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GSM基本原理PPT课件

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《GSM系统简介》PPT课件_OK

《GSM系统简介》PPT课件_OK
HLR与MSC之间的接口、HLR与VLR之间的接口、MSC之间的接 口、MSC与ELR之间的接口、VLR之间的接口。
二、GSM系统介绍
1. GSM 系统结构
MS
BTS
BTS
MS
HLR/AUC EIR
MSC/VLR
BSC
SC MSC/VLR
2. GSM系统组成
• 归属位置积存器（HLR）：是负责管理移动用户的数据库，储存 所有它管辖用户的的签约数据和MS的位置信息。
C区可由一个或若干个位置区组成。 • 服务区：在同一PLMN内，移动台可获得服务的区域，即 PLM
N、PSTN 或 ISDN用户无须知道移动台实际位置而可与之通信 的区域，指本PLMN能够提供服务的区域。
2)用户状态
移动台客户状态一般是处于MS(客户)开机(空闲状态)、MS 关机和MS忙三种状态之一。 (1) MS开机，网路对它作“附着”标记 (2) MS关机，从网路中“分离”。 (3) MS忙 无线网路分配给MS一个业务信道传送话音或数据，并在该 客户上标注客户”忙”。
3.GSM网络结构图
MS
MSC
EIR
Um ABis
BTS
BSC
E
F
A
B
MSC
VLRQBiblioteka CDGNMC
HLR
VLR
M
N
SME
AUC
各实体之间的接口及传递的信息
PSTN ISDN PSDN
10
4. GSM系统的接口
• Abis接口：BSC与BTS之间的接口； • A接口：MSC与BSC之间的接口； • C接口：HLR与MSC之间的接口； • D接口：HLR与VLR之间的接口； • E接口：MSC之间的接口； • F接口：MSC与EIR之间的接口； • G接口：VLR之间的接口。

《GSM系统的结构》课件

《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-R基础理论讲课课件

GSM-R基础理论讲课课件
2022/3/24
测量 自由空间
短期衰落
±2m
/2
长期衰落
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
距离 (m)
40
郑州通信段技术支持中心
GSM-R基础知识简介
分集接收
1 2
天线
m
G1
G2
Gm 可变增 益
切换逻 辑或解 调器
2022/3/24
同频干扰
功率
干扰信号
功率 有用信号
频率 f1
两个信号叠加
功率
频率 f1
合成信号
2022/3/24
频率
36
郑州f通1 信段技术支持中心
GSM-R基础知识简介
邻信道干扰
C (0 dB) Ic (-9 dB)
Ia2 (+41dB) Ia1 (+9 dB)
2022/3/24
F1 + 200 kHz + 400 kHz
2022/3/24
11
郑州通信段技术支持中心
1.2、GSM-R与GSM
2022/3/24
12
郑州通信段技术支持中心
GSM-R的与GSM
GSM与GSM-R的关系—六大关系
• GSM-R理论建立在GSM理论基础之上； • GSM-R技术建立在GSM技术基础之上； • GSM-R工业以GSM工业为基础； • GSM-R工程建设以GSM工程经验为基础； • GSM-R应用开发吸收GSM成功经验； • GSM-R的市场铁路专用，GSM公众商用。
郑州通信段技术支持中心
GSM-R的与GSM
调度通信系统
2022/3/24

《GSM的无线信道》课件

《GSM的无线信道》课件
《GSM的无线信道》PPT 课件
GSM的无线信道简介
GSM的分帧结构和时隙
1
时隙
2
每个时隙是对时间的划分，用于承载通
信数据。不同时隙用于不同目的，如语
音、数据和控制信令。
3
分帧结构
GSM系统中，每个时隙持续576.9微秒。 每个帧包含8个时隙，共持续4即多个用户以不 同时隙同时在同一信道上进行通信，提 高了信道利用率。
使用独特的编码方案，确保控制信令的可靠传输。
GSM的调制和解调技术
采用GMSK调制技术，将数字信号转换为连续的正弦波，以在无线信道上传输。解调将接收到的信号转换回数 字信号。
GSM的传输功率控制
通过动态调整移动设备的传输功率，GSM系统可以实现距离和质量的平衡，提高信道容量和网络性能。
GSM的无线信道性能优化方法
小区规划
切换技术
通过合理的小区布局和频率规划， 优化信道容量和覆盖范围。
使用智能切换算法，确保移动设 备在不同基站之间无缝切换，提 供持续稳定的通信。
干扰抑制
采用先进的抗干扰技术，减少外 部干扰对信道质量和性能的影响。
GSM的物理信道类型
下行通道
用于从基站向移动设备传输 数据和信令。
上行通道
用于从移动设备向基站传输 数据和信令。
广播通道
用于广播系统信息、寻呼和 短消息。
GSM的信道编码
语音编码 数据编码 控制信令编码
使用全球通用的GSM编码算法对语音进行压缩和 解压缩，实现高质量的语音通信。
采用高效的字节编码方案，将数据转换为二进制 格式以在无线信道上传输。

