GSM移动通信系统

1、1第三章 GSM900/1800 TDMA数字蜂窝移动通信系统第一节 GSM系统主要参数及特点第二节 GSM900和GSM1800系统的结构第三节 小区划分第四节 GSM网络编号方式第五节频率配置第六节 同步要求第七节 GSM数字无线接口第八节 SIM卡2第一节 GSM系统主要参数及特点为了解决全欧移动电话漫游，采用统一制式得到了欧洲邮电主管部门会议成员国的一致赞成。为了推动这项工作的进行，于1982年成立了移动通信特别小组GSM(Group Special Mobile)着手进行泛欧蜂窝状移动通信系统的标准制定工作。1985年提出了移动通信的全数字化，并对泛欧数字蜂窝状移动通信提出了具体要求

2、。根据目标提出了两项主要设计原则： 一、话音和信令都采用数字信号传输，数字话音的传输速率降低到16kb/s或更低； 二、不再采用现有模拟系统使用的12.525kHz标准宽带。采用时分多址接入方式。在GSM协调下，1986年欧洲国家的有关厂家向GSM提出了八个系统的建议，并提出了如下主要参数：3频段：935960MHz基站发，890915MHz移动台发；频带宽度：25MHz；通信方式：全双工；载频间隔：200kHz；信道分配：TDMA每载频8时隙，全速信道8个，半速信道16个信道总速率：270.8kb/s；调制方式：GMSK话音：RPE-LTP 13kb/s；数据：9.6kb/s；分集接收：跳频

3、217跳/秒，交织信道编码，自适应均衡，判决反馈自适应均衡器；每个时隙信道比特：33.8kb/s。4 1990年起该标准在德国、英国和北欧许多国家投入试运行，GSM系统得到了更多的国家采用，欧洲的专家重新命名GSM系统为“全球移动通信系统”（Global System for Mobile Communication）。 GSM系统作为一种开放式结构和面向未来设计的系统具有下列主要特点： GSM系统是由几个子系统组成的，并且可与各种公用通信网（PSTN、ISDN、PSPDN等）互连互通。各子系统之间或各子系统与各种公用通信网之间都明确和详细定义了标准化接口规范，保证任何厂商提供的GSM系统或子

4、系统能互连； GSM系统能提供国际边界的自动漫游功能。5GSM系统提供的业务电信业务用户终端业务承载业务基本业务基本业务基本业务补充业务基本业务补充业务6承载业务：它在某个接入点上提供用户所需的传送相应信号的能力。双向异步数据电路（3009600bps）双向同步数据电路（12009600bps）异步分组数据接入电路（3009600bps）双向同步分组数据（24009600bps）交替语音和数据数据后接语音业务GPRS业务承载业务7用户终端业务：是一种电信业务，它提供给用户包括终端设备功能在内的各种必须功能，使之能与其他用户通信。用户终端业务（一）8电话业务紧急呼叫业务数据通信短消息业务移动被叫

5、点对点短消息业务移动主叫点对点短消息业务广播型短消息业务语音和三类传真交替业务自动三类传真业务用户终端业务（二）9用于补充或修改基本业务，以提供用户完整的业务补充业务不能独立存在补充业务（一）10呼叫转移（有被叫，实时前转）（无条件、遇忙、无应答、不可及）主叫号码识别呼叫等待（被叫忙时，接收新业务）呼叫保持（保持当前呼叫，发起新呼叫）呼入呼出限制其它补充业务（二）11语音群呼叫（VGCS）话音广播业务（VBS）多用户特征（MSP）根据不同的呼叫类型（家用、商用，呼入、呼出）决定不同的使用业务。移动定位业务 增强型补充业务12 GSM系统除了可以开放话音业务，还可以开放各种承载业务、补充业务和与

6、ISDN相关的业务； GSM系统具有加密和鉴权功能，能确保用户保密和网络安全； GSM系统具有灵活和方便的组网结构，频率重复利用率高，移动业务交换机的话务承载能力一般都很强，保证在话音和数据通信两个方面都能满足用户对大容量、高密度业务的要求； GSM系统抗干扰能力强，覆盖区域内的通信质量高； 用户终端设备（手持机和车载机）随着大规模集成电路技术的进一步发展能向更小型、轻巧和增强功能趋势发展。13第二节 GSM900和GSM1800系统的结构一、 GSM 系统基本组成MSHLR/AUCEIRBTSBSCMSC/VLROMCSEMCBSSPSTNISDNPLMNPSPDNNSSBTSNMCDPPS

7、PCSOSSGSM系统结构OSS：操作支持子系统 BSS：基站子系统 NSS：网络子系统 NMC：网络管理中心 DPPS：数据后处理系统 SEMC：安全性管理中心OMC：操作维护中心 PCS：用户识别卡个人化中心 MSC：移动业务交换中心 VLR：来访用户位置寄存器 HLR：归属用户位置寄存器 AUC：鉴权中心 EIR：移动设备识别寄存器 BSC：基站控制器 BTS：基站收发信台PDN：公用数据网PSTN：公用电话网ISDN：综合业务数字网 MS：移动台 141、 移动台（MS） 移动台是公用GSM移动通信网中用户使用的设备，也是用户能够直接接触的整个GSM系统中的唯一设备。移动台的类型不仅包

