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1、GSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统兰州理工大学计算机与通信学院兰州理工大学计算机与通信学院通信工程系通信工程系19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 了解了解GSMGSM的历史背景的历史背景、业务、业务、编号、编号、鉴鉴权与加密、无线信道、权与加密、无
2、线信道、GPRSGPRS。理解理解GSMGSM网络结构网络结构及其各部分的功能、接、接口及其位置、呼叫方案和处理过程以及口及其位置、呼叫方案和处理过程以及明确本课内容的教学目标。明确本课内容的教学目标。本章重点：本章重点：GSMGSM网络结构网络结构及其各部分的功能、接口及其位置、呼叫方案和处理、接口及其位置、呼叫方案和处理过程。过程。本章教学目的本章教学目的GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.1 引言引言 6.2
3、 GSM的电信业务的电信业务 6.3 GSM结构结构 6.4 GSM较模拟网的优势较模拟网的优势 6.5 GSM网络接口网络接口 6.6 GSM的编号、的编号、鉴权与加密鉴权与加密 6.7 GSM无线信道无线信道 6.8 GSM呼叫接续呼叫接续 6.9 GSM通向通向3G的一个重要里程碑的一个重要里程碑GPRS本章小结本章小结本章小结本章小结本章内容 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.1 引引 言言 表表6-1
4、全球移动通信系统全球移动通信系统GSM的发展里程碑的发展里程碑 日日 期期 成成 果果 1982年年“移动通信特别组移动通信特别组”（Group Special Mobile）在欧洲邮政与电）在欧洲邮政与电信大会信大会(CEPT)内成立内成立 1986年年 建立一永久核心建立一永久核心 1987年年 在在1986年圆形系统评价的基础上年圆形系统评价的基础上,选择了主要无线传输技术选择了主要无线传输技术 1988年年 18个个国国家家签签署署谅谅解解备备忘忘录录,并并决决定定将将GSM正正式式定定名名为为“全全球球移移动通信系统动通信系统”(Global System for Mobile Co
5、mmunications)1989年年 GSM成立欧洲电信标准协会的一个技术委员会成立欧洲电信标准协会的一个技术委员会 1990年年 第第一一阶阶段段GSM 900规规范范(1987-1990年年制制定定)被被冻冻结结,开开始始DCS1800的修改的修改 1991年年 第一个系统在第一个系统在Telecom 91展示会上运行展示会上运行 DCS1800规范被冻结规范被冻结 1992年年 欧洲各大欧洲各大GSM900营运者开始商业营运营运者开始商业营运 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communicatio
6、n,Lanzhou University of Technology 6.2 GSM的电信业务的电信业务 图6-1 电信业务和承载业务 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.2.1 承载业务承载业务 表表6-2列出了列出了GSM的承载业务。的承载业务。业业 务务 内内 容容 异步数据异步数据 3009600 b/s 同步数据同步数据 12009600 b/s PAD接入接入 3009600 b/s,分分组组打打包包和
7、和拆拆包包，为为GSM用用户户接接入入分分组组网网提提供一个异步连接。该业务只能由移动台主叫发起供一个异步连接。该业务只能由移动台主叫发起 分组接入分组接入 24009600 b/s，为为GSM用用户户接接入入分分组组网网提提供供一一个个同同步步连连接接。该业务只能由移动台主叫发起该业务只能由移动台主叫发起 话音话音/数据交数据交替替 在呼叫过程中在呼叫过程中,提供话音和数据的交替提供话音和数据的交替 话音后数据话音后数据 先话音连接先话音连接,而后进入数据连接而后进入数据连接 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer an
