《GSM-系統(tǒng)原理講座》教學(xué)課件

1、Authoring Division Name File NameSecurity Notice (if required) GSM 系統(tǒng)原理講座GSM900DCS1800第1頁(yè)，共89頁(yè)。主要知識(shí)點(diǎn)1：GSM 發(fā)展簡(jiǎn)史及GSM規(guī)范主要內(nèi)容2：GSM 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及相關(guān)接口3：了解數(shù)字移動(dòng)的基本技術(shù)4：了解TDMA 幀結(jié)構(gòu)5：熟悉GSM的編號(hào)6：了解GSM的邏輯信道 7：了解GSM的呼叫處理8：了解GSM接口協(xié)議第2頁(yè)，共89頁(yè)。 GSM發(fā)展簡(jiǎn)史GSM數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)史源于歐洲。早在1982年，歐洲已有幾大模擬蜂窩移動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)營(yíng)，例如北歐多國(guó)的NMT（北歐移動(dòng)電話）和英國(guó)的TACS（全接入通信系統(tǒng)

2、），西歐其它各國(guó)也提供移動(dòng)業(yè)務(wù)。當(dāng)時(shí)這些系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)系統(tǒng)，不可能在國(guó)外使用。為了方便全歐洲統(tǒng)一使用移動(dòng)電話，需要一種公共的系統(tǒng)，1982年北歐國(guó)家向CEPT（Conference Europe of Post and Telecommunications)提交了一份建議書(shū)，要求制定900MHz頻段的公共歐洲電信業(yè)務(wù)規(guī)范。在這次大會(huì)上就成立了一個(gè)在歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)（ETSI）技術(shù)委員會(huì)下的“移動(dòng)特別小組(Group Special Mobile）簡(jiǎn)稱(chēng)”GSM“，來(lái)制定有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和建議書(shū)。 1986年TDMA、規(guī)則脈沖激勵(lì)線性預(yù)測(cè)RPE一LTP話音編碼和高斯濾波最小移頻鍵控出現(xiàn)，該小組對(duì)歐洲各國(guó)及各

3、公司經(jīng)大量研究和實(shí)驗(yàn)后所提出的8個(gè)建議系統(tǒng)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)。 1987年5月GSM成員國(guó)就數(shù)字系統(tǒng)采用窄帶時(shí)分多址頻鍵控GMSK調(diào)制方式達(dá)成一致意見(jiàn)。同年，歐洲17個(gè)國(guó)家的運(yùn)營(yíng)者和管理者簽署了諒解備忘錄（MoU），相互達(dá)成履行規(guī)范的協(xié)議。 第3頁(yè)，共89頁(yè)。 GSM發(fā)展簡(jiǎn)史與此同時(shí)還成立了MoU組織，致力于GSM標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展。 1990年完成了GSM900的規(guī)范，共產(chǎn)生大約130項(xiàng)的全面建議書(shū)，不同建議書(shū)經(jīng)分組而成為一套12系列。 1991年在歐洲開(kāi)通了第一個(gè)系統(tǒng)，同時(shí)MoU組織為該系統(tǒng)設(shè)計(jì)和注冊(cè)了市場(chǎng)商標(biāo)，將GSM更名為“全球移動(dòng)通信系統(tǒng)”（Globa1 system for Mobile co

4、mmunications）。從此移動(dòng)通信跨入了第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)。同年，移動(dòng)特別小組還完成了制定800MHz頻段的公共歐洲電信業(yè)務(wù)的規(guī)范，名為DCSI800系統(tǒng)。該系統(tǒng)與 GSM900具有同樣的基本功能特性，因而該規(guī)范只占GSM建議的很小一部分，僅將GSM900和DCSI800之間的差別加以描述，絕大部分二者是通用的，二系統(tǒng)均可通稱(chēng)為GSM系統(tǒng)。 1992年大多數(shù)歐洲GSM運(yùn)營(yíng)者開(kāi)始商用業(yè)務(wù)。到1994年5月已有50個(gè)GSM網(wǎng)在世界上運(yùn)營(yíng)，10月總客戶(hù)數(shù)已超過(guò)400萬(wàn)，國(guó)際漫游客戶(hù)每月呼叫次數(shù)超過(guò)500萬(wàn)，客戶(hù)平均增長(zhǎng)超過(guò)50。第4頁(yè)，共89頁(yè)。GSM發(fā)展簡(jiǎn)史1993年歐洲第一個(gè)DCSI8

5、00系統(tǒng)投入運(yùn)營(yíng)。到1994年已有6個(gè)運(yùn)營(yíng)者采用了該系統(tǒng)。 1990年：GSM Phase I 定稿。1994年：GSM Phase 2 定稿。1996年：GSM Phase 2+ 定稿。第5頁(yè)，共89頁(yè)。GSM規(guī)范主要內(nèi)容GSM系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范中只對(duì)功能和接口制定了詳細(xì)規(guī)范，未對(duì)硬件做出規(guī)定。這樣做目的是盡可能減少對(duì)設(shè)計(jì)者限制，又使各運(yùn)營(yíng)者有可能購(gòu)買(mǎi)不同廠家的設(shè)備。GSM系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范共分12章，各章內(nèi)容如下 01 概述 02 業(yè)務(wù)方面 03 網(wǎng)絡(luò)方面 04 MS-BS接口與協(xié)議 05 無(wú)線路徑上的物理層 06 話音編碼規(guī)范 07 MS的終端適配器 08 BS-MSC接口 09 網(wǎng)絡(luò)互通 10 業(yè)

6、務(wù)互通 11 設(shè)備和型號(hào)認(rèn)可規(guī)范12 操作和維護(hù) 第6頁(yè)，共89頁(yè)。GSM 系統(tǒng)簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)MSCBSCBTSBTSBTSPSTN第7頁(yè)，共89頁(yè)。GSM 系統(tǒng)完整結(jié)構(gòu)第8頁(yè)，共89頁(yè)。GSM 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)各部分名稱(chēng)OSS：操作支持子系統(tǒng) BSS：基站子系統(tǒng)NSS：網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)NMC：網(wǎng)絡(luò)管理中心DPPS：數(shù)據(jù)后處理系統(tǒng)SEMC：安全性管理中心PCS：用戶(hù)識(shí)別卡個(gè)人化中心OMC：操作維護(hù)中心MSC：移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心VLR：來(lái)訪用戶(hù)位置寄存器HLR：歸屬用戶(hù)位置寄存器AUC：鑒權(quán)中心EIR：移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器BSC：基站控制器BTS：基站收發(fā)信臺(tái)PDN：公用數(shù)據(jù)網(wǎng)PSTN：公用電話網(wǎng)ISDN：綜合業(yè)務(wù)數(shù)字

7、網(wǎng)MS： 移動(dòng)臺(tái)第9頁(yè)，共89頁(yè)。GSM 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)GSM系統(tǒng)主要由移動(dòng)臺(tái)（MS）、基站子系統(tǒng)(BSS)、交換網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）三大部分組成。 移動(dòng)臺(tái)部分（MS）包括移動(dòng)終端（MS）和客戶(hù)識(shí)別卡（SIM）。 BSS系統(tǒng)包括有基站控制器（BSC）和基站收發(fā)信臺(tái)（BTS）。NSS系統(tǒng)包括移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC）、來(lái)訪用戶(hù)位置寄存器（VLR）、歸屬位置寄存器（HLR）、鑒權(quán)中心（AUC）和移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器（EIR）。第10頁(yè)，共89頁(yè)。GSM 系統(tǒng)各部分功能下面分別介紹各部分功能：.移動(dòng)臺(tái)（MS）包括移動(dòng)終端（MS）和客戶(hù)識(shí)別卡（SIM）。 移動(dòng)終端就是“手機(jī)，它可完成話音編碼、信道編碼、信息加

