第六章GSM數(shù)字移動通信系統(tǒng)4.3.2.1GSM系統(tǒng)概述GSM系統(tǒng)的無線接口GSM系統(tǒng)的控制與管理通用分組無線業(yè)務(wù)（GPRS）技術(shù)

6．1．1GSM系統(tǒng)發(fā)展過程第一階段：主要定義了GSM應(yīng)具備的基本功能。第一階段和第二階段之間有一個中間階段，主要考慮了空間接口上的加密功能。第二階段是在第一基礎(chǔ)上的進(jìn)一步發(fā)展

6．1GSM系統(tǒng)概述6．1．2GSM系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)GSM的主要特點(diǎn)可歸結(jié)為；(1)頻譜效率(2)容量(3)話音質(zhì)量(4)開放的接口(5)安全性(6)與ISDN、PSTN等的互連(7)在SIM卡基礎(chǔ)上實現(xiàn)漫游6．1．3GSM系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)1、

頻段：上行：（890～915），移動臺發(fā)下行：（935～960），基站發(fā)2、

頻帶寬度：253、

上、下行頻率間隔：454、

載頻間隔：200kHz5、

通信方式：全雙工6、信道分配：每載頻8時隙，包含8個全速信道，16個半速信道。7、每時隙信道速率：22.8Kbit/s8、

信道總速率：270Kbit/s9、

調(diào)制方式：GMSK（高斯最小移相鍵控）10、接入方式：TDMA11、話音編碼：RPE－LPC，13Kbit/s的規(guī)則脈沖激勵線性預(yù)測編碼。12、分集接收：跳頻每秒217跳，交錯信道編碼，自適應(yīng)均衡。

6．1．4GSM的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)GSM系統(tǒng)可分為：

1、交換子系統(tǒng)（SSS）或網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）；

2、基站子系統(tǒng)（BSS）；

3、移動臺（MS）；

4、操作維護(hù)子系統(tǒng)（OSS）；1．移動臺圖6.1移動臺的構(gòu)成圖6.2BSS結(jié)構(gòu)

2、基站子系統(tǒng)BSS要完成無線信道的發(fā)送、接收和管理。

3、交換子系統(tǒng)在GSM數(shù)字移動通信系統(tǒng)中的交換分系統(tǒng)(MSS)包括移動交換中心(MSC)和存儲用戶數(shù)據(jù)和移動管理信息的數(shù)據(jù)庫。MSS負(fù)責(zé)管理GSM系統(tǒng)內(nèi)部的用戶之間以及與其它電信網(wǎng)用戶之間的通信。

