1、GSM數(shù)字移動通信系統(tǒng)原理培訓(xùn)（一）綜述第1頁，共28頁。目 錄GSM基本概念BSS系統(tǒng)NSS系統(tǒng)OSS系統(tǒng)NMS系統(tǒng)第2頁，共28頁。GSM ( Global System of Mobile communication)1 歷史2 中國國內(nèi)現(xiàn)狀3 技術(shù)特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)第3頁，共28頁。GSM歷史GSM之前的日子：TACS模擬移動通信網(wǎng)：頻分多址中國（1986始建-1995全國聯(lián)網(wǎng)-2001退網(wǎng)）：motorola A網(wǎng)，ericsson B網(wǎng)不足：1）制式混雜 ，無法自動漫游；2）不支持非話音業(yè)務(wù)擴(kuò)展3）用戶容量小GSM的誕生：歐洲標(biāo)準(zhǔn)；全數(shù)字信號傳輸；時分多址；用戶容量大；支持非話音業(yè)務(wù)，支持

2、ISDN中國（1994始建- ？全國聯(lián)網(wǎng) 2001生意正紅火）：全國統(tǒng)一 900GSM/1800 DCS制式設(shè)備廠商：ALCATEL(法國），ERICSSON(瑞典）,MOTOROLA(美國），NOKIA(芬蘭）,NORTEL(加拿大）,SIEMENS(德國），BELL（法國），。(中國人搭臺，外國人唱戲）國內(nèi)廠商：華為（Gateway,HSTP)，中興，大唐(鄉(xiāng)村包圍城市)第4頁，共28頁。中國GSM現(xiàn)狀中國聯(lián)通() 集團(tuán)公司總部各省移動公司各地市分公司各縣分公司用戶量：？業(yè)務(wù)：130，如意通預(yù)付費(fèi)，附加業(yè)務(wù)，wap；優(yōu)勢：政府扶持，管理靈活第5頁，共28頁。GSM技術(shù)特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)頻段：935

3、-960MHz基站發(fā)，890-915MHz基站收頻帶寬度：25MHzTDMA, 每載波8時隙（即8個全速率信道），載波間間隔200kHz，每信道為200kHz/8 = 25kHz通信方式：全雙工共路信令方式：NO.7信令系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：MS+BSS+NSS+OSSMS: 移動臺（手機(jī)+SIM卡，例如motorola cd928+ ,nokia 8210,）BSS：小區(qū)（cell）、基站（bts/btssite）、基站控制器(BSC)NSS: 交換機(jī)（MSC）、信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)（STP）、歸屬寄存器（HLR）、訪問寄存器（VLR）OSS: OMC (Operating & Maintenance Cente

4、r)網(wǎng)元管理系統(tǒng)，optional第6頁，共28頁。6GSM結(jié)構(gòu)圖BSSNSSMSOSS操作維護(hù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)第7頁，共28頁。GSM結(jié)構(gòu)圖HLRMSCBSC基站LSTPLSTPMSC基站BSCHSTPTMSC1HSTPMSCBSC基站TMSC1TMSC2GMSC小區(qū)小區(qū)小區(qū)Um空間接口省際匯接PSTN固定網(wǎng)PLMN聯(lián)通網(wǎng)TMSC2信令信號話音信號省內(nèi)匯接第8頁，共28頁。網(wǎng)元與網(wǎng)管系統(tǒng)對照表網(wǎng)元核心數(shù)據(jù)庫表C_com_spdevice (object_class=117)C_com_msc (object_class=101)Tmsc_cat in (1-MSC, 2-GMSC,3-BOTH,4-

5、TMSC1 , 8-TMSC2)?C_com_hlr (object_class=102)中繼群C_bureau_tkgp (object_class=600）& c_bureau_2mpcm (object_class=700)信令鏈路組C_bureau_linkset (object_class=602）C_bureau_link (object_class=702)C_com_bss（object_class=107) & c_com_bsc (object_class=200)C_com_btssite (object_class=201)（NOT EXACTLY THE SAME）C

