《GSM协议栈原理》课件

GSM协议栈原理GSM协议栈是移动通信系统的重要组成部分，它定义了移动设备和网络之间通信的规则和标准。本课程将深入探讨GSM协议栈的各个层级，帮助您理解移动通信技术的核心原理。投稿人：GSM协议栈体系结构概述分层结构GSM协议栈采用分层结构，类似于OSI参考模型，将通信功能划分为七层，分别为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。层间协议各层之间通过协议进行交互，确保数据在不同层之间正确传输和处理，保证通信的可靠性和效率。功能划分每一层都负责特定的通信功能，例如物理层负责信号传输，数据链路层负责数据帧的传输，网络层负责路由和地址管理。物理层GSM物理层是协议栈中最底层，负责将数据转换成无线电信号并在移动设备与基站之间进行传输。物理层主要包含以下关键技术：物理信道：定义了数据传输的频率和带宽时分多址接入：将时间分割成多个时隙，每个用户使用不同的时隙进行通信扩频技术：将数据信号扩展到更宽的频带，提高抗干扰能力频率跳频：在不同的频率之间快速跳跃，以避免干扰和窃听调制解调技术：将数字信号转换为模拟信号，以便在无线电信道上传输数据链路层数据链路层负责将网络层数据封装成帧，并在无线信道上进行传输。该层主要负责以下功能：逻辑信道：将网络层数据分发到不同的逻辑信道，以便进行不同的应用。帧格式：定义帧结构，确保数据在传输过程中的完整性。差错控制：使用CRC校验码检测和纠正传输过程中的错误。流量控制：控制数据传输速率，防止网络拥塞。网络层移动性管理跟踪移动设备的位置，并为其分配网络资源。呼叫管理建立、维护和释放电话呼叫，连接用户。信令系统No.7用于在GSM网络中的不同节点之间传输控制信息。传输层传输层负责将数据从源设备传输到目标设备，并确保数据的可靠性和顺序性。传输层主要协议为**TCP**和**UDP**，它们提供了不同的数据传输方式，分别适用于不同的应用场景。会话层会话层提供端到端的用户数据传输服务。它负责建立、维护和释放会话连接，确保数据传输的可靠性和顺序性。会话层在GSM协议栈中起着关键作用，它为用户数据提供了一个稳定的传输通道，并负责处理数据传输过程中的各种问题，例如数据丢失、数据重复和数据乱序等。表示层数据压缩在GSM网络中，表示层负责对数据进行压缩，以提高传输效率。数据加密表示层还可以对数据进行加密，确保数据在传输过程中的安全性。应用层电话服务语音通话，视频通话，会议短信服务文本消息，彩信，移动互联网数据业务数据传输，移动互联网，数据业务GSM物理层概述1无线传输GSM物理层负责在无线信道上进行数据传输，使用无线电波进行信号传输。2信道编码为了提高传输可靠性，物理层使用信道编码技术对数据进行编码，增加冗余信息。3调制解调数据在传输之前需要进行调制，将数字信号转换成模拟信号，接收端再进行解调。物理信道传输方向上行链路：移动台到基站下行链路：基站到移动台物理信道类型广播信道：基站到所有移动台公共信道：移动台到基站专用信道：单个移动台到基站时分多址接入共享信道多个用户共享同一频率的无线信道。时间分割将信道的时间轴分成多个时隙，每个用户分配一个时隙。轮流传输用户在各自的时隙内发送数据，实现异步传输。扩频技术扩频技术通过将信号的带宽扩展到远大于信息带宽的方式，将信号“隐藏”在更宽的频率范围内，从而降低信号的功率谱密度，提高抗干扰能力。扩频技术还能提高保密性，防止信号被截获或干扰，因此常应用于军事通信、卫星通信等领域。频率跳频降低干扰概率增强保密性提高系统容量调制解调技术1调制将数字信号转换为模拟信号，以便通过无线信道传输。2解调将接收到的模拟信号转换为数字信号，以便进行处理和解码。3GMSKGSM采用高斯最小移频键控（GMSK）调制技术，具有良好的频谱效率和抗噪声性能。