8、d Communication,Lanzhou University of Technology 6.2.2 电信业务电信业务 1.电话电话 电电话话业业务务是是GSM移移动动通通信信网网提提供供的的最最重重要要业业务务。经经过过GSM网网和和PSTN网网，能能为为数数字字移移动动客客户户之之间间、数数字字蜂蜂窝窝移移动动电电话话网网客客户户与与模模拟拟蜂蜂窝窝移移动动电电话话网网客客户户之之间间以以及及与与固固定定网网客客户户之之间间，提提供供实实时时双双向向通通信信，其其中中包包括括各各种种特特服服呼呼叫叫、各各类类查询业务和申告业务，以及提供人工、自动无线电寻呼业务。查询业务和申告业务，
9、以及提供人工、自动无线电寻呼业务。GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 2.2.紧急呼叫业务紧急呼叫业务紧急呼叫业务紧急呼叫业务紧急呼叫业务来源于电话业务，它允许数字移动客户在紧急呼叫业务来源于电话业务，它允许数字移动客户在紧急情况下，进行紧急呼叫操作，即拨紧急情况下，进行紧急呼叫操作，即拨119或或110或或120等时，等时，依据客户所处基站位置，就近接入火警中心依据客户所处基站位置，就近接入火警中心(119)、匪警中
10、、匪警中心心(110)、急救中心、急救中心(120)等。当客户按紧急呼叫键等。当客户按紧急呼叫键(SOS键键)时，时，应向客户提示如何拨叫紧急中心。应向客户提示如何拨叫紧急中心。紧急呼叫业务优先于其它业务，在移动台没有插入客户紧急呼叫业务优先于其它业务，在移动台没有插入客户识别卡识别卡(SIM)或移动客户处于锁定状态时，也可按或移动客户处于锁定状态时，也可按SOS键或键或拨拨112(欧洲统一使用的紧急呼叫服务中心号码，目前我国使欧洲统一使用的紧急呼叫服务中心号码，目前我国使用的移动台均符合欧洲标准用的移动台均符合欧洲标准)，即可接通紧急呼叫服务中心，即可接通紧急呼叫服务中心(目前我国目前我国G
11、SM移动通信网是用送辅导音方式，提示客户拨移动通信网是用送辅导音方式，提示客户拨不同紧急呼叫服务中心号码呼叫不同紧急服务中心，因我不同紧急呼叫服务中心号码呼叫不同紧急服务中心，因我国各紧急呼叫服务中心尚未联网国各紧急呼叫服务中心尚未联网)。GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 3.短信息业务（短信息业务（SMS）GSM可可以以提提供供给给用用户户的的短短消消息息业业务务，使使GSM用用户户无无需需同同时时携携带带寻寻呼呼
12、机机。GSM设设计计者者还还允允许许移移动动用用户户发发送送短短消消息息，即即开开展展双双向向短短消消息息业业务务。对对于于MO/PP(SMS-MT/PP-Mobil Terminated Short Message Service)和和 MT/PP(SMS-MO/PP mobile-originated Short Message Service)两两类类短短消消息息业业务务 业业务务中中心心是是作作为为存存储储转转发发中中心心，该该业业务务中中心心在在功功能能上上与与GSM网网络络分分开开。所所有有GSM点点对对点点短短消消息息都都来来自自或或去去向向该该业业务务中中心心。GSM允允许许短
13、短消消息息在在一一次次呼呼叫叫中中发送或空闲时发送。发送或空闲时发送。GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 4.可视图文接入可视图文接入 5.智能用户电报传送智能用户电报传送 6.传真传真 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 表表 6-3 电电
14、信信 业业 务务业业 务务 内内 容容 话音服务话音服务 全速（全速（13 kb/s），），半速（半速（6.5 kb/s）。）。这项服务提供语音这项服务提供语音信息和语音信号到网络的传输信息和语音信号到网络的传输 紧急呼叫紧急呼叫 典典型型的的是是，紧紧急急电电话话在在一一些些受受限限的的情情况况下下，更更具具有有优优先先权权。一般只提供移动用户主叫发起一般只提供移动用户主叫发起 短消息服务（到移动短消息服务（到移动电话终端，电话终端，MT/PP）短短字字符符消消息息，小小于于160个个字字符符。这这项项服服务务用用于于消消息息处处理理系系统统（服务中心）提供短消息给移动用户（服务中心）提供短
