GSM基本原理培训

GSM系统原理培训讲义一、引言GSM系统（全球移动通信系统）是一种第二代（2G）数字移动通信技术，是目前全球应用最广泛的移动通信标准之一、本讲义将介绍GSM系统的原理，包括GSM系统的结构、信道构成、调制解调方式、频率规划等内容。

二、GSM系统结构GSM系统由移动台（Mobile Station, MS）、基站子系统（Base Station Subsystem, BSS）、网络子系统（Network Subsystem, NSS）和运营支撑子系统（Operation and Support Subsystem, OSS）四个部分组成。

1. 移动台: 移动台是指手机或其他GSM用户终端设备。

它包括移动设备（Mobile Equipment, ME）和用户身份模块（Subscriber Identity Module, SIM）两部分。

2. 基站子系统: 基站子系统包括基站控制器（Base Station Controller, BSC）和基站收发信机（Base Transceiver Station, BTS）。

BSC负责协调BTS的工作，BTS负责与移动台进行无线信号的交互。

4.运营支撑子系统:运营支撑子系统包括计费系统、运维系统和故障管理系统等，用于运营商对GSM网络进行管理和支撑。

三、GSM系统信道构成1. 广播信道（Broadcast Control Channel, BCCH）: 广播信道用于向所有移动台广播系统信息，如网络、邻区信息等。

4. 分配信道（Dedicated Control Channel, DCCH）: 分配信道用于传输当前通话的控制消息，如通话设定、手over等。

5. 数据信道（Traffic Channel, TCH）: 数据信道用于传输语音或数据信息。

四、GSM系统调制解调方式1.幅度调制:移动台的发送信号经过幅度调制后传输给基站，基站解调接收到的信号进行解调。

幅度调制的主要作用是将用户信息转换成基带信号，并将其与载波相乘，形成调制信号。

培训总结一. 了解GSM/GPRS系统结构二. GSM/GPRS能为人们带来什么服务三．基于小区如何组成GPS四．空中接口的特性五．了解接各个厂家产品的特性六．了解空中接口如何区别不同的用户的通话七．了解主叫与被叫的建立，位置更新，小区切换过程第一章了解GSM/GPRS系统结构1.GSM的发展2.GSM的结构3.小区原则4.空中接口5.各种功能硬件的性能6.通信的建立1.GSM的发展一代：1G，模拟通信系统特点：抗干扰性差，各国移动漫游标准不同，费用成本高，安全性差。

