MA000004GSM通信原理（BSC）ISSUE2.0參考資料BSS技術手冊BSS性能描述手冊BSS信令分析手冊2目標學習完此課程，您將會：了解GSM發(fā)展簡史熟悉GSM系統(tǒng)結構和相關接口熟悉GSM的區(qū)域定義以及識別號了解GSM的邏輯信道了解GSM系統(tǒng)的主要技術3第1章GSM移動通信概述第2章GSM系統(tǒng)結構與接口第3章GSM移動區(qū)域與編號計劃第4章GSM無線邏輯信道第5章GSM系統(tǒng)技術介紹4第1章GSM移動通信概述第1節(jié)GSM發(fā)展簡史第2節(jié)多址技術第3節(jié)頻率復用技術51982年，GSM小組成立，主要目標定位于實現(xiàn)歐洲各國移動通信系統(tǒng)的互聯(lián)互通1986年，在巴黎，對提出的八個建議系統(tǒng)進行現(xiàn)場試驗1987年，確定采用頻分雙工－窄帶時分多址（FDD-TDMA）、規(guī)則脈沖激勵－長期預測話音編碼（RPE-LTP）和高斯濾波最小頻移鍵控（GMSK）調制1988年，十八個歐洲國家達成GSM諒解備忘錄(MoU)1989年，GSM標準生效

PHASE1標準，主要定義了900M頻段的技術標準 PHASE2標準，除了對PHASEI標準進行必要的修正和業(yè)務補充外，主要增加了1800M頻段的技術標準 PHASE2＋標準，主要增加了GPRS部分的內容1991年，GSM系統(tǒng)在歐洲正式開通運行，移動通信跨入第二代1994年，GSM進入我國GSM發(fā)展簡史6第1章GSM移動通信概述第1節(jié)GSM發(fā)展簡史第2節(jié)多址技術第3節(jié)頻率復用技術7多址技術使眾多的用戶共用公共的通信線路而相互不干擾常用的多址技術有三種：頻分多址FDMA、時分多址TDMA、碼分多址CDMA多址技術8頻率時間FDMA頻分多址FDMA各用戶使用不同的頻率9頻率時間TDMA時分多址TDMA各用戶使用不同的時隙10頻率時間CDMA碼碼分多址CDMA各用戶使用不同的正交代碼序列11GSM系統(tǒng)采用了FDMA、TDMA混合方式：FDD-TDMA

GSM系統(tǒng)頻率資源信道間隔：200kHz1710178518051880雙工距離

:95MHz890915935960雙工距離

:45MHzGSM900:GSM1800:12系統(tǒng)頻點配置GSM900基站收：f1（n）＝890＋n×0.2MHz基站發(fā)：f2（n）＝f1（n）＋45MHzGSM1800基站收：f1（n）＝1710＋（n－511）×0.2MHz基站發(fā)：f2（n）＝f1（n）＋95MHzGSM系統(tǒng)頻率資源13其它頻段頻率劃分系統(tǒng)頻段(MHz)帶寬(MHz)頻道號載頻數(shù)E-GSM上行880~915下行925~960350~124975~1023174R-GSM上行876~915下行921~960400~124955~1023194GT800上行806~821

下行851~86615350~42576PCS1900上行1850~1910下行1930~199060512~81029914第1章GSM移動通信概述第1節(jié)GSM發(fā)展簡史第2節(jié)多址技術第3節(jié)頻率復用技術15頻率復用：處在不同位置(不同小區(qū))上的用戶可以同時使用相同頻率的信道可以極大地提高頻譜利用率如果系統(tǒng)設計得不好，將產生嚴重的干擾Cell1f1f1RRD(D/R)2=3×kD—頻率復用距離R—小區(qū)半徑K—頻率復用模式頻率復用Cell216GSM最基本的頻率復用模式為4×3頻率復用?！?”表示4個站點，“3”表示每個站點有3個小區(qū)，由這12個小區(qū)組成一個復用簇。同一復用簇中的各小區(qū)，使用的頻率不同頻率復用度：復用簇中小區(qū)的總數(shù)量189210465371112R小區(qū)復用模式174*3頻率復用A1C1B1D1A2A3B2B3C2C3D2D3A1C1B1D1A2A3B2B3C2C3D2D3A1C1B1D1A2A3B2B3C2C3D2D3A1C1B1D1A2A3B2B3C2C3D2D3A1C1B1D1A2A3B2B3C2C3D2D3A1C1B1D1A2A3B2B3C2C3D2D318 所有有用信號 carrierC/I=

