GSM基础知识介绍
GSM基础知识简介
GSM系统中的数字标识
移动台的ISDN号：（MS-ISDN） 是指主叫客户为呼叫数字公用陆地蜂窝 移动通信网中客户所需拨打的号码。包括： CC 国家码86 NDC 国内目标码＝网络接入号139 SN 用户码（7位）。
2014-12-11
龙旗科技（上海）有限公司
GSM系统中的数字标识
国际移动客户识别码（IMSI）： 建立呼叫和位置更新时使用。包括： MCC 移动国家号码460 MNC 移动网号，移动00，联通01 MSIN 移动用户识别码 NMSI 国内移动用户识别码
2014-12-11
龙旗科技（上海）有限公司
GSM测试基础- 传导与耦合
传导测试-通过射频端口测试。 优点：快，可反映主板射频电路状态 缺点：忽略了天线的状态和周围干扰的影 响；需要特定的射频接头； 耦合测试-通过耦合天线测试。 优点：反映手机的整体性能。 缺点: 对测试环境要求高。
2014-12-11 龙旗科技（上海）有限公司
谢谢！
2014-12-11 龙旗科技（上海）有限公司
2014-12-11
龙旗科技（上海）有限公司
GSM的空中接口-TDMA
物理信道：1个物理信道就是1个时隙(TS) 逻辑信道：根据BTS和MS之间传递的信息 种类的不同而定义的不同的逻辑信道。
2014-12-11
逻辑信道
逻辑信道又分为： 1.业务信道（TCH） 2.控制信道（CCH）
9 25 ±3 17 9 ±5
10 23 ±3 18 7 ±5
11 12 21 19 ±3 ±3 19 5 ±5
龙旗科技（上海）有限公司
GSM测试基础-保持话路连接
GSM1800的功率控制 PCL Level(dBm) Class(dBm) PCL Level(dBm) Class(dBm)
GSM基础知识和移动通信原理
GSM系统中的主要组件
基站
基站是GSM网络的核心组件，用 于与移动设备进行通信并提供信 号覆盖。
移动设备
移动设备（如手机）通过基站与 GSM网络进行通信，将语音和数 据传输到目标位置。
移动交换中心
移动交换中心是GSM网络的核心 节点，负责呼叫控制和用户数据 交换。
GSM通信过程
1
注册
移动设备在GSM网络中注册，获得一个临时标识符，以便进行通信。
2
呼叫连接
用户通过拨号建立通话连接，GSM网络将呼叫路由到目标用户。
3呼叫释放Fra bibliotek通话结束后，GSM网络将释放连接并释放资源以供其他用户使用。
GSM网络的优点和局限性
1 覆盖广泛
GSM网络在全球范围内提供广泛的通信覆盖，为用户提供了连续无缝的通信体验。
2 兼容性强
GSM设备的标准化使其与其他网络和设备兼容，方便用户在不同地区和网络间切换。
GSM加密
GSM使用加密算法保护通信内容， 确保用户的隐私和数据安全。
移动通信原理
1 信道分配
2 信号传输
3 网络交互
GSM使用时分多址技术， 将通信频谱划分为不同的 时隙，以实现同时多用户 通信。
移动通信通过无线电频率 在基站和移动设备之间传 输信号，实现语音和数据 传输。
GSM网络通过基站和移动 交换中心之间的传输路径， 实现用户之间的通信和互 联网接入。
GSM网络架构
基站子系统 (BSS)
包括基站控制器 (BSC) 和 天线系统 (BS)，负责无线信号和用户数据传输。
网络子系统 (NSS)
由移动交换中心 (MSC) 和 访问控制器 (AC) 组成，处理用户数据和呼叫控制。
GSM基础知识
GSM基础知识1、GSM系统网络结构MS：移动台BTS：基站收发信台BSC：基站控制器TC：码型转换器MSC：移动交换中心VLR：拜访位置寄存器HLR：归属位置寄存器EIR：设备识别寄存器AUC：鉴权中心2、GSM频段：上行：（900M ）890-915MHZ （1800M）1710-1785 MHZ下行：（900M ）935-960MHZ （1800M）1805-1880 MHZGSM900M：频率带宽25M，双工间隔45M。
DCS1800M：频率带宽75M，双工间隔95M。
中国移动使用：1-95号频点绝对频点号和频道标称中心频度的关系为：F（N）=890MHZ+N0.2MHZ（下行）N=1-124上行=下行+45MHZF（N）=1710.2MHZ+（N-512）0.2MHZ（下行）N=512-885上行=下行+95MHZGSM频道间隔为200KHZ，每个频点采用时分多址（TDMA）方式，分为8个时隙，既8个信道（全速率）。
3、GSM系统按其功能，分为4个子系统：MS、BSS、NSS、OSS4、GSM系统的多址方式：FDMA、TDMA5、GSM系统无线接口的最小传输单位是Burst，GSM系统调制方式为：GMSK，GSM系统采用的编码方案是13KBIT/S的RPE--LTP编码(规则脉冲激励,长期预测编码)6、TDMA信道GSM中的信道分为物理信道和逻辑信道。
逻辑信道分为业务信道（TCH）和控制信道（CCH）业务信道分为语音业务信道（TCH/F、TCH/S）数据业务信道（TCH/9。
