GSM theroy-Aglent
GSM系统原理
G VLR H AuC
A
MSC
HLR E
MSC
F EIR
GSM主要接口 主要接口 －Um、Abis、A 、 、
B VLR Um C
BTS BSC BTS
G VLR
D H HLR
MSC
A E
AuC
Abis
MSC
F EIR
A接口 定义为网路子系统（NSS）与基站子系统（BSS）间的通 信接口，从系统功能实体来说，就是移动业务交换中(MSC） 与基站控制器（BSC）之间的互连接口，其物理链接通过采用 标准的2.048Mb/s PCM数字传输链路来实现。此接口传递的信 息包括移动台管理、基站管理、移动性管理、接续管理等。 Abis 接口 接口定义为基站子系统的两个功能实体基站控制器(BSC） 和基站收发信台（BTS）之间的通信接口，用于BTS（不与 BSC并置）与BSC之间的远端互连方式，物理链接通过采用标 准的2.048Mb/s 或64kbit/s PCM 数字传输链路来实现。持所有 向用户提供的服务，并支持对BTS无线设备的控制和无线频率 的分配。 Um 接口（空口接口） 定义为移动台与基站收发信台（BTS）之间的通信接口， 用于移动台与GSM系统的固定部分之间的互通，其物理链接 通过无线链路实现。此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。
网络子系统内部接口D 网络子系统内部接口
D接口 归属用户位置寄存器（HLR）与访问用户位 置寄存器（VLR）之间的接口。用于交换有关移 动台位置和用户管理的信息，为移动用户提供的 主要服务是保证移动台在整个服务区内能建立和 接收呼叫。实用化的GSM系统结构一般把VLR 综合于移动业务交换中心（MSC）中，而把归 属用户位置寄存器（HLR）与鉴权中心（AUC） 综合在同一个物理实体内。因此D接口的物理链 接是通过移动业务交换中心（MSC）与归属用 户位置寄存器（HLR）之间的标准2.048Mb/s 的 PCM 数字传输链路实现的。
信道估计的书 -回复
信道估计的书-回复
信道估计是指在通信系统中对信道特性进行估计和研究的过程。
信道估计的目的是通过对发送信号和接收信号之间的关系进行分析，推断出信道的衰减、噪声等特性，为后续的信号处理和调整提供依据。
可以参考以下几本与信道估计相关的书籍：
1. 《数字通信：信道估计、均衡与干扰抑制》- 赵慧敏
本书系统地介绍了数字通信中信道估计的理论与方法，内容包括信号的检测、最大似然估计、线性滤波器设计等。
2. 《现代数字通信系统基础与应用》- 王学军
该书详细介绍了信道估计的原理和方法，包括均衡、通道估计、调制与解调等内容，适合信号处理和通信系统方面的学习者。
3. 《无线通信原理及其应用》- 陈刚
这本书较全面地介绍了无线通信系统的技术和应用。
其中有一章专门介绍了信道估计的原理和方法，特别是对于多天线系统的信道估计方法进行了较为详细的介绍。
以上是一些与信道估计相关的书籍，读者可以根据自己的需求和背景选择适合自己的参考书。
GSM数字移动通信原理
GSM数字移动通信原理课程MA000001GSM数字移动通信原理ISSUE 3.3名目课程讲明1课程介绍1课程目标1有关资料1第1章GSM进展简史2第2章数字移动通信技术32.1 多址技术 32.1.1 频分多址32.1.2 时分多址32.1.3 码分多址42.2 功率操纵 42.3 蜂窝技术 42.3.1 频率复用的概念52.3.2 频率复用方案52.3.3 频率复用距离6第3章GSM系统结构与有关接口83.1 GSM系统结构83.1.1 系统的差不多特点 83.1.2 系统的结构与功能 83.2 接口和协议143.2.1 要紧接口153.2.2 网路子系统内部接口153.2.3 GSM系统与其它公用电信网的接口17 3.2.4 各接口协议183.3 GSM系统要紧参数20第4章移动区域定义与识不号224.1 区域定义 224.1.1 服务区224.1.2 公用陆地移动通信网（PLMN）224.1.3 MSC区224.1.4 位置区224.1.5 基站区224.1.6 小区234.2 移动识不号234.2.1 IMSI (International Mobile Subscriber Identity)：234.2.2 TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)：244.2.3 LMSI (Local Mobile Subscriber Identity)： 244.2.4 MSISDN(Mobile Subscriber International ISDN/PSTN number)：2 44.2.5 MSC-Number(MSC号码)/VLR-Number(VLR号码) 254.2.6 Roaming-Number(漫游号码)与Handover-Number(切换号码) 254.2.7 HLR-Number(HLR 号码) 264.2.8 LAI(Location Area Identification--位置区) 264.2.9 CGI(Cell Global Identification--全球小区识不) 264.2.10 RSZI (Regional Subscription Zone Identity) 274.2.11 BSIC（基站识不色码）274.2.12 IMEI（国际移动设备识不码）27第5章GSM系统的无线接口与系统消息295.1 无线接口 295.1.1 语音编码295.1.2 信道编码295.1.3 交错305.1.4 调制技术315.1.5 跳频325.1.6 时序调整335.2 帧和信道 345.2.1 差不多术语简介345.2.2 信道类型和组合365.3 系统消息 405.3.1 系统消息的作用405.3.2 系统消息包含种类及内容 40第6章系统治理功能介绍446.1 GSM系统的安全性治理 446.2 