15、消息给移动用户 短消息服务短消息服务（移动电话发起，（移动电话发起，MO/PP）短短字字符符消消息息，小小于于160个个字字符符。这这项项服服务务用用于于移移动动用用户户给给消消息息处处理理系系统统（服服务务中中心心）提提供供短短消消息息。以以下下由由移移动动用用户户发发起起的的呼呼叫叫可可以以进进行行传传输输：一一个个在在存存储储器器中中预预先先存存储储的的消消息息；从从拨拨号号盘盘上上发发起起的的一一串串数数字字；从从另另外外的的键键盘盘或或设设备备终终端端与与移动台相连的信息移动台相连的信息 短消息传输（小区广短消息传输（小区广播）播）短短字字符符消消息息，小小于于93个个字字符符。这这
16、项项服服务务用用于于传传输输对对小小区区范范围内的所有的移动用户。这是一点对多点的服务围内的所有的移动用户。这是一点对多点的服务 自动传真自动传真 第第3类传真。这项服务自动提供第类传真。这项服务自动提供第3类呼叫和被呼模式传真类呼叫和被呼模式传真 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.2.3 补充业务补充业务 表表5-4 GSM支持的补充业务支持的补充业务 业业业业 务务务务 内内内内 容容容容 号码识别号码识别号
17、码识别号码识别 主叫号码显示主叫号码显示主叫号码显示主叫号码显示(CLIP)(CLIP)主叫线号码限制主叫线号码限制主叫线号码限制主叫线号码限制(CLIR)(CLIR)连接线显示连接线显示连接线显示连接线显示(CoLP)(CoLP)连接线限制连接线限制连接线限制连接线限制(CoLR)(CoLR)呼叫服务呼叫服务呼叫服务呼叫服务 前向呼叫无条件转移（前向呼叫无条件转移（前向呼叫无条件转移（前向呼叫无条件转移（CFUCFU）移动台忙时前向呼叫（移动台忙时前向呼叫（移动台忙时前向呼叫（移动台忙时前向呼叫（CFBCFB）无应答前向呼叫（无应答前向呼叫（无应答前向呼叫（无应答前向呼叫（CFNRyCFNR
18、y）移动用户未能达到前向呼叫移动用户未能达到前向呼叫移动用户未能达到前向呼叫移动用户未能达到前向呼叫 呼叫完成呼叫完成呼叫完成呼叫完成 呼叫保持（呼叫保持（呼叫保持（呼叫保持（HOLDHOLD）呼叫等待（呼叫等待（呼叫等待（呼叫等待（CWCW）GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 表表6-4 GSM支持的补充业务支持的补充业务 业业业业 务务务务 内内内内 容容容容 多方多方多方多方 多方业务多方业务多方业务多方业务(M
19、PTY)(MPTY)兴趣群体兴趣群体兴趣群体兴趣群体 密切用户群密切用户群密切用户群密切用户群 计费计费计费计费 计费信息提示计费信息提示计费信息提示计费信息提示(AoCI)(AoCI)计费费用提示计费费用提示计费费用提示计费费用提示(AoCC)(AoCC)呼叫限制呼叫限制呼叫限制呼叫限制 所有呼叫禁止所有呼叫禁止所有呼叫禁止所有呼叫禁止(BAOC)(BAOC)国际呼出禁止国际呼出禁止国际呼出禁止国际呼出禁止(BOIC)(BOIC)除拨向归属国家的国际呼出禁止除拨向归属国家的国际呼出禁止除拨向归属国家的国际呼出禁止除拨向归属国家的国际呼出禁止(BOIC-exHC)(BOIC-exHC)所有呼入
20、禁止所有呼入禁止所有呼入禁止所有呼入禁止(BAIC)(BAIC)漫游出归属国家呼入禁止漫游出归属国家呼入禁止漫游出归属国家呼入禁止漫游出归属国家呼入禁止(BIC-Roam)(BIC-Roam)无结构化无结构化无结构化无结构化 无结构化补充业务数据无结构化补充业务数据无结构化补充业务数据无结构化补充业务数据 营运者确定限制营运者确定限制营运者确定限制营运者确定限制 由营运者确定的不同呼叫由营运者确定的不同呼叫由营运者确定的不同呼叫由营运者确定的不同呼叫/业务限制业务限制业务限制业务限制 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer
21、 and Communication,Lanzhou University of Technology 6.3 GSM结构结构 图6-2 GSM网络结构 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 系统的组成系统的组成 uu交换网络子系统（交换网络子系统（交换网络子系统（交换网络子系统（NSSNSS）uu无线基站子系统（无线基站子系统（无线基站子系统（无线基站子系统（BSS BSS）uu操作维护子系统（操作维护子系统（操作维护