8、括手持台，还包括车载台和便携式台。随着GSM标准的数字式手持台进一步小型、轻巧和增加功能的发展趋势，手持台的用户将占整个用户的极大部分。152、基站子系统（BSS） 基站子系统（BSS）是GSM系统中与无线蜂窝方面关系最直接的基本组成部分。它通过无线接口直接与移动台相接，负责无线发送接收和无线资源管理。另一方面，基站子系统与网路子系统（NSS）中的移动业务交换中心（MSC）相连，实现移动用户之间或移动用户与固定网路用户之间的通信连接，传送系统信号和用户信息等。当然，要对BSS部分进行操作维护管理，还要建立BSS与操作支持子系统（OSS）之间的通信连接。 16 基站收发信台（BTS） 基站收发信

9、台（BTS）属于基站子系统的无线部分，由基站控制器（BSC）控制，一个基站控制器根据话务量需要可以控制数十个BTS，服务于某个小区的无线收发信设备，完成BSC与无线信道之间的转换，实现BTS与移动台（MS）之间通过空中接口的无线传输及相关的控制功能。BTS主要分为基带单元、载频单元、控制单元三大部分。基带单元主要用于必要的话音和数据速率适配以及信道编码等。载频单元主要用于调制/解调与发射机/接收机之间的耦合等。控制单元则用于BTS的操作与维护。防雷保护器主馈线走线架板状天线抱杆室外馈线室内超柔馈线基站主设备天馈系统17 BTS的一般结构基站接口设备信令处理编码与交织译码与解交织加密调制发信机天

10、线收信机均衡解调解密AbisBTS的功能模块Um跳频控制时钟功率控制18 基站控制器（BSC） 基站控制器（BSC）是基站子系统（BSS）的控制部分，起着BSS的变换设备的作用，即各种接口的管理，承担无线资源和无线参数的管理。 BSC功能:接口管理BTS-BSC之间的信道管理无线参数及无线资源管理 无线链路的测量话务量统计切换支持呼叫控制操作与维护19 BSC的一般结构数字中继交换网络处理器网络数字中继A接口Abis接口20BSCBTSBTSBSCBTSBTSBSCBTSBTS星状连接链状连接环状连接树状连接BSCBTSBTSBTSBTSAbis接口连接方式21 BSS链路连接结构Cell S

11、iteBTSCell SiteBSCBTSCell SiteBSCBTSCell SiteBTSCell SiteBTSCell SiteBTSCell SiteBTSColocated BSSRemote BTSDaisy Chained BTS223、网路子系统（NSS） 网路子系统（NSS）主要包含有GSM系统的交换功能和用于用户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能，它对GSM移动用户之间通信和GSM移动用户与其它通信网用户之间通信起着管理作用。NSS由一系列功能实体构成，整个GSM系统内部，即NSS的各功能实体之间和NSS与BSS之间都通过符合CCITT信令系统No.7协议和G

12、SM规范的7号信令网路互相通信。 23移动业务交换中心（MSC） 移动业务交换中心（MSC）是网路的核心，它提供交换功能及面向系统其它功能实体：基站子系统BSS、归属用户位置寄存器HLR、鉴权中心AUC、移动设备识别寄存器EIR、操作维护中心OMC和面向固定网（公用电话网PSTN、综合业务数字网ISDN、分组交换公用数据网PSPDN、电路交换公用数据网CSPDN）的接口功能，把移动用户与移动用户、移动用户与固定网用户互相连接起来。 呼叫处理呼叫建立、连接与清除切换过程移动性管理位置更新过程用户身份识别移动设备识别操作与维护数据库管理测量人机接口（MMI）网间互通计费24访问用户位置寄存器（VL

13、R） 访问用户位置寄存器（VLR）是服务于其控制区域内移动用户的，存储着进入其控制区域内已登记的移动用户相关信息，为已登记的移动用户提供建立呼叫接续的必要条件。VLR从该移动用户的归属用户位置寄存（HLR）处获取并存储必要的数据。一旦移动用户离开该VLR的控制区域，则重新在另一个VLR登记，原VLR将取消临时记录的该移动用户数据。因此，VLR可看作为一个动态用户数据库。移动台状态移动站的位置登记(LAI)临时移动用户识别号(TMSI)管理MSRN管理25归属用户位置寄存器（HLR） 归属用户位置寄存器（HLR）是GSM系统的中央数据库，存储着该HLR控制的所有存在的移动用户的相关数据。HLR:

14、Home Location Register用户识别号（IMSI,MSISDN）当前用户的VLR（当前位置）业务能力、业务限制信息用户申请的补充业务补充业务信息（例：当前转移的电话号码）用户状态（registered/deregistered）移动用户漫游号（MSRN）传递26鉴权中心（AUC） GSM系统采取了特别的安全措施，例如用户鉴权、对无线接口上的话音、数据和信号信息进行加密等。因此，鉴权中心（AUC）存储着鉴权信息和加密钥，用来防止无权用户接入系统和保证通过无线接口的移动用户通信的安全。 AUC属于HLR的一个功能单元部分，专用于GSM系统的安全性管理。 IMSI/Ki 鉴权算法A3

15、 加密密钥算法A8产生随机数RAND 用RAND和Ki由A3算得符号响应SRES 用RAND和Ki由A8算得密钥Kc27移动设备识别寄存器（EIR） 移动设备识别寄存器（EIR）存储着移动设备的国际移动设备识别码（IMEI），通过检查白色清单、黑色清单或灰色清单这三种表格，在表格中分别列出了准许使用的、出现故障需监视的、失窃不准使用的移动设备的IMEI识别码，使得运营部门对于不管是失窃还是由于技术故障或误操作而危及网路正常运行的MS设备，都能采取及时的防范措施，以确保网路内所使用的移动设备的唯一性和安全性。 存储移动设备分类表(IMEI)用来管理所有移动台设备的国际移动用户识（IMSI）号码以

