1、GSMGSM数字移动通信系统原理培训数字移动通信系统原理培训（一）综述（一）综述第1页，共28页。目 录GSM基本概念基本概念BSS系统系统NSS系统系统OSS系统系统NMS系统系统第2页，共28页。GSM(Global System of Mobile communication)1 历史2 中国国内现状3 技术特点和结构第3页，共28页。GSM历史TACS模拟移动通信网：频分多址中国（1986始建-1995全国联网-2001退网）：motorola A网，ericsson B网不足：1）制式混杂，无法自动漫游；2）不支持非话音业务扩展3）用户容量小欧洲标准；全数字信号传输；时分多址；用户容
2、量大；支持非话音业务，支持ISDN中国（1994始建-？全国联网 2001生意正红火）：全国统一 900GSM/1800 DCS制式设备厂商：ALCATEL(法国），ERICSSON(瑞典）,MOTOROLA(美国），NOKIA(芬兰）,NORTEL(加拿大）,SIEMENS(德国），BELL（法国），。(中国人搭台，外国人唱戏）国内厂商：华为（Gateway,HSTP)，中兴，大唐(乡村包围城市)第4页，共28页。中国GSM现状 集团公司总部各省移动公司各地市分公司各县分公司用户量：？业务：130，如意通预付费，附加业务，wap；优势：政府扶持，管理灵活第5页，共28页。GSM技术特点和结构
3、频段：935-960MHz基站发，890-915MHz基站收频带宽度：25MHzTDMA,每载波8时隙（即8个全速率信道），载波间间隔200kHz，每信道为200kHz/8=25kHz通信方式：全双工共路信令方式：NO.7信令系统结构：MS+BSS+NSS+OSSMS:移动台（手机+SIM卡，例如motorola cd928+,nokia 8210,）BSS：小区（cell）、基站（bts/btssite）、基站控制器(BSC)NSS:交换机（MSC）、信令转接点（STP）、归属寄存器（HLR）、访问寄存器（VLR）OSS:OMC(Operating&Maintenance Center)网元
4、管理系统，optional第6页，共28页。6GSM结构图BSSNSSMSOSS操作维护操作维护业务数据业务数据第7页，共28页。GSM结构图HLRMSCBSC基站基站LSTPLSTPMSC基站基站BSCHSTPTMSC1HSTPMSCBSC基站基站TMSC1TMSC2GMSC小区小区小区小区小区小区Um空间接口空间接口省际汇接省际汇接PSTN固定网固定网PLMN联通网联通网TMSC2信令信号信令信号话音信号话音信号省内汇接省内汇接第8页，共28页。网元核心数据库表C_com_spdevice(object_class=117)C_com_msc(object_class=101)Tmsc_c
5、at in(1-MSC,2-GMSC,3-BOTH,4-TMSC1,8-TMSC2)?C_com_hlr(object_class=102)中继群C_bureau_tkgp(object_class=600）&c_bureau_2mpcm(object_class=700)信令链路组C_bureau_linkset(object_class=602）C_bureau_link(object_class=702)C_com_bss（object_class=107)&c_com_bsc(object_class=200)C_com_btssite(object_class=201)（NOT EX
6、ACTLY THE SAME）C_com_bts(object_class=300)HSTPLSTPMSCGMSCTMSC2TMSC1HLRBSC基站基站第9页，共28页。NSS系统1 主要网元网络结构（交换信令网元关系，层次结构，信令平面结构）编号方式 呼叫控制与移动性管理信令2 局数据分析第10页，共28页。1 MSC（交换机）：呼叫建立和控制，话务/信令传输，移动用户管理。根据用途不同，分为端局/汇接局/关口局，端局带BSC和VLR，汇接局只负责在交换机之间转接话务，关口局只负责在交换机和固定网、其他移动网之间转接话务。但是也存在一个交换机多个角色的情况。名称、SPC、LACs、Offi
7、ceNumber？2 HLR（归属寄存器）:负责保存登记用户信息，当前位置信息等。只通过信令链路和其他网元联系。名称、SPC、用户数3 VLR（访问寄存器）：负责登记MSC来访用户信息，通常和MSC放在一起。用户数4 STP（信令转接点）：HSTP/LSTP负责信令数据转接，信令点翻译、寻址等。名称、SPC第11页，共28页。NSS 主要网元（二）5 TRUNKGROUP（中继群）和TRUNK：由多个2M中继模块组成，负责网元之间的数据传输；每个2M线分为32个时隙，第0个时隙是内部同步时隙，第1-31个时隙用于传输数据，其中第1和/或第16个时隙通常被用于做信令链路。本端、对端、名称、中继配
