GSM空中接口

目 录2-82.2.7 上下行链路与移动台的定时提前.................................2-72.2.6 公共控制信道的使用.........................................2-72.2.5 逻辑信道的帧结构...........................................2-72.2.4 允许的信道组合类型.........................................2-52.2.3 逻辑信道..................................................2-42.2.2 物理信道..................................................2-22.2.1 时隙与帧结构...............................................2-22.2 无线信道结构...................................................2-12.1 GSM 系统介绍...................................................2-1第二章 GSM 空中接口...................................................第二章 GSM空中接口2.1 GSM系统介绍GSM系统结构由图2-1所示。

MSOSSOSS：操作维护子系统 BSS：基站子系统 NSS：网络子系统NMC：网络管理中心 DPPS：数据后处理系统 SEMC：安全性管理中心PCS：用户识别卡个人化中心 OMC：操作维护中心 MSC：移动业务交换中心VLR：来访用户位置寄存器 HLR：归属用户位置寄存器 AUC：鉴权中心EIR：移动设备识别寄存器 BSC：基站控制器 BTS：基站收发信台MS：移动台 PDN：公用数据网 PSTN：公用电话网ISDN：综合业务数字网图2-1 GSM系统结构由图2-1可见，一个GSM系统可由三个子系统组成，即操作维护子系统（OSS），基站子系统（BSS）和网络子系统（NSS）三部分组成。

《移动通信原理与技术》期末复习题及答案一、单项选择题1.以下接口中哪一个是GSM的空中接口？AA.UmB.AC.AbisD.Sm2.以下效应中属于慢衰落的是？CA.多径效应B.多普勒效应C.阴影效应D.远近效应3.以下效应中只出现在高速车载通信时的是？BA.多径效应B.多普勒效应C.阴影效应D.远近效应4.ITU-R正式确定的4G法定名称是？DA.IMT-2000B.IMT-2020C.IMT-2030D.IMT-Advanced5.以下哪种业务4G网络无法支持？CA.微信聊天B.抖音直播C.远程医疗手术D.语音通话6.以下哪一个不是5G时代的挑战？AA.高清语音B.超高速率C.超大连接D.超低时延7.4G时代的用户面延迟（单向）要求小于为BA.100msB.50msC.5msD.1s8.GSM系统进行位置登记的目的（ B ）A.保证通信不中断B.保证网络找到移动台C.保护用户身份安全D.保证用户信息安全9.如果需要支持网络切片，应该采用的5G组网方式是？BA.NSAB.SAC.NRD.SR10.下列属于4G网络架构特点的是？CA.全IP化，扁平化B.独立服务，快速创新C.控制面、用户面彻底分离D.CS域与PS域共存11.以下第三代移动通信系统中，小区站点同步设计可选用异步基站的是（ D ）A.WiMAXB.CDMA2000C.TD-SCDMAD.WCDMA12.ITU-R正式确定的5G法定名称是？BA.IMT-2000B.IMT-2020C.IMT-2030D.IMT-Advanced13.以下不是GSM系统使用的频段？BA.900MHzB.600MHzC.1800MHzD.1900MHz14.数字移动通信系统是从第几代移动通信系统开始的？BA.第一代B.第二代C.第三代D.第四代15.GSM系统来源于哪里？AA.欧洲B.北美C.非洲D.亚洲16.以下属于GSM的基站子系统网元的是？AC.AuCD.BSC17.以下哪个接口实现了GSM系统中基站子系统和网络子系统的连接？BA.AbisB.AC.UmD.B18.以下网元哪个是网络子系统的核心网元？BA.BSCB.MSCC.AuCD.EIR19.GSM区域划分中，以下区域最大的是？CA.PLMN区B.MSC区C.GSM服务区D.扇区20.以下哪个干扰是移动通信所特有的？AA.同频干扰B.多址干扰C.邻道干扰D.互调干扰21.以下号码，哪个是唯一标识用户的？AA.MSISDND.TMSI22.以下号码，哪个是用来标识终端设备的？AA.IMEIB.BSICC.IMSID.TMSI23.以下关于专用移动通信系统说法错误的是？DA.最早的专用调度网是无线对讲系统。