16、及检查每个移动台设备是否为合法设备。它包括一个数据库，存储着所有签约用户所使用的移动台设备的IMEI号码等。白名单、黑名单、灰名单28 EIR功能与作用白名单 灰名单 黑名单 合法用户和允许漫游用户的IMEI有故障未经型号认证淘汰的IMEI报失被盗或非法使用的IMEI294、操作支持子系统（OSS） 操作支持子系统（OSS）需完成许多任务，包括移动用户管理、移动设备管理以及网路操作和维护。 移动用户管理可包括用户数据管理和呼叫计费。用户数据管理一般由归属用户位置寄存器（HLR）来完成这方面的任务，HLR是NSS功能实体之一。用户识别卡SIM的管理也可认为是用户数据管理的一部分，但是，作为相对独

17、立的用户识别卡SIM的管理，还必须根据运营部门对SIM的管理要求和模式采用专门的SIM个人化设备来完成。呼叫计费可以由移动用户所访问的各个移动业务交换中心MSC和GMSC分别处理，也可以采用通过HLR或独立的计费设备来集中处理计费数据的方式。 30MSHLR/AUCMSCEIRBTSVLRVLRBSCMSCOMCSCUmBSSPSTNISDNPLMNPSPDNBGCDEFAbis ANSSSm二、移动通信网接口31 GSM系统的主要接口是指A接口、Abis接口、Um和Sm接口。这四种主要接口的定义和标准化能保证不同供应生产的移动台、基站子系统和网络子系统设备能溶入同一个GSM数字移动通信网运行

18、和使用。1、A接口 A接口定义为网络子系统(NSS)与基站子系统(BSS)之间的通信接口，从系统的功能实体来说，就是移动业务交换中心( MSC)与基站控制器(BSC)之间的互连接口，其物理链接通过采用标准的2.048Mb/s PCM数字传输链路来实现。采用14位七号信令方式, 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。32 2、Abis接口Abis接口定义为基站子系统的两个功能实体基站控制器(BSC)和基站收发信台(BTS)之间的通信接口，用于BTS（不与BSC并置）与BSC之间的远端互连方式，物理链接通过采用标准的2.048Mb/s或64kbit/s PCM数字传输链路来实

19、现。 Abis接口支持向客户提供的所有服务，并支持对BTS无线设备的控制和无线频率的分配。由于Abis接口是GSM系统基站子系统的内部接口。所以是一个未开放的接口，为各设备厂家自行定义的接口。33 3、 Um接口（空中接口）Um接口（空中接口）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系统的固定部分之间的互通，其物理链接通过无线链路实现。Um接口采用900MHZ频段，890-915MHZ为移动台发，935-960MHZ为基站发，收发间隔45MHZ，频道间隔200KHZ。每个频道含8个时隙，采用FDMA、TDMA混合多址接入方式，射频调制方式为高斯滤波最小移频键控（G

20、MSK）。Um接口传递的信息包括无线资源管理、移动性能管理和接续管理等。34 4、用户与网络之间的接口(Sm接口)指用户与网络间的接口。主要包括用户对移动终端进行的操作程序，移动终端向用户提供显示、信号音等。此接口还包括用户识别卡(SIM)与移动终端(ME)间接口的内容。355、网络子系统内部接口 网络子系统由移动业务交换中心(MSC)、访问用户位置寄存器(VLR)、归属用户位置寄存器(HLR)等功能实体组成，因此GSM技术规范定义了不同的接口以保证各功能实体之间的接口标准化。36 在网络子系统(NSS)内部各功能实体之间已定义了B、C、D、E、F和G接口，这些接口的通信（包括MSC与BSS之

21、间的通信）全部由7号信令系统支持，GSM系统与PSTN之间的通信优先采用7号信令系统。与非呼叫相关的信令是采用移动应用部分(MAP)，用于NSS内部接口之间的通信；与呼叫相关的信令则采用电话用户部分的通信。应指出的是，电话单元部分（TUP）和ISDN单元部分（ISUP）信令必须符合个国家制定的相应技术规范，MAP信令则必须符合GSM技术规范。37（1） 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。用于交换有关移动台位置和用户管理的信息。当移动台漫游到VLR所管辖区域后，VLR通知MS的HLR，HLR向VLR发送有关该客户业务消息，以便VLR给漫游客户

22、提供合适的信息。当移动客户要求进行补充业务操作或修改某些客户参数时，也是用D接口交换。为移动用户提供的主要服务是保证移动台在整个服务区内能建立和接收呼叫。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)与鉴权中心(AUC)综合在同一个物理实体内。因此D接口的物理链接是通过移动业务交换中心(MSC)与归属用户位置寄存器(HLR)之间的一个NO.7。信令网的接口（采用24位七号信令方式），2Mbits/s或64Kbits/s的数字接口。38（2） B接口B接口定义为访问用户位置寄存器(VLR)与移动业务交换中心(MSC)之间的内部接口。用于MS

