
2.5G即第 代为数字电话 低速数据。 即第2.5代为数字电话 低速数据。 即第 代为数字电话+低速数据 数据， 如GPRS数据，36kb/s； 数据 ； 如CDMA2000-1X，153. 6kb/s。 ， 。 3G即第 代数字移动电话 高速数据。 即第3代数字移动电话 高速数据。 即第 代数字移动电话+高速数据 如公认的3种 制式 制式： 如公认的 种3G制式： A、WCDMA 、 B、CDMA2000 、 C、TD-SCDMA 、 124话音 对载频（5MHz） 话音/对载频 话音 对载频（ ） 70话音 对载频（1.25MHz） 话音/对载频 话音 对载频（ ） 48话音 单载频（1.6MHz） 话音/单载频 话音 单载频（ ）
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接口说明
E接口： 接口： 接口
– MSC与MSC之间的接口 – 七号信令网接口 – 用于二个MSC间的局间切换 – 二个MSC间建立用户呼叫接续时传递通过D 接口进行
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接口说明
F接口： 接口： 接口
– MSC与EIR之间的接口 – 七号信令网接口 – 用于MSC检验移动台的IMEI时使用
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GSM系统基本原理
京信通信华东分公司
GSM系统的演进 系统的演进
1G即第一代为模拟移动电话。 即第一代为模拟移动电话。 即第一代为模拟移动电话 话音/对载频 如TACS，1话音 对载频（25KHz）。 ， 话音 对载频（ ）。 2G即第二代为数字移动电话。 即第二代为数字移动电话。 即第二代为数字移动电话 话音/对载频 如GSM，8话音 对载频（200KHz）； ， 话音 对载频（ ）； 话音/对载频 如CDMA，20话音 对载频（1.25MHz）。 ， 话音 对载频（ ）。
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话务量的概念
T：在某段时间内，每用户占用信道的平均时长。 ：在某段时间内，每用户占用信道的平均时长。 Β:忙时集中率 忙时集中率 分钟， 次电话， 例：某用户每次通话时长为1分钟，一天打 次电话， 某用户每次通话时长为 分钟 一天打6次电话 β为1/10，则产生的话务量为： 为 ，则产生的话务量为： 6*（1/10 ）* （1分钟）/60=0.01Erl （ 分钟） 分钟 话务量的预测既是理论界的难点， 话务量的预测既是理论界的难点，也是日常工作中 的难点。 的难点。
880
890 移动GSM 移动GSM
909
915 联通GSM 联通GSM
935 移动GSM 移动GSM
954
960 MHz 联通GSM 联通GSM
我国移动通信工作频段
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工作频段的分配（对照） 工作频段的分配（对照）
联通CDMA 联通CDMA CDMA 上行
联通CDMA 联通CDMA CDMA 下行
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网络交换子系统（ 网络交换子系统（NSS） ）
NSS主要完成交换功能和客户数据与移动 性管理、安全性管理所需的数据库功能 功能实体： MSC/VLR HLR/AUC EIR
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MSC-移动交换中心 移动交换中心
功能： 功能：
– 完成最基本的交换功能 – 与其它通信网的接口 – 支持位置登记、越区切换、自动漫游等 – 应能完成GMSC的功能（关口局功能） – GMSC：在较大容量通信网中，固网用户 与移动用户通信时，呼叫首先接续至关口 局，再由其获取位置信息然后进行接续
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系统结构接口
G VLR B C F BSS A MSC EIR E MSC F A BSS D D HLR C VLR B
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接口说明
B接口： 接口： 接口
– VLR和MSC之间的接口 – 设备内部接口(MSC、VLR物理上为一整体） – MSC向VLR询问有关MS当前位置及通知VLR有关 MS位置更新的信息
功能：
– 系统的中央数据库，存放用户的所有信息-漫游 用户的权限、基本业务、补充业务、位置信息 – 一个HLR可以覆盖几个交换区或整个移动网 – 为MSC呼叫提供所需的路由信息等相关数据
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AUC-鉴权中心 鉴权中心
功能：
– 存储用户的加密信息，保护用户合法地位 – AUC受严格保护 AUC – 物理实体上与HLR一体 – 产生鉴权与加密的客户三参数：RAND（随 机码）、响应数（SRES）、密钥（Kc）
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干扰保护比-C/I 干扰保护比
干扰保护比： 干扰保护比：信号强度与干扰信号的比值 – 一定的干扰保护比才能保证正常通话 – GSM规范参数： – 同频干扰保护比：C/I≧9dB – 邻频干扰保护比：C/I≧-9dB – 载波偏离400KHz干扰保护比：C/I≧-41dB
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时分多址技术
三种多址通信方式
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接口说明
C接口： 接口： 接口
– MSC与HLR之间的接口 – 七号信令网接口 – 完成被叫移动用户信息的传递 – 获取被叫用户被分配的漫游号码
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接口说明
D接口： 接口： 接口
– HLR和VLR之间的接口 – 七号信令网接口 – 交换位置信息和用户信息 – 例：当某一移动台漫游到某VLR区后，VLR将通知MS的 HLR，HLR向VLR发送有关该用户的业务消息，以便 VLR给漫游客户提供合适的服务。同时HLR通知MS的原 HLR删除该用户的相关消息 – 当MS要求修改补充业务的操作时，也通过D接口进行