移动通信基站基础知识概括讲稿.ppt

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1、第一页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-82n 移动通信移动通信是指通信是指通信双方双方或至少或至少一方一方处于处于移动中移动中进行进行信息交互信息交互的通信，即的通信，即移动体移动体与与移动体移动体、移动体移动体与与固定体固定体之间的之间的通信通信。n按照按照移动体移动体所处的所处的运动区域运动区域不同，移动通信可分为不同，移动通信可分为陆地移动通信陆地移动通信、海上移动通信海上移动通信和和空中移动通信空中移动通信。n陆地移动通信以陆地移动通信以蜂窝移动通信蜂窝移动通信系统应用最为广泛，系统应用最为广泛，以以数字蜂窝移动通信数字蜂窝移动通信发展最为迅速，本章着重发展最为迅速，

2、本章着重介绍介绍数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统。第二页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-83 第一节第一节 移动通信的特点及分类移动通信的特点及分类 移动通信系统由于移动通信系统由于用户的移动性用户的移动性，管理技术管理技术要比要比固定通信固定通信要复杂，要复杂，移动移动通信网中依靠的是通信网中依靠的是无线电波无线电波的的传播传播，传播，传播环境环境比比有线媒质有线媒质的传播特性的传播特性复杂复杂，移动通移动通信信有着与有着与固定通信固定通信不同的特点。不同的特点。一、移动通信的特点一、移动通信的特点 1 1、无线电波传播环境复杂：、无线电波传播环境复杂：移动通信的电

3、波处在移动通信的电波处在特高频特高频（3003003000MHz3000MHz）频段，）频段，电波传播主要方式是电波传播主要方式是视距传播视距传播。电磁波在传播时不仅有。电磁波在传播时不仅有直射波直射波信号，还有经信号，还有经地面地面、建筑群建筑群等产生的等产生的反射反射、折射折射、绕射绕射的的传播传播，从而产生，从而产生多径传播多径传播引起的引起的快衰落快衰落、阴影效应阴影效应引起的引起的慢衰落，慢衰落，系统必需配有系统必需配有抗衰落抗衰落措施，措施，才能保证正常运行。才能保证正常运行。第三页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-842 2、噪声和干扰严重：、噪声和干扰严重：移动

4、台在移动台在移动时移动时即受到即受到环境环境噪声噪声的干扰，又有的干扰，又有系统系统干扰。由于系统内有干扰。由于系统内有多个用多个用户户，必须采用，必须采用频率复用频率复用技术，系统就有了技术，系统就有了互调干扰互调干扰、邻道干扰邻道干扰、同频干扰同频干扰等主要的等主要的系统干扰系统干扰，这就要求，这就要求系统有合理的系统有合理的同频复用同频复用规划和规划和无线网络优化无线网络优化等措施。等措施。3 3、用户的移动性：、用户的移动性：用户用户的的移动性移动性和移动的和移动的不可预知性不可预知性，要求系统有完善的要求系统有完善的管理技术管理技术对用户的对用户的位置位置进行进行登记登记、跟踪，跟踪

5、，不因不因位置位置改变改变中断通信。中断通信。4 4、频率资源有限：、频率资源有限：ITUITU对对无线频率无线频率的划分的划分有严格规有严格规定定，要设法提高系统的频率利用率。，要设法提高系统的频率利用率。第四页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-85二、移动通信的分类二、移动通信的分类 1.1.按服务对象分类：按服务对象分类：公用移动通信公用移动通信和专用移动通信。和专用移动通信。2.2.按组网方式分类：按组网方式分类：峰窝状移动通信峰窝状移动通信、移动卫星通信、移动数据通信、移动卫星通信、移动数据通信、公用无绳电话、集群调度电话等。公用无绳电话、集群调度电话等。3.3.按工

6、作方式分类：按工作方式分类：单向和单向和双向双向通信方式两大类，双向通信方式可又分通信方式两大类，双向通信方式可又分为单工、为单工、双工双工和半双工通信方式。和半双工通信方式。4.4.按采用的技术分类：按采用的技术分类：分为模拟移动通信系统和分为模拟移动通信系统和数字移动通信系统数字移动通信系统。第五页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-86 第二节第二节 移动通信的发展历程移动通信的发展历程n8080年代发展起来的第一代年代发展起来的第一代模拟模拟移动通信系统。移动通信系统。n9090年代初发展为第二代年代初发展为第二代数字数字移动通信系统。移动通信系统。n现正在建设第三代现正

