第4章GSM移动通信原理解析

第4章GSM系统课程目标熟悉GSM基础知识熟悉GSM特点掌握GSM网络结构掌握GSM帧结构掌握GSM号码组成情况熟悉GSM接口信令与协议掌握GPRS系统结构4.1GSM概述与发展简史日期发展阶段1979欧洲发展蜂窝通信，并为此安排蜂窝通信工作频段1982CEPT成立“GroupeSpecialMobile”（GSM）1986在法国巴黎建立GSM标准制定协调小组1988ETSI全权负责管理GSM标准委员会的工作1990颁布GSM第一阶段的规范（GSM/Phase1）1991颁布DCS1800第一阶段的规范（DCS/Phase1）GSM委员会开始制定下一代无线通信系统标准4.1GSM概述与发展简史日期发展阶段1992GSM标准委员会更名为“SpecialMobileGroup”GSM系统命名为”GlobalSystemforMobilCommunications”颁布DCS1800第二阶段的规范（DCS/Phase2）1992GSM系统投入商用1994颁布GSM第二阶段的规范（GSM/Phase2）1995DCS1800系统投入商用1996颁布GSM第二阶段增强型规范（GSM/Phase2+1功率控制当手机在小区内移动时，它的发射功率需要进行变化.当它离基站较近时，需要降低发射功率，减少对其它用户的干扰，当它离基站较远时，就应该增加功率，克服增加了的路径衰耗.所有的GSM手机都可以以2dB为一等级来调整它们的发送功率，GSM900移动台的最大输出功率是8W（规范中最大允许功率是20W，但现在还没有20W的移动台存在）.DCS1800移动台的最大输出功率是1W.相应地，它的小区也要小一些.2.GSM主要参数移动通信1.8GHz频段的分配情况在1800MHz频段，移动通信只用了低部45MHz，45MHz中已占用10MHz，尚余35MHz带宽.另有30MHz带宽可供发展！4.2GSM系统的业务GSM系统提供的业务可分为三大类：承载业务(BEARSERVICES)电信业务(TELESERVICES)附加业务(SUPPLEMENTARYSERVICES)其中承载业务和电信业务也叫作基本电信业务(BASICTELECOMMUNICATIONSERVICES)附加业务可以分为GSM附加业务(GSMBASICTELECOMMUNICATIONSERVICES)和非GSM附加业务(NON-GSMBASICTELECOMMUNICATIONSERVICES)4.2GSM系统的业务4.2.1GSM承载业务bearservices承载业务是为了提供数据传送的纯传输业务，它提供GSM网络和其他网络之间的低层交换功能.ETSI为GSM定义的承载业务有：DataCDA--circuitduplexasynchronous数据电路双工异步传送异步传送速率：300-9600bps业务号：BS21，BS22，BS23，BS24，BS25，BS26DataCDS--circuitduplexsynchronous数据电路双工同步传送同步传送速率：1200-9600bps业务号：BS31，BS32，BS33，BS344.2.1GSM承载业务bearservicesPADCDA--packetassembler/disassemblerdedicatedPADaccess消息包异步传送速率：300-9600bps业务号：BS41，BS42，BS44，BS45，BS46Alternatespeech/dataCDA--circuitduplexAsynchronous语音/数据电路双工异步传送业务号：BS61SpeechfollowedbyCDA--circuitduplexsynchronous语音切换到数据电路双工同步传送业务号：BS814.2.2GSM电信业务teleservices电信业务使用通信终端之间从高，低层网到通信控制层的功能基本语音/数据电信业务：Telephony电话业务允许PLMN网与PSTN等他网之间的语音信息传送业务号：TS11Emergencycall紧急呼叫业务用于建立移动台与紧急呼叫中心的连接业务号：TS124.2.2GSM电信业务teleservicesShortmessageservices短消息业务属于数据业务，允许移动台收发其他移动用户的短消息业务号：移动接受TS21，移动始发TS22Automatictelefax传真业务属于数据业务业务号：TS62Alternativespeechandtelefax传真/语音交替业务允许语音和传真业务中交替传送业务号：TS614.2.3附加业务附加业务是GSM基本电信业务的附加业务，它总是和基本电信业务并存的.一、GSMSupplementaryServicesNumberidentificationservicescallinglineidentificationpresentationcallinglineidentificationrestrictionCallofferingservicescallforwardingunconditional(CFU)callforwardingonmobilesubscriberbusy(CFB)callforwardingonnoreply(CFNRy)callforwardingonmobilesubscribernotreachable(CFNRc)4.2.3附加业务CallcompletionservicescallholdcallwaitingMulti-partyservice最大允许包括多方会议发起者在内的六位用户Adviceofcharge(AOC)AOCinformationlevel(AOIC)AOCcharginglevel(AOCC)4.2.3附加业务Callrestrictionservices*Barringofalloutgoingcalls(BAOC)紧急呼叫例外*Barringofalloutgoinginternationalcalls(BOIC)*BarringofalloutgoinginternationalcallsexcepthomePLMNcountry(BOIC-exHC)*Barringofallingoingcalls(BAIC)*Barringofallingoingcallswhenroamingoutsidehomecountry(BIC-Roam)4.2.3附加业务Closedusergroup(CUG)允许若干移动用户组成一个闭和用户群.