6、_com_bts (object_class=300)HSTPLSTPMSCGMSCTMSC2TMSC1HLRBSC基站第9頁，共28頁。NSS系統(tǒng)1 主要網(wǎng)元網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（交換信令網(wǎng)元關(guān)系，層次結(jié)構(gòu)，信令平面結(jié)構(gòu)）編號方式 呼叫控制與移動性管理信令 局?jǐn)?shù)據(jù)分析第10頁，共28頁。NSS 主要網(wǎng)元1 MSC（交換機(jī)）：呼叫建立和控制，話務(wù)/信令傳輸，移動用戶管理。根據(jù)用途不同，分為端局/匯接局/關(guān)口局，端局帶BSC和VLR，匯接局只負(fù)責(zé)在交換機(jī)之間轉(zhuǎn)接話務(wù)，關(guān)口局只負(fù)責(zé)在交換機(jī)和固定網(wǎng)、其他移動網(wǎng)之間轉(zhuǎn)接話務(wù) 。但是也存在一個交換機(jī)多個角色的情況。名稱、SPC、LACs、OfficeNumber？

7、2 HLR（歸屬寄存器）:負(fù)責(zé)保存登記用戶信息，當(dāng)前位置信息等。只通過信令鏈路和其他網(wǎng)元聯(lián)系。名稱、SPC、用戶數(shù)3 VLR（訪問寄存器）：負(fù)責(zé)登記MSC來訪用戶信息，通常和MSC放在一起。用戶數(shù)4 STP（信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)）：HSTP/LSTP負(fù)責(zé)信令數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接，信令點(diǎn)翻譯、尋址等。名稱、SPC第11頁，共28頁。NSS 主要網(wǎng)元（二）5 TRUNKGROUP（中繼群）和TRUNK：由多個2M中繼模塊組成，負(fù)責(zé)網(wǎng)元之間的數(shù)據(jù)傳輸；每個2M線分為32個時隙，第0個時隙是內(nèi)部同步時隙，第1-31個時隙用于傳輸數(shù)據(jù)，其中第1和/或第16個時隙通常被用于做信令鏈路。本端、對端、名稱、中繼配置數(shù)、可用中繼數(shù)6

8、 LINKSET（信令鏈路組）由多個信令鏈路組成，用slc作為分別(sub link code)。信令鏈路基于中繼線第1或16時隙。每個信令鏈路組對應(yīng)一個信令鏈路模塊，每個信令鏈路對應(yīng)該模塊的一個時隙。7 ROUTE（話務(wù)路由）說明交換機(jī)話務(wù)路由設(shè)置，都有哪些路由組（routeblock)，每個路由組包含哪些路由，每個路由包含哪些中繼群，這些中繼群如何分擔(dān)話務(wù)量。由中繼群對端局向可以了解話務(wù)路由的指向。8 ROUTESET（信令路由）說明交換機(jī)信令路由設(shè)置，對到每個目的sp的信令，走哪一條linkset，該linkset的對端即為鄰接sp。和ROUTE彼此對應(yīng)，一個是話務(wù)數(shù)據(jù)的路由方式，一個是

9、信令數(shù)據(jù)的路由方式。11 其他配置屬性:DESTCODE，GT翻譯，。第12頁，共28頁。GSM話務(wù)網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖MSC 3MSC 1TMSC1MSC 2TMSC1TMSC2GMSCTMSC2同步時隙0,1,16,.,31信令鏈路中繼模塊s中繼群ROUTE2ROUTE1MSC1-MSC2: 路由1（MSC1-MSC2）路由2（MSC1-TMSC2-MSC2）；路由分為第一首選路由，第二路有，第三路由等；路由之間可以是主備用關(guān)系，也可以是負(fù)荷分擔(dān)關(guān)系C_bureau_route in the cookdb第13頁，共28頁。GSM信令網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖MSC 3MSC 1HSTPMSC 2HSTPLSTPLST