GSM基本原理

GSM基本原理

GSM網絡子系統
6.BSC BSC是基站收發台和移動交換中心之間的連接點,也為基 站收發台和操作維護中心之間交換中心提供接口. 7.BTS BTS包括無線傳輸需要的各種軟件和硬件.BTS由BCS控制 主要負責無線傳輸. 8.OMC 操作維護子系統,主要對整個GSM網絡進行管理和監控.
Hand-over or Hand-off
4.基地台訊號架構圖
數字信號
總 部
天線
調變信號
交 換 機
傳 輸 界 面
數字信號
解調變
收 發 雙 工 器
GSM系統結構
SS VLR AUC HLR MSC
BSS
交換系統
EIR OMC
基站系統
BSC BTS MS
GSM網絡子系統
1.MSC:是對它所覆蓋區域的移動台進行控制和完成話路交換的功能 實體,也是移動通信系統與其他通信系統之間的接口.主要功能有:用戶 尋呼接入,信道分配,呼叫接續,計費,基站管理,并提供接口功能. 2.HLR:靜態數據庫,存儲本地用戶數據信息.一個HLR可以控制若干個 移動交換區或整個移動通信網.主要功能﹕記錄用戶兩種數據,永久數 據﹐包括用戶號碼,移動設備號碼,接入的優先級等;暫時數據,包括用 戶的位置信息,即該用戶現處于哪個MCS/VLR中. 3.VLR:存儲訪問用戶位置信息的數據庫.一個VLR可以為一個或几個 MSC服務.主要功能:當移動用戶漫游到新的MSC控制區時,必須向該 地區的VLR申請登記.VLR庶要向HLR查詢該用戶的有關數據,并通知 HLR更改該用戶的位置信息,繼續變換VLR時,再修改.VLR是個動態數 據庫.
頻段的分配使用
上行(MHZ) 下行(MHZ)
GSM800 GSM900 GSM1800 GSM1900 824~849 890~915 1710~1785 1850~1910 869~894 935~960 1805~1880 1930~1990

GSM帧结构PPT课件

GSM帧结构PPT课件
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帧结构
11
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。
允许接入信道 AGCH
当网络收到处于空闲模式下MS的信道请求后，就将给之分配一专 用信道，AGCH通过根据该指派的描述，向所有的移动台进行广 播，下行信道，点对多点传播
10
专用控制信道（DCCH）
独立专用控制信道 SDCCH
SDCCH是一种双向的专用信道 ，它主要用于传送建立连接的 信令消息、位置更新消息、短 消息、用户鉴权消息、加密命 令及应答及各种附加业务。
频率校正突发脉冲序列 （Frequency Correction Burst） 用于携带FCCH信道的消息。
13
同步突发脉冲序列 （Synchronization Burst） 用携带SCH信道的消息。
空闲突发脉冲序列 （Dummy Burst） 当系统没有任何具体的消息要发送 时就传送这种突发脉冲序列。
快速随路控制信道 FACCH
FACCH信道与一个业务信道 TCH相关。FACCH在话音传输 过程中如果突然需要以比慢速随 路控制信道（SACCH）所能处 理的高的多的速度传送信令消息 ，则需借用20ms的话音突发脉 冲序列来传送信令，这种情况被 称为偷帧，如在系统执行越局切 换时。由于话音译码器会重复最 后20ms的话音，所以这种中断 不会被用户察觉的。
突发脉冲序列的内容
❖ 尾比特（Tail Bits）:它总是0，以帮助均衡器来判断起始位和终止位以避免失步。

