代移动通信技术与设计基础.ppt

解放军通信工程学院解放军通信工程学院1 1蜂窝移动通信系统蜂窝移动通信系统蜂窝移动通信系统蜂窝移动通信系统原理与应用原理与应用原理与应用原理与应用AbisA接口接口BSSUm蜂窝移动通信系统蜂窝移动通信系统蜂窝移动通信系统蜂窝移动通信系统原理与应用原理与应用原理与应用原理与应用1解放军通信工程学院解放军通信工程学院第第5 5章章 TDMA TDMA系统原理与应用系统原理与应用一、一、GSMGSM系统基本结构系统基本结构二、二、GSMGSM系统中的各类接口系统中的各类接口三、三、GSMGSM系统主要接口协议模型系统主要接口协议模型四、四、GSMGSM系统的控制与管理系统的控制与管理五、五、GSMGSM系统的演进系统的演进2 2解放军通信工程学院解放军通信工程学院一、一、GSMGSM系统基本结构系统基本结构MSMSMSMSEIREIRMSCMSCMSCMSCHLRHLRVLRVLRAUCAUCOMCOMCPDNPDNPSTNPSTNISDNISDN网络交换网络交换网络交换网络交换子系统子系统子系统子系统基站子系统基站子系统基站子系统基站子系统移动台移动台移动台移动台公共网公共网公共网公共网3 3 解放军通信工程学院解放军通信工程学院4 41 1、数字蜂窝移动通信、数字蜂窝移动通信数字化的原因数字化的原因数字化的原因数字化的原因提高频谱资源的利用率，增加系统容量提高频谱资源的利用率，增加系统容量可提供话音、数据和图像等多种业务可提供话音、数据和图像等多种业务用户信息保密用户信息保密数字信号的传输性能优良，在较差的信道条件数字信号的传输性能优良，在较差的信道条件下（衰落、噪声、干扰）获得较好的话音质量下（衰落、噪声、干扰）获得较好的话音质量便于与便于与PSTN、ISDN、PDN、PTN网兼容网兼容数字化可采用数字信号处理技术，数字化可采用数字信号处理技术，VLSI技术，技术，有利于减少功耗、小型化、降低成本有利于减少功耗、小型化、降低成本4解放军通信工程学院解放军通信工程学院数字移动通信系统需解决的技术问题数字移动通信系统需解决的技术问题1.信道机技术，包括话音编码，信道编码，信道机技术，包括话音编码，信道编码，数字调制数字调制2.数字传输技术，包括分集，交织，均衡，数字传输技术，包括分集，交织，均衡，扩频扩频3.网络技术，包括多址接入，功率控制，网络技术，包括多址接入，功率控制，越区与漫游，信令与网管，网络互联越区与漫游，信令与网管，网络互联5 5解放军通信工程学院解放军通信工程学院最主要的是提高了系统容量，改善了通信质量最主要的是提高了系统容量，改善了通信质量最主要的是提高了系统容量，改善了通信质量最主要的是提高了系统容量，改善了通信质量表征通信质量的重要参数表征通信质量的重要参数表征通信质量的重要参数表征通信质量的重要参数模拟系统模拟系统模拟系统模拟系统信噪比，信噪比，信噪比，信噪比，数字系统数字系统数字系统数字系统误码率误码率误码率误码率主要影响主要影响主要影响主要影响模拟：信道的多径衰落特性将对模拟信号的传输起主要影响模拟：信道的多径衰落特性将对模拟信号的传输起主要影响模拟：信道的多径衰落特性将对模拟信号的传输起主要影响模拟：信道的多径衰落特性将对模拟信号的传输起主要影响数字：信道的时变色散特性将对数字信号的传输起主要影响数字：信道的时变色散特性将对数字信号的传输起主要影响数字：信道的时变色散特性将对数字信号的传输起主要影响数字：信道的时变色散特性将对数字信号的传输起主要影响解决方法解决方法解决方法解决方法模拟系统：抗幅度衰落模拟系统：抗幅度衰落模拟系统：抗幅度衰落模拟系统：抗幅度衰落数字系统：不仅要抗幅度衰落，还要抗多径时延扩展和多径频谱扩展数字系统：不仅要抗幅度衰落，还要抗多径时延扩展和多径频谱扩展数字系统：不仅要抗幅度衰落，还要抗多径时延扩展和多径频谱扩展数字系统：不仅要抗幅度衰落，还要抗多径时延扩展和多径频谱扩展 为此采用分集、差错控制、交织编码、扩频、均衡等技术为此采用分集、差错控制、交织编码、扩频、均衡等技术为此采用分集、差错控制、交织编码、扩频、均衡等技术为此采用分集、差错控制、交织编码、扩频、均衡等技术数字化的效果数字化的效果6 6解放军通信工程学院解放军通信工程学院数字移动通信系统各个组成模块数字移动通信系统各个组成模块MSMSBSSBSSEIREIRMSCMSCMSCMSCHLRHLRVLRVLRAUCAUCOMCOMCPDNPSTNISDN7 