GSM系统移动性治理456.2.1 漫游治理456.2.2 切换治理46第7章GSM移动通信网497.1 网络结构 497.1.1 移动业务本地网的网络结构497.1.2 省内数字公用陆地蜂窝移动通信网络结构50 7.1.3 全国数字公用陆地蜂窝移动通信网络结构50 7.2 移动信令网结构51总结53练习题54习题答案57插图名目图2-1 三种多址方式概念示意图3图2-2 D/R比5图2-3 N小区复用模式7图3-1 GSM系统结构9图3-2 移动台的功能结构10图3-3 一种典型的BSS组成方式11图3-4 GSM系统的要紧接口 15图3-5 网路子系统内部接口示意图 16图3-6 系统要紧接口的协议分层示意图18图3-7 A接口信令协议参考模型19图3-8 应用于GSM系统的7号信令协议层19图4-1 GSM区域定义22图4-2 IMSI的组成23图4-3 MSISDN的组成24图4-4 LAI的组成26图4-5 RSZI的组成27图4-6 BSIC的组成27图4-7 IMEI的组成28图5-1 语音在MS中的处理过程29图5-2 信道编码过程 30图5-3 456比特交错30图5-4 三个语音帧31图5-5 突发脉冲的结构31图5-6 GSM系统调频示意图 33图5-7 时刻和频率中的隙缝 35图5-8 帧、时隙和突法脉冲序列35图5-9 逻辑信道类型 39图5-10 广播和公共操纵信道的复帧39图5-11 业务信道的复帧 40图6-1 加密过程45图6-2 相同BSC操纵小区间的切换46图6-3 由相同MSC，不同BSC操纵小区间的切换47图6-4 由不同MSC操纵小区间的切换47图7-1 移动业务本地网由几个长途编号组成的示意图49图7-2 移动本地网组网图（MSC较少）50图7-3 移动本地网组网图（本地未建MSC）50图7-4 移动本地网组网图（大规模组网）50图7-5 省内数字公用蜂窝移动通信网的网络结构50图7-6 全国数字蜂窝PLMN的网络结构及其与PSTN连接的示意图50图7-7 大区，省市信令网的转接点结构51图6-2 相同BSC操纵小区间的切换58图6-3 由相同MSC，不同BSC操纵小区间的切换58图6-4 由不同MSC操纵小区间的切换 58课程讲明课程介绍本章要紧介绍GSM有关的基础知识，诸如：GSM进展简史、数字移动通信技术、GSM系统结构及有关接口、TDMA帧结构、GSM的区域定义及GSM识不号、无线接口的逻辑信道及系统消息、GSM系统的移动性治理和安全性治理以及GSM移动网络结构和信令网等。
GSM基础理论概述
GSM的业务功能 GSM的业务功能
补充业务： 补充业务：
GSM系统能提供8大类补充业务，其业务名称、业务种类操作规则和实现阶 段等见表所示。
GSM的业务功能 GSM的业务功能
智能网业务： 智能网业务：
在移动通信技术成熟的情况下，我们又面临一个新的课题，那就是如何向用 户进一步提供更强大并且灵活的增值业务，这种增值业务旨在提供给用户除普 通通话以外的语音和数据等其他种类的通信业务。而这种增值业务又是可以由 运营商开发的，这就是说，新业务的拓展不象传统补充业务那样需要向产品生 产方来进行定制，只需要由运营商对相应软件自行修改补充，就能实现新的业 务。 随着公网智能网技术的成熟和使用，人们就在研究GSM网上的IN业务。移动 网增强业务的客户化应用—CAMEL应运而生。CAMEL并不是一种传统的补充 业务，它是IN在MAP V3下的实现。 CAMEL的实现，是增加了两个功能实体：业务交换功能和业务控制功能。
NMT：1981年，北欧等国 HCMTS：日本
移动通信系统的发展
第二代移动通信系统： 第二代移动通信系统：数字蜂窝移动通信系统 1982年，欧洲邮电管理委员会（CEPT）成立了一个在ETSI（欧洲电信标准协会） 下的“移动特别小组”（Special Mobile Group)，开发数字移动通信技术。1987年， 就泛欧数字蜂窝系统的GSM规范达成一致意见，1991年，GSM900Mhz数字蜂窝移 动通信系统在欧洲问世，从此，移动通信跨入了第二代。GSM，即Global System for Mobile Communications,成为了欧洲蜂窝移动通信系统的代名词。 除了泛欧的GSM系统外，北美的DAMPS及CDMA，日本的PDC等制式也同属于 第二代数字蜂窝移动通信系统。
GSM基本原理课程
8. GSM网络中的呼叫管理
1
寻呼
了解GSM网络中的寻呼过程，包括寻呼消息的传输和接收。
2
呼叫分发研究呼叫的分发和路由 Nhomakorabea略，以将呼叫连接到正确的终端设备。
3
呼叫转移
探索呼叫转移的机制和策略，以确保呼叫的无缝转接。
传输网
研究传输网技术，包括传输 速率、接口类型和电路交换 与分组交换。
短信中心（SMSC）
了解短信中心的作用，以及 短信在GSM网络中的传输方 式。
7. GSM网络中的运营商与用户身份验证
运营商
了解运营商在GSM网络中的角色，以及其与用户、 基站和核心网之间的关系。
用户身份验证
研究GSM中用于验证用户身份的算法和协议，以确 保通信的安全性。
2
网络子系统（NSS）
了解核心网的功能和重要性，包括移动交换中心和家用基站子系统。
3
用户设备
研究移动台的不同类型和其与基站之间的通信方式。
3. GSM系统中的子系统
基站子系统（BSS）
深入了解基站控制器、无线基站和干扰管理器之间 的协作。
网络子系统（NSS）
研究核心网中的各个组件，包括移动交换中心和家 用基站子系统。
用户设备
了解不同类型的移动台，如手机、数据终端和物联 网设备。
4. GSM系统中的无线传输系统
1 频带分配
了解频段分配和功率控制，以确保无线传输系统的高效性。
2 调制与编码
研究GSM中的调制和编码技术，以实现数据传输的可靠性和速度。
3 信道分配
探索GSM中的信道分配算法，以确保通信的顺畅和容量的最大化。
GSM基本原理课程
探索GSM技术的发展历程，从结构到安全，从呼叫管理到数据传输，深入了 解GSM网络的各个方面和应用领域。