8、置数、可用中继数6 LINKSET（信令链路组）由多个信令链路组成，用slc作为分别(sub link code)。信令链路基于中继线第1或16时隙。每个信令链路组对应一个信令链路模块，每个信令链路对应该模块的一个时隙。7 ROUTE（话务路由）说明交换机话务路由设置，都有哪些路由组（routeblock)，每个路由组包含哪些路由，每个路由包含哪些中继群，这些中继群如何分担话务量。由中继群对端局向可以了解话务路由的指向。8 ROUTESET（信令路由）说明交换机信令路由设置，对到每个目的sp的信令，走哪一条linkset，该linkset的对端即为邻接sp。和ROUTE彼此对应，一个是话务数据
9、的路由方式，一个是信令数据的路由方式。11 其他配置属性:DESTCODE，GT翻译，。第12页，共28页。GSM话务网结构图MSC 3MSC 1TMSC1MSC 2TMSC1TMSC2GMSCTMSC2同步时隙0,1,16,.,31信令链路中继模块中继模块s中继群中继群ROUTE2ROUTE1MSC1-MSC2:路由1（MSC1-MSC2）路由2（MSC1-TMSC2-MSC2）；路由分为第一首选路由，第二路有，第三路由等；路由之间可以是主备用关系，也可以是负荷分担关系C_bureau_route in the cookdb第13页，共28页。GSM信令网结构图MSC 3MSC 1HSTPM
10、SC 2HSTPLSTPLSTP信令链路组信令链路组ROUTESET2ROUTESET1MSC1-MSC2:信令路由1（MSC1-MSC2）信令路由2（MSC1-TMSC2-MSC2）；ROUTESET3HLRC_bureau_routeset in the cookdb第14页，共28页。编号规则1）MSISDN（用户号码)=CC+NDC+SN,国内MSISDN是NDC+SN86135011634492）IMSI（客户识别码）=MCC+MNC+MSIN （MSIN为11位客户识别码）移动国家号码 460（中国）移动网络号码 00移动 01联通SIM卡3）MSRN（用户漫游号码），临时分配用于
11、建立呼叫路由4）TMSI（临时用户识别码）,用于在本MSC业务区内分配，以便对IMSI保密5）MSC/VLR号码6）HLR号码7）LAI号码（位置区识别码）=MCC+MNC+LAC（位置区号码）8）CGI号码（全球小区识别码）=MCC+MNC+LAC+CI（小区识别码）9）拨号过程FLASH演示第15页，共28页。BSS系统1 无线接口频道配置：GSM（905-915MHz上行，950-960MHz下行）DCS1800(1710-1785MHz上行，1805-1880MHz下行频道间隔：200KHz，时分多址，8个时隙（全速率），每信道（时隙）=25khz频道配置：等间隔频道配置，频道编号频点
12、（from 76 to 124），频点TRX radiocarrier载频 fl(n)=890.200Mhz+（n-1)*0.200MHz,上行 fh(n)=fl(n)+45MHz，下行频率复用：频道分组，组内频点不相邻；相邻小区不能分配相邻频道组，避免同频邻频干扰基站：3个小区（定向站），1个小区（全向站）1165频道组号12345第16页，共28页。BSS系统2 TDMA信道信道物理信道时隙，逻辑信道业务种类上行信道：MS发，BTS收；下行信道：BTS发，MS 收逻辑信道：业务信道和控制信道业务信道（业务信道（TCH)：点对点：点对点1:1，双向，一个物理时隙，双向，一个物理时隙控制信道（
13、CCH)：传送信令或同步数据。广播信道(BCH)：BCCH（广播控制信道）下行，（广播控制信道）下行，1:m FCCH（频率校正信道）SCH（同步信道）公共控制信道（CCCH)：PCH（寻呼信道）下行，（寻呼信道）下行，1:m，用于找到，用于找到MS。RACH（随机接入信道）上行，（随机接入信道）上行，1:1，用于，用于PAGING回答和回答和MS主叫主叫/登录登录的接入。的接入。AGCH（允许接入信道）：用于为（允许接入信道）：用于为MS分配一个分配一个SDCCH。下行，。下行，1:1。专用控制信道(DCCH)：SDCCH(独立专用控制信道）独立专用控制信道）:双向，用于分配双向，用于分配T
