GSM移動通信原理與應(yīng)用

GSM移動通信原理與應(yīng)用1.GSM移動通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成2.GSM移動通信系統(tǒng)的業(yè)務(wù)3.GSM移動通信的無線接口4.GSM移動通信的信道與語音編碼5.GSM移動通信的控制與管理7.1概述

模擬系統(tǒng)的四大缺點：各個模擬蜂窩系統(tǒng)間差異較大、互不兼容，沒有公共接口，用戶無法在不同系統(tǒng)之間實現(xiàn)漫游；很難開展數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)；

頻譜利用率低無法適應(yīng)大容量的需求；

安全保密性差，易被竊聽。1GSM系統(tǒng)發(fā)展歷史1982年北歐國家為了方便全歐洲統(tǒng)一使用移動電話，向CEPT（歐洲郵電行政大會）提交了一份建議書，要求制定900MHz頻段的公共歐洲電信業(yè)務(wù)規(guī)范。在這次大會上就成立了一個在歐洲電信標準學會（ETSI）技術(shù)委員會下的“移動特別小組”（GroupSpecialMobile，簡稱“GSM”），來制定有關(guān)的標準和建議書。

7.1概述

1GSM系統(tǒng)發(fā)展歷史1987年5月GSM成員國就數(shù)字系統(tǒng)采用的主要技術(shù)達成一致：多址方式：窄帶時分多址TDMA；語音編碼技術(shù)：規(guī)則脈沖激勵線性預測RPE一LTP語音編碼；調(diào)制方式：高斯濾波最小移頻鍵控GMSK調(diào)制方式1991年在歐洲開通了第一個系統(tǒng)，將GSM更名為“全球移動通信系統(tǒng)”（Globa1systemforMobilecommunications）7.1概述

1GSM系統(tǒng)發(fā)展歷史移動特別小組還完成了制定1800MHz頻段的公共歐洲電信業(yè)務(wù)的規(guī)范，名為DCS1800系統(tǒng)。DCS1800系統(tǒng)與GSM900系統(tǒng)功能相同，主要區(qū)別是采用的頻段不同。GSM標準共有12項內(nèi)容，未對硬件作出規(guī)定，只對功能、接口等進行詳細規(guī)定，以便不同公司的產(chǎn)品可以互連互通。1993年我國開通了第一個數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)。7.1概述

1GSM系統(tǒng)發(fā)展歷史

GSM系統(tǒng)組成MS：移動臺;BSS:基站子系統(tǒng)NSS:網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)7.1概述

2GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與接口---（1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)7.1概述

2GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與接口---（1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)子單元功能MSSMS（移動臺）包括ME(移動設(shè)備)和SIM(用戶識別模塊)BSSBTS（基站）為一個小區(qū)服務(wù)的無線收發(fā)信設(shè)備BSC（基站控制器）對一個或多個BTS進行控制以及相應(yīng)呼叫控制NSSMSC（移動業(yè)務(wù)交換中心）對于位于它管轄區(qū)域中的移動臺進行控制、交換VLR（訪問位置寄存器）存儲來訪用戶與呼叫處理有關(guān)的一些數(shù)據(jù)HLR（歸屬位置寄存器）存儲該HLR轄區(qū)的移動用戶的有關(guān)數(shù)據(jù)與目前所處位置的信息，包括移動用戶號碼、訪問能力、用戶類別、補充業(yè)務(wù)、漫游信息等EIR（設(shè)備識別寄存器）對移動設(shè)備的識別、監(jiān)視、閉鎖存儲有關(guān)移動臺設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫AUC（鑒權(quán)中心）認證移動用戶的身份和產(chǎn)生相應(yīng)鑒權(quán)參數(shù)OMC（操作維護中心）操作維護系統(tǒng)中的各功能實體GSM系統(tǒng)可通過MSC實現(xiàn)與多種網(wǎng)絡(luò)的互通，包括PSTN、ISDN、PLMN和PSPDN7.1概述

2GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與接口---（1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

GSM系統(tǒng)子單元及其功能7.1概述

2GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與接口---（2）網(wǎng)絡(luò)接口

GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口分類接口名稱定義主要接口A接口NSS與BSS之間的通信接口，即MSC與BSC之間的互連接口Abis接口BSC與基站收發(fā)信機（BTS）之間的通信接口Um接口即空中接口，MS與BTS之間的無限通信接口，最重要、最復雜NSS內(nèi)部接口B接口MSC與訪問位置寄存器（VLR）之間的接口C接口MSC與原籍位置寄存器（HLR）之間的接口D接口VLR與HLR之間的接口E接口相鄰區(qū)域的不同移動交換中心之間的接口F接口MSC與移動設(shè)備識別寄存器（EIR）之間的接口G接口兩個VLR之間的接口GSM與其它公用電信網(wǎng)接口，通過MSC與公用電信網(wǎng)互聯(lián)，一般采用7號信令系統(tǒng)7.1概述

2GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與接口---（2）網(wǎng)絡(luò)接口

GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口名稱與定義采用獨立網(wǎng)號方式來組網(wǎng)“中國移動”GSM網(wǎng)絡(luò)接入號為“139”，“中國聯(lián)通”GSM網(wǎng)絡(luò)接入號為“130”。全國GSM移動電話網(wǎng)按大區(qū)設(shè)立一級匯接中心、省內(nèi)設(shè)立二級匯接中心、移動業(yè)務(wù)本地網(wǎng)設(shè)立端局構(gòu)成三級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。三級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成了一個完全獨立的數(shù)字移動通信網(wǎng)絡(luò)。7.1概述

2GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與接口---（3）我國網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)GSM數(shù)字移動通信網(wǎng)與PSTN網(wǎng)相重疊。公用電話網(wǎng)有它的國際出口局，而GSM數(shù)字移動通信網(wǎng)卻無國際出口局，國際間的通信仍然還需借助于公用電話網(wǎng)的國際局。在“中國聯(lián)通”GSM移動交換局所在地，聯(lián)通網(wǎng)和主網(wǎng)(移動GSM移動通信網(wǎng)和電信PSTN網(wǎng))之間各設(shè)一個網(wǎng)間接口局，聯(lián)通網(wǎng)和主網(wǎng)經(jīng)過網(wǎng)間接口局連通。