公共关系香农维纳模型
公共关系香农维纳模型公共关系香农维纳模型是指美国学者詹姆斯·格里高利·香农和韦尔纳·维纳在20世纪40年代提出的一种传播模型，用来描述和分析信息在传播过程中的影响和效果。
该模型基于信息论和通信理论，旨在帮助人们理解公共关系活动中的信息传播过程和策略。
香农维纳模型的核心概念是“信息源”、“编码”、“信道”、“解码”和“接收者”。
在模型中，信息源指的是传播者产生信息的源头，可以是个人、组织或媒体等；编码是指将信息转化为可传输的形式，可以是文字、图片、声音等；信道是信息传播的媒介或渠道，可以是口头、书面、广播、电视等；解码是指接收者将传输过来的信息转化为可理解的形式；接收者是指信息传播的目标受众，可以是个人、群体或社会。
在香农维纳模型中，传播过程是一个从信息源到接收者的单向流动过程。
信息源首先经过编码，将信息转化为可传输的形式，然后通过信道传输到接收者，最后接收者进行解码，将信息转化为可理解的形式。
在传播过程中，会受到噪音的干扰，噪音可能来自信道本身或其他外部因素，会影响信息的传输和解码效果。
同时，传播过程中还存在反馈，即接收者对信息的反应和回应，反馈可以是口头或书面的回复，也可以是行动或态度的改变。
香农维纳模型强调了信息传播过程中的准确性和效果。
传播者需要通过适当的编码和选择合适的信道来确保信息能够准确地传输到接收者，并且要考虑接收者的特点和背景来进行解码，以确保信息能够被接收者正确理解。
同时，反馈在模型中起着重要的作用，通过接收者的反馈，传播者可以了解到信息传播的效果和接收者的反应，从而调整和改进传播策略。
公共关系香农维纳模型在实际应用中具有重要意义。
通过对信息传播过程的分析和理解，公共关系从业者可以更好地制定传播策略，提高信息传播的准确性和效果。
在公共关系活动中，传播者需要考虑目标受众的特点和需求，选择合适的信息源和编码方式，利用适当的信道进行传播，并通过反馈来评估传播效果和调整策略。
gsm技术原理
gsm技术原理
GSM（全球系统移动通信）是一种数字移动通信技术，它基
于分时复用和频分复用的原理，允许手机用户通过无线信道进行语音和数据的传输。
在GSM系统中，一个城市或地区被分为多个小区，每个小区
都有一个基站，负责接收和发送移动设备的信号。
每个基站都有一个覆盖范围，称为小区覆盖范围。
GSM系统使用频分复用的原理来同时支持多个用户进行通信。
为了实现这一点，GSM的频谱被划分为多个频道，每个频道
都有一定的带宽。
每个小区都被分配了一组频道，其中包括用于语音通信的常用控制信道和数据通信的用户信道。
在GSM系统中，数据和语音信号被数字化并使用时间分多路
复用技术进行传输。
这意味着每个用户在不同的时间段占用同一个频道进行通信。
这种时间分多路复用技术允许多个用户同时使用同一个频道进行通信，提高了频谱的利用率。
GSM系统还使用了TDMA（时分多路复用）技术，将每个时
间周期划分为多个时隙，每个时隙被分配给一个用户进行通信。
这种分时复用技术允许多个用户同时在同一个频率上进行通信，每个用户在自己的时隙内传输数据。
此外，GSM系统还采用了一些技术来增强通信的可靠性和质量。
其中包括错误检测和纠正编码、功率控制、信道编码等。
这些技术能够降低通信中的误码率，提高通信的质量和可靠性。
总而言之，GSM技术基于分时复用和频分复用的原理，通过数字化、时间分多路复用和时分多路复用技术，允许多个用户同时在同一个频道进行通信。
通过使用一系列的增强技术，GSM系统能够提供可靠的语音和数据传输服务。
通信的数学理论
通信的数学理论克劳德·香农著近年来的多种调制方法，例如PCM(脉冲编码调制)和PPM(脉冲相位调制)，它们都是通过带宽和信噪比之间的交换，增加了人们对通信普遍理论的兴趣。
在奈奎斯特和哈特莱有关这方面的重要文献奠定了该理论。
在本文中，我们将推广该理论，使它含有一些新的因素，特别是信道中噪声的影响，和利用原始消息的统计结构和最终受信者的性质来改善通信的可能性。
通信的基本间题是在一端精确地或者近似地复现另一端选择的消息，通常这些消息是有意义的。
那就是说它们按照某一系统与特定的物质或概念的实体相互联系。
通信的语义方面与工程间题是没有关系的，重要的方面是一个实际消息是从一组可能的消息集里面选择出来的，系统必须被设计成对所有可能的选择都能工作，而不是只适合工作于某一种选择，因为在设计时这是不知道的。
如果集合中消息的数目是有限的，则这个数目或这个数目的单调函数能被用来作为当一个消息被选出时所产生信息的度量，所有选择都是等概率的，正如哈特莱指出的，最自然的选择是取对数函数。
肃然当我们考虑到消息统计特性的影响和当我们有一组连续的消息，这一定义必须大大的推广。
但是我们在所有的情况下采用本质的对数度量。
对数度量更方便是因为有以下几个原因;1.实用性。
工程上的重要参量，如时间，带宽，中继器的数目等，都趋于随可能数目的对数关系作线性变化。
例如，在一组中继器中增加一个中继器则可能的状态就增加1倍。
这个数目以2为底的对数加1,时间加倍使得消息的数目成平方增加或是数目对数的2倍。
2.相对于合适的度量，对数更直观。
这与(1)密切相关，因为我们用与普通标准进行线性比较的方法来直观地测量事物。
例如，我们感觉两张凿孔卡应该具有两倍于一张凿孔卡的信息量，两个完全相同的信道信息容量是一个信道的一倍。
3.它在数学上更合适。
很多极限运算在对数方面要简单的多，但如果用可能性的数目那就要求笨拙的重述。
对于对数基底的选择与信息度量的单位选择相一致。
GSM理论基础知识3
日讯科技
2006年3月
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Rising Technology
立即指配程序
系统对RACH的控制功能