8、密、信息的調(diào)制和解調(diào)、信息發(fā)射和接收。 SIM卡就是身份卡，它類(lèi)似于我們現(xiàn)在所用的IC卡，因此也稱(chēng)作智能卡，存有認(rèn)證客戶(hù)身份所需的所有信息，并能執(zhí)行一些與安全保密有關(guān)的重要信息，以防止非法客戶(hù)進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。SIM卡還存儲(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)和客戶(hù)有關(guān)的管理數(shù)據(jù)，只有插入SIM后移動(dòng)終端才能接入進(jìn)網(wǎng)。 .交換網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）:主要完成交換功能和客戶(hù)數(shù)據(jù)與移動(dòng)性管理、安全性管理所需的數(shù)據(jù)庫(kù)功能。第11頁(yè)，共89頁(yè)。GSM 系統(tǒng)各部分功能移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心 (MSC)： 是GSM系統(tǒng)的核心，是對(duì)位于它所覆蓋區(qū)域中的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行控制和完成話路交換的功能實(shí)體，也是移動(dòng)通信系統(tǒng)與其它公用通信網(wǎng)之間的接口。它可完成網(wǎng)絡(luò)接口、

9、公共信道信令系統(tǒng)和計(jì)費(fèi)等功能，還可完成BSS、MSC之間的切換和輔助性的無(wú)線資源管理、移動(dòng)性管理等。 移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心MSC可從三種數(shù)據(jù)庫(kù)，即歸屬用戶(hù)位置寄存器（HLR）、訪問(wèn)用戶(hù)位置寄存器（VLR）和鑒權(quán)中心（AUC）獲取處理用戶(hù)位置登記和呼叫請(qǐng)求所需的全部數(shù)據(jù) 第12頁(yè)，共89頁(yè)。GSM 系統(tǒng)各部分功能訪問(wèn)用戶(hù)位置寄存器（VLR）：是服務(wù)于其控制區(qū)域內(nèi)移動(dòng)用戶(hù)的，存儲(chǔ)著進(jìn)入其控制區(qū)域內(nèi)已登記的移動(dòng)用戶(hù)相關(guān)信息，為已登記的移動(dòng)用戶(hù)提供建立呼叫接續(xù)的必要條件。VLR從該移動(dòng)用戶(hù)的歸屬用戶(hù)位置寄存（HLR）處獲取并存儲(chǔ)必要的數(shù)據(jù)。一旦移動(dòng)用戶(hù)離開(kāi)該VLR的控制區(qū)域，則重新在另一個(gè)VLR登記，原V

10、LR將取消臨時(shí)記錄的該移動(dòng)用戶(hù)數(shù)據(jù)。因此，VLR可看作為一個(gè)動(dòng)態(tài)用戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)。歸屬用戶(hù)位置寄存器（HLR） ：也是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，是存儲(chǔ)管理部門(mén)用于移動(dòng)客戶(hù)管理的數(shù)據(jù)。每個(gè)移動(dòng)客戶(hù)都應(yīng)在其歸屬位置寄存器（HLR）注冊(cè)登記，它主要存儲(chǔ)兩類(lèi)信息：一是有關(guān)客戶(hù)的參數(shù)；二是有關(guān)客戶(hù)目前所處位置的信息，以便建立至移動(dòng)臺(tái)的呼叫路由，例如MSC、VLR地址等。第13頁(yè)，共89頁(yè)。GSM 系統(tǒng)各部分功能歸屬用戶(hù)位置寄存器（HLR）是GSM系統(tǒng)的中央數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)著該HLR控制的所有存在的移動(dòng)用戶(hù)的相關(guān)數(shù)據(jù)。一個(gè)HLR能夠控制若干個(gè)移動(dòng)交換區(qū)域以及整個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)，所有移動(dòng)用戶(hù)重要的靜態(tài)數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在HLR中，這包括移動(dòng)用

11、戶(hù)識(shí)別號(hào)碼、訪問(wèn)能力、用戶(hù)類(lèi)別和補(bǔ)充業(yè)務(wù)等數(shù)據(jù)。HLR還存儲(chǔ)且為MSC提供關(guān)于移動(dòng)用戶(hù)實(shí)際漫游所在的MSC區(qū)域扔關(guān)動(dòng)態(tài)信息數(shù)據(jù)。這樣，任何入局呼叫可以即刻按選擇 路徑送到被叫的用戶(hù)。鑒權(quán)中心（AUC） ：屬于HLR的一個(gè)功能單元部分，專(zhuān)用于GSM系統(tǒng)的安全性管理用于產(chǎn)生為確定移動(dòng)客戶(hù)的身份和對(duì)呼叫保密所需鑒權(quán)、加密的三參數(shù)（隨機(jī)號(hào)碼RAND，符合響應(yīng)SRES，密鑰Kc）的功能實(shí)體。 移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器（EIR）也是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)著移動(dòng)設(shè)備的國(guó)際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼（IMEI），通過(guò)檢查白色清單、黑色清單或灰色清單這三種表格，在表格中分別列出了準(zhǔn)許使用的、出現(xiàn)故障需監(jiān)視的、失竊不準(zhǔn)使用的移動(dòng)設(shè)備的I

12、MEI識(shí)別碼，以防止非法移動(dòng)臺(tái)的使用，以確保網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所使用的移動(dòng)設(shè)備的唯一性和安全性。第14頁(yè)，共89頁(yè)?；咀酉到y(tǒng)(BSS) 組成方式 第15頁(yè)，共89頁(yè)。基站子系統(tǒng)(BSS)BSS系統(tǒng)是在一定的無(wú)線覆蓋區(qū)中由MSC控制，與MS進(jìn)行通信的系統(tǒng)設(shè)備，它主要負(fù)責(zé)完成無(wú)線發(fā)送接收和無(wú)線資源管理等功能。功能實(shí)體可分為基站控制器（BSC）和基站收發(fā)信臺(tái)（BTS）,實(shí)際上，一個(gè)基站控制器根據(jù)話務(wù)量需要可以控制數(shù)十個(gè)BTS BTS：屬于基站子系統(tǒng)的無(wú)線部分，由基站控制器（BSC）控制，服務(wù)于某個(gè)小區(qū)的無(wú)線收發(fā)信設(shè)備，完成BSC與無(wú)線信道之間的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)BTS與移動(dòng)臺(tái)（MS）之間通過(guò)空中接口的無(wú)線傳輸及相關(guān)的

13、控制功能。BTS主要分為基帶單元、載頻單元、控制單元三大部分?；鶐卧饕糜诒匾脑捯艉蛿?shù)據(jù)速率適配以及信道編碼等。載頻單元主要用于調(diào)制 / 解調(diào)與發(fā)射機(jī) / 接收機(jī)之間的耦合等。控制單元?jiǎng)t用于BTS的操作與維護(hù)。第16頁(yè)，共89頁(yè)?；咀酉到y(tǒng)(BSS)另外，在BSC與BTS不設(shè)在同一處需采用Abis 接口時(shí)，傳輸單元是必須增加的，以實(shí)現(xiàn)BSC與BTS之間的遠(yuǎn)端連接方式。如果BSC與BTS并置在同一處，只需采用BS接口時(shí)，傳輸單元是不需要的。BSC：具有對(duì)一個(gè)或多個(gè)BTS進(jìn)行控制的功能，它主要負(fù)責(zé)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源的管理、小區(qū)配置數(shù)據(jù)管理、功率控制、定位和切換等。BSC主要由下列部分構(gòu)成： 朝向與

14、MSC相接的A接口或與碼變換器相接的Ater 接口的數(shù)字中繼控制部分； 朝向與BTS相接的Abis 接口或BS接口的BTS控制部分；公共處理部分，包括與操作維護(hù)中心相接的接口控制； 交換部分。第17頁(yè)，共89頁(yè)。操作維護(hù)子系統(tǒng)（OMC）操作維護(hù)子系統(tǒng)（OMC）包括網(wǎng)絡(luò)管理中心（NMC）、安全性管理中心（SEMC）、用于用戶(hù)識(shí)別卡管理的個(gè)人化中心（PCS）、用于集中計(jì)費(fèi)管理的數(shù)據(jù)后處理系統(tǒng)（DPPS）等功能實(shí)體。操作維護(hù)子系統(tǒng)（OMC）用作移動(dòng)用戶(hù)管理、移動(dòng)設(shè)備管理以及網(wǎng)絡(luò)操作和維護(hù)。以實(shí)現(xiàn)對(duì)GSM網(wǎng)內(nèi)各種部件功能的監(jiān)視、狀態(tài)報(bào)告、故障診斷等功能。移動(dòng)用戶(hù)管理可包括用戶(hù)數(shù)據(jù)管理和呼叫計(jì)費(fèi)。用戶(hù)數(shù)