7.1概述

2GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與接口---（3）我國網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)省內(nèi)GSM移動通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

省內(nèi)設(shè)若干個移動業(yè)務(wù)匯接中心(即二級匯接中心)。二級匯接中心可以是單獨設(shè)置的匯接中心(即不帶客戶，只作匯接)，也可兼作移動端局(與基站相連，可帶客戶)。省內(nèi)GSM移動通信網(wǎng)中一般設(shè)置二三個移動匯接局較為適宜，最多不超過四個，每個移動端局至少應(yīng)與省內(nèi)兩個二級匯接中心相連。7.1概述

2GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與接口---（3）我國網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

移動業(yè)務(wù)本地網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)全國可劃分為若干個移動業(yè)務(wù)本地網(wǎng)，每個移動業(yè)務(wù)本地網(wǎng)中應(yīng)設(shè)立一個HLR和一個或若干個移動業(yè)務(wù)交換中心(MSC)，還可以幾個移動業(yè)務(wù)本地網(wǎng)共用一個MSC。

信令網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

在建網(wǎng)初期，由于國內(nèi)的No.7信令網(wǎng)不適宜傳輸MAP（移動應(yīng)用部分）消息，作為過渡，先建立移動專用No.7信令網(wǎng)。7.1概述

2GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與接口---（3）我國網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)目前中國的GSM組網(wǎng)方式遵循以下原則。省內(nèi)話務(wù)和信令轉(zhuǎn)接走低級話務(wù)匯接局（B1、B2）和省內(nèi)低級信令匯接局（L1、L2）。省際話務(wù)和信令轉(zhuǎn)接走高級話務(wù)匯接局（A1、A2）和省內(nèi)高級信令匯接局（H1、H2）。國際話務(wù)和信令轉(zhuǎn)接走國際局中轉(zhuǎn)（目前國內(nèi)的國際局設(shè)置在北京、上海和廣州三個城市）7.1概述2GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與接口---（3）我國網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)本地端局兼關(guān)口局（MSC1、MSC2、MSC3（純端局）、MSC4）完成本地話務(wù)及信令交換本地HLR（ZZH01、ZZH02）存儲本地用戶數(shù)據(jù)省級低級話務(wù)匯接局（CSB1、CSB2）完成本省話務(wù)交換省級高級話務(wù)匯接局（CSA1、CSA2）完成省內(nèi)交換機同省外交換機話務(wù)交換省級低級信令匯接局（CSL1、CSL2）完成株洲交換機和本省的信令接續(xù)省級高級信令匯接局（CSH1、CSH2）完成本省交換機和省外交換機的信令接續(xù)。7.1概述2GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與接口---（3）我國網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)-株洲衡陽MSC1-4永洲MSC1-2婁底MSC1-2邵陽MSC1-3益陽MSC1-2常德MSC1-4岳陽MSC1-4懷化MSC1-4吉首MSC1長沙MSC1-9株洲MSC1-4湘潭MSC1-2郴洲MSC1-3張家界MSC1CSA1、A2CSB1、B2中國移動長途話務(wù)匯接網(wǎng)7.1概述2GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與接口---（3）我國網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)湖南省交換網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲--話務(wù)網(wǎng)衡陽MSC、HLR及SMSC永洲MSC、HLR婁底MSCHLR邵陽MSC、HLR及SMSC益陽MSC、HLR常德MSC、HLR岳陽MSC、HLR懷化MSCHLR吉首MSCHLR長沙MSC1-9HLR1-4株洲MSC1-4HLR1、2湘潭MSC及HLR郴洲MSCHLR張家界MSCHLRCSHSTP1/2CSLSTP1/2中國移動長途7號信令網(wǎng)長沙SCP、SSP及SMSCCSA1、A2CSB1、B27.1概述2GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與接口---（3）我國網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)湖南省交換網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓撲--信令網(wǎng)服務(wù)區(qū)PLMN…PLMNMSCMSC…位置區(qū)位置區(qū)基站基站……扇區(qū)扇區(qū)…PLMN：PublicLandMobileNetwork

公用陸地移動通信網(wǎng)7.1概述

3GSM的區(qū)域、號碼、地址與識別---（1）區(qū)域定義

區(qū)域定義名稱定義GSM服務(wù)區(qū)向移動臺提供服務(wù)的區(qū)域，可由一個或多個PLMN組成；地域上可以是一個國家或一個國家的一部分，也可以是若干個國家PLMN一個公用陸地移動通信網(wǎng)（PLMN）可以由一個或若干個MSC組成，PLMN與各種固定網(wǎng)絡(luò)之間的接口是MSCMSC區(qū)一個移動交換中心所控制的區(qū)域，連接一個或若干個基站控制器，地理上包含多個位置區(qū)。位置區(qū)通常由若干個小區(qū)組成，移動臺在位置區(qū)內(nèi)無需進行位置更新；呼叫發(fā)起時，向一個位置區(qū)內(nèi)的所有基站同時發(fā)起?；緟^(qū)即小區(qū)，基站的有效覆蓋范圍扇區(qū)基站采用定向天線時，定向天線在一定角度的覆蓋范圍7.1概述

3GSM的區(qū)域、號碼、地址與識別---（1）區(qū)域定義

區(qū)域定義MCC(3位)MNC(1或2位)

MSIN|------------國際移動客戶識別---------------|

|---國內(nèi)移動客戶識別----|7.1概述

3GSM的區(qū)域、號碼、地址與識別---（2）號碼識別MCC:移動國家號碼，由3位數(shù)字組成，我國為460。MNC:移動網(wǎng)號，由2位數(shù)字組成，移動GSMPLMN網(wǎng)為00，聯(lián)通GSMPLMN網(wǎng)為0l。MSIN:移動用戶識別碼，由等長10位數(shù)字構(gòu)成，用于識別某一PLMN中的移動用戶。

國際移動用戶識別碼(IMSI)

GSM移動通信網(wǎng)給移動客戶分配一個特定的識別碼。存儲在客戶識別模塊(SIM)、HLR、VLR中。臨時移動客戶識別碼(TMSI)