圖6.3交交換換分分系系統(tǒng)統(tǒng)的的內(nèi)內(nèi)部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)4、操操作維維護(hù)子子系統(tǒng)統(tǒng)GSM技術(shù)規(guī)規(guī)范指指明用用于操操作維維護(hù)的的設(shè)備備與基基站分分系統(tǒng)統(tǒng)和交交換分分系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè)設(shè)備是是直接接相連連的，，這種種專門門用于于操作作維護(hù)護(hù)的設(shè)設(shè)備稱稱為操操作維維護(hù)中中心OMC。對用戶戶的管管理是是獨(dú)立立于一一般操操作維維護(hù)功功能以以外的的，包包括兩兩個方方面：：用戶戶數(shù)據(jù)據(jù)管理理和計計費(fèi)管管理。。用戶數(shù)數(shù)據(jù)的的管理理涉及及HLR(包括AUC負(fù)責(zé)與與安全全性有有關(guān)的的數(shù)據(jù)據(jù))以以及專專門的的管理理設(shè)備備,還涉及及到用用戶持持有的的用戶戶識別別卡SIM。圖6.4操操作作維護(hù)護(hù)分系系統(tǒng)的的結(jié)構(gòu)構(gòu)6．1．5GSM網(wǎng)絡(luò)的的主要要接口口協(xié)議議1．GSM的主要要接口口圖6.5GSM系統(tǒng)的的主要要接口口（1）A接口A接口就就是移移動業(yè)業(yè)務(wù)交交換中中心(MSC)與基站站控制制器(BSC)之間的的接口口。物理鏈鏈路采采用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的的2.048Mb/s的數(shù)字字傳輸輸鏈路路實現(xiàn)現(xiàn)，此此接口口傳遞遞的信信息包包括移移動臺臺管理理、基基站管管理、、移動動性管管理、、接續(xù)續(xù)管理理等。。（2））Abis接口Abis接口定定義了了基站站子系系統(tǒng)(BSS)中基站站控制制器(BSC)和基站站收發(fā)發(fā)信臺臺(BTS)之間的的通信信標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)。它們之之間采采用標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的的2.048Mb/sPCM數(shù)字鏈鏈路來來實現(xiàn)現(xiàn)此接接口支支持所所有面面向用用戶提提供的的服務(wù)務(wù)并支支持對對BTS無線設(shè)設(shè)備的的控制制和無無線頻頻率的的分配配.（3））Um接口Um接口定定義為為移動動臺與與基站站收發(fā)發(fā)信臺臺(BTS)之間的的通信信接口口,用用于移移動臺臺與GSM系統(tǒng)固固定部部分之之間的的互通通。物理鏈鏈路是是無線線鏈路路,此接口口傳遞遞的信信息主主要包包括無無線資資源管管理、、移動動性管管理和和接續(xù)續(xù)管理理等。。2．網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)子子系統(tǒng)統(tǒng)(NSS)的內(nèi)部部接口口圖6.6網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)子子系統(tǒng)統(tǒng)內(nèi)部部接口口（1）B接口B接口定義為為訪問位置置寄存器(VLR)與移動業(yè)務(wù)務(wù)交換中心心(MSC)之間的內(nèi)部部接口。用于移動業(yè)業(yè)務(wù)交換中中心(MSC)向VLR詢問有關(guān)移移動臺(MS)當(dāng)前位置信信息或通知知訪問用戶戶寄存器(VLR)有關(guān)移動臺臺(MS)的位置更新新信息等。。（2）C接口C接口定義為為歸屬用戶戶寄存器(HLR)與移動業(yè)務(wù)務(wù)交換中心心(MSC)之間的接口口。用于傳遞路路由選擇和和管理信息息,其物理鏈路路采用標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)2.048Mb/s的PCM數(shù)字傳輸線線。（3）D接口D接口定義為為歸屬用戶戶位置寄存存器(HLR)與訪問用戶戶位置寄存存器(VLR)之間的接口口。實用化的GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一一般把VLR綜合于移動動業(yè)務(wù)交換換中心(MSC)中，而把歸歸屬用戶位位置寄存器器(HLR)相連的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)2.048Mb/s的數(shù)字鏈路路。（4）E接口E接口定義為為控制相鄰鄰區(qū)域的不不同移動業(yè)業(yè)務(wù)交換中中心(MSC)之間的接口口。當(dāng)移動臺(MS)在一個呼叫叫進(jìn)行過程程中，從一一個移動業(yè)業(yè)務(wù)交換中中心(MSC)控制的區(qū)域域移動到相相鄰的另一一個移動業(yè)業(yè)務(wù)交換中中心(MSC)的控制區(qū)時時，為不中中斷通信需需完成越區(qū)區(qū)信道切換換過程。