6等）控制信道（CCH）分为：广播信道（BCH）、公共控制信道（CCCH）、专用控制信道（DCCH）广播信道（BCH）：BCCH、FCCH、SCH公共控制信道（CCCH）：RACH、PCH、AGCH专用控制信道（DCCH）：SDCCH、SACCH、FACCH6、GSM系统的分集接收包括空间分集、时间分集、频率分集和极化分集7、TA的意思为时间提前量，目的是保证BTS和MS工作在同一时隙内。
02-GSM基础知识普及
编号计划
在GSM系统中，出于识别的目的，定义了如下的一些编号： 为了确定GSM移动用户： 永久性编码： IMSI MSISDN 临时性编码： LMSI TMSI MSRN HON
编号计划
为了识别NSS网络组件： MSC Number VLR Number HLR Number 为了识别位置区： LAI 为了识别BSS网络组件： CGI BSIC
HLR的功能 HLR的功能
归属用户位置寄存器(HLR)是GSM系统的中央数据库，存储该 HLR控制的所有存在的移动用户的相关信息. 所有移动用户的重要数据都存储在HLR中.包括用户识别号码， 访问能力、用户类别和补充业务等数据，HLR也存储部分漫游 移动用户所在MSC区域的有关动态数据.
AUC的功能 AUC的功能
主要接口（Um接口） 接口） 主要接口（Um接口
Um 接口（空中接口）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. 传递的信息包括无线资源管理，移动性管理和接续管理等.
GSM基础知识
GSM基础知识1、术语及概念1.1 GSM：全球移动通信系统（Global System for Mobile communications）。
1.2 CGI: 小区全球识别码用于识别一个位置区内的小区。
CGI＝MCC＋MNC＋LAC＋CI其中：MCC（Mobile Country Code）：三个十进制数组成，取值范围为十进制的000 ～999。
MNC（Mobile Network Code）：二个十进制数，取值范围为十进制的00～99。
LAC（Location Area Code）：范围为1～65535。
CI（Cell Identity）：小区识别代码，范围为0～65535。
1.3移动台的国际身份号码ISDN（MSISDN），即用户手机号码结构：MSISDN＝CC＋NDC＋SNCC：国家码，即在国际长途电话通信网中的号码，中国为86；NDC：移动服务访问码，移动为135——139，联通为130。
SN：用户号码，其中H1H2H3是HLR标识码，表明用户所属的HLR例如GSM移动手机号码8613981080001，86是国家码CC；139便是NDC，用于识别网号；81080001是用户号码SN，8108用于识别归属区。
1.4国际移动用户识别码（International Mobile Subscriber Identity ，IMSI），用户身份证号码IMSI＝MCC＋MNC＋MSINMCC：Mobile Country Code移动用户的国家号，中国是460；MNC：Mobile Network Code移动用户的所属PLMN网号；中国移动为00，联通为01例：460-00-XXXX…XXX（15位）1.5临时移动用户识别码（Temporary Mobile Subscriber Identity ，TMSI）用TMSI，用户身份保密、寻呼容量为IMSI两倍。
1.6 BCCH载波频率（BCCHNO）按照GSM系统要求，在每个小区中必须有且只有一个载频用于发送一些广播消息。
GSM基础知识(整理)
话音编码：规那么脉冲鼓励线性预测编码RPE—LPC 13kbit/s；ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
分集接收：跳频每秒217跳，交错信道编码，自适应均衡。
DCS1800频段
上行：1710MHz-1785MHz〔移动台发，基站收〕
下行：1805MHz-1880MHz〔基站发，移动台收〕
GSM接口- 主要接口
Um接 口
• 调制复杂性：合理
自动功率控制技术〔APC〕
为何需要APC？
可降低 功耗，延长电池使用时间；
可减小系统内的干扰，提高频率利用率，增加系统容
量.
如何进行APC？
MS功率控制：
MS接收BTS发射的信号，得到射频信号强度、质量
等级参数，进行APC；
起始发射功率由系统消息决定；
可能导向切换、掉话.
MSC
MSC
网络核心, 对控制区域内的移动用户进行通信控制和管理
•1〕信道的管理和分配；
•2〕呼叫的处理和控制；
•3〕过区切换和漫游的控制；
•4〕用户位置信息的登记与管理；
•5〕用户号码和移动设备号码的登记和管理;
•6〕效劳类型的控制；
•7〕对用户实施鉴权;
•8〕与其它公用通信网络互连
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.