為了對IMSI保密，MSC／VLR可給來訪移動客戶分配一個唯一的TMSI號碼，僅限在本MSC業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)使用。

國際移動臺設(shè)備識別碼(IMEI)

唯一地識別一個移動臺設(shè)備的編碼，為一個15位的十進制數(shù)數(shù)字，其結(jié)構(gòu)是：

TAC(6位數(shù)字)FAC(2位數(shù)字)SNR(6位數(shù)字)SP(l位數(shù)字)

TAC:型號批準碼;

FAC:工廠裝配碼，表示生產(chǎn)廠家及其裝配地。

SNR:序號碼，

SP:備用，備作將來使用。

7.1概述

3GSM的區(qū)域、號碼、地址與識別---（2）號碼識別7.1概述

3GSM的區(qū)域、號碼、地址與識別---（2）號碼識別

CCNDCSN|-----------國際移動客戶ISDN號碼----------------||--國內(nèi)有效移動客戶ISDN號碼--|CC：國家碼。我國為86。NDC：國內(nèi)目的地碼，包括網(wǎng)絡(luò)接入號（移動139，聯(lián)通130）和4位HLR識別碼（移動業(yè)務(wù)本地網(wǎng)號）。SN：客戶號碼，采用等長4位編號計劃。移動臺號碼（手機號碼）

移動臺國際ISDN號碼(MSISDN)

主叫客戶為呼叫數(shù)字公用陸地蜂窩移動通信網(wǎng)中客戶所需撥的號碼。號碼的結(jié)構(gòu)為：7.1概述

3GSM的區(qū)域、號碼、地址與識別---（2）號碼識別移動客戶漫游號碼(MSRN)結(jié)構(gòu)是：

CCNDCSN|---------國際移動客戶ISDN號-----------------||--國內(nèi)有效移動客戶ISDN號碼--|移動客戶漫游號碼(MSRN)(與MSISDN結(jié)構(gòu)相同）

當移動臺漫游到一個新的服務(wù)區(qū)時，由VLR給其分配一個臨時性的漫游號碼，并通知該移動臺的HLR，用于建立通信路由。移動臺號碼（手機號碼）7.1概述

3GSM的區(qū)域、號碼、地址與識別---（2）號碼識別位置區(qū)識別碼(LAI)

位置區(qū)識別碼用于移動客戶的位置更新，其號碼結(jié)構(gòu)是：

3位數(shù)字2位數(shù)字最大16bit

MCCMNCLAC

|---------------LAI--------------|

MCC：移動客戶國家碼，同IMSI中的前三位數(shù)字。

MNC：移動網(wǎng)號，同IMSI中的MNC。

LAC：位置區(qū)號碼，為一個2字節(jié)BCD編碼，在一個

GSMPLMN網(wǎng)中可定義65536個不同的位置區(qū)。7.1概述

3GSM的區(qū)域、號碼、地址與識別---（2）號碼識別全球小區(qū)識別碼(CGI)

CGI是用來識別一個位置區(qū)內(nèi)的小區(qū)，它是在位置區(qū)識別碼(LAI)后加上一個小區(qū)識別碼(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2字節(jié)BCD編碼，由各MSC自定7.1概述

3GSM的區(qū)域、號碼、地址與識別---（2）號碼識別基站識別碼(BSIC)

BSIC主要用于識別相鄰國家的具有相同載頻的相鄰基站，為6bit編碼，其結(jié)構(gòu)是：

NCC（3bit） BCC（3bit）

|--------BSIC-------------------------|

NCC:PLMN色碼(國家色碼)，為XY1Y2，主要用來區(qū)分國界各側(cè)的運營者(國內(nèi)區(qū)別不同的省)。X：運營者(移動X＝1，聯(lián)通＝0)。

BCC：BTS色碼，用來識別相同載頻的不同的基站7.1概述BCC:基站色碼，識別基站。由運營設(shè)定3GSM的區(qū)域、號碼、地址與識別---（2）號碼識別基站識別碼(BSIC)

Y2Y1010吉林、甘肅、西藏、廣西、福建、湖北、北京、江蘇黑龍江、遼寧、寧夏、四川、海南、江西、天津、山西、山東1新疆、廣東、河北、安徽、上海、貴州、陜西內(nèi)蒙古、青海、云南、河南、浙江、湖南

GSM業(yè)務(wù)就是GSM系統(tǒng)為了滿足一個特定用戶的通信要求而向用戶提供的服務(wù)分類業(yè)務(wù)基本業(yè)務(wù)附加業(yè)務(wù)電信業(yè)務(wù)承載業(yè)務(wù)圖

GSM系統(tǒng)業(yè)務(wù)分類

7.1概述

4GSM的業(yè)務(wù)---（1）基本業(yè)務(wù)---分類基本業(yè)務(wù)分類功能電信業(yè)務(wù)（Teleservices）又稱用戶終端業(yè)務(wù)為用戶通信提供包括終端設(shè)備功能在內(nèi)的完整能力承載業(yè)務(wù)（BearerServices）提供用戶接入點（也稱“用戶/網(wǎng)絡(luò)”接口）間信號傳輸?shù)哪芰﹄娦艠I(yè)務(wù)終端設(shè)備數(shù)字蜂窩PLMN傳輸網(wǎng)終端網(wǎng)終端設(shè)備承載業(yè)務(wù)圖GSM支持的基本業(yè)務(wù)

