移动通信理论与实战第5章GSM通信系统

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1、第5章GSM通信系统GSM通信系统GSM（GlobalSystemforMobileCommunications）全球第一个对数字调制方式、网络结构和业务种类进行标准化的数字蜂窝移动通信系统；也是全球用户最多的移动通信系统；历史：1982年北欧四国向欧洲邮电行政大会提交建议，制订900MHz的欧洲公共电信业务规范，成立移动特别小组GSM；1988年颁布GSM（泛欧数字蜂窝通信网）标准；1991年在欧洲开通了第一个GSM系统，并完成了1800MHz频段的移动电信业务规范，名为DCS1800系统；1993年

2、，欧洲第一个DCS1800系统投入运营；1995年，完成1900MHz频段的PCS1900移动电信业务规范；课程内容GSM系统结构GSM的物理层GPRS通用分组无线业务EDGEGSM系统架构GSM系统架构网络子系统NSS具有系统交换、通信控制、数据存储、移动性管理、安全性管理等管理功能，并提供了和其它网络连接的接口；移动交换中心MSC(MobileSwitchingCenter)GSM网络的核心管理网元，负责对本MSC管辖区内的移动终端进行通信控制和管理，并提供GSM系统与其它通信网之间互联的接口；通常

3、是一个大型交换机，它通过A接口控制着基站子系统的几个基站控制器BSC，它可以从HLR、VLR和AuC三种数据库中获取处理用户位置登记和呼叫请求所需的全部数据，亦可根据所获取的最新信息请求更新数据库中的部分数据。HLR、VLR、AuCGSM系统架构网络子系统NSS具有系统交换、通信控制、数据存储、移动性管理、安全性管理等管理功能，并提供了和其它网络连接的接口；移动交换中心MSC归属位置寄存器HLR(HomeLocationRegister)中央数据库，永久存储和记录所辖区域内用户的签约数据，并动态地更新用

4、户的位置信息，以便在呼叫业务中提供被呼叫用户的网络路由；HLR数据库可以是独立配置，也可以内置于MSC中；每个用户归属于单一的HLR，以便独立提供对其定位，使网络从MSISDN号或IMSI身份码来检索HLR；VLR、AuCGSM系统架构网络子系统NSS移动交换中心MSC归属位置寄存器HLR访问位置寄存器VLR(VisitorLocationRegister)用于存储来访用户位置信息的动态数据库；GSM系统架构网络子系统NSS移动交换中心MSC归属位置寄存器HLR访问位置寄存器VLR鉴权中心AuC(AUt

5、henticationCenter)受到严格保护的数据库，存储着鉴权信息和加密密钥，以防止无权用户进入系统和保证无线接口的移动用户通信的安全；属于HLR的一个功能单元，和HLR集成在同一设备中。GSM系统架构基站子系统BSS基站控制器BSC(BaseStationController)整个基站子系统的控制核心，负责无线资源管理、小区配置数据管理、功率控制、定位和本控制区内的越区切换等；它是具有一定计算能力的小型交换机，将控制区内的数据汇聚后传送到MSC；基站收发信台BTS(BaseTransceiver

6、Station)通过空口Um口和移动终端MS相连，并完全接受BSC控制，负责无线传输，完成无线与有线间的转换、无线分集接收、无线信道加密等功能；包括无线传输所需的各种软硬件，天馈系统+基站设备；由基站识别码BSIC唯一识别；GSM系统架构移动台MS通信终端，由设备识别码IMEI唯一识别；SIM卡：由用户识别码IMSI唯一识别；操作维护子系统OSS网络管理中心NMC全网监控操作维护中心OMC本地监控课程内容GSM系统结构GSM的物理层GPRS通用分组无线业务EDGEGSM物理层多址方式FDMA+TDMA，

7、物理信道由一个载频上的一个时隙来表征；每个小区含多个载频，每个载频含8个时隙；上行下行双工间隔射频带宽双工信道总数GSM900890~915MHz935~960MHz45MHz200kHz124DCS18001710~1785MHz1805~1880MHz95MHz200kHz374频道配置：采用等间隔频道配置方法900MHz：1~124fl(n)=890.200+(n-1)×0.2MHzfh(n)＝f1(n)＋45MHz1800MHz：512~885，374fl(n)=1710.200+(n-512)

8、×0.2MHzfh(n)＝f1(n)＋95MHzGSM物理层帧结构时隙——物理信道最基本单位，577μs，156.25个码元；TDMA帧：一帧包含8个时隙（物理信道），长4.615ms；GSM帧结构业务复帧：26帧，用于传输业务和随路信令；控制复帧：51帧，用于传输控制信息；GSM帧结构超帧：一个连贯的51*26的TDMA帧；超高帧：2048个超帧组成；每一超高帧周期将重启密码和跳频算法GSM物理层逻辑信道GSM物理层GSM系统中物理层处理