二代：2G，GSM数字技术脉冲<TDMA>IS951984~1987年定义GSM标准1992~1995年GSM开始试验1995年全球开始运行GSM系统三代：3GUMTS全球移动接口，空中移动接口<WCDMA><CDMA2000> 在中国的通信TD-SCDMA四代：4GLTE<OFTM>正交辅用多址技术2.GPS的结构P-GSM全球定义最多的系统900M的GSM上行频率是890~915M下行频率实935~960MGSM通过频率来区分上下行FDD45ME-GSM GSM全是平分双工FDD35MR-GSM 可用带宽4M上行为886~880M 下行921~925MGSM1800M FDD95M 上下行75MGSM的好处1.全球范围漫游<可同频漫游>2.开放式系统3.GSM系统比1G经济效应好4.抗干扰性强5.通信安全Clrcuit switca电路交换<先分资源，资源独享，最大带宽，通话结束才能分出资源> Packet switca分组交换< 共享资源带宽带宽大小是按质量来分的>GSM的结构机器与机器之间对话都是用信令进行对话的GSM分为三大子系统分为BSS基站子系统NSS网络子系统OSS操作和维护子系统BSS子系统包括TRAU：码型转化对数据业务进行数类适配BSC：对网源的控制和监控BTS：对MS的接受对空口信息导入NSS包括MSC MSC:1完成客户业务的管理完成语音业务2记录客户账户账单HLR被叫访问：归属以本局的信息进行保存VLR主教访问：访问位置寄存器储存当前访问信息AUC建权中心：应HLR要求生生成建权信息EIR设备标识器：保护手机串号GGSN端口交换机：储存提供一个与外网的接口OSS包括OMC-S操作维护中心-系统部分：用于MSC.HLR.VLR等交换子系统各功能单元的维护与操作OMC-R操作维护中心-无线部分：用于实现整个BSS系统的维护与操作SGSN分组交换：完成客户分组业务的交换PHCP动态IP地址管理PCU分组控制单元BTS~BSC是ABIS接口LAPO协议BSC~MSC是Ater接口LAPO协议MSC~GMSC是E接口MAP协议BSC~PCU是AGPRS接口LAPD协议PCU~SGSN是GB接口FRZ帧中继协议SGSN~DNS是IP协议SGSN~GGSNS是GN接口GTP隧道协议GGSN~DHCP是Gi接口IP协议GGSN~PDN是Gi接口IP协议MSC~HLR是D接口HLR~AUC是H接口SIM卡通过用IMSI来验证客户信息IMSI全球唯一的身份识别SIM永久信息1IMSI全球唯一识别用户身份Ki建权参数永远不在空口传输保存在SIM卡和AUCA3建权算法保存在SIM卡和AUCA8生成加密密匙保存在SIM卡和AUCPIN自设SIM卡密码SIM1临时用户身份识别符TMSITMSI字符少效率高在一定的范围有意义离开范围用IMSI识别2LAI位置区标识符，只用在LAI理IMSI才有用IMSI的组成MCC移动国家码中国移动国家码是460MNC移动网号，识别移动用户所归属的移动通讯网MSIN移动用户识别码唯一的识别某一移动通讯网中的移动用户NMSI国家移动用户识别码MHC与MSIN组成Classmark MSTX PowerMax=900M=2W=33dBM1800=1W=30dBM dbm=leg lp<rnw>=30+10egGPRS的MSA类终端：可以依附于GSM网里和GPRS的可以同时进行两种业务，价格昂贵B类终端：可同时附着两种业务上可以完成语音业务和数字业务可交替完成业务而有语音业务优先，价格便宜C类终端：进行数字业务设备价格便宜PLMN=MCC+MNC国家码+移动网号ATF:终端用户的格式转换MO主叫MT被叫SMSC短消息的服务中心电到点的短消息point to point short 从essagePTPSM1要提供用户点到点必须有服务器SHSC2 点到点信息是俩种特别信道接收的3信息成功会向服务器以接收信息如果服务器未接收服务器会不停的向接收用户发送信息CBSM1手机必须是空闲状态的2CBCH3OMC-R4有一定的业务范围有一定的生命周期5无需接收确认空中接口小区原则1.什么是一个无线小区2.有哪些不同单位小区3.Clutter物理环境的划分4.链路运算5.业务站型分为三种：、O站提供360°的信号覆盖，全向辐射S站提供120°的信号覆盖，三向站需要三个TRXB站2个TRX提供180°的信号覆盖小区分裂收缩，减少小区半径提高话务量每公里话务100001POWER 2无线按下需无覆盖间隙的时候才能使用的方法3加站4扇区化吧O站改S站Erlctratlic业务量的单位TRX不适合在空中接口传输耦合器进行有效耦合，吧多个接口合在一起会有部分耦合损失增幅用加法，损失减法erlB:基于话务阻塞率，阻塞率越高话务量越大用于民用通信网，通过通话质量降低来提高话务量erlc准则:不降低通话质量，对话务进行排队，但在民用网不使用只用R-GSM使用铁路网是不能堵塞的，不用拒绝用户的话务，使用户在获得通话之前进行列队Erlang是测量资源使用率的单位语言业务标准：堵塞率为2%信道业务堵塞率为0.01%链路运算公式DB=10egX[P1<W>/P2<W>]=10egp1-10egp2DBD=2.165DB+DBIDBM=10EG[<PW>X1000]=30