GSM系统的帧结构ppt课件
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通信原理GSM系统构成教学课件PPT
•（3）拜访位置寄存器（VLR） （4）鉴权中心（AUC）
•（5）设备识别寄存器（EIR） （6）操作与维护中心（OMC）
MSC的功能
MSC 从 三 种 数 据 库 —— 归 属 位 置 寄 存 器 （HLR）、拜访位置寄存器（VLR）和鉴权 中心（AUC）中取得处理用户呼叫请求所需 的全部数据，同时MSC根据其最新数据更新 数据库。 MSC为用户提供一系列服务： 电信业务，如：电话、传真、紧急呼叫； 承载业务； 补充业务，如：呼叫转移、呼叫限制、会 议电话。
GSM的主要特点之二
3. 话音质量好： 鉴于数字传输技术的特点以及GSM规范中有 关空中接口和话音编码的定义，在门限值 以上，话音质量总是可以达到相应的水平 而与无线传输质量无关。
4. 接口开放： GSM标准提供的开放性接口，如Um接口和A 接口。
GSM的主要特点之三
5. 安全性保密性好： 通过鉴权、加密和TMSI号码的使用，达到安全的目的。 鉴权是用来证实用户的入网权利，从网络向MS发送一个质 疑信号，然后MS端的SIM卡按照其密钥计算出一个签字响 应发回鉴权中心，该密钥也存在于网络中，网络鉴权中心 比较两个签字响应，若一致则通过，否则取消。 加密用于空中接口，由SIM卡和网络AUC的密钥决定。TMSI 是一个由业务网络给用户制定的临时识别号，以防止有人 跟踪而泄露其地理位置。
鉴权中心AUC的功能
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。鉴权中心（AUC）存储 着鉴权信息与加密密钥，用来进行用户鉴 权及对无线接口上的话音、数据、信令信 号进行加密，防止无权用户接入和保证移 动用户通信安全。
移动设备识别寄存器EIR的功能
• EIR存贮着移动设备的国际移动设备识别号 （IMEI），通过核查白色清单、黑色清单、 灰色清单这三种表格，分别列出准许使用、 出现故障需监视、失窃不准使用的移动设 备识别号（IMEI）。
•（5）设备识别寄存器（EIR） （6）操作与维护中心（OMC）
MSC的功能
MSC 从 三 种 数 据 库 —— 归 属 位 置 寄 存 器 （HLR）、拜访位置寄存器（VLR）和鉴权 中心（AUC）中取得处理用户呼叫请求所需 的全部数据，同时MSC根据其最新数据更新 数据库。 MSC为用户提供一系列服务： 电信业务，如：电话、传真、紧急呼叫； 承载业务； 补充业务，如：呼叫转移、呼叫限制、会 议电话。
GSM的主要特点之二
3. 话音质量好： 鉴于数字传输技术的特点以及GSM规范中有 关空中接口和话音编码的定义，在门限值 以上，话音质量总是可以达到相应的水平 而与无线传输质量无关。
4. 接口开放： GSM标准提供的开放性接口，如Um接口和A 接口。
GSM的主要特点之三
5. 安全性保密性好： 通过鉴权、加密和TMSI号码的使用，达到安全的目的。 鉴权是用来证实用户的入网权利，从网络向MS发送一个质 疑信号，然后MS端的SIM卡按照其密钥计算出一个签字响 应发回鉴权中心，该密钥也存在于网络中，网络鉴权中心 比较两个签字响应，若一致则通过，否则取消。 加密用于空中接口，由SIM卡和网络AUC的密钥决定。TMSI 是一个由业务网络给用户制定的临时识别号，以防止有人 跟踪而泄露其地理位置。
鉴权中心AUC的功能
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。鉴权中心（AUC）存储 着鉴权信息与加密密钥，用来进行用户鉴 权及对无线接口上的话音、数据、信令信 号进行加密，防止无权用户接入和保证移 动用户通信安全。
移动设备识别寄存器EIR的功能
• EIR存贮着移动设备的国际移动设备识别号 （IMEI），通过核查白色清单、黑色清单、 灰色清单这三种表格，分别列出准许使用、 出现故障需监视、失窃不准使用的移动设 备识别号（IMEI）。
《GSM系统的结构》课件
GSM系统具有全球通用性、 覆盖范围广和通信质量高 等特点，为用户提供了便 利和高效的通信服务。
未来GSM系统将注重提高通 信速度、增加容量和提升网 络安全等方面的发展。
总结
1 GSM系统的重要性及 2 GSM系统的发展历程 3 GSM系统的主要特点
应用价值
及未来趋势
及优势
GSM系统在现代通信中起 到至关重要的作用，促进 了全球通信的发展。
GSM系统经历了多年的发 展，未来将继续发展新的 无线技术和应用领域。
物理层负责无线信号的传输；数 据链路层负责数据的传输和错误 检测等。
GSM系统的安全机制
1
GSM系统的安全机制简介
GSM系统采用加密算法和身份验证等安全机制，确保通信内容不被窃听和篡改。
2
GSM系统的加密算法
GSM使用A5家族的加密算法，包括A5/系统的身份验证方式
移动设备通过与基站建立连接，实现与其他设备的通信，包括语音通话和短信交互。
GSM系统的通信协议
GSM系统的通信协议简介
GSM系统的通信协议是一组规定 了通信格式和协议的标准，确保 不同设备之间的互通。
通信协议的分层结构
各层协议的功能及作用
通信协议分为物理层、数据链路 层、网络层和应用层等不同层级， 每层负责不同的功能。
GSM系统通过SIM卡中的密钥和设备识别码进行身份验证，确保通信安全。
GSM系统的未来发展
GSM系统的无线技术发 展趋势