7、在建设第三代宽带宽带数字移动通信系统（数字移动通信系统（3G3G）。）。n3G3G以以宽带宽带多媒体移动通信多媒体移动通信为目标，数据传输速率：为目标，数据传输速率：高速移动高速移动环境环境 144kbit/s144kbit/s；步行慢速移动步行慢速移动环境环境 384kbit/s384kbit/s；室内静态室内静态环境环境 2Mbit/s2Mbit/s；n3G3G世界三大主流标准：世界三大主流标准：WCDMAWCDMA、CDMA 2000CDMA 2000、TD-SCDMATD-SCDMA（我国提出的标准我国提出的标准）。）。第六页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-87 第三

8、节第三节 数字移动通信技术数字移动通信技术一、数字调制技术一、数字调制技术n数字调制是使在信道上传送的数字调制是使在信道上传送的信号特性信号特性与与信道特信道特性性相匹配相匹配的一种技术。的一种技术。n模拟语音信号，经过模拟语音信号，经过语音编码语音编码所得到的所得到的数字信号数字信号必须经过必须经过调制调制才能实际传输。才能实际传输。n无线传输无线传输系统中，是利用系统中，是利用载波载波来来携带携带语音编码信号语音编码信号的，即用的，即用语音编码语音编码后的后的数字信号数字信号对对载波载波进行进行调制调制。n数字调制方式有以下几种：数字调制方式有以下几种：第七页，讲稿共三百二十页哦2022-

9、9-82022-9-88l移频键控（移频键控（FSKFSK）：）：载波的载波的频率频率按照按照数字信号数字信号“1”1”、“0”0”变化变化而对应而对应变化变化；l移相键控（移相键控（PSKPSK）：）：载波的载波的相位相位按照按照数字信号数字信号“1”1”、“0”0”变化变化而对应而对应变化变化；l振幅键控（振幅键控（ASKASK）：）：载波的载波的振幅振幅按照按照数字信号数字信号“1”1”、“0”0”变化变化而对应而对应变化变化。lGSMGSM移动通信系统采用移动通信系统采用高斯预滤波最小移频键控高斯预滤波最小移频键控GMSKGMSK。n移动通信使用的移动通信使用的调制技术调制技术还有：还

10、有：二相移相键控二相移相键控（BPSKBPSK）、四相移相键控（）、四相移相键控（QPSKQPSK）、正交调幅（）、正交调幅（QAMQAM）,频谱利用率较高频谱利用率较高,设计设计难度难度和和成本成本较高。较高。第八页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-89二、多址技术二、多址技术 n多址技术就是把多址技术就是把多个用户多个用户接入接入一个传输媒质实现一个传输媒质实现相相互间通信时，给互间通信时，给每个用户信号每个用户信号赋予赋予不同的特征不同的特征，以，以区区分不同分不同的的用户用户的技术。的技术。n常用的多址方式：常用的多址方式：頻分多址頻分多址（FDMAFDMA）、时分多址

11、时分多址（TDMATDMA）和和码分多址码分多址（CDMACDMA）。nGSMGSM系统使用：系统使用：频分多址（频分多址（FDMAFDMA）/时分多址（时分多址（TDMATDMA）混和多址方式，即混和多址方式，即 FDMA/TDMAFDMA/TDMA。n3G3G系统多址方式使用：系统多址方式使用：码分多址（码分多址（CDMA)CDMA)方式。方式。第九页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-810 1 1、频分多址（、频分多址（FDMAFDMA）nFDMAFDMA是把工作频段划分成是把工作频段划分成多个无线载频多个无线载频，每，每一个载频信一个载频信道道可以传输可以传输一路语音一

12、路语音或或控制控制信息，通信时不同的信息，通信时不同的MSMS占用占用不同的频率信道不同的频率信道进行通信。进行通信。nFDMAFDMA的特点：的特点：（1 1）信道的）信道的带宽较窄带宽较窄（252530KHz30KHz），相邻频道要留有），相邻频道要留有防防护频带护频带；（2 2）与）与TDMATDMA系统比，系统比，FDMAFDMA系统的系统的复杂程度复杂程度低。低。（3 3）采用）采用单路单载波单路单载波（SCPCSCPC）设计，需使用高性能的）设计，需使用高性能的射射频频（RFRF）带通滤波器带通滤波器来减少邻道干扰，成本较高。来减少邻道干扰，成本较高。第十页，讲稿共三百二十页哦20

