电子种越女学 University of Electroale Science and Technelery of China /986 现代无线与移动通信系统 第三章：GSM与移动通信系统结构 李少谦林灯生 通信抗干扰技术国家级重点实验室
现代无线与移动通信系统 第三章：GSM与移动通信系统结构 李少谦 林灯生 通信抗干扰技术国家级重点实验室
电子神越女学 University of ElectroieSciencad TecholeyfChina 966 一、GSM系统的结构与功能
一、GSM系统的结构与功能
GSM主要特点 /956 G$M是世界首次推出的实用数字蜂窝移动通信系统，是目 前全球规模最大、用户最多的系统 G$M具有典型的通同公众蜂窝移动通信系统结构，具有较 完备的、开放的接口和通用的接口标准 用户权利的保护和传输信息的加密 SM卡：认证用户身份特征，网络操作，安全保密等信号 支持电信业务，承载业务和补充业务 电信业务：电话、紧急呼叫、传真 承载业务：数据 ·补充业务：各类数字业务，如呼叫转移、短消息、来电显示等。 具有跨国漫游能力 系统容量大、频谱效率高 系统容量比TACS模拟系统高2倍，系统载干比一般只要求9dB,频率 重复利用率高，组网灵活方便。 2020/3/16 现代无线与移动通信系统-第3章 3
GSM主要特点 ◼ 用户权利的保护和传输信息的加密 SIM卡：认证用户身份特征，网络操作，安全保密等信号 ◼ 支持电信业务，承载业务和补充业务 ◼ 电信业务：电话、紧急呼叫、传真 ◼ 承载业务：数据 ◼ 补充业务：各类数字业务，如呼叫转移、短消息、来电显示等。 ◼ 具有跨国漫游能力 ◼ 系统容量大、频谱效率高 ◼ 系统容量比TACS模拟系统高2倍，系统载干比一般只要求9dB，频率 重复利用率高，组网灵活方便。 2020/3/16 现代无线与移动通信系统-第3章 3 ◼ GSM是世界首次推出的实用数字蜂窝移动通信系统，是目 前全球规模最大、用户最多的系统 ◼ GSM具有典型的通同公众蜂窝移动通信系统结构，具有较 完备的、开放的接口和通用的接口标准
GSM移动通信系统结构 MS NSS EIR MSC A接口 F接口一 E接口 BSS VLR BTS BSC MSC PSTN ISDN Abis接口 一G接口 Air接口 B接口一 C接口 OSS VLR D接口 OMC/R HLR NMC AU Q3接口 Q3接口 移动分系统(MS):手持台、车载台 基站分系统(BSS):基站收发信机(BTS)、 基站控制器(BSC) 交换分系统(MSS):移动交换机(MSC)、位置寄存器(HLR、VLR)、设备识别 寄存器(EIR)、鉴权中心(AUC)等 操作与支持系统(OSS):操作维护中心(OMC)、网络管理中心(NMC)等 2020/3/I6 现代无线与移用后余允”弟早
GSM移动通信系统结构 2020/3/16 现代无线与移动通信系统-第3章 4 BTS BSC EIR MSC VLR VLR HLR AUC MSC PSTN ISDN OMC/R NMC BSS A bis接口 OSS Q 3接口 Q 3接口 A接口 F接口 E接口 B接口 D接口 C接口 G接口 NSS Air接口 BTS：基站收发信机(站) BSC：基站控制器 MSC：移动交换中心 VLR：拜访位置寄存器 HLR：归属位置寄存器 PSTN：公众交换电话网 OMC：操作维护中心 BSS：基站系统 NSS：网络子系统 OSS：操作与支持系统 MS：移动台 EIR：设备识别寄存器 AUC：鉴权中心 NMC：网络管理中心 MS 移动分系统(MS)：手持台、车载台 基站分系统(BSS)：基站收发信机(BTS)、基站控制器(BSC) 交换分系统(MSS)：移动交换机(MSC)、位置寄存器(HLR、VLR)、设备识别 寄存器（EIR）、鉴权中心(AUC)等 操作与支持系统(OSS)：操作维护中心(OMC)、网络管理中心(NMC)等