GSM接口- 主要接口〔Abis接口〕
Abis 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〕
GSM基础知识简介
GSM系统中的数字标识
移动台的ISDN号：（MS-ISDN）
是指主叫客户为呼叫数字公用陆地蜂窝移动通信 网中客户所需拨打的号码。其结构：
国家号码（CC） NDC（N1N2N3） H0H1H2H3 ABCD
CC 国家码86 NDC 数字移动业务接入码，由N1N2N3三们组成 H0H1H2H3为HLR的识别号，H0H1H2全国统一分配， H3由省内分配。 ABCD为每个HLR中移动用户的号码
GSM系统接口示意图
GSM系统接口说明
Um接口：是移动台（MS）与BTS之间的接口，用于移动台
与GSM系统的固定部分之间的互通。 Abit接口：是BTS与BSC之间的接口，此接口支持所有向用 户提供的业务，并支持对BTS无线设备的控制和无线频率的 分配。 A接口：是NSS和BSS之间的接口。该接口传送有关移动呼 叫处理、基站管理、移动台管理、信道管理等信息，并与 Um接口互通，在MSC和移动台之间互传信息。 B接口：是VLR与MSC之间的接口。MSC通过该接口向VLR传 送漫游用户位置信息，并在呼叫建立时向VLR查询漫游用户 的有关数据。
呼叫处理-客户状态
MS关机（也称分离状态）：当MS切断电源关机时，MS即向
网路发送最后一条消息，其中包括分离处理请求，MSC接收 到后，随即通知VLR对该MS对应的IMSI上作“分离”标记， 而归属位置寄存器（HLR）并没有得到该客户已脱离网路的 通知。当该客户被寻呼，HLR向拜访MSC/VLR要漫游号码时 ，MSC/VLR通知HLR该客户已分离网路，不再需要发送寻找 该客户的寻呼消息 位置更新：MS在移动中发现其位置区发生了变化，则发送 位置更新请求至MSC/VLR，MSC将识别出该MS是已登记用户 还是新用户，并进行新位置区登记 MS通话：无线网路分配给MS一个业务信道传送话音或数据 ，并在该客户ISDN上标注客户忙 切换：当MS移动时，由于接收质量原因，需要通过空中接 口不时地改变网络的连接，其相应的TCH进行变换。
GSM通信网络优化基础知识
GSM通信网络优化基础知识为了确保GSM网络的高质量和可靠性，需要进行网络优化。
网络优化是一种持续的过程，旨在改善网络性能，提高通信质量和用户体验。
以下是一些基础的GSM网络优化知识：1. 频率规划（Frequency Planning）：频率规划是GSM网络优化的一个重要方面，它涉及到将无线频谱合理地分配给不同的信道，以减少干扰和提高覆盖范围。
通过优化频率规划，可以提高通信质量和减少通话中断的风险。
2. 邻区管理（Neighbor Cell Management）：邻区管理是通过调整信道参数和邻区关系来优化网络覆盖范围和质量的过程。
正确设置邻区参数可以减少重叠覆盖区域，降低干扰，并提高切换性能。
3. 功率控制（Power Control）：功率控制是调整手机和基站之间的传输功率水平，以确保信号质量稳定的重要方法。
通过动态地调整手机和基站之间的功率水平，可以降低电池消耗和减少干扰。
4. 切换优化（Handover Optimization）：切换是当手机从一个基站切换到另一个基站时发生的过程，目的是保持通话质量和业务连续性。
优化切换参数和策略可以提高切换性能，减少通话丢失的可能性。
5. 射频优化（RF Optimization）：射频优化是调整和优化基站之间的射频参数，以确保信号覆盖均匀和一致。
通过调整天线方向、高度和倾斜角度等参数，可以提高信号覆盖范围和质量。
6. 信号捕获优化（Signal Handover Optimization）：信号捕获是手机从弱信号区域到强信号区域的速度和精确度。
通过优化信号捕获参数和算法，可以提高手机在不同信号强度下的切换性能。
7. 容量规划（Capacity Planning）：容量规划是通过调整信道资源和基站配置，以满足不同业务需求和用户密度的过程。
通过合理规划和管理网络容量，可以提高网络效率和用户满意度。
总的来说，GSM网络优化是一个复杂和多方面的过程，需要综合考虑网络拓扑结构、用户行为、信道环境和运营商需求等因素。
GSM基础知识
一、GSM基础理论介绍 二、TD-SCDMA基础理论介绍 三、LTE基础理论介绍
GSM基础理论介绍
• GSM的基本组成系统 • GSM频段，频点 • GSM中常见故障及处理方法
GSM系统组成
一个GSM系统由3个子系统组成，即操作支持子系统（OSS）， 基站子系统(BSS)和网络子系统（NSS）三部分组成。基站子系统通过 无线接口直接与移动台相连，负责无线发送接受和无线资源的管理。 网络子系统是整个系统的核心部分，它对GSM移动用户之间及移动用 户与他网用户之间通信起着交换、连接与管理的功能。操作支持子系 统是操作人员与系统设备之间的中介，它实现了系统的集中操作与维 护，完成包括移动用户管理，移动设备管理及网络操作维护等功能。