（5）F接口F接口定義為為移動業(yè)務(wù)務(wù)交換中心心(MSC)與移動設(shè)備備識識別寄存存器(EIR)之間的接口口.用于交換相相關(guān)的國際際移動設(shè)備備識別碼管管理信息。。F接口的鏈接接方式標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)2.048Mb/s的PCM數(shù)字鏈路實實現(xiàn)的。（6）G接口G接口定義為為訪問用戶戶位置寄存存器(VLR)之間的接口口。當(dāng)采用臨時時移動用戶戶識別碼(TMSI)時.G接口的物理理鏈路采用用標(biāo)準(zhǔn)2.048Mb/s數(shù)字鏈路。3．GSM與其它公用用電信網(wǎng)的的接口其它公用電電信網(wǎng)泛指指公用電信信網(wǎng)(PSTN)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)、公用分組交交換數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)(PSPDN)和電路交換換公用數(shù)據(jù)據(jù)網(wǎng)(CSPDN)。GSM系統(tǒng)通過MSC與這些公用用電信網(wǎng)互互連。4．各接口口協(xié)議GSM系統(tǒng)各接口口采用的分分層協(xié)議結(jié)結(jié)構(gòu)，同時時考慮到了了與ISDN的互通，符符合開放系系統(tǒng)互連(OSI)參考模型分分層的目的的，是允許許隔離各組組信令協(xié)議議功能，按按連續(xù)的獨(dú)獨(dú)立層描述述協(xié)議。每層協(xié)議在在明確的服服務(wù)接入點(diǎn)點(diǎn)對上層協(xié)協(xié)議提供它它自己特定定的服務(wù)。。圖6.7系系統(tǒng)主要要接口的協(xié)協(xié)議分層結(jié)結(jié)構(gòu)（1）各協(xié)協(xié)議分層結(jié)結(jié)構(gòu)描述信號層1（（也稱為物物理層）,提供傳傳送比特流流所需的物物理鏈路.信號層2,為專用用數(shù)據(jù)鏈路路L2協(xié)議，基于于ISDN的D信道接入?yún)f(xié)協(xié)議(LAP-D)，在Um接口中的L2協(xié)議稱為APDm。。信號層3,主要傳送送控制和管管理信息。。L3包括三個基基本子層，，無線資源源管理(RR)、、移動性管理(MM)和接續(xù)管理理(CM)。接續(xù)管理(CM)層中含有多多個呼叫控控制(CC)單元，提供供并行呼叫叫處理，還還有補(bǔ)充業(yè)業(yè)務(wù)(SS)單元和短消消息業(yè)務(wù)管管理(SMS)單元.(2)信號號的互通在A接口，信令令協(xié)議的參參考模型如如圖6.8所示。BSSAPBSS應(yīng)用部分SCCP信令連接控控制部分DTAP直接轉(zhuǎn)移應(yīng)應(yīng)用部分MTP消息傳遞部部分BSSMAPBSS移動應(yīng)用部部分圖6-8A接口信令協(xié)協(xié)議參考模模型（3）NSS內(nèi)部及GSM系統(tǒng)與PSTN之間的協(xié)議議TUP：電話用戶部部分BSSAP：BSS應(yīng)用部分ISUP：：ISDN用戶部分SCCP：：信令連接控控制部分MAP：移動應(yīng)用部部分MTP：消息傳遞部部分TCAP：：事務(wù)處理應(yīng)應(yīng)用部分圖6.9應(yīng)應(yīng)用用于于GSM系統(tǒng)統(tǒng)的的7號號信信令令協(xié)協(xié)議議層層6.1.5GSM系統(tǒng)統(tǒng)的的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)1．．GMSC（（關(guān)口口MSC））在GSM/PLMN網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中中，，能能夠夠提提供供GSM/PLMN網(wǎng)絡(luò)絡(luò)與與其其它它通通信信網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)間間的的鏈鏈路路，，具具有有為為呼呼叫叫查查詢詢、、選選接接呼呼叫叫路路由由的的功功能能的的MSC稱為為入入口口MSC，，簡稱稱GMSC。。圖6.10關(guān)關(guān)口口MSC2．．MSC/VLR業(yè)務(wù)務(wù)區(qū)區(qū)表示示網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中中由由一一個個MSC所覆覆蓋蓋的的服服務(wù)務(wù)區(qū)區(qū)域域，，凡凡在在該該區(qū)區(qū)的的移移動動臺臺均均在在該該區(qū)區(qū)的的訪訪問問位位置置寄寄存存器器（（VLR））登記記。。所所以以，，MSC總與與VLR構(gòu)成成同同一一個個節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)，，寫寫作作MSC/VLR。。3．．位位置置區(qū)區(qū)（（LA））每個個MSC/VLR服務(wù)務(wù)區(qū)區(qū)被被分分成成若若干干個個位位置置區(qū)區(qū)，，位位置置區(qū)區(qū)是是MSC/VLR服務(wù)務(wù)區(qū)區(qū)的的一一個個部部分分，，在在一一個個位位置置區(qū)區(qū)內(nèi)內(nèi)移移動動臺臺可可以以自自由由移移動動，，不不需需做做位位置置更更新新。。