所有無用信號

interference=同頻載干比：C/I≥9dB，工程中加3dB的余量，即C/I≥12dB鄰頻載干比：C/A≥－9dB，工程中加3dB的余量，即C/A≥－6dB

頻率復用度越高，C/I值越大載干比的要求19第1章GSM移動通信概述第2章GSM系統(tǒng)結構與接口第3章GSM移動區(qū)域與編號計劃第4章GSM無線邏輯信道第5章GSM系統(tǒng)技術介紹20第2章GSM系統(tǒng)結構與接口第1節(jié)GSM系統(tǒng)結構與功能第2節(jié)GSM主要接口21GSM系統(tǒng)結構GSM/GPRSBSSBTSBSCBTSBSCPCU

SMSsystemPSTNISDNInternet,IntranetMSC/VLRGMSCHLR/AUCSGSNCGBGGGSNGPRSBackboneOtherPLMNSS7NSSBSS22MS的功能

移動臺（MS）由SIM卡與機身設備組成SIM卡上包含所有與用戶有關的無線接口一側的信息，也含有鑒權和加密實現(xiàn)的信息固化數(shù)據(jù)：IMSI、Ki、安全算法(A3、A8)

臨時網絡數(shù)據(jù)：TMSI、LAI、KC

業(yè)務相關數(shù)據(jù)：PIN(個人識別號)、PUK機身設備可以是手持機，車載臺等23BTS的功能實現(xiàn)與BSC接口功能實現(xiàn)與移動臺(MS)空中接口的功能無線信道管理操作維護功能信令協(xié)議功能24BSC的功能接口管理BTS的管理無線參數(shù)及無線資源管理無線鏈路的測量話務量統(tǒng)計切換支持呼叫控制操作與維護25PCU的功能分組無線資源管理功能Gb接口處理功能G-Abis接口處理功能Pb接口處理功能26接口管理支持電信業(yè)務，承載業(yè)務和補充業(yè)務支持位置登記、越區(qū)切換和自動漫游等其它網絡功能MSC的功能27服務于其控制區(qū)域內移動用戶存儲進入其控制區(qū)域內已登記的移動用戶相關信息VLR的功能28HLR的功能GSM系統(tǒng)的中央數(shù)據(jù)庫其控制區(qū)域內所有移動用戶的重要數(shù)據(jù)都存儲在HLR中。包括用戶識別號碼，訪問能力、用戶類別和補充業(yè)務等數(shù)據(jù)，以及漫游移動用戶所在MSC區(qū)域的有關動態(tài)數(shù)據(jù)29屬于HLR的一個功能單元部分，專用于GSM系統(tǒng)的安全性管理存儲鑒權信息和加密密鑰，防止無權用戶接入系統(tǒng)和防止無線接口中數(shù)據(jù)被竊AUC的功能30EIR的功能存儲移動設備的國際移動設備識別碼(IMEI)，通過核查三種表格（白名單、灰名單、黑名單）使得網絡具有防止無權用戶接入、監(jiān)視故障設備的運行和保障網絡運行安全的功能。白名單：準許使用灰名單：出現(xiàn)故障需監(jiān)視黑名單：失竊不許使用31第2章GSM系統(tǒng)結構與接口第1節(jié)GSM系統(tǒng)結構與功能第2節(jié)GSM主要接口32A接口、Abis接口和Um接口其中，A接口、Um接口為開放式接口BTSBSCMSCUm接口Abis接口A接口MSBSS側主要接口33網路子系統(tǒng)（NSS）與基站子系統(tǒng)（BSS）之間的通信接口物理鏈路采用標準的2.048Mb/sPCM數(shù)字傳輸鏈路傳輸話音和七號信令傳遞的信令包括移動臺管理、基站管理、移動性管理、接續(xù)管理等A接口34基站控制器(BSC)和基站收發(fā)信臺(BTS)之間的通信接口物理鏈路采用標準的2.048Mb/s數(shù)字傳輸鏈路采用LAPD協(xié)議Abis接口35移動臺與基站收發(fā)信臺(BTS)之間的無線通信接口物理鏈路為無線鏈路采用LAPDm協(xié)議傳遞的信令包括無線資源管理，移動性管理和接續(xù)管理等Um接口36NSS內部接口MSCF接口EIRHLR/AUCC接口B接口VLRD接口G接口VLRB接口MSCE接口37第1章GSM移動通信概述第2章GSM系統(tǒng)結構與接口第3章GSM移動區(qū)域與編號計劃第4章無線邏輯信道第5章GSM系統(tǒng)技術介紹38第3章GSM移動區(qū)域與編號計劃第1節(jié)GSM區(qū)域定義第2節(jié)編號計劃39