10、P信令鏈路組ROUTESET2ROUTESET1MSC1-MSC2: 信令路由1（MSC1-MSC2）信令路由2（MSC1-TMSC2-MSC2）；ROUTESET3HLRC_bureau_routeset in the cookdb第14頁，共28頁。編號規(guī)則1）MSISDN（用戶號碼)=CC+NDC+SN ,國內(nèi)MSISDN是NDC+SN86135011634492）IMSI（客戶識別碼）=MCC+MNC+MSIN （MSIN為11位客戶識別碼）8位SN可以容納用戶1億？除去MSRN?移動國家號碼 460（中國）移動網(wǎng)絡(luò)號碼 00移動 01聯(lián)通SIM卡3）MSRN（用戶漫游號碼），臨時分配

11、用于建立呼叫路由4）TMSI（臨時用戶識別碼）,用于在本MSC業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)分配，以便對IMSI保密5）MSC/VLR號碼6）HLR號碼7）LAI號碼（位置區(qū)識別碼）=MCC+MNC+LAC（位置區(qū)號碼）8）CGI號碼（全球小區(qū)識別碼）=MCC+MNC+LAC+CI（小區(qū)識別碼）9）撥號過程FLASH演示第15頁，共28頁。BSS系統(tǒng)1 無線接口頻道配置：GSM（905-915MHz上行，950-960MHz下行） DCS1800 (1710-1785MHz上行，1805-1880MHz下行頻道間隔：200KHz，時分多址，8個時隙（全速率），每信道（時隙）=25khz頻道配置：等間隔頻道配置，頻道

12、編號頻點(diǎn)（from 76 to 124），頻點(diǎn)TRX radiocarrier載頻 fl(n)= 890.200Mhz +（n-1) * 0.200MHz, 上行 fh(n)= fl(n)+ 45MHz，下行頻率復(fù)用：頻道分組，組內(nèi)頻點(diǎn)不相鄰；相鄰小區(qū)不能分配相鄰頻道組，避免同頻鄰頻干擾基站：3個小區(qū)（定向站），1個小區(qū)（全向站）1165頻道組號12345第16頁，共28頁。BSS系統(tǒng)2 TDMA信道物理信道時隙，邏輯信道業(yè)務(wù)種類上行信道：MS發(fā)，BTS收；下行信道：BTS發(fā)，MS 收邏輯信道：業(yè)務(wù)信道和控制信道業(yè)務(wù)信道（TCH)：點(diǎn)對點(diǎn)1:1，雙向，一個物理時隙控制信道（CCH)：傳送信令或

13、同步數(shù)據(jù)。廣播信道(BCH)： BCCH（廣播控制信道）下行，1:m FCCH （頻率校正信道）SCH（同步信道）公共控制信道（CCCH)：PCH（尋呼信道）下行，1:m，用于找到MS。 RACH（隨機(jī)接入信道）上行，1:1，用于PAGING回答和MS主叫/登錄的接入。AGCH（允許接入信道）：用于為MS分配一個SDCCH。下行，1:1。專用控制信道(DCCH)：SDCCH(獨(dú)立專用控制信道）:雙向，用于分配TCH前的呼叫建立, 1:1 SACCH（慢速隨路控制信道）,FACCH（快速隨路控制信道）第17頁，共28頁。BSS系統(tǒng)2 TDMA信道控制信道配置方式： 依據(jù)小區(qū)（BTS）的載頻(TR

14、X）而定。TRX：收發(fā)機(jī)，以某個頻點(diǎn)的頻率發(fā)送/接收信號。第18頁，共28頁。BSS系統(tǒng)3 信號質(zhì)量1）傳播衰落： GSM900和DCS1800的乒乓效應(yīng)2）空間分集：通過多路支信道獨(dú)立傳播同一信息，最后予以合成，它們受同一干擾的可能性極小，因此合成后傳輸質(zhì)量大為提高。3）時間色散與均衡：現(xiàn)實(shí)環(huán)境中各種反射、漫射、折射導(dǎo)致時間色散問題，直射信號遭到反射信號干擾。采用均衡技術(shù)解決。4）基站與移動臺之間時間調(diào)整：TDMA技術(shù)導(dǎo)致移動臺在移動時，可能對相鄰時隙的通話造成干擾，因此需要監(jiān)視彼此的距離，設(shè)置信號發(fā)送的提前量。第19頁，共28頁。呼叫處理客戶位置和狀態(tài)管理開機(jī)與位置更新：通過BCCH得到所

