《部分GSM系统概述》课件

系统概述GSM全球移动通信系统GSM是目前全球使用最广泛的数字蜂窝移动通信系统它采用TDMA技术,为用户提供语音和数据服务,覆盖了全球大部分地区系统简介GSM全球移动通信系统高性能技术GSM Global System for Mobile GSM系统采用数字传输技术,提供Communications是一种广泛应了优质的语音通话质量、更高的用的第二代数字蜂窝移动通信技频谱效率和更强的抗干扰能力术标准全球互操作性GSM系统采用统一标准,实现了全球范围内的漫游及互操作,为用户提供了方便灵活的移动通信服务系统的组成GSM1基站子系统BSS2网络子系统NSS负责与移动用户终端的无线通负责移动用户的接入管理和呼信,包括基站控制器和基站收发叫控制等核心网络功能设备3操作维护子系统OMAS负责GSM系统的运行监控和性能优化等维护管理基站子系统BSS组成功能关键技术未来发展基站子系统BSS由基站BTS BSS负责与移动终端建立和维BSS中涉及的关键技术包括频随着5G等新一代移动通信技和基站控制器BSC两部分组护无线连接,同时完成终端的率规划、功率控制、信号干扰术的发展,BSS的架构和功能将成BTS负责与移动终端的无呼叫接通和切换等功能BSC抑制等,确保了无线链路的高进一步优化,为用户提供更快线接口,BSC负责对多个BTS进可以集中管理多个BTS,提高了质量和高可靠性、更稳定的无线服务行集中控制和管理系统的灵活性和可靠性网络子系统NSS网络子系统结构移动交换中心数据库系统网络子系统Network Subsystem,NSS是移动交换中心Mobile SwitchingCenter,NSS包括位置数据库HLR/VLR等,用于存储GSM系统的核心部分,负责各种业务的控制MSC是NSS的核心设备,负责管理移动用户用户信息和位置数据,支撑移动性管理等功和管理,包括移动交换中心、数据库等关键的呼叫、寻呼、短信等业务能组件操作维护子系统OMAS实时监控参数配置操作维护子系统实时监控整个GSM网通过灵活的参数配置和调整,优化网络络的运行状态,确保系统稳定高效运行性能,提高服务质量故障诊断数据分析快速识别并定位系统故障,并进行远程对网络运行数据进行全面分析,为优化故障诊断与维修网络提供决策支持无线接口概述GSM系统的无线接口是手机和基站之间的空中接口它采用数字传输技术,实现了语音、数据和信令的有效传输无线接口包括频率、时隙和码的高度利用,以及先进的蜂窝网络结构,为用户提供了良好的通信服务信道结构物理信道GSM系统使用频分多址FDMA和时分多址TDMA两种技术划分物理信道逻辑信道逻辑信道建立在物理信道之上,提供语音和数据传输、signaling和控制功能信道复用同一频率可以通过时分复用被多个用户共享,提高频谱利用效率语音通道语音编码GSM系统采用线性预测编码LPC和脉冲编码调制PCM相结合的方式对语音信号进行数字编码语音传输语音信号通过基于TDMA的无线链路在基站和手机之间进行传输语音解码手机端接收到语音信号后,需要进行解码还原成模拟语音信号供用户收听控制信道用于系统控制和管理支持重要的控制功能12控制信道主要用于无线通信系控制信道承担了系统接入、呼统的控制和管理,如频道分配、叫建立、位置更新等关键功能网络同步、小区选择等的信令传输区分为专用和公共信道实现灵活的信道访问34控制信道中有专门分配给特定通过时分、频分等技术,控制信用户的专用信道,也有供多用户道实现了不同终端的灵活接入共享的公共信道和资源分配信令部分信令流程信令协议信令接口GSM系统的信令部分负责管理手机与网络GSM系统使用一系列标准化的信令协议,如GSM系统的信令部分包括移动台、基站控之间的通信,包括呼叫建立、位置更新等关SCCP、TCAP、MAP等,实现不同网元之间