7解放军通信工程学院解放军通信工程学院数字移动通信系统各模块功能数字移动通信系统各模块功能MSMSBSSBSSEIREIRMSCMSCMSCMSCHLRHLRVLRVLRAUCAUCOMCOMCPDNPSTNISDN 移动交换中心（移动交换中心（移动交换中心（移动交换中心（MSCMSC）MSC MSC是网络的核心，提供交换功能并面向下列功能实体：是网络的核心，提供交换功能并面向下列功能实体：是网络的核心，提供交换功能并面向下列功能实体：是网络的核心，提供交换功能并面向下列功能实体：基站子系统（基站子系统（基站子系统（基站子系统（BSSBSS）、原籍位置寄存器（）、原籍位置寄存器（）、原籍位置寄存器（）、原籍位置寄存器（HLRHLR）、鉴权中）、鉴权中）、鉴权中）、鉴权中心（心（心（心（AUCAUC）、移动设备识别寄存器（）、移动设备识别寄存器（）、移动设备识别寄存器（）、移动设备识别寄存器（EIREIR）、操作维护中心）、操作维护中心）、操作维护中心）、操作维护中心（OMCOMC）和固定网（公用电话网、综合业务数字网等）。从）和固定网（公用电话网、综合业务数字网等）。从）和固定网（公用电话网、综合业务数字网等）。从）和固定网（公用电话网、综合业务数字网等）。从而把移动用户与固定网用户、移动用户与移动用户之间互相而把移动用户与固定网用户、移动用户与移动用户之间互相而把移动用户与固定网用户、移动用户与移动用户之间互相而把移动用户与固定网用户、移动用户与移动用户之间互相连接起来。连接起来。连接起来。连接起来。移动交换中心可以从三种数据库（即原籍用户位置寄存移动交换中心可以从三种数据库（即原籍用户位置寄存移动交换中心可以从三种数据库（即原籍用户位置寄存移动交换中心可以从三种数据库（即原籍用户位置寄存器、访问用户位置寄存器和鉴权中心）获取有关处理用户位器、访问用户位置寄存器和鉴权中心）获取有关处理用户位器、访问用户位置寄存器和鉴权中心）获取有关处理用户位器、访问用户位置寄存器和鉴权中心）获取有关处理用户位置登记和呼叫请求等所需的全部数据。作为网络的核心，置登记和呼叫请求等所需的全部数据。作为网络的核心，置登记和呼叫请求等所需的全部数据。作为网络的核心，置登记和呼叫请求等所需的全部数据。作为网络的核心，MSCMSC还支持用户位置登记和更新、过区切换和漫游服务等项还支持用户位置登记和更新、过区切换和漫游服务等项还支持用户位置登记和更新、过区切换和漫游服务等项还支持用户位置登记和更新、过区切换和漫游服务等项功能。功能。功能。功能。8 8解放军通信工程学院解放军通信工程学院数字移动通信系统各模块功能数字移动通信系统各模块功能MSMSBSSBSSEIREIRMSCMSCMSCMSCHLRHLRVLRVLRAUCAUCOMCOMCPDNPSTNISDN 原籍用户位置寄存器原籍用户位置寄存器 原籍用户位置寄存器，简称原籍用户位置寄存器，简称原籍用户位置寄存器，简称原籍用户位置寄存器，简称HLRHLR。它可以看作。它可以看作。它可以看作。它可以看作是是是是GSMGSM系统的中央数据库，存储该系统的中央数据库，存储该系统的中央数据库，存储该系统的中央数据库，存储该HLRHLR管辖区内的管辖区内的管辖区内的管辖区内的所有移动用户的有关数据。其中，静态数据有移动所有移动用户的有关数据。其中，静态数据有移动所有移动用户的有关数据。其中，静态数据有移动所有移动用户的有关数据。其中，静态数据有移动用户码、访问能力，用户类别和补充业务等。此外，用户码、访问能力，用户类别和补充业务等。此外，用户码、访问能力，用户类别和补充业务等。此外，用户码、访问能力，用户类别和补充业务等。此外，HLRHLR还暂存移动用户漫游时的有关动态息数据。还暂存移动用户漫游时的有关动态息数据。还暂存移动用户漫游时的有关动态息数据。还暂存移动用户漫游时的有关动态息数据。9 9解放军通信工程学院解放军通信工程学院数字移动通信系统各模块功能数字移动通信系统各模块功能MSMSBSSBSSEIREIRMSCMSCMSCMSCHLRHLRVLRVLRAUCAUCOMCOMCPDNPSTNISDN 访问用户位置寄存器访问用户位置寄存器 访问用户位置寄存器，简称访问用户位置寄存器，简称访问用户位置寄存器，简称访问用户位置寄存器，简称VLRVLR。它存储进入其。它存储进入其。它存储进入其。