GSM 数字移动通信系统

广东邮电职业技术学院系统的控制与管理通用分组无线业务（GPRS）技术广东邮电职业技术学院．1．1GSM系统发展过程•第一阶段：主要定义了GSM应具备的基本功能。•第一阶段和第二阶段之间有一个中间阶段，主要考虑了空间接口上的加密功能。•第二阶段是在第一基础上的进一步发展6．1GSM系统概述广东邮电职业技术学院．1．2GSM系统的技术特点GSM的主要特点可归结为；(1)频谱效率(2)容量(3)话音质量(4)开放的接口(5)安全性(6)与ISDN、PSTN等的互连(7)在SIM卡基础上实现漫游广东邮电职业技术学院．1．3GSM系统的主要技术参数1、频段：上行：（890～915），移动台发下行：（935～960），基站发2、频带宽度：253、上、下行频率间隔：454、载频间隔：200kHz5、通信方式：全双工MHzMHzMHzMHz广东邮电职业技术学院、信道分配：每载频8时隙，包含8个全速信道，16个半速信道。7、每时隙信道速率：22.8Kbit/s8、信道总速率：270Kbit/s9、调制方式：GMSK（高斯最小移相键控）广东邮电职业技术学院、接入方式：TDMA11、话音编码：RPE－LPC，13Kbit/s的规则脉冲激励线性预测编码。12、分集接收：跳频每秒217跳，交错信道编码，自适应均衡。广东邮电职业技术学院．1．4GSM的系统结构GSM系统可分为：1、交换子系统（SSS）或网络子系统（NSS）；2、基站子系统（BSS）；3、移动台（MS）；4、操作维护子系统（OSS）；广东邮电职业技术学院．移动台图6.1移动台的构成广东邮电职业技术学院、基站子系统BSS要完成无线信道的发送、接收和管理。广东邮电职业技术学院、交换子系统在GSM数字移动通信系统中的交换分系统(MSS)包括移动交换中心(MSC)和存储用户数据和移动管理信息的数据库。MSS负责管理GSM系统内部的用户之间以及与其它电信网用户之间的通信。广东邮电职业技术学院、操作维护子系统GSM技术规范指明用于操作维护的设备与基站分系统和交换分系统的设备是直接相连的，这种专门用于操作维护的设备称为操作维护中心OMC。广东邮电职业技术学院数字移动通信系统返回对用户的管理是独立于一般操作维护功能以外的，包括两个方面：用户数据管理和计费管理。用户数据的管理涉及HLR(包括AUC负责与安全性有关的数据)以及专门的管理设备,还涉及到用户持有的用户识别卡SIM。广东邮电职业技术学院．1．5GSM网络的主要接口协议1．GSM的主要接口图6.5GSM系统的主要接口广东邮电职业技术学院数字移动通信系统返回（1）A接口A接口就是移动业务交换中心(MSC)与基站控制器(BSC)之间的接口。物理链路采用标准的2.048Mb/s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。广东邮电职业技术学院数字移动通信系统返回（2）Abis接口Abis接口定义了基站子系统(BSS)中基站控制器(BSC)和基站收发信台(BTS)之间的通信标准。它们之间采用标准的2.048Mb/sPCM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.广东邮电职业技术学院数字移动通信系统返回（3）Um接口Um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、移动性管理和接续管理等。广东邮电职业技术学院．网络子系统(NSS)的内部接口图6.6网络子系统内部接口广东邮电职业技术学院数字移动通信系统返回（1）B接口B接口定义为访问位置寄存器(VLR)与移动业务交换中心(MSC)之间的内部接口。用于移动业务交换中心(MSC)向VLR询问有关移动台(MS)当前位置信息或通知访问用户寄存器(VLR)有关移动台(MS)的位置更新信息等。广东邮电职业技术学院数字移动通信系统返回（2）C接口C接口定义为归属用户寄存器(HLR)与移动业务交换中心(MSC)之间的接口。用于传递路由选择和管理信息,其物理链路采用标准2.048Mb/s的PCM数字传输线。广东邮电职业技术学院数字移动通信系统返回（3）D接口D接口定义为归属用户位置寄存器(HLR)与访问用户位置寄存器(VLR)之间的接口。实用化的GSM系统结构一般把VLR综合于移动业务交换中心(MSC)中，而把归属用户位置寄存器(HLR)相连的标准2.048Mb/s的数字链路。