13、22-9-82022-9-8112 2、时分多址（、时分多址（TDMATDMA）nTDMATDMA是把是把时间时间分成周期性的分成周期性的帧帧，每，每一帧一帧再分割成再分割成若干时隙若干时隙，一个，一个时隙时隙就是一个通信就是一个通信信道信道。n通信时，给通信时，给每个用户每个用户分配分配一个时隙一个时隙，使各，使各移动台移动台在在每帧内每帧内只能按只能按指定的时隙指定的时隙向基站向基站发射发射或或接收接收信号。信号。同同一个频道一个频道就可供就可供几个用户同时几个用户同时进行通信。进行通信。nGSMGSM系统系统无线路径上无线路径上采用采用TDMATDMA方式，方式，每一个载频每一个载频可可

14、分成分成8 8个个时隙，一个时隙为一个时隙，一个时隙为一个信道信道，一个载频最，一个载频最多可有多可有8 8个个移动用户移动用户同时同时进行通信。进行通信。第十一页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-812n如下图所示的频分多址和时分多址方式：如下图所示的频分多址和时分多址方式：a.FDMA b.TDMA第十二页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-813n时分多址（时分多址（TDMATDMA）的特点）的特点 （1 1）TDMATDMA系统中系统中几个用户几个用户共享共享同一个载频同一个载频，但每个，但每个用户使用彼此用户使用彼此互不重叠互不重叠的的时隙时隙。（2 2

15、）TDMATDMA系统中的系统中的数据发射是不连续的数据发射是不连续的，是以，是以突发突发方式发射，方式发射，耗电较少耗电较少，移动台可在，移动台可在空闲空闲的的时隙时隙里里监监听听其他其他基站基站，使，使越区切换越区切换大为简化。大为简化。（3 3）共享设备的）共享设备的成本低成本低，每，每一载频一载频为为许多用户许多用户提供提供业务，用户平均成本大大低于业务，用户平均成本大大低于FDMAFDMA系统。系统。（4 4）移动台）移动台复杂复杂，它需要，它需要处理复杂处理复杂的的数字信号数字信号。第十三页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-814 3 3、码分多址（、码分多址（CD

16、MACDMA）移动通信中，移动通信中，多个用户多个用户使用的使用的频率频率和和时间时间都是都是相同相同的的，而给每个，而给每个移动台移动台分配一个分配一个独立独立的的码序列码序列，这种，这种用用不同不同的的正交编码序列正交编码序列来来区分区分不同移动不同移动用户用户的的通信通信方式方式，称为，称为码分多址码分多址。n码分多址（码分多址（CDMA)CDMA)的特点的特点 （1 1）系统容量大。）系统容量大。CDMA CDMA 无线信道容量无线信道容量 比比 FDMAFDMA大近大近1010倍倍。（2 2）有很强的抑制干扰和多径衰落的能力。）有很强的抑制干扰和多径衰落的能力。CDMACDMA的的扩

17、频系统扩频系统可以把多径干扰信号可以把多径干扰信号解扩解扩去除。去除。（3 3）具有软容量和小区呼吸功能。系统）具有软容量和小区呼吸功能。系统忙时忙时只需少许只需少许增加增加系统噪声系统噪声就可就可增加通话用户增加通话用户，即所谓软容量。，即所谓软容量。小区呼吸功能是指小区呼吸功能是指负荷量动态控制负荷量动态控制。第十四页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-815（4 4）软切换）软切换。当当 移动台超越移动台超越小区小区或或扇区扇区时，由于工时，由于工作作频率频率相同，只是相同，只是地址码地址码序列不同，不需要序列不同，不需要频率频率的的切换切换，称之为软切换。，称之为软切换。

18、软切换是先接后断切换软切换是先接后断切换，软，软切换切换可靠性高可靠性高。（5 5）存在多址干扰和远近效应。）存在多址干扰和远近效应。CDMACDMA的的地址码地址码不可不可能能完全正交完全正交，在，在解扩解扩过程中必然带来过程中必然带来用户间用户间的干扰；的干扰；CDMACDMA的的信道信道也采用也采用地址码地址码分割，并切公用分割，并切公用载波载波，增，增加加信道信道的同时干扰也的同时干扰也增加增加。CDMACDMA系统通过系统通过自动功率控制自动功率控制减轻其影响。减轻其影响。n由于由于信道地址码信道地址码的相互作用，任何的相互作用，任何一个信道一个信道将受到将受到其他其他不同地址码信道

19、不同地址码信道的的干扰干扰，称为，称为多址干扰多址干扰。第十五页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-816nCDMACDMA系统的系统的多址干扰多址干扰直接限制直接限制容量容量的扩大。的扩大。码分多址技术是基于以下两种码分多址技术是基于以下两种扩频通信扩频通信方式：方式：（1 1）跳频技术）跳频技术 跳频技术是跳频技术是扩频通信扩频通信中的一种，中的一种，GSMGSM系统中使系统中使用跳频技术，其主要功能是可有效地减小用跳频技术，其主要功能是可有效地减小传播传播信道信道对某个对某个频率频率的的选择性选择性衰落；可避免衰落；可避免多径信号多径信号的干扰。的干扰。跳频分为跳频分为基带