位置置區(qū)區(qū)是是廣廣播播尋尋呼呼消消息息以以便便找找到到某某移移動動用用戶戶的的尋尋呼呼區(qū)區(qū)域域，，只只能能屬屬于于某某一一個個MSC/VLR。。4.小小區(qū)區(qū)（（Cell））它表表示示網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中中一一個個BTS的無無線線覆覆蓋蓋區(qū)區(qū)域域，，一一個個位位置置區(qū)區(qū)可可劃劃分分為為若若干干個個小小區(qū)區(qū)，，一一個個小小區(qū)區(qū)是是具具有有一一個個全全球球識識別別碼碼（（CGI））的。。同時時，，利利用用基基站站識識別別碼碼（（BSIC）），，移動動臺臺本本身身能能區(qū)區(qū)分分使使用用同同樣樣的的載載頻頻的的各各個個小小區(qū)區(qū)。。圖6.11GSM系統(tǒng)統(tǒng)的的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)圖6.12數(shù)數(shù)字字PLMN的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)與與PSTN網(wǎng)5．．GSM/PLMN的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)6.1.7GSM的編號計劃1移動用戶戶和移動臺的的識別碼（1）國際際移動用戶識識別碼(IMSI)IMSI是給每個用戶戶分配一個唯唯一的國際移移動用戶識別別碼，這個識識別碼在GSM系統(tǒng)所有服務(wù)務(wù)區(qū)中都是有有效的。圖6.13IMSI的構(gòu)成IMSI的總長不超過過15位數(shù)字字，采用十進(jìn)進(jìn)制編碼.移動國家碼移動網(wǎng)號移動用戶識別別碼，唯一地地識別某一移移動通信網(wǎng)中中的移動用戶戶國家移動用戶戶識別碼,由由MNC和MSIN組成(2)臨時時移動用戶識識別碼(TMSI)考慮到安全性性，空中接口口傳遞的IMSI用TMSI代替。VLR可給來訪的每每一用戶分配配一個唯一的的TMSI，在每次鑒權(quán)后后分配，只在在某一VLR管轄區(qū)內(nèi)有效效。當(dāng)用戶離離開此VLR服務(wù)區(qū)后，即即釋放此號碼碼，在呼叫建建立和位置更更新時可使用用TMSI。(3)本地地移動用戶識識別碼(LMSI)為了加速VLR對用戶數(shù)據(jù)的的查詢，還可可使用輔助性性的本地移動動用戶識別碼碼LMSI。它是在位置更更新時，VLR暫分配給來訪訪用戶的一個個唯一識別碼碼。(4)國際際移動設(shè)備識識別碼(IMEI)唯一地識別一一個移動臺設(shè)設(shè)備組成，如如圖6-14圖6.14IMEI的組成型號批準(zhǔn)碼最后裝配碼，，表示生產(chǎn)廠廠或最后裝配配所在地由廠廠家自行編碼碼.序號碼備用2.移動臺的的號碼（1）移動動臺國際ISDN號碼(MSISDN)此號碼是指主主叫用戶為呼呼叫移動用戶戶而撥叫的號號碼，組成如如圖6-15圖6.15MSISDN的組成CC為國家碼NDC為國內(nèi)地區(qū)碼碼SN為移動用戶號號碼.（2）移動動臺漫游號碼碼(MSRN)MSRN是指當(dāng)移動臺臺漫游后，為為使GSM移動通信網(wǎng)能能再進(jìn)行路由由選擇，把來來話呼叫轉(zhuǎn)移移到移動臺當(dāng)當(dāng)前所登記的的MSC，而由VLR臨時分配給移移動臺的一個個號碼。（3）信道道切換號碼此號碼用于兩兩個移動交換換區(qū)(MSC區(qū))間進(jìn)行切切換時，為建建立SMC間通話鏈路而而臨時使用的的號碼，它類類似于MSRN的組成。3位置區(qū)和和基站的識別別（1）位置置區(qū)識別(LAI)在檢測位置更更新和切換的的需求時，要要使用位置區(qū)區(qū)識別LAI。圖6.16LAI的組成MCC為移動國家碼碼MNC為移動動網(wǎng)號號LAC為位置置區(qū)碼碼（2））全全球小小區(qū)識識別(CGI)CGI是在所所有GSM/PLMN中作為為小區(qū)區(qū)的唯唯一標(biāo)標(biāo)識。。是在在LAI的基礎(chǔ)礎(chǔ)上再再加上上小區(qū)區(qū)識別別(CI)。組成CI為兩字字節(jié)長長度的的16進(jìn)制制編碼碼。由由各運(yùn)運(yùn)營部部門自自定。。（3））基基站識識別色色碼(BSIC)用于采采用相相同載載頻的的相鄰鄰不同同基站站發(fā)信信臺(BTS)的識別別。特特別用用于識識別在在不同同國家家的邊邊界地地區(qū)，，采用用相同同載頻頻的不不同相相鄰BTS。圖6.17BSIC的構(gòu)成成NCC為PLMN色碼，，用來來唯一一識別相相鄰國國家不不同的的PLMN；BCC為BTS色碼，，用來來唯一一識別采采用相相同載載頻的的相鄰鄰BTS；6.1.8GSM系統(tǒng)的的業(yè)務(wù)務(wù)功能能1、主主要電電信業(yè)業(yè)務(wù)(1)電電信業(yè)業(yè)務(wù)(2)緊緊急呼呼叫業(yè)業(yè)務(wù)(3)短短消息息業(yè)務(wù)務(wù)(4)可可視圖圖文接接入(5)智智能用用戶電電報傳傳送(6)傳傳真2、承承載業(yè)業(yè)務(wù)分分類GSM系統(tǒng)的的數(shù)字字業(yè)務(wù)務(wù)分為為電信信業(yè)務(wù)務(wù)和承承載業(yè)業(yè)務(wù)。。