华为-无线通信教程课件

MA000004GSM通信原理（BSC）ISSUE2.0参考资料BSS技术手册BSS性能描述手册BSS信令分析手册2目标学习完此课程，您将会：了解GSM发展简史熟悉GSM系统结构和相关接口熟悉GSM的区域定义以及识别号了解GSM的逻辑信道了解GSM系统的主要技术3第1章GSM移动通信概述第1节GSM发展简史第2节多址技术第3节频率复用技术51982年，GSM小组成立，主要目标定位于实现欧洲各国移动通信系统的互联互通1986年，在巴黎，对提出的八个建议系统进行现场试验1987年，确定采用频分双工－窄带时分多址（FDD-TDMA）、规则脉冲激励－长期预测话音编码（RPE-LTP）和高斯滤波最小频移键控（GMSK）调制1988年，十八个欧洲国家达成GSM谅解备忘录(MoU)1989年，GSM标准生效

PHASE1标准，主要定义了900M频段的技术标准 PHASE2标准，除了对PHASEI标准进行必要的修正和业务补充外，主要增加了1800M频段的技术标准 PHASE2＋标准，主要增加了GPRS部分的内容1991年，GSM系统在欧洲正式开通运行，移动通信跨入第二代1994年，GSM进入我国GSM发展简史6第1章GSM移动通信概述第1节GSM发展简史第2节多址技术第3节频率复用技术7频率时间FDMA频分多址FDMA各用户使用不同的频率9频率时间TDMA时分多址TDMA各用户使用不同的时隙10频率时间CDMA码码分多址CDMA各用户使用不同的正交代码序列11系统频点配置GSM900基站收：f1（n）＝890＋n×0.2MHz基站发：f2（n）＝f1（n）＋45MHzGSM1800基站收：f1（n）＝1710＋（n－511）×0.2MHz基站发：f2（n）＝f1（n）＋95MHzGSM系统频率资源13其它频段频率划分系统频段(MHz)带宽(MHz)频道号载频数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移动通信概述第1节GSM发展简史第2节多址技术第3节频率复用技术15GSM最基本的频率复用模式为4×3频率复用。“4”表示4个站点，“3”表示每个站点有3个小区，由这12个小区组成一个复用簇。同一复用簇中的各小区，使用的频率不同频率复用度：复用簇中小区的总数量189210465371112R小区复用模式174*3频率复用A1C1B1D1A2A3B2B3C2C3D2D3A1C1B1D1A2A3B2B3C2C3D2D3A1C1B1D1A2A3B2B3C2C3D2D3A1C1B1D1A2A3B2B3C2C3D2D3A1C1B1D1A2A3B2B3C2C3D2D3A1C1B1D1A2A3B2B3C2C3D2D318 所有有用信号 carrierC/I=

所有无用信号 interference=同频载干比：C/I≥9dB，工程中加3dB的余量，即C/I≥12dB邻频载干比：C/A≥－9dB，工程中加3dB的余量，即C/A≥－6dB

频率复用度越高，C/I值越大载干比的要求19第2章GSM系统结构与接口第1节GSM系统结构与功能第2节GSM主要接口21GSM系统结构GSM/GPRSBSSBTSBSCBTSBSCPCU

SMSsystemPSTNISDNInternet,IntranetMSC/VLRGMSCHLR/AUCSGSNCGBGGGSNGPRSBackboneOtherPLMNSS7NSSBSS22MS的功能

移动台（MS）由SIM卡与机身设备组成SIM卡上包含所有与用户有关的无线接口一侧的信息，也含有鉴权和加密实现的信息固化数据：IMSI、Ki、安全算法(A3、A8)