22、子系统（操作维护子系统（OMCOMC）uu移动台移动台移动台移动台(MS+SIM(MS+SIM )GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology uu移动台就是移动客户设备部分，它由两部分组成，移动移动台就是移动客户设备部分，它由两部分组成，移动移动台就是移动客户设备部分，它由两部分组成，移动移动台就是移动客户设备部分，它由两部分组成，移动终端终端终端终端(MS)(MS)和客户识别卡（和客户识别卡（和客户识别卡（和客户识别卡（SI
23、MSIM）。）。）。）。uu移动终端就是移动终端就是移动终端就是移动终端就是“机机机机”，它可完成话音编码、信道编码、，它可完成话音编码、信道编码、，它可完成话音编码、信道编码、，它可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。uuSIMSIM卡就是卡就是卡就是卡就是“身份卡身份卡身份卡身份卡”，它类似于我们现在所用的，它类似于我们现在所用的，它类似于我们现在所用的，它类似于我们现在所用的ICIC卡，卡，卡，卡，因此也称作智能卡，存有认证客
24、户身份所需的所有信息因此也称作智能卡，存有认证客户身份所需的所有信息因此也称作智能卡，存有认证客户身份所需的所有信息因此也称作智能卡，存有认证客户身份所需的所有信息(用户识别号、位置信息和有关保密数据（如密钥）、禁用户识别号、位置信息和有关保密数据（如密钥）、禁止止GSM网络和参考语言网络和参考语言),并能执行一些与安全保密有关并能执行一些与安全保密有关并能执行一些与安全保密有关并能执行一些与安全保密有关的重要信息，以防止非法客户进入网路。的重要信息，以防止非法客户进入网路。的重要信息，以防止非法客户进入网路。的重要信息，以防止非法客户进入网路。SIMSIM卡还存储卡还存储卡还存储卡还存储与网
25、路和客户有关的管理数据，只有插入与网路和客户有关的管理数据，只有插入与网路和客户有关的管理数据，只有插入与网路和客户有关的管理数据，只有插入SIMSIM后移动终后移动终后移动终后移动终端才能接入进网，但端才能接入进网，但端才能接入进网，但端才能接入进网，但SIMSIM卡本身不是代金卡。卡本身不是代金卡。卡本身不是代金卡。卡本身不是代金卡。6.3.1 移动台移动台GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 表表6-5 GSM90
26、0系统的移动台功率等级系统的移动台功率等级 功率级功率级功率级功率级 移动台最大功率移动台最大功率移动台最大功率移动台最大功率 1 120W20W2 28W8W3 35W5W4 42W2W5 50.8W0.8WGSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 表表6-6 DCS1800系统的移动台功率等级系统的移动台功率等级 功率级功率级功率级功率级移动台最大功率移动台最大功率移动台最大功率移动台最大功率1 11W1W2 20.25
27、W0.25WGSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.3.2无线基站子系统（无线基站子系统（BSS）包括：基站包括：基站控制器控制器(BSC)和基站收发信机（和基站收发信机（BTS）表表6-7 基站的功率等级基站的功率等级 功率级功率级功率级功率级 GSM900GSM900基站的最大功率基站的最大功率基站的最大功率基站的最大功率 DCS1800DCS1800基站的最大功率基站的最大功率基站的最大功率基站的最大功率 1 1
28、320W320W20W20W2 2160W160W10W10W3 380W80W5W5W4 440W40W2.5W2.5W5 520W20W6 610W10W7 75W5W8 82.5W2.5WGSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.3.2.1 基站控制器（基站控制器（BSC）具具有有对对一一个个或或多多个个BTS进进行行控控制制的的功功能能，它它主主要要负负责责无无线线网网路路资资源源的的管管理理、小小区区配配置置数