1.移动分系统功能（MS) 无线接入GSM数字移动通信网，并完成各种控制功能。 支持各种基本业务（电信业务和承载业务）和补充业务。 间断接收(DBX)和间断发射(DTX)。 加密，对用户数据和信令单元进行加密。 语音编解码和信道编译码。 √协助BSS完成APC、跳频及各种切换。 无线信道速率和用户数据速率之间的适配。 支持人机接口(MM)各种功能。 √呼叫过程的提示。 2020/3/16 现代无线与移动通信系统-第3章 5
1.移动分系统功能（MS） ✓ 无线接入GSM数字移动通信网，并完成各种控制功能。 ✓ 支持各种基本业务(电信业务和承载业务)和补充业务。 ✓ 间断接收(DBX)和间断发射(DTX )。 ✓ 加密，对用户数据和信令单元进行加密。 ✓ 语音编解码和信道编译码。 ✓ 协助BSS完成APC、跳频及各种切换。 ✓ 无线信道速率和用户数据速率之间的适配。 ✓ 支持人机接口(MMI)各种功能。 ✓ 呼叫过程的提示。 2020/3/16 现代无线与移动通信系统-第3章 5
SIM卡为GSM提供的安全保密功能如下： ■A、用户个人身份号码PIN PIN用于控制对SIM卡的使用，只有输入正确的PIN 码，移动台设备才能对SM卡进行存取，读出数据， 并可以进网。 ■B、鉴权过程 ·鉴权过程在GSM网络和SIM卡之间进行，以验证用 户身份的合法化。 ■C、加密 系统对用户传输信息进行加密处理，加密用于无线 接口，SIM含加密参数。 ■D、使用临时移动用户识别号码 2020/3/16 现代无线与移动通信系统-第3章 6
SIM卡为GSM提供的安全保密功能如下： ◼ A、用户个人身份号码PIN ◼ PIN用于控制对SIM卡的使用，只有输入正确的PIN 码，移动台设备才能对SIM卡进行存取，读出数据， 并可以进网。 ◼ B、鉴权过程 ◼ 鉴权过程在GSM网络和SIM卡之间进行，以验证用 户身份的合法化 。 ◼ C、加密 ◼ 系统对用户传输信息进行加密处理，加密用于无线 接口，SIM含加密参数。 ◼ D、使用临时移动用户识别号码 2020/3/16 现代无线与移动通信系统-第3章 6
2、基站分系统功能 (BSS) /956 基站系统主要由基站控制器(BSC)和基站收发信机(BTS) 组成。每个基站控制器可控制几个基站收发信机。 协助MSC完成地面信道管理。 无线信道测量和分配。链路监视、功率控制、跳频管理。 无线信道资源指示。 信道编解码，对用户数据和用户单元进行加密。 码型转换及速率适配。 独立完成小区内和同一BSC内的切换，执行MSC指令的 在BSC间的切换。 信号的收发与处理。 交换功能，将无线信道连接到A接口PCM信道上。 空间分集接收。 2020/3/16 现代无线与移动通信系统-第3章 7
2、基站分系统功能（BSS） ◼ 协助MSC完成地面信道管理。 ◼ 无线信道测量和分配。链路监视、功率控制、跳频管理。 ◼ 无线信道资源指示。 ◼ 信道编解码，对用户数据和用户单元进行加密。 ◼ 码型转换及速率适配。 ◼ 独立完成小区内和同一BSC内的切换，执行MSC指令的 在BSC间的切换。 ◼ 信号的收发与处理。 ◼ 交换功能，将无线信道连接到A接口PCM信道上。 ◼ 空间分集接收。 2020/3/16 现代无线与移动通信系统-第3章 7 基站系统主要由基站控制器（BSC）和基站收发信机（BTS） 组成。每个基站控制器可控制几个基站收发信机
