MA000001 GSM数字移动通信原理ISSUE3.4

2019-04-22 22:08

课程 MA000001 GSM数字移动通信原理

ISSUE 3.4

课程说明 ....................................................................................................................................... 1

课程介绍 .......................................................................................................................................1 课程目标 .......................................................................................................................................1 相关资料 .......................................................................................................................................1

第1章 GSM发展简史 ................................................................................................................. 2 第2章数字移动通信技术 ............................................................................................................ 3

2.1 多址技术 ................................................................................................................................3

2.1.1 频分多址 .....................................................................................................................3 2.1.2 时分多址 .....................................................................................................................4 2.1.3 码分多址 .....................................................................................................................4 2.2 功率控制 ................................................................................................................................5 2.3 蜂窝技术 ................................................................................................................................5

2.3.1 频率复用的概念 ..........................................................................................................5 2.3.2 频率复用方案 ..............................................................................................................6 2.3.3 频率复用距离 ..............................................................................................................6

第3章 GSM系统结构与相关接口 ............................................................................................... 8

3.1 GSM系统结构 .......................................................................................................................8

3.1.1 系统的基本特点 ..........................................................................................................8 3.1.2 系统的结构与功能 .......................................................................................................8 3.2 接口和协议 ......................................................................................................................... 14

3.2.1 主要接口 .................................................................................................................. 14 3.2.2 网路子系统内部接口 ................................................................................................ 15 3.2.3 GSM系统与其它公用电信网的接口 ......................................................................... 17 3.2.4 各接口协议............................................................................................................... 17 3.3 GSM系统主要参数 ............................................................................................................. 20

第4章移动区域定义与识别号................................................................................................... 22

4.1 区域定义 ............................................................................................................................. 22

4.1.1 服务区 ...................................................................................................................... 22 4.1.2 公用陆地移动通信网（PLMN） ............................................................................... 22 4.1.3 MSC区 ..................................................................................................................... 23 4.1.4 位置区 ...................................................................................................................... 23 4.1.5 基站区 ...................................................................................................................... 23 4.1.6 小区 ......................................................................................................................... 23 4.2 移动识别号 ......................................................................................................................... 23

4.2.1 IMSI (International Mobile Subscriber Identity)： .................................................... 23 4.2.2 TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)： ...................................................... 24 4.2.3 LMSI (Local Mobile Subscriber Identity)： ............................................................... 25

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4.2.4 MSISDN(Mobile Subscriber International ISDN/PSTN number)： .......................... 25 4.2.5 MSC-Number(MSC号码)/VLR-Number(VLR号码) ................................................. 26 4.2.6 Roaming-Number(漫游号码)与Handover-Number(切换号码) ................................. 26 4.2.7 HLR-Number(HLR 号码) ......................................................................................... 27 4.2.8 LAI(Location Area Identification--位置区) ................................................................. 27 4.2.9 CGI(Cell Global Identification--全球小区识别) ......................................................... 28 4.2.10 RSZI (Regional Subscription Zone Identity) ........................................................... 28 4.2.11 BSIC（基站识别色码） .......................................................................................... 28 4.2.12 IMEI（国际移动设备识别码） ................................................................................ 29

第5章 GSM系统的无线接口与系统消息 .................................................................................. 30

5.1 无线接口 ............................................................................................................................. 30

5.1.1 语音编码 .................................................................................................................. 30 5.1.2 信道编码 .................................................................................................................. 31 5.1.3 交织 ......................................................................................................................... 31 5.1.4 调制技术 .................................................................................................................. 33 5.1.5 跳频 ......................................................................................................................... 34 5.1.6 时序调整 .................................................................................................................. 35 5.2 帧和信道 ............................................................................................................................. 35

5.2.1 基本术语简介 ........................................................................................................... 35 5.2.2 信道类型和组合 ....................................................................................................... 39 5.3 系统消息 ............................................................................................................................. 43

5.3.1 系统消息的作用 ....................................................................................................... 43 5.3.2 系统消息包含种类及内容 ......................................................................................... 44

第6章系统管理功能介绍 .......................................................................................................... 47

6.1 GSM系统的安全性管理 ...................................................................................................... 47 6.2 GSM系统移动性管理 .......................................................................................................... 49

6.2.1 漫游管理 .................................................................................................................. 49 6.2.2 切换管理 .................................................................................................................. 49

第7章 GSM移动通信网............................................................................................................ 52

7.1 网络结构 ............................................................................................................................. 52

7.1.1 移动业务本地网的网络结构 ..................................................................................... 52 7.1.2 省内数字公用陆地蜂窝移动通信网络结构 ............................................................... 54 7.1.3 全国数字公用陆地蜂窝移动通信网络结构 ............................................................... 55 7.2 移动信令网结构 .................................................................................................................. 56

总结 ............................................................................................................................................. 58 练习题 ......................................................................................................................................... 59 习题答案 ..................................................................................................................................... 62

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插图目录

图2-1 三种多址方式概念示意图 .................................................................................................. 3 图2-2 D/R比 ................................................................................................................................ 6 图2-3 N小区复用模式 .................................................................................................................. 7 图3-1 GSM系统结构 ................................................................................................................... 9 图3-2 移动台的功能结构 ........................................................................................................... 10 图3-3 一种典型的BSS组成方式 .............................................................................................. 11 图3-4 GSM系统的主要接口 ...................................................................................................... 15 图3-5 网路子系统内部接口示意图............................................................................................. 16 图3-6 系统主要接口的协议分层示意图 ..................................................................................... 18 图3-7 A接口信令协议参考模型 ................................................................................................. 19 图3-8 应用于GSM系统的7号信令协议层 ............................................................................... 20 图4-1 GSM区域定义 ................................................................................................................. 22 图4-2 IMSI的组成 ...................................................................................................................... 24 图4-3 MSISDN的组成 ............................................................................................................... 25 图4-4 LAI的组成 ........................................................................................................................ 27 图4-5 RSZI的组成 ..................................................................................................................... 28 图4-6 BSIC的组成 ..................................................................................................................... 28 图4-7 IMEI的组成 ...................................................................................................................... 29 图5-1 语音在MS中的处理过程 ................................................................................................ 30 图5-2 信道编码过程 .................................................................................................................. 31 图5-3 456比特交织.................................................................................................................... 32 图5-4 三个语音帧 ...................................................................................................................... 32 图5-5 突发脉冲的结构 ............................................................................................................... 32 图5-6 GSM系统调频示意图 ...................................................................................................... 34 图5-7 时间和频率中的隙缝 ....................................................................................................... 37 图5-8 帧、时隙和突法脉冲序列 ................................................................................................ 38 图5-9 逻辑信道类型 .................................................................................................................. 42 图5-10 广播和公共控制信道的复帧 .......................................................................................... 43 图5-11 业务信道的复帧 ............................................................................................................. 43 图6-1 加密过程 .......................................................................................................................... 48 图6-2 相同BSC控制小区间的切换 .......................................................................................... 50 图6-3 由相同MSC，不同BSC控制小区间的切换 ................................................................... 50

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