PLMN區(qū)

PLMN區(qū)......服務區(qū)MSC區(qū)MSC區(qū)位置區(qū)位置區(qū)小區(qū)小區(qū)GSM區(qū)域定義40第3章GSM移動區(qū)域與編號計劃第1節(jié)GSM區(qū)域定義第2節(jié)編號計劃41IMSI是GSM系統(tǒng)分配給移動用戶(MS)的唯一的識別號采取E.212編碼方式存儲在SIM卡、HLR和VLR中，在無線接口及MAP接口上傳送

IMSI分配原則：最多包含15個數(shù)字(0-9)

例:460002289000168IMSI42Notmorethan15digits3digits2digitsIMSIMCCMNCMSINNMSIMCC：移動國家碼，三個數(shù)字，如中國為460MNC：移動網號，兩個數(shù)字，如中國移動的MNC為00MSIN：在某一PLMN內MS唯一的識別碼NMSI：在某一國家內MS唯一識別碼IMSI43TMSI是為了加強系統(tǒng)的保密性而在VLR內分配的臨時用戶識別，在某一VLR區(qū)域內與IMSI唯一對應TMSI分配原則：包含四個字節(jié)，可以由八個十六進制數(shù)組成，其結構可由各運營部門根據(jù)當?shù)厍闆r而定TMSI44MSISDN是指主叫用戶為呼叫GSMPLMN中的一個移動用戶所需撥的號碼，作用同于固定網PSTN號碼采取E.164編碼方式存儲在HLR和VLR中，在MAP接口上傳送

例SISDN45CC：CountryCode，國家碼，如中國為86NDC：NationalDestinationCode，國內接入號，如139、130等等SN：SubscriberNumberMSISDN的一般格式為86-139-H0H1H2H3ABCDCCNDCSNNational(significant)MobilenumberMobilestationinternationalISDNnumberMSISDN46編碼格式為：CC+NDC+LSPCC、NDC含義同MSISDN的規(guī)定,LSP(locallysignificantpart)由運營者自己決定E.164編碼方式目前在網上MSC與VLR都是合一的，所以MSC-Number與VLR-Number基本上都是一樣的MSC-Number/VLR-Number47采取E.164編碼方式編碼格式為：CC+NDC+H1H2H30000，即為用戶號為全零的MSISDNCC，NDC含義同MSISDN的規(guī)定

HLR-Number48MCC：MobileCountryCode，移動國家碼，中國為460MNC：MobileNetworkCode，移動網號，兩個數(shù)字，如中國移動的MNC為00LAC：LocationAreaCode，是2個字節(jié)長的十六進制碼，0000與FFFE不能使用例:460008C90在檢測位置更新時，要使用位置區(qū)識別LAI，尋呼移動臺是以LAI為單位進行LocationAreaIdentificationMCCMNCLACLAI49CGI是所有GSMPLMN中小區(qū)的唯一標識，是在位置區(qū)識別LAI的基礎上再加上小區(qū)識別CI構成的編碼格式為LAI+CI：CI：CellIdentity,是2個字節(jié)長的十六進制碼，可由運營部門自定例：4600017A728FDCGI50NCC--PLMN色碼(取值0—7)

