【正文】 ， 其中包括移動終端（ MS） 和客戶識別卡 (SIM)。 ? 用戶終端更小、更輕便、功能更強 2022/5/25 中安 10 GSM網絡物理結構 2022/5/25 中安 11 MS MS BSS BSS MSC MSC OMC HLR VLR AUC EIR PDN PSTN ISDN Um接口 A接口 GCR GSM系統(tǒng) ?GSM系統(tǒng)主要由交換網絡子系統(tǒng) （ NSS） 、 無線基站子系統(tǒng) （ BSS） 和移動臺 （ MS） 三部分組成 。 ? GSM系統(tǒng)除了可以開放基本的話音業(yè)務外，還可以開放各種承載業(yè)務、補充業(yè)務以及與 ISDN相關的各種業(yè)務。 ?北京于 1994年開通 GSM 900M系統(tǒng)， 1998年開通DCS 1800M。GSM 系 統(tǒng) 原 理 2022/5/25 中安 1 介紹 ?本次講座是基礎培訓，旨在普及 GSM移動網的概念，為下一步的系列培訓奠定一些理論基礎。 2022/5/25 中安 5 GSM規(guī)范 ?1982 年 歐 洲 電 信 標 準 化 協(xié) 會 (ETSI) 開 始 研 究 GSM 規(guī) 范 ?1990 年 ETSI 推 出 GSM 規(guī) 范 階 段 I ?1994 年 ETSI 推 出 GSM 規(guī) 范 階 段 II， 將 DCS1800（又稱 GSM1800） 歸 入 其 中 ?1996 年 ETSI 推 出 GSM 規(guī) 范 階 段 II＋ 。 2022/5/25 中安 8 GSM系統(tǒng)的基本特點 ? GSM系統(tǒng)采用 FDMA/TDMA及跳頻的復用方式，頻率重復利用率較高，同時它具有靈活方便的組網結構，可滿足用戶的不同容量需求。 其中 NSS與 BSS之間的接口為 ” A” 接口 ，BSS與 MS之間的接口為 ” Um” 接口 。 2022/5/25 中安 14 2022/5/25 中安 15 TUP BSSAP MS BTS BTS BSC MSC/VLR PLMN PSTN ISDN PSPDN OMC HLR/AUC EIR MSC/VLR MAP Um Abis A 系統(tǒng)接口名稱 名稱 接口 Um MS—— BTS Abis BTS —— BSC A BSC —— MSC B MSC —— VLR C MSC —— HLR D VLR —— HLR E MSC —— MSC F MSC —— EIR G VLR —— VLR H HLR —— AUC 2022/5/25 中安 16 移動臺部分 ? 移動臺就是客戶設備部分 ， 它由兩部分組成 ， 移動終端 （ MS）和客戶識別卡 （ SIM） 。 ? 手機如未插 SIM卡 ， 可以進行緊急呼叫 112。 2022/5/25 中安 19 移動業(yè)務交換中心 MSC （ MOBILE SERVICE SWITCHING CENTER） ? MSC是移動網絡的核心，它實現(xiàn)移動用戶與其他網絡用戶之間的通信連接，為其服務區(qū)內的移動用戶提供交換和信令功能。 ? MSC具有完成呼叫接續(xù)與控制的功能 ， 與固定網交換中心相同 。 每個 MSC的 VLR容量為 40萬 ， 交換容量為 30萬 。 這個 MSC將查詢有關的 HLR， 并建立至移動臺當前所屬的 MSC的呼叫路由 。 ? 另有長途匯接局 4個： BJA1木樨園； BJA2長話； BJA3望京； BJA4魯古 。 VLR在物理實體上總是與 MSC一體，這樣可以盡量避免由于 MSC與 VLR之間頻繁聯(lián)系所帶來的接續(xù)時延。 2022/5/25 中安 29 歸屬位置寄存器 HLR （ HOME LOCATION REGISTER） ? 北京現(xiàn)網共運行 HLR 21個（ HLR1— 21），均為 I系列，容量各為 120萬用戶。這些鑒權信息和加密密鑰等均存放在 AUC中，因此， AUC是一個受到嚴格保護的數據庫。 2022/5/25 中安 32 操作維護中心 OMC (OPERATIONS amp。 ? OMC也可以作為進入更高一層管理網絡的關口設備。 2022/5/25 中安 35 BSS子系統(tǒng)簡介 ?BSS子系統(tǒng)的一般結構 ?BSS子系統(tǒng)的功能實體 ?BSS子系統(tǒng)的接口 2022/5/25 中安 36 BSS的一般結構 . 2022/5/25 中安 37 MS MS BSC BTS A 接口 Um 接口 BTS OMC_R TRAU Abis 接口 BSS的功能實體 ? 基站控制器－ BSC （ Base Station Controller ） ? 基站收發(fā)信機－ BTS （ Base Transceiver Station ） ? 碼變換器和速率適配單元－ TRAU ( Transcoding and rate Adaption Unit ) ? 無線子系統(tǒng)操作維護中心－ OMC_R（ Operations amp。 ? 根據 BSC的業(yè)務處理能力，一臺 BSC可以管理 256或384或 512個載頻。 ? 射頻部分負責基站無線信號的發(fā)射和接收、編碼和解碼。 2022/5/25 中安 54 2022/5/25 中安 55 2022/5/25 中安 56 DE34基站機柜頂部的射頻天線的連接端口圖 2022/5/25 中安 57 DE34基站機柜頂部連接端口 ? 如圖所示架頂，提供了出入 BTS的全部接口。GSM每話音信道的編碼速率為 13kbit/s ? 對無線信道實現(xiàn)前向的糾錯功能 ? 實現(xiàn)壞幀的檢測 ? 可用于話音質量檢測 ? 可用于無線鏈路狀態(tài)的監(jiān)視 ? 區(qū)分不同小區(qū)的信道請求消息，等等 2022/5/25 中安 59 交織與反交織 將需在無線信道上傳送的數據流按一定的規(guī)則進行重新排序，以避免在無線信道上引入突發(fā)性的誤碼段，提高信道編碼的功效。分集有空間分集、 頻率分集等。 GSM系統(tǒng)中承載信息的是電磁場的相位，即 調相方式 。 2022/5/25 中安 63 發(fā)信機 實現(xiàn)用戶基帶數據到射頻信號的轉換 ? 上變頻 ? 信號激勵 ? 功率放大 ? 功率控制 2022/5/25 中安 64 收信機 實現(xiàn)射頻信號到用戶基帶數據的轉換 ? 低噪聲放大 ? 下變頻 ? 信號激勵 ? 自動增益控制（ AGC） ? 信號場強提?。?RSSI） 2022/5/25 中安 65 天饋系統(tǒng) ? 實現(xiàn)射頻信號的合路與分路，控制帶外的雜散，實現(xiàn)網絡設計規(guī)定的扇區(qū)分布等。 ? TDMA（ Time Division Multiple Access） ， 用于數字移動通信和數字有線通信 （ 如 ISDN） 等多方面 。每幀包括 8個時隙（ TS0TS7），即 包含 8個物理信道。 每 2715648個 TDMA幀為一個超高幀 ，每一個超高幀又由 2048個超幀組成 ， 一個超幀的持續(xù)時間為， 而每個超幀又是由 51個 26復幀或 26個 51復幀組成 。這些邏輯信道有的用于呼叫接續(xù)階段，有的用于通信進行當中，也有的用于系統(tǒng)運行的全部時間內。 2022/5/25 中安 89 廣播信道 BCH (2) ? 頻率校正信道 （ FCCH） ： FCCH信道攜帶用于校正 MS頻率的消息 ， 它的作用是使 MS可以定位并解調出同一小區(qū)的其它信息 。 信息基本上包括小區(qū)的所有頻點 、 鄰小區(qū)的 BCCH頻點 、 LAI（ LAC+MNC+MCC） 、CCCH和 CBCH信道的管理 、 控制和選擇參數及小區(qū)的一些選項 。 在上行方向上由 RACH信道來傳送專用信道的請求消息 。 2022/5/25 中安 93 公共控制信道 CCCH (3) ? 小區(qū)廣播控制信道 （ CBCH） ：它用于廣播短消息和該小區(qū)一些公共的消息 （ 如天氣和交通情況 ） ， 它通常占用 SDCCH/8的第二個子信道 ， 下行信道 ， 點對多點傳播 。 2022/5/25 中安 95 專用控制信道 DCCH (1) （ DEDICATED CONTROL CHANNELS） 專用控制信道 DCCH (2) ? 慢速隨路控制信道 （ SACCH） ： SACCH是一種伴隨著 TCH和SDCCH的專用信令信道 。 2022/5/25 中安 96 專用控制信道 DCCH (2) ? 快速隨路控制信道 （ FACCH） ： FACCH信道與一個業(yè)務信道TCH相關 。因此要正確尋址，編號計劃就非常重要。 中國移動 GSM網為 135139，中國聯(lián)通 GSM網為 130131。 這個識別碼稱為國際移動用戶識別碼 （ IMSI） ， 用于 GSM移動通信網所有信令中 ， 存儲在客戶識別模塊 （ SIM） 、 HLR、 VLR中 。 由 2位數字組成 ， 用于識別移動客戶所歸屬的移動網 （ PLMN） 。 ? MSISDN=8613901300070 IMSI=460001369006123 2022/5/25 中安 104 臨時用戶識別碼（ TMSI） (TEMPORARY MOBILE SUBSCRIBER IDENTITY) ? 為安全起見，在空中傳送用戶識別碼時用 TMSI來代替 IMSI，因為 TMSI只在本地有效（即在該 MSC/VLR區(qū)域內），由 VLR為來訪的移動用戶在鑒權成功后分配，是一個 4字節(jié)的 BCD編碼。 2022/5/25 中安 106 移動臺漫游號碼（ MSRN） （ MOBILE STATION ROAMING NUMBER ） ? MSRN分配過程如下： 市話用戶通過公用交換電信網發(fā) MSISDN號至 GMSC、 HLR。一個 GSMPLMN中可以定義 65536個不同的位置區(qū)。 ?LAI=MCC+MNC+LAC 。 CI由 16比特組成，編碼容量為 65536。 NCC 由 3比特組成，編碼容量為 8。 2022/5/25 中安