20、跳频基带跳频和和射频跳频射频跳频两种。两种。如图所示。（如图所示。（a a）基带跳频）基带跳频 （b b）射频跳频）射频跳频 （2 2）扩频技术）扩频技术第十六页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-817TRXnTRX2TRX1耦 合 器基带信号时隙交叉控制图 1.2（a）基带跳频第十七页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-818PN码发生器可变频率合成器射频调制频率合成器射频调制耦 合 器基带信令基带信息F0F1-Fn图 1.2（b）射频跳频第十八页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-819 扩频通信是将扩频通信是将信息信号信息信号的的频谱扩展频谱扩

21、展后再进行后再进行传输传输，提高了系统的提高了系统的抗干扰抗干扰能力，在能力，在强干扰强干扰甚至信号甚至信号被被噪声淹没噪声淹没的情况下，能保证的情况下，能保证可靠通信。可靠通信。常用的扩频通信技术如下：常用的扩频通信技术如下：l直接扩频（直接扩频（DSDS）将要传输的将要传输的信息数据信息数据用用高速伪高速伪随机码序列调制随机码序列调制，由于，由于伪随机序列伪随机序列的速率（带宽）的速率（带宽）远大于远大于信息数据信息数据速率，使要传递速率，使要传递信息数据信息数据信号的信号的频频谱谱被展宽。被展宽。l跳频（跳频（FHFH）荷载信息荷载信息的的信号信号受受伪随机序列伪随机序列的的控控制制，在

22、，在一组预先指定一组预先指定的的频率上频率上离散地离散地跳变跳变，从而，从而扩展了扩展了发射信号发射信号的的频谱频谱。第十九页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-820三、双工方式三、双工方式 1 1、频分双工（、频分双工（FDDFDD）：）：收发信收发信各占用一个频率各占用一个频率。优点是收、发信号同时进行，时延小，技术成熟，优点是收、发信号同时进行，时延小，技术成熟，缺点是设备成本高。缺点是设备成本高。2 2、时分双工（、时分双工（TDDTDD）：）：收发信收发信使用使用同一个频率同一个频率,但使但使用用不同时隙不同时隙。优点是频谱利用灵活优点是频谱利用灵活,上、下行上、下行

23、使用使用相同的频率相同的频率，传输特性相同传输特性相同，有利于使用，有利于使用智能天线智能天线,无无收发间隔收发间隔要要求求,支持支持不对称业务不对称业务,设备成本低设备成本低等。等。缺点是小区半径小缺点是小区半径小,抗快衰落和多普勒效应的能力抗快衰落和多普勒效应的能力低于低于FDD,FDD,终端移动速度不能超过终端移动速度不能超过120km/h120km/h。第二十页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-821四、频率复用技术四、频率复用技术 在移动通信系统中，在移动通信系统中，频率资源有限频率资源有限，为提高，为提高频谱利频谱利用率用率，在，在相隔一定距离相隔一定距离后重新使用

24、后重新使用相同的频率组相同的频率组，这种这种采用同頻复用采用同頻复用和和頻率分组頻率分组来提高来提高頻率利用率頻率利用率方方式，就是式，就是频率复用技术频率复用技术。n实际应用中常采用实际应用中常采用 4/12 4/12 和和 3/9 3/9 频率复用频率复用分组方式分组方式。即将即将1212组頻率组頻率轮流分配到轮流分配到4 4个基站个基站和将和将9 9组頻率组頻率轮流轮流分配到分配到3 3个基站个基站，每个，每个站点站点可用到可用到3 3个频率组个频率组。n频率复用会带来频率复用会带来小区间小区间的的干扰干扰，GSMGSM系统要求：系统要求：同频干扰保护比同频干扰保护比 C/I9dBC/I

25、9dB 邻频干扰保护比邻频干扰保护比 C/I-9dB C/I-9dB 第二十一页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-822A3D2B1C3B2D1D3A2C1B3C2A1B3C2A1A3A1B1D1D3D2C3B2A1C3D2C3C1D2B1C2A1A2C1D3图 1.3 按4/12方式复用的小区示意图第二十二页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-823A3C2B1B3A2C1C3B2A1A3C2B1B3A2C1B3A1C1A1A3A2C3B2A1A3A3C3C1B2A1B2A1A2C1B3图1.5 按3/9方式复用的小区示意图第二十三页，讲稿共三百二十页哦2022