23、C 向VLR询问有关移动台当前位置信息或者通知VLR有关移动台位置更新信息等。 B接口作为设备内部接口，一般不作规定，但应能完成GSM建议所规定的功能。 39（3）C接口C接口定义为归属用户位置寄存器(HLR) 于移动业务交换中心(MSC)之间的接口。C接口是一个至NO7信令网的接口（采用24位NO7信令方式），是一个2Mbits/s的数字接口。用于完成被叫移动客户信息的传递以及获取被叫移动客户的漫游号码。 如果选择HLR作为计费中心，呼叫结束后建立或接收此呼叫的移动台所在的MSC应把计费信息传送给该移动用户当前归属的HLR，一旦要建立一个至移动用户的呼叫时，入口移动业务交换中心(GMSC)应

24、向被叫用户所归属的HLR询问被叫移动台的漫游号码。40（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。当移动台在一个呼叫进行过程中，从一个MSC控制的区域移动到相邻的另一个MSC控制的区域时, 为保持通话连续而进行局间切换，以及传送两个MSC间建立客户呼叫接续时有关的消息。 。 E接口的物理链接方式是通过MSC之间一个2Mbits/s数字接口，采用24位NO7信令方式实现的。41（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，是一个NO7信令网的接口，是一个2Mbits/s或64Kbits/s的数字接口，用于MSC检

25、验移动台IMEI时使用。 （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。当移动台以临时移动用户识别号TMSI启动位置更新时，VLR使用G接口向前一个分配TMSI的VLR获取MS的IMSI。42 6、GSM系统与其它公用电信网的接口 其它公用电信网主要是指公用电话网(PSTN)、综合业务数字网(ISDN)、分组交换公用数据网(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，其接口必须满足CCITT的有关接口和信令标准及各个国家邮电运营部门制定的与这些电信网有关的接口和信令标准。43第三节 小区划分1、小区：一个基站或该基站的一部分（扇形

26、天 线） 所 覆盖的区域。2、基站区：由一个基站的所有小区覆盖的区域3、位置区：移动台可任意移动不需要进行位置更新的区域；位置区可以由一个或若干个小区组成。4、MSC区：一个MSC区所管辖的所有小区共同覆盖的区域。5、服务区：移动台可获得服务的区域6、签约服务区：用户申请签约限制业务后，用户可获得的服务区。44 PLMN区.服务区 PLMN区MSC区.MSC区.位置区.位置区.基站覆盖区.基站覆盖区.小区小区. 45位置管理GSM网络中采用两个数据库（归属用户位置寄存器HLR与访问用户位置寄存器VLR ）来对用户信息进行管理，包括用户的位置信息。位置管理包括： 位置登记 位置更新一、组网技术4

27、6位置登记定义：移动网络为了跟踪移动台的位置变化，而对其位置信息进行登记、删除和更新的过程，也称位置注册。通常，GSM系统被划分许多位置区，对应不同位置区识别码一、组网技术47三种位置更新移动台开机时的位置登记移动台开机，搜索广播控制信道查询位置区识别码，发现与原来的位置区不同则要通过基站发位置更新请求。位置登记后才能进行通话。移动台漫游当移动台从一个位置区进入另一个新的位置区时，移动系统所进行的常规位置更新在一定的特定时间内，网络与移动台没有发生联系时，移动台自动地、周期地与网络取得联系，核对数据的周期性位置更新。 一、组网技术48切换在 移 动 通 信 网 中 ， 用 户 可 以 到 处

28、移 动 。 在 这 样 的 情 况下 ， 如 何 保 持 连 接 呢 ？ 为 了 理 解 这 点 ， 我 们 必 须 研 究呼 叫 切 换 的 过 程 。在 切 换 功 能 的 帮 助 下 ， 保 持 移 动 用 户 的 话 务 连 接 是 可能 的 。 基 本 概 念 非 常 简 单 ： 当 用 户 从 一 个 小 区 覆 盖 的区 域 移 至 另 一 个 时 ， 必 须 要 建 立 与 目 标 小 区 的 新 连接 ， 与 旧 的 小 区 的 连 接 要 释 放 。 执 行 切 换 有 两 个 因 ：1. 由 于 测 量 结 果 引 起 的 切 换 是 指 当 无 线 电 信 号 的 质

29、量 或 强 度 下 降 以 至 低 于 BSC 规定 的 参 数 值 时 。 信 号 的 衰 减 由 不 间 断 的 信 号 测 量 探 测 到 ， 该 测 量 由 移 动 台 和 BTS 两方 面 完 成 。 因 此 ， 连 接 将 被 切 换 至 另 一 个 信 号 更 强 的 小 区 。2. 由 于 话 务 量 的 原 因 引 起 的 切 换 是 指 当 小 区 的 通 信 量 已 达 到 或 接 近 达 到 它 的 最 大 值 时 。 在 这 样 的 情 况 ， 小 区 边 缘 的 移 动 台 就 可 能 被 切 换 至 具 有 较 小 话 务 量 的 相 邻 小 区 。通 常 由 当

30、 前 服 务 用 户 的 BSC 做出 执 行 切 换 的 决 定 ， 但由 于 话 务 量 的 原 因 引 起 的 切 换 的 情 况 除 外 ， 它 由 MSC做出 决 定 。 有 四 种 不 同 类 型 的 切 换 ， 分 析 它 们 的 最 好方 法 是 跟 随 用 户 移 动 。小 区 内 - BSC 内切 换最 小 的 切 换 是 小 区 内 切 换 ，即 在 同 一 小 区 内 ， 用 户 的话 务 信 道 切 换 至 另 一 信 道 (通常 为 另 一 频 段 )。在 这 一情 况 中 ， 控 制 小 区 的 BSC 做出 执 行 切 换 的 决 定 。小 区 间 - BSC