7.1概述

4GSM的業(yè)務(wù)---（1）基本業(yè)務(wù)---分類7.1概述

4GSM的業(yè)務(wù)---（1）基本業(yè)務(wù)---電信業(yè)務(wù)注1.承載業(yè)務(wù)61和81中的數(shù)據(jù)為3.1KHz信息傳送能力的承載業(yè)務(wù)21-342.表中“T”表示透明；“NT”表示不透明業(yè)務(wù)碼(分類號)承載業(yè)務(wù)名稱業(yè)務(wù)碼承載業(yè)務(wù)名稱透明屬性21異步300bps雙工電路型33同步4.8kbps雙工電路型T或NT22異步1.2kbps雙工電路型34同步9.6kbps雙工電路型24異步2.4kbps雙工電路型42異步PAD接入1.2kbps電路型25異步4.8kbps雙工電路型44異步PAD接入2.4kbps電路型26異步9.6kbps雙工電路型45異步PAD接入4.8kbps電路型32同步2.4kbps雙工電路型46異步PAD接入9.6kbps電路型61交替語音/數(shù)據(jù)81語音后接數(shù)據(jù)注131同步1.2kbps雙工電路型T41異步PAD接入1.2kbps電路型NT7.1概述4GSM的業(yè)務(wù)---（1）基本業(yè)務(wù)---承載業(yè)務(wù)計費提示–AOC交替線業(yè)務(wù)(ALS)--個人或商業(yè)來話限制--BAIC當漫游在HPLMN（歸屬PLMN）之外時，限制所有來話在國外時限制來話呼出限制--BOC限制所有打出去的國際電話--BOIC限制所有打出去的國際電話，除了打到HPLMN國家的電話附加業(yè)務(wù)是基本電信業(yè)務(wù)的增強或補充。7.1概述4GSM的業(yè)務(wù)---（2）補充業(yè)務(wù)（附加業(yè)務(wù)）遇忙呼叫前轉(zhuǎn)--CFB無應(yīng)答呼叫前轉(zhuǎn)--CFNA無條件呼叫前轉(zhuǎn)--CFU呼叫保持呼叫等待--CW 主叫線識別顯示--CLIP主叫線識別限制--永久或預呼--CLIR中央交換業(yè)務(wù)

會議呼叫--CONF運營者確定的呼叫限制(ODB)7.1概述4GSM的業(yè)務(wù)---（2）補充業(yè)務(wù)（附加業(yè)務(wù)）多址方式：TDMA/FDMA混合多址。區(qū)群內(nèi)小區(qū)數(shù)為3、4或7個，每個小區(qū)含多個載頻，每個載頻含有8個時隙。

發(fā)射功率：基站發(fā)射功率為每載波500W，每時隙平均為500/8=62.5W。移動臺發(fā)射功率分為0.8W、2W、5W、8和20W，可供用戶選擇。調(diào)制方式：GMSK，矩形脈沖在調(diào)制前先進行高斯濾波，改善了頻譜特性，鄰信道功率電平小于-60dB，滿足CCIR的要求。

覆蓋范圍：小區(qū)半徑為最大35km(用于農(nóng)村)，最小為500m(市區(qū))。采用多種抗干擾技術(shù)：如自適應(yīng)均衡、跳頻和糾錯碼等。7.2GSM的無線接口

1GSM系統(tǒng)無線傳輸特征GSM工作頻段歐洲：收發(fā)頻率間隔為45MHz

上行:890～915MHz（移動臺發(fā)、基站收）下行:935～960MHz（基站發(fā)、移動臺收）載頻間隔：0.2MHz系統(tǒng)載頻數(shù):(915-890)/0.2-1=124(對)；n=1~124.

上頻段第n個信道的載頻(中心頻)：fl(n)=(890+0.2n)MHz

下頻段：fh(n)=(935+0.2n)MHz；每個載頻有8個時隙，系統(tǒng)共有物理信道1248=992(個)7.2GSM的無線接口

1GSM系統(tǒng)無線傳輸特征GSM工作頻段中國：收發(fā)頻率間隔為45MHz

上行：905～915（移動臺發(fā)、基站收）下行：950～960（基站發(fā)、移動臺收）載頻間隔：0.2MHz；載頻數(shù)：(915-905)/0.2-1=49(對)；上頻段:fl(n)=(905+0.2n)MHz；下頻段:fh(n)=[fl(n)＋45]MHz；每個載頻有8個時隙，系統(tǒng)共有物理信道498=392(個)隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，可向1.8GHz頻段的DCS1800過渡：上行：1710～1785MHz（移動臺發(fā)、基站收）

下行：1805～1880MHz（基站發(fā)、移動臺收）7.2GSM的無線接口

1GSM系統(tǒng)無線傳輸特征TDMA邏輯信道概念

邏輯信道是指承載某種業(yè)務(wù)、具有某種邏輯功能的信道。物理信道上傳輸?shù)男畔催壿嫻δ芸煞譃闃I(yè)務(wù)信息和控制信息；因此為傳輸具有不同邏輯功能的信息，在物理信道上要安排相應(yīng)的邏輯信道；邏輯信道要映射到物理信道上傳送。物理信道:一個時隙(TS)

信道控制信道（CCH）邏輯信道業(yè)務(wù)信道(TCH)2GSM系統(tǒng)信道類型7.2GSM的無線接口

7.2GSM的無線接口

2GSM系統(tǒng)信道類型

GSM邏輯信道分類

業(yè)務(wù)信道（TCH）：用于傳送編碼后的語音或數(shù)據(jù)，以及少量的隨路控制信令。語音業(yè)務(wù)信道業(yè)務(wù)信道

數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道

根據(jù)交換方式的不同分為電路交換信道和數(shù)據(jù)交換信道依據(jù)傳輸速率的不同分為半速率信道（6.5kbit/s）、全速率信道（13kbit/s）與增強全速率信道（它的速率與全速率信道的速率一樣為13kbit/s，只是其壓縮編碼方案更為優(yōu)越，所以有較好的話質(zhì)）7.2GSM的無線接口

2GSM系統(tǒng)信道類型

GSM邏輯信道分類

7.2GSM的無線接口

控制信道(CCH)：用于傳送信令或同步數(shù)據(jù)。根據(jù)所需完成的功能又把控制信道分為廣播、公共及專用三種控制信道。廣播信道(BCH)：是“一點對多點”的單向控制信道，用于基站向移動臺廣播公用的信息；2GSM系統(tǒng)信道類型

GSM邏輯信道分類

廣播信道的分類功能頻率校正信道（FCCH）傳送頻率校正信息同步信道（SCH）傳送幀同步（TDMA幀號）信息和BTS識別碼（BSIC）信息廣播控制信道（BCCH）向每個BTS廣播通用的信息控制信道(CCH)：公用控制信道(CCCH)：是一種雙向控制信道，用于呼叫接續(xù)階段傳輸鏈路連接所需要的控制信令。又分為尋呼信道(PCH)、隨機接入信道(RACH)和準許接入信道(AGCH);專用控制信道(DCCH)：實施“點對點”的雙向控制信道。用于呼叫接續(xù)階段及通信進行當中，在移動臺與基站之間傳輸必要的控制信息。又分為獨立專用控制信道(SDCCH)、慢速輔助控制信道(SACCH)和快速輔助控制信道(FACCH)。7.2GSM的無線接口2GSM系統(tǒng)信道類型