临时网络数据：TMSI、LAI、KC

业务相关数据：PIN(个人识别号)、PUK机身设备可以是手持机，车载台等23BSC的功能接口管理BTS的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25PCU的功能分组无线资源管理功能Gb接口处理功能G-Abis接口处理功能Pb接口处理功能26HLR的功能GSM系统的中央数据库其控制区域内所有移动用户的重要数据都存储在HLR中。包括用户识别号码，访问能力、用户类别和补充业务等数据，以及漫游移动用户所在MSC区域的有关动态数据29属于HLR的一个功能单元部分，专用于GSM系统的安全性管理存储鉴权信息和加密密钥，防止无权用户接入系统和防止无线接口中数据被窃AUC的功能30EIR的功能存储移动设备的国际移动设备识别码(IMEI)，通过核查三种表格（白名单、灰名单、黑名单）使得网络具有防止无权用户接入、监视故障设备的运行和保障网络运行安全的功能。白名单：准许使用灰名单：出现故障需监视黑名单：失窃不许使用31第2章GSM系统结构与接口第1节GSM系统结构与功能第2节GSM主要接口32A接口、Abis接口和Um接口其中，A接口、Um接口为开放式接口BTSBSCMSCUm接口Abis接口A接口MSBSS侧主要接口33网路子系统（NSS）与基站子系统（BSS）之间的通信接口物理链路采用标准的2.048Mb/sPCM数字传输链路传输话音和七号信令传递的信令包括移动台管理、基站管理、移动性管理、接续管理等A接口34基站控制器(BSC)和基站收发信台(BTS)之间的通信接口物理链路采用标准的2.048Mb/s数字传输链路采用LAPD协议Abis接口35移动台与基站收发信台(BTS)之间的无线通信接口物理链路为无线链路采用LAPDm协议传递的信令包括无线资源管理，移动性管理和接续管理等Um接口36NSS内部接口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移动通信概述第2章GSM系统结构与接口第3章GSM移动区域与编号计划第4章无线逻辑信道第5章GSM系统技术介绍38第3章GSM移动区域与编号计划第1节GSM区域定义第2节编号计划39

PLMN区

PLMN区......服务区MSC区MSC区位置区位置区小区小区GSM区域定义40第3章GSM移动区域与编号计划第1节GSM区域定义第2节编号计划41IMSI是GSM系统分配给移动用户(MS)的唯一的识别号采取E.212编码方式存储在SIM卡、HLR和VLR中，在无线接口及MAP接口上传送

IMSI分配原则：最多包含15个数字(0-9)

例:4668IMSI42Notmorethan15digits3digits2digitsIMSIMCCMNCMSINNMSIMCC：移动国家码，三个数字，如中国为460MNC：移动网号，两个数字，如中国移动的MNC为00MSIN：在某一PLMN内MS唯一的识别码NMSI：在某一国家内MS唯一识别码IMSI43TMSI是为了加强系统的保密性而在VLR内分配的临时用户识别，在某一VLR区域内与IMSI唯一对应TMSI分配原则：包含四个字节，可以由八个十六进制数组成，其结构可由各运营部门根据当地情况而定TMSI44MSISDN是指主叫用户为呼叫GSMPLMN中的一个移动用户所需拨的号码，作用同于固定网PSTN号码采取E.164编码方式存储在HLR和VLR中，在MAP接口上传送

例：MSISDN45CC：CountryCode，国家码，如中国为86NDC：NationalDestinationCode，国内接入号，如139、130等等SN：SubscriberNumberMSISDN的一般格式为86-139-H0H1H2H3ABCDCCNDCSNNational(significant)MobilenumberMobilestationinternationalISDNnumberMSISDN46编码格式为：CC+NDC+LSPCC、NDC含义同MSISDN的规定,LSP(locallysignificantpart)由运营者自己决定E.164编码方式目前在网上MSC与VLR都是合一的，所以MSC-Number与VLR-Number基本上都是一样的MSC-Number/VLR-Number47采取E.164编码方式编码格式为：CC+NDC+H1H2H30000，即为用户号为全零的MSISDNCC，NDC含义同MSISDN的规定

