GSM移动通信网络的基本构成(doc17)(1)pdx

GSM移移动通信信网络的的基本构构成一. 数数字蜂窝窝陆地移移动通信信系统概概论 1. 移移动通信信系统的的发展历历程 1.1. 大区区制移动动电话系系统 单站站覆盖整整个区域域 、高功功率发信信设备 优点点：组网网简单，投投资少、见见效快，覆覆盖区域域大。 缺点点：容量量不足、服服务质量量差、频频谱利用用率低 1.2. 蜂窝窝移动通通信系统统 接近近正六边边形的小小区联网网 小区区覆盖变变小，具具有以下下特点： 1.频谱谱利用率率提高 2.组网网灵活 3.系统统发信功功率降低低 4.设备备增多，结结构复杂杂 2. 数数字移动动通信系系统与模模拟移动动通信系系统的不不同之处处 数字字调制对对载干比比（C/I）的的要求低低得多 时分分多址更更能提供供设计上上的灵活活性 数字字系统中中需增加加信道编编码 需采采用自适适应均衡衡技术 需采采用回波波控制技技术 实施施保密相相当简单单 3. 数数字移动动通信系系统分析析比较 世界界上最具具代表性性和比较较成熟的的制式有有： 欧洲洲的 GGSM 美国国的 AADC（也也常称 D-AAMPSS） 日本本的 JJDC（现现改称为为 PDDC） GSSM的主主要目标标是与IISDNN兼用；优点是是各种接接口规定定明确，网网路适合合未来数数字化要要求；缺缺点是数数模不兼兼容。 美国国数字系系统D-AMPPS的目目标是扩扩大容量量和数模模兼容；优点是是充分利利用现有有模拟系系统；缺缺点是不不能与IISDNN兼容，接接口实现现较困难难。 日本本PDCC的情况况类似美美国，但但数模不不兼容。 4. GGSM数数字移动动通信系系统的发发展历程程 19982年年：设立立“移动通通信特别别小组”，即GGSM。 19986年年：进行行现场试试验 19987年年：作出出技术选选择 19988年年：十八八个欧洲洲国家达达成GSSM谅解解备忘录录 19989年年：GSSM标准准生效 19991年年：GSSM系统统正式在在欧洲问问世，网网路开通通运行。从从此，移移动通信信跨入了了第二代代。 二. GGSM的的基本特特点 可与与各种公公用通信信网互连连互通，明明确了接接口规范范。 能提提供穿越越国界的的自动漫漫游功能能 支持持多种业业务 具有有很好的的网络安安全性 组网网结构灵灵活方便便，频率率复用率率高，话话务承担担能力强强。 抗干干扰能力力强，通通信质量量高。 用户户终端更更小、更更轻便、功功能更强强。 三. GGSM中中使用的的基本技技术 1. 数数字信号号调制和和解调 将需要远远距离传传输的低低频信号号加载到到高频振振荡的射射频信号号上，使使这些射射频信号号的幅度度、频率率或相位位受这些些低频信信号的控控制，这这个处理理过程称称为调制制。相反反的过程程称为解解调。这这里的低低频信号号称为调调制信号号，射频频信号称称为载波波。 2. 时时分多址址技术 多址址技术 实现现方法： 频分分多址（FFDMAA） 时分分多址（TTDMAA） 码分分多址（CCDMAA） TDDMA系系统具有有如下特特性： 每载载频多路路 突发发脉冲序序列传输输 时间间色散，需需自适应应均衡 传输输开销大大 对新新技术开开放 共用用设备的的成本低低 移动动台较复复杂 3. 时时间色散散和均衡衡 起源源于反射射，但与与多径衰衰落不同同，其反反射信号号来自远远离接收收天线的的物体。 GSSM系统统中1比比特对应应约 11.1公公里。 采用用自适应应均衡技技术来缓缓解这一一问题的的严重性性。 GSSM规范范要求均均衡器应应能处理理时延高高达155s左右右（约对对应4比比特的时时间）的的反射信信号。 4. 频频率复用用 频率率复用是是指在不不同的地地理区域域上用相相同的载载波频率率进行覆覆盖，这这些区域域必须隔隔开足够够的距离离，以致致所产生生的同频频及邻频频干扰可可以忽略略不计。 频率率复用方方式就是是指将可可用频道道分成若若干组。 5.话音音编码 即将将话音模模拟信号号转换成成数字信信号。 PCCM编码码分为三三步：采采样、量量化、编编码。 GSSM采用用：线性性预测编编码长期预预测编码码规则脉脉冲激励励编码器器（LPPCLTPPRPEE编码器器）。 GSSM每话话音信道道的编码码速率为为13kkbitt/s。 6.信道道编码 采用用数字传传输时，所所传信号号的质量量常常用用“接收比比特中有有多少是是错误的的”来表示示。 