+10EGPW=10EGPC<MW>手机接收灵敏度能正确解调信号，最低电平值L=EIRP-EIAPEIRP：基站的发送功率-耦合器的损耗-LC+天线增益EIRP=Txpoer-lcoupcing-lc+GatinaEIAP+Gatina=s接收灵敏度EIAP=S-GDL下行：EIRP=Txpowe-Lcoupling-lc+J+GattarnaEIAP=S-GUL上行:EIRP=Txpower+gatvannaEIAP+G-LF+J=SEIAP=S-G+LF+JLDL=PR-SU=EIRP-<EIAP+lpz>L=32.4+20egd+20egf定标频点：1个小区有唯一一个定标频点特点：不能调频不能做工控，只能最大功率发送‘不能采取不连续发送业务频点：用来传输业务特点：可以做调频技术功率控制技术可以连续发送Clustey区群：特点不能用同频小区在集群里频率资源全部可以使用区群间频率可以重复使用DFN：<Frame Namber>MA：小区参与跳频的频率集跳频小区的频率集是必须一样MAIO:频集偏移量{0.n-1}{0.3} N=频集数HSW:跳频序列空中接口Radio interface1.空中接口的目的2.空中接口如何安排3什么事物理信道，什么事逻辑信道4.在GSM里如何传送消息的Powerofs关机状态Poweron关机状态IDLE空闲状态占用网络公共资源Dedicated连接状态专用资源在IDE只用信令消息<公共信令>在多个TDMA帧中连续重复出现的相同时隙，这些时隙形成物理资源叫做物理信道FCCH信道：传输的消息是all“0”用来标识定标频点BCCH：SI-IDLE给空闲状态下的移动台使用RACH：随即控制信道GPRS信道：业务信道PDTZH<分上下行>上下行不算的原因在GPRS中PDTZH后总PAZZH:SAZZH SDZZH FAZZHPTZZH专用来传FA的更新消息<上下行传的TA消息不同PHINC分组域的通告信息类似于CBZH信道传送广播消息26帧包含21个TDMA帧，时间间隔120MS它主要用TCH<SACCG/T>和FACCH等业务信道51帧的副帧：包含51个TDMA帧时间间隙为235MS它主要用于BCCH,CCCH,SDCCHC等业务信道4TST TA~<2~3>ns-f同步过领区测量4.615MS+4TS-TA约等于8~S~没有同于相邻小区进同步并且测量对资源，己同步的领区进行测量一个超高帧=2048个超帧=3小时28分53秒700毫业务员副帧前12个帧传业务，B时隙传SACCH后12个时隙传业务最后一个不传信息定标频点最后一个传信息FACCH只能占用TCH不能占用地13帧和最后一个帧全速率MS2TS-TA 4TA+TAIDLE时 4.615+4TS+TA对没有同步的小区同步的小区同步并测量对己同步的做测量半速率：空帧为另一消息传送的时隙要传完一个SACCH需要480MSC4个业务副帧SDZZH：BLOOK-4TS一个子信道由两个D快和一个A组成2DTA对空中接口LAPDM需要4个连续时隙公共信道定标频点的0时隙26个业务副帧和51业务副帧是为了语言消息在空口传播中的处理突发脉冲序列GSM调制带宽为271KHZBTS Archito ctwre and functions每个基站都有一个核心<BCF>完成管理和控制CBCF受BSS控制，BCF功能实体能提供BSC和BCF在实践Abit接口完成信令时隙水资源在Abit上传播BCF完成吧用户信息信令的压缩BCF：提供链路信息复用TRX：对基站信号的处理跳频提供空口资源基站信号处理，测量分析计算耦合系统：信号的耦合ABISBSC ————————————————————————BCFLAPD操作系统类信息LAPODRSZ资源管理BSC——————————————————————————TRXLAPDDMI操作管理BSC-TRX空中资源管理BSC基站管理控制基站时间和频率同步全网同步全网所有设备都同步CGPS同步GSM同步<主从同步>TRAU核心TCULADDOMZTRAU__________BSZHLR储存归属属于本局数据永久数据MSISDG和IMSI和用户业务描述信息临时数据：VLR地址加密序列AUC中得来AUC：完成用户鉴权参数VLR：存储拜访本局的用户信息永久数据IMSI临时：鉴权参数位置区信息TEMS<临时标识信息>Immediate Assignment立即分配<给客户专用信道>LSPD的控制域<进行消息的可靠传递>SAPI<标识RSL或DML>手机开机选网通过SIM卡内Prcferred plmry list和收到的PLMN<MCC+MN作比较>Immediat Assignment 立即分配给用户分专用信道<SDCCH>独立专用控制启道MS————>BTS——————————>BSCRequest reguireu<————————Aeitqvation————————>Activation AIR<————————Immediate assignmeiyt command信道激活失败的原因：BTS未收到Reauest BTS内部硬件一个LAPDm消息需要连续的四个时隙3.系统消息系统消息可分为：1、2、2bis、2ter、3、4、5、5bis、5ter、6、7、8、13等。