制器、移动交换机等多个网元之间的复杂接键功能,确保用户能顺畅地进行语音、短信的信息交互和业务处理口,确保信息的及时、准确传递等业务频率分配与时分多址频率带宽分配GSM系统将频谱分为900MHz和1800MHz两个频率段，并将每个频率段再划分为多个25MHz的载波频道时分多址GSM采用时分多址TDMA技术，将每个载波频道划分为8个时隙，每个时隙对应一个用户通信连接频率复用通过巧妙的频率重用方案，相邻小区可以使用不同的频率，从而提高频谱利用率频率复用7频率复用因子每个小区被分配7个不同频率谱段9重复利用频率相隔9个小区的单元可以重复使用相同的频率4扇形覆盖每个基站天线采用4个扇形覆盖小区GSM系统采用周期性频率重复的方式提高频谱利用效率每个小区被分配7个不同频率谱段，相隔9个小区的单元可以重复使用相同的频率每个基站天线采用4个扇形覆盖小区,进一步提高了频率复用效率时分多址时分多址TDMA是GSM系统的关键技术之一,它通过将时间划分为多个时隙,每个用户分配一个时隙来实现多个用户同时共享同一信道的目的这提高了频谱利用率,使GSM系统能在有限的频谱资源下提供更多的业务TDMA将时间划分成一个个短时隙,每个时隙对应一个用户的双向交互这种时分机制能够有效减少频段占用,同时降低了信号干扰,提升了系统性能码分多址特点在时间和频率上同时共享信道资源工作原理将每个用户信号乘以一个独特的扩频码，使得各用户信号能够在同一信道上同时传输而不会相互干扰优点能够支持更多用户同时工作，并具有更好的抗干扰能力和安全性应用广泛应用于第三代及以后的移动通信系统，如CDMA、TD-SCDMA等蜂窝结构蜂窝网络采用以微蜂窝为单元的方式来覆盖一定地理区域每个微蜂窝都设有一个基站,负责该区域内的移动通信服务相邻的微蜂窝使用不同的频率资源,从而实现频率复用,提高频谱利用效率通过合理规划微蜂窝的覆盖区域和频率重复利用,可以在有限的频谱资源内为更多的用户提供服务,满足不断增长的移动通信需求小区覆盖小区结构覆盖效果手机切换GSM系统采用蜂窝结构,由多小区覆盖效果受到多种因素影当手机在小区间移动时,通过个小区组成网络每个小区由响,包括地理环境、电磁环境切换基站信号实现无缝覆盖,一个基站提供无线覆盖,具有、基站功率和天线高度等合确保通话质量和服务连续性一定的地理覆盖范围理设计可以最大化小区覆盖范这种移动性是GSM系统的重要围和质量特性之一手机漫游覆盖广泛自动转接GSM系统采用蜂窝式网络结构,手当手机离开当前蜂窝基站时,系统机可在覆盖范围内自由移动,即使会自动转接到临近的基站,确保呼跨区域也能实现无缝连接叫连续不中断位置更新手机定期向网络更新位置信息,以便系统随时掌握用户所在位置,确保呼叫准确送达接续过程呼叫发起1移动用户发起呼叫信令交换2连接建立所需信令信号交换频道分配3系统为用户分配合适的无线信道通话建立4双方连接建立完成后可以进行通话GSM系统的接续过程包括用户发起呼叫、网络交换必要的信令信号、分配合适的无线信道、最终建立通话连接等步骤这一过程确保了用户能够顺利发起和接通呼叫位置注册手机注册当前位置1当手机进入新的位置区域时，会自动进行位置注册，将手机的位置信息报告给网络更新位置数据库2网络系统会将手机的位置信息存储在位置数据库中，以便后续寻呼和呼叫转接使用支持手机漫游3位置注册机制确保了即使手机漫游到其他网络区域,网络系统也能准确获取手机的位置信息呼叫建立发起呼叫1用户拨打目标号码信令交互2网络内部信令交互以建立连接频道分配3为通话分配合适的信道建立呼叫4双方通话可以开始进行呼叫建立是GSM系统中的一个关键过程当用户发起呼叫时,网络内部会进行复杂的信令交互以确定路径并分配合适的无线信道这个过程保证了通话的顺利建立,为后续的语音传输奠定基础频道分配初始频道分配移动台首次进入系统时