31、内切 换用 户 从 小 区 1 移至 区 2， 在 这 种 情 况 中 切 换 过 程 由 BSC控制 。 当 成 功 地 建 立 了 与 小 区 2 的连 接 后 ， 与 小 区 1 的通 信 连 接 就 被 释 放 。小 区 间 - BSC 间切 换用 户 从 小 区 2 移至 小 区 3， 该 小 区 属 于 另 一 个 BSC 。在这 种 情 况 中 ， 切 换 过 程 由 MSC 执行 ， 但 是 仍 由 第 一 个BSC 做出 切 换 决 定 。 当 与 新 的 BSC (和 BTS) 成功 地 建立连 接 时 ， 与 第 一 个 BSC 的连 接 就 被 释 放 。 MSC 间切

32、 换用 户 从 一 个 MSC/VLR 控制 的 小 区 移 至 另 一 个 MSC/VLR控制 的 小 区 ， 这 种 情 况 更 复 杂 。 考 虑 到 第 一 个MSC/VLR 经过 通 过 PSTN 线路 的 链 路 连 到 GMSC ， 很 显然 第 二 个 MSC/VLR 不能 完 全 代 替 MSC/VLR 。当 前 服 务 于 用 户 的 MSC/VLR (也称 为 锚 定 MSC) 联系 目标 MSC，话务 连 接 转 接 至 目 标 MSC/VLR 。当 两 个 MSC 属于 同 一 网 络 时 ， 连 接 可 以 顺 利 地 建 立 。 尽 管 如 此 ， 目标 MSC

33、和源 MSC 是两 个 不 同 的 电 话 交 换 机 。 只 要 有 电话 号 码 识 别 目 标 MSC， 呼 叫 就 能 在 两 个 交 换 机 之 间 转移 。53 第四节 GSM网络编号方式一、移动用户的ISDN号码（MSISDN)二、国际移动用户识别码（IMSI)三、移动用户漫游号码（MSRN)四、临时移动用户识别码（TMSI)五、国际移动台识别号码（IMEI)GSM 的 每 个 用 户 终 端 都 有 一 个 唯 一 的 标 识 码 IMEI. IMEI 是 和 移 动 台 设 备 相 对 应 的 号 码, 和 谁 在 使 用 这 设 备 无 关.移 动 网 可 在 任 何 时

34、候 请 求 工 作 着 的 移 动 台 的IMEI, 以 检 查 这 设 备 是 否 属 于 被 窃,或 它 的 型 号 是 否 被 允 许 使 用. 若 结 果 否 定, 呼 叫 会 被 拒 绝.在 用 户 不 用SIM 卡 作紧 急 呼 叫( 用 户 按 紧 急 呼 叫 键) 的 情 况 下, IMEI 可 被 用 作 用 户 标 识 号 码. 这 也 是 唯 一的,IMEI 用 于 呼 叫 的 情 况. IMEI 为15 位 长, 它的 组 成 如 下: TAC: 型 号 码, 由 European Type Approval Authority 分 配 FAC: 工 厂 组 装 码,由

35、 厂 家 分 配, 表 明 生 产 厂 家 及 产 地. SNR： 流 水 号, 由 厂 家 分 配.第四节 GSM网络编号方式在手机中输入*#06#查询IMEI 国 际 移 动 设 备 标 识 码55 IMEI查询流程呼叫建立请求IMEI传送MS发送IMEI在EIR查询IMEI查询结果送MSCMSBSSMSCEIR 56国际移动用户识别码(IMSI)移动国家号码(MCC):中国为460. 移动网号(MNC):00, “CHINA MOBILE”, “CN” 中国移动01, “CHN-CUGSM”, “CN” 中国联通02, “CHINA MOBILE”, “CN” 中国移动 （TD）03,

36、“CHINA TELECOM”, “CN” 中国电信移动用户识别码(MSIN):H1H2H3其 中 H1 H2 H3 是HLR 号 码, 它和MSISDN 中 的 H1 H2 H3 相 一 致 国际移动用户识别号(IMSI)MCCMNCMSIN国内移动用户识别码国际移动用户识别码IMSI 分 别 贮 存 在 用 户 的 身 份 识 别 卡SIM 卡 上和HLR 内, 及用 户目 前访 问 的VLR 内。IMSI 在 所 有 的 用 户 漫 游 位 置 都 有 效. 移 动 网 用 它 来 识 别 用 户, 和 对 用 户 进 行 安 全 鉴 别, 以 判 定 其 是 否 有 权 建 立 呼 叫

37、 或 作 位 置 更 新.唯一识别GSM用户。57 移动用户ISDN号码(MSISDN)移动用户ISDN号码(MSISDN)国家号码(CC):中国为86MAC：移动接入码 ，=139(8、7、6、5、0、1)移动用户号：H0H1H2H3ABCDH0H1H2H3：HLR识别码，由总部统一分配到本地网；ABCD：移动用户号，由HLR自行分配 CCMACSN国内有效移动用户ISDN号码国际移动用户ISDNMSISDN 是移 动 用 户 的 另 一 重 要 标 识 码. 它 的 目 的 是 使 得 通 信 网 上 的 所 有 用 户 包 括ISDN,PSTN 的 用 户, 都 能 呼 叫GSM 网 内