典型的BSS组成方式 BTS BIE BIE (a)远端连接 Abis接口 BTS BSC SM SM Tc MSC MS BS接口 Ater接口A'接口 A接口 (b)远端连接 BTS BIE BIE Abis接口 BTS BIE OMC BTS:基站收发台 Ater接口 BTS BIE BSC:基站控制器 SM:子复用设备 Um接口 BIE: 基站接口设备 (c)混合连接 MSC:移动业务交换中心 TC:码变换器 2020/3/16 现代无线与移动通信系统-第3章 8
2020/3/16 现代无线与移动通信系统-第3章 8 BTS BIE BIE BIE BTS BSC Abis接口 B S接口 SM SM TC MSC Ater接口 A `接口 A接口 Abis接口 BTS BIE BTS BIE BTS BIE (a) 远端连接 (b) 远端连接 (c) 混合连接 Ater接口 OMC Um接口 MS BTS：基站收发台 BSC：基站控制器 SM：子复用设备 BIE：基站接口设备 MSC：移动业务交换中心 TC：码变换器 典型的BSS组成方式
附属设备 96 ■TC单元 ■GSM一PSTN之间实现码型和速率转换 ■13kb/s+3kb/s—PCM64kb/s ■接口将一条PSTN的2.048Mb/sPCM链路，30×64kb/s转 化为30×16kb/s业务，同时建立一个64kbps的7号信令信 道。TC的位置一般在MSC一侧。 SM单元：将4个16kbps合成1个64kbps ■BIE单元：远距离接口 2020/3/16 现代无线与移动通信系统-第3章 9
附属设备 ◼ TC单元 ◼ GSM——PSTN之间实现码型和速率转换 ◼ 13kb/s+3kb/s——PCM 64kb/s ◼ 接口将一条PSTN的2.048Mb/s PCM链路，30×64kb/s转 化为30×16kb/s业务，同时建立一个64kbps的7号信令信 道。TC的位置一般在MSC一侧。 ◼ SM单元 ：将4个16kbps合成1个64kbps ◼ BIE单元 ：远距离接口 2020/3/16 现代无线与移动通信系统-第3章 9
3、交换分系统功能(MSS) MS NSS EIR MSC F接口 E接口 BSS A接口 VLR BTS BSC MSC PSTN ISDN Abis接▣ 一G接口 Air接▣ B接口 OSS C接口 D接口 OMC/R HLR NMC AUC Q3接口 Q3接口 交换分系统由五个功能单元组成： √移动交换中心MSC √归属用户位置寄存器(HLR) √访问用户位置寄存器VLR √鉴权中心(AUC) √移动设备识别寄存器EIR 2020/3/16 现代无线与移动通信系统-第3章 10
3、交换分系统功能（MSS） 2020/3/16 现代无线与移动通信系统-第3章 10 BTS BSC EIR MSC VLR VLR HLR AUC MSC PSTN ISDN OMC/R NMC BSS A bis接口 OSS Q 3接口 Q 3接口 A接口 F接口 E接口 B接口 D接口 C接口 G接口 NSS Air接口 BTS：基站收发信机(站) BSC：基站控制器 MSC：移动交换中心 VLR：拜访位置寄存器 HLR：归属位置寄存器 PSTN：公众交换电话网 OMC：操作维护中心 BSS：基站系统 NSS：网络子系统 OSS：操作与支持系统 MS：移动台 EIR：设备识别寄存器 AUC：鉴权中心 NMC：网络管理中心 MS 交换分系统由五个功能单元组成： ✓移动交换中心MSC ✓归属用户位置寄存器（HLR） ✓访问用户位置寄存器VLR ✓鉴权中心（AUC） ✓移动设备识别寄存器EIR