GSM系统将继续发展新的无 线技术，如5G和物联网，以 满足不断增长的通信需求。
GSM系统未来的应用领 域
未来GSM系统将应用于更多 领域，如智能交通、智能家 居和工业控制等。
GSM系统的未来发展方 向
《GSM系统》PPT课件
• 射频接收部分完成两个载波的射频信号分路、接收分
集、射频跳频以及解调等功能。
精选ppt
20
无线子系统
（3）射频前端子系统
• 射频前端子系统通过CBUS3总线与DTMU通信，完成 多载波合路输出、收发信号双工、前端低噪声放大器 增益控制、支持在线软件升级等功能。
（4）天馈子系统
• 天馈子系统的主要功能是作为射频信号发射和接收的 通道，由天线、馈线、跳线和塔顶放大器等组成。
• HLR中的用户位置信息由移动用户当前所在区域的 VLR提供，用于为呼叫该用户时提供路由，因此 HLR中存储的用户位置信息是经常更新的。
精选ppt
15
5.1.1 概述
• AUC存储着移动用户的鉴权信息和加密密钥， 是为了防止非授权用户接入系统和防止无线 接口中数据被窃。
• EIR存储着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）使得网络具有防止非授权用 户设备接入、监视故障设备的运行和保障网 络运行安全的功能。
• 运营支持子系统OSS是仅提供给负责GSM网络业务 设备运营公司的一个子系统，该子系统用来支持 GSM网络的运营及维护。
精选ppt
7
5.1.1 概述
• OSS主要功能包括3个方面：
(1)维护特定区域中所有的通信硬件和网络操作； (2)管理所有收费过程； (3)管理网络中的所有移动设备。
• OSS支持一个或多个操作维护中心(OMC) • OMC管理网络中的所有MS、BTS、BSC和MSC的
精选ppt
13
5.1.1 概述
• VLR叫访问位置寄存器
• VLR存储着进入其控制区域内已登记移动用户的相关 信息，为已登记的移动用户提供建立呼叫接续的必 要条件。
GSM基础知识.ppt
－ 15 －
第一章 GSM系统概况
第二节 GSM网络结构概述
三、接口介绍
内部资料 注意保密
图1-4 GSM网络接口图
5、Base Station Controller（基站控制器)
是基站收发台和移动交换中心之间的连接点，也为基站收
发台和操作维修中心之间交换信息提供接口。它同时具有对各种
信道的资源管理、操作维护、观察测量和统计、功率控制、切换
等功能。
－ 12 －
第一章 GSM系统概况
内部资料 注意保密
6、Transcoder Submultiplexer（编解码/复用器)
－ 11 －
第一章 GSM系统概况
内部资料 注意保密
4、Base Transceiver Station（基站收发信台 ）
提供GSM网络无线信号的覆盖。其组成包括：天线、无线 信号发送和接收设备、信号处理设备等。它由基站控制器（BSC） 控制，用于接收来自移动台的信号，并通过它发送信号给移动台, 从而完成BSC与无线信道之间的信号转换。
－8－
第一章 GSM系统概况
第二节 GSM网络结构概述
一、GSM结构介绍
内部资料 注意保密
NMS
COMPUTER NETWORK
BSC
TC
DX 200
HLR/ACU/EIR
MSC/VLR
BSS
NSS
图1-3 GSM网络结构图
PSTN
－9－
第一章 GSM系统概况
内部资料 注意保密
补充业务。
－ 13 －
第一章 GSM系统概况
内部资料 注意保密
8、 Visitor Location Register（访问用户位置寄存器）
第一章 GSM系统概况
第二节 GSM网络结构概述
三、接口介绍
内部资料 注意保密
图1-4 GSM网络接口图
5、Base Station Controller（基站控制器)
是基站收发台和移动交换中心之间的连接点，也为基站收
发台和操作维修中心之间交换信息提供接口。它同时具有对各种
信道的资源管理、操作维护、观察测量和统计、功率控制、切换
等功能。
－ 12 －
第一章 GSM系统概况
内部资料 注意保密
6、Transcoder Submultiplexer（编解码/复用器)
－ 11 －
第一章 GSM系统概况
内部资料 注意保密
4、Base Transceiver Station（基站收发信台 ）
提供GSM网络无线信号的覆盖。其组成包括：天线、无线 信号发送和接收设备、信号处理设备等。它由基站控制器（BSC） 控制，用于接收来自移动台的信号，并通过它发送信号给移动台, 从而完成BSC与无线信道之间的信号转换。
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第一章 GSM系统概况
第二节 GSM网络结构概述
一、GSM结构介绍
内部资料 注意保密
NMS
COMPUTER NETWORK
BSC
TC
DX 200
HLR/ACU/EIR
MSC/VLR
BSS
NSS
图1-3 GSM网络结构图
PSTN
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第一章 GSM系统概况
内部资料 注意保密
补充业务。
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第一章 GSM系统概况
内部资料 注意保密
8、 Visitor Location Register（访问用户位置寄存器）
