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GSM数字移动通信系统PPT课件

GSM数字移动通信系统PPT课件

一、 GSM系统的主要特征及组成
1．GSM：是Global System for Mobile communication （全球移动通信系统）的简称。它是由欧洲的标准化委员会 设计的。
80年代到90年代初，TACS系统是欧洲最普遍的模拟蜂 窝系统。
1988年CEPT（欧洲邮政与电信大会）颁布了GSM标准， 也称为泛欧数字蜂窝移动通信标准。
第六章 GSM数字移动通信系统
教学重点
1．GSM移动通信系统系统的组成及工作原理；
2．移动通信网络各组成部分的作用；
3．GSM手机的电路组成和工作原理；
4．GSM数字移动通信系统的信道配置，移动通信系统 的运行过程；
5．移动通信系统中采用的的主要技术； 6．CDMA、小灵通数字移动通信系统系统的组成及工 作原理。
(2)永远在线 例如当用户访问互联网时，手机就在无线信道上发送和 接收数据。若没有数据传送时，手机就进入休眠状态，手机 所在的无线信道会让给其他用户使用，但手机与网络之间仍 保持着逻辑连接，一旦用户再次访问，手机立即向网络请求 无线信道，不像普通拨号上网那样断线后还要重新拨号上网。
(3)收费合理 GPRS手机的计费是根据用户传输的数据量而不是上网 时间来计算。只要用户不在网络之间传输数据，即使一直 “在线”，也无需付费。
教学难点
掌握GSM移动通信系统系统的组成、工作原理以及移 动通信网络各组成部分的作用。
学时分配
序号 1 2 3 4 5 6
内容 6.1 GSM移动通信系统 6.2 CDMA移动通信系统 6.3 小灵通个人通信接入系统 6.4 第三代移动通信(简称3G) 习题和小结 本章讲授学时
学时 2.5 1.5 1 1
基站控制器是一个高容量的交换机，负责系统与无线信 道的切换、无线网络资源管理等。

《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。

通信原理GSM系统构成教学课件PPT

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）。

61GSM数字移动通信系统.ppt

61GSM数字移动通信系统.ppt

2、网络子系统内部接口
包括B、C、D、E、F、G接口： 1）B接口 MSC与VLR之间的接口，用于MSC向VLR询问有 关MS当前位置信息或通知VLR有关MS的位置更 新信息。 2）C接口 MSC与HLR之间的接口，用于传递路由选择和管 理信息。 3）D接口 HLR与VLR之间的接口，用于交换MS位置和用 户管理的信息，保证MS在整个服务区内能建立 和接受呼叫。
2、GSM的频率再用
重复使用
GSM蜂窝系统多采用4小区3
1 8
01
1 6
14
扇区(4×3)的频率配置和频
1 6
1
4
9 7
2
率再用方案，即把所有可用
9 7
2
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23
1 8
0
1
频率分成4大组12个小组分
10 8
1
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1
4
配给4个无线小区而形成一个
1 6
1
4
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2
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2
3
单位无线区群，每个无线小
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3
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1
区又分为3 个扇区，然后再 由单位无线区群彼此邻接排 布，覆盖整个服务区域，如
1 6
14
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2
1 5
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信道组序号
图所示。
4×3频率复用
（一）、GSM无线接口传输特性
3、工作频段的分配 GSM系统包括900 MHz和1800 MHz两个频段。 早期使用的是GSM900频段，随着业务量的不断 增长，DCS1800频段投入使用。 目前，在许多地方这两个频段的网络同时存在， 构成“双频”网络。 GSM使用的900 MHz、1800 MHz频段介绍如 表所示。