GSM中常见故障及处理方法
怎样判断网内干扰还是网外干扰 网内干扰主要来源于同频及临频干扰，这两种干扰可以通过CQT测试来确定；相反则为网 外干扰如电视台、大功率电台、微波、雷达、高压电线等 信号波动有哪些原因 无线信道的传播特性引起的，即多径效应，这样就会产生多径衰落或者快衰落。由于无线 信道传播的这种传播特性，使得在接收端收到的信号场强就产生了波动。 小区重叠覆盖区引起的的小区重选或切换。此时若一些相关的小区参数设置的不当-如小区 重选参数、切换参数等，当这些参数设置的使手机很容易进行小区重选或切换时，手机会 在两个信号大小交替变化的频点上不断进行重选或切换，这是容易造成接收信号波动的一 个原因 外界存在的干扰也会导致信号的波动 如果设备的性能不够稳定，也有可能对信号波动产生一定的影响。
GSM中常见故障及处理方法
1）乒乓效应 乒乓效应指处于两个小区边界的移动用户在通话时，手机会在两个小区之间进行频繁地切换。乒乓效应容易造 成掉话，造成信令负荷增加，另外对话音质量有影响。 2）孤岛效应 孤岛效应是覆盖性问题。当基站覆盖大型水面或多山地区等特殊性地形时，由水面或山峰地区的反射，使用权 基站在原覆盖范围内不变的基础上，在很远处出现“飞地”，而与之切换的相邻基站却因此阻挡覆盖 不到，这样就造成“飞地”与相邻基站之间没有切换关系，“飞地”因此成为孤岛。 3）多径效应 电波除了直接传播外，遇到障碍物，例如，山丘、森林、地面或楼房等高大建筑物，还会产生反射。因此，到 达接收天线的超短波不仅有直射波，还有反射波，这种现象就叫多径效应。 5）阴影效应： 移动无线通信信道传播环境中的地形、建筑物及其他障碍物对电波传播路径的阻挡而形成的电磁场阴影效应。 呼吸效应 呼吸效应指小区覆盖范围是动态的，当两个小区负荷一轻一重时，负荷重的小区通过减小导频发射功率，使本 小区的边缘用户由于导频强度不够而切换到相邻的小区，使负荷分担，相当于增加了容量。 6）远近效应 远近效应就是当基站同时接收到两个不同移动台发来的信号时，由于两个移动台频率相同，则距离基站近的移 动台信号产生严重干扰，就是远近效应。
GSM基础知识介绍
GSM网络基础知识什么叫GSM?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。
l GSM900/DCS1800/PCN1900的区别: GSM900是初始的GSM 系统, 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;l GSM的频段：GSM900 小区半径35km 上行880~915MHZ 下行将925~960MHZPHASE2: 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隙.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）。
GSM基础知识
GSM基础简介1．移动通信概念移动通信是通指双方至少有一方在运动中进行信息交换的一种通信方式。
2．移动通信的发展史：2.1 最早的移动通信是应用于军事通信，民用通信发展比较晚，早期的移动通信是模拟制式，属于模拟通信系流，由于模拟制式存在一些不可避免的缺点：如容量小，语音清晰度不够容易被窃机.并机,保密性不高等，慢慢地被数字系统所代替。
其中有代表性的数字蜂窝包括欧洲的GSM，北美的ADC（1800MHz）和日本的PDC（1900MHz）在我国数字移动通信系流主要采用欧洲的GSM制式。
2.2 GSM采用频率为900MHZ它包括两个25MHz带宽的频段（TX890-915MHz）和（RX935-965MHz）接收和发射频差为45MHz。
2.3为了扩大容量GSM规范扩展出一个分支DCS1800MHz的新工作频段（TX1710-1785MHz）和(RX1805-1880MHz)及发频差为95MHz。
3.移动通信的发展过程和趋势：3.1 频段—由短波.超短波到微波。
目前主要是:150MHz-450MHz 900MHz 1800MHz频段未来将扩展到1-3GHz频段。
3.2 频段间隔—由100MHz 50MHz 25MHz。
3.3 调制方式—由模拟调幅到模拟调频，再到数字调制。
3.4 多址方式—由频分多址（FDMA）到时分多址（TDMA）或码分多址（CDMA）。
3.5 器件—由电子管到晶体管到大规模集成电路及微处理器。
GSM 900技术指标1.发射频2. 接收频率935—960MHz3. 收发频差45MHz4. 信道1—1245. 频道间隔200KHz每载波信道数（时隙数）8 7. 收发时差3时隙8. 调制速率270.833Kb/s9. 调制方式0.3GMSK1.Frame周期 4.615ms11.时隙周期576.9us12.功率级别5—19级（5—33dB）附：一.移动台最大功率2w（33dB）二. 移动台最小功率0.3W（5dB）GSM手机原理手机按功能分为三大部分：一逻辑音频部分；二射频部分（包括接收和发射）；三输入输出接口部分一基带部分1.1 基带主要功能是程序数据的存储DSP 键盘输入和RX模块之间的通讯，对TX功率的控制，对电原管理模块的控制，SIM卡接口，串行下载接口，人机界面（显示. 背景灯. 蜂鸣器. 扬声器. 麦克风. 振子等）1.2 逻辑部分包括电擦写存储器，闪速存储器，随机存储器及语音处理器。