《GSM系统》PPT课件_OK
相关信息，比如，当我们的手机已经欠费时，这个欠费的信息将会影 响到我们无法继续使用手机打电话。 • 实际上，既然AUC存储着许多同用户安全方面的相关信息，所以AUC 是HLR的一个组成模块
2021/8/20
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色三种清单进行对照，在表格中分
第3章 GSM系统
别列出准许使用的、失窃不准使用
的、出现异常需要监视的移动设备
2021/8/20
13
第3章 GSM系统
MSC通常是一个相当大的数字程控交换机，能控制若干个基站控制器 (BSC)。目前一个典型的移动交换中心有8～12个机架，大约能满足一个百
万人口的省会城市的要求，使其移动通信的普及率达到中等程度。 对于容量比较大的移动通信网，一个网络子系统(NSS)可包括若干个 MSC、VLR和HLR。 案例1：固化呼叫移动 当固定用户呼叫GSM移动用户时，无需知道移动用户所处的位置，此
kb/s的规则脉冲激励长期线性预测
编码。
(10) 分集接收：跳频每秒217跳，
2021/8/20
5
可以开放各种承载业第务3、章补充GS业M务系和统与ISDN相关的业务。 (3) GSM系统抗干扰能力强，覆盖区域内的通信质量高。 (4) GSM系统具有加密和鉴权功能，能确保用户保密和网 络安全。 (5) GSM系统具有灵活和方便的组网结构，频率重复利用 率高。 (6) GSM系统容量大、通语音质好。
置信息的功能。
我记得小时候看电影时国民党军队打了败仗，总有一个军长或司令拿起 电话机呼呼呼地摇动电话然然后恶狠狠地对电话那头的人说：“给我接 XXX！”然后镜头一转，一个女兵将一个插头从一个设备的孔中拔出， 插到另一个孔里就开始通话了。
原来搞不清楚是为什么，我们平时打电话拨完号后就可以直接通话了， 怎么还要别人转接呢？现在搞清楚了，那个女兵就是接线员。她的工作 就是将电话的两个用户线路接通（专业术语叫：接续）。
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色三种清单进行对照，在表格中分
第3章 GSM系统
别列出准许使用的、失窃不准使用
的、出现异常需要监视的移动设备
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第3章 GSM系统
MSC通常是一个相当大的数字程控交换机，能控制若干个基站控制器 (BSC)。目前一个典型的移动交换中心有8～12个机架，大约能满足一个百
万人口的省会城市的要求，使其移动通信的普及率达到中等程度。 对于容量比较大的移动通信网，一个网络子系统(NSS)可包括若干个 MSC、VLR和HLR。 案例1：固化呼叫移动 当固定用户呼叫GSM移动用户时，无需知道移动用户所处的位置，此
kb/s的规则脉冲激励长期线性预测
编码。
(10) 分集接收：跳频每秒217跳，
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可以开放各种承载业第务3、章补充GS业M务系和统与ISDN相关的业务。 (3) GSM系统抗干扰能力强，覆盖区域内的通信质量高。 (4) GSM系统具有加密和鉴权功能，能确保用户保密和网 络安全。 (5) GSM系统具有灵活和方便的组网结构，频率重复利用 率高。 (6) GSM系统容量大、通语音质好。
置信息的功能。
我记得小时候看电影时国民党军队打了败仗，总有一个军长或司令拿起 电话机呼呼呼地摇动电话然然后恶狠狠地对电话那头的人说：“给我接 XXX！”然后镜头一转，一个女兵将一个插头从一个设备的孔中拔出， 插到另一个孔里就开始通话了。
原来搞不清楚是为什么，我们平时打电话拨完号后就可以直接通话了， 怎么还要别人转接呢？现在搞清楚了，那个女兵就是接线员。她的工作 就是将电话的两个用户线路接通（专业术语叫：接续）。
GSM系统的帧
GSM系统的帧GSM Radio ChannelStructureTimeslot and Frame structureNormal Burst Structures1 super high frame = 2048 super frame = 2715648 TDMA frame一个TDMA帧含有8个时隙(TS), 持续时间为4.615 ms(120/26 ms)。
每个TDMA帧都要有TDMA帧号。
这是因为GSM系统的保密特性是通过在发送信息前对信息进行加密实现的, 而计算加密序列的算法是以TDMA帧号为一个输入参数, 因此每一帧都必须要有一个帧号。
有了TDMA帧号, 移动台就可以判断控制信道(TS0)对应的是哪一类逻辑信道了。
FIGURE 12. Bursts of the GSM TDMA procedureTDMA 帧号是以2715648个TDMA 基本帧的持续时间为周期循环编号的, 因此帧号的范围是从0~2715647, 记为FN(Frame Number)。
每2715648个TDMA 帧为一个超高帧(Hyper frame)。
超高帧是持续时间最长的TDMA 帧结构, 可以用作加密和跳频的最小周期, 其持续时间为3小时28分53秒760毫秒(3h28min53s760ms 或12533.76 s)。
每一个超高帧又可分为2048个超帧(Supper frame), 一个超帧的持续时间为6.12s, 是最小的公共复用时帧结构。
每个超帧又是由复帧(Multi frame)组成的。