15、據(jù)管理一般由歸屬用戶(hù)位置寄存器（HLR）來(lái)完成這方面的任務(wù)，HLR是NSS功能實(shí)體之一。 移動(dòng)設(shè)備管理是由移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器（EIR）來(lái)完成的，EIR與NSS的功能實(shí)體之間是通過(guò)SS7信令網(wǎng)絡(luò)的接口互連，為此，EIR也歸入NSS的組成部分之一。第18頁(yè)，共89頁(yè)。操作維護(hù)子系統(tǒng)（OMC）網(wǎng)絡(luò)操作與維護(hù)是完成對(duì)GSM系統(tǒng)的BSS和NSS進(jìn)行操作與維護(hù)管理任務(wù)的，完成網(wǎng)絡(luò)操作與維護(hù)管理的設(shè)施稱(chēng)為操作與維護(hù)中心（OMC）?？梢哉J(rèn)為，操作支持子系統(tǒng)（OSS）已不包括與GSM系統(tǒng)的NSS和BSS部分密切相關(guān)的功能實(shí)體，而成為一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的管理和服務(wù)中心。第19頁(yè)，共89頁(yè)。GSM 系統(tǒng)接口第20頁(yè)，共8

16、9頁(yè)。GSM系統(tǒng)的主要接口GSM系統(tǒng)的主要接口是指：A接口、Abis 接口和Um 接口。這三種主要接口的定義和標(biāo)準(zhǔn)化能保證不同供應(yīng)商生產(chǎn)的移動(dòng)臺(tái)、基站子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)設(shè)備能納入同一個(gè)GSM數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)運(yùn)行和使用。A接口： 定義為網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(或網(wǎng)絡(luò)交換系統(tǒng))（NSS）與基站子系統(tǒng)（BSS）之間的通信接口，從系統(tǒng)的功能實(shí)體來(lái)說(shuō)，就是移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC）與基站控制器（BSC）之間的互連接口，其物理鏈接通過(guò)采用標(biāo)準(zhǔn)的2.048Mb/s PCM數(shù)字傳輸鏈路來(lái)實(shí)現(xiàn)。此接口傳遞的信息包括移動(dòng)臺(tái)管理、基站管理、移動(dòng)性管理、接續(xù)管理等。第21頁(yè)，共89頁(yè)。GSM系統(tǒng)的主要接口 Abis 接口定義為基站

17、子系統(tǒng)的兩個(gè)功能實(shí)體基站控制器（BSC）和基站收發(fā)信臺(tái)（BTS）之間的通信接口，用于BTS（不與BSC并置）與BSC之間的遠(yuǎn)端互連方式，物理鏈接通過(guò)采用標(biāo)準(zhǔn)的2.048Mb/s 或64kbit/s PCM 數(shù)字傳輸鏈路來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖 所示的BS接口作為Abis 接口的一種特例，用于BTS（與BSC并置）與BSC之間的直接互連方式，此時(shí)BSC與BTS之間的距離小于10米。此接口支持所有向用戶(hù)提供的服務(wù)，并支持對(duì)BTS無(wú)線設(shè)備的控制和無(wú)線頻率的分配 Um 接口（空中接口） 定義為移動(dòng)臺(tái)與基站收發(fā)信臺(tái)（BTS）之間的通信接口，用于移動(dòng)臺(tái)與GSM系統(tǒng)的固定部分之間的互通，其物理鏈接通過(guò)無(wú)線鏈路實(shí)現(xiàn)。此接口

18、傳遞的信息包括無(wú)線資源管理，移動(dòng)性管理和接續(xù)管理等。第22頁(yè)，共89頁(yè)。TDMA 時(shí)隙與幀結(jié)構(gòu)在GSM中，無(wú)線路徑上是采用時(shí)分多址（TDMA）方式。每一頻點(diǎn)（頻道或叫載頻TRX）上可分成8個(gè)時(shí)隙，每一時(shí)隙為一個(gè)信道，因此，一個(gè)TRX最多可有8個(gè)移動(dòng)客戶(hù)同時(shí)使用，在TDMA中，每個(gè)載頻被定義為一個(gè)TDMA幀，相當(dāng)于FDMA系統(tǒng)中的一個(gè)頻道，每幀包括8個(gè)時(shí)隙（TS0-7），每個(gè)TDMA幀的循環(huán)周期是3小時(shí)28分53秒760毫秒每一個(gè)TDMA幀含8個(gè)時(shí)隙，每一幀時(shí)長(zhǎng)60/134.615ms。 頻率為1/ 4.615ms=217HZ每個(gè)時(shí)隙含156.25個(gè)碼元，占15/260.557ms。1/0每個(gè)碼

19、元0.577ms /156.25=3.69 uS多個(gè)TDMA幀構(gòu)成復(fù)幀（Multiframe），其結(jié)構(gòu)有兩種，分別含連貫的26個(gè)或51個(gè)TDMA幀。當(dāng)不同的邏輯信道復(fù)用到一個(gè)物理信道時(shí)，需要使用這些復(fù)幀。第23頁(yè)，共89頁(yè)。8 Midamble Patterns (Colour Codes) of 26 bitsRACH and SCH have Longer 41 and 64 bit MidamblesEqualizer Estimates Channel Impulse Response From MidambleMathematically Construct Inverse Filt

20、erUses Inverse to Decode Data BitsMidamble or Training BitsTimeslot(normal burst)Midamble8.25bits357 bits126 bits157 bits3GuardPeriodDataTail bitsDataControlbitTail bitControlbit第24頁(yè)，共89頁(yè)。GSM, Digital Air InterfaceTDMA : Time Division Multiple Access01237654012376540123765401237654TDMA SlotTDMA Fram

21、e Normal Data Burst57 DATA BITS57 DATA BITSTraining Sequence26 BITS3 FLAG BITS8.25 GUARD BITS8.25 GUARD BITS第25頁(yè)，共89頁(yè)。中同步字的作用我們要做的事情就是建立一個(gè)傳輸信道（即空中接口）的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出最可能的傳輸序列，這就是均衡器。傳輸序列是以突發(fā)脈沖串的形式傳輸，在突發(fā)脈沖串的中部，加有已知方式的且自相關(guān)性強(qiáng)的訓(xùn)練序列，利用這一訓(xùn)練序列，均衡器能建立起該信道模型。這個(gè)模型隨時(shí)間改變，但在一個(gè)突發(fā)脈沖串期間被認(rèn)為是恒定的。建立了信道模型，下一步是產(chǎn)生全部可能的序列，并把它們饋入通

22、過(guò)信道模型，輸出序列中將有一個(gè)與接收序列最相似，與此對(duì)應(yīng)的那個(gè)輸入序列便被認(rèn)為是當(dāng)前發(fā)送的序列 第26頁(yè)，共89頁(yè)。突發(fā)脈沖序列（Burst）突發(fā)脈沖序列（Burst）Burst，簡(jiǎn)稱(chēng)突發(fā)序列，它是一串含有百來(lái)個(gè)調(diào)制比特的傳輸單元。突發(fā)脈沖序列有一個(gè)限定的持續(xù)時(shí)間和占有限定的無(wú)線頻譜。它們?cè)跁r(shí)間和頻率窗上輸出，而這個(gè)窗稱(chēng)為隙縫（Slot）。確切地說(shuō)，在系統(tǒng)頻段內(nèi)，每200KHz設(shè)置隙縫的中心頻率（以FDMA角度觀察），而隙縫在時(shí)間上循環(huán)地發(fā)生，每次占15/26ms 即近似為0.577ms（以TDMA角度觀察）。這些隙縫的時(shí)間間隔稱(chēng)為時(shí)隙（Time Slot），時(shí)隙含有其時(shí)間值的意思，或意味著在