26、-9-82022-9-824 第四节第四节 无线电频谱管理与使用无线电频谱管理与使用 1 1、无线电频谱管理、无线电频谱管理 2 2、移动通信的频谱特性和管理、移动通信的频谱特性和管理第二十四页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-825nGSMGSM是是全球第一个标准化全球第一个标准化的的数字数字蜂窝移动通信系统，蜂窝移动通信系统，它对它对数字调制数字调制方式、方式、网络结构网络结构和和业务种类业务种类等进行等进行标标准化规范准化规范，GSMGSM系统可以提供系统可以提供全球漫游全球漫游。n主要特点主要特点1 1、频谱效率高：采用了高效调制器、信道编码和语音编、频谱效率高：采用了

27、高效调制器、信道编码和语音编码等技术，系统具有高频谱效率。码等技术，系统具有高频谱效率。2 2、容量大：比、容量大：比TACSTACS（模拟移动通信系统）高（模拟移动通信系统）高3-53-5倍倍3 3、话音质量好：、话音质量好：接收信号在接收信号在门限值门限值以上时，达到与以上时，达到与有线传输相同有线传输相同的的水平而与无线传输质量无关。水平而与无线传输质量无关。第二十五页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-826 4 4、开放的接口：、开放的接口：GSMGSM系统从系统从空中接口空中接口到到网络之间网络之间以及网络中以及网络中各实体之间各实体之间，提供的提供的接口接口都是都是

28、开放性的开放性的。5 5、安全性高：、安全性高：通过鉴权、加密和通过鉴权、加密和TMSITMSI（临时用户识别（临时用户识别码）号码的使用，实现了安全保护，码）号码的使用，实现了安全保护，鉴权鉴权用来用来验证用户验证用户的入网权力的入网权力，加密加密防止有人跟踪而防止有人跟踪而泄漏地理位置泄漏地理位置。6 6、可与、可与ISDNISDN（综合业务数据网）、（综合业务数据网）、PSTNPSTN（公用电话网）（公用电话网）等互连，与等互连，与其它网络互连其它网络互连是利用是利用现有接口现有接口。n在在SIMSIM卡卡基础上实现基础上实现漫游漫游，漫游漫游是移动通信的是移动通信的重要特征重要特征，G

29、SMGSM系统可以提供系统可以提供全球漫游全球漫游。第二十六页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-827 第一节第一节 GSMGSM系统的结构系统的结构一、一、GSMGSM系统的结构系统的结构 主要由主要由 移动台移动台（MSMS）、）、基站子系统基站子系统 （BSSBSS）和）和 网络子系统网络子系统（NSSNSS）三部分组成。）三部分组成。GSMGSM系统通过一定的系统通过一定的网络接口网络接口和和用户连接用户连接。其结构方框图见图其结构方框图见图2.12.1第二十七页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-828SMC图2.1 GSM系统的结构图第二十八页，讲稿共

30、三百二十页哦2022-9-82022-9-8291.1.移动台（移动台（MSMS）：）：是移动用户是移动用户设备设备部分，由部分，由移动终端移动终端和和用户识别卡用户识别卡(SIM)(SIM)两两部分组成，移动终端是部分组成，移动终端是“机机”，SIMSIM卡是卡是“身份卡身份卡”，存，存有认证用户身份的所有信息。有认证用户身份的所有信息。SIMSIM卡还存储与网络和用卡还存储与网络和用户有关的管理数据，只有户有关的管理数据，只有插入插入SIMSIM卡后卡后移动台才能移动台才能接接入进网入进网。2.2.基站子系统（基站子系统（BSSBSS）：）：由由基站控制器基站控制器（BSCBSC）和）和基

31、站收发信机基站收发信机（BTSBTS）两部分）两部分组成，是组成，是GSMGSM系统的基本组成部分。系统的基本组成部分。n 基站控制器（基站控制器（BSCBSC）：具有对）：具有对一个一个或或多个多个BTSBTS进行进行控制控制的功能，主要负责的功能，主要负责无线资源管理无线资源管理、小区配置数据小区配置数据管理、管理、功率控制功率控制、定位定位和和切换切换等。等。基站控制器（基站控制器（BSC)BSC)是一个很强的是一个很强的业务控制点业务控制点。第二十九页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-830n 基站收发信台（基站收发信台（BTSBTS）：）：是是无线接口无线接口设备，主