在发送完信道请求消息后，MS启动定时器T3120，并守候在区下 行CCCH信道和BCCH信道上准备接受应答。 当定时器T3120超时，且RACH重发次数 未超过最大重传次数”时， MS将重复发送信道请求消息，其中包括新的随机参考，并启动 T3120为一个新值。 当定时器T3120超时，且达到 “最大重传次数”时，MS启动 T3126，此后等待一段时间。在T3126逾时后仍未收到网络应答时， 则放弃请求尝试，并进行小区重选。
日讯科技
2006年3月
日讯科技
2006年3月 Page 5
Rising Technology
小区选择与小区重选
小区选择
3-5秒为一个周期，每个频点均匀采样至少5次， 对采样信号强度进行平均 124 GSM 900频点
374 GSM1800频点
存储在SIM的BA表 （最大32个）
按照信号强度平均的结果，从强到弱， 检查是否为FCCH，如果是，从SCH中 读取BSIC，从系统消息中读取BA表 是否为合格 不合格 使用不合格小区的 BA表 合格 的小区？
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2006年3月
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Rising Technology
小区选择与小区重选
CRH:小区重选滞后，为防止在位置区交界处作乒乓位置更新，增加网络信令 负荷，增加MS寻呼不到的概率，因此规定在此情况下重选目标小区必须比服 务小区的C2高出CRH，才可以重选至该小区 正常的LA边界 当前驻留小区 实际的LA边界
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2006年3月
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GSM移动通信原理新
GSM移动通信原理新GSM是一种全球移动通信系统，是一种数字无线通信技术。
它建立在TDMA（时分多址）原理上，采用数字信号传输，可以同时支持语音和数据通信。
GSM移动通信原理是通过将通信信道分为不同的时间片，并在每个时间片中传输数据来实现多用户同时使用同一频率资源的功能。
GSM通信系统的基本原理是将用户通信数据分帧传输，每个帧由多个时隙组成。
每个时隙是一个153.6kbps的时间片，可用于传输用户语音、数据和控制信息。
在每个时隙中，用户数据通过调制器进行数字到模拟的转换，然后经过发送天线传输到接收方。
GSM系统使用了一种称为频分多址（FDMA）的技术，即将通信频段分成多个窄带信道。
在FDMA中，每个信道被分配给一个用户，用户可以利用整个信道传送数据。
同时，GSM系统还采用了时分多址（TDMA）技术，将每个信道进一步划分成多个时隙，不同用户可以在不同的时隙中传输数据。
这种时分多址的技术允许多个用户同时使用同一频带传输数据，提高了频谱利用率。
在GSM系统中，通信信号在发送方经过低通滤波器进行模拟信号抽样，并在数字处理器中对信号进行采样和编码。
编码后的信号通过射频模块进行调制，并通过发送天线发送到空中。
接收方的接收天线收到信号后，通过射频模块进行解调，并将数字信号传送给数字处理器进行解码和恢复。
最后，解码后的信号经过高通滤波器进行模拟还原，得到原始的通信数据。
GSM系统还包括了一套相应的信令和控制原理。
每个GSM系统都有一个信令控制器，用于管理和控制网络中的所有设备和用户。
信令控制器与用户终端和基站之间进行通信，并负责控制用户的连接状态、身份验证、呼叫转移等功能。
总之，GSM移动通信原理是通过频分多址和时分多址的技术，将通信信道分为不同的窄带信道和时间片，实现多用户同时使用同一频率资源的功能。
同时，GSM系统还包括了相应的信令和控制原理，用于管理和控制网络中的设备和用户。
通过这些原理和技术，GSM系统能够提供可靠的语音和数据通信服务，成为全球范围内最为广泛使用的移动通信技术之一。
香农定理的发展历史
香农定理的发展历史
今天，香农定理是通信领域的重要理论基础，它使经典信息论及其应用成为可能。
在20世纪末，基于香农定理的概念，信息的传输和处理得以更加有效的实现，进而影响了许多行业，尤其是互联网行业部门。
香农定理是由美国著名的科学家爱因斯坦·香农提出的，其来源于他50多年
前的经典论文《信息论的数学基础》，该论文提出了“理想信道容量”的概念。
香农关于信道容量论文推出后，传播理论得到了极大改观，信息学得到了进步。
在20世纪30年代，香农和他的学生马尔科夫从信息论的角度解释信号的概念。
他们的思想开创了后来的信息学的发展并提出了完整的香农定理：即在理想信道上，每秒所能传输的最大数据量（称为理想信道容量）等于信号的带宽乘以时间常数最大信息量。
在50年代中期，香农提出了噪声信道容量理论，研究了信息系统在传输环境
存在噪声影响时的传输性能和最大数据容量。
将他的研究成果应用到实际问题中，直接影响了大多数通信行业的发展，这一理论现在仍然是通信领域的核心理论。
在60年代，通过改进香农定理，学者们发现，可以使用不同的编码方法提升
信道容量，特别是奈奎斯特和科利特出现了对香农定理的改进，最终催生了现代信息论，解决了着名的香农悖论，给信息传输系统带来了更多有效的方式，从而为现代社会的发展提供了更多的依据。
通过以上的历史发展，今天的信息学和通信技术都正在受到香农定理的影响，
它为我们在信息传输系统中实现高效传输提供理论参考，堪称是最伟大的科学发明。
认证教材一：移动通信原理
2005 年8月
第一页，编辑于星期三：八点 三分。
课程大纲：
一、 GSM 通信原理 二、 GPRS 原理
第二页，编辑于星期三：八点 三分。
GSM通信原理
GSM 的发展
早期发展阶段（20世纪20~40 年代）：
短波几个频段上的专用移动通信系统，如美国底特律警察用的车载无
线电系统。
公用移动通信系统问世（ 40年代中期~60 年代中期）：
目前绝大多数的手机都属于 Class B 类型的手机。
第十九页，编辑于星期三：八点 三分。
GPRS通信原理
GPRS常见问题
2、我的手机属于 Class8 还是Class10 （续） ?
