1、CP02 GSM系统简介,内容提纲,GSM系统组成 GSM系统接口 空中接口信道 空中接口的其他技术 呼叫流程,GSM系统组成,GSM系统组成,GSM系统主要是由网络交换子系统(NSS)、无线基站子系统 (BSS)、移动台（MS）和操作维护系统四大部分组成。,网络交换子系统,网络交换子系统（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。 NSS 由一系列功能实体所构成，各功能实体介绍如下：MSC：是GSM系统的核心，是对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制和完成话路交换的功能实体，也是移动通信系统与其它公用通信网之间的接口。 VLR：是一个数据库，是存储MSC为了处
2、理所管辖区域中MS（统称拜访客户）的来话、去话呼叫所需检索的信息，例如客户的号码，所处位置区域的识别，向客户提供的服务等参数。 HLR：也是一个数据库，是存储管理部门用于移动客户管理的数据。每个移动客户都应在其归属位置寄存器（HLR）注册登记，它主要存储两类信息：一是有关客户的参数；二是有关客户目前所处位置的信息，以便建立至移动台的呼叫路由，例如MSC、VLR地址等。 AUC：用于产生为确定移动客户的身份和对呼叫保密所需鉴权、加密的三参数（随机号码RAND，符合响应SRES，密钥Kc）的功能实体。 EIR：也是一个数据库，存储有关移动台设备参数。主要完成对移动设备的识别、监视、闭锁等功能，以防
3、止非法移动台的使用。,GSM系统组成,GSM系统主要是由网络交换子系统(NSS)、无线基站子系统 (BSS)、移动台（MS）和操作维护系统四大部分组成。,基站子系统 & 移动台（MS）,基站子系统GSM基站子系统提供移动台与移动交换中心（MSC）之间的链路。通过数字空中接口与移动台通信， 通过2Mbit/s链路与移动交换中心（MSC）通信。基站子系统由3个硬件组成：基站BTS：无线信道的分配、无线链路的控制和无线信好的保护基站控制器BSC：控制BTS，传递往来于BTS和MSC的话务和信令，连接陆地链路空中信道，控制BTS执行切换变码器XCDR：压缩来自移动台的信号，以便能够更有效地在地面接口传
4、送。移动台（MS） 移动台就是移动客户设备部分，它由两部分组成，移动终端(ME)和用户识别模块（SIM）。 移动终端（ME）：完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。 用户识别模块（SIM）：存有认证客户身份所需的所有信息，并能执行一些与安全保密有关的重要信息，以防止非法客户进入网路。 （IMSI,MSISDN,TMSI,Ki,LAI）,GSM系统组成,GSM系统主要是由网络交换子系统(NSS)、无线基站子系统 (BSS)、移动台（MS）和操作维护系统四大部分组成。,PSTN,GSM系统接口,GSM系统接口,MSC2,HLR,VLR2,VLR1,EIR,AUC,A接
5、口,Ater接口,Abis接口,Um接口,B接口,E接口,F接口,G接口,C接口,D接口,H接口,空中接口信道,空中接口信道,GSM系统的频率范围 GSM900 接收（上行链路） 890 915 MHz 发射（下行链路） 935 960 MHz 124 个 射频信道 （ARFCN) EGSM900 接收（上行链路） 880 915 MHz 发射（下行链路） 925 960 MHz 174 个 射频信道 （ARFCN) GSM1800 (DCS1800) 接收（上行链路） 1710 1785MHz 发射（下行链路） 1805 1880MHz 374个 射频信道 （ARFCN) ARFCN 带宽
6、= 200 KHz， 8个TDMA时隙,空中接口物理信道,GSM中的信道分为物理信道和逻辑信道，一个物理信道就为一个TDMA帧的一个时隙(TS)。一个GSM载频包括8个时隙（TS0TS7),GSM突发序列,TDMA信道上一个时隙中的信息格式称为突发脉冲序列。突发序列是BTS或移动台发射的比特序列。共有五种类型。 普通突发脉冲序列（NB）：用于携带TCH及除RACH，SCH和FCCH以外的控制信道上的信息， 频率校正突发脉冲序列（FB）：用于移动台的频率同步，它相当于一个带频移的未调载波。此突发脉冲序列的重复称FCCH， 同步突发脉冲序列（SB）：用于移动台的时间同步，它包括一个易被检测的长同步
