《GSM系统原理》课件

系统原理GSMGSM系统是一种全球通用的移动通信标准，它提供了语音和数据通信服务投稿人网络架构概述GSM移动台基站移动交换中心移动台（MS）是用户使用的移动电话，基站（BTS）负责无线信号的接收和发射移动交换中心（MSC）负责呼叫控制、负责无线通信，连接移动台和网络路由和管理移动台的注册信息系统功能模块GSMGSM系统包含多个功能模块，共同完成移动通信服务移动台子系统MS负责用户接入和数据传输基站子系统BTS提供无线覆盖，连接移动台和网络网络交换子系统NSS完成呼叫控制、信令处理和数据路由GSM系统还包括无线接口、信道编码和解码、语音编码和解码等关键技术移动电台子系统移动台SIM卡天线手机是GSM网络中移动电台子系统的SIM卡存储用户的身份信息、电话号码移动台的天线负责无线信号的接收和发核心，负责无线信号的收发，以及与网以及其他相关数据，是移动台与网络进射，保证移动台与基站之间无线通信的络的连接行身份验证的关键稳定性基站子系统BTS BSC基站收发信机，负责处理无线基站控制器，负责管理多个信号的收发，完成与移动台的BTS，控制无线资源分配，进通信行呼叫控制等OMC操作维护中心，负责监控整个GSM网络的运行状态，进行故障诊断和网络优化等网络交换子系统移动交换中心MSC归属位置寄存器HLR访问位置寄存器VLR鉴权中心AUC负责呼叫控制、路由和计费存储用户数据和位置信息存储漫游用户数据进行用户身份验证和安全控制无线接口GSMGSM无线接口是移动台与基站之间进行通信的桥梁，负责数据传输和信令交互它包含物理层、数据链路层和网络层，分别负责信号传输、数据帧传递和网络地址解析无线接口协议规范了无线通信的规则，确保移动台和基站之间能够相互理解和通信信道分类与频率复用物理信道逻辑信道12GSM系统中，物理信道是用逻辑信道是用于传输不同类于传输信息的物理载体它型数据的虚拟信道，例如语包含时隙、载波频率和时间音、数据、控制信令等片等参数频率复用3频率复用是指在同一区域内，多个基站使用不同的频率段来传输信号，从而提高频谱利用率时分多址访问技术TDMA简介1TDMA是一种多址访问技术，允许多个用户共享一个无线信道时间片分配2每个用户被分配一个特定的时间片，在该时间片内，他们可以独占信道提高容量3TDMA通过在时间上划分信道，提高了无线信道利用率频率跳频技术减少干扰1通过快速改变发射频率，有效降低来自其他信号的干扰，提高信道质量提高安全性2频率跳变的随机性使得信号难以被截获和干扰，增强了通信的安全性提高容量3多个用户可以共用同一频段，但通过频率跳变避免相互干扰，提高了系统容量信道编码与信道编码器提高信号质量纠错与检错12信道编码通过添加冗余信息信道编码器可以识别并纠正来增强信号的抗噪声能力，传输过程中的错误，或检测降低误码率并提醒接收方错误的存在编码方案3常用的信道编码方案包括卷积码、分组码、Turbo码等，它们具有不同的编码效率和性能特点语音编码与语音编码器语音编码语音编码器编码标准将模拟语音信号转换为数字信号的过程负责执行语音编码操作的硬件或软件组GSM系统使用的是**线性预测编码**（，以便存储和传输件LPC）技术调制与解调技术GSM系统中，语音和数据信号通过调制转换为适合无线传输的模拟信号，并通过无线信道发送至接收端接收端使用解调技术将模拟信号还原为原始的数字信号，从而实现无线通信接入流程与信令协议寻呼移动台周期性地接收基站广播的寻呼消息，以检测是否有来电接入请求接收到寻呼消息后，移动台向基站发送接入请求，并开始建立无线连接身份认证基站对移动台进行身份认证，确保其合法性和安全性接入确认认证通过后，基站向移动台发送接入确认消息，完成接入过程小区结构与手机切换小区覆盖