GPRS 的传输方式： GPRS网为每个用户分配最多 时隙又分下行和上行，所以它们的组合数就多了。具体的组合情况，
能，包括漫游、登记、切换、鉴权等，对逻辑链路进行管理，包括
逻辑链路的建立、维护和释放，对无线资源进行管理。
SGSN为 MS
主叫或被叫提供管理功能，完成分组数据的转发，地址翻译，加密
及压缩功能。 SGSN 能完成 Gb 接口SNDCP 、 LLC 和Gn接口 IP协议间的
转换。
GGSN：网关 GPRS支持节点
第十二页，编辑于星期三：八点 三分。
GPRS 通信原理
GPRS 的发展
GSM －GPRS 通过在原 GSM 网络基础上增加一系列的功能实体来
完成分组数据功能，新增功能实体组成 GSM －GPRS 网络，作为独立的
网络实体对 GSM 数据进行旁路，完成 GPRS业务，原 GSM网络则完成话 音功能，尽量减少了对 GSM 网络的改动。 GPRS网络与 GSM 原网络通过 一系列的接口协议共同完成对移动台的移动管理功能。
GSM原理介绍
GSM的先進技術
1.語音編碼技術 移動通信中交換最多的信息是話音信息,因而話音編碼技術在數字移動通信 中具有相當 關鍵的作用.高質量,低速率的話音編碼技術與高效率數字調制技術為數字移動通信網提供了高 於模擬移動通信網的系統容量. 話音編碼為信源編碼,是將模擬話音信號變成數字信號,以便在信道中傳輸.GSM手機最常用 的是脈衝編碼調制技術(PCM). 2.調制和調頻 GSM使用的調制方法稱為高斯最小移頻鑑控(GMSK), 跳頻是在呼叫過程中改變載波頻率,使用跳頻可以放置多徑衰落問題並減少來自其他信號的 干擾.移動台 跳頻速率為每TDMA帧一跳,即每秒217跳. 3. 功率控制技術 当移动台围绕小区移动时，需要改变它的发送功率。在接近基站时要把功率级设置到低，以降 低对其他用户的干扰。当移动台离基站较远时，应提高功率级，以克服增加的功率损耗。但如果使 用过大的功率， 将很快消耗掉用户电池.功率過低會很容易產生掉話. 所有GSM移动台都能以2dB的步进控制其输出功率。基站通过观察接收信号的功率级，命令 移动台转至特定的MS TX电平（功率级）。
GSM原理介紹
張要賓
內容 contents
1.GSM 歷史. 2.GSM系統的工作頻段 3.GSM網絡結構 4.GSM系統的接入方式 5.GSM使用的技術 6.信道
1.GSM 歷史
1981年引入了模拟蜂窝技术，这是一项非常成功的通信技术。大约与此同时，法国 和德国开始联合研究数字蜂窝技术和建立泛欧系统的可能性。 1982年在歐洲郵電協會(CEPT)組織內成立了一個稱為“Group Special Mobile＂（ GSM)的工作組,以继续法—德的研究,同年，18个国家达成了谅解备忘录MOU,它們將共同 參與GSM系統的開發研究,并力求在1991年之前开通GSM系統. 1986年研究工作有所發展，在歐洲電信標準協會(ETSI)內成立了永久性的核心研究 小組,以制定未来数字系统的标准。 在1989年，GSM转移到ETSI（欧洲电信标准协会） 组织。在ETSI的管理下，GSM系统的名字就变成了＂Global System for Mobile communication＂全球移动通信系统。协会工作组就由GSM更名为SMG（特别移动工作组 ）。这一改变避免了系统名（GSM）与从事规范人员（SMG）的混淆。同時也採用了ETSI 的官方语言--英语。 1990年確定GSM900系統規範,開始制定DCS1800規範. 1991年,第一個GSM系統開始運行,確定DCS1800規範. 1992年GSM系統開始商業運營. 1994年GSM來到中國. 今天的GSM显然是最流行的蜂窝制式。它已部署于整个欧洲，大部分亚洲地区和南 美的一些国家。在美国开发了称为PCS 1900 的一个GSM 变体。为适应更大数据容量的 需要，GSM已做了称为GPRS和EDGE的某些扩展。
gsm原理
gsm原理GSM（Global System for Mobile Communications）是一种数字移动通信技术，它提供了语音和数据传输服务。
GSM原理基于时分多址（TDMA）技术，它将时间划分为固定的时隙，每个时隙可以传输一个用户的信息。
通过这种方式，多个用户可以共享同一个频率，实现同时通信。
GSM网络由多个基站组成，每个基站负责一定范围内的通信服务。
当用户在一个基站范围内时，他们的手机将与该基站进行通信。
手机将语音或数据信息转换为数字信号，并通过无线电波传输给基站。
基站将接收到的信号转发给移动电话交换局（Mobile Switching Center，MSC）。
MSC是GSM网络的核心控制中心，它负责处理信号传输、用户身份验证等功能。
当接收到信号后，MSC将其发送到目标用户所在的基站，并由基站将信号传递给用户的手机。
在 GSM 系统中，用户的身份由国际移动用户识别码（International Mobile Subscriber Identity，IMSI）表示。
当用户连接到网络时，手机会发送 IMSI 到基站进行身份验证。
GSM 还提供了 SIM 卡（Subscriber Identity Module）来存储用户信息，包括电话号码、短信和通话记录等。
GSM原理还包括呼叫的建立和终止。
当用户想要拨打电话时，手机会发送一个起呼消息给MSC。
MSC将查找目标用户所在的基站，并将请求转发给该基站。
目标用户的手机接收到请求后，会发出一个回应。
MSC在收到回应后，将建立一个呼叫路径，以便两个用户可以通话。
当通话结束时，其中一方或双方的用户可以挂断电话。
挂断电话时，手机会发送一个挂断消息给MSC。
MSC将终止呼叫路径，并通知两个用户的手机结束通话。
总之，GSM原理通过时分多址技术，将时间划分为时隙，以实现多个用户共享频率的同时通信。