29、数据据管管理理、功功率率控制、定位和切换等，是个很强的业务控制点。控制、定位和切换等，是个很强的业务控制点。GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.3.2.2 基站收发信机（基站收发信机（BTS）无线接口设备无线接口设备无线接口设备无线接口设备完全由完全由完全由完全由BSCBSC控制控制控制控制主要负责无线传输主要负责无线传输主要负责无线传输主要负责无线传输完成无线与有线的转换、无线分集、无线信道加完成无线与有线的转换
30、、无线分集、无线信道加完成无线与有线的转换、无线分集、无线信道加完成无线与有线的转换、无线分集、无线信道加密、跳频等功能。密、跳频等功能。密、跳频等功能。密、跳频等功能。GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.3.2.3 发送编码器和速率适配器单元（发送编码器和速率适配器单元（TRAU）TRAU网网络络单单元元负负责责对对16kb/s到到64kb/s的的用用户户数数据据进进行行发发送送编码及速率适配。编码及速率适配。在
31、在物物理理上上，TRAU可可以以在在BTS任任何何一一边边，即即在在BTS和和BSC的的BTS边边；或或在在BSC和和MSC的的BSC边边或或MSC边边。通通常常在在BSC和和MSC的的BSC边。边。GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.3.3 交换网路子系统交换网路子系统 交换网路子系统（交换网路子系统（NSS）主要完成交换功能）主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所和客户数据与移动性管理、安全性管理
32、所需的数据库功能需的数据库功能。包括包括：MSC、HLR、VLR、AUC、EIR GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 1 移动业务交换中心（移动业务交换中心（MSC）GSM系统的核心，系统的核心，对对应应于于它它所所覆覆盖盖区区域域中中的的移移动动台台进进行行控控制制和和完完成成话话路路交交换换的的功能实体，功能实体，是移动通信系统与其它公用通信网之间的接口。是移动通信系统与其它公用通信网之间的接口。可可完完成成网网路
33、路接接口口、公公共共信信道道信信令令系系统统和和计计费费等等功功能能，还还可可完完成成BSS、MSC之之间间的的切切换换和和辅辅助助性性的的无无线线资资源源管管理理、移移动动性性管管理等。理等。为为了了建建立立至至移移动动台台的的呼呼叫叫路路由由，每每个个MS、还还应应能能完完成成入入口口MSC（GMSC）的功能，即查询位置信息的功能。）的功能，即查询位置信息的功能。GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 2 归属位置寄存
34、器（归属位置寄存器（HLR）存存储储管管理理部部门门用用于于移移动动客客户户管管理理的的数数据据库库。每每个个移移动客户都应在其归属位置寄存器（动客户都应在其归属位置寄存器（HLR）注册登记。）注册登记。它主要存储两类信息：它主要存储两类信息：一是有关客户的参数；一是有关客户的参数；二二是是有有关关客客户户目目前前所所处处位位置置的的信信息息，以以便便建建立立至至移移动动台的呼叫路由，例如台的呼叫路由，例如MSC、VLR地址等地址等GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou
35、University of Technology 3 访问者位置寄存器（访问者位置寄存器（VLR）存存储储MSC为为了了处处理理所所管管辖辖区区域域中中MS（统统称称拜拜访访客客户）的来话、去话呼叫所需检索的信息的数据库，户）的来话、去话呼叫所需检索的信息的数据库，例例如如客客户户的的号号码码，所所处处位位置置区区域域的的识识别别，向向客客户户提提供的服务等参数。供的服务等参数。GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 4
36、鉴权中心（鉴权中心（AUC）认认证证移移动动用用户户的的身身份份以以及及产产生生相相应应认认证证参参数数的的功功能能实体。实体。用用于于产产生生为为确确定定移移动动客客户户的的身身份份和和对对呼呼叫叫保保密密所所需需鉴鉴权权、加加密密的的三三参参数数（随随机机号号码码RAND，符符合合响响应应SRES，密钥，密钥Kc）的功能实体。）的功能实体。AUC只与只与HLR通信。通信。GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 5 设备