23、時(shí)間上循環(huán)地使用每八個(gè)隙縫中的一個(gè)隙縫。而它的持續(xù)時(shí)間被用于作為時(shí)間單元，標(biāo)為BP，意為突發(fā)脈沖序列周期（Burst Period）。把GSM所規(guī)定的200KHz帶寬稱(chēng)為頻隙（Frequency Slot），相當(dāng)于GSM規(guī)范書(shū)中的無(wú)線頻道（Radio Frequency Channel），也稱(chēng)射頻信道。幀（Frame）通常被表示為接連發(fā)生的 i 個(gè)時(shí)隙。在GSM系統(tǒng)中，i 取為8 第27頁(yè)，共89頁(yè)。GuardPeriodTimeFrequencyAmplitudeMidamble8.25bits357 bits126 bits157 bits3DataTail bitsDataControl

24、bitTail bitControlbit第28頁(yè)，共89頁(yè)。GSM TDMA Power Burst+1.0 dB-1.0 dB+4 dB-6 dB-30 dB-70 dB-6 dB-30 dB-70 dB147 Useful Bits542.8s148 Active Bits, 546.42s357126157310s8s10s10s10s8sPowerTime第29頁(yè)，共89頁(yè)。GSM關(guān)鍵技術(shù)工作頻段： GSM通信系統(tǒng)采用 GSM900MHz頻段 和 DCS1800MHz頻段900MHz頻段 包括1-124信道 和 9751023信道CH 1-124： 890.2914.8 MHz （移

25、動(dòng)臺(tái)發(fā)、基站收） 935.2959.8 MHz （基站發(fā)、移動(dòng)臺(tái)收） CH 9751023： 880.2889.8 MHz （移動(dòng)臺(tái)發(fā)、基站收） 925.2934.8 MHz （基站發(fā)、移動(dòng)臺(tái)收） DCS1800MHz頻段包括512-885信道： 1710.21784.8（移動(dòng)臺(tái)發(fā)、基站收） 1805.21879.8（基站發(fā)、移動(dòng)臺(tái)收） 頻道間隔 相鄰兩頻道間隔為200kHz，每個(gè)頻道采用時(shí)分多址接入（TDMA）方式，分為8個(gè)時(shí)隙，即8個(gè)信道（全速率）。每信道占用帶寬200kHz8=25kHz， 第30頁(yè)，共89頁(yè)。FDMA 和 TDMA多址技術(shù)多址技術(shù)使眾多的用戶(hù)共用公共的通信線路。為使信號(hào)

26、多路化而實(shí)現(xiàn)多址的方法基本上有三種，它們分別采用頻率、時(shí)間或代碼分隔的多址連接方式，即人們通常所稱(chēng)的頻分多址（FDMA）、時(shí)分多址（TDMA）和碼分多址（CDMA）三種接入方式。下圖用模型表示了前兩種方法簡(jiǎn)單的一個(gè)概念。第31頁(yè)，共89頁(yè)。頻率復(fù)用頻率復(fù)用方案可以在時(shí)域與空間域內(nèi)使用頻率復(fù)用的概念。在時(shí)域內(nèi)的頻率復(fù)用是指在不同的時(shí)隙里占用相同的工作頻率，叫做時(shí)分多路（TDM）。在空間域上的頻率復(fù)用可分為兩大類(lèi)：1、兩個(gè)不同的地理區(qū)域里配置相同的頻率。例如在不同的城市中使用相同頻率的AM或FM廣播電臺(tái)。2、在一個(gè)系統(tǒng)的作用區(qū)域內(nèi)重復(fù)使用相同的頻率這種方案用于蜂窩系統(tǒng)中。蜂窩式移動(dòng)電話網(wǎng)通常是先由

27、若干鄰接的無(wú)線小區(qū)組成一個(gè)無(wú)線區(qū)群，再由若干個(gè)無(wú)線區(qū)群構(gòu)成整個(gè)服務(wù)區(qū)。為了防止同頻干擾，要求每個(gè)區(qū)群（即單位無(wú)線區(qū)群）中的小區(qū)，不得使用相同頻率，只有在不同的無(wú)線區(qū)群中，才可使用相同的頻率。單位無(wú)線區(qū)群的構(gòu)成應(yīng)滿(mǎn)足兩個(gè)基本條件： 若干個(gè)單位無(wú)線區(qū)群彼此鄰接組成蜂窩式服務(wù)區(qū)域 鄰接單位無(wú)線區(qū)群中的同頻無(wú)線小區(qū)的中心間距相等。第32頁(yè)，共89頁(yè)。頻分多址FDMAGSM采用FDMA 和 TDMA 2種方式。FDMA是以不同的頻率信道實(shí)現(xiàn)通信的，TDMA是以不同的時(shí)隙實(shí)現(xiàn)通信的頻率復(fù)用是蜂窩移動(dòng)無(wú)線電系統(tǒng)的核心概念。在頻率復(fù)用系統(tǒng)中，處在不同地理位置（不同的小區(qū)）上的用戶(hù)可以同時(shí)使用相同頻率的信道，頻

28、率復(fù)用系統(tǒng)可以極大地提高頻譜效率。但是，如果系統(tǒng)設(shè)計(jì)得不好，將產(chǎn)生嚴(yán)重的干擾，這種干擾稱(chēng)為同信道干擾。這種干擾是由于相同信道公共使用造成的，是在頻率復(fù)用概念中必須考慮的重要問(wèn)題。 頻分多址有時(shí)也稱(chēng)之為信道化，就是把整個(gè)可分配的頻譜劃分成許多單個(gè)無(wú)線電信道（發(fā)射和接收載頻對(duì)），每個(gè)信道可以傳輸一路話音或控制信息。在傳統(tǒng)的無(wú)線電廣播中，均采用頻分多址（FDMA ）方式，每個(gè)廣播信道都有一個(gè)頻點(diǎn)，如果你要收聽(tīng)某一廣播信道，則必須把你的收音機(jī)調(diào)諧到這一頻點(diǎn)上。 第33頁(yè)，共89頁(yè)。時(shí)分多址TDMA時(shí)分多址TDMA時(shí)分多址是在一個(gè)寬帶的無(wú)線載波上，按時(shí)間（或稱(chēng)為時(shí)隙）劃分為若干時(shí)分信道，每一用戶(hù)占用一個(gè)

29、時(shí)隙，只在這一指定的時(shí)隙內(nèi)收（或發(fā)）信號(hào)，故稱(chēng)為時(shí)分多址。GSM系統(tǒng)也采用了此種方式。 TDMA最簡(jiǎn)單的情況是單路載頻被劃分成許多不同的時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙傳輸一路猝發(fā)式信息。TDMA中關(guān)鍵部分為用戶(hù)部分，每一個(gè)用戶(hù)分配給一個(gè)時(shí)隙（在呼叫開(kāi)始時(shí)分配），用戶(hù)與基站之間進(jìn)行同步通信，并對(duì)時(shí)隙進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)自己的時(shí)隙到來(lái)時(shí)，手機(jī)就啟動(dòng)接收和解調(diào)電路，對(duì)基站發(fā)來(lái)的猝發(fā)式信息進(jìn)行解碼。同樣，當(dāng)用戶(hù)要發(fā)送信息時(shí)，首先將信息進(jìn)行緩存，等到自己時(shí)隙的到來(lái)。在時(shí)隙開(kāi)始后，再將信息以加倍的速率發(fā)射出去，然后又開(kāi)始積累下一次猝發(fā)式傳輸。第34頁(yè)，共89頁(yè)。時(shí)序調(diào)整時(shí)序調(diào)整由于GSM采用TDMA，且它的小區(qū)半徑可以達(dá)到35k

30、m，由于從手機(jī)出來(lái)的信號(hào)需要經(jīng)過(guò)一定時(shí)間才能到達(dá)基地站，因此我們必須采取一定的措施，來(lái)保證信號(hào)在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)候到達(dá)基地站。如果沒(méi)有時(shí)序調(diào)整，那么從小區(qū)邊緣發(fā)射過(guò)來(lái)的信號(hào)，就將因?yàn)閭鬏數(shù)臅r(shí)延和從基站附近發(fā)射的信號(hào)相沖突（除非二者之間存在一個(gè)大于信號(hào)傳輸時(shí)延的保護(hù)時(shí)間）。通過(guò)時(shí)序調(diào)整，手機(jī)發(fā)出的信號(hào)就可以在正確的時(shí)間到達(dá)基站。當(dāng)MS接近小區(qū)中心時(shí)，BTS就會(huì)通知它減少發(fā)射前置的時(shí)間，而當(dāng)它遠(yuǎn)離小區(qū)中心時(shí)，就會(huì)要求它加大發(fā)射前置時(shí)間。當(dāng)手機(jī)處于空閑模式時(shí)，它可以接收和解調(diào)基地站來(lái)的BCH信號(hào)。在BCH信號(hào)中有一個(gè)SCH的同步信號(hào)，可以用來(lái)調(diào)整手機(jī)內(nèi)部的時(shí)序，第35頁(yè)，共89頁(yè)。 功率控制 功率控制當(dāng)手機(jī)