承載業(yè)業(yè)務(wù)是是在兩兩個MODEM接口之之間傳傳遞用用戶的的數(shù)據(jù)據(jù)，而而電信信業(yè)務(wù)務(wù)是一一種完完整的的端到到端通通信業(yè)業(yè)務(wù)，，包括括了終終端的的能力力。3、補(bǔ)補(bǔ)充業(yè)業(yè)務(wù)(1)號號碼識識別類類補(bǔ)充充業(yè)務(wù)務(wù)定義義主叫號號碼識識別顯顯示(CNIP)主叫號碼碼識別限限制(CNIR)被叫號碼碼識別顯顯示(CONP)被叫號碼碼識別限限制(CONR)惡意呼叫叫識別(MCI)(2)呼呼叫提提供類補(bǔ)補(bǔ)充業(yè)務(wù)務(wù)定義1、無條件件呼叫前前轉(zhuǎn)(CFU)；2、遇移動動用戶忙忙呼叫前前轉(zhuǎn)(CFB)；3、遇無應(yīng)應(yīng)答呼叫叫前轉(zhuǎn)(CFNRy)；4、遇移動動用戶不不可及呼呼叫前轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)(CFNRc)；5、呼叫轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移(CT)；6、移動接接入搜索索(MAN)；(3)呼呼叫完完成類補(bǔ)補(bǔ)充業(yè)務(wù)務(wù)1、呼叫等等待(CW)；2、呼叫保保持(HOLD)；(4)多多方通通信類補(bǔ)補(bǔ)充業(yè)務(wù)務(wù)三方業(yè)務(wù)務(wù)(3PTY)，可使正在在進(jìn)行的的呼叫另另外增加加一個對對第三方方的呼叫叫。三方方之間能能夠互相相聽到各各方的聲聲音，也也可根據(jù)據(jù)需要暫暫與某一一方的通通話置于于保持狀狀態(tài)，而而只與單單獨(dú)一方方通話任任何一方方可以獨(dú)獨(dú)立退出出三方通通話。(5)集集團(tuán)類類補(bǔ)充業(yè)業(yè)務(wù)閉合用戶戶群(CUG)，能使一些些用戶構(gòu)構(gòu)成閉合合用戶群群呼入和和呼出。。CUG的某些特特定成員員可以有有附加能能力使它它們能向向用戶群群外發(fā)出出呼叫和和/或接接受來自自用戶群群外的呼呼叫。(6)計計費(fèi)類類補(bǔ)充業(yè)業(yè)務(wù)1、計費(fèi)通通知(AOC)；2、呼叫終終了的計計費(fèi)信息息；3、呼叫期期間的計計費(fèi)信息息；4、呼叫建建立期間間的計費(fèi)費(fèi)信息；；5、免費(fèi)業(yè)業(yè)務(wù)(FPH)；6、對方付付費(fèi)(REVC)；(7)附附加信信息傳送送類補(bǔ)充充業(yè)務(wù)用戶至用用戶信令令(UUS)，此業(yè)務(wù)允允許許多多移動用用戶發(fā)送送通過信信令信道道透明傳傳輸?shù)挠杏邢蘖康牡挠脩粜判畔⒅亮砹硪粋€PLMN或ISDN用戶，或或從這些些用戶接接收信息息用戶。。(8)呼呼叫限限制類補(bǔ)補(bǔ)充業(yè)務(wù)務(wù)閉鎖所有有出局呼呼叫(BAOC)閉鎖所有有國際出出局呼叫叫(BOIC)閉鎖除歸歸屬國家家外所有有國際出出局呼叫叫(BOIC-EXHC)閉鎖所有有入局呼呼叫(BAIC)當(dāng)漫游出出歸屬PLMN國家后閉閉鎖入局局呼叫(BAIC-Roam)6.2GSM系統(tǒng)的無無線接口口6.2.1無線線數(shù)字傳傳輸?shù)奶靥卣饕苿油ㄐ判诺奶攸c(diǎn)點(diǎn)之一就就是用戶戶接入系系統(tǒng)是無無線方式式，具有有無線通通信的特特點(diǎn)。1．TDMA/FDMA接入方式式在GSM中，無線線路徑上上是采用用時分多多址（TDMA）方式。每每一頻點(diǎn)點(diǎn)（頻道道或叫載載頻TRX））上可分成成8個時時隙，每每一時隙隙為一個個信道，，因此，，一個TRX最多可有有8個移移動客戶戶同時使使用，見見圖6.18所所示。圖6.19TDMA多址接入入技術(shù)2．工作作頻段（1）工工作頻段段見圖6-19(見教材材P147)我國陸地地公用蜂蜂窩數(shù)字字移動通通信網(wǎng)GSM通信系統(tǒng)統(tǒng)采用900MHz頻段：905～～915（移動動臺發(fā)、、基站收收）950～～960（基站站發(fā)、移移動臺收收）（2）頻頻道間隔隔相鄰兩頻頻道間隔隔為200kHz，，每個頻道道采用時時分多址址接入（（TDMA）方式，分分為8個個時隙，，即8個個信道（（全速率率）。每每信道占占用帶寬寬200kHz／／8=25kHz。（3）頻頻道配置置上行頻率率:fl(n)=890.200MHz＋＋（n-1）0.200MHz(移動臺發(fā)發(fā)，基站站收)下行頻率率:fh(n)=fl(n)＋＋45MHz(基站發(fā)，，移動臺臺收)n=76～124頻道（4）雙雙工及調(diào)調(diào)制特性性雙工收發(fā)發(fā)間隔：：45kHz。。與模擬TACS系統(tǒng)相同同。