为了了能检出出和校正正接收比比特流中中的差错错，在原原信息上上加入了了一些多多余的比比特帮助助检错。 为此此加大了了传输的的开销。 7.交织织技术 比特特差错成成串发生生，而信信道编码码仅能检检测和校校正单个个差错和和不太长长的差错错串。 把相相继比特特分散开开发送 这样样，在传传输过程程中，即即使发生生了成串串差错，恢恢复成一一条相继继比特串串的消息息时，差差错也就就变成单单个的（或或长度很很短），这这时再用用信道编编码的纠纠错功能能纠正差差错，恢恢复原消消息。 8.衰落落和抗衰衰落 8.1. 阴影影衰落 阴影影效应 当移移动台通通过不同同障碍物物形成的的电磁场场阴影时时，接收收场强中中值就会会发生变变化。 可以以通过调调整基站站位置，增增加发射射功率、天天线高度度的方法法减少阴阴影衰落落的不良良影响。 8.2. 多径径衰落 多径径效应 信号号经直射射和多次次反射、散散射 形成成合成场场强 形成成随机驻驻波场 多径径衰落也也称快衰衰落 随信信号瞬时时值变动动 8.3. 分集集技术 分集技术术就是在在几个支支路上接接收同一一个信号号，然后后通过合合并技术术将几个个支路信信号合并并输出。 8.3.1. 空间分分集 空间分集集就是使使两副独独立的接接收天线线间保持持一定的的间隔距距离，从从而能各各自接收收同一个个信号，最最后再把把接收到到的信号号矢量合合并到一一起。 8.3.2. 频率分分集 跳频频相当于于频率分分集，是是指载波波频率在在很宽频频带范围围内按某某种序列列进行跳跳变。 加强强安全性性、抗干干扰性，提提高通信信质量。 基带带跳频 射频频跳频 两种种跳频方方式的比比较 9. 干干扰和抗抗干扰 9.1. 互调调干扰 互调调干扰的的产生原原因 主要要考虑三三阶互调调干扰，它它的两种种形式为为 2a -b、a +b -c 无三三阶互调调信道组组 9.2. 同信信道干扰扰 信道道复用 信道道复用产产生同信信道干扰扰 同信信道复用用保护距距离 9.3. 邻信信道干扰扰 邻信道干干扰是指指相邻或或邻近信信道之间间的干扰扰。主要要考虑发发射机调调制边带带扩展和和边带噪噪声的干干扰。 四. 系系统的结结构与功功能 1. 交交换子系系统(网网络子系系统NSSS) 1.1. MSSC（移移动业务务交换中中心） MSSC是网网络的核核心 提供供交换功功能 提供供到固定定网的接接口 提供供与其他他MSCC互连的的接口 MSSC从三三种数据据库取得得所需数数据 1.2. HLLR（归归属位置置寄存器器） 与电电信业务务有关的的用户信信息都由由归属位位置寄存存器HLLR掌管管。 每个个用户当当前位置置的信息息都存贮贮在HLLR中。 1.3. VLLR（拜拜访位置置寄存器器） VLLR存贮贮进入其其覆盖区区的移动动用户的的全部有有关信息息。 1.4. AUUC（鉴鉴权中心心） HLLR从功功能上分分出一个个子功能能实体鉴权权中心，其其功能只只限于管管理与安安全性有有关的用用户数据据，对用用户进行行鉴权。 1.5. EIIR（设设备识别别寄存器器） 对移移动台IIMEII号码进进行核查查，防止止非法移移动台进进入网络络。 2. 基基站子系系统（BBSS） BSSS包含含GSMM网络中中无线通通信部分分的所有有地面基基站基础础设施 与移移动台连连接 把无无线信道道连接到到PCMM信道上上 两部部分：基基站收发发信台（BBTS）、基基站控制制器（BBSC）。 3. 移移动台（MMS）和和SIMM卡 移动动台是用用户设备备 国际际移动台台设备识识别码（IIMEII） SIIM卡代代表客户户 国际际移动用用户识别别码（IIMSII） 个人人识别码码（PIIN） 4. 操操作和维维护子系系统（操操作和维维护中心心OMCC） 用于于管理和和监控 接口口还未开开放 五. 主主要接口口 1. AA接口 NSS与与BSSS之间的的接口，物物理链接接通过标标准的 2.0048MMb/ss 或 1.5544MMb/ss PCCM 数数字传输输链路来来实现。 2. AAbiss接口 BSC与与BTSS之间的的接口，物物理链接接通过标标准的22.0448Mbb/s 或644kb/s PPCM数数字传输输链路来来实现。 3. UUm接口口（空中中接口） BTS与与MS之之间的接接口，物物理链接接通过无无线链路路来实现现。 六. 编编号计划划 1. 移移动台IISDNN号码（MMSISSDN） MSSISDDN是指指主叫客客户为呼呼叫数字字公用陆陆地蜂窝窝移动通通信网中中的客户户所需拨拨的号码码。 