31、在小區(qū)內(nèi)移動(dòng)時(shí)，它的發(fā)射功率需要進(jìn)行變化。當(dāng)它離基站較近時(shí)，需要降低發(fā)射功率，減少對(duì)其它用戶(hù)的干擾，當(dāng)它離基站較遠(yuǎn)時(shí)，就應(yīng)該增加功率，克服增加了的路徑衰耗。所有的GSM手機(jī)都可以以2dB 為一等級(jí)來(lái)調(diào)整它們的發(fā)送功率，GSM900 有 5-19功績(jī)率移動(dòng)臺(tái)的最大輸出功率是8W（規(guī)范中最大允許功率是20W，但現(xiàn)在還沒(méi)有20W的移動(dòng)臺(tái)存在）小區(qū)半徑是35公里。DCS1800移動(dòng)臺(tái)的最大輸出功率是1W。它的小區(qū)半徑是2公里。第36頁(yè)，共89頁(yè)。GMSK調(diào)制技術(shù)Gaussian Minimum Shift KeyingEncoderPhase Modulator第37頁(yè)，共89頁(yè)。 GMSK調(diào)制技術(shù)D

32、ataFrequencyPhase+67.708 kHz-67.708 kHz270.833kB/s+90deg-90degIQ第38頁(yè)，共89頁(yè)。GMSK調(diào)制技術(shù) GMSK調(diào)制技術(shù)GSM的調(diào)制方式是0.3GMSK。0.3表示了高斯濾波器的帶寬和比特率之間的關(guān)系。GSMK是通過(guò)在載波頻率上增加或者減少67.708KHz，來(lái)表示0或1，利用兩個(gè)不同的頻率來(lái)表示0和1的調(diào)制方法稱(chēng)為FSK。在GSM中，數(shù)據(jù)的比特率被選擇為正好是頻偏的4倍，這可以減小頻譜的擴(kuò)散，增加信道的有效性，比特率為頻偏4倍的FSK，稱(chēng)為MSK最小頻移鍵控。通過(guò)高斯預(yù)調(diào)制濾波器，可以進(jìn)一步壓縮調(diào)制頻譜。高斯濾波器降低了頻率變化的

33、速度，防止信號(hào)能量擴(kuò)散到鄰近信道頻譜。第39頁(yè)，共89頁(yè)。GMSK調(diào)制技術(shù)0.3GSMK并不是一個(gè)相位調(diào)制，信息并不是象QPSK那樣，由絕對(duì)的相位來(lái)表示。它是通過(guò)頻率的偏移或者相位的變化來(lái)傳送信息的。如果載波的頻率被作為一個(gè)靜止的參考相位，我們就會(huì)看到一個(gè)67.708KHz的信號(hào)在I/Q 平面上穩(wěn)定地增長(zhǎng)相位，它每秒種將旋轉(zhuǎn)67,708次。在每一個(gè)比特周期，相位將變化90一個(gè)1 將由90的相位增長(zhǎng)表示，兩個(gè)1 將引起180的相位增長(zhǎng)，三個(gè)1 將引起270的相位增長(zhǎng)，如此等等。同樣地，連續(xù)的0 也將引起相應(yīng)的相位變化，只是方向相反而已。精確的相位軌跡需要嚴(yán)格的控制。GSM系統(tǒng)使用數(shù)字濾波器和數(shù)字

34、I/Q 調(diào)制器去產(chǎn)生正確的相位軌跡。在GSM規(guī)范中，相位的峰值誤差不得超過(guò)20，均方誤差不得超過(guò)5。第40頁(yè)，共89頁(yè)。跳頻技術(shù)跳頻技術(shù)在語(yǔ)音信號(hào)經(jīng)處理，調(diào)制后發(fā)射時(shí)，還會(huì)采用跳頻技術(shù)即在不同時(shí)隙發(fā)射載頻在不斷地改變.引入跳頻技術(shù)，主要是出于以下兩點(diǎn)考慮。A 由于過(guò)程中的衰落具有一定的頻帶性，引入跳頻可減少瑞利衰落的相關(guān)性。b.由于干擾源分集特性：在業(yè)務(wù)密集區(qū)，蜂窩的容量受頻率復(fù)用產(chǎn)生的干擾限制，因?yàn)橄到y(tǒng)的目標(biāo)是滿(mǎn)足盡可能多買(mǎi)主的需要，系統(tǒng)的最大容量是在一給定部分呼叫由于干擾使質(zhì)量受到明顯降低的基礎(chǔ)上計(jì)算的，當(dāng)在給定的C/I值附近統(tǒng)計(jì)分散盡可能小時(shí)，系統(tǒng)容量較好。我們考慮一個(gè)系統(tǒng)，其中一個(gè)呼叫

35、感覺(jué)到的干擾是由許多其它呼叫引起的干擾電平的平均值。那么，對(duì)于一給定總和，干擾源的數(shù)量越多，系統(tǒng)性能越好。GSM系統(tǒng)的無(wú)線接口采用了慢速跳頻（SFH）技術(shù)。 第41頁(yè)，共89頁(yè)。話音信號(hào)的處理第42頁(yè)，共89頁(yè)。話音信號(hào)的處理 語(yǔ)音通過(guò)一個(gè)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器，實(shí)際上是經(jīng)過(guò)8KHz抽樣、量化后變?yōu)槊?25us含有13bit的碼流；每20ms為一段，再經(jīng)語(yǔ)音編碼后降低傳碼率為13Kbit/s；經(jīng)信道編碼變?yōu)?2.8Kbit/s；再經(jīng)碼字 此編碼方式稱(chēng)為規(guī)則脈沖激勵(lì)長(zhǎng)期預(yù)測(cè)編碼(RPE-LTP)，其處理過(guò)程是先進(jìn)行8KHz抽樣，調(diào)整每20ms為一幀，每幀長(zhǎng)為4個(gè)子幀，每個(gè)子幀長(zhǎng)5ms，比特率為13Kbit

36、/s。現(xiàn)代數(shù)字通信系統(tǒng)往往采用話音壓縮編碼技術(shù)，GSM也不例外。它利用語(yǔ)聲編碼器為人體喉嚨所發(fā)出的音調(diào)和噪聲，以及人的口和舌的聲學(xué)濾波效應(yīng)建立模型，這些模型參數(shù)將通過(guò)TCH信道進(jìn)行傳送。第43頁(yè)，共89頁(yè)。話音信號(hào)的處理語(yǔ)音編碼器是建立在殘余激勵(lì)線性預(yù)測(cè)編碼器（REIP）的基礎(chǔ)上的，并通過(guò)長(zhǎng)期預(yù)測(cè)器（LTP）增強(qiáng)壓縮效果。LTP通過(guò)去除話音的元音部分，使得殘余數(shù)據(jù)的編碼更為有利。語(yǔ)音編碼器以20ms為單位，經(jīng)壓縮編碼后輸出260bits，因此碼速率為13Kbps。根據(jù)重要性不同，輸出的比特分成182bits和78bits兩類(lèi)。較重要的182bits又可以進(jìn)一步細(xì)分出50個(gè)最重要的比特。與傳統(tǒng)的

37、PCM線路上語(yǔ)聲的直接編碼傳輸相比，GSM的13Kbps的話音速率要低得多。更加先進(jìn)的話音編碼器可以將速率進(jìn)一步降低到6.5Kbps（半速率編碼）。第44頁(yè)，共89頁(yè)。 RPE and LTP Coder ( Regular Pulse Excited - Long Term Prediction ) RPE-LTP is a combination of RELP and MPE-LTP codecs.Coverts Speech to Low Data Rate20ms Speech makes 260 BitsOutput 13 kbit/s20 ms BlocksSpeech Code