为了满足不同速率的信息传输的需要, 复帧又分成两种类型:2. TDMA 时隙(TS, Time Slot)和突发(Burst)在TDMA 系统中, 典型的时隙结构(或称突发结构)通常包括五种组成序列: 信息、同步、控制、训练和保护。
其原因是: 信息序列是通信真正要传输的有用部分; 为了便于接收端的同步, 在每个时隙中要加入同步序列; 为了便于控制信息和信令信息的传输, 在每个时隙中要专门划分出控制序列; 为了便于接收端利用均衡来克服多径引起的码间干扰, 在时隙中要插入自适应均衡器所需的训练序列; 上行链路的每个时隙中要留出一定的保护间隔(即不传输任何信号), 即每个时隙中传输信息的时间要小于时隙长度, 这样可以克服因移动台与基站间距离的随机变化而引起移动台发出的信号到达基站接收机时刻的随机变化,Figure 2. Organization of bursts, TDMA frames, and multiframes for speech and data从而保证不同移动台发出的信号, 在基站处都能落在规定的时隙内, 而不会出现重叠现象。
《GSM系统》课件
GSM系统的推广和应用浅析
GSM系统的推广和应用涉及多个方面，包括技术发展、市场需求、政策支持等，需要综合考虑和推动。
GSM系统的相关技术
GSM系统涉及多种技术，包括频谱分配、调制解调、信道编码、数据压缩等， 保证通信的可靠性和效率。
GSM系统的重要标准和规范
GSM系统的运作依赖于一系列重要的标准和规范，确保各个厂商的设备能够互操作和兼容。
GSM系统与其他移动通信标准 的比较
GSM系统与其他移动通信标准进行比较，包括CDMA、TDMA等，各有优势 和适用场景。
GSM系统中的优点和ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ点
GSM系统的优点包括全球通用、语音质量好、网络覆盖广等；缺点包括数据传输速度较慢、容量限制等。
GSM系统对移动通信的影响
GSM系统的推出对移动通信产生了重大影响，推动了移动通信技术的发展和 普及，改变了人们的生活和工作方式。
GSM系统的未来发展趋势
GSM系统将继续发展和演进，提高数据传输速度、增加网络容量、支持更多新技术和服务，满足用户对移动 通信的多样化需求。
GSM系统中的短信服务
GSM系统提供短信服务，允许用户发送和接收短信，快捷方便地进行沟通和信息交流。
GSM系统中的数据业务
GSM系统支持数据业务，包括传真、数据传输和互联网接入，满足用户对更多信息和功能的需求。
GSM系统的卫星移动电话服务
GSM系统还可以通过卫星提供移动电话服务，为偏远地区和航空航海等特定 场景提供通信能力。
GSM系统的历史发展
GSM系统起源于1980年代，经过多年的发展成为目前最广泛使用的移动通信标准之一。
GSM系统的基本架构
GSM系统由无线接入网络和核心网络组成，无线接入网络包括基站子系统和 移动台，核心网络包括移动交换中心和各种支持节点。
GSM__帧结构
3
帧结构概念
帧：GSM空中接口的物理通道以帧为单位，一帧的长度为4.615ms，包 含8个时隙，每个时隙的长度为0.577ms，每个时隙包含156.25bit，相当 于可以承载156.25bit的数据。 TDMA帧：由于GSM空中接口采用TDMA多址接入方式，帧又称为TDMA 帧。TDMA帧中的时隙都有编号TN，从0编号到7。在基站侧，上行 TDMA帧比下行TDMA帧固定落后3个时隙。每个TDMA帧也有编号FN， 以3h28min53s760ms（2715648个TDMA帧）为周期循环编号。
帧结构
1 1
内容提要
接口与协议 帧结构
逻辑信道的种类与功能
突发脉冲序列
逻辑信道与物理信道之间的对应关系
2
接口与协议
接口：两个相邻实体之间的连接点，包括用户接口与系统接口。系统接口 是通信网络内部各个模块之间以及通信网络之间的接口，用户接口是通信 网络与用户设备之间的接口。 协议：两个实体通过接口传递特定的信息流，而这种信息流需要按照一定 的格式表达，这样接口双方才能理解，这些格式的定义称为协议。 空中接口：移动通信系统中基站与用户终端之间的接口，可以看作是用户 接口。空中接口采用无线电波传递信息，所以空中接口又称为无线接口 （Um接口）。
14
GSM Burst ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱypes
15
26-Frame Multiframe – Traffic Channel
16
TCH Multiframe
Downlink
0
T T T T T T T T T T T T
12
SACCH T T T T T T T T T T
25
T N
KEY
GSM系统物理层帧结构
复帧
•
26业务信道复帧：包含26个TDMA帧，时间间隔为 120MS,用于TCH、SACCH、FACCH。有12个突发序 列的业务信息、一个突发序列的SACCH控制信息，12 个突发序列的业务信息和一个空闲帧（IDLE）。
•
51控制信道复帧：包含51个TDMA帧，时间间隔约为 235.365MS ，可分为复合复帧和非复合复帧。
TCH SACCH/T FACCH
1
2
3
2044
2045
2046
2047
BCCH CCCH SDCH
1超 帧 = 1326 T DMA 帧 （ 6.12 秒 ） 0 0 1 2 1 3 47 48 24 49 25 50