它存储进入其控制区域内来访移动用户的有关数据，这些数据是控制区域内来访移动用户的有关数据，这些数据是控制区域内来访移动用户的有关数据，这些数据是控制区域内来访移动用户的有关数据，这些数据是从该移动用户的原籍位置寄存器获取并进行暂存的，从该移动用户的原籍位置寄存器获取并进行暂存的，从该移动用户的原籍位置寄存器获取并进行暂存的，从该移动用户的原籍位置寄存器获取并进行暂存的，一旦移动用户离开该一旦移动用户离开该一旦移动用户离开该一旦移动用户离开该VLRVLR的控制区域，则临时存储的控制区域，则临时存储的控制区域，则临时存储的控制区域，则临时存储的该移动用户的数据就会被消除。因此，的该移动用户的数据就会被消除。因此，的该移动用户的数据就会被消除。因此，的该移动用户的数据就会被消除。因此，VLR VLR可看可看可看可看作是一个动态用户的数据库。作是一个动态用户的数据库。作是一个动态用户的数据库。作是一个动态用户的数据库。1010解放军通信工程学院解放军通信工程学院数字移动通信系统各模块功能数字移动通信系统各模块功能MSMSBSSBSSEIREIRMSCMSCMSCMSCHLRHLRVLRVLRAUCAUCOMCOMCPDNPSTNISDN鉴权中心鉴权中心AUC GSM系统采取了特别的通信安全措施，包系统采取了特别的通信安全措施，包括对移动用户鉴权，对无线链路上的话音、括对移动用户鉴权，对无线链路上的话音、数据和信令信息进行保密等。因此，鉴权中数据和信令信息进行保密等。因此，鉴权中心存储着鉴权信息和加密密钥，用来防止无心存储着鉴权信息和加密密钥，用来防止无权用户接入系统和保证无线通信安全。权用户接入系统和保证无线通信安全。1111解放军通信工程学院解放军通信工程学院数字移动通信系统各模块功能数字移动通信系统各模块功能MSMSBSSBSSEIREIRMSCMSCMSCMSCHLRHLRVLRVLRAUCAUCOMCOMCPDNPSTNISDN移动设备识别寄存器移动设备识别寄存器 移动设备识别寄存器（移动设备识别寄存器（移动设备识别寄存器（移动设备识别寄存器（EIREIR）存储看移动设备的）存储看移动设备的）存储看移动设备的）存储看移动设备的国际移动设备识别码（国际移动设备识别码（国际移动设备识别码（国际移动设备识别码（IMEIIMEI），通过核查白色、黑），通过核查白色、黑），通过核查白色、黑），通过核查白色、黑色和灰色三种清单，运营部门就可判断出移动设备色和灰色三种清单，运营部门就可判断出移动设备色和灰色三种清单，运营部门就可判断出移动设备色和灰色三种清单，运营部门就可判断出移动设备是属于准许使用的，还是失窃而不准使用的，还是是属于准许使用的，还是失窃而不准使用的，还是是属于准许使用的，还是失窃而不准使用的，还是是属于准许使用的，还是失窃而不准使用的，还是由于技术故障或误操作而危及网络正常运行的由于技术故障或误操作而危及网络正常运行的由于技术故障或误操作而危及网络正常运行的由于技术故障或误操作而危及网络正常运行的MSMS设设设设备，以确保网络内所使用的移动设备的唯一性和安备，以确保网络内所使用的移动设备的唯一性和安备，以确保网络内所使用的移动设备的唯一性和安备，以确保网络内所使用的移动设备的唯一性和安全性。全性。全性。全性。1212解放军通信工程学院解放军通信工程学院数字移动通信系统各模块功能数字移动通信系统各模块功能MSMSBSSBSSEIREIRMSCMSCMSCMSCHLRHLRVLRVLRAUCAUCOMCOMCPDNPSTNISDN操作与维护中心操作与维护中心 网络操作与维护中心（网络操作与维护中心（OMC）负责对全网）负责对全网进行监控与操作。如系统的自检、报警与备进行监控与操作。如系统的自检、报警与备用设备的激活，系统的故障诊断与处理，话用设备的激活，系统的故障诊断与处理，话务量的统计和计费数据的记录与传递，以及务量的统计和计费数据的记录与传递，以及与网络参数有关的各种参数的收集、分析与与网络参数有关的各种参数的收集、分析与显示等。显示等。