号码码的结构构：CCC + NDCC + SN CCC=国家家码 NDDC=国国内目的的地码 SNN=客户户号码 可扩扩充 2. 国国际移动动客户识识别码（IIMSII） 特定定的客户户识别码码 用于于GSMM网所有有信令中中，存储储在SIIM卡、HHLR和和VLRR中。 IMMSI号号码结构构：MCCC + MNNC + MSSIN MCCC=移移动国家家号码 MNNC=移移动网号号 MSSIN=移动客客户识别别码 3. 移移动客户户漫游号号码（MMSRNN） 用于于选择路路由的临临时号码码 路由由一旦建建立，此此号码就就可立即即释放。 结构构与移动动台ISSDN号号码（MMSISSDN）相相似 4. 临临时移动动客户识识别码（TTMSII） 为了对IIMSII保密，MMSC/VLRR可给来来访移动动客户分分配一个个唯一的的TMSSI号码码。它由由MSCC自行分分配，仅仅限在本本MSCC业务区区内使用用。 5. 位位置区识识别码（LLAI） 用于于移动客客户的位位置更新新、寻呼呼 号码码结构：MCCC + MNCC + LACC MCCC=移移动客户户国家码码 MNNC=移移动网号号 LAAC=位位置区号号码 6. 全全球小区区识别码码（CGGI） CGGI用来来识别一一个位置置区内的的小区 结构构：MCCC + MNNC + LAAC + CII CII=小区区号，最最大166 biit。 7. 基基站识别别码（BBSICC） BSSIC是是用于识识别相邻邻网络的的相邻基基站的，为为6 bbit编编码。 结构构为：NNCC + BBCC NCCC=网网络色码码 BCCC=基基站色码码 规划划原则 8. 国国际移动动台设备备识别码码（IMMEI） 唯一地识识别一个个移动台台设备的的编码，为为一个115位的的十进制制数字。 七. 关关于无线线接口 1. 工工作频段段的划分分 GSSM通信信系统采采用9000MHHz频段段： 上行行（移动动台发，基基站收）88909155MHzz 下行行（基站站发，移移动台收收）93359960MMHz 双工工间隔为为45MMHz，相相邻两频频道间隔隔为2000kHHz。 我国国GSMM采用： 上行行（移动动台发，基基站收）889990999115MHHz 下行行（基站站发，移移动台收收）944499549600MHzz 随着着业务的的发展，可可视需要要向下发发展，或或向DCCS18800过过渡，即即18000MHHz频段段： 上行行（移动动台发，基基站收）11710017785MMHz 下行行（基站站发，移移动台收收）1880518880MHHz GSSM系统统整个工工作频段段被分为为1244对载频频，其序序号用nn表示。上上下两频频段中序序号为nn的载频频频率可可用下式式计算： 上行行，下频频段：FFl(nn)=(8900+0.2n) MHHz 下行行，上频频段：FFu(nn)=FFl(nn)+445=(9355+0.2n) MHHz 式中中，n=11124，称称为绝对对射频信信道号码码（ARRFCNN） 2. 保保护带宽宽 当一个地地区有不不同移动动通信系系统共存存时，系系统之间间应有约约4000kHzz的保护护带宽，即即它们之之间要少少用一个个频道。 3. 载载波干扰扰保护比比 载波波干扰保保护比（CC/I）是是指接收收到的希希望信号号电平与与非希望望信号电电平的比比值，简简称载干干比。 GSSM规范范中规定定： 同频频载干比比：C/I9dBB 邻频频载干比比：C/I-9ddB 载波波偏离4400kkHz时时的载干干比：CC/I-411dB 4. 帧帧结构 TDDMA帧帧：每帧帧8个时时隙 复帧帧：由TTDMAA帧构成成 超帧帧：由复复帧构成成 超高高帧：220488个超帧帧 5. 逻逻辑信道道 5.1. 广播播信道 是下行的的点到多多点的信信道。它它包含网网络及本本小区的的通用信信息。 5.1.1. 频率校校正信道道(FCCCH) 它是未经经调制的的纯正弦弦波。使使移动台台能够调调谐到广广播频率率。 5.1.2. 同步信信道(SSCH) 包含基站站识别码码（BSSIC）和和移动台台的帧同同步（TTDMAA帧号）。 5.1.3.广广播控制制信道(BCCCH) 包含网络络及小区区的特定定信息，如如：小区区所用的的频率、跳跳频序列列、信道道组合、寻寻呼组、邻邻区信息息 5.2. 