1复 帧 = 26 T DMA 帧 （ 120ms ） 0 1 24 25 0
1复 帧 = 51 T DMA 帧 （ 3060/13ms ) 1 49 50
固 定比 特 142
GP: 保护期
训 练序 列 64 信 息比 特 36
1 T DMA 帧 = 8 时 隙（ 120/26 = 4.615ms ） 0 1 2 3 4 5 6 7
1时 隙 = 156.25 比 特 持 续期 （ 15 / 26 ms ） 常 规突 发 序列 （ NB ） 频 率校 准 突 发序 列 （ FB ） 同 步突 发 序列 （ SB ） 接 入突 发 序列 （ AB ） TB 3 TB 3 TB 3 TB 8 加 密信 息 比特 39 同 步序 列 41 加 密信 息 比特 58 训 练序 列 26 加 密信 息 比特 58 TB 3 TB 3 加 密信 息 比特 39 TB 3 GP 68.25 TB 3 GP 8.25 GP 8.25 GP 8.25 T B:尾 比特
GSM系统的帧结构PPT课件
•5
逻辑信道
• 逻辑信道是根据BTS与MS之间 传递的信息种类的不同而定义的 不同逻辑信道，这些逻辑信道映 射到物理信道上传送
•6
逻辑信道
•逻辑信道又分为：
• 业务信道（TCH）：用于传送编码后的话音 或用户数据 • 控制信道（CCH）：用于传送信令或同步数 据。根据所需完成的功能，控制信道分为广播、 公共及专用三种控制信道。
➢ 频率校正信道（FCCH）：传输供移动台校正工作频 率的消息
➢ 同步信道（SCH）：携载MS帧同步和对基站BTS进行 识别的信息（BSIC）
➢ 广播控制信道（BCCH）：该信道广播BTS的一般信息。 如位置区的标志(CGI) 、公共控制信道CCCH号码以及是 否与独立专用信道（SDCCH)相组合等信息，移动台依 此读有关此小区的通用信息。每个基站收发信台中总有 一个收发信机含有此信道，以向移动台广播系统信息
频率
200kHz
BP 15/26ms
隙缝
时间 •3
物理信道与逻辑信道 • 按信道性能分：GSM中的信道
分为物理信道和逻辑信道
•4
物理信道
•物理信道:GSM的无线接口采用TDMA接入方 式，即在一个载频上按时间划分8个时隙构成 一个TDMA帧，每个时隙称为一个物理信道。 每个用户按指定载频和时隙的物理信道接入系 统并周期性地发送和接收突发脉冲序列。完成 无线接口上的信息交互。
•7
GSM的业务信道
业务信道（TCH）传输数字话音或数据： • 语音业务信道 ➢ TCH/FS：全速率话音业务信道22.8kb/s ➢ TCH/HS：半速率话音业务信道11.4kb/s • 数据业务信道 ➢ TCH/F9.6：9.6kbit/s全速率数据业务信道 ➢ TCH/F4.8：4.8kbit/s全速率数据业务信道 ➢ TCH/H4.8：4.8kbit/s半速率数据业务信道 ➢ TCH/F2.4：2.4kbit/s全速率数据业务信道 ➢ TCH/H2.4：2.4kbit/s半速率数据业务信道
逻辑信道
• 逻辑信道是根据BTS与MS之间 传递的信息种类的不同而定义的 不同逻辑信道，这些逻辑信道映 射到物理信道上传送
•6
逻辑信道
•逻辑信道又分为：
• 业务信道（TCH）：用于传送编码后的话音 或用户数据 • 控制信道（CCH）：用于传送信令或同步数 据。根据所需完成的功能，控制信道分为广播、 公共及专用三种控制信道。
➢ 频率校正信道（FCCH）：传输供移动台校正工作频 率的消息
➢ 同步信道（SCH）：携载MS帧同步和对基站BTS进行 识别的信息（BSIC）
➢ 广播控制信道（BCCH）：该信道广播BTS的一般信息。 如位置区的标志(CGI) 、公共控制信道CCCH号码以及是 否与独立专用信道（SDCCH)相组合等信息，移动台依 此读有关此小区的通用信息。每个基站收发信台中总有 一个收发信机含有此信道，以向移动台广播系统信息
频率
200kHz
BP 15/26ms
隙缝
时间 •3
物理信道与逻辑信道 • 按信道性能分：GSM中的信道
分为物理信道和逻辑信道
•4
物理信道
•物理信道:GSM的无线接口采用TDMA接入方 式，即在一个载频上按时间划分8个时隙构成 一个TDMA帧，每个时隙称为一个物理信道。 每个用户按指定载频和时隙的物理信道接入系 统并周期性地发送和接收突发脉冲序列。完成 无线接口上的信息交互。
•7
GSM的业务信道
业务信道（TCH）传输数字话音或数据： • 语音业务信道 ➢ TCH/FS：全速率话音业务信道22.8kb/s ➢ TCH/HS：半速率话音业务信道11.4kb/s • 数据业务信道 ➢ TCH/F9.6：9.6kbit/s全速率数据业务信道 ➢ TCH/F4.8：4.8kbit/s全速率数据业务信道 ➢ TCH/H4.8：4.8kbit/s半速率数据业务信道 ➢ TCH/F2.4：2.4kbit/s全速率数据业务信道 ➢ TCH/H2.4：2.4kbit/s半速率数据业务信道
GSM数字移动通信系统介绍(PPT 83页)
和预处理，传送给MSC处理。 *切换：小区内、小区间、外部切换 *移动管理：由MSC/HLR/VLR和MS共同完成 *呼叫控制：由MSC/VLR/HLR完成 *安全特性：用户数据密钥管理、用户识别、信令信息保密、
用户鉴权
三、GSM系统的控制与管理
1、GSM识别码 2、 位置区划分 3、位置登记/删除 4、用户管理 5、鉴权与加密 6、呼叫处理过程 7、越区切换/漫游