1313解放军通信工程学院解放军通信工程学院GMS移动通信系统组成示意图移动通信系统组成示意图1414解放军通信工程学院解放军通信工程学院二、二、GSMGSM系统中的各类接口系统中的各类接口MSMSMSMSEIREIRMSCMSCMSCMSCHLRHLRVLRVLRAUCAUCOMCOMCPDNPDNPSTNPSTNISDNISDN网络交换网络交换网络交换网络交换子系统子系统子系统子系统基站子系统基站子系统基站子系统基站子系统移动台移动台移动台移动台公共网公共网公共网公共网UmUmAbisAbisCCBBE EF FDDSmSmA1515解放军通信工程学院解放军通信工程学院1 1、UmUm无线接口功能无线接口功能l规定信道结构和接入能力规定信道结构和接入能力l定义定义MS-BS通信协议通信协议l完成呼叫控制处理完成呼叫控制处理l实现移动性、安全管理管理实现移动性、安全管理管理l完成如功率控制等业务功能完成如功率控制等业务功能1616解放军通信工程学院解放军通信工程学院1 1、UmUm无线接口功能无线接口功能4无线传输特征无线传输特征TDMA/FDMATDMA/FDMA接入方式接入方式接入方式接入方式频率与频道序号：频率与频道序号：频率与频道序号：频率与频道序号：上行：上行：上行：上行：890-915 890-915 下行：下行：下行：下行：935-960935-960 信道序号信道序号信道序号信道序号N=1124N=1124，共，共，共，共992992个物理信道个物理信道个物理信道个物理信道调制方式：调制方式：调制方式：调制方式：GMSKGMSK速率：速率：速率：速率：270.833kb/s270.833kb/s载频复用与区群结构：载频复用与区群结构：载频复用与区群结构：载频复用与区群结构：C/I=9dB C/I=9dB 可采用可采用可采用可采用3 3小区小区小区小区9 9扇区结构扇区结构扇区结构扇区结构N=3N=3N=4N=41717解放军通信工程学院解放军通信工程学院1 1、UmUm无线接口功能无线接口功能4信道类型及其组合信道类型及其组合帧结构帧结构信道分类信道分类时隙格式时隙格式信道组合方式信道组合方式50500 0 1 1 2 26.126.12秒共秒共秒共秒共5151个复帧个复帧个复帧个复帧25250 0 1 1 2 2120120毫秒共毫秒共毫秒共毫秒共26TDMA26TDMA帧帧帧帧0 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 70.576920.57692毫秒毫秒毫秒毫秒3 3575726261 157573 38.258.25尾比特尾比特尾比特尾比特编码数据编码数据编码数据编码数据保护时间保护时间保护时间保护时间训练比特训练比特训练比特训练比特时隙时隙时隙时隙帧帧帧帧复帧复帧复帧复帧超帧超帧超帧超帧尾比特尾比特尾比特尾比特编码数据编码数据编码数据编码数据4.6154.615毫秒毫秒毫秒毫秒8 8个个个个TDMATDMA时隙时隙时隙时隙1818解放军通信工程学院解放军通信工程学院4GSMGSM的物理信道与逻辑信道的物理信道与逻辑信道接入能力、误码检测、加密、物理信道接入能力、误码检测、加密、物理信道4信道及其类型信道及其类型业务信道（业务信道（TCHTCH）：电路交换、分组交换；）：电路交换、分组交换；全速率与半速率业务信道全速率与半速率业务信道控制信道（控制信道（CCHCCH）：）：广播信道：频率校正、同步、广播控制信道广播信道：频率校正、同步、广播控制信道公共控制信道：寻呼、随机接入、接入允许公共控制信道：寻呼、随机接入、接入允许专用控制信道：信道分配、功率控制、测量数据专用控制信道：信道分配、功率控制、测量数据GSM信道类型信道类型1919解放军通信工程学院解放军通信工程学院1 1、UmUm无线接口功能无线接口功能4话音和信道编码话音和信道编码话音：规则脉冲激励长期预测编码（话音：规则脉冲激励长期预测编码（RPELTP）信道编码：纠错编码、交织技术信道编码：纠错编码、交织技术4跳频和间断传输技术跳频和间断传输技术跳频速率：跳频速率：217跳跳/秒秒作用：间断传输作用：间断传输/话音激活技术话音激活技术4采用抗干扰措施采用抗干扰措施自适应均衡自适应均衡卷积编码卷积编码交织编码交织编码跳频技术跳频技术2020解放军通信工程学院解放军通信工程学院2 2、Abis Abis接口及功能接口及功能4基基站站控控制制台台(BSC)和和基基站站收收发发信信机机(BTS)之之间间的的接接口口称称为为Abis接接口口。Abis接接口口支支持持网网络络对对用用户户提提供供的的所所有有服服务务,同同时时还还支支持持BTS内内的的无无线线设设备备控控制制和和无线频率分配。无线频率分配。