37、识别寄存器（设备识别寄存器（EIR）一个存储有关移动台设备参数的数据库。一个存储有关移动台设备参数的数据库。主主要要完完成成对对移移动动设设备备的的识识别别、监监视视、闭闭锁锁等等功功能能，以防止非法移动台的使用。以防止非法移动台的使用。GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.3.4 操作维护子系统（操作维护子系统（OMC）主主要要是是对对整整个个GSM网网路路进进行行管管理理和和监监控控。通通过过它它实实现现对对GS
38、M网网内内各各种种部部件件功功能能的的监监视视、状状态态报报告告、故故障诊断等功能。障诊断等功能。OMC与与MSC之之间间的的接接口口目目前前还还未未开开放放，因因为为CCITT对对电电信信网网路路管管理理的的Q3接接口口标标准准化化工工作作尚尚未未完完成。成。GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.4 GSM较模拟网的优势较模拟网的优势 6.4.1 GSM系统在抗瑞利衰落及干扰方面均优于系统在抗瑞利衰落及干扰方面均优
39、于TACS系统系统 1.GSM系系统统具具有有较较为为完完善善的的对对抗抗瑞瑞利利衰衰落落和和符符号号间间干干扰扰的的措施措施 （1）天线（空间）分集。）天线（空间）分集。当分集天线间距当分集天线间距56m时，时，最大可获得约最大可获得约6dB的分集增益。的分集增益。GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology（2）跳频跳频 由由于于瑞瑞利利衰衰落落的的衰衰落落谷谷点点随随频频率率不不同同而而发发生生在在不不同同地地点点，因因此
40、此，使使载载频频在在几几个个频频率率点点上上变变化化（跳跳频频），可可减减少少信信息息损损失失，然然后后通过复杂的信息处理过程重新恢复全部信息。通过复杂的信息处理过程重新恢复全部信息。跳跳频频只只对对慢慢速速移移动动用用户户有有好好处处，其其得得益益约约为为14dB（当当无无天天线线分分集集时时，最最多多可可达达4dB,当当有有二二重重分分集集时时，最最多多可可有有2.5 dB）。但是，当一个基站或小区只有但是，当一个基站或小区只有2个载波时，不能获得跳频增益。个载波时，不能获得跳频增益。(3）均衡）均衡GSM规规范范要要求求均均衡衡器器能能处处理理时时延延高高达达15us的的反反射射信信号号
41、，大大约约相相当于当于4bit时间。时间。GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 2.要求干扰保护比低要求干扰保护比低无跳频时要求无跳频时要求C/I12dB有跳频时要求有跳频时要求C/I9dB邻道干扰保护比要求邻道干扰保护比要求C/I-9dB，载载波波偏偏离离400 kHz时时，要要求求C/I-41dB。GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and
42、Communication,Lanzhou University of Technology n由于同频干扰保护比只要求大于等于由于同频干扰保护比只要求大于等于912dB，可，可以采用以采用43方式，方式，如果有跳频功能而且网络规划如果有跳频功能而且网络规划考虑周全，也可采用考虑周全，也可采用33或或26方式。方式。n无论采用无方向性天线或有方向性天线，无论采用无方向性天线或有方向性天线，以及无以及无论哪一种复用方式，都应避免相邻载波在相邻基论哪一种复用方式，都应避免相邻载波在相邻基站或小区使用。站或小区使用。n选用选用33复用方式时不能避免相邻频道在相邻小区复用方式时不能避免相邻频道在相邻小
43、区内使用。内使用。GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.4.2 GSM系统与系统与TACS系统的性能比较系统的性能比较 1.GSM系统频率利用率高、系统容量高系统频率利用率高、系统容量高(1)TACS系统系统 共共有有400个个频频道道，按按73复复用用方方式式计计算算，每每个个扇扇区区只只有有(19-1)18个个话话音音频频道道可可用用。每每个个用用户户忙忙时时话话务务量量0.027erl计计算算，一一个个3小小区