38、 任 意 一 个 移 动 用 户.IMSI 号用 于 用 户 在 公 共 陆 地 移 动 网 (PLMN) 中登 记 用 户 。HLR 结合 移 动 用 户 的 MSISDN 和 IMSI 为用 户 定 位 和激 活 话 务 连 接 。 为 什 么 需 要 IMSI？ 为 什 么 不 是 简 单 地只 用 MSISDN 进行 网 络 登 记 和 建 立 呼 叫 ？以 下 用 一 个例 子 解 释 原 因 。 假 定 有 三 位 来 自 三 个 国 家 (芬兰 、 意 大利 和 美 国 ) 的用 户 在 同 一 地 方 ， 他 们 的 移 动 台 试 图 在同 一 VLR 中登 记 。 假 定

39、他 们 用 MSISDN 登记 (实际 情 况并 非 如 此 ): John, 来自 美 国 , MSISDN = + 1 XYZ 1234567 Ilkka, 来自 芬 兰 , MSISDN = + 358 AB 6543210 Claudio, 来自 意 大 利 , MSISDN = + 39 GHI 125689058注 意 其 中 每 一 部 分 的 长 度 ， 例 如 每 个 号 的 国 家 代 码 就不 相 同 。 如 果 MSISDN 用于 用 户 登 记 ， 为 了 防 止 号 中的 不 同 部 分 相 互 混 淆 ， 我 们 还 需 要 为 每 一 字 段 加 上 长度 指

40、示 ， 这 必 将 更 为 复 杂 。如 果 对 所 有 国 家 每 个 字 段的 长 度 都 相 同 的 话 ， 既 不 需 要 额 外 的 信 息 而 且 识 别 过程 也 会 相 对 比 较 简 单 。 采 用 IMSI 的另 一 原 因 是 MSISDN用于 识 别 像 话 音 、 数 据 、 传 真 等 业 务 。 因 此 一 个 用 户 根据 所 使 用 的 业 务 类 型 可 能 需 要 若 干 MSISDN， 而 他 却只 拥 有 唯 一 的 IMSI。5960 中国移动和联通各有自己的MSISDN与IMSI对应关系 61移动用户漫游号码：位长10位VLR临时分配给用户的一个号

41、码与该MSC所属HLR有一定联系在VLR中与IMSI一一对应MSRN 是 由 移 动 用 户 现 访 的VLR 分 配 给 它 的 一 个 临 时ISDN 号 码, 通 过HLR 查 询 送 给GMSC, 使 得GMSC 可建 立 起 一 条 至 目 标用 户 现 访VLR 的 通 路 , 从 而 把 呼 叫 送 达. 因 此MSRN 必 须 是 和MSISDN 一 样 符 合 国 家 通 信 网 统 一 编 号 方 式, 并 且 带 有VLR 地 址 信 息. 移动用户漫游号(MSRN)62临时移动用户识别码(TMSI) TMSI 是 为 了 对 用 户 的 身 份保 密, 而 在 无 线

42、通 道 上 替 代IMSI 使 用 的 临 时 移 动 用 户 标 识. 它 是 由VLR 分 配 给在 其 覆 盖 区 内 漫 游 的 移 动 用 户 的 标 识 码, 和 用 户 的IMSI 相 对 应. 只 在 本 地VLR 内有 效, TMSI 可 用 作 位 置 更 新, 切 换, 呼 叫, 寻 呼 等 操 作 时 的 用 户 识 别 码, 并 且 可在 每 次 鉴 权 成 功之 后 被 重 新 分 配. 临时移动用户识别号(TMSI)63 PSTN MS呼叫流程MSC/VLRBSSMSRN IMSIMSRNMSISDNHLRGMSC64第五节 频率配置一、我国陆地蜂窝移动通信业务的

43、频率分配二、频率复用方式GSM900主频段（P-GSM）上行：890MHz-915MHz（移动台发，基站收）下行：935MHz-960MHz（基站发，移动台收）GSM扩展频段（E-GSM）上行：880MHz-890MHz（移动台发，基站收）下行：925MHz-935MHz（基站发，移动台收）DCS1800频段上行：1710MHz-1785MHz（移动台发，基站收）下行：1805MHz-1880MHz（基站发，移动台收）65一、我国陆地蜂窝移动通信业务的频率分配中国联通CDMA 800MHz 825835 870880中国移动 GSM 900 890909 935954联通GSM 900 909

44、915 954960中国移动GSM 1800 17101720 18051815中国联通GSM 1800 17301740 1825183566我国蜂窝频率分配图基站发基站收基站发基站收CDMACT2825835841845870880880890885900910915930925940950960909EGSMGSM(移动)GSM(联通)EGSMGSM(移动)GSM(联通)CDMA806数字集群851数字集群82184386667二、 频率复用方式 1、频率复用概念 频率复用技术是指同一载频的无线信道用于覆盖不同的区域，这些区域彼此相隔一定的距离，以便把频率干扰控制在系统允许范围内，这样作

45、的结果相当于宝贵的频率资源获得再生。 在按蜂窝结构的移动网中，蜂窝小区是以N个正六边形组成群，各蜂窝小区群可以按一定的规律使用相同的频率组。假设每个群有N个小区，则需用N组频率。 频率复用结果，使系统内部必然会产生频率干扰，因此必须采取抗干扰措施，使频率干扰控制在系统允许范围内。682、频率复用方式根据GSM体制的推荐，GSM无线网络规划基本上采用4*3频率复用方式，即每4个基站为一群，每个基站分成3个三叶草形60扇区或3个120扇区，共需12组频率。因为这种方式同频干扰保护比C/I能够比较可靠的满足GSM标准的要求。60扇形三叶草形120扇形69采用等间隔频道配置的方法之一在900MHz频段