15、在地區(qū)LAI，通過RACH進(jìn)行位置登記；MSC根據(jù)客戶IMSI向客戶所屬HLR發(fā)送位置更新請求，HLR記錄MSC號碼并確認(rèn)。MSC對應(yīng)VLR記錄該客戶IMSI，設(shè)置“附著”標(biāo)記，通知MS位置更新成功，MS在SIM卡記錄該LAI。為了保證狀態(tài)正確，通常采用周期性強(qiáng)制登記的方式，MS定期向BSC登記，發(fā)送“位置更新請求”消息。周期性登記的時間通過BCCH發(fā)送MS。關(guān)機(jī)：最后一條RACH消息為分離消息，VLR設(shè)置“分離”標(biāo)記。HLR不被通知。只有當(dāng)該用戶被尋呼時，才通知HLR用戶已關(guān)機(jī)。忙：用戶MS獲得業(yè)務(wù)信道傳送語音或數(shù)據(jù)，這時VLR標(biāo)記“忙”；在通話期間，如果用戶移動，則需要處理切換。HLRMS

16、C/VLR基站BSC位置更新請求位置更新確認(rèn)位置更新請求（IMSI對應(yīng)新的MSC)位置更新確認(rèn)通知原來的MSC/VLR刪除該客戶數(shù)據(jù)第20頁，共28頁。呼叫建立流程（MS1呼叫MS2）1）MS1通過RACH發(fā)出請求；2）MSC-A分配SDCCH給MS，MS提交被叫用戶號碼MSISDN；3）MSC分析該MSISDN，找到所屬HLR，發(fā)送信令給HLR詢問該用戶的漫游號碼MSRN (可能經(jīng)過HSTP/LSTP轉(zhuǎn)接）;4）HLR根據(jù)用戶MSISDN找到對應(yīng)IMSI和當(dāng)前所在MSC-B信息；5）HLR向用戶所在MSC-B的VLR發(fā)送MSRN請求；6）MSC-B的VLR分配空閑MSRN給HLR；7）HLR

17、將該MSRN返回MSC-A8）MSC-A根據(jù)MSRN建立到MSC-B的話務(wù)路由（這中間可能需要經(jīng)過TMSC2/TMSC1轉(zhuǎn)接)，將被叫MSRN交付MSC-B；9）MSC-B分析MSRN找到對應(yīng)IMSI，根據(jù)IMSI找到該用戶所在LAC，和分配給用戶的TMSI；10)MSC-B根據(jù)TMSI通過PCH向所有屬于對應(yīng)LAC的小區(qū)發(fā)出尋呼，尋找該MS2。11）MS2接收到PAGING消息，通過RACH回應(yīng)。12）MSC-B建立好呼叫后，返回MSC-A呼叫建立確認(rèn)消息。MS2振鈴，MS1等待對方摘機(jī)；13）MS2用戶摘機(jī)，通話開始。第21頁，共28頁。切換處理切換：將處于“忙”的MS從一個小區(qū)的業(yè)務(wù)信道

18、轉(zhuǎn)移到另一個小區(qū)的過程。 為什么要切換？（1）用戶從一個小區(qū)移動到另一個小區(qū)；（2）MS在兩小區(qū)重疊區(qū)通話，為了平衡話務(wù)量，BSC決定轉(zhuǎn)移話務(wù)，從忙小區(qū)切換到閑小區(qū)。 切換如何決定？MS測量周圍小區(qū)信號強(qiáng)弱，通報BSC，BSC做出決定。切換類型 復(fù)雜程度所在MSC是否參與是否要位置更新是否有其他MSC參與BSC內(nèi)兩小區(qū)切換簡單否，BSC自行控制完成不一定？否相同MSC的BSC間兩小區(qū)切換復(fù)雜是是否不同MSC的BSC間兩個小區(qū)切換最復(fù)雜是是是第22頁，共28頁。NO7信令1）信令網(wǎng)結(jié)構(gòu) SPC-signal point codeSPSPLOCAL SPLSTPLSTPSPHSTPHSTPSPLOCAL SPLOCAL SPNATIVE NO7 NETWORKLOCAL NO7 NETWORKLOCAL NO7 NETWORK9.25