*无线信道管理 -信道配置管理 -无线业务信道管理：无线信道指配、无线业务信道监视、 跳频管理、空闲无线业务监视、业务信道功率控制、业务 信道释放、 -广播、公共控制信道管理：随机接入、寻呼消息 -专用信道管理：链路监视、信道释放、功率控制、无线信 道指配
A接口功能（续）
*资源指示：BSS向MSC汇报空闲无线信道状态 *信道编码解码 *码型转换/速率适配 *互通功能：对其他网络数据呼叫的互通功能由MSC完成 *测量信息：空中链路、业务流量测试，MS报告，BSS接收
TACS DCS1800
-HSCSD CDMA2000
NMT450 PCS1900
-GPRS TD-SCDMA
NMT900 PDC
-EDGE
IS95A-CDMA IS95B-CDMA
80S
90S
2001
各类主要蜂窝系统概况
频率
多址方 式
使用的国家或地区
模拟 蜂窝 系统
AMPS TACS
上行 825-845 下行 870-890
信道的帧结构
01 2
1超高帧=2048超帧=2715648TDMA帧
2047
1超帧=1326TDMA帧=51复帧(26帧) 或 26复帧(51帧)
012
0
1
用户鉴权
三、GSM系统的控制与管理
1、GSM识别码 2、 位置区划分 3、位置登记/删除 4、用户管理 5、鉴权与加密 6、呼叫处理过程 7、越区切换/漫游
*无线信道管理 -信道配置管理 -无线业务信道管理：无线信道指配、无线业务信道监视、 跳频管理、空闲无线业务监视、业务信道功率控制、业务 信道释放、 -广播、公共控制信道管理：随机接入、寻呼消息 -专用信道管理：链路监视、信道释放、功率控制、无线信 道指配
A接口功能（续）
*资源指示：BSS向MSC汇报空闲无线信道状态 *信道编码解码 *码型转换/速率适配 *互通功能：对其他网络数据呼叫的互通功能由MSC完成 *测量信息：空中链路、业务流量测试，MS报告，BSS接收
TACS DCS1800
-HSCSD CDMA2000
NMT450 PCS1900
-GPRS TD-SCDMA
NMT900 PDC
-EDGE
IS95A-CDMA IS95B-CDMA
80S
90S
2001
各类主要蜂窝系统概况
频率
多址方 式
使用的国家或地区
模拟 蜂窝 系统
AMPS TACS
上行 825-845 下行 870-890
信道的帧结构
01 2
1超高帧=2048超帧=2715648TDMA帧
2047
1超帧=1326TDMA帧=51复帧(26帧) 或 26复帧(51帧)
012
0
1
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8
GSM的业务信道
业务信道（TCH）传输数字话音或数据： 语音业务信道
➢ TCH/FS：全速率话音业务信道22.8kb/s ➢ TCH/HS：半速率话音业务信道11.4kb/s
数据业务信道 ➢ TCH/F9.6：9.6kbit/s全速率数据业务信道 ➢ TCH/F4.8：4.8kbit/s全速率数据业务信道 ➢ TCH/H4.8：4.8kbit/s半速率数据业务信道 ➢ TCH/F2.4：2.4kbit/s全速率数据业务信道 ➢ TCH/H2.4：2.4kbit/s半速率数据业务信道
独立专用控制信道（SDCCH）：用于在分配 业务信道前传送有关信令。例如：登记、鉴权 等信令均在此信道上传输，经鉴权确认后，再 分配业务信道（TCH）。上行和下行信道，点 对点方式传播。 SDCCH/8：独立专用控制信道 SDCCH/4：与CCCH相组合的独立专用控制 信道
14
慢速辅助控制信道
慢速辅助控制信道（SACCH）：与一条业务信道或一 条独立专用控制信道联合使用，用来传送用户信息期间某 些特定信息，在移动台和基站间周期性地传输一些信息。 如移动台要不断地报告正在服务的基站和邻近基站的信号 强度，以实现“移动台辅助切换功能” 。它还用于基站 对移动台的功率管理和时间调整。上行和下行信道，点对 点方式传播。
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公共控制信道
公共控制信道（CCCH）: 双向控制信道，用于呼叫接续 阶段传输链路连接所需的控制信令，网络中移动台共用。
分为
寻呼信道（PCH）：用于基站寻呼移动台。下行， 点对多点方式传播。
随机接入信道（RACH）：移动台随机提出的入网申 请，即请求分配一个独立专用控制信道（SDCCH）。 上行信道，点对点方式传播。
允许接人信道（AGCH）：基站对移动台的入网申请 作出应答，即分配一个独立专用控制信道或直接分配一 个TCH。下行信道，点对点方式传播。
12
专用控制信道
专用控制信道(DCCH)： “点对点”的双向控 制信道，其用途是在呼叫接续阶段以及在通信进 行当中，在移动台和基站间传输必需的控制信息。
13
独立专用控制信道
6
逻辑信道
逻辑信道是根据BTS与MS之间 传递的信息种类的不同而定义的 不同逻辑信道，这些逻辑信道映 射到物理信道上传送
7
逻辑信道
逻辑信道又分为：
业务信道（TCH）：用于传送编码后的话音 或用户数据
控制信道（CCH）：用于传送信令或同步数 据。根据所需完成的功能，控制信道分为广播、 公共及专用三种控制信道。
GSM系统的帧结构
1
GSM系统的帧结构
GSM的无线帧结构有五个层次，即时隙、TDMA帧、复帧、 超帧和超高帧。
• 1．时隙是物理信道的基本单元。 • 2．TDMA帧是由8个时隙组成的，是占据载频带宽的基本单