4Abis接口由下列特性所规定接口由下列特性所规定:物理和电器参数物理和电器参数信道结构信道结构信令传输程序信令传输程序配置和控制程序配置和控制程序操作和维护信息支持操作和维护信息支持2121解放军通信工程学院解放军通信工程学院4地面信道功能地面信道功能地面信道分配、地面信道阻塞、测试呼叫地面信道分配、地面信道阻塞、测试呼叫地面信道分配、地面信道阻塞、测试呼叫地面信道分配、地面信道阻塞、测试呼叫4无线信道管理无线信道管理信道配置管理信道配置管理信道配置管理信道配置管理无线业务信道管理：无线信道指配、无线业务无线业务信道管理：无线信道指配、无线业务无线业务信道管理：无线信道指配、无线业务无线业务信道管理：无线信道指配、无线业务信道监视、跳频管理、空闲业务信道监视、业信道监视、跳频管理、空闲业务信道监视、业信道监视、跳频管理、空闲业务信道监视、业信道监视、跳频管理、空闲业务信道监视、业务信道功率控制、业务信道释放务信道功率控制、业务信道释放务信道功率控制、业务信道释放务信道功率控制、业务信道释放广播、公共控制信道管理：随机接入与寻呼消广播、公共控制信道管理：随机接入与寻呼消广播、公共控制信道管理：随机接入与寻呼消广播、公共控制信道管理：随机接入与寻呼消息息息息专用信道管理：链路监视、信道释放、功率控专用信道管理：链路监视、信道释放、功率控专用信道管理：链路监视、信道释放、功率控专用信道管理：链路监视、信道释放、功率控制、无线信道指配制、无线信道指配制、无线信道指配制、无线信道指配3、A接口功能接口功能 2323解放军通信工程学院解放军通信工程学院三、三、GSM系统主要接口协议模型系统主要接口协议模型CMCMMMMMRRMRRMLAPDLAPD无线无线无线无线CMCMMMMMRRMRRMSCCPSCCPMTPMTP64KBPS64KBPSRRMRRMLAPDLAPD无线无线无线无线LAPDLAPD64KBPS64KBPSRRMRRMLAPDLAPD64KBPS64KBPSSCCPSCCPMTPMTP64KBPS64KBPSUmUm接口接口接口接口A A接口接口接口接口AbisAbis接口接口接口接口L1L1L2L2L3L3MSMSBTSBTSBSCBSCMSCMSC2525解放军通信工程学院解放军通信工程学院4第一层第一层 物理层物理层低层，各类信道低层，各类信道4第二层第二层 数据链路层数据链路层中间层，中间层，LAPDm，各种数据传输结构，对数据传，各种数据传输结构，对数据传输进行控制。输进行控制。4第三层第三层 高层高层包括各类消息和程序，对业务进行控制，如：包括各类消息和程序，对业务进行控制，如：无线资源管理（无线资源管理（RRM）移动性管理（移动性管理（MM）呼叫管理（呼叫管理（CM）接口协议层功能接口协议层功能2626解放军通信工程学院解放军通信工程学院四、四、GSMGSM系统的控制与管理系统的控制与管理4位置登记（注册）位置登记（注册）首次入网首次入网位置更新位置更新周期性登记周期性登记IMSI分离、分离、IMSI附着附着移移动动台台非非激激活活（关关机机）、激激活活（开开机机）状态状态2727解放军通信工程学院解放军通信工程学院GSMGSM系统的控制与管理系统的控制与管理4鉴权与加密鉴权与加密鉴权鉴权鉴权鉴权加密加密加密加密 鉴权中心鉴权中心鉴权中心鉴权中心AUCAUC提供的三个参数组：提供的三个参数组：提供的三个参数组：提供的三个参数组：随机数随机数随机数随机数RANDRAND、符号响应、符号响应、符号响应、符号响应SRESSRES、密钥、密钥、密钥、密钥KcKcAUCAUC参数产生过程参数产生过程参数产生过程参数产生过程鉴权过程鉴权过程鉴权过程鉴权过程加密过程加密过程加密过程加密过程4设备识别设备识别4用户各别码（用户各别码（IMSI）保密）保密2828解放军通信工程学院解放军通信工程学院GSMGSM系统的控制与管理系统的控制与管理4设备识别设备识别v每每每每个个个个移移移移动动动动台台台台有有有有一一一一个个个个唯唯唯唯一一一一的的的的国国国国际际际际移移移移动动动动台台台台识识识识别别别别码码码码（IMEIIMEI）即即即即International International Mobile Mobile Equipment Equipment Identity(Identity(国国国国际际际际移移移移动动动动设设设设备备备备身身身身份份份份)的的的的简简简简称称称称，也也也也被被被被称称称称为为为为串串串串号号号号，它它它它的的的的最最最最大大大大功功功功能能能能是是是是用用用用来来来来协协协协助助助助辨辨辨辨别别别别手手手手机机机机身份真伪。