这种技术和网络结构确保了可靠的语音和数据传输，并提供了许多功能，如身份验证、呼叫建立和终止等。
GSM移动通信基本原理
二. GSM 网络结构与功能 1、网络结构 2、组成与功能
10
1、网络结构
NMC
OMS
OMC OMC
BTS BTS
BSC TRAU
BSS
MS SIM ME
PSTN
VLR
HLR AUC
MSC
EIR
IWF
EC NSS
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2、组成与功能——基本组成
基本组成: (1)网络和交换子系统(NSS) (2)无线基站子系统 (BSS)
话务信道（TCH/FS TCH/HS） 数据话务信道
频率校正 同步与识别 系统信息 移动台呼叫 移动台随机接入 资源分配指令 小区公共短消息 信令 链路监控 切换执行 全/半速率话音 用户数据
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话音/数据信道
TCH
Traffic Channels
Speech
TCH/FS
TCH/HS
TCH
SACCH FACCH
主要内容 一、GSM系统概述 二、GSM 网络结构与功能 三、信道与编码 四、系统工作过程 五、参数及调整 六、网络优化
1
一. GSM 系统概述 1、历史 2、组网体制 3、系统基本特点 4、主要技术规范
2
1、历史
日期
发展阶段
1979 欧洲发展蜂窝通信，并为此安排蜂窝通信工作频段
1982 CEPT 成立“Groupe Special Mobile”（GSM）
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BCCH广播系统消息
位置区识别号（LAI） 移动台需监视的邻小区列表 本小区使用的频率列表 小区识别号 功率控制指示 DTX允许指示 接入控制（例：紧急呼叫，呼叫禁止） CBCH描述
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TDMA帧结构
1超高帧 = 2048 超帧 =2715648 TDMA帧（3h 28mn 53s 760ms）
GSM基本原理
（三）无线信道
二、控制信道（掌握） 1、广播信道：频率校正信道（FCCH） 、同步信道（SCH）、广播控制信道（BCCH） 2、公共控制信道：寻呼信道（PCH）、随机接 入信道（RACH）、准予接入信道（AGCH） 3、专用控制信道：独立专用控制信道 （SDCCH）、慢速随路控制信道（SACCH）、 快速随路控制信道（FACCH）
（三）无线信道
3.系统消息（了解） 1. 系统消息的作用： 系统消息的发送方式有两种，一种是广播消息，另 一种是随路消息。 1）移动台在空闲模式下，与网络设备间的联系是 通过广播的系统消息实现的。 2）移动台在进行呼叫时，与网络设备间的联系是 通过随路的系统消息实现的。控制了移动台的传输、 功率控制与切换等行为。
（三）无线信道
3、SDCCH是一种双向的专用信道。主要用于传送建立连接 的信令消息、位置更新消息、短消息、鉴权消息、加密命令 及处理各种附加业务。 4、SACCH伴随着TCH和SDCCH的专用信令信道。消息包 括：通信质量、LAI号、CELLID、邻小区的BCCH频点信号 强度、NCC的限制、小区选项、TA值、功率控制级别等。 5、FACCH信道与业务信道TCH相关。FACCH比SACCH快 很多⇒“偷帧”如在越局切换时使用。
（三）无线信道
（三）无线信道
每一个TDMA 帧含8个时隙，共占4.615ms。每个时隙含156.25 个码元， 占0.557ms。（0.577*8=4. 615） 多个TDMA 帧构成复帧（Multiframe），有26 复帧和51复帧两种。 26 复帧其周期为120ms（4.615*26），用于业务信道及随路控制信道。 51 复帧其周期为235ms（4.615*51），专用于控制信道。 235ms 4.615*51 多个复帧又构成超帧（Super frame）它是51×26TDMA 帧，即一个超 帧可以是包括51 个26TDMA 复帧，也可以是包括26 个51TDMA 复帧。 超帧的周期均为1326 个TDMA 帧，即6.12 秒。 多个超帧构成超高帧（Hyper frame）。它包括2048 个超帧。 帧号在同步信道中传送。帧号在跳频算法中也是必需的。
GSM数字移动通信发展史
第一讲GSM数字移动通信发展史1.1GSM系统历史背景GSM数字移动通信系统是由欧洲主要电信运营者和制造厂家组成的标准化委员会设计出来的，它是在蜂窝系统的基础上发展而成。
蜂窝系统的概念和理论二十世纪六十年代就由美国贝尔实验室等单位提了出来，但其复杂的控制系统，尤其是实现移动台的控制直到七十年代随着半导体技术的成熟，大规模集成电路器件和微处理器技术的发展以及表面贴装工艺的广泛应用，才为蜂窝移动通信的实现提供了技术基础。
直到1979年美国在芝加哥开通了第一个AMPS（先进的移动电话业务）模拟蜂窝系统，而北欧也于1981年9月在瑞典开通了NMT（Nordic移动电话）系统，接着欧洲先后在英国开通TACS系统，德国开通C-450系统等。
见表1-1。
表年欧洲主要蜂窝系统1.各系统间没有公共接口；2.很难开展数据承载业务；3.频谱利用率低无法适应大容量的需求；4.安全保密性差，易被窃听，易做“假机”。
尤其是在欧洲系统间没有公共接口相互之间不能漫游，对客户之间造成很大的不便。
GSM数字移动通信系统史源于欧洲。
早在1982年，欧洲已有几大模拟蜂窝移动系统在运营，例如北欧多国的NMT （北欧移动电话）和英国的TACS （全接入通信系统），西欧其它各国也提供移动业务。