其成员用户能接收和拨打群内用户，可统一开通其他业务.4.2.3附加业务二、Non-GSMSupplementaryServicesHotbilling热线收费允许运营者为某个用户独立于普通计费而建立短期计费显示.Callback(calldiversionservices)遇忙回叫允许临时不能接入PLMN网络的移动用户向网络个人语音邮箱呼叫.4.3GSM无线接口4.3.1Um接口频率规划GSM900无线频道特点：上行（MS→BTS）：890-915MHZ下行（BTS→MS）：935-960MHZ双工间隔：45MHz载频间隔：200KHz我国目前实际占用高端10M频段从上往下6M，电信4M4.3.1Um接口频率规划872880890897.5905915917925935942.5950960MHzETACSTACSGSMETACSTACSGSMEGSMEGSMB网EricssonA网Motorola邮电4MHz联通6MHz邮电4MHz联通6MHzB网EricssonA网Motorola12347374757695969798123124125★　900MHz公用陆地蜂窝移动通信的频段:890~915/935~960MHz(基站收/基站发)频段总带宽：25MHz频道间隔：200kHz频点：25000/200=125个(可用)频道序号：n=1~124邮电可压缩TACS，下扩GSM频点邮电GSM20个频点联通GSM29个频点DCS1800：上行（MS→BTS）：1710-1785MHZ下行（BTS→MS）：1805-1880MHZ我国目前实际使用低45MHz双工间隔：95MHz载频间隔：200KHz频点使用情况见示意图.4.3.1Um接口频率规划4.3.1Um接口频率规划★　1800MHz公用陆地蜂窝移动通信的频段：1710~1785/1805~1880MHz(基站收/基站发)1710175517851805185018801234222223224225我国DCS1800上行频段我国DCS1800下行频段GSM频道编号方法GSM900频道编号：上行频率Fl(n)=(890+0.2n)MHz下行频率Fu(n)=(935+0.2n)MHz其中：n为绝对射频号，从1到124DCS1800频道编号：上行频率Fl(n)=1710+0.2×(n-511)MHz下行频率Fu(n)=1805+0.2×(n-511)MHz其中：n为绝对射频号，从512-885，实际上，我国从512-（512+224）4.3.1Um接口频率规划4.3GSM无线接口Um接口频率规划GSM系统频点分配基本的频率复用技术将所有系统频点分为12组,4×3标准复用模式（GSM体制推荐）通常每个小区分配一组频点；然后根据小区天线情况分配：小区采用全方向性天线；小区采用定向天线；物理信道帧结构什么是突发脉冲？GSM的每个载频是时分复用的每个载频分给八个全速率用户使用；每个用户在一个限定的、不连续的时间段内占用载频发送信号；——突发脉冲一个突发脉冲占用的时间缝隙——时隙；每个载频上的帧结构如何组成帧结构中涉及以下概念：时隙TDMA帧复帧超帧超高帧业务信道与信令信道的帧结构组成不同，请看下页图示：0123204420452046204701234849504701242501242514950001457623TB3TB3GP8.25TB：尾比特TB3TB3GP8.25GP：保护期TB3TB3GP8.25TBTB3GP68.2558信息比特26训练序列58信息比特固定比特142信息比特39扩展的训练序列64信息比特39同步序列41信息比特36常规突发序列（NB）频率校正突发序列（FB）同步突发序列（SB）接入突发序列（AB）1超高帧=2048超帧=2715648TDMA帧（3小时28分53秒760毫秒）1超帧=1326TDMA帧（6.12秒）1复帧=26TDMA帧（120ms）1复帧=51TDMA帧（3060/13ms）1TDMA帧=8时隙（120/26=4.615ms）1时隙=156.25比特持续期（15/26=0.557ms）（1比特持续期：48/13=3.68us）BCCHCCCHSDCCHTCHSACCH/TFACCH控制信道帧结构8时隙→TDMA帧26TDMA帧→1复帧51复帧→1超帧2048超帧→1超高帧业务信道帧结构8时隙→TDMA帧51TDMA帧→1复帧26复帧→1超帧2048超帧→1超高帧突发脉冲种类与功能Um接口上有哪几种突发脉冲？每一种突发脉冲完成什么功能？Um接口突发脉冲种类常规突发脉冲序列（NB）频率校正突发脉冲序列（FB）同步突发脉冲序列（SB）接入突发脉冲序列（AB）为什么引入逻辑信道Um接口物理信道上传送的信息种类繁多；每一类信息均有一定的要求和规律；由一定的物理信道支撑；为了表述每一类信息的方便，定义了多种逻辑信道.逻辑信道的分类逻辑信道分为两类：业务信道（TrafficChannel）：传业务信息，包括：话音和数据；控制信道（ControlChannel），或称为信令信道（SignallingChannel）：传各种控制信息；逻辑信道类型逻辑信道控制信道CCH公共控制信道CCCH专用控制信道DCCH业务信道TCH独立专用控制信道SDCCH随路控制信道AC