《現(xiàn)代移動(dòng)通信》第5章：GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng).ppt

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1、第5章GSM數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)5.1概述5.2GSM系統(tǒng)的組成及相關(guān)的接口5.3GSM系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與編號(hào)計(jì)劃5.4GSM系統(tǒng)的無(wú)線信道與信號(hào)傳輸5.5GSM系統(tǒng)的安全性管理5.6GSM系統(tǒng)的移動(dòng)性管理5.7GPRS技術(shù)5.1概述1992年，隨著設(shè)備的開(kāi)發(fā)和數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)的建立，GSM改名為“GlobalSystemforMobileCommunications”，即“全球移動(dòng)通信系統(tǒng)”的簡(jiǎn)稱。GSM的主要特點(diǎn)可以歸納為：頻譜效率高。容量較大。話音質(zhì)量好。開(kāi)放的接口。與ISDN，PSTN等互聯(lián)。在SIM卡基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)漫游。5.2GSM系統(tǒng)的組成及相關(guān)

2、的接口圖5.1GSM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)5.2.1GSM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)5.2.2GSM系統(tǒng)的接口5.2.3GSM系統(tǒng)的業(yè)務(wù)圖5.1GSM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)5.2.1GSM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1.網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(NSS)NSS的主要作用是完成交換功能和用戶數(shù)據(jù)與移動(dòng)性管理、安全性管理所需的數(shù)據(jù)庫(kù)功能。NSS由如下一系列功能實(shí)體所構(gòu)成。MSC(移動(dòng)交換中心)：VLR(訪問(wèn)位置寄存器)：HLR(歸屬位置寄存器)：AUC(鑒權(quán)中心)：EIR(設(shè)備識(shí)別寄存器)：2.基站子系統(tǒng)圖5.2典型的BSS組成方式3.移動(dòng)臺(tái)子系統(tǒng)圖5.4移動(dòng)臺(tái)原理框圖4.操作維護(hù)中心圖5.2典型的BSS組成方式圖5.4移

3、動(dòng)臺(tái)原理框圖5.2.2GSM系統(tǒng)的接口GSM系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)之間以及子系統(tǒng)內(nèi)部各功能實(shí)體之間存在大量的接口，GSM技術(shù)規(guī)范對(duì)這些接口作了詳細(xì)的規(guī)定，使不同生產(chǎn)廠家的設(shè)備能夠在同一個(gè)網(wǎng)內(nèi)互聯(lián)，如圖5.5所示。(1)Um接口：(2)Abis接口：(3)A接口：(4)B接口：(5)C接口：(6)D接口：(7)E接口(8)F接口：(9)G接口：(10)GSM系統(tǒng)與其他公用電信網(wǎng)接口：圖5.5GSM系統(tǒng)的接口5.2.3GSM系統(tǒng)的業(yè)務(wù)GSM中的電信業(yè)務(wù)可分為兩類：基本業(yè)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù)?；緲I(yè)務(wù)又可分為兩個(gè)項(xiàng)目：電信業(yè)務(wù)和承載業(yè)務(wù)，如圖5.6所示。1.承載業(yè)務(wù)表5.12

4、.電信業(yè)務(wù)表5.23.補(bǔ)充業(yè)務(wù)圖5.6電信業(yè)務(wù)和承載業(yè)務(wù)表5.1承載業(yè)務(wù)表5.2電信業(yè)務(wù)5.3GSM系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與編號(hào)計(jì)劃5.3.1無(wú)線覆蓋的區(qū)域劃分5.3.2GSM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)5.3.3編號(hào)計(jì)劃5.3.1無(wú)線覆蓋的區(qū)域劃分從無(wú)線覆蓋區(qū)的劃分來(lái)看，GSM的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖5.7所示。GSM網(wǎng)絡(luò)的最小不可分割的區(qū)域是由一個(gè)基站(全向天線)或一個(gè)基站的一個(gè)扇形天線(BTS)所覆蓋的區(qū)域，稱為小區(qū)(Cell)。每個(gè)小區(qū)由全球小區(qū)識(shí)別碼(GCI)來(lái)識(shí)別。GSM業(yè)務(wù)區(qū)是由全球各個(gè)國(guó)家的PLMN網(wǎng)絡(luò)所構(gòu)成。圖5.7GSM各種區(qū)域之間的關(guān)系5.3.2GSM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)

5、構(gòu)1.全國(guó)GSM移動(dòng)通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖5.8GSM網(wǎng)絡(luò)與PSTN網(wǎng)連接示意圖2.省內(nèi)GSM移動(dòng)通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖5.9省內(nèi)GSM數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖3.移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖5.10GSM移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖圖5.8GSM網(wǎng)絡(luò)與PSTN網(wǎng)連接示意圖圖5.9省內(nèi)GSM數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖圖5.10GSM移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖5.3.3編號(hào)計(jì)劃1.移動(dòng)臺(tái)ISDN號(hào)碼(MSISDN)2.國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)別碼(IMSI)3.臨時(shí)移動(dòng)用戶識(shí)別碼(TMSI)4.移動(dòng)用戶漫游號(hào)碼(MSRN)5.國(guó)際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼(IMEI)6.位置區(qū)和基站識(shí)別碼(LAI

6、和BSIC)5.4GSM系統(tǒng)的無(wú)線信道與信號(hào)傳輸5.4.1頻率配置5.4.2GSM系統(tǒng)的無(wú)線信道5.4.3GSM系統(tǒng)中的信號(hào)傳輸5.4.1頻率配置(1)使用頻率(2)多址方式(3)干擾保護(hù)比(4)頻率復(fù)用模式圖5.13采用無(wú)方向性天線時(shí)的頻率配置圖5.13采用無(wú)方向性天線時(shí)的頻率配置5.4.2GSM系統(tǒng)的無(wú)線信道1.信道的定義與分類2.時(shí)隙格式3.TDMA幀結(jié)構(gòu)圖5.17GSM系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)示意圖4.邏輯信道到物理信道的映射圖5.18下行鏈路TS0上映射BCH和CCCH5.基站至移動(dòng)臺(tái)的時(shí)間調(diào)整圖5.17GSM系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)示意圖圖5.18下行鏈路TS0上映射BC

7、H和CCCH5.4.3GSM系統(tǒng)中的信號(hào)傳輸1.話音信號(hào)處理(話音編碼、信道編碼和交織)圖5.23GSM系統(tǒng)中的話音處理過(guò)程2.調(diào)制與發(fā)射3.間斷傳輸技術(shù)圖5.23GSM系統(tǒng)中的話音處理過(guò)程5.5GSM系統(tǒng)的安全性管理5.5.1GSM系統(tǒng)中用戶三參數(shù)組的產(chǎn)生5.5.2安全管理措施5.5.1GSM系統(tǒng)中用戶三參數(shù)組的產(chǎn)生用戶的鑒權(quán)和加密是通過(guò)系統(tǒng)提供的用戶三參數(shù)組來(lái)完成的，用戶三參數(shù)組是在GSM系統(tǒng)的AUC中產(chǎn)生的，如圖5.24所示。圖5.24AUC中用戶三參數(shù)組的提供5.5.2安全管理措施1.用戶身份的鑒權(quán)2.通信信息的加密圖5.25通信信息的加密過(guò)程3.

8、用戶識(shí)別碼的保護(hù)4.移動(dòng)設(shè)備的識(shí)別圖5.25通信信息的加密過(guò)程5.