主載波調(diào)調(diào)制方式式：GSMK調(diào)制主載載波的信信號性質(zhì)質(zhì):包含含數(shù)字信信息的雙雙信道或或多信道道被發(fā)送信信息的類類型：電電報傳真真數(shù)據(jù)、、遙測、、遙控、、電話視視頻的組組合（5）干干擾保護(hù)護(hù)比載波干擾擾保護(hù)比比（C／I））就是指接接收到的的希望信信號電平平與非希希望信號號電平的的比值。。GSM規(guī)范中規(guī)規(guī)定：同頻道干干擾保護(hù)護(hù)比：C/I9dB鄰頻道干干擾保護(hù)護(hù)比：C/I-9dB載波偏離離400kHz時的干擾擾保護(hù)比比：C/I-41dB（6）頻頻率復(fù)用用方式頻率復(fù)用用是指在在不同的的地理區(qū)區(qū)域上用用相同的的載波頻頻率進(jìn)行行覆蓋。。頻率復(fù)用用方式就就是指將將可用頻頻道分成成若干組組，若所所有可用用的頻道道N（如49））分成F組（如9組），，則每組組的頻道道數(shù)為N／F（（49/95.4即有些組組的頻道道數(shù)為5個，有有些為6個。圖6.20900MHz3／9方式頻道道分配圖圖圖6.21頻頻率復(fù)用用方式圖6.227小區(qū)分分組(7)保保護(hù)護(hù)帶寬：：400kHz當(dāng)一個地地區(qū)數(shù)字字移動通通信系統(tǒng)統(tǒng)與模擬擬移動通通信系統(tǒng)統(tǒng)共存時時，兩系系統(tǒng)之間間(頻道道中心頻頻率之間間)應(yīng)有有約400kHz的保護(hù)帶帶寬，通通常是由由模擬B網(wǎng)預(yù)留。3．時間間調(diào)整在呼叫進(jìn)進(jìn)行期間間，要監(jiān)監(jiān)視呼叫叫到達(dá)基基站的時時間，并并向移動動臺發(fā)出出指令，，隨著它它離開基基站距離離的增加加，逐漸漸提前發(fā)發(fā)送的時時間，這這稱為時時間提前前。4．時間間色散在接收端端，由于于射頻信信號的反反射作用用，接收收機(jī)接收收到的信信號是多多種多樣樣的，其其中有的的反射信信號來自自遠(yuǎn)離接接收天線線的物體體，比直直射的信信號經(jīng)過過的路程程長很多多，因而而形成相相鄰符號號間的相相互干擾擾。這種種現(xiàn)象稱稱為時間間色散。。圖6.23時時間色散散6.2.2信號號的處處理1．話話音編編碼PCM編碼采采用A律波形形編碼碼，分分為3步：：---采采樣---量量化---編編碼圖6.24GSM話音編編碼器器框圖圖聲碼器器要做做的事事是將將話音音信號號分成成20ms的段，，然后后分析析這一一時間間段內(nèi)內(nèi)所相相應(yīng)的的濾波波器的的參數(shù)數(shù)，并并提取取此時時的脈脈沖串串頻率率，輸輸出其其激勵勵脈沖沖序列列。LPC十LTP參數(shù)：：3.6kbit/s。。RPE參數(shù)：：9.4kbit/s。。因此，，話音音編碼碼器的的輸出出比特特速率率是13kbit。。2．信信道編編碼信道編編碼能能夠檢檢出和和校正正接收收比特特流中中的差差錯。。這是是因為為加入入一些些冗余余比特特，把把幾個個比特特上攜攜帶的的信息息擴(kuò)散散到更更多的的比特特上。。假定要要傳輸輸?shù)男判畔⑹鞘且粋€個“0”或或是一一個““l(fā)”，，為了提提高保保護(hù)能能力，，各添添加3個比比特：：信息添添加比比特發(fā)發(fā)送比比特O0000000111111111圖6.25數(shù)數(shù)字字信息息傳輸輸方框框圖分組碼碼用(n，k)表示，，n表示碼碼長，，k表示信信息位位數(shù)目目，R＝k／n稱為分分組編編碼的的效率率。圖6.26分分組組編碼碼在GSM系統(tǒng)中中，上上述兩兩種編編碼方方法均均在使使用。。采用““兩次次”編編碼的的好處處是：：在有有差錯錯時，，能校校正的的校正正(利利用卷卷積編編碼特特性)，能能檢測測的檢檢測(利用用分組組編碼碼特性性)。。GSM系統(tǒng)首首先是是把話話音分分成20ms的音段段,這這20ms的音段段通過過話音音編碼碼器被被數(shù)字字化和和話音音編碼碼，產(chǎn)產(chǎn)生260個比比特流流，并并被分分成：：50個個最重重要比比特132個重重要比比特8個不不重要要比特特圖6.28GSM數(shù)字話音的的信道編碼碼3．交織技技術(shù)1)．交織技術(shù)術(shù)的一般原原理假定由一些些4比特組組成的消息息分組，把把4個相繼繼分組中的的第1個比比特取出來來，并讓這這4個第1比特組成成一個新的的4比特分分組，稱作作第一幀，，4個消息息分組中的的比特2～～4，也作作同樣處理理，如圖6.29所所示。圖6.29交織原原理2)．GSM系統(tǒng)中交織織方式在GSM系統(tǒng)中，信信道編碼后后進(jìn)行交織織，交織分分為兩次，，第一次交交織為內(nèi)部部交織，第第二次交織織為塊間交交織。圖6.30GSM20ms話音編碼交交織圖6.31普通通突發(fā)脈沖沖串圖6.32話音信信道編碼圖6.33二次交交織二次交織經(jīng)經(jīng)得住喪失失一整個突突發(fā)脈沖串串的打擊擊，但但增加了系系統(tǒng)時延。。因此，在GSM系統(tǒng)中，移移動臺和中中繼電路上上增加了回回波抵消器器，以改善善由于時延延而引起的的通話回音音。4)．調(diào)制簡單地說，，GSM使用的調(diào)制制是BT＝0.3的GMSK，，其調(diào)制速率率為270．833千波特，，使用Viterbi算法進(jìn)行解解凋。