GSM原理习题PPT教学课件


理
3、移动识别码IMSI不小于15位。（
）
4、一个PLMN区可以由一个或几个服务区组成。（
）
5、TMSI是由HLR分配的临时号码，它在某一MSC区域内与IMSI唯一对
应，TMSI的32位比特不能全为一。（ ）
6、LAI由MCC+MNC+LAC组成。（
）
7、BSIC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，
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。（ ）
2020/12/10
5
三、问答题
1、试画出GSM的系统结构简图，并简要解释各组成结构的名
移
称及功能。
动
2、GSM系统的切换有哪几种类？试简单说明 。
通 信
3、简述位置更新的过程及必要性。
原
4、试简述GSM系统所有识别码的构成，并举例说明 .
通
________，其纯比特速率为________。
信 3、 GSM 900M系统的上行频率范围是______，下行频率范围是
原
_____ ，双工间隔是______。
理
4、 GSM 900M系统的频道总数是______个，绝对频点号为18的
下行频率是______，上行频率是_____。
5、 跳频分为________和_________。GSM的无线接口上采用的
动 通
21、移动通信中用来呼叫移动用户的电话号码是________，它由______、
信 _______和______三大部分组成
原 22、我国移动通信网分_____级，分别是_______、_________和
理 __________。No.7信令网分_____级，分别是_______、_________和

GSM基本原理

26
控制信道-CCH
• 广播信道(BCH):仅用于下行链路
– 频率校正信道（FCCH）：用于校正MS频率，使MS 可以定位并解调出同一小区的其它信息
– 同步信道（SCH）：携带TDMA帧号及BSIC – 广播控制信道（BCCH）：MS空闲时需大量的网络
信息，均由BCCH发送。所在这些信息均称为系统 消息，BCCH发送的系统消息有8类
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GSM基本原理概述
1
GSM通信系统概述
2
系统组成
移动台（MS） 无线基站子系统 （BSS） 交换网络子系统 （NSS） 操作维护子系统 （OSS）
3
系统组成原理图
Um接口 BTS
BTS MS
Abis接口
OMC
ISDN
BSC
MSC/VLR
SC HLR/AUC EIR BSS
为避免互相干扰，相邻时隙之间采用保护间隔
35
突发脉冲序列
• 突发脉冲序列指一个时隙上的消息格式，发送的消息不同，格式 就不同，突发脉冲序列也就不同：
– 普通脉冲突发序列 – 频率校正脉冲突发序列 – 同步脉冲突发序列 – 接入脉冲突发序列 – 空闲脉冲突发序列
36
普通脉冲突发序列
尾比特 3bit
44
陆地移动通信环境的特点
• 受各种因素的影响，移动通信的环境是相当恶劣的
– 地形影响，MS处于复杂的地形及人为环境中 – MS的移动性使得MS与BS之间的传播路径不断变化，
且移动方向和速度都会导致电平的变化 – 人为噪声严重：点火噪声、电力线噪声、工业噪声 – 干扰严重：同频干扰、邻频干扰、互调干扰、远近
周期为235ms