38、rBits Ordered260 Bits260 Bits13278Important BitsOther Bits50Very Important BitsSpeech Coder - Defined under GSM TS 6.10 第45頁(yè)，共89頁(yè)。交織交織在編碼后，語(yǔ)音組成的是一系列有序的幀。而在傳輸時(shí)的比特錯(cuò)誤通常是突發(fā)性的，這將影響連續(xù)幀的正確性。為了糾正隨機(jī)錯(cuò)誤以及突發(fā)錯(cuò)誤，最有效的組碼就是用交織技術(shù)來(lái)分散這些誤差。交織的要點(diǎn)是把碼字的b 個(gè)比特分散到 n 個(gè)突發(fā)脈沖序列中，以改變比特間的鄰近關(guān)系。n 值越大，傳輸特性越好，但傳輸時(shí)延也越大，因此必須作折衷考慮，這樣，交織就與

39、信道的用途有關(guān)，所以在GSM系統(tǒng)中規(guī)定了幾種交織方法。在GSM系統(tǒng)中，采用二次交織方法。由信道編碼后提取出的456比特被分為8組，進(jìn)行第一次交織，第46頁(yè)，共89頁(yè)。 Block Code1327850Type IaType IbType IIRe-orderingHalf rate convolutional codeCRC50132783Type IaType IbType II37878Type II252578466663TailCRCType IbType IaType IaType IbType II262 Bits in456 Bits Out456 Bits from 20ms

40、 of SpeechError Correction第47頁(yè)，共89頁(yè)。Diagonal Interleaving5757575757575757575757575757575757456 Bits from 20ms of Speech456 Bits from 20ms of Speech5757575757575757575757575757Traffic Channel (TCH) Bursts Carry Two 57 Bit Blocks (114) Each120ms of Speech = 456x6 = 2736 bits2736 / 114 = 24 bursts i.e.

41、 24 frames (mobile Tx once per frame)Multiframe has 26 frames in 120msThere are 2 spare frames .One SACCH, One IdleTCH第48頁(yè)，共89頁(yè)。Convolutional Coding & InterleavingHELLO FOLKSHHEELLLLOO FFOOLLKKSSELSOLHLOFK LEOLSHOLKFELSOLHLOFK LEOLSHOLKFHHEELLL-OO FFO-LLKK-SHELLO FOLKSBits to be Txed:Convolutionally

42、 Encoded:Interleaved:Bits Rxed:De-Interleaved:Viterbi Decoded:ConvolutionalEncoderInterleaverDe-InterleaverDecoderHello.Example:第49頁(yè)，共89頁(yè)。GSM 編號(hào)計(jì)劃 GSM網(wǎng)絡(luò)是復(fù)雜的，它包括交換系統(tǒng)和基站系統(tǒng)。交換子系統(tǒng)包括HLR、MSC、VLR、AUC和EIR，和與基站系統(tǒng)、其它網(wǎng)絡(luò)如PSTN、ISDN，數(shù)據(jù)網(wǎng)、其它PLMN等間接口。為了將一個(gè)呼叫接至某個(gè)移動(dòng)客戶(hù)，需要調(diào)用相應(yīng)的實(shí)體。因此要正確尋址，編號(hào)計(jì)劃就非常重要。下面就GSM移動(dòng)通信網(wǎng)中用來(lái)識(shí)別身份的各種號(hào)

43、碼的編號(hào)計(jì)劃進(jìn)行介紹。 第50頁(yè)，共89頁(yè)。IMEI : International Mobile Equipment Identity國(guó)際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼：唯一地識(shí)別一個(gè)移動(dòng)臺(tái)設(shè)備的編碼，為一個(gè)15位的十進(jìn)制數(shù)數(shù)字 446203408072580Type approvalFactorySerial NumberSp code (always 0)Varies per unit123456234356745678912321Number is allocated by unit type :446203 : GSM StarTAC446620 : GSM 8700444096 : DCS Sta

44、rTAC40 : Easter Inch41 : Easter Inch07 : FlensburgetcIMEI 號(hào)第51頁(yè)，共89頁(yè)。IMSI號(hào)IMSI : International Mobile Subscriber Identity為了在無(wú)線路徑和整個(gè)GSM移動(dòng)通信網(wǎng)上正確地識(shí)別某個(gè)移動(dòng)客戶(hù)，就必須給移動(dòng)客戶(hù)分配一個(gè)特定的識(shí)別碼。這個(gè)識(shí)別碼稱(chēng)為國(guó)際移動(dòng)客戶(hù)識(shí)別碼(IMSI)，用于GSM移動(dòng)通信網(wǎng)所有信令中，存儲(chǔ)在客戶(hù)識(shí)別模塊(SIM)、HLR、VLR中。 234121234567890Country CodeNetwork CodeSubscriber ID234 : UK234 :

45、 UK505 : Australia206 : Belgium242 : Norway242 : Norway10 : Cellnet12 : Vodafone02 : Optus01 : Belgacom01 : Telemobil02 : Netcom123456789023456789013456789012?This number is unique to each subscriber第52頁(yè)，共89頁(yè)。ISDN號(hào)碼移動(dòng)臺(tái)ISDN號(hào)碼(MSISDN) MSISDN號(hào)碼是指主叫客戶(hù)為呼叫數(shù)字公用陸地蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)中客戶(hù)所需撥的號(hào)碼。號(hào)碼的結(jié)構(gòu)為： CC NDC SN |-國(guó)際移動(dòng)客戶(hù)I

46、SDN號(hào)碼 -| |- 國(guó)內(nèi)有效移動(dòng)客戶(hù)ISDN號(hào)碼 -| CC國(guó)家碼。我國(guó)為86。 NDC國(guó)內(nèi)目的地碼，即網(wǎng)絡(luò)接入號(hào)，移動(dòng)GSM網(wǎng)為139，中國(guó)聯(lián)通公司GSM網(wǎng)為130。 SN客戶(hù)號(hào)碼，采用等長(zhǎng)7位編號(hào)計(jì)劃。 第53頁(yè)，共89頁(yè)。MSRN 號(hào)碼移動(dòng)客戶(hù)漫游號(hào)碼() 被叫客戶(hù)所歸屬的HLR知道該客戶(hù)目前是處于哪一個(gè)MSCVLR業(yè)務(wù)區(qū)，為了提供給入口MSCVLR(GMSC)一個(gè)用于選路由的臨時(shí)號(hào)碼，HLR請(qǐng)求被叫所在業(yè)務(wù)區(qū)的MSCVLR給該被叫客戶(hù)分配一個(gè)移動(dòng)客戶(hù)漫游號(hào)碼(MSRN)，并將此號(hào)碼送至HLR，HLR收到后再發(fā)送給GMSC，GMSC根據(jù)此號(hào)碼選路由，將呼叫接至被叫客戶(hù)目前正在訪問(wèn)的M

47、SCVLR交換局。路由一旦建立，此號(hào)碼就可立即釋放。這種查詢(xún)、呼叫選路由功能(即請(qǐng)求一個(gè)MSRN功能)是No7信令中移動(dòng)應(yīng)用部分(MAP)的一個(gè)程序，在GMSCHLRMSCVLR問(wèn)的No7信令網(wǎng)中進(jìn)行傳遞。 移動(dòng)客戶(hù)漫游號(hào)碼(MSRN)結(jié)構(gòu)是： CC NDC SN |-國(guó)際移動(dòng)客戶(hù)ISDN號(hào) -| |-國(guó)內(nèi)有效移動(dòng)客戶(hù)ISDN號(hào)碼 | 我國(guó)郵電部門(mén)GSM移動(dòng)通信網(wǎng)技術(shù)體制規(guī)定139后第一位為零的MSISDN號(hào)碼為移動(dòng)客戶(hù)漫游號(hào)碼(MSRN)，即 1390MlM2M3ABC。MlM2M3為MSC的號(hào)碼。MlM2與MSISDN號(hào)碼中的HlH2相同。 第54頁(yè)，共89頁(yè)。TMSI 和 LAI臨時(shí)移動(dòng)