元，即每个载频有8个时隙。 • 3．复帧有以下两种类型：
（1）由26个TDMA帧组成的复帧。这种复帧用于TCH、 SACCH和FACCH。 （2）由51个TDMA帧组成的复帧。这种复帧用于BCCH、 CCCH和SDCCH。 • 4．超帧是一个连贯的51×26的TDMA帧，由51个26帧的复 帧或26个51帧的复帧构成。 • 5．超高帧是由2048个超帧构成。
➢SACCH/TF：与TCH/F随路的慢速随路控制信道
➢SACCH/TH：与TCH/H随路的慢速随路控制信道
➢SACCH/C4：与SDCCH/4随路的慢速随路控制信道
➢SACCH/C8：与SDCCH/8随路的慢速随路控制信道
15
快速辅助控制信道
• 快速辅助控制信道（FACCH）：传输与SDCCH相同的信 息，只有在没有分配到SDCCH时才使用。使用时要中断 业务信息，把FACCH插入业务信道，每次占用时间很短， 约18.5ms，不被用户查觉。通过业务信道借取的帧来实 现接续，传送如“越区切换”等指令。FACCH可分为以 下几种：
01234
22 23 24 25
1（51帧）的复帧＝51TDMA帧（3036/13ms）
01234
47 48 49 50
012345670123456701234567
012345670123456701234567
0
01
02
TDMA帧
3
GSM无线物理信道
在GSM中，无线路径上是采用时分多址（TDMA）方式。每一频点 （频道或叫载频TRX）上可分成8个时隙，每一时隙为一个信道，因 此，一个TRX最多可有8个移动用户同时使用。
2
1超高帧＝2048超帧＝2 715 648 TDMA帧
0123456
2042 2043 2044 2045 2046 2047
1超帧＝1326TDMA帧（6.12s） (=51(26帧)的复帧或26（51帧）的复帧)
0123 01
47 48 49 50 24 25
1（26帧）的复帧＝26TDMA帧（120ms）
频率校正信道（FCCH）：传输供移动台校正工作频率 的消息
同步信道（SCH）：携载MS帧同步和对基站BTS进行 识别的信息（BSIC）
广播控制信道（BCCH）：该信道广播BTS的一般信息。 如位置区的标志(CGI) 、公共控制信道CCCH号码以及是 否与独立专用信道（SDCCH)相组合等信息，移动台依此 读有关此小区的通用信息。每个基站收发信台中总有一 个收发信机含有此信道，以向移动台广播系统信息
9
GSM的控制信道
控制信道（CCH）：用于传送信令或同 步数据
控制信道的分类
广播信道(BCH) 公共控制信道(CCCH) 专用控制信道(DCCH)
10
广播信道BCH
广播信道：“一点对多点”的单方向控制信道，用于基 站向移动台广播公用信息（下行）。传输的内容主要是移动 台入网和呼叫建立所需的有关信息
频率
200kHz
BP 15/26ms
隙缝
时间 4
物理信道与逻辑信道 按信道性能分：GSM中的信道 分为物理信道和逻辑信道
5
物理信道
物理信道:GSM的无线接口采用TDMA接入 方式，即在一个载频上按时间划分8个时隙构 成一个TDMA帧，每个时隙称为一个物理信道。 每个用户按指定载频和时隙的物理信道接入系 统并周期性地发送和接收突发脉冲序列。完成 无线接口上的信息交互。
• FACCH/F：全速率快速随路控制信道 • FACCH/H：半速率快速随路控制信道
GSM的业务信道
业务信道（TCH）传输数字话音或数据： 语音业务信道
➢ TCH/FS：全速率话音业务信道22.8kb/s ➢ TCH/HS：半速率话音业务信道11.4kb/s
数据业务信道 ➢ TCH/F9.6：9.6kbit/s全速率数据业务信道 ➢ TCH/F4.8：4.8kbit/s全速率数据业务信道 ➢ TCH/H4.8：4.8kbit/s半速率数据业务信道 ➢ TCH/F2.4：2.4kbit/s全速率数据业务信道 ➢ TCH/H2.4：2.4kbit/s半速率数据业务信道
独立专用控制信道（SDCCH）：用于在分配 业务信道前传送有关信令。例如：登记、鉴权 等信令均在此信道上传输，经鉴权确认后，再 分配业务信道（TCH）。上行和下行信道，点 对点方式传播。 SDCCH/8：独立专用控制信道 SDCCH/4：与CCCH相组合的独立专用控制 信道
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慢速辅助控制信道
慢速辅助控制信道（SACCH）：与一条业务信道或一 条独立专用控制信道联合使用，用来传送用户信息期间某 些特定信息，在移动台和基站间周期性地传输一些信息。 如移动台要不断地报告正在服务的基站和邻近基站的信号 强度，以实现“移动台辅助切换功能” 。它还用于基站 对移动台的功率管理和时间调整。上行和下行信道，点对 点方式传播。
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公共控制信道
公共控制信道（CCCH）: 双向控制信道，用于呼叫接续 阶段传输链路连接所需的控制信令，网络中移动台共用。
分为
寻呼信道（PCH）：用于基站寻呼移动台。下行， 点对多点方式传播。
随机接入信道（RACH）：移动台随机提出的入网申 请，即请求分配一个独立专用控制信道（SDCCH）。 上行信道，点对点方式传播。
允许接人信道（AGCH）：基站对移动台的入网申请 作出应答，即分配一个独立专用控制信道或直接分配一 个TCH。下行信道，点对点方式传播。