身份真伪。身份真伪。身份真伪。vEIREIR中中中中存存存存储储储储所所所所有有有有移移移移动动动动台台台台的的的的设设设设备备备备识识识识别别别别码码码码，包包包包括括括括三种设备清单三种设备清单三种设备清单三种设备清单1.1.合法的移动台设备识别号合法的移动台设备识别号合法的移动台设备识别号合法的移动台设备识别号2.2.禁止使用的移动台设备识别号禁止使用的移动台设备识别号禁止使用的移动台设备识别号禁止使用的移动台设备识别号3.3.是否允许有运营者决定是否允许有运营者决定是否允许有运营者决定是否允许有运营者决定v设备识别在呼叫建立尝试阶段进行设备识别在呼叫建立尝试阶段进行设备识别在呼叫建立尝试阶段进行设备识别在呼叫建立尝试阶段进行2929解放军通信工程学院解放军通信工程学院GSMGSM系统的控制与管理系统的控制与管理4用户各别码（用户各别码（IMSI）保密）保密v在在无无线线链链路路上上均均用用临临时时移移动动用用户户识识别别码码（TMSI）代替）代替IMSIvMS每每次次向向系系统统请请求求一一种种程程序序，如如位位置置更更新新、呼呼叫叫尝尝试试等等，MSC/VLR将将分分配配给一个新的给一个新的TMSI3030解放军通信工程学院解放军通信工程学院五、五、GSMGSM系统的演进系统的演进1、GSM通信网的发展通信网的发展4现在的电路交换服务的数据速率将增加。现在的电路交换服务的数据速率将增加。4一个高速的分组数据方案将被引入一个高速的分组数据方案将被引入，从从从从而而而而把把把把GSMGSM和和和和INTERNETINTERNET集集集集成成成成的的的的更更更更密密密密切切切切。这这这这两两两两个个个个都都都都可可可可通通通通过过过过无无无无线线线线调调调调制制制制解解解解调调调调提提提提供供供供多多多多种种种种的的的的数数数数据据据据速率。最后速率。最后速率。最后速率。最后4三代系统将被引入获得经济的多媒体通信。三代系统将被引入获得经济的多媒体通信。3131解放军通信工程学院解放军通信工程学院五、五、GSMGSM系统的演进系统的演进3232解放军通信工程学院解放军通信工程学院2 2、GSMGSM数据业务的发展数据业务的发展4GSM 在在不不断断的的满满足足GSM市市场场提提出出的的新新需需求求，使使得得GSM成成为为一一个个先先进进的的平平台台规规范范和和接口标准。接口标准。4GSM不不断断发发展展个个人人多多媒媒体体业业务务，新新的的数数据据服务将一步步地被引入到服务将一步步地被引入到GSM网络。网络。3333解放军通信工程学院解放军通信工程学院2 2、GSMGSM数据业务的发展数据业务的发展41994年，年，GSM运营商开始提供数据服务运营商开始提供数据服务4数数据据短短消消息息服服务务SMS，允允许许收收发发短短的的、基基于字符的消息于字符的消息49.6K bit/s的数据呼叫允许很多无线的应用的数据呼叫允许很多无线的应用4GSM不不断断发发展展个个人人多多媒媒体体业业务务，新新的的数数据据服务一步步地被引入到服务一步步地被引入到GSM网络。网络。3434解放军通信工程学院解放军通信工程学院2 2、GSMGSM数据业务的发展数据业务的发展41998年高速的数据速率被引入年高速的数据速率被引入GSM网络。网络。4高高速速电电路路交交换换数数据据HSCSD将将数数据据速速率率提提高高，当当四四个个采采用用14.4kbits/s编编码码时时无无线线接接口口应应用用时时达到达到57.6kbits/s。4HSCSD将将GSM数数据据服服务务采采用用PSTN/ISDN的的标标准，并且可以在将来发展到更高的数据速率。准，并且可以在将来发展到更高的数据速率。4当当信信道道速速率率提提高高时时采采用用较较少少的的信信道道就就可可达达到到同同样的速率。样的速率。3535解放军通信工程学院解放军通信工程学院2 2、GSMGSM数据业务的发展数据业务的发展41999年年末末GPRS通通用用分分组组无无线线服服务务的的提提供供是是向向个个人人多多媒媒体体功功能能前前进进的的一一个个重重要要的的里里程程碑，实现真正的分组数据模式连接。碑，实现真正的分组数据模式连接。4GPRS可可以以提提供供超超过过100Kbits/s的的峰峰值值速速率率（最最大大速速率率171.2kbit/s，8个个21.4kbits/s信信道道）。4通通过过消消除除建建立立连连接接的的延延迟迟，GPRS提提高高了了数数据业务应用的方便性和直接性。