48、客戶(hù)識(shí)別碼(TMSI) 為了對(duì)IMSI保密，MSCVLR可給來(lái)訪移動(dòng)客戶(hù)分配一個(gè)唯一的TMSI號(hào)碼，即為一個(gè)由MSC自行分配的4字節(jié)的BCD編碼，僅限在本MSC業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)使用。 位置區(qū)識(shí)別碼(LAI) 位置區(qū)識(shí)別碼用于移動(dòng)客戶(hù)的位置更新，其號(hào)碼結(jié)構(gòu)是： 3位數(shù)字 2位數(shù)字 最大16bit MCC MNC LAC |-LAI-| MCC移動(dòng)客戶(hù)國(guó)家碼，同IMSI中的前三位數(shù)字。 MNC移動(dòng)網(wǎng)號(hào)，同IMSI中的MNC。 LAC位置區(qū)號(hào)碼，為一個(gè)2字節(jié)BCD編碼，表示為 X1X2X3X4。在一個(gè)GSM PLMN網(wǎng)中可定義65536個(gè)不同的位置區(qū)。 第55頁(yè)，共89頁(yè)。CGI 和 BSIC全球小區(qū)識(shí)別碼

49、(CGI) CGI是用來(lái)識(shí)別一個(gè)位置區(qū)內(nèi)的小區(qū)，它是在位置區(qū)識(shí)別碼 (LAI)后加上一個(gè)小區(qū)識(shí)別碼(CI)，其結(jié)構(gòu)是： 3位數(shù)字 2位數(shù)字 最大16bit 最大16bit MCC MNC LAC CI |-LAI-| |-CGI-| CI是一個(gè)2字節(jié)BCD編碼，由各MSC自定。 基站識(shí)別碼(BSIC) BSIC是用于識(shí)別相鄰國(guó)家的相鄰基站的，為6bit編碼，其結(jié)構(gòu)是： 3bit 3bit NCC BCC |-BSIC-| NCC國(guó)家色碼，主要用來(lái)區(qū)分國(guó)界各側(cè)的運(yùn)營(yíng)者(國(guó)內(nèi)區(qū)別不同的省)，為XY1Y2。 第56頁(yè)，共89頁(yè)。MSCVLR號(hào)碼、HLR號(hào)碼、切換號(hào)碼(HON) X：運(yùn)營(yíng)者(郵電X1，

50、聯(lián)通0) Y1、Y2：分配見(jiàn)表5-1。 NCC基站色碼，識(shí)別基站。由運(yùn)營(yíng)設(shè)定。 MSCVLR號(hào)碼 MSCVLR號(hào)碼在No.7信令信息中使用，代表MSC的號(hào)碼。我國(guó)郵電部門(mén)GSM移動(dòng)通信網(wǎng)中的MSCVLR號(hào)碼結(jié)構(gòu)為1390MlM2M3，其中MlM2的分配同HlH2的分配。 HLR號(hào)碼 切換HLR號(hào)碼在No.7信令信息中使用，代表HLR的號(hào)碼。郵電部門(mén)GSM移動(dòng)通信網(wǎng)中的HLR號(hào)碼結(jié)構(gòu)是客戶(hù)號(hào)碼為全零的MSISDN號(hào)碼，即139HlH2H30000。切換號(hào)碼(HON) HON是當(dāng)進(jìn)行移動(dòng)交換局間越局切換時(shí)，為選擇路由，由目標(biāo)MSC(即切換要轉(zhuǎn)移到的MSC)臨時(shí)分配給移動(dòng)客戶(hù)的一個(gè)號(hào)碼。此號(hào)碼為MS

51、RN號(hào)碼的一部分。 第57頁(yè)，共89頁(yè)。呼叫處理 客戶(hù)狀態(tài)移動(dòng)臺(tái)客戶(hù)狀態(tài)一般是處于MS 開(kāi)機(jī)(空閑狀態(tài))、MS關(guān)機(jī)和MS忙三種狀態(tài)之一，因此網(wǎng)絡(luò)需要對(duì)這三種狀態(tài)做相應(yīng)處理。 (1) MS開(kāi)機(jī)，網(wǎng)絡(luò)對(duì)它作“附著”標(biāo)記。 當(dāng)移動(dòng)臺(tái)開(kāi)機(jī)(打開(kāi)電源)后，它首先要在空中接口上搜索以找到正確的頻率，并依靠搜索到的正確頻率校正和同步頻率，并將此頻率鎖定。該頻率載有廣播信息和可能的尋呼信息。 若MS是第一次開(kāi)機(jī)，在其數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(SIM卡)中找不到原來(lái)的位置區(qū)識(shí)別碼(LAI)，它就立即要求接入網(wǎng)絡(luò)，向MSC發(fā)送“位置更新請(qǐng)求”消息，通知GSM系統(tǒng)這是一個(gè)此位置區(qū)內(nèi)的新客戶(hù)，MSC根據(jù)該客戶(hù)發(fā)送的IMSI中的Hl

52、H2H3消息，向該客戶(hù)的歸屬位置寄存器(HLR)發(fā)送“位置更新請(qǐng)求”，HLR記錄發(fā)請(qǐng)求的MSC號(hào)碼(即M1M2M3)，并向MSC回送“位置更新接受”消息，至此MSC認(rèn)為此MS已被激活，在訪問(wèn)用戶(hù)位置寄存器(VLR)中對(duì)該客戶(hù)對(duì)應(yīng)的IMSI上作附著標(biāo)記，再向MS發(fā)送位置更新證實(shí)消息，MS的SIM卡記錄此位置區(qū)識(shí)別碼。第58頁(yè)，共89頁(yè)。呼叫處理若MS不是第一次開(kāi)機(jī)，而是關(guān)機(jī)后又開(kāi)機(jī)的，MS接收到的LAI(LAI是在空中接口上連續(xù)發(fā)送的廣播信息的一部分)與它SIM卡中原來(lái)存儲(chǔ)的LAI不一致，那么它也是立即向MSC發(fā)送位置更新請(qǐng)求，MSC要判斷原有的LAI是否是自己服務(wù)區(qū)的位置，如判斷為肯定，MSC

53、只需對(duì)該客戶(hù)的SIM卡原來(lái)的LAI碼改寫(xiě)成新的LAI碼，并在該客戶(hù)對(duì)應(yīng)的IMSI作附著標(biāo)記即可；判斷為否定，MSC需根據(jù)該客戶(hù)的IMSI中的HlH2H3信息，向該客戶(hù)的HLR發(fā)送位置更新請(qǐng)求，HLR在該客戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)記錄發(fā)請(qǐng)求的MSC號(hào)碼，再回送位置更新接受，MSC再對(duì)該客戶(hù)的IMSI作附著標(biāo)記，并向MS回送位置更新證實(shí)信息，MS將SIM卡原來(lái)的LAI碼改寫(xiě)成新的LAI碼。 但若MS關(guān)機(jī)再開(kāi)機(jī)時(shí)，所接收到的LAI與它SIM卡中原來(lái)存儲(chǔ)的LAI相一致，那么MSC只對(duì)該客戶(hù)作附著標(biāo)記。 第59頁(yè)，共89頁(yè)。呼叫處理(2) MS關(guān)機(jī)，從網(wǎng)絡(luò)分離 前面已經(jīng)提到，一個(gè)激活狀態(tài)的MS在VLR中標(biāo)有“附著”標(biāo)

54、記。當(dāng)MS切斷電源關(guān)機(jī)時(shí)，MS即向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送最后一條消息，其中包括分離處理請(qǐng)求，MSC接收到后，即通知VLR對(duì)該MS對(duì)應(yīng)的IMSI上作“分離”標(biāo)記，而歸屬位置寄存器(HLR)并沒(méi)有得到該客戶(hù)已脫離網(wǎng)絡(luò)的通知。當(dāng)該客戶(hù)被尋呼，HLR向拜訪MSCVLR要漫游號(hào)碼(MSRN)時(shí)，MSCVLR通知HLR該客戶(hù)已分離網(wǎng)絡(luò)，不再需要發(fā)送尋找該客戶(hù)的尋呼消息。 (3) MS忙 此時(shí)，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)分配給MS一個(gè)業(yè)務(wù)信道傳送話音或數(shù)據(jù)，并在該客戶(hù)ISDN上標(biāo)注客戶(hù)忙。 當(dāng)MS移動(dòng)時(shí)，必須有能力轉(zhuǎn)到別的信道上，這就叫切換。為了決定是否需要切換及怎樣切換，系統(tǒng)要對(duì)來(lái)自MS和BTS的消息進(jìn)行判斷分析，這叫定位。 第60頁(yè)，