GSM基础知识介绍
GSM基础知识介绍1、专业基础1.1GSM基础1.1.1GSM综述1、GSM的概念GSM是Global System for Mobile Communication“全球移动通信系统”的简称。
它是⼀种数字移动通信，较之以往的模拟移动通信，有较多的优点。
GSM的起源：泛欧数字蜂窝移动通讯⽹简称GSM系统，GSM原意为“移动通信特别⼩组”（Group Special Mobile），是1982年欧洲邮电主管部门会议（CEPT）为开发第⼆代数字移动蜂窝移动系统⽽成⽴的机构。
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移频键控（GMSK）调制⽅式达成⼀致意见。
1988年⼗⼋个欧洲国家达成GSM谅解备忘录（MOU）。
1989年GSM标准⽣效。
1991年GSM系统正式在欧洲问世，⽹路开通运⾏。
1992年世界上第⼀个GSM⽹在芬兰投⼊使⽤。
从此，移动通信跨⼊了第⼆代。
GSM的组织结构：ETSI（欧洲电信标准协会）增设了“特别移动⼩组”（TC-SMG），⽤以负责有关数字移动业务标准的制定。
2、GSM系统的技术性能1）使⽤频段、双⼯间隔：√GSM900：890~915MHz（上⾏）、935~960 MHz（下⾏）。
双⼯间隔：45 MHz，带宽：200KHzGSM1800：1710~1785 MHz（上⾏）、1805~1880 MHz（下⾏）。
双⼯间隔：95 MHz，带宽：200KHzGSM1900：1850~1910 MHz（上⾏）、1930~1990 MHz（下⾏）。
双⼯间隔：80 MHz，带宽：200KHz2）、选址⽅式√FDMA/TDMA：Freq division multiple access /Time division multiple access（频分/时分多址）3）、调制类型：√GMSK（BT=0.3）实际应⽤3、GSM系统的技术规范及主要应⽤范围GSM规范共有12章规范系列：01系列：概述02系列：业务⽅⾯03系列：⽹络⽅⾯04系列：MS-BS接⼝和规范（空中接⼝第2、3层）05系列：⽆线路径上的物理层（空中接⼝第1层）06系列：话⾳编码规范07系列：对移动台的终端适配08系列：BS到MSC接⼝（A和Abis接⼝）09系列：⽹络互连10系列：暂缺11系列：设备和型号批准规范12系列：操作和维护重点掌握04、05、08系列4、GSM的主要特点：√1）频谱效率由于采⽤了⾼效调制器，信道编码、交织、均衡和话⾳编码技术，使系统更具⾼频谱效率。
GSM网络基础知识
• 信息交换，不仅指双方的语音通话，还包括文字、 图像、传真等数据业务。
第6页，共77页。
引入的概念
➢ 移动用户：包括ME和SIM卡 ➢ 拜访位置寄存器VLR：暂时存储来访用户数据，VLR集成到一个被称为移动服
务交换中心MSC的交换机中。 ➢ 归属位置寄存器HLR：永久存储用户数据和用户当前位置VLR地址。 ➢ 登记：用户通过无线网络空中接口连接至VLR，通过VLR去HLR确认身份后，在VLR中暂
行信道，点对点方式传播。
• ---快速随路控制信道（FACCH）：它与一个TCH相关。工作于借用模式，即在话音传输过程 中如果突然需要以比SACCH所能处理的高得多的速度传送信令信息，则借用20ms的话音 （数据）来传送。这一般在切换时发生。由于语音译码器会重复最后20ms的话音，因此这种 中断不被用户查觉。
GSM基础理论
第1页，共77页。
GSM基础理论
• 第一章 基础概念 • 第二章 ＧＳＭ系统的组成
• 第三章 移动区域与编号计划
• 第四章 安全性管理 • 第五章 移动性管理
• 第六章 ＧＳＭ网的呼叫建立 • 第七章 常见的业务流程
第2页，共77页。
GSM系统历史背景
• 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。
GSM基础知识
6
NetRein
基站站型
O型站点：全向小区。 各向同性小区，采用全向天线， 在各个方向上的传播特性一致。 如O3。 S型站点：定向小区。 S 一般常用的是3扇区型站点，即 每个站点有3个扇区，采用定向 天线。有时也将站点配置为6扇 区型。如S322。
O
S3
7
NetRein
移动台模式
空闲模式IDLE 移动台处于待机状态 专用模式DEDICATE 移动台处于与基站的交互状态，如通话、信令交互过程 （位置更新、鉴权、短消息等）
15
NetRein
多址方式
时分多址（Time Division Multiple Access） 一个频率分成多个时隙，每个时隙为一个信道.