46、，共25MHz带宽，载频间隔200KHz，频道序号为1124，其中，中国移动占用194频道（890909/935954MHz），中国联通占用95124频道（909915/954960MHz）。频道序号和 频道标称中心频率关系为：fl(n)=890.200+(n-1)*0.200 MHzfh(n)=fl(n)+ 45 MHz 70采用等间隔频道配置的方法之二在1800MHz频段，共45MHz带宽，载频间隔200KHz，频道序号为512885 。其中：中国移动占用前10MHz ，512559频道，中国联通占用后10MHz， 687736频道。频道序号和频道标称中心频率关系为： fl(n) = 17

47、10.200+(n-512)*0.200 MHz fh(n) = fl(n)+95 MHz71 但GSM本身采用了许多抗干扰技术，如跳频、自动功率控制、基于话音激活非连续发射、天线分集等，这些技术合理利用，将有效提高C/I比，因此可以采用更紧密的频率复用方式，增加频率复用系数，提高频率利用率。比较典型的频率复用方式除4*3外，还有3*3、 2*6、1*3及多重频率复用MRP(Multiple Reuse Patten)。各种复用方式的复用图如下。72A3A2A1A3A2A1D3D2D1C3C2C1C3C2C1D3D2D1A3A2D3D2D1A1B3B2B1C3C2C1B3B2B1B3B2B1C

48、3C2C1B3B2B1C3C2C1A3A2A14*3频率复用方式73A3A2A1C3C2C1B3B2B1A3A2A1C3C2C1B3B2B1A3A2A1C3C2C1B3B2B1A3A2A1C3C2C1B3B2B1A3A2A1B3B2B1B3B2B13*3频率复用方式 采用3*3频率复用方式，一般不需要改变现有网络结构，但容量增加有限，同时需要采用跳频技术降低干扰。741 11735 91 11735 91 11735 94 12628101 11735 91 11735 91 11735 91 11735 91 11735 94 12628101 11735 94 12628101 11735

49、 91 11735 91 11638 94 12628 101 11735 94 12628101 11735 92*6频率复用方式 采用2*6频率复用方式，虽然可较大提升系统容量（约是4*3复用的1.6倍），但需要对天线系统及频率规划作较大的调整。要求系统具备自动功率控制、不连续发射、跳频（一般基带跳频）等功能，另外对天线系统要求较高，需配置高性能的窄带天线。75T3T2T1B3T3B2 T2T1B1C3T3C2 T2T1C1D3T3D2 T2T1D1A3T3A2 T2T1A1C3T3C2 T2T1C1A3T3A2 T2T1A1B3T3B2 T2T1B1A3T3A2 T2T1A1B3T3B2

50、 T2T1B1D3T3D2 T2T1D1C3T3C2 T2T1C1B3T3B2 T2T1B1D3T3D2 T2T1D11*3频率复用方式 采用1*3频率复用方式必须注意三点：一是必须采用射频跳频、自动功率控制、不连续发射、天线分集等技术有效地降低干扰，二是要保证一定的跳频频点数，第三是频率加载率必须控制在50%以下，同时需加强网络优化，才能获得比较好的效果。76第六节 同步要求一、同步原则二、同步等级的结构和方式三、设备时钟单元的进网要求四、备用同步链路77一、同步原则1、PLMN为主从同步的通信网2、PLMN利用数字同步网的同步基准实现PLMN 的同步3、数字同步网的节点设备为各级BITS，

51、也为数字蜂窝PLMN提供同步时钟信号4、各信令节点应至少接受两路同步定时信号（一主一备）5、信令节点间的定时传输链路应优先选择PDH 2Mb/s链路6、在通常情况下，不采用SDH 2Mb/s业务链路和PDH与SDH混合链路形成的业务链路。在BSS中，若不得不从SDH 2Mb/s业务链路中获取定时，建议采用经过“再定时”(Re-timing)特殊处理的链路。再定时可以在SDH设备上实现，也可以在其他附加设备上实现。78二、同步等级结构和方式第二级加强型 2级钟（省中心、地市级、汇接局）第三级加强型 3级钟和3级钟（汇接局和端局）PRC：全国基准时钟LPR：区域基准时钟GPS：全球卫星定位系统BI

52、TS：定时供给设备TMSC：汇接移动交换中心 PRCLPRTMSC1TMSC2BITSBITSBSCBTSHLR/AUCMSC/VLR数字同步网移动网第四级4级钟第一级基准钟（省中心）专用同步链路传输链路79 上图示出数字蜂窝PLMN的基本同步等级结构，图中未示出NO.7信令网部分，也未示出备用同步链路。1、我国数字同步网分为四级。第一级由全国基准时钟（PRC）由铯s原子钟和区域基准时钟（LPR）铷r钟组成。第二级为加强型2级钟，第三级为加强型3级钟和3级钟，第四级为4级时钟。2、TMSC1，TMSC2的输入同步基准来自第一级基准时钟，MSC/AUC的输入同步基准来自第二级加强型二级时钟。3、