公共共控制信信道（CCCCHH） 公共控制制信道是是被用来来建立点点到点的的连接。 5.2.1. 寻呼信信道(PPCH) 它是下行行信道，用用于特定定位置区区中所有有BTSS寻呼移移动台。 5.2.2. 随机接接入信道道(RAACH) 它是公共共控制信信道中唯唯一的上上行信道道，是一一个点到到点的信信道。移移动台用用它来初初始化一一个报文文，或者者作为寻寻呼信道道的响应应。 5.2.3. 允许接接入信道道(AGGCH) 它是随机机接入信信道的响响应，被被用来为为移动台台分配独独立专用用控制信信道，是是一个下下行的点点到点的的信道。 5.3. 专用用控制信信道 专用控制制信道用用于呼叫叫建立、发发送测量量报告及及切换控控制，是是双向的的点到点点的信道道。 5.3.1. 独立专专用控制制信道(SDCCCH) 用于系统统信令：呼叫建建立、鉴鉴权、位位置更新新、话务务信道分分配及短短消息的的传输。 5.3.2. 慢速随随路控制制信道(SACCCH) 它与独立立专用控控制信道道、话务务信道联联系在一一起。用用于传送送测量报报告、功功率控制制，有时时也用来来传输短短消息。 5.3.3. 快速随随路控制制信道(FACCCH) 用于切换换。它被被映射到到一个话话务信道道上，置置换掉220毫秒秒的语音音。 5.4. 话务务信道 双向信道道，既可可以传语语音，又又可以传传数据。 半速速率话务务信道(TCHH/H) 6.5 kbiit/ss 全速速率话务务信道(TCHH/F) 13 kkbitt/s 增强强型全速速率话务务信道(TCHH/EFFR) 13 kkbitt/s，能能提供比比全速率率话务信信道更好好的语音音质量。 6. 基基站与移移动台间间时间提提前量的的调整 由于于在空中中接口采采用了TTDMAA技术，那那么任一一移动台台只能在在指配给给它的时时隙内发发送信息息，而在在其余时时间里保保持静默默，否则则它会干干扰使用用同样载载频上不不同时隙隙的其它它用户。 时间间提前量量直接用用比特来来表示，范范围是00633个比特特。 每秒秒2次 八. 呼呼叫处理理 1. 客客户状态态 移动台客客户一般般是处于于MS开开机、MMS关机机和MSS忙三种种状态之之一，因因此网路路需要对对这三种种状态做做相应处处理。 1.1. MSS开机，网网路对它它作“附着”标记。 1.2. MSS关机，从从网路中中“分离”。 1.3. MSS忙 2. 位位置更新新 MS从一一个位置置区移到到另一位位置区时时，必须须进行登登记，也也就是说说，一旦旦MS发发现其存存储器中中的LAAI与接接收到的的LAII不同，便便进行登登记。这这个过程程就叫“位置更更新”。 2.1. 不同同MSCC/VLLR位置置区间的的位置更更新 2.2. 同一一MSCC/VLLR，不不同位置置区间的的位置更更新 3. 周周期性登登记 GSM要要求MSS每隔一一定的时时间做一一次位置置更新，这这就是周周期性登登记。这这样，若若GSMM系统没没有接收收到某MMS的周周期性登登记信息息，VLLR就以以“隐分离离”状态在在该MSS上做记记录。只只有当再再次接收收到正确确的周期期性登记记信息后后，才会会将它改改成“附着”状态。 4. 寻寻呼 呼叫MSS的路由由到达该该MS服服务的MMSC后后，MSSC即向向MS发发寻呼信信息，这这个信息息在整个个位置区区内广播播，这就就是说位位置区内内的所有有基站收收发信机机都要向向MS发发送寻呼呼信息。LLAI内内正在接接收CCCCH信信息的被被叫MSS便会接接收此寻寻呼消息息并立即即响应。 5. 初初始化 初始化过过程是一一个随机机接入过过程。移移动台用用它来初初始化一一个呼叫叫，或者者作为寻寻呼信道道的响应应。 6. 切切换 一个蜂窝窝移动通通信系统统的覆盖盖区是由由许多基基站无线线覆盖小小区组成成的。当当一个正正在通信信的移动动台由一一个小区区移动到到另一个个小区时时，为了了保证通通信的连连续性，系系统会要要求它从从正在通通信的信信道转换换到所进进入小区区的某一一信道上上，这个个过程就就叫做切切换。 7.漫游游 由于于移动终终端不限限于一个个地方，需需要不同同的网络络为其提提供服务务。如果果个网络络运营者者协同服服务，他他们就可可以提供供给用户户比单个个网络更更广的覆覆盖范围围。这就就是漫游游。 在SSIM卡卡基础上上漫游 九. 保保密措施施 1. 提提供三参参数组 2. 鉴鉴权 3. 加加密 4. 设设备识别别 5. 临临时识别别码（TTMSII） 6. PPIN码码