不同的时隙中传输不同的信息
12
NetRein
多址方式
码分多址（Code Division Multiple Access） 每个信道编码唯一并且进行叠加
接收端只有使用正确解调码过滤才能获取相应的信息
8
NetRein
移动台模式
小区选择 当手机开机或从盲区进入覆盖区时，手机监听到信号， 扫描BCCH信道，并按照小区选择的优先级和C1>0准则选 择合适的小区驻留,该小区称为服务小区。 小区重选 在空闲状态下，由于信号的变化、或移动台的移动，手 机通过监听邻近小区的BCCH信道，计算各邻近小区的C2 参数，按照重选优先级和C2参数的排序，决定是否需要 发生小区重选选择。 小区切换 移动台处于专用模式下，服务小区从一个小区转换到另 一个小区，称为小区切换。
9
NetRein
多址方式
如何同时传输信息：
10
NetRein
多址方式
频分多址（Frequency Division Multiple Access） 每个信道使用一个频率
GSM基础知识
GSM基础知识1、GSM调制方式：GMSK（高斯滤波最小频移键控）；2、多址技术：TDMA/FDMA/CDMA；3、GSM手机调整发射功率等级的步长为：2dB；GSM900移动台的最大输出功率8W；DCS1800移动台的最大输出功率1W；4、GSM系统组成部分：MS/BSS/NSS；5、Um:ms between bts、A:bsc between msc；abis:bts between bsc；6、IMSI=MCC+MNC+MSIN7、CGI=LAI(MCC+MNC+LAC)+CI；8、BSIC=NCC+BCC；（6bit编码）9、MSISDN=CC+NDC(国内接入号：130～139)+SN（如：8613506991049）；10、位置更新的几种原因：常规位置更新、IMSI附着与分离、开关机；11、12、在移动通信中，无线信号从发射机到达接收机的主要途径有（A、B、C、D）。
A. 直射B. 反射C. 绕射D. 散射E. 衍射13、天线增益单位为（B，C）。
A. dBB.dBiC. dBdD. dBcE.dBm14、快衰落电场强度概率密度函数服从（ C ）；快衰落主要有哪几种形式（B、D、E ）；用来克服快衰落的技术有哪些（G、I、K ）。
A、对数正态分布B、时间选择性衰落C、瑞利分布D、空间选择性衰落E、频率选择性衰落F、天气选择性衰落G、信道交织技术H、傅立叶变换I、空间分集技术K、RAKE接收机技术15、GSM最大覆盖距离为35km，计算如下：1/2*3.7us/bit*63bit*c=35km16、功率控制-----信号在无线传送过程中，为了减少干扰，提高频谱利用率，延长电池寿命，会改变传送功率。
17、抗快衰落措施－分集：•时间分集：符号交织、检错、纠错编码•空间分集：采用主、分集天线接收。
主、分集天线的接收信号不具有同时衰减的特性。
基站接收机对一定时间范围内不同时延信号的均衡能力也是一种空间分集的形式。
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1、专业基础1.1GSM基础1.1.1GSM综述1、GSM的概念GSM是Global System for Mobile Communication“全球移动通信系统”的简称。
它是一种数字移动通信，较之以往的模拟移动通信，有较多的优点。
GSM的起源：泛欧数字蜂窝移动通讯网简称GSM系统，GSM原意为“移动通信特别小组”（Group Special Mobile），是1982年欧洲邮电主管部门会议（CEPT）为开发第二代数字移动蜂窝移动系统而成立的机构。
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移频键控（GMSK）调制方式达成一致意见。
1988年十八个欧洲国家达成GSM谅解备忘录（MOU）。
1989年GSM标准生效。
1991年GSM系统正式在欧洲问世，网路开通运行。
1992年世界上第一个GSM网在芬兰投入使用。
从此，移动通信跨入了第二代。
GSM的组织结构：ETSI（欧洲电信标准协会）增设了“特别移动小组”（TC-SMG），用以负责有关数字移动业务标准的制定。
2、GSM系统的技术性能1）使用频段、双工间隔：√GSM900：890~915MHz（上行）、935~960 MHz（下行）。
双工间隔：45 MHz，带宽：200KHzGSM1800：1710~1785 MHz（上行）、1805~1880 MHz（下行）。
