1、GSM网络结构及功能协议总结学习小结一、GSM概述1、历史1G(北美AMPS、英国TACS、北欧NMT)2G(泛欧GSM、窄带CDMA)2.5G(GPRS)2.75G(EDGE)3G(UMTS或IMT2000)GSM:数字、TDMA和FDMA结合的接入方法蜂窝系统：采用低功率发射机以便能对频率进行有效的再用。2、小区分类宏小区：偏远、人口稀少微小区：人口稠密微微小区：办公楼内、局部的用户小交换机（PBX）、无线局域网毫微小区：屋顶下的蜂窝区域选择性小区或者扇形小区：隧道入口处120度覆盖范围分层型小区伞型小区：高速公路，防止频繁的小区切换小区（CGI）、位置区（LAI）、MSC/VLR服务区、
2、公众陆地移动电话网（PLMN）3、模拟到数字蜂窝的提出数字无线通信是通过成本效益方式解决容量需求的最佳选择，但不是最理想的选择电信业务：用户终端业务（话音、应急电话112等、3类传真、短消息160字节、小区广播、语音组）、承载业务（传送同步和异步数据）、补充业务（呼叫转移等）4、GSM体系结构计费中心CBC、短消息业务中心SMS SC、网关移动交换中心GMSC手机IMEI与SIM卡IMSI相互独立。MS=SIM+手机+电池5、GSM协议模型RR层负责呼叫的建立、释放、重建、切换以及业务信道模式的变换MM层负责MS的登记、位置管理和鉴权。CM层提供各种补充业务，呼叫控制，短消息业务无线空中接口U
3、m协议Abis接口协议A接口协议PSTN/ISDN/PSDN接口各种接口的比较接口特点标准化Um接口支持TDMA和FDMA帧结构完全标准化Abis接口支持2.048mbps 和1.544mbps 1Ts=4信道 部分标准化Ater接口支持2.048mbps 和1.544mbps 1Ts=4信道-A接口1Ts=4信道完全标准化PSTN/PSDN/ISDN接口-各国相互独立，但有一定的互联互通能力GSM网络接口【1】BTSMS ：空中接口【2】BSCBTS：A _bis接口，多采用厂家内部协议。【3】MSCBSC：A接口，BSSAP协议。【4】MSCVLR：B接口，内部协议。【5】MSCHLR：C
4、接口，当移动台被叫或向移动台发送短消息时，入口MSC询问移动台的HLR，以获得MSRN。MAP协议。【6】HLRVLR：D接口，交换移动台的位置信息和用户信息。MAP协议。【7】MSCMSC：E接口，实现MSC间的切换功能，MAP协议；电路交换功能，TUP协议。【8】MSCEIR：F接口，在MSC检查IMEI是使用。中国不用EIR。【9】VLRVLR：G接口，当移动台以TMSI启动位置更新时，VLR能够向前一个VLR索取IMSI与鉴权参数组。MAP协议。【10】MSDTE：R接口。【11】MSCSC：未定义。当GMSC/SC为同一实体时，此接口成为内部接口。【12】MSCPSTN：电路交换功能
5、，TUP协议。GSM网络接口中，除了A_bis和空中接口之外，都采用了七号信令。七号信令网作为电信网的支撑网，这一点在GSM系统中体现的极为明显。七号信令系统与OSI层次结构 第7层应用层 - 第3层: 网络层 - 第2层: 数据链路层 - 第1层: 物理层 -MTP: Message Transfer Part,消息传递部分SCCP: Signaling Connection Control Part,信令连接控制部分BSSAP: Base Station System Application Part, 基站系统应用部分,用于GSM A接口TCAP: Transaction Capabil
6、ity Application Part, 事务能力应用部分MAP: Mobile Application Part,移动应用部分, 用于MSCVLRHLR之间的接口TUP: Telephone User Part,电话用户部分, 用于MSC和PSTN之间的接口简化的七号信令系统结构MAP、BSSAP、TUP用户部分消息传递部分MTP、SCCP6、信道分类无线信道：按使用的频率来定义物理信道：表示其所占用的时隙逻辑信道：被定义为所提供或服务的功能GSMR频率：上行885MHz889MHz 下行930934MHz基本GSM频率：上行890MHz915MHz 下行935960MHzFDMA:25M
