GSM基本原理(部分)

1、 专业基础

1.1 GSM基础

1.1.1GSM综述

1、 GSM的概念

GSM是Global System for Mobile Communication“全球移动通信系统”的简称。它是一种数字移动通信，较之以往的模拟移动通信，有较多的优点。

GSM的起源：泛欧数字蜂窝移动通讯网简称GSM系统，GSM原意为“移动通信特别小组”（Group Special Mobile），是1982年欧洲邮电主管部门会议（CEPT）为开发第二代数字移动蜂窝移动系统而成立的机构。 1987年 GSM成员国经现场测试和论证比较，就数字系统采用窄带时分多址TDMA、规则脉冲激励长期预测RPE-LTP话音编码和高斯滤波最小移频键控（GMSK）调制方式达成一致意见。1988年 十八个欧洲国家达成GSM谅解备忘录（MOU）。1989年 GSM标准生效。 1991年 GSM系统正式在欧洲问世，网路开通运行。1992年 世界上第一个GSM网在芬兰投入使用。从此，移动通信跨入了第二代。

GSM的组织结构：ETSI（欧洲电信标准协会）增设了“特别移动小组”（TC-SMG），用以负责有关数字移动业务标准的制定。

2、 GSM系统的技术性能

1） 使用频段、双工间隔：√

GSM900：890~915MHz（上行）、935~960 MHz（下行）。双工间隔：45 MHz，带宽：200KHz

GSM1800：1710~1785 MHz（上行）、1805~1880 MHz（下行）。双工间隔：95 MHz，带宽：200KHz

GSM1900：1850~1910 MHz（上行）、1930~1990 MHz（下行）。双工间隔：80 MHz，带宽：200KHz

2）、选址方式√

FDMA/TDMA：Freq division multiple access /Time division multiple

access（频分/时分多址）

3）、调制类型：√ GMSK（BT=0.3）

gsm网络由几部分组成及各个部分的主要作用

GSM系统主要由移动台（MS）、移动网子系统（NSS）、基站子系统（BSS）和操作支持子系统（OSS）四部分组成。关于“gsm网络由几部分组成及各个部分的主要作用”的详细说明。

1.gsm网络由几部分组成及各个部分的主要作用

GSM系统主要由移动台（MS）、移动网子系统（NSS）、基站子系统（BSS）和操作支持子系统（OSS）四部分组成。

全球移动通信系统Global System for Mobile Communication就是众所周知的GSM，是当前应用最为广泛的移动电话标准。

GSM属于第2代（2G）蜂窝移动通信技术。模拟蜂窝技术被称为一代移动通信技术，宽带CDMA技术被称为三代移动通信技术，即3G。

移动台（MS）

移动台是公用GSM移动通信网中用户使用的设备，也是用户能够直接接触的整个GSM系统中的唯一设备。移 动台的类型不仅包括手持台，还包括车载台和便携式台。随着GSM标准的数字式手持台进一步小型、轻巧和增加功能的发展趋势，手持台的用户将占整个用户的极大部分。

基站子系统（BSS）

基站子系统（BSS）是GSM系统中与无线蜂窝方面关系最直接的基本组成部分。它通过无线接口直接与移动台相接，负责无线发送接收和无线资源管理。另一方面，基站子系统与网络子系统（NSS）中的移动业务交换中心（MSC）相连，实现移动用户之间或移动用户与固定网路用户之间的通信连接，传送系统信号和用户信息等。当然，要对BSS部分进行操作维护管理，还要建立BSS与操作支持子系统（OSS）之间的通信连接。

移动网子系统（NSS）

移动网子系统（NSS）主要包含有GSM系统的交换功能和用于用户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能，它对GSM移动用户之间通信和GSM移动用户与其它通信网用户之间通信起着管理作用。NSS由一系列功能实体构成，整个GSM系统内部，即NSS的各功能实体之间和NSS与BSS之间都通过符合CCITT信令系统No.7 协议和GSM规范的7号信令网路互相通信。