学生任务资讯单
学习情境1：夯实GSM理论根底
任务名称：GSM空中接口关键技术
姓名：班级：学号：
小组成员：
引导问题
本次课的学习任务包括时间提前量、跳频技术、不连续发送DTX技术、功率控制技术等完成这些学习任务需要从以下几个方面入手进行学习：
系统中什么是时间提前量？
2 GSM系统为什么要引入跳频技术？
系统采用不连续发送DTX的目的是什么？
功率控制的过程是如何实现的？
1．小组讨论，分析在GSM系统中什么是时间提前量？
1〕在GSM系统中，由于空中接口采用多址技术，移动台必须在指配给它的时隙内发送，而在其他的时间必须保持寂静。

2〕在GSM系统中，移动台收发信号要求有个时隙的间隔。

2．小组讨论，GSM系统为什么要引入跳频技术？
1〕结合图1分析跳频技术的原理是什么？。

移动通信技术与系统空中接口Um概述华山主讲人U m口A 也叫做空中接口，用于移动台与GSM系统的固定部分之间的互通。

B 开放式接口，实现了不同厂家不同网络的兼容C 用于传输MS与网络之间的信令信息和业务信息(包括语音和用户数据)。

D 传递的信令信息包括无线资源管理，移动性管理和接续管理等。

E 采用FDMA和TDMA技术，决定了频谱的利用率。

频率MHzACBDGSM900系统890 915GSMEGSM880 915935 960GSM925 960EGSMEGSM900系统DCS1800系统PCS1900系统—124个频点：1-124—增加了50个频点：975-1023—374个频点：512-885—299个频点ACBDGSM900系统 EGSM900系统 DCS1800系统 PCS1900系统 1880DCSPCS 1850 1910 PCS1930 1990—124个频点：1-124 —增加了50个频点：975-1023 —374个频点：512-885 —299个频点F DMA 复用方法频分带宽他们的频分带宽都为200KHz频点分配使用无线区群规划频点 同小区不能使用邻频 相邻小区不能使用同频，也不能使用邻频频分双工上下行使用不同的频段，频率较低的频段做上行频段，频率较高的频段做下行频段。

时 分信道 时间轴TS 7 TS 6 TS 5 TS 4 TS 3 TS 2 TS 1 TS 0 TDMA 帧 TDMA 帧 4.615 ms 0 9.23 ms TS 7 TS 6 TS 5 TS 4 TS 3 TS 2 TS 1 TS 0 T 3TS 2 TS 1 TS 0 时分信道 # 2 = TS2重复F DD方案TS0 TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6 TS7 m N号25MHz （124个频点） 890MHz 915MHz 25MHz （124个频点）935MHz 960MHzTS0 TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6 TS7 mN 号收 发时间2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 45MHZARFCN ARFCN下行2 3 4 5 6 7 0 1 2时隙 时隙 上行 帧即上行滞后下行三个时隙。

GSM空中接口作者：蔡巍峰来源：《科技资讯》 2011年第5期蔡巍峰(江西城市职业学院南昌 330029)摘要:GSM——泛欧数字蜂窝通信系统,是目前全球移动通信用户使用最多的系统。

GSM数字蜂窝通信系统在整个系统中有多个接口,其中无线接口Um,即空中接口,是系统最重要的接口。

关键词:GSM Um－空中接口系统信道时隙中图分类号:TN929.5 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)02(b)-0018-011 GSM系统的无线传输特征GSM系统的空中接口可以分为逻辑信道和物理信道两种,其中逻辑信道是指物理信道上传输的信息内容。

物理信道是指信息传输的媒介。

GSM系统是既有TDMA又有FDMA,在GSM系统中,一般有3个,4个或者7个小区构成一个区群,在区群内使用不同的频道,同频道保持相等距离,这样就实现了FDMA。

每个小区中含有多个载频,而每个载频上又分成8个时隙,每个时隙就是一个物理信道,这样单个GSM载频就可以同时支持8个移动用户通话,每个信道占用载频的八分之一时间,每次通话都会占据一个时隙直到通话结束或者发生切换,这样又实现了TDMA。

GSM900系统的工作频段是分上行和下行的,其中上行是指移动台发、基站收的频段是:890MHz～915MHz,而下行是指基站发、移动台收的频段是:935MHz～960MHz;收、发频段的间隔是45MHz,其中移动台的发射频段比基站的低,这是因为移动台采用较低频段发射,传输的损耗就比较小,有利于补偿上行和下行的功率不平衡。