GSM数据链路层概述逻辑信道逻辑信道在物理信道之上进行数据传输，每个逻辑信道对应于一种特定类型的服务。SAPI和SAPSAPI定义了逻辑信道，SAP定义了逻辑信道与网络层之间的接口。LAPD协议LAPD负责管理逻辑信道的连接、数据传输和错误处理。帧格式和差错控制GSM数据链路层使用特定的帧格式来组织数据，并利用循环冗余校验码进行差错控制。逻辑信道概念逻辑信道是指GSM系统中用来传输数据的虚拟信道，它是基于物理信道建立的。分类逻辑信道可以分为控制信道和业务信道，控制信道用于控制和管理通信连接，业务信道用于传输语音、数据、短信等业务信息。特点逻辑信道具有透明性，即传输的数据不经过处理，方便不同业务类型的数据在信道上进行传输。SAPI和SAPSAPI服务访问点标识符（SAPI）是用于识别数据链路层服务访问点（SAP）的唯一标识符。SAP服务访问点（SAP）是数据链路层中的一个逻辑点，用于连接不同的协议层。LAPD协议数据链路层协议LAPD是一种用于GSM数据链路层的协议，负责管理无线信道并提供可靠的数据传输。帧格式和差错控制LAPD定义了帧格式和差错控制机制，确保数据在传输过程中完整性和可靠性。流量控制LAPD包含流量控制机制，避免网络拥塞和数据丢失。帧格式和差错控制帧格式GSM数据链路层采用帧结构传输数据，帧包含帧头、数据域和帧尾。差错控制采用循环冗余校验（CRC）码进行差错检测，并使用ARQ机制进行重传。GSM网络层概述1移动性管理负责移动终端在不同基站之间的切换，确保用户持续通话。2呼叫管理管理呼叫建立、接续和释放过程，包括寻呼、路由和资源分配。3信令系统No.7用于网络节点之间交换控制信息，实现网络功能的协调和管理。移动性管理位置更新移动台向网络注册其位置，以便网络知道如何与其通信。呼叫转移当移动台无法接听电话时，呼叫可以转移到另一个号码。切换在移动台漫游时，网络会将呼叫从一个基站切换到另一个基站。呼叫管理呼叫建立呼叫管理系统负责建立、维护和释放GSM网络中的语音和数据呼叫。呼叫路由通过网络层和传输层，呼叫管理系统将呼叫路由到正确的目的地。呼叫控制呼叫管理系统管理呼叫过程，例如呼叫等待、呼叫转移和会议呼叫。信令系统No.7信令系统No.7概述信令系统No.7是一个基于分组交换的网络，用于在GSM网络中传输控制信号。主要功能呼叫建立和拆除呼叫路由和管理移动性管理优点高可靠性和安全性灵活性和可扩展性GSM应用层概述用户接口应用层为用户提供与GSM网络的交互接口，例如拨打电话、发送短信、使用数据服务等。服务提供它负责提供各种GSM服务，包括电话、短信、数据、移动支付等，满足用户多样化的通信需求。安全机制应用层还包括安全机制，例如用户身份认证、加密和数据完整性保护，确保通信安全可靠。电话服务语音通话提供高质量的语音通话服务，支持多种通话类型，如普通通话、会议通话等。呼叫转移允许用户将呼叫转移到其他号码，方便用户在不同情况下接听电话。呼叫等待当用户正在通话时，如果有人拨打您的电话，则会提示呼叫等待，让您选择接听或忽略。短信服务短信服务是GSM网络提供的一种基本服务，允许用户在移动设备之间发送和接收短文本消息。SMS（ShortMessageService）是短信服务的缩写，它使用特定的协议和信道来传输短文本消息。GSM网络的全球互操作性使得短信服务能够跨越不同的运营商和国家边界。数据业务数据包接入GSM网络支持多种数据包接入技术，例如GPRS、EDGE、HSPA+等，为用户提供不同速率的数据服务。互联网接入用户可以通过数据业务访问互联网，获取各种信息，包括网页浏览、电子邮件、视频流等。数据共享用户可以通过数据业务共享数据，例如文件传输、照片分享、视频通话等。移动支付1移动支付简介移动支付是一种利用移动设备进行支付的方式，方便快捷，安全可靠。2GSM网络中的