32、要包括设备，主要包括无线发射无线发射和和接收接收设备、设备、天线设备天线设备及及信号处理信号处理部分。完成部分。完成无线传输无线传输、有线有线与与无无线转换线转换、分集分集、加密加密、跳频跳频等。实现等。实现BTS BTS 与与 MS MS 之之间间无线传输无线传输和和相关控制相关控制功能。功能。3.3.网络子系统（网络子系统（NSSNSS）：）：由由移动业物交换中心移动业物交换中心（MSCMSC）、）、来访用户位置寄存器来访用户位置寄存器（VLRVLR）、）、归属用户位归属用户位置寄存器置寄存器（HLRHLR）、）、鉴权中心鉴权中心（AUCAUC）和）和移动设备识别移动设备识别寄存器寄存器（

33、EIREIR）、）、短消息业物中心短消息业物中心（SMC)SMC)等单元组成。等单元组成。主要完成主要完成交换功能交换功能和和用户数据用户数据与与移动性管理移动性管理、安全性安全性管理管理所需的所需的数据库功能数据库功能。第三十页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-831 （1 1）移动业务交换中心（移动业务交换中心（MSCMSC）：）：n是是GSMGSM系统的系统的核心核心，它一侧和，它一侧和 BSSBSS接口，另一侧与接口，另一侧与外外部网络部网络接口，主要提供接口，主要提供交换功能，交换功能，MSCMSC可以从可以从HLRHLR、VLRVLR和和AUCAUC中中获取获取有关

34、处理用户有关处理用户位置登记位置登记和和呼叫请求呼叫请求的全部数据，支持的全部数据，支持位置登记位置登记和和更新更新、越区切换越区切换、漫游漫游和和计费计费功能。功能。n外部网络用户与外部网络用户与GSMGSM用户之间呼叫时，外部网络用户用户之间呼叫时，外部网络用户首先被接到首先被接到入口入口移动交换中心移动交换中心（GMSCGMSC网关移动业网关移动业务交换中心），它负责获取务交换中心），它负责获取移动用户移动用户的的位置位置信息，并信息，并把把呼叫转移到呼叫转移到可向被叫用户提供服务的可向被叫用户提供服务的 MSCMSC。第三十一页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-832（

35、2 2）来访用户位置寄存器（）来访用户位置寄存器（VLRVLR）：）：是一个是一个动态用动态用户数据库户数据库，存储着，存储着进入进入其控制区域内其控制区域内来访的移动用户来访的移动用户的有关数据。这些数据是从该用户的归属位置寄存的有关数据。这些数据是从该用户的归属位置寄存器器获得获得并并暂存的暂存的，当，当该用户离开该用户离开它的控制区域时，它的控制区域时，暂暂时存储时存储的该用户数据即的该用户数据即被删除被删除。VLRVLR可以看作是一个可以看作是一个动动态用户数据库。态用户数据库。VLRVLR总是和总是和MSCMSC集成在一起的（集成在一起的（MSC/VLRMSC/VLR）。）。（3 3

36、）归属用户位置寄存器（）归属用户位置寄存器（HLRHLR）：它也是一个）：它也是一个数据数据库库，存储着存储着该该GSMGSM系统业务区内系统业务区内所有移动用户所有移动用户的有的有关数据。关数据。存储的静态数据有：存储的静态数据有：移动用户号码移动用户号码、访问能力访问能力、用户类别用户类别和和补充业务补充业务等，还暂存移动用户等，还暂存移动用户漫游时漫游时的的有关有关动态动态信息数据。信息数据。第三十二页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-833（4 4）鉴权中心（）鉴权中心（AUCAUC）：用于）：用于产生产生为确定移动用户为确定移动用户 的的身份身份和对和对呼叫保密呼叫保

37、密所需所需监权监权、加密加密的的3 3个个参数参数（随机（随机数数RAND.RAND.响应数响应数SRES.SRES.密钥密钥KcKc）。）。（5 5）移动设备识别寄存器（）移动设备识别寄存器（EIREIR）：也是一个）：也是一个数据库数据库，存储有关移动台存储有关移动台设备识别码设备识别码（IMSIIMSI）。）。通过核查通过核查白色白色、黑色黑色和和灰色灰色三种清单，完成对三种清单，完成对移动移动设备设备的的识别识别、监视监视、闭锁闭锁功能，以防止功能，以防止非法非法移动台的使移动台的使用。用。（6 6）短消息业务中心（）短消息业务中心（SMCSMC）：短消息业务是一）：短消息业务是一 种

