61GSM数字移动通信系统

整理文档很辛苦,赏杯茶钱您下走!

免费阅读已结束,点击下载阅读编辑剩下 ...

阅读已结束,您可以下载文档离线阅读编辑

资源描述

GSM数字移动通信系统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系统的控制与管理一、GSM系统结构GSM数字蜂窝通信系统的主要组成部分为网络子系统(NSS)、基站子系统(BSS)和移动台(MS);除此之外,GSM网中还配有短信息业务中心(SC),既可实现点对点的短信息业务,也可实现广播式的公共信息业务以及语音留言业务,从而提高网络接通率。一、GSM系统结构BTSMSMSBTSBTSBTSBTSBTSBSCBSCOMCEIRMSCMSCAUCVLRHLRPDNPSTNISDN基站子系统移动台网络交换子系统公共网GSM系统设备1、移动台MS2、基站子系统BSS基站控制台BSC基站收发信台BTS4、操作维护子系统OMC3、网络交换子系统移动交换中心MSC归属位置寄存器HLR拜访位置寄存器VLR设备识别寄存器EIR鉴权中心AUC移动台(MS)语音编码解调调制TDMA帧形成加密信道编码信道分离解密信道解码语音解码语音输入语音输出13kbit/sA/DD/A移动台语音处理的过程移动台是移动终端(MS)和用户识别模块(SIM)组成。基站子系统BSS•基站子系统包括基站收发信机组(BTS)和基站控制器(BSC)。该子系统由MSC控制,通过无线信道完成与MS的通信,主要实现无线信号的收发以及无线资源管理等功能。•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。基站子系统1)基站收发信机组(BTS)基站收发信机组包括无线传输所需要的各种硬件和软件,如多部收发信机、支持各种小区结构(如全向、扇形)所需要的天线、连接基站控制器的接口电路以及收发信机本身所需要的检测和控制装置等。它实现对服务区的无线覆盖,并在BSC的控制下提供足够的与MS连接的无线信道。基站子系统2)基站控制器(BSC)基站控制器(BSC)是基站收发信机组(BTS)和移动交换中心之间的连接点,也为BTS和操作维护中心(OMC)之间交换信息提供接口。一个基站控制器通常控制多个BTS,完成无线网络资源管理、小区配置数据管理、功率控制、呼叫和通信链路的建立和拆除、本控制区内移动台的越区切换控制等功能。网络子系统NSS1)移动交换中心(MSC)网络子系统由一系列功能实体构成,主要起交换、移动性管理和安全性管理等功能。移动交换中心(MSC)是蜂窝通信网络的核心,它是用于对覆盖区域中的移动台进行控制和话音交换的功能实体,同时也为本系统连接别的MSC和其它公用通信网络(如公用交换电信网PSTN、综合业务数字网ISDN和公用数据网PDN)提供链路接口。MSC主要完成交换功能、计费功能、网络接口功能、无线资源管理与移动性能管理功能等,具体包括信道的管理和分配、呼叫的处理和控制、越区切换和漫游的控制、用户位置信息的登记与管理、用户号码和移动设备号码的登记和管理、服务类型的控制、对用户实施鉴权、保证用户在转移或漫游的过程中实现无间隙的服务等。网络子系统NSS2)归属位置寄存器(HLR)这是GSM系统的中央数据库,存储着该HLR控制区内所有移动用户的管理信息,其中包括用户的漫游能力、签约服务和补充业务;此外,还为移动交换中心提供移动台实际漫游所在地的信息,这样就使任何来话呼叫立即按选择的路径送到被叫用户。3)访问位置寄存器(VLR)这是一个动态数据库,记录着当前进入其服务区内已登记的移动用户的相关信息,如用户号码、所处位置区域信息等,使移动业务交换中心能够建立呼入和呼出的呼叫;一旦移动用户离开该VLR服务区而在另一个VLR中重新登记时,该移动用户的相关信息即被删除。