,会根据其位置信息,由MSC系统选择一条可用的物理信道动态频道分配在通话过程中,如信号强度下降,系统会自动分配其他可用的信道以保证通话质量手机漫游当移动台进入其他蜂窝区域时,系统会自动分配新的信道以保持通话的连续性移动性管理位置更新1移动用户位置变化时及时上报呼叫转移2用户在移动过程中的呼叫无缝转接漫游3用户可在网络覆盖区域外进行移动通信GSM系统的移动性管理机制包括位置更新、呼叫转移和漫游等功能用户在移动过程中，系统会自动跟踪和更新用户位置信息，确保用户随时随地可以接收和拨打电话同时系统还支持用户在异网漫游时的无缝切换，提升用户移动体验位置更新移动用户定位1移动用户进入新的小区时,需要向网络报告自己的位置,以便网络可以及时为其提供服务位置注册2移动用户报告自己的位置信息会触发网络的位置注册过程,以更新用户的当前位置网络跟踪3网络会持续跟踪移动用户的位置变化,以确保随时能够为其提供呼叫接续和其他服务呼叫转移无条件呼叫转移1所有呼叫都被无条件转移无应答呼叫转移2当用户无法接听时自动转移遇忙呼叫转移3当用户线路繁忙时自动转移呼叫转移是一种移动通信服务,允许用户将呼叫转移到另一个号码它提供灵活性,确保用户即使不在自己的手机前也能接听电话依据转移条件,呼叫转移可分为无条件、无应答和遇忙三种业务及特性丰富的语音业务便捷的短消息服务12GSM系统支持基础的语音通话GSM系统集成了短消息服务业务,并提供多种增值功能,如呼SMS,用户可以在移动设备上叫保持、会议通话等快速发送和接收文本消息多样的数据服务灵活的漫游功能34GSM系统支持多种数据通信业GSM用户可以在全球范围内漫务,如传真、数据呼叫、互联网游,享受连续不间断的通信服务,接入等,满足用户多样化的通信体验优质的移动体验需求语音业务高质量通话广泛覆盖漫游支持增值服务GSM系统提供优质、清晰的语凭借蜂窝网络的广泛覆盖GSM系统完善的漫游机制,使GSM语音业务还支持呼叫转移音通话体验,得益于其先进的,GSM用户可以在移动过程中用户可以在全球范围内、语音信箱等增值功能,进一编码算法和有效的噪音抑制技保持持续通话无论在城市还seamless切换网络,随时随地步提升用户体验,满足个性化术通话过程中语音保真度高是农村,用户都能享受到稳定接听和拨打电话,实现真正的需求,传输延迟低可靠的语音服务移动通信短消息业务即时连接通信灵活短消息能快速把信息发送给他人,可利用短消息进行文字、图片、无需等待对方接通电话适合传视频等多种媒体类型的传输,满足达简短但重要的内容不同场景需求可靠传递短消息采用专门的信令通道传输,相比电话通信更加稳定可靠即便信号弱也能确保送达数据业务快速互联网接入移动办公移动支付GSM网络支持高速GPRS和EDGE数据业务,GSM系统支持移动设备上的电子表格、文GSM系统集成了移动支付功能,用户可以在让用户可以在手机上方便地浏览网页、收发档编辑等办公应用,提升了用户的移动工作手机上轻松完成转账、消费等金融交易邮件、观看视频等效率概述GPRS数据传输GPRS是一种基于GSM的分组交换数据服务，提供持续的数据传输传输速率GPRS最高可提供

171.2kbps的峰值下行速率，满足多媒体应用需求移动性支持GPRS支持移动性管理，用户可在网络中自由漫游while保持连接GPRS是GlobalSystemforMobileCommunications GSM的一种增强技术，提供基于分组交换的数据传输服务相比传统电路交换的GSM语音服务，GPRS具有始终在线、高速数据传输等特点，满足移动互联网时代的需求总结与展望综上所述,GSM系统作为第二代移动通信技术的代表,其在全球范围内得到了广泛应用和发展在未来,5G等第五代移动通信技术将推动GSM系统向更加智能化、集成化的方向发展,不断满足用户日益增长的需求。