38、类种类似似传呼机传呼机的业务功能，在移动用户和移动用户之间或的业务功能，在移动用户和移动用户之间或移动用户和固定用户之移动用户和固定用户之 间发送间发送较短较短的信息。的信息。第三十三页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-8344.4.操作维护中心（操作维护中心（OMCOMC）操作维护中心，是对操作维护中心，是对整个整个GSMGSM网络网络进行进行控制控制和和操作操作。通过它实现对通过它实现对GSMGSM系统内系统内的的自检自检、故障诊断故障诊断和和处理处理、话话务量统计务量统计和和计费数据计费数据的的记录记录和和传递传递，以及各种参数的，以及各种参数的收集收集、分析分析与与显示

39、显示等。等。5.GSM5.GSM的网络接口的网络接口 如图如图5.25.2所示。所示。（1 1）主要接口）主要接口 GSMGSM主要接口是指主要接口是指 A A接口接口、AbisAbis接口接口和和 U Um m 接口接口。这三种接口可保证这三种接口可保证不同厂商不同厂商生产的生产的MSMS、BSSBSS及及NSSNSS等设等设备备能够纳入能够纳入GSMGSM系统中系统中正常运行正常运行和和使用使用。第三十四页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-835BTSMSVLRMSCEIRBSCHLRVLRMSCUmAbisABCDEFG图2.2 GSM系统的接口 BTSMSVLRMSCE

40、IRBSCHLRVLRMSCUmAbisABCDEFGBTSMSVLRMSCEIRBSCHLRVLRMSCUmAbisABCDEFG第三十五页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-836 1 1）A A接口。接口。nA A接口为接口为NSSNSS与与BSSBSS之间的通信接口。之间的通信接口。从系统实体来看，就是从系统实体来看，就是MSCMSC与与BSCBSC之间的互连接口，之间的互连接口，其其网络连接网络连接是通过采用标准的是通过采用标准的2.048Mbit/s2.048Mbit/s的的PCMPCM数数字传输链路来实现的。字传输链路来实现的。nA A接口传送的信息包括对接口传送的

41、信息包括对移动台移动台和和基站基站的管理、的管理、移动移动性性及及呼叫接续呼叫接续管理等。管理等。2 2）AbisAbis接口。接口。是基站子系统的是基站子系统的BSCBSC与与BTSBTS之间的之间的通信通信接口接口。它是采用标准的。它是采用标准的2.048Mbit/s2.048Mbit/s或或64Kbit/s64Kbit/s的的PCMPCM数字传输链路来实现。数字传输链路来实现。AbisAbis接口支持所有向接口支持所有向用户用户提供的服务，支持提供的服务，支持对对BTSBTS无线设备的无线设备的控制控制和和无线资源无线资源的分配。的分配。第三十六页，讲稿共三百二十页哦2022-9-820

42、22-9-837 3 3）UmUm接口（空中接口）。接口（空中接口）。UmUm接口定义为接口定义为 MS MS 和和 BTS BTS 之间的之间的无线通信无线通信接口，是接口，是GSMGSM系统中系统中最重要最重要、最复杂最复杂的接口，包含的接口，包含信令接口信令接口和和物理接口物理接口两方面的含义。两方面的含义。网络子系统（网络子系统（NSSNSS）内部接口。）内部接口。NSSNSS内部接口有：内部接口有：B B接口、接口、C C接口、接口、D D接口、接口、E E接口、接口、F F接接口、口、G G接口。接口。GSMGSM系统与其它公用网络接口。系统与其它公用网络接口。GSMGSM通过移动

43、业务交换中心通过移动业务交换中心 MSC MSC 与与 PSTNPSTN、ISDNISDN等等公用网络公用网络连接，一般采用连接，一般采用No.7No.7信令信令接口，其物理连接是接口，其物理连接是2.048Mbit/s2.048Mbit/s的的PCMPCM数字传输链路。数字传输链路。第三十七页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-838 第二节第二节 GSMGSM的的 TDMA TDMA 信道信道nGSMGSM系统的系统的无线网络无线网络，由，由小区小区构成，每个小区有构成，每个小区有多个多个载频载频，每个载频又每个载频又有有8 8个个时隙时隙，即，即8 8个物理信道个物理信道。

44、nGSM GSM 采用采用 FDMA/TDMAFDMA/TDMA 的混和接入方式的混和接入方式。下面介绍下面介绍FDMA/TDMAFDMA/TDMA接入方式中的接入方式中的无线信道无线信道。一、一、TDMA TDMA 信道信道nTDMATDMA信道：可分为信道：可分为物理信道物理信道和和逻辑信道逻辑信道。n物理信道：一个物理信道就是物理信道：一个物理信道就是一个时隙一个时隙。n逻辑信道：是根据逻辑信道：是根据 BTS BTS 与与 MS MS 之间传递的之间传递的消息种类消息种类不同不同而定义的不同而定义的不同逻辑信道逻辑信道，逻辑信道逻辑信道要通过要通过BTSBTS影射影射到不同到不同的物理