55、共89頁(yè)。呼叫處理 MS主叫若一MS處于激活且空閑狀態(tài)，客戶(hù)A 要建立一個(gè)呼叫，他只要撥被叫B 客戶(hù)號(hào)碼，再按發(fā)送鍵，MS便開(kāi)始啟動(dòng)程序。首先，MS通過(guò)隨機(jī)接入控制信道（RACH)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)第一條消息，既接入請(qǐng)求消息，MSC會(huì)分配它一專(zhuān)用信道，查看A客戶(hù)的類(lèi)別并標(biāo)注此客戶(hù)忙。若網(wǎng)絡(luò)容許此MS接入網(wǎng)絡(luò)，則MSC發(fā)證實(shí)接入請(qǐng)求消息。接著，MS發(fā)呼叫建立消息及B客戶(hù)號(hào)碼，MSC根據(jù)此號(hào)碼將主叫與被叫所在MSC連通，并將被叫號(hào)碼送至被叫所在MSC（B客戶(hù)為移動(dòng)客戶(hù)時(shí)）或送入固定網(wǎng)（PSTN)轉(zhuǎn)界交換機(jī)（B客戶(hù)為固定客戶(hù)時(shí)）中進(jìn)行分析。第61頁(yè)，共89頁(yè)。呼叫處理一旦通往B客戶(hù)的鏈路準(zhǔn)備好，網(wǎng)絡(luò)便向MS發(fā)

56、呼叫建立證實(shí)，并給它分配專(zhuān)用業(yè)務(wù)信道TCH。至此，呼叫建立過(guò)程基本完成，MS等待B客戶(hù)的證實(shí)信號(hào)。 MS被叫 若MS作被叫，以PSTN的固定客戶(hù)A呼叫GSM的移動(dòng)客戶(hù)B的呼叫建立過(guò)程, B客戶(hù)號(hào)碼為139HlH2H3ABCD。A客戶(hù)(如北京固定網(wǎng)某客戶(hù))撥打B客戶(hù)(如上海數(shù)字移動(dòng)某客戶(hù))，撥MSISDN(0139HlH2H3ABCD)號(hào)碼。本地交換機(jī)根據(jù)A客戶(hù)所撥B客戶(hù)號(hào)碼中國(guó)內(nèi)目的地代碼(139)可以與GSM網(wǎng)的GMSC(GSM網(wǎng)入口交換機(jī))間建立鏈路，并將B客戶(hù)MSISDN號(hào)碼傳送給GMSC。GMSC分析此號(hào)碼，根據(jù)HlH2H3ABCD，應(yīng)用查詢(xún)功能向B客戶(hù)的HLR發(fā)MSISDN號(hào)碼，詢(xún)問(wèn)

57、B客戶(hù)漫游號(hào)碼(MSRN)。 第62頁(yè)，共89頁(yè)。呼叫處理HLR將B客戶(hù)MSISDN號(hào)碼轉(zhuǎn)換為客戶(hù)識(shí)別碼 (IMSI) ，查詢(xún)B客戶(hù)目前所在的業(yè)務(wù)區(qū)MSC (如他已漫游到廣州) ，向該區(qū)VLR發(fā)被叫的IMSI，請(qǐng)求VLR分配給被叫客戶(hù)一個(gè)漫游號(hào)碼MSRN，VLR 把分配給被叫客戶(hù)的MSRN號(hào)碼回送給HLR，由HLR發(fā)送給GMSC。GMSC有了MSRN，就可以把入局呼叫接到B客戶(hù)所在的MSC (北京-廣州)。GMSC與MSC的連接可以是直達(dá)鏈路，也可 由匯接局轉(zhuǎn)接。VLR查出被叫客戶(hù)的位置區(qū)識(shí)別碼 (LAI) 之后，MSC將尋呼消息發(fā)送給位置區(qū)內(nèi)所有的BTS，由這些BTS通過(guò)無(wú)線路徑上的尋呼信道

58、 (PCH) 發(fā)送尋呼消息，在整個(gè)位置區(qū)覆蓋范圍內(nèi)進(jìn)行廣播尋呼。守候的空閑MS接收到此尋呼消息，識(shí)別出其IMSI碼后，發(fā)送應(yīng)答響應(yīng)。 第63頁(yè)，共89頁(yè)。釋 放 釋 放 GSM系統(tǒng)使用的呼叫釋放方法與其它通信網(wǎng)使用的呼叫釋放方法基本相同，通信的雙方都可以隨時(shí)終止通信。 在GSM實(shí)施第一階段的規(guī)范中，對(duì)釋放過(guò)程可以簡(jiǎn)化成只用兩條消息，如釋放由移動(dòng)臺(tái)發(fā)起，客戶(hù)按結(jié)束(END)鍵發(fā)拆除 消息，MSC收到后就發(fā)送釋放消息。若是網(wǎng)絡(luò)端(如PSTN)發(fā)起的釋放過(guò)程，MSC收到釋放消息就向移動(dòng)臺(tái)發(fā)出拆線消息。在GSM實(shí)施的第一階段，客戶(hù)從拆線到釋放這段時(shí)間內(nèi)不再交換信令數(shù)據(jù)，于是釋放過(guò)程可以簡(jiǎn)化成只用兩條消

59、息。 第64頁(yè)，共89頁(yè)。位置更新位置更新 MS從一個(gè)位置區(qū)移到另一位置區(qū)時(shí) ，必須進(jìn)行登記，也就是說(shuō)一旦MS發(fā)現(xiàn)其存儲(chǔ)器中的LAI與接收到的LAI發(fā)生了變化，便執(zhí)行登記。這個(gè)過(guò)程就叫位置更新。 首先考慮處于開(kāi)機(jī)空閑狀態(tài)的連續(xù)移動(dòng)的MS，它被鎖定于一個(gè)已定義的無(wú)線頻率，即某小區(qū)的BCCH載頻上，此載頻的零時(shí)隙(TSo)載有BCCH和CCCH。當(dāng)MS向遠(yuǎn)離此小區(qū)BTS的方向移動(dòng)時(shí)，信號(hào)強(qiáng)度就會(huì)減弱。當(dāng)移動(dòng)到兩小區(qū)理論邊界附近的某一點(diǎn)時(shí)，MSC就會(huì)因信號(hào)強(qiáng)度太弱而決定轉(zhuǎn)移到鄰近小區(qū)的新的無(wú)線頻率上。為了正確選擇無(wú) 線頻率，MS要對(duì)每一個(gè)鄰近小區(qū)的BCCH載頻的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行連續(xù)測(cè)量。當(dāng)發(fā)現(xiàn)新的BTS

60、的BTS)發(fā)出的BCCH 載頻信號(hào)強(qiáng)度優(yōu)于原小區(qū)時(shí)，MS將鎖定于這個(gè)新載頻，并繼續(xù)接收廣播消息及可能發(fā)給它的尋呼消息，直到它移向另一小區(qū)。 第65頁(yè)，共89頁(yè)。位置更新由于小區(qū)1和小區(qū)2有相同的位置區(qū)碼，所以MS接收的BCCH載頻的改變并沒(méi)有通知網(wǎng)絡(luò)。這就是說(shuō)，MS在沒(méi)有進(jìn)行位置更新時(shí)，網(wǎng)絡(luò)并不參與此處理過(guò)程。 小區(qū)2和小區(qū)3不屬于同一位置區(qū)。當(dāng)MS從小區(qū)2移動(dòng)到小區(qū)3時(shí)，MS通過(guò)接收BCCH便可知道已接入了新位置區(qū)。由于位置信息非常重要，因此位置區(qū)的變化一定要通知網(wǎng)絡(luò)。這在移動(dòng)通信中稱(chēng)為強(qiáng)制登記。 第66頁(yè)，共89頁(yè)。切 換切 換 將一個(gè)正處于呼叫建立狀態(tài)或忙狀態(tài)的MS轉(zhuǎn)換到新的業(yè)務(wù)信道上的