HLR-Number48MCC：MobileCountryCode，移动国家码，中国为460MNC：MobileNetworkCode，移动网号，两个数字，如中国移动的MNC为00LAC：LocationAreaCode，是2个字节长的十六进制码，0000与FFFE不能使用例:460008C90在检测位置更新时，要使用位置区识别LAI，寻呼移动台是以LAI为单位进行LocationAreaIdentificationMCCMNCLACLAI49CGI是所有GSMPLMN中小区的唯一标识，是在位置区识别LAI的基础上再加上小区识别CI构成的编码格式为LAI+CI：CI：CellIdentity,是2个字节长的十六进制码，可由运营部门自定例：4600017A728FDCGI50NCC--PLMN色码(取值0—7)

,用来唯一地识别相邻国家不同的PLMN。相邻国家要具体协调NCC的配置BCC--BTS色码(取值0—7)

,用来唯一地识别采用相同载频、相邻的、不同的BTS

用于移动台识别相邻的、采用相同载频的、不同的基站收发信台（BTS），特别用于区别在不同国家的边界地区采用相同载频的相邻BTS基站识别色码BSICNCCBCCBSIC51TAC----型号批准码，由欧洲型号批准中心分配FAC----最后装配码，表示生产厂家或最后装配所在地，由厂家进行编码SNR----序号码。这个数字的独立序号码唯一地识别每个TAC和FAC的每个移动设备SP------备用,为0

例：4935IMEI唯一地识别一个移动台设备，用于监控被窃或无效的移动设备,☆#06#为查询代码IMEI（15位数字）TACSPFACSNR6个数字2个数字6个数字1个数字IMEI52第1章GSM移动通信概述第2章GSM系统结构与接口第3章GSM移动区域与编号计划第4章GSM无线逻辑信道第5章GSM系统技术介绍53第4章GSM无线逻辑信道第1节时隙和帧结构第2节逻辑信道分类第3节逻辑信道组合54频率200kHzBP15/26ms隙缝时间帧和信道时隙和帧结构558bit41同步bit36加密bit3bit68.25bit尾比特尾比特保护间隔数据

接入突发脉冲序列(AB)：用于MS初始化接入。3bit142bit3bit8.25bit尾比特尾比特保护间隔数据

频率校正突发脉冲序列(FB)：用于MS与BTS之间的频率同步。3bit39加密bit39加密bit3bit8.25bit尾比特尾比特保护间隔数据数据64同步bit

同步突发脉冲序列(SB)：用于MS与BTS之间的定时同步。时隙和帧结构563bit57加密bit57加密bit3bit8.25bit尾比特尾比特保护间隔数据数据26bit11训练序列偷帧标志普通突发脉冲序列(NB)：用于携带业务信道和除RACH之外的控制信道上的信息。3bit142调制bit3bit8.25bit尾比特尾比特保护间隔虚拟突发脉冲序列(DB)：用于BTS在无信息下发的时隙发送填充帧。时隙和帧结构57时隙和帧结构58第4章GSM无线逻辑信道第1节时隙和帧结构第2节逻辑信道分类第3节逻辑信道组合59

GSM900和GSM1800具有相同的逻辑信道划分逻辑信道分类广播控制信道(BCCH)控制信道通用控制信道(CCCH)话音信道

(TCH)FCCHSCHBCCHTCH/FAGCHRACHSDCCHFACCHSACCHTCH/HTCH/9.6F

TCH/4.8F,H

TCH/2.4F,HPCH通用信道

(CCH)专用信道

(DCH)逻辑信道60FCCHSCHBCCHPCHAGCHBCCHCCCH通用信道SDCCHSACCHFACCHTCH/FTCH/HDCCHTCH专用信道下行逻辑信道61RACHCCCH通用信道SDCCHSACCHFACCHTCH/FTCH/HDCCHTCH专用信道上行逻辑信道62搜寻频率校正脉冲搜寻同步脉冲解读系统消息侦听寻呼消息发送接入脉冲信令信道分配呼叫建立话音信道分配通话呼叫释放FCCHSCHBCCHPCHRACHAGCHSDCCHSDCCHTCHFACCH逻辑信道作用举例关机状态空闲状态专用模式空闲状态63第4章GSM无线逻辑信道第