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1GSM基础知识•移动通信发展趋势•GSM基本概念•基站系统•交换系统•计费系统•常用分集技术•呼叫过程2移动通信发展趋势第一代：900MHZ的模拟移动通信系统即：90XXXX、80XXXX的手机，现在基本已经停止服务。让出无线频段给GSM扩容用。第二代：900/1800MHZ的GSM移动通信系统即：139XXXXXXXX的中国移动和中国联通的130XXXXXXXX的两个运营商第三代：CDMA移动通信系统即：133XXXXXXXX的中国长城CDMA目前处于窄带CDMA以后的发展方向是宽带CDMA。从大区制----小区制-----微小区制3GSM工作方式频段：935~960MHz基站发，890~915MHz移动台发频带宽度：25MHz通信方式：全双工载波间隔：200kHz信道分配：TDMA每载波8时隙，全速信道8个，半速信道16个信道总速率：270.83kbit/s调制方式：GMSK调制指数0.3语音：RPE-LTP13kbit/s规则脉冲激励线性预测编码数据：9.6kbit/s分集接收：跳频217跳/S，交错信道编码，自适应均衡，判断反馈自适应均衡器每个时隙信道比特率：22.8kbit/s4GSM移动通信网络的组成由三部分组成:交换系统、基站系统、操作支持系统1、交换系统交换系统由移动业务交换中心（MSC）、本地用户位置寄存器（位置归属寄存器）HLR、外来用户位置寄存器（位置拜访寄存器）VLR、鉴权中心AUC和设备身份寄存器EIR五部分组成。2、基站系统基站系统由基站控制器BSC和基站收发信机BTS两部分组成3、操作支持系统操作支持系统由计费中心、交换网络操作维护中心OMC-S和无线网络（基站）操作维护中心OMC-R三部分组成。5交换系统的功能简介1、移动交换中心MSC--Mobileswitchingcenter负责完成系统的电话交换功能。负责建立呼叫、路由选择、控制和终止呼叫，负责管理交换区内部的切换和补充业务并且负责搜集计费和帐单信息，用于协调与固定公共交换电话网之间的业务，完成公共信道信令及网络的接口。同时提供与其他非话业务之间正确互联工作所需要的功能。2、位置归属寄存器HLR--Homelocationregister位置归属寄存器用于管理本地移动用户的主要数据库，根据网络的规模，一个系统可以有一个或多个位置归属寄存器，HLR中存储的数据有两种：A、用户的业务信息，有关用户注册的电信业务类型和补充业务方面的数据。B、用户位置信息，位置信息为MSC正确地选择路由，将呼叫连接通移动台。HLR分配两个号码给每个用户a.国际移动用户身份号IMSI--Internationalmobilesubscriberidentityb.移动台ISDN号MSISDN--Mobilestationintegratedsubscriberdigitalnumber.3、外来用户位置寄存器VLR--VisitorlocationregisterVLR是当一个移动用户漫游到了非其归属的移动交换区域时，该MSC为保证这个外来用户的正常呼叫而临时登记其位置的寄存器。并将此数据送给其归属的6HLR。4、鉴权中心AUC--Authenticatedcenter鉴权中心与本地的位置归属寄存器连接在一起，它为本地用户的位置归属寄存器提供一个与用户有关的并用于安全方面的鉴别参数和加密密匙。5、设备身份寄存器EIR--Equipmentidentityregister移动台由它的国际移动设备身份号来识别IMEI---Internationalmobileequipmentidentity用户则由它的国际移动用户身份号来识别IMSI---Internationalmobilesubscriberidentity7基站系统简介1、基站控制器BSC--BasestationcontrollerBSC是一个小交换机，负责与无线有关的功能，如切换、无线网络资源管理和基站小区数据。每次通话的过程中，基站接收机BTS能够监测到各基站的信号强度并送给BSC，使控制器决定什么时刻切换、切换到那一个基站小区。