据业务应用的方便性和直接性。3636解放军通信工程学院解放军通信工程学院3 3、GPRSGPRS的主要优点的主要优点4在在GSM覆覆盖盖区区可可获获得得标标准准的的无无线线分分组组交交换换INTERNET接入；接入；4可变的速率，从低比特每秒到可变的速率，从低比特每秒到171.2 kbps；4可可基基于于流流量量收收费费，使使得得用用户户长长时时间间在在线线而而仅仅基基于实际传送的数据收费；于实际传送的数据收费；4适用现在存在的服务和新应用；适用现在存在的服务和新应用；4分组无线接口，最佳的无线资源应用；分组无线接口，最佳的无线资源应用；4网络结构中的分组交换技术，优化网络资源；网络结构中的分组交换技术，优化网络资源；4可随未来的无线接口扩展。可随未来的无线接口扩展。3737解放军通信工程学院解放军通信工程学院4 4、GPRSGPRS的标准的发展的标准的发展4阶段阶段1：-TCP/IP TCP/IP 和和和和X.25X.25承载业务承载业务承载业务承载业务-GPRS GPRS利用为分组数据专门设计的新的加密算法利用为分组数据专门设计的新的加密算法利用为分组数据专门设计的新的加密算法利用为分组数据专门设计的新的加密算法-支持通过支持通过支持通过支持通过GPRSGPRS的短消息的短消息的短消息的短消息-支持分组付费支持分组付费支持分组付费支持分组付费 4阶段阶段2：阶阶阶阶段段段段2 2完完完完全全全全满满满满足足足足GPRSGPRS规规规规范范范范要要要要求求求求的的的的能能能能力力力力，它它它它将将将将增增增增加加加加支支支支持持持持附加的特殊的点到点和点到多点的服务附加的特殊的点到点和点到多点的服务附加的特殊的点到点和点到多点的服务附加的特殊的点到点和点到多点的服务，可可可可以以以以支支支支持持持持不不不不同同同同的的的的用用用用户户户户和和和和网网网网络络络络接接接接口口口口：ISDNISDN和和和和其其其其他他他他分分分分组组组组网，也支持附加增殖业务。网，也支持附加增殖业务。网，也支持附加增殖业务。网，也支持附加增殖业务。3838解放军通信工程学院解放军通信工程学院5 5、GPRSGPRS的系统构成的系统构成4GPRSGPRS是一种基于分组交换传输数据高效率是一种基于分组交换传输数据高效率的方式，其数据率是现有的方式，其数据率是现有GSMGSM的的1010倍以上倍以上4实现实现GPRSGPRS网络，需要在传统的网络，需要在传统的GSMGSM网络中引网络中引入新的网络接口和通信协议，在移动用户入新的网络接口和通信协议，在移动用户和远端的数据网络（如支持和远端的数据网络（如支持TCPTCPIPIP、X.25X.25等）之间提供一种连接，从而给用户提供等）之间提供一种连接，从而给用户提供高速无线高速无线IPIP和无线和无线X.25X.25业务。业务。3939解放军通信工程学院解放军通信工程学院5 5、GPRSGPRS的系统构成的系统构成4GPRS网络是通过在GSM网络结构中引入两个新的网络节点，它们是GPRS网关支持节点GGSN（Gateway GPRS Supporting Node）和GPRS业务支持节点SGSN（Service GPRS Supporting Node）4移动台则必须是GPRS移动台或GPRSGSM双模移动台。4040解放军通信工程学院解放军通信工程学院5 5、GPRSGPRS的系统构成的系统构成44 GPRS GPRS GPRS GPRS数据包的发送与接收，其过程如下：数据包的发送与接收，其过程如下：数据包的发送与接收，其过程如下：数据包的发送与接收，其过程如下：笔记本电笔记本电笔记本电笔记本电脑通过串行或无线方式接到脑通过串行或无线方式接到脑通过串行或无线方式接到脑通过串行或无线方式接到GPRSGPRSGPRSGPRS蜂窝电话或蜂窝电话或蜂窝电话或蜂窝电话或ModemModemModemModem上，上，上，上，GPRSGPRSGPRSGPRS蜂窝电话或蜂窝电话或蜂窝电话或蜂窝电话或 Modem Modem Modem Modem与与与与GSMGSMGSMGSM基站通信，但与电路交基站通信，但与电路交基站通信，但与电路交基站通信，但与电路交换式数据呼叫不同，换式数据呼叫不同，换式数据呼叫不同，换式数据呼叫不同，GPRSGPRSGPRSGPRS分组是从基站发送到分组是从基站发送到分组是从基站发送到分组是从基站发送到SGSN SGSN SGSN SGSN 节点，而不是通过节点，而不是通过节点，而不是通过节点，而不是通过MSCMSCMSCMSC连接到语有网络上。