7、Hz分为125个载频，即125个信道，其中0信道保留作为保护带宽，避免来自下端临近信道的干扰，用作报警频带。频道间隔200KHz无线信道。BTS可支持31个信道（频点），实际中，运营商为每个BTS分配116个信道。绝对射频号ARFCN用于每个频点中的信道分配。TDMA：每个载频分成8个时隙物理信道。扩展GSM频率：上行880MHz915MHz 下行925960MHz信道974未使用，用作报警频带；信道0现已使用。7、调制将音频和射频信号结合的过程称为调制。调制是将输入信息改变成为与传输介质相适配的一种变换过程。GSM采用GMSK高斯最小频移键控调制方式GMSK:1bit/symbol,GSM总
8、的符号速率：270.833ksymbol/s，总的时隙传输速率：22.8kbit/s8、多址方式GSM采用TDMA与FDMA结合基本GSM频率：上行890MHz915MHz 下行935960MHzFDMA:25MHz分为125个载频，即125个信道，其中0信道保留作为保护带宽，避免来自下端临近信道的干扰，用作报警频带。频道间隔200KHz无线信道（频率）。TDMA：每个载频（信道）分成8个时隙物理信道（时隙）。TDMA系统中一个脉冲就是一个时间单元，持续时间大约为0.577ms，一个TDMA帧由8个时隙构成，持续4.615ms，构成TDMA帧的8个突发脉冲时隙的每一个都分配给一个用户。逻辑信道
9、由物理信道所承载的信息三种信道的关系：在1个载波中的若干个重复的时隙构成1个物理信道，而物理信道被不同的逻辑信道用来发送信息包括用户数据和信令。一个信道对应于每一帧中重复出现的一个脉冲时隙，信道根据其频率和在TDMA帧内的相应脉冲的位置来定义，GSM中有业务信道（传送话音和数据信息）和控制信道（传送网络管理信息和进行信道维护任务）。9、相关层的说明物理层（第一层）：支持空中接口发送比特流所需的功能，第一层还提供于上层的接入能力。在物理层，无线信道中传送的大多数信令信息都采用23个8字节码组协议05系列。数据链路层：复用、错误检测和纠错、流量控制、分段，以支持上层长消息。无线接口使用Dm信道链路
10、接入协议（LAPDm），该协议基于D信道接入协议（LAPD）的基本原则。协议04.05和04.06。10、无线链路中的话音编码GSM话音编解码器是规则脉冲激励长期预测（RPE-LTP）编码器，话音信号被划分成20ms的码组，这些码组以13kbps的速率通过话音编解码器从而获得260bit的码组。（1）信道编码分组码：接收240bit的输入码组并在输入码组尾部加上4个0，分组码的输出为244bit码组协议05.03。卷积码：具有记忆性。（2）卷积编码260bit输入码组456bit输出码组备注：MSC既有中国七号信令网的24位的编码，也有用于和BSC接口的14位编码；BSC只有14位的专用网编码
11、。消息路由：选路过程可一般地表示为：DPC 路由组 链路组 信令链路。A接口的的应用层协议是BSSAPMTP-1MSC、BSC之间的传输一般为2Mbits/s电路，A接口的MTP-1层为其中的一个64kb/s时隙。MTP-2A接口的数据链路层就是一般的七号信令数据链路层。MTP-3相关参数设置如下：SI： 0011 SCCPSSF： 11 国内备用（14位的点码）A接口中，采用14位的信令点编码。MSC另有一个24位的中国七号信令网的信令点编码，用于和HLR、MSC、PSTN、SC等的接口。因为MSC、BSC只有一个直连的链路组，信令网管理功能在A接口中大大地简化了，只需要倒换、倒回、管理阻断
12、等简单的功能。SCCPA接口用DPCSSN的寻址方式。BSSAP的SSN为：11111110。用SCCP的0类和2类服务，即基本无连接服务和基本的面向连接服务。BSSAPBSSAP分为BSSMAP和DTAP两部分。其中，DTAP用于MSC和MS之间的通信，BSS不处理DTAP的消息，直接转发。BSS只处理BSSMAP消息。BSSAP的消息包含在SCCP消息的消息参数“用户数据”之中。A接口参考模型DTAP - Direct Transfer Application PartBSSMAP - BSS Management Application PartBSS OMAP - BSS Operation and Maintenance Application PartSCCP - Signalling Connection and Control PartMTP - Message Transfer PartBSS - Base Station SystemMSC - Mobile services Switching CentreDTAP消息：GSM 04.08BSSMAP：GSM 08.08