一些厂家专门提供的夹具来进行折装。从射频与逻辑电路角度看，GSM手机其实是一个相当复杂的系统，下面我们就按射频与逻辑两部分来介绍GSM手机的原理。

GSM手机主要组成如下图：

早期GSM手机大都由二块电路板组成，一块负责射频信号的处理--射频板，另一块负责音频信号和逻辑控制信号的处理--音频逻辑板（有时也称为数字板），这二块板之间一般用插座相连（有时也会看到用排线相连的手机）。随着技术的发展，现在的手机射频板和音频板已合二为一，这样集成度更高，体积也更小，但维修难度也将显著增大。

从射频原理图上可以看到，从天线进来的信号首先进入双工器DUP，然后进入一个低噪声放大器LNA，从GSM手机的原理上看双工器并不是必要的，因为手机的信号

接收与发射之间并不是同时进行的，而是相差三个时隙，这一点与模拟TACS手机是有很大不同的，但为了进一步增大收发信号之间的隔离度和消除外界干扰信号，在很多型号的手机中还是在天线前端设置了双工器。低噪声放大器LNA通常其增益在10~20dB范围，其噪声系数不大于3dB，经过LNA放大的信号将与接收

本振混频下变频到中频IF信号，有的型号手机可能只有一级变频电路和一级IF信号，有的手机的接由信号可能会经过二级变频，有二级IF信号，但结构是一样的。混频后的信号滤波后进入具有自动增益控制的中频放大器AGCIF放大器中放大，尔后滤波后的IF信号送到0.3GMSK调制解调器芯片中解调出I和Q二路信号,I,Q信号可进一步送到DSP芯片中进行自适应均衡等处理,以消除传送过程中的各种衰落与干扰。有的手机把信道检验，纠错解码等功能也放到DSP芯片中。当手机开机登录时，它将与当前小区发出的BCH广播控制信道中的同步信号SCH，FCH锁相，以使手机的基础本振锁定在基站的频率基准上。手机通常有一个基础本振信号，其频率通常为13MHz或其整数倍，手机的接由与发射本振通常由基础本振变频得到，因此一旦基础本振锁定之后Tx/Rx本振也就锁定了。

GSM概述

CME20是按GSM建议实现的爱立信蜂窝移动电话系统，是在AXE10数字交换机基础上开发设计的。

一、CME20系统的构成

GSM基本上可分为两部分：交换系统（SS）和基站系统（BSS）

1、交换系统（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)

一个MSC控制多个基站控制器(BSC)，它控制移动用户自、至PSTN、ISDN、PLMN、公用数据网的呼叫。移动汇接和网络入口功能都由MSC来实现。

HLR寄存用户的鉴约信息，如补充业务、鉴权参数，此外还有MS的位置信息和IMSI，ISDN码等。 AUC与HLR相连，是向HLR提供出于安全原因而使用的鉴权参数和密钥。即三参数组。

VLR是一个动态数据库，它包含了当前位于相应的MSC服务区的全部MS的有关信息（IMSI码和位置信息LAI）。

与其它网络的接口通过GMSC，GMSC称为入口移动交换中心（GATE WAY－网关或门道交换局）。

2、基站系统（BSS）

基站系统由以下两个部分组成

1）基站控制器（BSC）

BSC控制一组基站，其任务是管理无线网络，即管理无线小区及其无线信道，并提供基站至MSC之间的接口。无线设备的操作和维护，移动台的业务过程。

2）无线基站（RBS）

RBS用来提供移动台与系统的无线接口，主要由无线收发信机构成。

3、操作支援系统（OSS）在GSM建议中称为OMC，用于整个CME20系统的集中操作与维护。

GSM系统模型

其中 CSPDN：电路交换公用数据网

ISDN：综合业务数字网

PSTN：公用交换电话网