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专用控制信道
专用控制信道(DCCH)： “点对点”的双向控 制信道，其用途是在呼叫接续阶段以及在通信进 行当中，在移动台和基站间传输必需的控制信息。
13
独立专用控制信道
6
逻辑信道
逻辑信道是根据BTS与MS之间 传递的信息种类的不同而定义的 不同逻辑信道，这些逻辑信道映 射到物理信道上传送
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逻辑信道
逻辑信道又分为：
业务信道（TCH）：用于传送编码后的话音 或用户数据
控制信道（CCH）：用于传送信令或同步数 据。根据所需完成的功能，控制信道分为广播、 公共及专用三种控制信道。
GSM系统的帧结构
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GSM系统的帧结构
GSM的无线帧结构有五个层次，即时隙、TDMA帧、复帧、 超帧和超高帧。
• 1．时隙是物理信道的基本单元。 • 2．TDMA帧是由8个时隙组成的，是占据载频带宽的基本单
元，即每个载频有8个时隙。 • 3．复帧有以下两种类型：
（1）由26个TDMA帧组成的复帧。这种复帧用于TCH、 SACCH和FACCH。 （2）由51个TDMA帧组成的复帧。这种复帧用于BCCH、 CCCH和SDCCH。 • 4．超帧是一个连贯的51×26的TDMA帧，由51个26帧的复 帧或26个51帧的复帧构成。 • 5．超高帧是由2048个超帧构成。
➢SACCH/TF：与TCH/F随路的慢速随路控制信道
➢SACCH/TH：与TCH/H随路的慢速随路控制信道
➢SACCH/C4：与SDCCH/4随路的慢速随路控制信道
➢SACCH/C8：与SDCCH/8随路的慢速随路控制信道
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快速辅助控制信道
• 快速辅助控制信道（FACCH）：传输与SDCCH相同的信 息，只有在没有分配到SDCCH时才使用。使用时要中断 业务信息，把FACCH插入业务信道，每次占用时间很短， 约18.5ms，不被用户查觉。通过业务信道借取的帧来实 现接续，传送如“越区切换”等指令。FACCH可分为以 下几种：
01234
22 23 24 25
1（51帧）的复帧＝51TDMA帧（3036/13ms）
01234
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012345670123456701234567
012345670123456701234567
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02
TDMA帧
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GSM无线物理信道
在GSM中，无线路径上是采用时分多址（TDMA）方式。每一频点 （频道或叫载频TRX）上可分成8个时隙，每一时隙为一个信道，因 此，一个TRX最多可有8个移动用户同时使用。
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1超高帧＝2048超帧＝2 715 648 TDMA帧
0123456
2042 2043 2044 2045 2046 2047
1超帧＝1326TDMA帧（6.12s） (=51(26帧)的复帧或26（51帧）的复帧)
0123 01
47 48 49 50 24 25
1（26帧）的复帧＝26TDMA帧（120ms）
频率校正信道（FCCH）：传输供移动台校正工作频率 的消息
同步信道（SCH）：携载MS帧同步和对基站BTS进行 识别的信息（BSIC）
广播控制信道（BCCH）：该信道广播BTS的一般信息。 如位置区的标志(CGI) 、公共控制信道CCCH号码以及是 否与独立专用信道（SDCCH)相组合等信息，移动台依此 读有关此小区的通用信息。每个基站收发信台中总有一 个收发信机含有此信道，以向移动台广播系统信息
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GSM的控制信道
控制信道（CCH）：用于传送信令或同 步数据
控制信道的分类
广播信道(BCH) 公共控制信道(CCCH) 专用控制信道(DCCH)
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广播信道BCH
广播信道：“一点对多点”的单方向控制信道，用于基 站向移动台广播公用信息（下行）。传输的内容主要是移动 台入网和呼叫建立所需的有关信息
频率
200kHz
BP 15/26ms
隙缝
时间 4
物理信道与逻辑信道 按信道性能分：GSM中的信道 分为物理信道和逻辑信道
5
物理信道
物理信道:GSM的无线接口采用TDMA接入 方式，即在一个载频上按时间划分8个时隙构 成一个TDMA帧，每个时隙称为一个物理信道。 每个用户按指定载频和时隙的物理信道接入系 统并周期性地发送和接收突发脉冲序列。完成 无线接口上的信息交互。
• FACCH/F：全速率快速随路控制信道 • FACCH/H：半速率快速随路控制信道