GSM移动通信系统网络技术简介

GSM移动通信系统网络技术简介

GSM 移动通信系统网络技术简介

GSM 是Global System For Mobile Communications 的缩写，它的意思是指全球移动通信系统。在这里，我们对GSM 移动通信系统的基本构成、GSM 移动通信系统对移动特性的管理以及呼叫建立的基本过程等内容作简单介绍。

一、 GSM 通信系统的组成：

Air A

MsM O&M

GSM 网被分成三个子系统：网络交换子系统（NSS ）、基站子系统（BSS ）、网管子系统（NMS ）。

1．NSS 的单元又分为：MSC （移动业务交换中心） VLR （拜访位置寄存器） HLR （本地位置寄存器）

MSC 在移动网中负责呼叫控制。它识别呼叫

的始发地和目的地以及呼叫类型。一个在移动网和固定网之间起桥梁作用的MSC 称为网关MSC

MS NSS NMS BSS

（Gateway MSC）。通常，VLR和MSC放在一起，保存当前登陆在该MSC服务区的手机用户相关信息。VLR执行位置登记和更新，MSC与其配合启动寻呼处理。VLR数据库里存放的用户信息是临时的（只要用户还在业务区内，数据就被保持），而HLR存放用户的永久性的数据。除了固定数据外，HLR还有一个临时的数据库，它包含了它的用户的当前位置信息，这个数据用于呼叫路由。此外，NSS 还有另外两个单元：鉴权中心（AC）和设备识别寄存器（EIR）。它们通常作为HLR的一部分，主要处理安全方面的问题。

NSS的主要功能总结如下：

呼叫控制：识别用户，建立呼叫，通

话结束后释放连接。

计费：收集有关呼叫的计费信息，

如：主叫和被叫的号码、

时间、事务处理的类型等，

并送至计费中心。

移动管理：保持用户的位置信息。

和其它网络、基站相关的信令。

用户数据处理：存放在HLR中的永久

数据和VLR中的相关的临

时数据。

用户定位：在呼叫建立之前定位用户。

2.基站子系统（BSS）

基站子系统由下列单元组成：BSC 基站控制器

BTS 基站

TC 码形转换器

BSC是BSS系统的核心网络单元，它控制无线网络。在MS和NSS之间确立连接、移动管理、统计原始数据的收集、空中接口和A接口信令支持。BTS是维持空中接口的网络单元。它负责空中接口信令、空中接口加密和话务处理。TC是负责话音代码转换的BSS单元。

BTS BSC TC MSC BTS

ABIS/IF ATER/IF

A/IF

3．管理子系统（NMS）

它主要负责网络监控、操作；收集网络告警和各单元工作状态，即时反映网络运行状况，对网络指标进行分析并提供各种报告，对网络进行远端操作。

二．无线通道

1．物理信道

移动台与基站连接所用无线电波通道被称为无线通道。不同的无线通道以频率、时隙的不同来划分。目前GSM 移动通信系统使用的900M频段是指：上行890---915M、下行935---960。上行链路是指从移动台至基站的信号流，下行链路是指从基站至移动台的信号流。上行链路和下行链路的不同频率的同时使用使得通信有发射（TX）和接受（RX）两个方向。无线载波频率总是成对地安排，两者（上行—下行）之间的差别被称为双工频率。（45M）

频率范围被分为一个个载波频率，间隔为200KHZ，GSM900中总的载频数为124个。郑州GSM移动网目前使用的是890---909M共19M的频带。

GSM网的无线传输基于数字技术，GSM900采用的数字传输是TDMA（Time Division Multi Address）时分多址

接入方式，它是将一无线频率信道分成连续的时间段，每个被成为“TDMA帧”.它是在多个用户之间，通过为每一个用户分配一个特定的时间（称为时隙）共享资源的办法。一个TDMA有8个时隙。

如图所示：

2．逻辑信道

由于TDMA时隙被称为”物理信道”,它们被用于物理地将信息从一个地方送至另一个地方,物理信道的内容被称为”逻辑信道”.GSM的逻辑信道可分为两种类型:专用信道和公共信道.如下图所示:

逻辑信道

公共信道专用信道

广播信道公共控制信道专用控制信道业务信道FCCH SCH BCCH SDCCH SACCH FACCH

PCH RACH AGCH TCH/F TCH/H TCH/EFR

FCCH：频率校正信道

SCH：同步信道

BCCH：广播控制信道

PCH：寻呼信道

RACH：随机访问信道

AGCH：准许访问信道

SDCCH：独立专用控制信道

SACCH：慢路随路控制信道

FACCH：快速随路控制信道

TCH：业务信道

公共信道是指在MSC/VLR和移动台之间建立信令的信道。

专用控制信道是指在无线通道上，不同类型的信令信道。用于促进移动台与BTS，BSC和MSC/VLR之间的信息交流。

广播信道是点到多点信道的下行链路，它们包含关于网络和广播小区的总的信息。

公共控制信道用于建立点到点的连接。除RACH是上行链路，PCH和AGCH全是下行链路。

专用控制信道用于呼叫建立、发送测量报告和切换。全是双向点到点信道。

业务信道用于传送话音和数据，它是一双向信道。

例：移动台MS主叫时所涉及的逻辑信道

1．移动用户开机，它扫描周围所有频率并测量它们，选择具有质量最好的带BCCH的TRX，并调整频

率至它；（FCCH）

2．信道发送同步信息，包括TDMA帧号,BSIC基站识别码.(SCH)

3．信道发送有关网络的信息以帮助移动台知道在它的小区以及周围小区正在使用地频率.(BCCH) 4．信道发送移动台地的请求以启动呼叫建立.(RACH)

5．网络确认请求(RACH)并分配信道(SDCCH),手机接受和读取这个信息,此时用户注册和鉴权,分配一

个(TCH)给手机,信道建立一个呼叫.

6．在通话过程中,信道发送测量值(SACCH)和切换信息.(FACCH)