在同一个区群内载频间隔是0.2MHz,整个工作频段被分为124对载频,频道的序号用n来表示。

由于每个载频分成8个时隙,所以GSM系统共有992个时隙。

但是在我国GSM系统只用了10MHZ,即上行的905MHz～915MHz其中905MHz～909MHz是移动使用,909MHz～915MHz是联通使用;下行的950MHz～960MHz其中950MHz～954MHz是移动使用,954MHz～960MHz是联通使用。

GSM网络陆地信令流程1，GSM BSS系统软件模块结构（1），RSS（无线子系统）部分LAYER1（层1）：●下载固件●是RSS部分和硬件的接口链路●收集故障信息并汇报给FCP●为CRM做立即分配提供数据库●将layer2下行链路的信息翻译成DRI/DPR消息●将上行DRI/DPR的消息翻译成layer2的消息●支持在一个消息上进行多寻呼、多个立即分配、多个立即分配拒绝●有能力获得非同步切换的时间值并送到DRI中去LAYER2(层2)：LAYER2是处于layer1和RSS Abis（layer3）之间的链路。

Layer2执行数据链路层（OSI Layer2）的功能。

在规范TS GSM 04.05和TS GSM 04.06中，对Layer2从layer3到layer1的功能进行了定义。

这些功能是用来解释从层1和层3来的消息并对之作出反应。

层3消息通过此转换成LAPDm帧并传送到Layer1去。

LAYER2可直接处理最大为255Bytes的SMS消息；它也可证实SMS 消息及执行SMS消息的分割/组合等等。

ABIS：BSS软件模块结构ABIS接口可提供RSS和CP之间的接口和消息协议。

所有在CP和RSS之间传送的消息都将通过RSS的ABIS接口，连到CP的RRSM和RCI上。

主要的功能有：●初始化RSS的ABIS●检查下行消息的正确性●通过SWFM汇报、记录一些错误的状态●将下行消息翻译为RSS内部消息●将上行消息翻译为RSS-CP的接口消息●处理点对点的短消息HO进程：●控制手机的上行发射功率和TCU的下行发射功率●计算并控制手机的时间提前量●判断是否需切换●监控空闲信道的干扰●检查丢失的SACCH帧（2），呼叫进程（call processing）MTP L3/L2和SCCP预处理程序：●MTPL3用来维护MSC_BSS之间的信令链路●MTPL2用来负责对MTP的数据链路层的操作●SCCP预处理程序用来判断消息的类型（是DTAP or BSSMAP），并随后发送内部消息BSS软件模块结构SSM(SCCP State Machine)：SSM用来维持MSC接口的呼叫状态。

三、WCDMA（空中接口）基本原理概述目标：了解扩频的基本原理（码字）、功率、功率控制、上下行链路的覆盖限制、Rake接收机、宏分集、发射分集、压缩模式及无线帧等概念。

1、扩频基本原理（码字）对于多址接入方式，WCDMA在同一载频上，多个用户通过不同的码字加以区分，为什么WCDMA还会有时间轴的定义？对于CDMA来说，物理信道的定义是频率加码字，时间概念的引入是在传输信道上基带信号处理过程的基本单位，对应用层信息，以多长时间来分块进行基带信号处理，如GSM中20ms的时间块，在UMTS中则随不同传输信道的格式，选择10ms、20ms、40ms或80ms等不同的时间块。

所以时间概念是空中接口基带信号处理中传输信道的适配，也就是传输信道上的速率适配。

时间和时隙的作用是提供时钟参考和传输信道块的处理单位。

在WCDMA中码字（Code）和功率（Power）是二个重要概念，码字是用来区分每一路通信的，而功率是对系统的干扰。

与GSM类似，在WCDMA系统中，FDD方式下空中接口的主要参数包括：带宽――5MHz（实际使用的带宽射频调制之后是4.75MHz，在频率划分上可以不留保护频带）；双工间隔――190MHz（中间值），规范规定双工间隔可以在134.8MHz～245.2MHz间取值（取决于不同国家的频谱规划）；信道栅格（channel raster）――200KHz，在中心频率选择时，每200KHz频率作为一个单位，故中心频率一定是200KHz的整数倍；绝对射频信道号（UARFCN）――用一对整数来描述空中接口的一对上下行频率，对应关系：Nul（Number UL）＝5xful；Ndl＝5xfdl，其中ful和fdl分别是上行和下行链路的绝对频率值。