网络子系统NSS4)鉴权中心(AUC)AUC存储着鉴权算法和加密密钥,在确定移动用户身份和对呼叫进行鉴权、加密处理时,提供所需的三个参数(随机号码RAND、符合响应SRES、密钥Kb),用来防止无权用户接入系统和保证通过无线接口的移动用户的通信安全。5)移动设备识别寄存器(EIR)EIR也是一个数据库,用于存储移动台的有关设备参数,主要完成对移动设备的识别、监视、闭锁等功能,以防止非法移动台的使用。目前,我国各移动运营商尚未启用EIR设备。网络子系统NSS6)操作维护中心(OMC)OMC用于对GSM系统进行集中操作、维护与管理,具体又包括无线操作维护中心(OMC-R)和交换网络操作维护中心(OMC-S)。OMC-R对基站分系统的操作维护包括:人机接口管理、保密管理、配置管理、运行管理、出错管理。OMC-S对交换分系统的操作维护操作功能:系统控制、移动用户管理、服务管理、业务管理、计费、路由和网络管理。维护功能:移动用户线维护、局间中继线维护、系统软硬件维护。二、GSM系统中的各类接口MSMSCEIRHLRVLRVLRMSCBSSSmUmAbisABECFDG1、主要接口GSM主要接口是Um接口、A接口和Abis接口,这三种接口保证了不同厂商生产的移动台、基站子系统和网络子系统设备能互联互通。1)空中接口(Um)Um接口是MS与BTS之间的无线电接口,主要传送无限资源管理、移动性管理和接续管理等信息。2)A接口基站BSC与MSC之间的接口,传送的信息包括移动台和基站的管理、移动性和呼叫接续管理等3)Abis接口是NSS内BTS与BSC之间的接口,用于BTS与BSC之间的远端互连方式。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、网络子系统内部接口4)E接口相邻区域的移动交换中心之间的接口,用于MS从一个MSC控制区到另一个MSC控制区时交换有关信息,以完成越区切换。5)F接口MSC与EIR之间的接口,用于交换相关的管理信息。6)G接口VLR之间的接口,在采用临时移动用户识别码(TMSI)时,此接口用于向分配TMSI的VLR询问此移动用户的国际移动用户识别码的信息。GSM的区域、号码、地址与识别从地理位置来看,GSM系统分为GSM服务区、公用陆地移动网(PLMN)业务区、移动交换控制区(MSC区)、位置区(LA)、基站区和扇区。GSM服务区PLMN服务区MSC\VLR服务区位置区基站区1、区域划分1)、GSM服务区:由联网的GSM全部成员国组成。2)、PLMN业务区由GSM系统构成的公用陆地移动网,处于国际或国内汇接交换机的级别上。3)、MSC业务区由一个移动交换中心控制的区域称为MSC业务区,凡在该区的移动台均在该区的访问位置寄存器(VLR)登记。MSC业务区LA2LA3cell6cell2cell7cell3cell5cell4cell1MSCVLRLA1LA41、区域划分4)、位置区(LA)每个MSC业务区分成若干位置区,位置区有若干基站区组成,当寻呼移动用户时,位置区内全部基站可以同时发寻呼信号,利用位置区识别码(LAI),系统能够区别不同的位置区。5)、基站区一个基站控制器所控制的若干个小区的区域。6)小区(cell)也叫蜂窝区,一个小区包含一个基站,每个基站有若干套收、发信机。根据基站位置不同分为:中心激励,定点激励。1、区域划分扇区扇区基站区扇区扇区基站区位置区扇区扇区基站区扇区扇区基站区位置区MSC区扇区扇区基站区扇区扇区基站区位置区扇区扇区基站区扇区扇区基站区位置区MSC区PLMN区GSM服务区2、GSM识别码1)国际移动用户识别码(IMSI)IMSI用于识别GSM/PLMN网中用户,每个用户均分配一个唯一的IMSI。IMSI:MCC+MNC+MSINMCC:移动国家号,中国460;MNC:移动网号,中移动00,联通01MSIN:移动用户识别号2)临时用户识别码(TMSI)用于保护IMSI码,该号只在本MSC区域有效,其结构可由各电信部门选择,长度不超过4个字节。3)国际移动设备识别码(IMEI)用于识别移动设备的号码,监控被窃或无效的这一类移动设备。