14、CH前的呼叫建立前的呼叫建立,1:1 SACCH（慢速随路控制信道）,FACCH（快速随路控制信道）第17页，共28页。BSS系统2 TDMA信道信道控制信道配置方式：依据小区（BTS）的载频(TRX）而定。TRX：收发机，以某个频点的频率发送/接收信号。第18页，共28页。BSS系统3 信号质量信号质量1）传播衰落：GSM900和DCS1800的乒乓效应2）空间分集：通过多路支信道独立传播同一信息，最后予以合成，它们受同一干扰的可能性极小，因此合成后传输质量大为提高。3）时间色散与均衡：现实环境中各种反射、漫射、折射导致时间色散问题，直射信号遭到反射信号干扰。采用均衡技术解决。4）基站与移动
15、台之间时间调整：TDMA技术导致移动台在移动时，可能对相邻时隙的通话造成干扰，因此需要监视彼此的距离，设置信号发送的提前量。第19页，共28页。呼叫处理呼叫处理客户位置和状态管理客户位置和状态管理开机与位置更新位置更新：通过BCCH得到所在地区LAI，通过RACH进行位置登记；MSC根据客户IMSI向客户所属HLR发送位置更新请求，HLR记录MSC号码并确认。MSC对应VLR记录该客户IMSI，设置“附着”标记，通知MS位置更新成功，MS在SIM卡记录该LAI。为了保证状态正确，通常采用周期性强制登记的方式，MS定期向BSC登记，发送“位置更新请求”消息。周期性登记的时间通过BCCH发送MS。
16、关机：最后一条RACH消息为分离消息，VLR设置“分离”标记。HLR不被通知。只有当该用户被寻呼时，才通知HLR用户已关机。忙：用户MS获得业务信道传送语音或数据，这时VLR标记“忙”；在通话期间，如果用户移动，则需要处理切换。HLRMSC/VLR基站基站BSC位置更新请求位置更新确认位置更新请求（IMSI对应新的MSC)位置更新确认通知原来的MSC/VLR删除该客户数据第20页，共28页。呼叫建立流程（呼叫建立流程（MS1呼叫呼叫MS2）1）MS1通过RACH发出请求；2）MSC-A分配SDCCH给MS，MS提交被叫用户号码MSISDN；3）MSC分析该MSISDN，找到所属HLR，发送信令
17、给HLR询问该用户的漫游号码MSRN(可能经过可能经过HSTP/LSTP转转接接）;4）HLR根据用户MSISDN找到对应IMSI和当前所在MSC-B信息；5）HLR向用户所在MSC-B的VLR发送MSRN请求；6）MSC-B的VLR分配空闲MSRN给HLR；7）HLR将该MSRN返回MSC-A8）MSC-A根据MSRN建立到MSC-B的话务路由（这中间可能需要经过这中间可能需要经过TMSC2/TMSC1转接转接)，将被叫MSRN交付MSC-B；9）MSC-B分析MSRN找到对应IMSI，根据IMSI找到该用户所在LAC，和分配给用户的TMSI；10)MSC-B根据TMSI通过PCH向所有属于
18、对应LAC的小区发出寻呼，寻找该MS2。11）MS2接收到PAGING消息，通过RACH回应。12）MSC-B建立好呼叫后，返回MSC-A呼叫建立确认消息。MS2振铃，MS1等待对方摘机；13）MS2用户摘机，通话开始。第21页，共28页。切换处理切换处理切换：将处于“忙”的MS从一个小区的业务信道转移到另一个小区的过程。为什么要切换？为什么要切换？（1）用户从一个小区移动到另一个小区；（2）MS在两小区重叠区通话，为了平衡话务量，BSC决定转移话务，从忙小区切换到闲小区。切换如何决定？切换如何决定？MS测量周围小区信号强弱，通报BSC，BSC做出决定。切换类型 复杂程度所在MSC是否参与是否
19、要位置更新是否有其他MSC参与BSC内两小区切换简单否，BSC自行控制完成不一定？否相同MSC的BSC间两小区切换复杂是是否不同MSC的BSC间两个小区切换最复杂是是是第22页，共28页。NO7信令1）信令网结构 SPC-signal point codeSPSPLOCAL SPLSTPLSTPSPHSTPHSTPSPLOCAL SPLOCAL SPNATIVE NO7 NETWORKLOCAL NO7 NETWORKLOCAL NO7 NETWORK9.255.110.3010.3110.329.255.211.309.255.99.255.1013.255.113.255.213.255.313.255.414.114.2TS9.3.1第23页，共28页。1）信令网结构2）各环节的使用3）信令链路负荷计算方法4）信令点编码规则5）GT翻译NO7信令第24页，共28页。OSS系统1网元接入2 功能第25页，共28页。第26页，共28页。NMS系统1 NMS概述2 配置管理3 性能管理4 告警管理5 业务功能6 网管接口:接入方式，MMI,测量，算法7 市场分析第27页，共28页。演讲完毕，谢谢观看！第28页，共28页。