GSM邏輯信道分類

公用控制信道(CCCH)分類功能上/下行信道尋呼信道（PCH）廣播基站尋呼移動臺的尋呼消息下行信道隨機接入信道（RACH）MS隨機接入網(wǎng)絡(luò)時用此信道向基站發(fā)送信息并申請指配一獨立專用控制信道SDCCH上行信道允許接入信道（AGCH）基站向隨機接入成功的移動臺發(fā)送指配了的獨立專用控制信道SDCCH下行信道專用控制信道(DCCH)分類功能獨立專用控制信道（SDCCH）傳送基站和移動臺間的指令與信道指配信息隨路信道（ACCH）慢速隨路信道（SACCH）基站向移動臺傳送功率控制信息、幀調(diào)整信息；基站接收移動臺發(fā)來的移動臺接收信號強度報告和鏈路質(zhì)量報告與SDCCH或者業(yè)務(wù)信道公用在一個物理信道上傳送信令消息快速隨路信道（FACCH）傳送基站與移動臺間的越區(qū)切換的信令消息7.2GSM的無線接口2GSM系統(tǒng)信道類型

GSM邏輯信道分類：控制信道(CCH)：

五個層次：時隙、TDMA幀、復幀、超幀和超高幀時隙是物理信道的基本單元TDMA幀由8個時隙組成，是占據(jù)載頻帶寬的基本單元，即每個載頻有8個時隙。復幀有兩種類型由26個TDMA幀組成的復幀。用于TCH、SACCH和FACCH由51個TDMA幀組成的復幀。用于BCCH和CCCH超幀是由51個26幀的復幀或26個51幀的復幀構(gòu)成超高幀等于2048個超幀超高幀的周期與加密和跳頻有關(guān)；每經(jīng)過一個超高幀周期，循環(huán)長度為2715648，相當于3小時28分53秒760毫秒，系統(tǒng)將重新啟動密碼和跳頻算法。7.2GSM的無線接口3GSM系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)7.2GSM的無線接口

3GSM系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)

GSM系統(tǒng)中每幀含8個時隙，時隙寬度為0.577ms,每個時隙包含156.25bit。

GSM系統(tǒng)在物理信道上傳輸?shù)男畔⑹谴蠹s由100多個調(diào)制比特組成的脈沖串，稱為突發(fā)脈沖序列，共有五種類型。常規(guī)(普通)突發(fā)脈沖(NB,NornalBurst)序列：用于傳輸業(yè)務(wù)信道TCH和專用控制信道(DCCH)的信息。頻率校正突發(fā)(FB,FrequencyCorrectionBurst)脈沖序列:用于校正移動臺的載波頻率。同步突發(fā)(SB,SynchronizationBurst)脈沖序列：用于移動臺的時間同步。7.2GSM的無線接口

4GSM系統(tǒng)時隙---分類接入突發(fā)(AB,AccessBurst)脈沖序列：用于上行傳輸方向，在隨機接入信道(RACH)上傳送，用于移動用戶向基站提出入網(wǎng)申請。空閑突發(fā)脈沖序列（DB）：此突發(fā)脈沖序列在某些情況下由BTS發(fā)出，不攜帶任何信息。它的格式與普通突發(fā)脈沖序列相同，其中加密比特改為具有一定比恃模型的混合比特。7.2GSM的無線接口

4GSM系統(tǒng)時隙---分類7.2GSM的無線接口

4GSM系統(tǒng)時隙---分類類型邏輯信道攜帶信息常規(guī)突發(fā)脈沖TCH及除RACH、SCH、FCCH和空閑突發(fā)脈沖以外的控制信道業(yè)務(wù)信息和控制信息頻率校正突發(fā)脈沖頻率校正信道（FCCH）頻率校正信息同步突發(fā)脈沖同步信道（SYCH）系統(tǒng)同步信息接入突發(fā)脈沖隨機接入信道（RACH）隨機接入信息空閑突發(fā)脈沖控制信道無7.2GSM的無線接口

4GSM系統(tǒng)時隙---格式

尾比特用于設(shè)置起始時間和結(jié)束時間；保護時間用于防止不同移動臺按時隙突發(fā)的信號因傳播時延不同而在基站處發(fā)生前后交疊

現(xiàn)象。尾位TB：總是000，是突發(fā)脈沖開始與結(jié)尾的標志57個加密比特：加密語音、數(shù)據(jù)或控制信息借用標志F：表明借用一半業(yè)務(wù)信道資源給FACCH訓練序列：一串已知比特，供信道均衡用保護時間GP：防止由于定時誤差而造成突發(fā)脈沖間的重疊TB3加密比特57F1訓練序列26F1加密比特57TB3GP8.250.577ms156.25bit7.2GSM的無線接口

4GSM系統(tǒng)時隙---格式常規(guī)突發(fā)脈沖（NB：NormalBurst）142個固定比特：全0，固定的的頻率校正信息TB3固定比特142TB3GP8.250.577ms156.25bitTB3加密比特39同步序列64加密比特39TB3GP8.250.577ms156.25bit7.2GSM的無線接口

4GSM系統(tǒng)時隙---格式頻率校正突發(fā)脈沖（FB：FrequencyCorrectionBurst）同步突發(fā)脈沖（SB：SynchronizationBurst）39個加密比特：TDMA幀號（TN）以及基站識別碼（BSIC）信息

長同步序列：易被檢測TB8訓練序列41加密比特36TB3GP68.25TB3固定比特57F1訓練序列26F1固定比特57TB3GP8.257.2GSM的無線接口

4GSM系統(tǒng)時隙---格式接入突發(fā)脈沖（AB：AccessBurst）長保護時間GP：適應(yīng)移動臺首次接入或切換到新基站時不知時間的提前量空閑突發(fā)脈沖（DB：DummyBurst）

