GSM移动通信基本原理

GSM基本原理

武 汉 邮 电 科 学 研 究 院 武汉虹信通信技术有限责任公司

主要内容 一、GSM系统概述 二、GSM 网络结构与功能 三、信道与编码 四、系统工作过程 五、参数及调整 六、网络优化

一. GSM 系统概述 1、历史 2、组网体制 3、系统基本特点 4、主要技术规范

1、历史日期 发 展 阶 段 1979 欧洲发展蜂窝通信，并为此安排蜂窝通信工作频段 1982 CEPT 成立―Groupe Special Mobile‖(GSM) 1986 在法国巴黎建立 GSM 标准制定协调小组 1988 ETSI 全权负责管理 GSM 标准委员会的工作 1990 颁布 GSM 第一阶段的规范(GSM/Phase1) 1991 颁布 DCS1800 第一阶段的规范(DCS/Phase1) GSM 委员会开始制定下一代无线通信系统标准

1、历史日期 发 展 阶 段 1992 GSM 标准委员会更名为“Special Mobile Group” GSM 系 统 命 名 为 ‖Global System for Mobile Communications‖ 颁布 DCS1800 第二阶段的规范(DCS/Phase2) 1992 GSM 系统投入商用 1994 颁布 GSM 第二阶段的规范(GSM/Phase2) 1995 DCS1800 系统投入商用 1996 颁布 GSM 第二阶段增强型规范(GSM/Phase2+)

2、组网体制GSM采用小区制组网方式，每个覆盖小区成正 六边形，其形状像“蜂窝”,故称蜂窝小区。 其目的是频率复用以提高容量。必须具备越区 切换、位置管理等功能。

A C B A6

C B

2、组网体制-频率复用全向天线A C B A C B

分为 3 扇区

频率复用

3、系统基本特点 (1)GSM系统是一种典型的开放式结构； (2)GSM系统由几个分系统组成，各分系统 之间都有定义明确的标准化方案； (3)GSM系统可以开放多种业务； (4)频率利用率高，具有灵活方便的组网结 构； (5)具有鉴权和加密功能； (6)具有较强的抗干扰能力。8

4、技术规范(1)工作频段 GSM900主频段(P-GSM): 上行：Ful=890+0.2×N(MHz)(1 To 124) 下行：Fdl=Ful + 45(MHz) 上下行频率间隔：45MHZ;带宽：25MHz; GSM1800频段： 上行：Ful=1710.2+0.2×(N-512)(512 To 885) 下行： Fdl=Ful +95(MHz) 上下行频率间隔：95MHz;带宽：75MHz。

4、技术规范(2)载频间隔：200kHz(3) 通信方式：FDD双工 (4)接入方式：TDMA

(5)信道分配：每载频8个时隙，包含8个全速信道，16个半速 信道；(6)每个时隙的信道速率：22.8kbit/s; (7)信道总速率：270kbit/s; (8)调制方式：GMSK,高斯滤波最小频移键控； (9)话音编码：规则脉冲激励线性预测编码RPE-LPC 13kbit/s;

二. GSM 网络结构与功能 1、网络结构 2、组成与功能

1、网络结构NMC OMC OMC

VLR

OMSBTSBSC BTS

HLRTRAU

AUC

MSC

EIR IWF

BSSMS SIM ME

PSTN

EC

NSS

2、组成与功能——基本组成基本组成:(1)网络和交换

子系统(NSS) (2)无线基站子系统 (BSS) (3)移动台(MS) (4)操作与维护分系统(OMS)

BSS 子系统结构OMC-RMS

BTS BSC BTS TC

MS

UM接口

Abis接口

A接口

基站控制器 — BSC (Base Station Controller) 基站收发信机 — BTS (Base Transceiver Station) 无线操作维护中心 — OMC-R 码变换器 — TC (TransCoder)14

BTS功能实现跳频功能实现信道加密、解密功能 实现信道编译码、交织与解交织功能 实现调制与解调功能 实现各种接口

GSM Network Structure

In BTS编码与 交织调制

基 站 接 口 设 备

加密

发信机

信 令 处 理

天

译码与 解交织

解密

均衡 解调

收信机

线

Abis

跳频控制

时钟

Um

GSM Network Structure

BSC功能实现部分网络层的功能实现无线资源管理(RR)

实现BSS管理应用部分的功能实现切换功能等 实现各种接口层信令

BSC的一般结构

数字 中继A接口

交换网络

数字 中继Abis接口

处理器网络

BSS 子系统容量BSC 最大容量 基站 : 100 ; 扇区： 250 ; 载波 (RTFs) : 384 ;