45、信道上来的物理信道上来传送传送，从，从BTSBTS到到MSMS的的方向方向称为称为下行链路下行链路，从从MSMS到到BTSBTS方向称为方向称为上行链路上行链路。第三十八页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-839 逻辑信道又可分为逻辑信道又可分为业务信道业务信道和和控制信道控制信道。1 1、业务信道（、业务信道（TCHTCH）用于传送用于传送数字话音数字话音或或数据数据，还有少量，还有少量控制信令控制信令。业务信道可分为：业务信道可分为：语音业务信道语音业务信道和和数据业务信道数据业务信道，在，在TCHTCH中可安排中可安排慢速随路控制信道慢速随路控制信道（SACCH)SACC

46、H)或或快速随路控制信快速随路控制信道道（FACCH)FACCH)。2 2、控制信道（、控制信道（CCHCCH）用于传送用于传送信令信令或或同步数据同步数据。根据所完成的功能把。根据所完成的功能把 控制信道分为：控制信道分为：广播信道广播信道 (BCH)(BCH)、公共控制信道公共控制信道(CCCH)(CCCH)和和专用控制信道专用控制信道 (DCCH)(DCCH)。（1 1）广播信道（）广播信道（BCHBCH）：用于）：用于基站基站向向移动台广播公用移动台广播公用 第三十九页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-840 用于用于基站基站向向移动台移动台广播广播公用信息公用信息。B

47、CHBCH包括包括广播控制信道广播控制信道（BCCHBCCH）、）、频率校正频率校正信道信道（FCCHFCCH）和和同步信道同步信道（SCHSCH）。）。它们携带的它们携带的信息目标信息目标是是小区内小区内所有手机，是所有手机，是一点一点 对对多点多点的的单向单向的的下行下行信道信道。（2 2）公共控制信道（）公共控制信道（CCCHCCCH）：用于传输）：用于传输MSMS接入过程接入过程中所中所需的需的控制指令控制指令。接入许可信道接入许可信道（AGCHAGCH）、）、寻呼信道寻呼信道（PCHPCH）、）、小区广播控制信道小区广播控制信道（CBCHCBCH）和）和随机接入信道随机接入信道（RA

48、CHRACH）。）。（3 3）专用控制信道（）专用控制信道（DCCHDCCH）：是一种）：是一种双向双向控制信道，其用控制信道，其用途是在途是在呼叫接续呼叫接续阶段以及在阶段以及在通信通信进行中，在进行中，在 MS MS 和和 BTS BTS 之间之间传输传输必需的必需的控制信息控制信息。又分为又分为SDCCHSDCCH、SACCH SACCH 和和 FACCHFACCH。第四十页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-841二、二、TDMA TDMA 帧结构帧结构 nGSMGSM系统系统TDMATDMA的的物理信道物理信道，是用，是用帧帧来描述的，每来描述的，每一个载频一个载频被定

49、义为被定义为一个帧一个帧。n每个帧的每个帧的周期周期是是4.615ms4.615ms，包括，包括8 8个时隙个时隙：TS0 TS0 TS7,TS7,每个时隙占每个时隙占 0.577ms0.577ms。nTDMATDMA帧的编号以超高帧为周期的：帧的编号以超高帧为周期的：从从 0 027156472715647，每，每27156482715648个个TDMATDMA帧帧为一个为一个超超高帧高帧。n一个一个超高帧超高帧由由20482048个超帧个超帧组成，一个组成，一个超帧超帧的的帧帧长为长为6.12s6.12s，它由，它由5151业务复帧业务复帧或或2626个控制复帧个控制复帧组成。组成。第四十

50、一页，讲稿共三百二十页哦2022-9-82022-9-842 第三节第三节 话音、信道编码和交织话音、信道编码和交织一、话音编码一、话音编码 1.GSM 1.GSM 是是全数字系统全数字系统，话音话音或其他信号都要或其他信号都要进行进行数字化数字化处理，第一步就是要把处理，第一步就是要把话音模拟信号转换成数话音模拟信号转换成数字信号字信号。2.PCM2.PCM编码是编码是波形波形编码，可分为三个步骤：编码，可分为三个步骤：采样采样 量化量化 编码编码 3.3.采用采用PCMPCM方式编码方式编码数字话信号的数字话信号的速率速率是：是：8bit8bit（一个字节）（一个字节）80008000次次