將普通突發(fā)脈沖中的加密信息比特換成固定比特當無用戶信息傳輸時，用空閑突發(fā)脈沖替代普通突發(fā)脈沖在TDMA時隙中傳送信道的組合是指在物理信道上對邏輯信道進行復用組合方式：邏輯信道到物理信道的映射業(yè)務(wù)信道的組合

C0C1Cn-1

表示每個基站的n個載頻;C0為主載頻；

TS0TS1…TS7表示每個載頻的8個時隙；

C0

的TS0用于廣播信道和公共控制信道；

C0

的TS1用于專用控制信道；

C0

的TS2…TS7以及其余C1Cn-1載頻上的8個時隙均用于業(yè)務(wù)信道7.2GSM的無線接口

5信道的組合方式7.2GSM的無線接口

5信道的組合方式業(yè)務(wù)信道的復幀(含26幀)與物理信道(一個時隙)的映射關(guān)系：

24幀T（TCH）用戶傳輸業(yè)務(wù)信息；

1幀A，代表隨路的慢速輔助控制信道（SACCH）；

1幀I，代表空閑，不含任何信息，用于配合測量。業(yè)務(wù)信道的組合方式---C0的TS2~TS7時隙上的下行TCH復用7.2GSM的無線接口

5信道的組合方式上下行鏈路的TCH結(jié)構(gòu)完全一樣，只是有3個TS的偏移，表明移動臺的收發(fā)不必同時進行業(yè)務(wù)信道的組合方式---C0的TS2~TS7時隙上的TCH上下行偏移

圖TCH上下行偏移

圖

BCCH與CCCH在主載頻TS0上的復用（下行鏈路）TDMA幀7.2GSM的無線接口

5信道的組合方式控制信道的組合方式—C0的TS0時隙上的信道復用---下行鏈路F（FCCH）：移動臺據(jù)此校正同步頻率S（SCH）：移動臺據(jù)此讀TDMA幀號和基站識別碼（BSIC）B（BCCH）：移動臺據(jù)此讀有關(guān)小區(qū)的通用信息C（CCCH）：移動臺依此接受尋呼和接入I（IDEL）：空閑幀，不含任何信息，僅作為復幀的結(jié)束標志廣播信道（BCH）和公共控制信道（CCCH）共占用51個TS0時隙，但從時間上講長度為51個TDMA幀

以每出現(xiàn)一個空閑幀作為復幀結(jié)束，在空閑幀之后，再從F、S開始進行新的復幀，即時分復用構(gòu)成TDMA的復幀結(jié)構(gòu)在沒有尋呼或呼叫接入時，基站也總在C0上發(fā)射。這使移動臺能夠測試基站的信號強度以決定使用哪個小區(qū)更為合適

7.2GSM的無線接口

5信道的組合方式控制信道的組合方式—C0的TS0時隙上的信道復用下行鏈路只含有隨機接入信道（RACH），用于移動臺的接入。下圖為51個連續(xù)TDMA幀的TS0。

7.2GSM的無線接口

5信道的組合方式控制信道的組合方式—C0的TS0時隙上的信道復用上行鏈路TS0上RACH的復用用來映射專用控制信道，重復周期為102個TS獨立專用控制信道（SDCCH）的DX（D0、D1、…、D7）只用于移動臺建立呼叫的開始時使用，當移動臺轉(zhuǎn)移到業(yè)務(wù)信道TCH上，DX就用于其它的移動臺。慢速隨路信道（SACCH）的AX（A0、A1、…、A7）主要用于傳送不緊要的控制信息，如無線測量數(shù)據(jù)等上下行鏈路有相同結(jié)構(gòu)，只是在時間上有一個偏移，即意味著對于一個移動臺可同時雙向接續(xù)7.2GSM的無線接口

5信道的組合方式控制信道的組合方式—C0的TS1時隙上的信道復用下行鏈路圖

SDCCH與SACCH在TS1上的復用（下行）

7.2GSM的無線接口

5信道的組合方式控制信道的組合方式—C0的TS1時隙上的信道復用上行鏈路圖

SDCCH與SACCH在TS1上的復用（上行）

7.2GSM的無線接口

5信道的組合方式控制信道的組合方式—C0的TS1時隙上的信道復用公用控制信道和專用控制信道的綜合復用7.2GSM的無線接口

5信道的組合方式控制信道的組合方式—C0的TS0時隙上的控制信道綜合復用若小區(qū)只有一套收發(fā)單元（一對雙工載頻C0），只有8個TS，TS1~TS7均用于業(yè)務(wù)信道；TS0既用于公用、也用于專用控制信道。在載頻C0上：TS0：邏輯控制信道，重復周期為51個TSTS1：邏輯控制信道，重復周期為102個TSTS2~TS7：邏輯業(yè)務(wù)信道，重復周期為26個TS其它C1～Cn-1個載頻的TS0~TS7時隙全部是業(yè)務(wù)信道

7.2GSM的無線接口

5信道的組合方式映射關(guān)系小結(jié)數(shù)字化語音信號在無線傳輸時主要面臨三個問題：帶寬有限：選擇低速率的編碼方式，以適應(yīng)有限帶寬的要求；信道衰落導致誤碼：選擇有效的信道編碼方法降低誤碼率；干擾和噪聲嚴重：選用有效的調(diào)制方法降低干擾。7.2GSM的無線接口

6語音和信道編碼—(1)概述圖

GSM中語音處理的一般過程7.2GSM的無線接口

6語音和信道編碼—(1)概述GSM系統(tǒng)語音處理的一般過程7.2GSM的無線接口

6語音和信道編碼—(1)概述---GSM語音和信道編碼組成框圖語音方案

13kbit/sRPE-LTP碼（規(guī)則脈沖激勵長期預測）目的在保證語音或數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的條件下，提高系統(tǒng)的無線資源利用率，增加系統(tǒng)的容量過程把語音分成20ms為單位的段（語音幀），每個段編成260bit的數(shù)據(jù)塊(編碼速率13kb/s)，然后對每個小段分別編碼；塊與塊之間依靠外同步，塊內(nèi)部不含同步信息；收端將收到的信息塊經(jīng)LPT和LPC濾波重組；經(jīng)過一個預先設(shè)計好的去加重網(wǎng)絡(luò)加以復原，恢復語音信號。7.2GSM的無線接口