調(diào)制制的功能就就是按照一一定的規(guī)則則把某種特特性強(qiáng)加到到電磁波上上，這個特特性就是我我們要發(fā)射射的數(shù)據(jù)。。圖6.34GMSK調(diào)制頻譜GMSK調(diào)制是在較較高頻譜效效率(1bit／Hz)與可承受的的解調(diào)復(fù)雜性之之間的折衷衷。如果假假設(shè)輸入信信號為無限限隨機(jī)序列，則其其理論調(diào)制制頻譜如圖圖所示。6．2．3信道類型型1．物理信信道GSM在無線路徑徑上傳輸?shù)牡囊粋€基本本概念是：：傳輸?shù)膯螁挝皇羌s一一百個調(diào)制制比特的序序列，它稱稱為一個突突發(fā)脈沖。。要把這個個脈沖在一一個載頻上上傳播，它它占有一段段頻率，也也占有一段段時間。GSM的空中物理理信道是一一個頻寬200KHz、時長為0.577ms的物理實體體。圖6.35物理信信道的區(qū)域域2．邏輯輯信道在BTS和MS間必須傳傳送許多多信息，，包括語語音和控控制信息息等。先先把這些些信息分分類，再再按不同同方法對對應(yīng)至物物理信道道上傳播播。這些些劃分就就稱為邏邏輯信道道。而邏邏輯信道道按其中中承載信信息不同同可分為為控制信信道和業(yè)業(yè)務(wù)信道道。（1)廣廣播信道道(BCH)：均為下行行信道，，用于向向MS發(fā)送廣播播消息。。a)頻率校正正信道(FCCH)b)同步信道道(SCH)c)廣播控制制信道（2)公公共控控制信道道a)尋呼信道道(PCH)b)隨機(jī)接入入信道(RACH)c)接入許可可信道(AGCH)（3)隨路控制制信道(DCCH)a)獨(dú)立專用用控制信信道(SDCCH)b)慢速隨路路控制信信道(SACCH)c)快速隨路路控制(FACCH)（4)業(yè)業(yè)務(wù)信信道(TCH)TCH用于話音音業(yè)務(wù)的的承載，，有兩種種類型───全速速TCH(TCH/F)和半速TCH(TCH/#)。全速TCH允許使用用13Kbit/s傳送語音音和12.6或或3Kbit/s數(shù)據(jù)傳輸輸。半速速TCH允許以7Kbit/s傳送語音音及6或或3.6Kbit/s傳送數(shù)據(jù)據(jù)，是雙雙向信道道。3．突發(fā)發(fā)脈沖（1）常常規(guī)突發(fā)發(fā)脈沖這種脈沖沖用于在在TCH承載信息息及除RACH、SCH和FCCH以外的控控制信道道信息。。圖6.36常常規(guī)突發(fā)發(fā)脈沖（2）接接入脈沖沖它有8位位尾比特特，并有有很大一一段保護(hù)護(hù)期。圖6.37接接入脈沖沖（3）偽突發(fā)發(fā)脈沖在沒有信信息承載載時發(fā)送送偽突發(fā)發(fā)脈沖。。4．邏輯輯信道與與物理信信道的映映射（1）BCH和CCCH的對應(yīng)方方式BCH和CCCH要求在BCH的第0載載頻第0時隙上上傳送，，周期為為51個個TDMA幀，下行行信道。。圖6.38BCH和CCCH的周期結(jié)結(jié)構(gòu)（2）RACH的對應(yīng)方方式RACH周期為51個TDMA幀，占用用第0載載頻的第第0時隙隙，上行行信道。。圖6.39RACH的周期結(jié)結(jié)構(gòu)（3）SDCCH和SACCH的對應(yīng)方方式Dx－SDCCH號XAx－SACCH號XI－－IDLE圖6.40SDCCH和SACCH的周期期結(jié)構(gòu)構(gòu)（4））TCH的對應(yīng)應(yīng)方式式T－－TCHA－SACCHI－IDLE圖6.41TCH的周期期結(jié)構(gòu)構(gòu)TCH共占用用26個TDMA幀，在在其載載頻各各時隙隙及O頻2、、7時時隙傳傳送，，雙向向信道道。5．結(jié)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)采采用幀幀的總總循環(huán)環(huán)長度度為715648，，稱為為超高高幀。。其時時長為為3小小時28分分53秒760毫秒秒。超超高幀幀又被被分成成超幀幀，共共有2048個個超幀幀，每每幀時時長為為6.12s。。一個超超幀再再分成成復(fù)幀幀。在在GSM中有兩兩種復(fù)復(fù)幀。。（1））26幀的的復(fù)幀幀（2））51幀的的復(fù)幀幀6.3GSM系統(tǒng)的的控制制與管管理6.3.1GSM系統(tǒng)的的安全全性管管理GSM系統(tǒng)主主要有有如下下安全全性措措施（1））對接接入網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的的呼叫叫請求求進(jìn)行行鑒權(quán)權(quán)。（2））對無無線信信道上上的消消息進(jìn)進(jìn)行加加密。。（3））對移移動臺臺設(shè)備備本身身的合合法性性進(jìn)行行識別別。（4））對移移動臺臺的IMSI號進(jìn)行行保護(hù)護(hù)SIM卡中有有如下下內(nèi)容容：固固化數(shù)數(shù)據(jù)、、IMSI、、鑒權(quán)鍵鍵K，安全算算法，，臨時時的網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)數(shù)據(jù)TMSI，，LAI，，，被禁止止的PLMN，，業(yè)務(wù)相相關(guān)數(shù)數(shù)據(jù)。。