信号强度切换过程每个基站覆盖一个地理区域，称为小区手机根据信号强度选择最佳小区当手机移动到另一小区时，系统进行切换以保证通话质量位置管理与呼叫交接位置更新位置区移动台定期向网络发送位置信网络将移动台分配到位置区，息，以便网络跟踪其位置以便快速定位和寻呼呼叫交接当移动台移动到另一个小区时，网络会将呼叫无缝地转移到新的小区用户认证与呼叫计费用户认证呼叫计费确保用户身份的合法性对用户使用语音、数据等服务进行计费数据业务与技术GPRS数据传输网络接入GPRS技术支持移动设备进行GPRS使用分组数据协议，允数据传输，例如网页浏览、电许移动设备通过无线网络接入子邮件、文件下载等互联网和其他数据网络流量计费GPRS服务通常按照数据流量进行计费，用户可以根据自己的使用需求选择不同的流量套餐网络架构GPRSGPRS网络架构基于分组交换技术，它将传统的电路交换网络扩展到分组交换网络，从而支持数据和多媒体业务GPRS网络由多个节点组成，包括•GGSN（分组数据网关）•SGSN（服务GPRS支持节点）•GPRS支持节点（GPRS ServingNode，GSN）•GPRS接入点名称（GPRS AccessPoint Name，APN）节点功能GPRSGGSN SGSN提供与外部网络的连接，负责数据负责用户数据的接入和安全控制，包的路由和转发管理用户会话GPRS支持节点包括BSC和MSC等，负责数据传输和用户管理空口协议栈GPRSRLC层1可靠性数据链路控制层MAC层2媒体访问控制层物理层3物理层移动数据服务GPRS数据传输移动性速度和带宽GPRS提供了一个数据包交换网络，支持用户可以在移动中使用GPRS数据服务GPRS提供了比传统数据服务更高的速度各种应用，例如电子邮件、网页浏览和，不受地理位置限制和更大的带宽，为用户提供了更快的网文件传输络体验短消息服务SMS基础功能应用场景发送和接收短文本消息，通常限制在160个字符以内短信广泛用于个人通信、通知提醒、营销推广等，提供便捷的信息传递服务增强型短消息服务EMS扩展功能丰富的功能12EMS扩展了SMS的功能，支用户可以使用EMS发送更多持多种内容格式，例如文字个性化的信息，例如添加表、图片、铃声等情符号、更改字体、插入图片等灵活应用3EMS在商务、娱乐、广告等领域有着广泛的应用，能够提供更丰富多彩的信息服务彩信服务MMS多媒体信息丰富的功能MMS是一种允许用户发送和接与传统的短信服务相比，MMS收包含文本、图像、音频、视提供了更丰富的内容表达方式频和附件等多媒体内容的信息，增强了信息传递的趣味性和服务互动性广泛应用MMS已成为移动通信领域的重要服务，广泛应用于个人通讯、商业营销和娱乐等各个方面卡与卡SIM USIMSIM卡USIM卡SIM卡是Subscriber Identity Module的缩写，即用户身份识USIM卡是Universal SubscriberIdentityModule的缩写，即别模块它是一个小型芯片，存储着用户的个人信息，例如电通用用户身份识别模块它是在SIM卡的基础上发展起来的话号码、PIN码和一些其他的用户信息，以及用户在GSM网，支持更高级的功能，比如数据加密、认证和安全机制，以及络中进行身份验证的密钥更强大的存储容量无线安全与加密技术身份验证数据加密12确保用户身份的合法性，防对传输数据进行加密处理，止非法用户访问网络防止窃听和篡改完整性校验3验证数据传输过程中是否被篡改，确保数据的完整性补充内容与拓展知识本课件着重介绍了GSM系统的基本原理，更多深入内容和拓展知识，建议参考相关书籍和专业文献例如•《移动通信原理》•《GSM系统详解》•《无线通信技术》此外，还可以关注相关技术论坛和研究机构，了解最新技术发展趋势。