当时这些系统是国内系统，不可能在国外使用。
为了方便全欧洲统一使用移动电话，需要一种公共的系统，1982年北欧国家向CEPT （欧洲邮电行政大）提交了一份建议书，要求制定900MHz频段的公共欧洲电信业务规范。
在这次大会上就成立了一个在欧洲电信标准学会（ETSI ）技术委员会下的“移动特别小组\Group SpecialMobile ）简称“GSM”，来制定有关的标准和建议书。
1986年在巴黎，该小组对欧洲各国及各公司经大量研究和实验后所提出的8个建议系统进行了现场实验。
1987年5月GSM成员国就数字系统采用窄带时分多址TDMA、规则脉冲激励线性预测RPE — LTP话音编码和高斯滤波最小移频键控GMSK调制方式达成一致意见。
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GSM原理-Aglent(翻译自Aglient 公司的GSM原理/测量培训教材)GSM是Global System for Mobile Communication 的缩写。
意思是全球移动通信系统。
分GSM900、DCS1800和PCN1900三个频段，一般的所谓的双频手机就是在GSM900和DCS1800频段切换的手机。
PCN1900则是别的一些国家使用的频段(如美国)。
GSM900/1800分别是工作在890~960mhz/1710~1880mhz频段的。
GSM900的手机最大功率是8W（实际中移动台没这么大的功率，一般的手机最大功率是2W，车载台功能大），而DCS1800的手机的最大功率是1W。
GSM900/DCS1800/PCN1900的区别: GSM900是初始的GSM 系统,λ MOBILE 的功率从输出1W-8W, GSM900的通道从1 ~124, DCS1800的通道从512~885; DCS1800是低功率的, 最高是1W;GSM的频段：GSM900 小区半径35km 上行880~915MHZ 下行将925~960MHZλPHASE2: 890~925MHZ 和935~960MHZ; 通道号1---124.GSM1800小区半径2km(由于1800mhz手机的低功率) 上行710~1785MHZ 下行1805~1880MHZ。
PHASE2: SAME; 通道号:512—885. 为高密度的用户.GSM1900: 1850~1910MHZ 1930~1990MHZ上行和下行组成一频率对, 上行就是手机发射、机站接收；下行就是基站到手机。
例如935-960 和890-915 相差45MHZ, 第二个通道上, 上行落后下行三个时系.λ网络组成：1. BTS 基站：base transceiver station 基站首要是收发器，收发器的多少决定小区的容量，一个收（收发器和天线的关系）？？？发器能支持8个用户。
一个小区由3个天线，一个发射，两个接收（分级接收）。
a) 每个BTS都会有一套收发器。
b) 一个BTS覆盖一个小区，BTS发送BCH信号在RF信道的0时隙。
BCH帮助Mobile识别/寻找网络。
c) 小区的手机用户容量依靠信道数d) GSM空中接口的数据传输速率是13Kbps, 即BTS收发语音数据速率是13KB/S.e) 有BTS命令手机设置其发射功率、迁时、切换。
2. BSC base station controller 基站控制器：a) 几个BTS基站连接一个BSC, 基站安排信道配置、切换、和BTS连接BSC; 所有的BSC连接至MSC,b) 每个BTS连结BSC用abis 接口，是2Mbps的连接。
使用microwave link、optical fiber、co-axial line等方式连接.c) Microwave link 经常是最好的连接方式选择。
d) BSC连结MSC使用的是A口e) 在BSC可提供小区广播等服务。
3. MSC mobile switching center 是网络的核心，呼叫建立、保持、和释放；链接BSC和PSTN、认证、呼叫转接、短信息、收费等。
当用户增加到一定数量时，可增加MSC；MSC与MSC之间使用GMSC 连结（GATEWAY）a) 当呼叫建立时，MSC起到保持通话和断开通话的功能。
b) 存储所有的用户数据和它们的相关特征。
c) 介于MS和PSTN之间，交换通信数据.d) MSC是GSM 网络的心脏。
是与别的GSM 网络、非GSM网络的连接口。
e) MSC主要功能：认证、位置更新、连接、收费、呼叫转接、SMS。
f) 当用户增加时，超过一个MSC的容量，就需要多一个MSC，就增加一倍的用户4. TRAN------Trans coding/rate adapter unit 速率适配器。
a) TRAN转换13KB/S的GSM速率为标准的64KB/S; TRAN作为一MSC 的一部分。
b) Trans coding 也使用在下行时，将64kbps转换成16kbps.c) Trans coding在MSC\BSC\BTS中。
5. HLR Home location register归属位置寄存器。
a) 在MSC中有所有的用户数据库存在于HLR。
HLR中有永久用户数据库。
b) 用户发出呼叫时，MSC从HLR之中获得用户数据。
是用户核心数据库，大部分在SIM卡中的数据都可以在HLR中获得。
6. VLR visiting location register 访问位置寄存器。
a) 在VLR中有被激活的所有的用户号码。
b) 当别的MSC中的用户漫游到新的MSC时，MSC和HLR之间通信，新的MSC就将漫游的用户注册到它的VLR中。
c) 当手机漫游时，用户访问区被别的网络覆盖，而且归属位置网络批准它使用被访问的网络，它的用户信息将从HLR被拷贝到VLR(访问位置寄存器)中暂存。