53、MSC/VLR至BSS间的数字链路兼作同步链路使用。80三、设备时钟单元的进网要求 一级和二级移动业务汇接中心TMSC1和TMSC2的时钟等级为二级A类。本地级移动端局MSC/VLR、HLR/AUC的时钟等级二级B类。BSS时钟和其他设施（语音信箱、短消息中心）为三级。其时钟和同步设备进网要求见“邮电部电话交换设备总技术要求”。注1：BTS的载频频率供给系统，可不在数字蜂窝PLMN主从同步范围之内。注2：同步信息的获取可采用专用外接同步接口或传输线路两种方式。81四、备用同步链路 在制定移动网同步规划时，必须考虑设置备用同步链路。依网络结构的具体情况，备用同步链路可采用传输链路。但在任何时候，

54、都必须保证每一网络单元时钟的主从控制关系，不得出现闭合环路控制和双向互控的情况。82第七节 GSM无线接口无线接口是移动台和基站收发机之间接口的统称。使用了每个载频占用一个TDMA帧的时分多址的概念。每帧包括8个时隙，从BTS到MS为下行，相反为上行。TS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6TS7TS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6TS7TS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6TS7TS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6TS7TS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6TS7TS0TS1TS2TS3TS4TS5TS6TS7f0f1f2f4f4f5时间频率TDMA帧83一、信道的定义

55、 1、物理信道：一个载频上的TDMA帧的一个时隙称为一个物理信道。它相当于FDMA系统中的一个频道,每个用户通过一系列频率的一个接入系统,因此,GSM中每个载频有8个物理信道,信道07(时隙07) 。在一个TS中发出的信息称为一个突发脉冲序列，见图。 2、逻辑信道：分为业务信道、控制信道844.615 msTDMATDMA第n帧TDMA第n+1帧TDMA第n+2帧FDMA200 kHz 1 2 3 12312425 MHzChannel890 上行 915MHz MS Tx MHzFDMA200 kHz 1 2 3 12312425 MHzChannel935 下行 960MHz BTS Tx

56、 MHz时隙577 s124 信道8 时隙 = 992 双工信道85逻辑信道的分类逻辑信道分为两类：业务信道（Traffic Channel）：传业务信息，包括：话音和数据；控制信道（Control Channel），或称为信令信道（Signalling Channel）：传各种控制信息；86逻辑信道类型87话音业务信道全速率话音业务信道（TCH/F)半速率话音业务信道（TCH/H)增强型全速率话音业务信道（Enhanced TCH/F） 业务信道Speech Traffic Type话音编码速率（Kbit/s）信道编码速率（Kbit/s）Full-rate Speech1322.8Enhan

57、ced Full-rate Speech12.2Half-rate Speech6.511.488数据业务信道9.6kbit/s，全速率数据业务信道（TCH/F9.6）4.8kbit/s，全速率数据业务信道（TCH/F4.8）4.8kbit/s，半速率数据业务信道（TCH/H4.8）2.4kbit/s，全速率数据业务信道（TCH/F2.4）2.4kbit/s，半速率数据业务信道（TCH/H2.4） 业务信道89作用： 控制信道（CCH）用于传送信令或同步数据.分类（三大类）广播信道（BCH）公共控制信道（CCCH）专用控制信道（DCCH） 控制信道90特点：下行信道，传频率校正、同步及系统消息

58、分类（三种）：频率校正信道（FCCH）同步信道（SCH）广播控制信道（BCCH） 广播信道（BCH）91频率校正信道（FCCH），传送：移动台的频率校正信息向移动台传递频率校正信号，使移动台能调到相应的频率上。同步信道（SCH），传送同步信息：用于向移动台传送帧同步号，即TDMA帧号，同时也传送基站识别码BSIC。广播控制信道（BCCH），传送：用于向移动台传送所有小区的通用消息。如LAI、小区识别号、小区内允许MS最大输出功率、相邻小 区的BCCH载频等。 广播信道（BCH）功能92特点：系统内移动台共用分类：寻呼信道（PCH）随即接入信道（RACH）接入允许信道（AGCH） 公共控制信道（

59、CCCH）93寻呼信道用于在小区内寻呼移动台，是下行信道。PCH含有被叫移动台的号码信息，故只有相应的移动台才会响应。 随机接入信道是一个点对点的下行信道。当移动台经RACH申请到专用信道后，系统经AGCH将分配给该移动台的专用信道通知移动台。所以AGCH和RACH成对使用。 公共控制信道（CCCH）功能94特点：由基站分给某一特定的移动台专用分类：独立专用控制信道（SDCCH）非组合的SDCCH/8；与CCCH组合的SDCCH/4 专用控制信道（DCCH）慢速随路控制信道（SACCH）TCH/F随路控制信道（SACCH/TF）TCH/H随路控制信道（SACCH/TH）SDCCH/4 随路控制

60、信道（SACCH/C4）SDCCH/8 随路控制信道（SACCH/C8）快速随路控制信道（FACCH）TCH/F随路控制信道（FACCH/F）TCH/H随路控制信道（FACCH/H）95独立专用控制信道（SDCCH），双向，是一个点对点的双向信道，主要用于在移动台呼叫建立之前，即在使用TCH之前，传送系统信息：如登记和鉴权呼在此信道上进行。慢速随路控制信道（SACCH），双向，与一条业务信道或一条SDCCH联用；用于传送有关连接信息的点对点的双向连接数据信道。如传送服务小区及相邻小区的信号强度，移动台功率等级管理等信息。快速随路控制信道（FACCH）与一条业务信道联用，携带与SDCCH同样的信