IMEI:TAC+FAC+SNR+SPTAC:型号批准编码FAC:装配厂家编号SNR:序号编码SP:备用2、GSM识别码4)移动用户号码MSISDN:CC+NDC+SNCC:国家码,中国86NDC:国内目标码SN:用户码国内移动用户ISDN号码为一个11位数字的等长号码:N1N2N3H0H1H2H3××××其中,N1N2N3为数字蜂窝移动业务接入号(网号),中国移动为139、138、137、136、135,中国联通为130、131;H0H1H2H3为HLR(归属位置寄存器)识别号,表示用户归属的HLR,用来区别不同的移动业务区;××××为四位用户号码。2、GSM识别码5)移动台漫游号码MSRN=CC+NDC+SN当移动台漫游到另一个移动交换中心业务区(MSC)时,该MSC将给移动台分配一个临时漫游号码,用于路由选择。CC=国家号NDC=国内目的地号码(用于识别MSC/VLR)SN=用户号,对应于用户的IMSI号码当移动台离开该区后,访问位置寄存器和归属位置寄存器都要删除该漫游号码,以便再分配给其他移动台使用。2、GSM识别码6)位置区识别码LA=MCC+MNC+LACMCC=移动国家号,识别一个国家MNC=移动网号,识别国内的GSM网LAC=位置区号码,识别一个GSM网中的位置区7)小区全球识别码CGI=MCC+MNC+LAC+CI用于识别一个位置区内的小区。8)基站识别码(BSIC=NCC+BCC)(6bit)NCC=国家色码,用于识别GSM移动网(3bit)BCC=基站色码,用于识别基站(3bit)GSM无线接口其中Um接口的作用:规定信道结构和接入能力定义MS-BS通信协议完成呼叫控制处理实现移动性、安全管理完成功率控制等业务功能(一)、GSM无线接口传输特性1、GSM的多址方式GSM蜂窝系统采用时分多址/频分多址/频分双工(TDMA/FDMA/FDD)制式。收发采用不同的频率,收发频差为45MHz,一对双工载波上下行链路各用一个时隙构成一个双向物理信道,根据需要分配给不同的用户使用。频道间隔为200kHz,每个频道采用时分多址接入方式,共分为8个时隙,时隙宽度为0.577ms。8个时隙构成一个TDMA帧,帧长为4.615ms。移动台在特定的频率上和特定的时隙内,以突发方式向基站传输信息,基站在相应的频率上和相应的时隙内以时分复用的方式向各个移动台传输信息。(一)、GSM无线接口传输特性2、GSM的频率再用GSM蜂窝系统多采用4小区3扇区(4×3)的频率配置和频率再用方案,即把所有可用频率分成4大组12个小组分配给4个无线小区而形成一个单位无线区群,每个无线小区又分为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,如图所示。972101081重复使用信道组序号11641164125318123592711461245101892792711461146101812354×3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900MHz和1800MHz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900MHz、1800MHz频段介绍如表所示。GSM使用的900MHz、1800MHz频段特性特性900MHz频段1800MHz频段频率范围890~915MHz(移动台发,基站收)935~960MHz(移动台收,基站发)1710~1785MHz(移动台发,基站收)1805~1880MHz(移动台收,基站发)频带宽度25MHz75MHz信道带宽200kHz200kHz频道序号1~12451

1 / 101
下载文档,编辑使用

©2015-2020 m.777doc.com 三七文档.

备案号:鲁ICP备2024069028号-1 客服联系 QQ:2149211541

×
保存成功