7. 鉴权中心AUC----Authentication centera) 是SIM 卡的验证过程。
b) 每个SIM卡有一个IMSI，在IMSI有加密码c) 在HLR中有IMSI和密码d) 手机通信时，首先验证SIM 卡的合法性，由AUC 进行验证。
8. 装备身份注册：EIR----Equipment identify registera) 包含了IMEI信息。
所有的手机IMEI都存储在EIR中，是手机的数据库。
b) 在GSM中有助于验证当手机遗失时，运营商可以禁止已经报失手机的使用。
c) EIR分类：Permitted list\evaluation list\stolen list\unknown9. 收费中心BC---Billing centera) BC产生每一个用户的费用状况.b) 直接连到MSC, 由MSC发送收费信息给BC（通话时）c) BC处理按单位计费。
10. 操作运营中心：OMC----operation and maintenance center.a) 每个GSM网络超过100 个BTS组成，每一个实体需要操作和维护。
b) 一些远程操纵是必要的，检测和远程进入。
c) 有时有两种OMC(不同的供应商)，OMC-S: Deal with switch; OMC-R :deal with radio network。
11. 短信中心：SMSC信息通过短信息中心发到指定的手机。
a) 信息通过SMSC传输b) 信息可通过人工终端（连到SMSC）发送。
c) 短信中心SMS CENTER---MSC/VLR----BSC----BTS.----MS12. 语音服务中心：a) 它拥有所有语音用户的数据库；b) 它也存储了语音信息。
13. 设备报警：a) BTS, BSC, Trans coder failure.b) Link failurec) Module failure(transceiver, processor)小区身份，网络中每个小区都由唯一的识别号，CI: Cell Identity. 一个小区由56个用户可同时通话调制方式: GSM 采用的是0.3GMSK调制λ高斯最小频移键控，0.3是描述滤波器带宽和比特率的关系,不是相位调制，是一种典型的数字调频调制，实际上是调频。
0和1代表的是载波加减不同的频率+67.708KHZ 和-67.708KHZ，1被看作是相位增加90度，0被看作是相位在相反方向改变，两个频率表示频移键控; 语音编码速率时13kbps. 数据速率(调制速率)BIT传送速率是270.833Kbps。
刚好是四倍于射频频移。
这样一来就有效的减少调制频谱和提高了通道利用率. 高斯滤波: 剧烈的频率变化会导致频谱扩散, 所以用滤波器进行滤波平滑后, 减少频谱扩散; RF载频加67.708和减67.708KHZ; 靠频率转移.λGSM网络系统：手机和机站的接口是空中接口，基站(BS)和基站控制台BSC是靠abis接口2Mbps 的连接。
（是光纤或者常用微波连接，DCS1800 Abis接口经常使用微波连接）, 一个BSC控制20~30个BTS；基站控制台BSC到交换局是A口连接。
手机和基站的最大距离是34.9km。
手机开机后的步骤:λ1. 首先搜索124个信道，即所有的BCH通道, 决定收到的广播信道BCH强度, (BCH 的承载的信息是距Mobile最近的BTS; 呼叫信息);2. 跟网络同步时间和频率, 由FCH/SCH调整频率和时间3. 解码BCH的子通道BCCH.4. 网络检查SIM 卡的合法身份.是否是网络允许的SIM 卡。
5. 手机的位置更新.6. 网络鉴权λ手机主叫(MOC)过程:1. 手机给基站发送通道需求，即手机发送一个短的随即接入突发脉冲.(RACH Burst)2. 由BCH 指定传输信道. SDCCH3. 手机和基站在独立专用信道(SDCCH)上通信.4. 权限认证5. 指定手机在一个业务信道(TCH)上通信.6. 在TCH上进行语音通信.λ手机被叫1. BTS在PCH呼叫通道上使用SIM中的IMSI号码来呼叫用户。
2. 由手机发送RACH3. 通道指定在BCH.4. 手机和基站在SDCCH 上通信5. 手机用户被鉴权6. 手机被指定TCH通道。
7. 在TCH通道上进行语音和数据通信。
紧急呼叫：λ1. GSM规格定义了112 为紧急呼叫号码2. 112在手机有无SIM卡的情况下均可呼叫。
3. 在RACH 上, 手机112 建立紧急呼叫。
Authentication 鉴权：λ1. 目的：验证用户身份（IMSI /SIM）; 提供手机新的加密键。
2. 鉴权是在什么情况下：每一次注册、每次呼叫或被叫企图、执行一些增值服务、漫游时的位置更新。
切换handover:λ切换是手机通信从一个小区/信道到另外一个小区/信道。
1. 上行和下行的接收质量报告2. 上行和下行的接收信号强度3. 距离，迁时4. 干扰层。
5. 功率预算。
6. 切换包括：同一小区内部信道/时隙之间的切换。
小区于小区之间。
加密ciphering:λ语音和数据的保密、信号信息的保密；手机位置更新location update:λ1. MSC应知道呼叫手机的位置。
2. 手机连续的改变位置，手机在改变位置时通知MSC关于新位置。
由MSC处理位置更新。
3. 手机位置更新过程：（location area identity LAI）a) 手机改变位置区b) 手机从BCCH 上读新的位置区c) 发送RACH, 为通道需求。
d) 在AGCH上获得一个SDCCH.e) 在SDCCH发送IMSI和新旧LAI位置更新需求给MSCf) MSC开始认证g) 如果认证成功，更新手机位置在VLR上h) 发送确认信息给手机i) 手机离开SDCCH, 进入空闲模式。