连接到语有网络上。连接到语有网络上。连接到语有网络上。SGSNSGSNSGSNSGSN与与与与GGSNGGSNGGSNGGSN进行通信；进行通信；进行通信；进行通信；GGSNGGSNGGSNGGSN对分组数据进对分组数据进对分组数据进对分组数据进 行相应的处理，行相应的处理，行相应的处理，行相应的处理，再发送到目的网络，如再发送到目的网络，如再发送到目的网络，如再发送到目的网络，如 Internet Internet Internet Internet或或或或X.25X.25X.25X.25网络。来自网络。来自网络。来自网络。来自 InternetInternetInternetInternet、标识、标识、标识、标识 有移动台地址的有移动台地址的有移动台地址的有移动台地址的IPIPIPIP包，由包，由包，由包，由GGSNGGSNGGSNGGSN接收，接收，接收，接收，再转发到再转发到再转发到再转发到SGSNSGSNSGSNSGSN，继而传送到移动台上。，继而传送到移动台上。，继而传送到移动台上。，继而传送到移动台上。4141解放军通信工程学院解放军通信工程学院5 5、GPRSGPRS的系统构成的系统构成44 SGSN-SGSN SGSN-SGSN SGSN-SGSN SGSN-SGSN通过帧中继与通过帧中继与通过帧中继与通过帧中继与BTSBTSBTSBTS连接，是连接，是连接，是连接，是GSMGSMGSMGSM网络结构与网络结构与网络结构与网络结构与移动台之间的接口，实现移动台之间的接口，实现移动台之间的接口，实现移动台之间的接口，实现 与移动台之间数据的发送与移动台之间数据的发送与移动台之间数据的发送与移动台之间数据的发送与接收，提供分组路由，跟踪移动台在服务区的位与接收，提供分组路由，跟踪移动台在服务区的位与接收，提供分组路由，跟踪移动台在服务区的位与接收，提供分组路由，跟踪移动台在服务区的位置，并实置，并实置，并实置，并实 现安全和访问控制功能。现安全和访问控制功能。现安全和访问控制功能。现安全和访问控制功能。44GGSN-GGSNGGSN-GGSNGGSN-GGSNGGSN-GGSN通过基于通过基于通过基于通过基于IPIPIPIP协议的协议的协议的协议的GPRSGPRSGPRSGPRS骨干网连接到骨干网连接到骨干网连接到骨干网连接到SGSNSGSNSGSNSGSN，是连接，是连接，是连接，是连接GSMGSMGSMGSM网络结构与外网络结构与外网络结构与外网络结构与外 部分组交换网（如部分组交换网（如部分组交换网（如部分组交换网（如 InternetInternetInternetInternet和和和和 LAN LAN LAN LAN）的网关。）的网关。）的网关。）的网关。GGSNGGSNGGSNGGSN也可以在这种网络也可以在这种网络也可以在这种网络也可以在这种网络之间建立多个连之间建立多个连之间建立多个连之间建立多个连 接，即通过一个接，即通过一个接，即通过一个接，即通过一个GGSNGGSNGGSNGGSN、一个、一个、一个、一个 GSM GSM GSM GSM网网网网络可以连接到多个外部网上。络可以连接到多个外部网上。络可以连接到多个外部网上。络可以连接到多个外部网上。4242解放军通信工程学院解放军通信工程学院5 5、GPRSGPRS的系统构成的系统构成4343解放军通信工程学院解放军通信工程学院BTSBSCMSCSGSNGGSNInternetPSTNGPRS Backbone IP NetworkGPRS CoreShared GSM and GPRS InfrastructureGPRS InfrastructureIP WorldHostHost5 5、GPRSGPRS的系统构成的系统构成4444解放军通信工程学院解放军通信工程学院CGDNSSGSNGGSNSS7FR NetworkInternet or IntranetBGFirewallInter-PLMNnetwork(Legal Interception Gateway)BSSLIG(DomainName Server)(Charging Gateway)(GPRS Gateway Support Node)(Border Gateway)(Serving GPRS Support Node)Firew