GSM接入网信令

GSMRadioOptimizationAdvanceRANSignalingHunterLeungSCMCC2011.052了解GSM网络基本结构掌握无线接口分层结构和接入技术掌握帧、突发脉冲、逻辑信道的组成掌握常见话务场景信令流程学习完本课程，您将能够：课程目标课程内容3第一章GSM系统概述第二章无线接口概述第三章无线逻辑信道第四章话务场景GSM发展历史4•1982年，欧洲邮电行政大会CEPT设立了“移动通信特别小组”即GSM，以开发第二代移动通信系统为目标。•1986年，在巴黎，对欧洲各国经大量研究和实验后所提出的八个建议系统进行现场试验。•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频移键控(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。移动通信跨入第二代。•1993年我国首先在浙江嘉兴建立了GSM实验网。•1994年我国开始大规模部署GSM网络。数字移动通信技术5•多址技术使众多的用户共用公共的通信线路.•常用的使信号多路化的方法基本上有三种，它们分别采用频率、时间或代码分隔的多址连接方式，即人们通常所称的频分多址FDMA、时分多址TDMA和码分多址CDMA三种接入方式。FDMA是以不同的频率信道实现通信的，TDMA是以不同的时隙实现通信的，CDMA是以不同的代码序列实现通信的。时间TDMA时间FDMA频率频率CDMA频率时间码GSM主要技术参数6特性GSM900DCS1800发射频带(MHz)基站移动台935～960890～915(带宽25M)1805～18801710～1785(带宽75M)双工间隔45MHZ95MHZ射频带宽200KHZ200KHZ射频双工信道总数124374小区半径（Km）最小最大0.5350.535多址方式TDMATDMA调制GMSKGMSK传输速率（kbps）270.833270.833编码算法RPE-LTPRPE-LTP信道编码具有交织脉冲检错和1/2编码率卷积码具有交织脉冲检错和1/2编码率卷积码每载频信道数全速率半速率88168816GSM区域定义7PLMN区......服务区PLMN区MSC区...MSC区...位置区...位置区...基站覆盖区...基站覆盖区...小区小区............课程内容8第一章GSM系统概述第二章无线接口概述第三章无线逻辑信道第四章话务场景无线接口概述终端接入网核心网网管系统GSMMSRANSSOSS-RCTD-SCDMAUEUTRANCNOSS-RC1、GSM/TD系统节点2、MS的分类TYPECLASSPHASEA可以同时进行CS与PS业务（2TRX）1单频段简化A对相邻时隙的CS/PS进行同时支持（1TRX）2双频段BOnlyCSorPS2+双频段(GPRS/EDGE)无线接口概述其他MSCBTSHLR/AUCPSTNISDNOSSMSUmMSUmUmA-bis接口BSCA接口MSC/VLRBTSBTS11无线接口概述MSBTSBSCMSCVLRHLRMSCEIRVLRAUCSGSNUmAbisAGbBCDEFGHGSM系统接口Um接口分层及协议12通信管理（CM）无线资源管理（RR）移动和安全管理（MM）LAPDmTCH0TCH1TCH2。。SACCH。。TCH25IDL复帧物理链路层(L1)数据链路层(L2)网络应用层(L3)RACHBCCHAGCH/PCHSDCCHSACCHTCHFACCHMS→MSCMS→MSCMS→BSC对等层MS→BTSSAP与SAPI13010100101100101010100101100101LAYER3LAYER2LAYER1LAYER3LAYER2LAYER1物理连接SAPISAP:层次系统的上下层之间进行通信的接口。SAPI:两层之间有多个SAP时，使用SAPI来标示。SAP相当于门，SAPI相当于门牌号。给力给力COSTLn+1层Ln层LnSDULnPDUSDU:ServiceDataUnitPDU:PortocalDataUnit又被称为“帧”课程内容14第一章GSM系统概述第二章无线接口概述第三章无线逻辑信道第四章话务场景信道Channel15物理信道是指一个载频上一个TDMA帧的一个时隙，它相当于FDMA系统中的一个频道。用户通过某一个载频上的某个信道接入系统通信。逻辑信道是从信息内容的性质角度定义划分的。把信道上传递的内容分成业务信息（话音、数据等）和控制信息（控制呼叫进程的信令）两大类。定义与之对应的逻辑信道称为业务信道和控制信道。业务信道（TCH）--------用于传送编码后的话音或数据信息。控制信道（CCH）--------用于传递控制信息如控制呼叫进程的信令的信道传送控制信息帧和时隙16频率200kHzBP15/26ms隙缝时间时隙和帧结构170123204420452046204701234849504701242501242514950001457623TB3TB3GP8.25TB：尾比特TB3TB3GP8.25GP：保护期TB3TB3GP8.25TB3TB3GP68.2558信息比特26训练序列58信息比特固定比特142信息比特39扩展的训练序列64信息比特39同步序列41信息比特36常规突发序列（NB）频率校正突发序列（FB）同步突发序列（SB）接入突发序列（AB）1超高帧=2048超帧=2715648TDMA帧（3小时28分53秒760毫秒）1超帧=1326TDMA帧（6.12秒）1复帧=26TDMA帧（120ms）1复帧=51TDMA帧（3060/13ms）1TDMA帧=8时隙（120/26=4.615ms）1时隙=156.25比特持续期（15/26=0.577ms）（1比特持续期：48/13=3.68us）BCCHCCCHSDCCHTCHSACCH/TFACCH突发脉冲序列（BURST）188bit41同步bit36加密bit3bit68.25bit尾比特尾比特保护间隔数据•接入突发脉冲序列(AB)：用于MS初始化接入3bit142bit3bit8.25bit尾比特尾比特保护间隔数据•频率校正突发脉冲序列(FB)：用于MS与BTS之间的频率同步3bit39加密bit39加密bit3bit8.25bit尾比特尾比特保护间隔数据数据64同步bit•同步突发脉冲序列(SB)：用于MS与BTS之间的定时同步突发脉冲突发脉冲序列193bit57加密bit57加密bit3bit8.25bit尾比特尾比特保护间隔数据数据26bit11训练序列偷帧标志•普通突发脉冲序列(NB)：用于携带业务信道和除RACH之外的控制信道上的信息3bit142调制bit3bit8.25bit尾比特尾比特保护间隔•虚拟突发脉冲序列(DB)：用于BTS在无信息下发的时隙发送填充帧逻辑信道20GSM900和GSM1800的逻辑信道划分是一样的广播控制信道(BCCH)控制信道通用控制信道(CCCH)话音信道(TCH)FCCHSCHBCCH(系统消息)TCH/FAGCHRACHSDCCHFACCHSACCHTCH/HTCH/9.6FTCH/4.8F,HTCH/2.4F,HPCH通用信道(CCH)专用信道(DCH)逻辑信道逻辑信道（BROADCASTCHANNELS）21BSCMSCFCCHSCHBCCH手机频率校正BSIC、TDMA帧号系统消息逻辑信道（COMMONCONTROLCHANNELS）22BSCMSCPCHRACHAGCHTMSIorIMSIChannelRequest允许或拒绝手机接入逻辑信道（DEDICATEDCONTROLCHANNELS）23BSCMSCSDCCH:短消息（IDLE）、位置更新、呼叫建立、附加业务的查询或修改SACCH:测量报告（上行）、系统消息5、6（下行）、短消息（ACTIVE）FACCH:切换、呼叫建立/释放CBCH:小区广播逻辑信道组合2426帧—复帧TCH/F+FACCH/F+SACCH/TF（全速率TCH）TCH/H+FACCH/H+SACCH/TH（半速率TCH）51帧—复帧FCCH+SCH+BCCH+CCCH（主BCCH）FCCH+SCH+BCCH+CCCH+SDCCH/4+SACCH/4(组合BCCH)BCCH+CCCH（扩展BCCH）SDCCH/8+SACCH/C8（主SDCCH）+FACCH/851复帧结构I-BCCH2551复帧结构II-SDCCH/42651复帧结构III-SDCCH/82726复帧结构-TCH28思考：SACCH周期480ms的由来？课程内容29第一章GSM系统概述第二章无线接口概述第三章无线逻辑信道第四章话务场景主叫信令流程1、RACH（上）CHANNELREQUEST(RACH请求信道)2、AGCH（下）IMMIDIATEASSIGMEN3、SDCCH（上）CMSERVICEREQUEST(立即指派后有SDCCH了，发送连接管理请求)4、SDCCH（下）AUTHENTICATIONREQUEST(鉴权请求，发送RAND随机参考数)5、SDCCH（上）AUTHENTICATIONRESPONSE（算出符号响应SERS）6、SDCCH（下）CMSERVICEACCEPT(鉴权通过，允许接入网络)7、SDCCH（上）SETUP(发送被叫号码)8、SDCCH（下）SETUPPROCEDING(MSC找号码去了，你们分配信道先)9、SDCCH（下）ASSIGMENTCOMMAND(BSC分配一个TCH信道)10、FACCH（上）ASSIGMENTCOMPLETE(注意这里是FACCH信道，偷TCH帧)11、FACCH（下）ALERTING（被叫电话响了）12、FACCH（下）CONNECT(被叫接电话了)13、FACCH（上）CONNECTACKNOWLEDGE(连接确认)被叫信令流程1、PCH（下）PAGING（MSC----BSC)2、PCH（下）PAGINGCOMMAND（BSC----BTS）3、PCH（下）PAGINGREQUEST(BTS----MS）4、RACH（上）CHANNELREQUEST5、AGCH（下）IMMIDIATEASSIGMEN6、SDCCH（上）PAGINGRESPONSE7、SDCCH（下）AUTHENTICATIONREQUEST5、SDCCH（上）AUTHENTICATIONRESPONSE8、SDCCH（下）SETUP9、SDCCH（上）CALLCOMFIRM9、SDCCH（下）ASSIGMENTREQUEST10、SDCCH（下）ASSIGMENTCOMMAND11、FACCH（上）ASSIGMENTCOMPLETE11、FACCH（上）ALERTING12、FACCH（上）CONNECT13、FACCH（下）CONNECTACKNOWLEDGE位置更新NORMALPeriodicIMSIdetach当MS开机时LA有改变、跨位置区移动等操作时MS发现位置区有变而进行的正常的位置更新。周期性位置更新，受参数T3212控制。MS：T3212MSC：BTDM+GTDMBTDM:等于T3212GTDM：系统保护时间MS关机、位置更新等操作时，进行的IMSI分离操作位置更新位置更新—NORMAL/Periodic/IMSIAttach1、BCCH（下）SystemInformation2、RGCH（上）ChannelRequest3、AGCH（下）IMMIDIATEASSIGMEN4、SDCCH（上）LocationUpdateRequest5、SDCCH（下）AUTHENTICATIONRequest6、SDCCH（上）AUTHENTICATIONRESPONSE7、SDCCH（下）LocationUpdateAccept8、SDCCH（下）Cha