,用來唯一地識別相鄰國家不同的PLMN。相鄰國家要具體協(xié)調NCC的配置BCC--BTS色碼(取值0—7)

,用來唯一地識別采用相同載頻、相鄰的、不同的BTS

用于移動臺識別相鄰的、采用相同載頻的、不同的基站收發(fā)信臺（BTS），特別用于區(qū)別在不同國家的邊界地區(qū)采用相同載頻的相鄰BTS基站識別色碼BSICNCCBCCBSIC51TAC----型號批準碼，由歐洲型號批準中心分配FAC----最后裝配碼，表示生產廠家或最后裝配所在地，由廠家進行編碼SNR----序號碼。這個數(shù)字的獨立序號碼唯一地識別每個TAC和FAC的每個移動設備SP------備用,為0

例：490547403767335IMEI唯一地識別一個移動臺設備，用于監(jiān)控被竊或無效的移動設備,☆#06#為查詢代碼IMEI（15位數(shù)字）TACSPFACSNR6個數(shù)字2個數(shù)字6個數(shù)字1個數(shù)字IMEI52第1章GSM移動通信概述第2章GSM系統(tǒng)結構與接口第3章GSM移動區(qū)域與編號計劃第4章GSM無線邏輯信道第5章GSM系統(tǒng)技術介紹53第4章GSM無線邏輯信道第1節(jié)時隙和幀結構第2節(jié)邏輯信道分類第3節(jié)邏輯信道組合54頻率200kHzBP15/26ms隙縫時間幀和信道時隙和幀結構558bit41同步bit36加密bit3bit68.25bit尾比特尾比特保護間隔數(shù)據(jù)

接入突發(fā)脈沖序列(AB)：用于MS初始化接入。3bit142bit3bit8.25bit尾比特尾比特保護間隔數(shù)據(jù)

頻率校正突發(fā)脈沖序列(FB)：用于MS與BTS之間的頻率同步。3bit39加密bit39加密bit3bit8.25bit尾比特尾比特保護間隔數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)64同步bit

同步突發(fā)脈沖序列(SB)：用于MS與BTS之間的定時同步。時隙和幀結構563bit57加密bit57加密bit3bit8.25bit尾比特尾比特保護間隔數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)26bit11訓練序列偷幀標志普通突發(fā)脈沖序列(NB)：用于攜帶業(yè)務信道和除RACH之外的控制信道上的信息。3bit142調制bit3bit8.25bit尾比特尾比特保護間隔虛擬突發(fā)脈沖序列(DB)：用于BTS在無信息下發(fā)的時隙發(fā)送填充幀。時隙和幀結構57時隙和幀結構58第4章GSM無線邏輯信道第1節(jié)時隙和幀結構第2節(jié)邏輯信道分類第3節(jié)邏輯信道組合59

GSM900和GSM1800具有相同的邏輯信道劃分

邏輯信道分類廣播控制信道(BCCH)控制信道通用控制信道(CCCH)話音信道

(TCH)FCCHSCHBCCHTCH/FAGCHRACHSDCCHFACCHSACCHTCH/HTCH/9.6F

TCH/4.8F,H

TCH/2.4F,HPCH通用信道

(CCH)專用信道

(DCH)邏輯信道60FCCHSCHBCCHPCHAGCHBCCHCCCH通用信道SDCCHSACCHFACCHTCH/FTCH/HDCCHTCH專用信道下行邏輯信道61RACHCCCH通用信道SDCCHSACCHFACCHTCH/FTCH/HDCCHTCH專用信道上行邏輯信道62搜尋頻率校正脈沖搜尋同步脈沖解讀系統(tǒng)消息偵聽尋呼消息發(fā)送接入脈沖信令信道分配呼叫建立話音信道分配通話呼叫釋放FCCHSCHBCCHPCHRACHAGCHSDCCH