双工间隔：95 MHz，带宽：200KHzGSM1900：1850~1910 MHz（上行）、1930~1990 MHz（下行）。
双工间隔：80 MHz，带宽：200KHz2）、选址方式√FDMA/TDMA：Freq division multiple access /Time division multiple access（频分/时分多址）3）、调制类型：√GMSK（BT=0.3）实际应用3、GSM系统的技术规范及主要应用范围GSM规范共有12章规范系列：01系列：概述02系列：业务方面03系列：网络方面04系列：MS-BS接口和规范（空中接口第2、3层）05系列：无线路径上的物理层（空中接口第1层）06系列：话音编码规范07系列：对移动台的终端适配08系列：BS到MSC接口（A和Abis接口）09系列：网络互连10系列：暂缺11系列：设备和型号批准规范12系列：操作和维护重点掌握04、05、08系列4、GSM的主要特点：√1）频谱效率由于采用了高效调制器，信道编码、交织、均衡和话音编码技术，使系统更具高频谱效率。
2）容量由于每个信道传输带宽增加，使同频复用载干比要求降低至9dB，故GSM 系统的同频复用模式可缩小到4/12或3/9甚至更小（模拟系统为7/21）；加上半速率话音编码的引入和自动话务分配以减少越区切换的次数，使GSM是容量效率（每兆赫每小区的信道数）可比TACS高3~5倍。
3）、话音质量当达到门限值以上时，话音质量总是达到相同的水平而与无线传输质量无关。
4）、开放的接口GSM标准所提供的开放性标准接口，不仅限于空中接口，而且包括网络之间以及网络中各设备实体之间。
5）、安全性通过鉴权、加密和TMSI号码的使用，达到安全目的。
6）、与其他网络的互连利用现有的标准接口如ISUP、TUP等即可实现。
7）漫游功能GSM可提供全球漫游功能，当然，网络经营者之间的某些协议还是必须的。
如为了计费，可通过MOU协调。
5、GSM系统提供的业务√1）电信业务这是GSM的主要业务，包括电话、紧急呼叫、三类传真以及短消息业务。
2）承载业务与ISDN定义一样，不需调制解调器就可提供数据业务，但不能与基本电话业务同时使用。
3）补充业务种类较多。
如呼叫转移、线路识别、呼叫等待、呼叫保持、多方会话等。
1.1.2蜂窝小区系统概念√1、蜂窝小区系统的特点1）、频率复用无线频率资源复用的概念。
由系统所选用的调制方式、带宽确定载干比，在满足这个载干比要求的前提下考虑到多经衰落等因素确定同频复用保护距离。
2）、越区切换当MS从一个小区移动到另一个小区时，能不中断通话而自动切换信道。
3）、信道分配和小区分裂移动网由于本身的特点，话务分配不均衡。
随着话务量的增加，可以将原有的小区进一步分裂成更小的小区。
2、GSM系统使用的几项关键技术窄带时分多址TDMA、规则脉冲激励长期预测RPE-LTP话音编码和高斯滤波最小移频键控（GMSK）调制方式1.1.3. GSM系统结构1．GSM系统组成√GSM被分成三个子系统：网络交换子系统（Network Switching Subsystem NSS）；基站子系统（Base Station Subsystem BSS）；网络管理子系统（Network Management Subsystem NMS），网络管理子系统（NMS）又叫操作与维护中心（OMC--Operation & Maintenance Center）。
网络子系统NSS是整个GSM系统的核心。
它对GSM移动用户之间及移动用户与其它通信网用户之间通信起着交换连接与管理的功能。
基站子系统BSS是GSM系统中与无线蜂窝方面关系最直接的基本组成部分，它通过无线接口直接与移动台相连负责无线信息的发送接收，无线资源管理及功率控制等，同时它与NSS相连实现移动用户间或移动用户与固定网络用户之间的通信连接，传送系统信息和用户信息等。
网络管理子系统NMS负责NSS和BSS系统的维护管理工作。
2．网络交换子系统（NSS）的组成及功能TMSCTMSC即Transit MSC，是专门用于转接话务的移动交换中心。
GMSCGMSC即Gateway MSC,又称移动关口交换中心，主要用于和其它电信运营商设备的互联互通（包括移动运营商内部用于不同业务的互相连接）。
移动交换中心MSCMSC是整个交换网络的核心，完成或参与网络子系统NSS的全部功能。
对呼叫进行控制与接续，提供计费信息并协调与控制整个GSM网络中的各个功能实体。
拜访位置寄存器VLRVLR是服务于其控制区域内移动用户的数据库。
系统存储着进入其控制区域内已登记的移动用户相关信息，为已登记的移动用户提供建立呼叫接续的必要条件。