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

《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。
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⑴ GSM 系统由几个分系统组成，各分系统都有定义明确且 详细的标准化接口方案，保证任何厂商提供的GSM系统设备可以 互连。同时，GSM与各种公用通信网之间也都详细定义了标准接 口规范，使GSM系统可以与各种公用通信网实现互连互通。
.
2
⑵ GSM系统除了可以开放基本的话音业务外，还可以开放各种 承载业务、补充业务以及与ISDN相关的各种业务。
⑶ GSM系统采用FDMA/TDMA及调频的复用方式，频率复用利 用率较高，同时它具有灵活方便的组网结构，可满足用户的不同容量 需求。
⑷ GSM具有较强的鉴权和加密功能，能确保用户和网络的安全 需求。
⑸ GSM系统抗干扰能力较强，系统的通信质量较好。
二、GSM 系统提供的业务与功能
GSM 系统是一个多业务系统，可根据用户要传输信息的特点， 提供各种形式的通信。
怎样确认自己的手机内存储的IMEI码与CIE上的一致?
2、基站子系统（BSS）
广义来说，基站子系统包含了GSM数字移动通信系统中无线通信部分 的所有基础设施，它通过无线接口直接与移动台实现通信连接，同时又连 到网络的交换机，为移动台和交换子系统提供传输通，它主要负责完成无 线发送接收和无线资源管理等功能, 同时又连接到网络的交换机,为移动台 与交换子系统提供传输通
.
10
路，因此，BSS可以看作移动台与交换机之间的桥梁。按GSM规范 提出的基本结构，BSS由两个基本部分组成：通过无线接口与移动台 一侧相连的基站收、发信机（BTS）和与交换机一侧相连的基站控制 器（BSC）。从功能上看，BTS主要负责无线传输，BSC主要负责控 制和管理。值得指出的是，在GSM规范中，一个基站子系统指一个 BSC以及由它所管辖的所有BTS，而不是一个交换机所带的无线系统。
.
3
1、话音业务
GSM 提供最重要的业务是电话业务。它使GSM用户和通过普通 电话网可达到的任何电话用户间能进行双向话音呼叫。
根据GSM的专用术语紧急呼叫是由电话演变来的一项独立业务， 允许移动台的用户通过一种简单固定的步骤，如119—火警就可找到 附近的紧急服务部门（消防队）。由电话业务发展的另一项业务是话 音留言。
移动通信
－－－GSM基础原理
.
1
GSM移动通信系统
第一节 GSM数字移动通信系统
一、GSM系统的基本特点
GSM (global system for mobile communication)数字 蜂窝移动通信系统（简称GSM系统）是完全依照欧洲通信标准化 委员会（ETSI）制定的GSM规范研制而成的，任何GSM数字蜂 窝移动通信系统都必须符合GSM技术规范。GSM系统是一种典 型的开放式结构，作为一种面向未来的通信系统，它具有下列主 要特点：
GSM中的蜂窝广播的业务是指周期地向指定地区的移动台广播数据消 息。这些消息即无确定指向地址，也无加密，任何支持这项业务的移动台 都能够接收并能正确解码。
4、附加业务
附加业务主要是允许用户选择网络处理主呼/被呼的方法，或提供给用户一 些信息使之能智能地利用业务。
5、本地业务
作为一个集成终端，它无需网络的帮助，就可以提供许多本地功能， 如：缩位拨号、存储接收到的短消息、编辑短消息、自动重复失败的呼叫、 自动应答呼叫、呼叫保持等等。
BTS在网络的固定部分和无线部分提供中继，移动用户通过空中 接口与BTS相连。BTS包括收发信机和天线，以及与无线接口有关的 信号处理电路等，它也可以看作是一个复杂的无线解调器。在GSM系 统中，为了保持BTS尽可能的简单，BTS往往只包含那些靠近无线接 口所必须的功能。
6、用户识别卡
GSM移动台可分为两部分
A：包括无线接口特有的软件和硬件
B：用户数据——用户识别卡（SIM卡:subscriber identity module）
现在为了扩充容量,满足mp3,mp4手机用户的需求, 还增加了SD卡,TF
卡:(secure digital card:安全数据. 存储卡)
2、数据业务
与PSTN（公众交换电话网）用户的连接 与ISDN（综合业务数据网）用户的连接 GSM用户间的连接 与PSPDN（分组交换公用数据网）用户的连接 与CSPDN（电路交换公用数据网）用户的连接
.
4
3、短消息业务
GSM能传输点对点短消息，并能区分接收到的“移动台点对点短 消息业务”和使GSM用户能向另一个GSM用户发短消息的“移动台 呼叫点对点短消息业务”。另一种短消息业务是“蜂窝广播短消息业 务”，它是以固定的时间间隔将一般的短消息向给定地区中所有 用 户广播。 （1）点对点短消息
传输的点对点短消息业务是由几十个数字、字母组成的消息。 功能： A：短消息接收后可以显示在接收该用户的GSM终端上 B：移动台是否接收到消息 C：消息是否保留在网络中以防止传递失败
D：消息的发送者可以被告知结果
E：收到的消息可以存储在不易丢失的存储器中
F：可以实现短信群发,即点对多点. 业务.
5
（2）广播消息元组成，其具体组成如下图所示，分为MS （移动台）、NSS（网络子系统）、BSS（基站子系统）、OSS（操 作维护子系统）等几个主要部分。
.
7
.
8
.
9
1、移动台/移动用户（MS）
移动台是整个系统中直接由用户使用的设备，可分为车载型、便携型、 和手持型三种。在GSM系统中，用户的所有信息都存储在SIM卡上，系统 中的任何一个移动台都可以利用SIM卡来识别移动用户。由网络来进行相 关的认证，保证使用移动网的是合法用户。移动台有自己的识别码IMEI， 称为国际移动设备识别码。每个移动台的IMEI都是唯一的，网络对IMEI 进行检查，可以保证移动台的合法性。SIM卡中存储着用户的所有信息， 包括国际移动用户识别码IMSI等。
6
7、安全性功能
A：用户鉴别，防止未注册的用户接入 B：无线路径加密，特别是对所有的用户信息加密，以防止第三方偷 听 C：用户身份保护，以防止用户注册泄露
这些功能不需要用户注册，也不受用户控制。GSM使用用户身份 个人号码（PIN）控制对SIM卡的使用，只有输入正确的PIN码的移 动台设备才能对SIM卡进行存取，读出数据并可入网。