6語音和信道編碼—(2)GSM中的語音編碼技術(shù)目的對抗衰落，糾正隨機干擾，改善傳輸質(zhì)量。用有效性換取可靠性基本方法編碼：發(fā)送端將原始數(shù)據(jù)和增加的數(shù)據(jù)比特（通過某種約定從原始數(shù)據(jù)中經(jīng)計算產(chǎn)生）一起發(fā)送;解碼：接收端利用冗余信息檢錯并盡可能地糾錯。編碼方式將語音編碼后的260bit分成差錯敏感的182比特和不敏感的78比特對差錯敏感的182比特，加上3個奇偶校驗比特和4個尾比特，共189比特，進行前向糾錯編碼---卷積編碼：采用碼率為1/2、約束長度為5的卷積編碼，共輸出378比特；對差錯不敏感的78比特，不進行信道編碼。信道編碼后的比特數(shù)為78+378=456，速率為456bit/20ms=22.8kb/s。7.2GSM的無線接口

6語音和信道編碼—(3)GSM中的信道編碼技術(shù)原因在移動通信變參信道上，比特差錯經(jīng)常是成串發(fā)生的。信道編碼僅在檢測和校正單個差錯和不太長的差錯串時才有效。把一條消息中的相繼比特分散開的方法，再用信道編碼糾錯功能糾正差錯，恢復原消息，這種方法就是交織技術(shù)。目的針對多徑衰落導致的突發(fā)性錯誤把一個較長的突發(fā)誤碼離散成隨機誤碼，再用糾正隨機誤碼的編碼技術(shù)消除隨機誤碼。原理

按行輸入，按列輸出。把碼字順序相關(guān)的比特流非相關(guān)化。7.2GSM的無線接口

6語音和信道編碼—(4)交織編碼方法輸入碼流是20ms的幀，每幀含456bit。每兩幀（40ms）共

912bit，按每行8位寫入，共寫入114行；輸出按列輸出，每次讀出114bit，恰好對應(yīng)GSM的一個時隙7.2GSM的無線接口

6語音和信道編碼—(4)交織編碼過程：在40ms共912bit間進行將輸入碼流長為20ms幀中的456bit分成8段，每段含57bit當前幀的456bit分別與第n-1幀后半幀的228bit和第n+1幀前半幀的228bit交織7.2GSM的無線接口

6語音和信道編碼—(4)交織編碼含義：有規(guī)則地改變一個信道的頻隙（載頻頻帶）。GSM的無線接口上采用慢跳頻?？焯l是指一次發(fā)射信號期間有不止一個頻率跳變,即跳頻速率大于信息速率;反之稱為慢跳頻

限制：公共信道（BCCH與CCCH）必須使用固定頻率。目的：進一步提高系統(tǒng)抗干擾能力，也提高了系統(tǒng)的保密性?？垢蓴_原理：靠躲避干擾獲得抗干擾能力。7跳頻和間斷傳輸技術(shù)—(1)跳頻技術(shù)---概述7.2GSM的無線接口

Bw：跳變頻率范圍；Bc：最小跳變的頻率間隔。避免跳變到相同頻率的兩個方法：相同、鄰近小區(qū)不同載頻采用相互正交偽隨機碼序列；根據(jù)統(tǒng)一的超幀序列號提供頻率跳變順序和起始時間。每幀改變頻率7.2GSM的無線接口

7跳頻和間斷傳輸技術(shù)—(1)跳頻技術(shù)---原理7.2GSM的無線接口

7跳頻和間斷傳輸技術(shù)—(1)跳頻技術(shù)---原理GSM慢跳頻示意圖跳頻在時隙和頻隙上進行每個區(qū)群分配n組頻率，區(qū)群中的每個小區(qū)分配一組頻率（跳頻頻率集），其中每一個頻率為一個頻道（頻隙）。跳頻序列的描述參數(shù)

GSM中規(guī)定最多可用的跳頻序列個數(shù)為64個。對于n個指定的頻率集合，可以建立64×n個不同的跳頻序列。跳頻序列號（HSN），有64種不同值；移動指配偏置度（MAIO），可包括全部n個頻率；通常在一個小區(qū)內(nèi)的所有信道采用相同的HSN和不同的MAIO進行跳頻，可避免區(qū)內(nèi)信道間干擾；鄰近小區(qū)使用不相關(guān)的頻率集合，可認為相互間無干擾。7.2GSM的無線接口

7跳頻和間斷傳輸技術(shù)—(1)跳頻技術(shù)---GSM中的規(guī)定概念：語音激活控制就是采用非連續(xù)發(fā)射，基本原則是僅在有語音時才打開發(fā)射機。目的：減小干擾，提高系統(tǒng)容量非連續(xù)發(fā)射（DTX）框圖7.2GSM的無線接口