当某用户进入VLR控制区后，此VLR将向该移动用户的归属位置寄存器HLR 获取并存储必要数据，而一旦此用户离开后则取消VLR中此用户的数据。
VLR 通常与M SC合设在一起。
归属位置寄存器HLRHLR是一个存储移动用户数据的静态数据库。
包括用户识别号码，访问能力，用户类别和补充业务等数据。
同时也存储移动用户所在VLR区域的有关动态数据。
鉴权中心AUCAUC存储着鉴权信息和加密密钥，防止无权用户接入系统和防止无线接口数据被窃。
设备识别寄存器EIREIR存储着移动设备的国际移动设备识别码。
IMEI 通过核查三种表格：白名单、灰名单、黑名单，使网络具有防止无权用户接入。
监视故障设备的运行和保障网络运行安全的功能。
3．基站子系统（BSS）的组成及功能√基站控制器BSCBSC是基站子系统BSS的控制部分。
主要完成接口管理，BTS--BSC之间的地面信道管理，无线参数及无线资源管理测量和统计切换支持呼叫控制操作与维护等功能。
基站收发信台BTSBTS受控于基站控制器BSC。
属于基站子系统BSS的无线部分，是服务于某小区的无线收发信台设备。
实现BTS与移动台MS空中接口的功能，BTS主要分为基带单元、载频单元、控制单元三部分。
基带单元主要用于话音数据速率适配以及信道编解码等。
载频单元主要用于调制/解调与发射机/接收机间的耦合。
控制单元则用于BTS的操作与维护。
BSC与BTS间的组网方式见2.3.1.1. 无线子系统的组成及组网方式各类空中信道1)FCCH：频率校正信道FCCH由全“0”组成的突发脉冲序列，是纯正弦波，使得移动台搜索到广播的TRX。
2)SCH：同步信道接收来自基站的BSIC（基站识别码）和TDMA帧号。
3)BCCH：广播控制信道频点信息；跳频序列；信道组合；寻呼组；邻近小区信息。
4)PCH：寻呼信道PCH是一个下行链路信道，在移动被叫的情况下，它由位置区的所有BTS 广播。
5)RACH：随机访问信道RACH是公共控制信道中唯一的一个上行链路，它由移动台使用以启动一个事务处理，或作为PCH的应答。
点对点。
6)AGCH：准许访问信道AGCH是对RACH的应答。
它为移动台指派一个SDCCH。
7)SDCCH：独立专用控制SDCCH用于系统信令：呼叫建立、鉴权、位置更新、TCH的分配、短消息。
8)SACCH：慢速随路控制信道SACCH伴随着SDCCH和TCH；发送测量报告、功率控制、时间校准，有时也用于发送短消息。
9)FACCH：快速随路控制信道用于切换，它与TCH对应并替代20ms的语音，“偷帧”模式。
10)TCH：话务信道TCH是传送用户话音和数据的逻辑信道，它可以是半速率（TCH/H ，5.6Kbps）、全速率（TCH/F，13Kbps ）、增强型全速率（TCH/EFR，13Kbps）。
增强型全速率的编码机制和普通全速率不同。
帧结构、复帧结构1超超帧=2048超帧=2715648 TDMA帧（3小时28分53.76秒）4．Transcode 的原理、类型、位置、帧结构在空中接口，传输媒介承载的是无线载频，但是所有的话务信号都要通过有线网传输。
为了使得数字话音信息在无线空中接口上的有效传输，数字话音信号需要被压缩。
为了在空中接口上传输话音信号，话音信号被移动台压缩至13Kbits/s （全速率）或6.5 Kbits/s （半速率）。
然而在有线网中的话音标准速率是64Kbits/s,因此在网络中必须提供从一种速率到另一种速率的转换，这就是所谓的码型转换器（TC--Transcode ）。
如果TC 通过PCM 线连接尽可能地靠近MSC ，理论上可以把4个话务信道压缩到一根PCM 线上，这就提高了PCM 的利用率。
所以TC 一般放在MSC 侧。
TC 有两种类型： TCSM2E （欧洲版） TCSM2A （美国版） TCSM 的帧结构：普通突发脉冲频率校正 突发脉冲同步突发脉冲 接入突发脉冲全速率、增强型全速率、半速率等特点：√TCH是传送用户话音和数据的逻辑信道，它可以是半速率（TCH/H ，5.6Kbps）、全速率（TCH/F，13Kbps ）、增强型全速率（TCH/EFR，13Kbps）。
增强型全速率和普通全速率相同，但编码机制不同。
5．OMC（OMCS&OMCR）的组成及功能√OMC的目的是监控网络的各个功能和单元。
OMC通常由若干工作站、服务器和路由器等组成并连接到数据通信网（DCN）。
OMC的功能被分成三类：●故障管理●配置管理●性能管理故障管理故障管理的目的就是为了确保网络的稳定运行和故障的快速检测，故障管理给网络运营者提供告警事件的当前状态和告警历史的数据记录。