GSM系统概述 ppt课件

GSM系统概述 ppt课件

GSM网络编号
1.移动台的国际身份号码ISDN(MSISDN) 在公共交换电话网编号计划中唯一地识
别移动电话的签约号码,采用E.164编码 结构: MSISDN=CC+NDC+SN
CC是国家码 NDC是移动服务访问码 SN是用户号码
2.国际移动用户识别码(IMSI)
IMSI唯一地标识了一个GSM移动网的用户,并 且能指出用户所属的国家号,PLMN网号和HLR 号码。采用E.212编码
GSM系统结构
GSM系统结构
一套完整的蜂窝移动通信系统主要是有: 交换网络子系统(SS) 无线基站子系统(BBS) 移动台(MS) 操作维护子系统(OMC)
交换网络子系统(SS)
交换系统包括下列功能单元 :
移动业务交换中心(MSC) 拜访位置寄存器(VLR) 归属位置寄存器(HLR) 鉴权中心(AUC) 设备识别寄存器(EIR)
GSM系统中的接口
GSM网络区域组成
GSM 服务区 PLMN 服务区 MSC\VLR 服务区 位置区 小区
GSM网络区域组成
ITU-T对移动通信系统的区域组成基本定义如下:
GSM服务区:由一个或几个服务区组成. PLMN:是指由一家公司负责经营的移动通信业务
区域,一般由若干个业务区(移动本地网)组成. MSC/VLR业务区:MSC所覆盖的服务区域,凡在该区
结构:IMSI=MCC+MNC+MSIN
MCC 移动用户国家号
MNC 移动拥护的所属PLMN网号
MSIN 移动用户标识.
NMSI 在某个国家内MS唯一的识别码
3、移动台漫游号码（MSRN）
用于一次呼叫的路由选择。
MSRN＝CC＋NDC＋SN

GSM基本原理PPT课件

GSM基本原理PPT课件
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。

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

《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
20
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
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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移动通信介绍-PPT文档资料102页