广东邮电职业技术学院数字移动通信系统返回（4）E接口E接口定义为控制相邻区域的不同移动业务交换中心(MSC)之间的接口。当移动台(MS)在一个呼叫进行过程中，从一个移动业务交换中心(MSC)控制的区域移动到相邻的另一个移动业务交换中心(MSC)的控制区时，为不中断通信需完成越区信道切换过程。广东邮电职业技术学院数字移动通信系统返回（5）F接口F接口定义为移动业务交换中心(MSC)与移动设备识别寄存器(EIR)之间的接口.用于交换相关的国际移动设备识别码管理信息。F接口的链接方式标准2.048Mb/s的PCM数字链路实现的。广东邮电职业技术学院数字移动通信系统返回（6）G接口G接口定义为访问用户位置寄存器(VLR)之间的接口。当采用临时移动用户识别码(TMSI)时.G接口的物理链路采用标准2.048Mb/s数字链路。广东邮电职业技术学院．GSM与其它公用电信网的接口其它公用电信网泛指公用电信网(PSTN)、综合业务数字网(ISDN)、公用分组交换数据网(PSPDN)和电路交换公用数据网(CSPDN)。GSM系统通过MSC与这些公用电信网互连。广东邮电职业技术学院．各接口协议GSM系统各接口采用的分层协议结构，同时考虑到了与ISDN的互通，符合开放系统互连(OSI)参考模型分层的目的，是允许隔离各组信令协议功能，按连续的独立层描述协议。每层协议在明确的服务接入点对上层协议提供它自己特定的服务。广东邮电职业技术学院数字移动通信系统返回（1）各协议分层结构描述信号层1（也称为物理层）,提供传送比特流所需的物理链路.信号层2,为专用数据链路L2协议，基于ISDN的D信道接入协议(LAP-D)，在Um接口中的L2协议称为APDm。广东邮电职业技术学院主要传送控制和管理信息。L3包括三个基本子层，无线资源管理(RR)、移动性管理(MM)和接续管理(CM)。接续管理(CM)层中含有多个呼叫控制(CC)单元，提供并行呼叫处理，还有补充业务(SS)单元和短消息业务管理(SMS)单元.广东邮电职业技术学院数字移动通信系统返回(2)信号的互通在A接口，信令协议的参考模型如图6.8所示。BSSAPBSS应用部分SCCP信令连接控制部分DTAP直接转移应用部分MTP消息传递部分BSSMAPBSS移动应用部分图6-8A接口信令协议参考模型广东邮电职业技术学院数字移动通信系统返回（3）NSS内部及GSM系统与PSTN之间的协议TUP：电话用户部分BSSAP：BSS应用部分ISUP：ISDN用户部分SCCP：信令连接控制部分MAP：移动应用部分MTP：消息传递部分TCAP：事务处理应用部分图6.9应用于GSM系统的7号信令协议层广东邮电职业技术学院．GMSC（关口MSC）在GSM/PLMN网络中，能够提供GSM/PLMN网络与其它通信网络间的链路，具有为呼叫查询、选接呼叫路由的功能的MSC称为入口MSC，简称GMSC。广东邮电职业技术学院．MSC/VLR业务区表示网络中由一个MSC所覆盖的服务区域，凡在该区的移动台均在该区的访问位置寄存器（VLR）登记。所以，MSC总与VLR构成同一个节点，写作MSC/VLR。广东邮电职业技术学院．位置区（LA）每个MSC/VLR服务区被分成若干个位置区，位置区是MSC/VLR服务区的一个部分，在一个位置区内移动台可以自由移动，不需做位置更新。位置区是广播寻呼消息以便找到某移动用户的寻呼区域，只能属于某一个MSC/VLR。广东邮电职业技术学院小区（Cell）它表示网络中一个BTS的无线覆盖区域，一个位置区可划分为若干个小区，一个小区是具有一个全球识别码（CGI）的。同时，利用基站识别码（BSIC），移动台本身能区分使用同样的载频的各个小区。广东邮电职业技术学院．GSM/PLMN的网络结构广东邮电职业技术学院移动用户和移动台的识别码（1）国际移动用户识别码(IMSI)IMSI是给每个用户分配一个唯一的国际移动用户识别码，这个识别码在GSM系统所有服务区中都是有效的。广东邮电职业技术学院位数字，采用十进制编码.移动国家码移动网号移动用户识别码，唯一地识别某一移动通信网中的移动用户国家移动用户识别码,由MNC和MSIN组成广东邮电职业技术学院数字移动通信系统返回(2)临时移动用户识别码(TMSI)考虑到安全性，空中接口传递的IMSI用TMSI代替。VLR可给来访的每一用户分配一个唯一的