2、基站收发信机BTS--BasetranceivestationBTS是一个通过天馈线系统与手机MS--Mobilestation利用空中无线信道进行通信的基地台。3、移动台MS--Mobilestation移动台有车载台、便携台和手持台。每个移动台有一个身份号一个移动台有自己的国际移动设备号IMEI，当移动台被一个用户使用时它还有一个国际移动用户身份号IMSI。IMSI作在用户身份模块SIM-Subscriberidentitymodular为保密每个用户分配临时移动用户身份号TMSI---Temporarymobilesubscriberidentity这个号码在信道上传输。8GSM网络结构示意一个GSM网络通常是以一个行政区为一个网络单元，出区即为漫游。一个GSM网络单元最少有一个HLR、一个MSC一个VLR、一个AUC、一个EIR，以及一个BSC、一个TCU和若干个BTS。每一个组成部分数量的多少取决于网络容量的大小，在网注册用户的多少。9系统结构BSCOMCTRAUMSC/VLRHLR/AUCEIRSMSCVMCPSTN139GSMPAGEMSBTSOMC操作维护中心TRAU传输码型变换器EIR设备识别寄存器MSC移动交换中心BTS基站收发信机HLR位置归属寄存器PSTN公众用户电话网VMC语音信息中心BSC基站控制器PAGE寻呼SMSC短消息服务中心MS手机VLR访问用户位置寄存器HLR用户位置归属寄存器10GSM传输模型声电处理手机人声模数转换A/D64Kbit/s合成2.048mbit/s数字信号64kbit/s语音数字流13kbit/s语音数字流BTS---BSC光端机/微波BSC/TRAUMSCPSTN139GSM133CDMA其他MSC11GSM网络语音信号的处理过程移动台MS把发话方的声音信号变换成13Kbit/s的数字信息流,---这叫GSM的数字化语音信号。数字信号再经过高频调制、功率放大处理，以电磁波的形式发射到自由空间。基站BTS的天线检测到这个信号后，经过一系列的处理，再以13Kbit/s的数字语音信号的形式送给传输设备SDH或微波。为了与固定网传输标准一致，经过一种码型变换器（Transcoder)，把13kbit/s变换成64kbit/s的速率。移动交换局MSC以64kbit/s的标准格式经过不同传输路径，把数字语音信号送到收话人的端局。收话人如果是PSTN用户，PSTN局就可以按PCM解码规则从64kbit/s数字信号流中恢复发话方的语音。12GSM的计费系统1、计费系统结构计费系统是一个Ethernet计算机局域网，由服务器和工作站组成，直接与移动交换中心MSC相连接，将MSC中的计费信息传递到计费系统，由计费系统完成费用的结算。MSC/VLR计费系统服务器服务器磁盘工作站HUB工作站13GSM的常用分集技术在移动通信系统中，移动台常常工作在城市建筑群或其他复杂的地理环境中，而且移动的速度和方向是任意的。发送的信号经过反射、散射等的传播路径后，到达接收端的信号往往是多个幅度和相位各不相同的信号的叠加，使接收到的信号幅度出现随机起伏变化，形成多径衰落。另外，当信号受到高大建筑物或地形起伏等的阻挡，接收到的信号幅度将降低。这叫阴影衰落。为了提高移动通信系统的性能，克服移动信道给移动通信带来的不利影响，通常采用分集技术。分集技术分为：显分集和阴分集显分集主要有：空间分集、频率分集、时间分集、极化分集路径分集。阴分集主要指把分集作用隐蔽于传输信号之中。141、空间分集是利用多副天线来实现，在发端采用一副天线发射，而在接收端采用多副天线接收。接收天线之间距离D应足够大，以保证各接收天线输出信号的衰落特性是相互独立的。在通常情况下，接收天线相互之间的距离要大于接收信号中心频率的二分之一波长。2、极化分集在移动信道中，两个在同一地点极化方向相互正交的天线发出的信号呈现出互不相关衰落特性。利用这一特点，在发端同一地点装上垂直极化和水平极化两副发射天线，在收端同一位置也装上垂直极化和水平极化两副接收天线，就可以得到两路衰落特性互不相关的信号。极化分集实际上是空间分集的特殊情况。优点是结构紧凑节省空间；缺点是由于发射功率要分配到两副天线上，将有3dB的信号功率损失。