AUC有如下下內(nèi)容容：用用于生生成隨隨機(jī)數(shù)數(shù)(RAND)的隨機(jī)機(jī)數(shù)發(fā)發(fā)生器器，鑒鑒權(quán)鍵鍵K，各種安安全算算法。。圖6.42系系統(tǒng)的的鑒權(quán)權(quán)過程程1、鑒權(quán)權(quán)在GSM系統(tǒng)中中，下下列情情況需需先經(jīng)經(jīng)過鑒鑒權(quán)。。1．移移動臺臺呼出出2．移移動臺臺被呼呼入3．移移動臺臺位置置登記記、位位置更更新4．移移動臺臺補(bǔ)充充業(yè)務(wù)務(wù)的登登記、、使用用、刪刪除圖6.43系系統(tǒng)的的加密密過程程2、加密密3、移動動設(shè)備備的識識別1、MSC/VLR向移動臺臺要求IMEI號2、MSC/VLR將IMEI送EIR檢查。3、EIR中定義有有三個關(guān)關(guān)于移動動用戶設(shè)設(shè)備的消消息。4、EIR收到IMEI后，在三三個名單單中查找找，并將將結(jié)果送送回MSC，，決定是否否允許該該移動設(shè)設(shè)備使用用網(wǎng)絡(luò)。。6.3.2GSM的移動性性管理1．漫游游管理移動用戶戶在移動動性的情情況下要要求改變變與小區(qū)區(qū)和網(wǎng)絡(luò)絡(luò)聯(lián)系的的特點(diǎn)稱稱為漫游游。位置更新新主要由由以下幾幾種組成成（1）常常規(guī)位置置更新（2）IMSI分離（3）IMSI附著（4）強(qiáng)強(qiáng)迫登記記（5）隱隱式分離離2．切換換管理（1）由由相同BSC控制的小小區(qū)間的的切換圖6.44相相同BSC控制小區(qū)區(qū)間的切切換（2）由由同一MSC不同BSC控制小區(qū)區(qū)間的切切換圖6.45相相同MSC、、不同BSC控制小區(qū)區(qū)間的切切換（3）由由不同MSC控制的小小區(qū)間的的切換圖6.46不不同MSC控制小區(qū)區(qū)間的切切換6．4通通用分分組無線線業(yè)務(wù)技技術(shù)6.4.1概述述(1)在在GSM系統(tǒng)中引引入3個個主要組組件GPRS服務(wù)支持持結(jié)點(diǎn)(SGSN)GPRS網(wǎng)關(guān)支持持結(jié)點(diǎn)(GGSN)分組控制制單元(PCU)(2)對對GSM的相關(guān)部部件進(jìn)行行軟件升升級圖6.49GPRS系統(tǒng)原理理圖表6-3GSM和GPRS的工作頻頻段現(xiàn)有的GSM移動臺(MS)，，不能直接接在GPRS中使用，，需要按按GPRS標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行行改造(包括硬硬件和軟軟件)才才可以用用于GPRS系統(tǒng)。GPRS定義了3類MS：A類可同時時工作于于GPRS和GSM；；B類可在GPRS和GSM之間自動動切換工工作；C類可在GPRS和GSM之間人工工切換工工作。6.4.2GPRS的主要特特點(diǎn)1.GPRS采用分組組交換技技術(shù)2.定義義了新的的GPRS無線信道道3.支持持中、高高速率數(shù)數(shù)據(jù)傳輸輸4.GPRS網(wǎng)絡(luò)接入入速度快快5.GPRS支持基于于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)數(shù)據(jù)通信信協(xié)議的的應(yīng)用。。6.4.3GPRS的業(yè)務(wù)1.承承載業(yè)業(yè)務(wù)（1）點(diǎn)點(diǎn)對點(diǎn)業(yè)業(yè)務(wù)(PTP)（2）點(diǎn)對多點(diǎn)點(diǎn)業(yè)務(wù)(PTM)點(diǎn)對多點(diǎn)點(diǎn)廣播(PTM-M)業(yè)務(wù)點(diǎn)對多點(diǎn)點(diǎn)群呼(PTM-G)業(yè)務(wù)IP多點(diǎn)傳播播(IP-M)業(yè)務(wù)2.用用戶終端端業(yè)務(wù)GPRS支持電信信業(yè)務(wù)，，提供完完全的通通信業(yè)務(wù)務(wù)能力，，包括終終端設(shè)備備能力。。用戶終終端業(yè)務(wù)務(wù)可以分分為基于于PTP的用戶終終端業(yè)務(wù)務(wù)和基于于PTM的用戶終終端業(yè)務(wù)務(wù)。如表表6-4所示。。表6-4GPRS用戶終端端業(yè)務(wù)分分類3.附附加業(yè)務(wù)務(wù)GSM第2階段段附加業(yè)業(yè)務(wù)支持持所有的的GPRS基本業(yè)務(wù)務(wù)PTP-CONS、PTP-CLNS、IP-M和PTM-G的CFU(無條件呼呼叫轉(zhuǎn)送送)。GSM第2階段段附加業(yè)業(yè)務(wù)不適適用于PTM-M。如表6-5所示示。表6-5GPRS附加業(yè)務(wù)務(wù)的應(yīng)用用6.4.4GPRS業(yè)務(wù)的具具體應(yīng)用用GPRS業(yè)務(wù)主要要有以下下應(yīng)用。。

1.信息業(yè)業(yè)務(wù)2.交談?wù)?.網(wǎng)頁頁瀏覽4.文文件共享享及協(xié)同同性工作作5.分派派工作6.企業(yè)E-mail7.因特網(wǎng)E-mail8.交通工具定位位9.靜態(tài)態(tài)圖像10.遠(yuǎn)程局域域網(wǎng)接入11.文件傳傳送6