该参数将作为底层的系统配置参数写入软件中，一旦获得相应的Lisence参数就不会发生变化。

在TDD方式下，会增加一个时隙参数的定义，一个TS定义为666.67us；频段从1900～1920MHz；2010～2025MHz，每5MHz构成一个中心频率。

GSM的空中接口（二）感谢阅读。

上一篇讲述了Um接口的物理信道，这一篇将讲述语音是如何“装进”物理信道的。

换句话说，上一篇讲的是“路”，这一篇讲的是“货”。

更具体的，这一篇讲的是“货”是怎么来的，也就是语音信号的“数字化”过程。

部分示图和推算引用自曹志刚的《现代通信原理》和陈爱军的《深入浅出通信原理》，版权归原作者所有。

为了内容的可读性和风格的统一性，我重新进行了绘制和标注，如果存在理解不到位而产生的错误...… 这个归我（要不还能咋地）。

由于编辑器不支持输入公式，文中对推算只能进行有限的表述，请大家结合示图理解。

言归正传。

GSM系统的目标，是把通话一方的声音传送到另一方，反向亦然。

在这一点上，GSM和PSTN（Public Switched Telephone Network，公共交换电话网络…… 就是你家里那个座机啦）是相同的，“数字化”的原理也是相似的。

大家小时候也许玩过，用细线串接两个纸杯底部，把线拉直便是一个简易的通话系统（我们才这么无聊，现在小朋友都玩真手机了）。

发送方对着纸杯说话，声波使纸杯产生振动，振动通过细线传送，接收方纸杯产生相同的振动，于是听到发送方的声音。

这里暂且把这个系统称为CUP吧。

GSM和CUP有什么不同呢？CUP通过细线传送声波，只适合短距离通信。

我们常说过去通信靠吼，CUP还真不如吼传得远。

不过要是不会“千里传音”，长距离通信还是交给GSM吧。

GSM没有直接传送声波，这是实现长距离通信的关键。

在GSM看来，网络传送的是“信息”而不是“声音”。

发送方从“声音”转换为“信息”，接收方则从“信息”恢复出“声音”。

GSM终端将声波转换为电平信号，再转换为无线信号，这就比CUP传送的远得多，通过中继可以实现更长距离的传送。

第一步又称为声电转换，一百多年前贝尔就已经实现了。

终端通过电磁感应将声波转换为随时间连续变化的电平值，即语音信号。

这就是网络需要传送的“信息”。

（不太严格的）电磁感应是法拉第发现的（名字不幸被贾布斯盯上了），说的是：闭合电路的部分导体在磁场中切割磁感线时，由于磁通量发生变化，导体会产生感应电流。

GSM基础－GSM接口(2007-08-03 14:10:13)为了保证网路运营部门能在充满竞争的市场条件下灵活选择不同供应商提供的数字蜂窝移动通信设备GSM系统在制定技术规范时就对其子系统之间及各功能实体之间的接口和协议作了比较具体的定义。

使不同供应商提供的GSM系统基础设备能够符合统一的GSM 技术规范而达到互通，组网的目的为使GSM系统实现国际漫游功能和在业务上迈入面向ISDN 的数据通信业务必须建立规范和统一的信令网路以传递与移动业务有关的数据和各种信令信息。

因此GSM系统引入7号信令系统和信令网路，也就是说GSM系统的公用陆地移动通信网的信令系统是以7号信令网路为基础的。

1 主要接口GSM系统的主要接口是指A接口Abis接口和Um接口如图所示这三种主要接口的定义和标准化能保证不同供应商生产的移动台基站子系统和网路子系统设备能纳入同一个GSM数字移动通信网运行和使用。

1.1 A接口A接口定义为:网路子系统NSS与基站子系统BSS之间的通信接口.从系统的功能实体来说,就是移动业务交换中MSC与基站控制器BSC之间的互连接口.其物理链接通过采用标准的2.048Mb/s PCM数字传输链路来实现.此接口传递的信息包括移动台管理,基站管理,移动性管理接续管理等.1.2 Abis 接口Abis接口定义:为基站子系统的两个功能实体基站控制器信台之间的通信接口.用于BTS(不与BSC并置即：BTS和BSC不在同一位置)与BSC之间的远BTS端互连方式物理链接通过采用标准的2.048Mb/s或64kbit/sPCM数字传输链路来实现.BS接口作为Abis接口的一种特例用于BTS与BSC并置（BTS和BSC在同一地理位置）与BSC之间的直接互连方式。

