GSM系统原理.ppt

1、GSM 系统原理现场培训教材系列之一华为技术有限公司 用户培训中心 （ 2001年 4月）3GSM 系统工作原理GSM 系统的信道类型GSM 系统结构与接口GSM 系统编号方案培训内容4频率频率时间时间FDMA 频率频率时间时间TDMA频率频率时间时间码码CDMAFDMA 是以不同的频率信道实现通信的。 频分，就是把整个可分配的频谱划分成许多单个无线电信道（发射和接收载频对），每个信道可以传输一路话音或控制信息。在系统的控制下，任何一个用户都可以接入这些信道中的任何一个。典型例子是模拟蜂窝系统。TDMA是以不同的时隙实现通信的。时分多址是在一个宽带的无线载波上，按时间（或称为时隙）划分为若干时

2、分信道，每一用户占用一个时隙，只在这一指定的时隙内收（或发）信号，故称为时分多址。CDMA是以不同的代码序列实现通信的。码分多址是一种利用扩频技术所形成的不同的码序列实现的多址方式。它可在一个信道上同时传输多个用户的信息，也就是说，允许用户之间的相互干扰。其关键是信息在传输以前要进行特殊的编码，编码后的信息混合后不会丢失原来的信息。有多少个互为正交的码序列，就可以有多少个用户同时在一个载波上通信。每个发射机都有自己唯一的代码（伪随机码），同时接收机也知道要接收的代码，用这个代码作为信号的滤波器，接收机就能从所有其他信号的背景中恢复成原来的信息码 (这个过程称为解扩 )。多址方式有三种： FDM

3、A、 TDMA和 CDMA，其中 GSM 系统中用了 FDMA 和 TDMA 。多址方式5在 GSM中，以每 200KHz为 1个频点。900MHz系统，频段划分为： 890MHz915MHz （ 上行），935MHz960MHz （ 下行）；1800MHz系统，频段划分为： 1710MHz 1785MHz （ 上行），1805MHz1880MHz （ 下行）；物理信道 频点的每一个时隙为 1个物理信道。逻辑信道 根据各物理信道上传输内容的不同，又可分成不同的逻辑信道。如 BCCH、 SDCCH、 TCH等。BCCH 广播信道，用来向移动台广播系统消息。SDCCH 独立专用控制信道，用于传送信

4、道分配等信号。TCH 业务信道，用于传送话音和数据。频点划分和信道类型6NSS 是整个系统的核心，它与 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、连接与管理的作用。主要负责完成呼叫处理、通信管理、移动管理、安全性管理、用户数据和设备管理、计费记录处理、信令处理等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；当然，也要与操作支持子系统 OSS之间实现互通。OSS完成移动用户

5、管理、移动设备管理、系统的操作与维护。BSC 基站控制中心BTS 基站收发信台MSC 移动交换中心VLR 拜访位置寄存器HLR 归属位置寄存器AUC 鉴权中心EIR 设备识别寄存器OMC 操作维护中心NMC 网络管理中心PSTN 公用电话网PDN 公用数据网ISDN 综合业务数字网BSCBTSBSSOMC NMCOSSNSSMSC/VLRHLR/AUCEIRPSTNISDNPDNGSM 系统结构图GSM系统结构7MSC 是整个网络的核心，完成或参与完成网络子系统（ NSS） 的全部功能，协调与控制整个 GSM 网络中 BSS 和 OSS 的各个功能实体。支持电信业务、承载业务和补充业务。支持位

6、置登记、越区切换和自动漫游等移动性管理功能。VLR是服务于其控制区域内移动用户的数据库系统，其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。拜访位置寄存器 (VLR)移动交换中心 (MSC)网络子系统各部分功能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。设备识别寄存器 (EIR)HLR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。A

7、UC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。归属位置寄存器 (HLR)鉴权中心 (AUC)NSS各部分的功能8基站子系统各部分功能基站控制中心 (BSC)基站收发信台 (BTS)BSC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。BTS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、载频单元和控制单元三部分。基带单元主

8、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。移动台 (MS)功能MS是用户直接使用、完成移动通信的设备。对于数字移动通信来讲，已经从一定程度上具备了个人化的特点 即使存有用户私人信息的 SIM卡和通信的物理设备实现分离。 SIM卡上包含所有与用户有关的无线接口一侧的信息，也含有鉴权和加密实现的信息；而物理设备可以是手持机，车载机或是由移动终端直接与终端设备相连而构成的设备。BSS与 MS的功能9GSM 系统接口BSCBTSBSSMSC/VLRUm A-bis AA接口定义为 NSS与BSS之 间的通信接口

9、。从系统上来讲，就是 MSC与 BSC之间的接口，物理链路采用标准的2.048Mb/s PCM的数字传输链路实现。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接口定义了 BSS中 BSC和 BTS之间的通信标准。BSC与 BTS之间采用标准的 2.048Mb/s PCM 数字链路来实现。此接口支持所有面向用户提供的服务，并支持对 BTS无线设备的控制和无线频率的分配。Um接口（空中接口）定义为移动台与基站收发信台之间的通信接口，用于移动台与 GSM系统的固定部分之间的互通，物理链路是无线链路。此接口传递的信息主要包括无线资源管理信息、移动性管理信息和接续管理信息等。10HLREIRPSTNISDNPDNBSCBTSBSSMSC/SSPVLRMSC/SSPVLRSCPGBETUP/ISUP BDCFALNSS内部接口