44、区的的基基站站可可负负荷荷13.385（有有频频道道呼呼损损率率）3=40.155 erl的的话话务量或可容务量或可容1487个用户。个用户。GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology (2)GSM系统系统 10MHz共共有有50个个载载波波400个个频频道道，按按43复复用用方方式式计计算算，每每个个扇扇区区有有31或或32个个话话音音信信道道，一一个个3扇扇区区的的基基站站可可负负荷荷78.292erl的的话话务务量量或或
45、可可容容2899个个用用户户。如如果果按按33复复用用方方式式，则则每每个个扇扇区区有有42或或43个个话话音音信信道道，一一个个3扇扇区区的的基基站站可可负负荷荷110.713erl的的话话务务量量或或可可容容4100个个用用户户。以以上上按按目目前前采采用用的的全全速速率率（FR）计计算算所所得结果，得结果，如按半速率（如按半速率（HR）考虑，）考虑，则有：则有：43复用方式可容复用方式可容177.82 erl的话务量或可容的话务量或可容6586个用户；个用户；33复用方式可容复用方式可容244.83 erl的话务量或可容的话务量或可容9067个用户。个用户。GSMGSM数字蜂窝移动通信系
46、统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology(3)GSM与与TACS两个系统的频谱利用率及容量比较，见表两个系统的频谱利用率及容量比较，见表5-8。表表6-8 GSM与与TACS的频谱利用率及容量比较的频谱利用率及容量比较 频率复用方式频率复用方式频率复用方式频率复用方式 频谱利用率频谱利用率频谱利用率频谱利用率 系统容量系统容量系统容量系统容量 GSMGSM（FRFR）/TACS/TACS GSMGSM（HRHR）/TACS/TACS GSMGSM（FRF
47、R）/TACS/TACS GSMGSM（HRHR）/TACS/TACS GSM 43 GSM 43 1.741.743.593.591.951.954.434.43TACS 73 TACS 73 GSM 33 GSM 33 2.352.354.814.812.762.766.16.1TACS 73 TACS 73 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 2.GSM系统具有开放的接口和通用的接口标准系统具有开放的接口和通用的
48、接口标准 3.GSM系统支持电信业务、系统支持电信业务、承载业务和补充业务承载业务和补充业务 4.GSM系统的保密性和安全性大大提高系统的保密性和安全性大大提高 利利用用用用户户识识别别鉴鉴权权可可以以防防止止无无权权用用户户使使用用GSM系系统统。利利用用用用户户识识别别保保密密，则则可可使使窃窃听听者者不不能能确确定定在在无无线线路路径径上上使使用用资资源源的的是是哪一个用户，以保证用户识别系统的安全与保密。哪一个用户，以保证用户识别系统的安全与保密。GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communicat
49、ion,Lanzhou University of Technology 6.5 GSM网络接口网络接口 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.5.1 空中接口（空中接口（Um）图图6-3 空中接口的协议堆栈空中接口的协议堆栈 每个每个RF八个时隙八个时隙 ISDN协议的改进型协议的改进型 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Comm
50、unication,Lanzhou University of Technology 图图6-4 A-bis的接口协议堆栈的接口协议堆栈 6.5.2 A-bis 接口接口 物理接口物理接口E1GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.5.3 A接口接口 图6-5 A接口协议堆栈 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统数字蜂窝移动通信系统19 十月 2022College of Computer and Communicatio