此时BSC与BTS之间的距离小于10米。

此接口支持所有向用户提供的服务，并支持对BTS无线设备的控制和无线频率的分配。

1.3 Um 接口(空口接口)Um 接口空中接口,定义为移动台与基站收发信台BTS之间的通信接口,用于移动台与GSM 系统的固定部分之间的互通,其物理链接通过无线链路实现,此接口传递的信息包括无线资源管理,移动性管理和接续管理等.2 网络子系统内部接口网路子系统由移动业务交换中心 MSC，访问用户位置寄存器 VLR ，归属用户位置寄存器 HLR等功能实体组成。

GSM空中接口过程分析第一部分GSM网络结构和网络部件本部分内容综述GSM网络结构和网络。

该部分主要是对基本GSM网络内容的复习。

为下一步的空中接口部分打好基础。

一、G SM网络结构1，网络概述GSM系统由一系列功能单元组成。

给出一个简单的网络结构图。

图中的各个组成部件表示系统的每一功能单元。

在实际的网络构成中，每一功能单元的出现比率不是图中所示的一次，可多次出现。

各种网络部件的接口都采用标准接口，这样可以在一个网络中使用不同厂家的设备，比如可将Motorola的基站系统BSS与Ericsson 的网络交换系统配合使用。

一般整个系统可分成几个部分：（1），移动台 MS（Mobile Station）如手机、传真机等用户实际所使用的设备。

（2），基站系统 BSS（Base Station System）为移动台MS和陆地交换设备提供无线连接的部分。

（3），网络交换系统（Network Switching System）由MSC及一些相关的数据库组成，完成电话交换及提供GSM系统与PSTN的连接功能等。

（4），操作与维护系统（Operation and Maintenance System）使网络管理员能对网络进行集中操作与维护。

GSM系统网络构成接口 / 连接二、网络部件1，移动台MS移动台是用户设备，它可以是车载型、便携型和手持型三种。

它的物理设备和移动用户是完全独立的。

包括两部分：移动设备ME(Mobile Equipment)和用户识别模块SIM(Subscriber Identify Module，一般也叫做SIM卡即智能卡)。

（1），ME移动设备ME是用户所使用的硬件设备，用来接入到系统，每部移动设备都有一个唯一的对应于它的永久性识别号，该识别号称为国际移动设备识别号IMEI(International Mobile Equipment Identity)。

对于不同类型的移动台，其最大输出功率也不同。

第6章空中接口的物理链路层空中接口（Air interface），为移动台与基站收发信台( BTS )之间的通信接口，又称为Um 接口。

用于移动台与GSM系统的固定部分之间的互通，其物理链接通过无线链路实现。

此接口传递的信息包括无线资源管理，移动性管理和接续管理等。

本章主要介绍空中接口物理链路层的无线技术，共分三个部分，首先对主要接口和协议作简单介绍和描述；然后分别介绍信道与帧；无线信道编码与交织以及LAPDm。

6.1 概述6.1.1 GSM系统的主要接口GSM系统在制定技术规范时对其子系统之间及各功能实体之间的接口和协议给出了比较具体的定义，这样就使不同供应商提供的GSM系统基础设备能够达到互通和组网的目的。

GSM系统的主要接口包括：A接口、Abis接口和Um接口，如图 6-1所示。

图 6-1GSM系统的主要接口A接口定义为网路子系统( NSS )与基站子系统（ BSS ）之间的通信接口，从系统的功能实体来说，就是移动业务交换中心( MSC )与基站控制器( BSC )之间的互连接口，其物理链接通过采用标准的2.048Mb/s PCM数字传输链路来实现。

此接口传递的信息包括移动台管理、基站管理、移动性管理、接续管理等。

Abis接口定义为基站子系统的两个功能实体基站控制器( BSC )和基站收发信台( BTS )之间的通信接口，物理链接通过采用标准的2.048Mb/s或64kbit/s PCM数字传输链路来实现。

此接口支持所有向用户提供的服务，并支持对BTS无线设备的控制和无线频率的分配。

102Um接口(空中接口)定义为移动台与基站收发信台(BTS)之间的通信接口，用于移动台与GSM系统的固定部分之间的互通，其物理链接通过无线链路实现。

此接口传递的信息包括无线资源管理，移动性管理和接续管理等。

6.1.2 接口协议描述GSM规范对各接口所使用的分层协议作了详细的定义。

协议是各功能实体间的共同语言，通过各个接口传递有关的信息。