7、序列并携带有TDMA帧号和基站识别码（BSIC）信息。这种突发脉冲序列的重复称为SCH， 接入突发脉冲序列（AB）：用于随机接入，它有一个较长的保护间隔，这是为了适应移动台首次接入（或切换到另一个BTS）后不知道时间提前量而设置的。 空闲突发脉冲序列（DB）：此突发脉冲序列在某些情况下由BTS发出，不携带任何信息。,空中接口逻辑信道,逻辑信道是根据BTS与MS之间传递的信息种类的不同而定义的不同逻辑信道。这些逻辑信道映射到物理信道上传送。从BTS到MS的方向称为下行链路，相反的方向称为上行链路。 逻辑信道又分为两大类，业务信道（TCH)和控制信道(CCH)。业务信道：用于传送编码后的话音或数据
8、信息，在上行和下行信道上，点对点（BTS对一个MS，反之）方式传播。,TCH（业务信道）,TCH,空中接口逻辑信道,控制信道：用于传送信令或同步数据。根据所需完成的功能又把控制信道定义成广 播控制信道（BCCH）、公共控制信道（CCCH）及专用控制信道（DCCH)三种.,CCH（控制信道）,时隙与TDMA帧,信道合成 全速率业务信道合成TCH8/FACCH+SACCH 广播信道合成BCCH+CCCH 专用信道合成SDCCH8+SACCH8 合成信道合成BCCH+CCCH+SDCCH4+SACCH4,复帧结构26复帧,复帧结构51复帧,BCCH/CCCH复帧,上行链路,下行链路,R=RACH（随
9、机） B=BCCH（广播） F=FCCH（频率） S=SCH（同步） C=CCCH（公共） I=空闲,SDCCH复帧,下行链路,上行链路,D=SDCCH/8 A=SACCH/C8 I=空闲,复合51帧复帧（BCCH/CCCH/DCCH复帧）,下行链路,上行链路,R=RACH（随机） B=BCCH（广播） F=FCCH（频率） S=SCH（同步） C=CCCH（公共） D=SDCCH/4 A=SACCH/C4 I=空闲,超帧与超高帧,TDMA帧 4.615毫秒,空中接口的其他技术,空中接口的其他技术,信道编码与交织 功率控制与切换控制 跳频,信道编码,信道编码的目的和位置 目的：保护空中接口的信
10、号。使接收端能检错并纠错 位置：在BTS和MS,16Kb/s,16Kb/s,64Kb/s,语音编解码,信道编解码,语音编解码 信道编解码,交织,交织的目的信号发送到空中前先经过交织处理，如果在空中接口受到干扰使突发序列产生了连续的误码，或个别突发序列丢失，在接收端经结交织处理后可变为分散的误码，这样才能使信道解码电路发挥纠错的作用。交织深度交织将一个业务块的内容分散到多个TDMA时隙时，使用了如下交织深度：语音信号：8控制信号：4数据信号：22,功率控制,使GSM移动台电池寿命延长的四个功能 功率控制 话音活动检测（VAD） 不连续发射（DTX） 不连续接收（DRX）,功率控制,GSM空中接口
11、的功率控制：使BTS和移动台能够根据移动台至BTS的距离来调节各自的输出功率。移动台距BTS越近，移动台和BTS所需发射功率越小。 功率控制的作用：节省了移动台的电池功率减少了对同频和邻频的干扰,切换,切换的分类 小区内切换 BSS内切换 BSS间切换,切换的原因 质量（Rxqual）切换 干扰的切换 电平的切换 距离的切换 功率预算的切换,跳频,采用跳频技术是为了确保通信的秘密性和抗干扰性 跳频功能主要是： (1) 改善衰落。 (2) 处于多径环境中的漫速移动的移动台通过采用跳频技术，大大改善移动台的通信质量，相当于频率分集。 (3) 跳频相当于干扰分集 GSM系统中的跳频分为基带跳频和射频跳频两种。 基带跳频的原理是将话音信号随着时间的变换使用不同频率发射机发射 射频跳频是将话音信号用固定的发射机，由跳频序列控制，采用不同频率发射。,呼叫流程,GSM基本呼叫流程,空中接口上分配信道,分配陆地信道及与PSTN连接,The End,