第二代蜂窝移动通信系统
采用数字技术 频率： 800MHz、900MHz、1800MHz 主要的系统
美国：DAMPS、CDMA 欧洲：GSM 日本：PDC
2.5代移动通信系统
GPRS IS-95B
1.2移动通信发展简史
第三代蜂窝移动通信系统
采用数字技术 频率： 800MHz 主要的系统(十种提案)
2.2 公用移动通信网频段划分(1800M)
1710
1755
我国DCS1800下行频段
1785 1805
1850
我国DCS1800上行频段
频段总带宽：75MHz 我国用低45MHz
频道间隔： 200kHz 频点：45000/200=225个 (可用)频道序号：n=1~224
1234
222 223 224 225
蜂窝 基站的覆盖范围有大有小，我们把基站的覆盖范围称为蜂窝
大区制 采用大功率的基站，提供比较大的服务范围，但它的频率利
用率较低，也就是说基站提供给用户的通信通道比较少，这种 方式称为大区制。 小区制
采用小功率的基站，提供大容量的服务范围，同时它采用 频率复用技术来提高频率利用率，有限的频率得到多次使用， 所以系统的容量比较大，这种方式称为小区制或微小区制。
所有的GSM手机都可以以2DB 为一等级来调整 它们的发送功率，GSM900 移动台的最大输出功率 是8W（规范中最大允许功率是20W，但现在还没有 20W的移动台存在）。DCS1800移动台的最大输出 功率是1W。相应地，它的小区也要小一些。
Hale Waihona Puke 3.3GSM移动通信技术－频率复用技术
几个基本概念
基站 移动通信系统采用基站设备来提供无线服务范围的。
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2020/10/18
4
移动通信迅速发展的原因
•市场驱动
--中国大陆：移动电话用户1999年超过4000万用户，移动电 话业务量占整个电信业务量的50%。据信息产业部副部长 娄勤俭说，到六月底，中国内地移动电话用户将达到1.16 亿户，比去年年底净增3000多万户。
--全球移动电话用户到2000年已达到5亿。目前，全球约每 10人拥有一部手机，而未来五年内，每五人就拥有一部手 机。
使用的国家或地区
模拟 蜂窝 系统
AMPS TACS
上行825-845 下行870-890
FDMA
美国、澳大利亚、加拿 大等
上行890-915 下行935-960
FDMA
中国、英国、香港、阿 联酋等
GMS
上行890-915 下行935-960
TDMA
中国、欧洲各国
数字 蜂窝
D-AMPS (IS-54)
2020/10/18
5
移动通信迅速发展的原因(续)
•技术发展 --微电子技术长足发展，如DSP、VLSI、天线技术 --形成移动通信新体制，蜂窝网。 --微处理技术及计算机技术 •政府调节 --颁布有利于移动通信发展的政策 --分配或拍卖频段
2020/10/18
6
移动通信系统的演进
1G
2G
2G+
6、语音编码：规则脉冲激励长期预测编码 （RPE-LPC），语音编码速率13kbps。
2020/10/18
9
GSM系统主要性能简介（续）
7、信道编码：采用循环冗余码、1/2卷积码及交织 编码。
8、跳频速率：217跳/秒
9、调制方式：高斯滤波最小移频键控（GMSK）， 调制速率270.833kbps。
3G
AMPS GSM900 GSM
WCDMA
TACS DCS1800
-HSCSD CDMA2000
NMT450 PCS1900
-GPRS TD-SCDMA
NMT900 PDC
-EDGE
IS95A-CDMA IS95B-CDMA
80S 2020/10/18
90S
2001 7
各类主要蜂窝系统概况
频率
多址方 式
10、时隙和TDMA帧：物理信道/时隙，时隙周期 577us，8时隙/帧。
9、小区结构：在农村地区可采用宏小区，小区半
径可达35km；城市地区小区半径一般为10-20km；
市中心等业务密集地区可采用微小区，半径
2020/010./158 km。
10
第二部分 GSM系统结构与接口
一、GSM系统结构 二、GSM系统的各类接口 三、GSM系统的控制与管理 四、GSM系统的接续和移动管理过程
VLR：存储用户位置信息的动态数据库。 EIR：存储有关移动台设备参数的数据库。 AUC：存储有关移动用户的身份以及产生相应认证参数的功
能实体。
上行824-849 下行869-894
TDMA
美国
系统
上行940-956
PDC
（1447-1501）
下行810-826
TDMA
日本
（1429-1453）
20能简介
1、发射频率：上行890-915MHz 下行935-960MHz
2、多址方式：TDMA 3、双工方式：FDD 4、双工间隔：45MHz 5、载波频道间隔：200KHz，共124载频。
3、网络交换子系统 移动交换中心MSC 归属位置寄存器HLR 访问位置寄存器VLR 设备标志寄存器EIR 认证中心AUC
2020/10/18
13
移动台语音处理的过程
语音 输入 A/D
13kbit/
s
语音编
信道编
码
码
加密
TDMA帧 形成
调治
语音 输出 D/A
语音解 码
信道解 码
解密
信道分 离
解调
2020/10/18
2020/10/18
11
一、GSM系统结构
BTS
BTS
BSC
MS BTS
EIR
MSC
AUC
PDN PSTN ISDN
HLR
BTS
VLR
MS 移动台
BTS
BSC
BTS 基站子系统
OMC MSC
网络交换子系统
公共网
2020/10/18
12
GSM系统设备
1、移动台MS 2、基站子系统BSS
基站控制台BSC 基站收发信台BTS 4、操作维护子系统OMC OMC-B OMC-S
14
基站子系统BSS
•基站系统是在小区内建立无线电覆盖的设备，负责管理无 线资源，建立移动台与网络之间的无线信道，传送网络的 各种信令及用户信息等。
•一个基站系统BSS包含一个基站控制器BSC以及一个或多个 基站收发信台BTS。一个BTS在一个小区内建立无线电覆 盖，故一个基站系统的覆盖区域包含若干个小区。
GSM数字移动通信系统介绍
2020/10/18
1
目录
第一部分 移动通信系统的概述 第二部分 GSM系统结构与接口 第三部分 GSM系统业务流程 第四部分 短消息业务介绍 第五部分 无线应用协议WAP 第六部分 通用分组无线业务GPRS
2020/10/18
2
第一部分 移动通信系统的概述
一、移动通信的发展与现状 二、 GSM移动通信系统主要性能简介
2020/10/18
3
一、移动通信的发展与现状
第一阶段：从上世纪20年代至40年代早期，短波无线通信。 第二阶段：从40年代中期至60年代初期，移动无线通信开 始问世。 第三阶段：从60年代中期至70年代中期，大区制移动电话。 第四阶段：从70年代中期至80年代中期，是移动通信蓬勃 发展时期。1978年底，美国贝尔实验室研制成功先进的移动 电话系统（AMPS），建成了蜂窝状移动通信网。 第五阶段：从80年代中期开始，欧洲推出GSM体系，美国 和日本也制定了各自的数字移动通信体制。
2020/10/18
16
网络交换子系统
MSC：作为交换设备，具有完成呼叫接续与控制的功能；作 为移动交换中心，具有无线资源管理和移动特性管理等功 能。
GMSC：信关MSC，提供所有入网呼叫的查询和转接能力。 HLR：用于移动用户管理的数据库。包含的用户信息分为两
类：一类是有关用户参数的信息，另一类是有关用户当前 位置的信息。
•基站系统包含两类逻辑信道： 业务信道：全速率信道和半速率信道 控制信道：广播信道、公共控制信道、
专用控制信道
2020/10/18
15
基站子系统的功能
无线信道管理 *信道配置管理 * 独立专用控制信道和业务信道管理 *广播控制信道和公共控制信道管理 *随机接入 *信道编码解码 *定时超前 *无线资源指示 *寻呼 *越区切换