7跳頻和間斷傳輸技術(shù)—(2)語音激活技術(shù)語音激活檢測器（VAD）框圖7.2GSM的無線接口

7跳頻和間斷傳輸技術(shù)—(2)語音激活技術(shù)發(fā)端與收端各部分功能7.2GSM的無線接口

7跳頻和間斷傳輸技術(shù)—(2)語音激活技術(shù)元件功能發(fā)端語音激活檢測器檢測是否有語音或僅僅是噪音發(fā)射機舒適噪音發(fā)生器產(chǎn)生并發(fā)送與發(fā)射機背景噪音相似的信號參數(shù)收端接收機舒適噪音發(fā)生器產(chǎn)生與發(fā)射機背景噪音相似的背景噪音信號，使收聽者覺察不到語音激活控制開關(guān)的動作語音幀代換器用前面未受干擾的語音幀取代受干擾的語音幀，從而保證接收的語音質(zhì)量7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理位置管理呼叫接續(xù)越區(qū)切換與漫游安全措施計費位置登記位置登記又稱注冊，是通信網(wǎng)為了跟蹤移動臺的位置變化，對其位置信息進行登記、刪除和更新的過程。位置信息存儲在HLR和VLR中。目的使移動臺與網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)系，以便移動臺在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)的任何地方都能接入到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理1位置管理—（1）概述位置登記過程移動用戶首次入網(wǎng)時，必須通過MSC在相應(yīng)的位置寄存器中登記注冊，將相關(guān)的參數(shù)（如移動用戶識別碼IMSI、移動臺編號及業(yè)務(wù)類型等）全部存放在該位置寄存器中，該位置寄存器稱為原籍位置寄存器（HLR）。當移動臺遠離原籍地區(qū)（歸屬地區(qū)）進入其它地區(qū)（訪問地區(qū)）時，訪問地區(qū)的位置寄存器（VLR）需對來訪移動臺進行位置登記，并向該移動臺的HLR查詢有關(guān)參數(shù)。HLR臨時保存VLR提供的位置信息，以便為其它用戶呼叫該移動臺時提供路由信息。移動臺離開該訪問地區(qū)時，VLR所存儲的該移動臺的位置信息即被刪除。7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理1位置管理—（2）位置登記位置更新過程---更新請求移動臺開機后，搜索并提取BCCH播送的位置區(qū)標志；所提取的位置區(qū)標志與上次通信所用的位置區(qū)標志進行比較，若相同則不需要位置更新；若不同，則說明移動臺進入新的位置區(qū)，需要進行位置更新，移動臺通過新位置區(qū)的基站向該區(qū)的MSC發(fā)出位置更新請求；7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理1位置管理—（3）位置更新位置更新過程—實施更新VLR收到MSC“更新位置登記”指令后，將該移動臺注冊到VLR，并根據(jù)移動用戶識別碼IMSI直接判斷出該移動臺的HLR；VLR給該MS分配漫游號碼（MSRN），并向該移動臺的HLR查詢該移動臺的有關(guān)參數(shù)；查詢成功后，通過MSC和BS向該MS發(fā)送“更新位置登記”的確認信息；HLR修改該MS原移動參數(shù)，臨時保存VLR提供的位置信息；即HLR與VLR交換數(shù)據(jù)得到移動用戶的新位置信息；若位置更新過程中涉及多個VLR，HLR還需通知移動臺所屬的舊的VLR刪除用戶有關(guān)信息。7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理1位置管理—（3）位置更新IMSI分離與附著IMSI分離：移動臺轉(zhuǎn)入非激活狀態(tài)（關(guān)機）時，需在有關(guān)的VLR和HLR中設(shè)置特定標志，使網(wǎng)絡(luò)拒絕呼叫該用戶，以免無效尋呼信號占用信道，稱之為IMSI分離；IMSI附著：移動臺轉(zhuǎn)入激活狀態(tài)時，取消上述分離標志，恢復正常工作，稱之為IMSI附著。7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理1位置管理—（4）周期性位置登記周期性位置登記無線鏈路的質(zhì)量較差時，可能使系統(tǒng)誤判MS發(fā)送的“IMSI分離/附著”消息；為解決誤判問題，系統(tǒng)采取周期性登記方式，要求MS每隔一段時間登記一次，若未接收到MS周期性登記信息，則判定為“分離”；網(wǎng)絡(luò)通過BCCH通知MS其周期性登記的時間周期；MS收到周期性登記程序中的證實消息時，才停止發(fā)送登記消息。7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理1位置管理—（4）周期性位置登記過程7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理1位置管理—（5）位置登記與更新過程IMSI鑒權(quán)登記網(wǎng)絡(luò)識別MSC用戶的臨時位置信息

用戶基本信息當前位置信息MSC/VLRIMSIVLRHLRONplayOFFONOFFplay位置更新請求附著入網(wǎng)注：IMSI——國際移動用戶識別碼playMSC/VLR分離處理請求離網(wǎng)分離7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理1位置管理—（5）位置登記與更新過程過程建立或釋放控制信道和業(yè)務(wù)信道設(shè)備和用戶的識別無線鏈路、地面鏈路的交換和連接建立點到點的通信鏈路各種位置寄存器中移動臺位置信息的登記、修改或刪除越區(qū)轉(zhuǎn)接正在通話7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理2呼叫接續(xù)—（1）概述呼叫接續(xù)過程移動性管理過程（越區(qū)、漫游時）以固定網(wǎng)PSTN呼叫移動用戶為例固定網(wǎng)的用戶撥打移動用戶的電話號碼MSISDN；PSTN交換機分析MSISDN號碼；GMSC分析MSISDN號碼；HLR分析由GMSC發(fā)來的信息；HLR查詢當前為被叫移動用戶服務(wù)的MSC/VLR；由正在服務(wù)于被叫用戶的MSC/VLR得到呼叫的路由信息；MSC/VLR將呼叫的路由信息傳送給HLR；GMSC接收包含MSRN的路由信息7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理2呼叫接續(xù)—（2）移動臺被叫CC為國家代碼，我國為86國內(nèi)有效ISDN號碼：11位NDC數(shù)字蜂窩移動業(yè)務(wù)接入號13x；HLR識別號：H0H1H2H3。H0=0時，H1、H2由全國統(tǒng)一分配，H3

由各省自行分配。一個HLR可以包含一個或多個H3數(shù)值；H0≠0時，x、H0、H1、H2由全國統(tǒng)一分配。一個HLR可包含一個或若干個xH0H1H2數(shù)值；SN（移動用戶號）：ABCD。由各HLR自行分配。CCNDCSN國際移動用戶ISDN號碼國內(nèi)有效ISDN號碼HLRN1

N2

N3H0

H1

H2H3ABCD867.3GSM系統(tǒng)的控制與管理2呼叫接續(xù)—（2）移動臺被叫移動用戶電話號碼MSISDN的含義PSTN交換機分析MSISDN號碼

PSTN分析NDC，將接續(xù)轉(zhuǎn)接到相應(yīng)移動網(wǎng)的關(guān)口移動交換中心（GMSC）GMSC分析MSISDN號碼GMSC分析MSISDN號碼得到被叫用戶所在的歸屬寄存器HLR的地址GMSC發(fā)送一個攜帶MSISDN的消息給HLR，以得到用戶呼叫的路由信息MSISDN號碼的分析7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理2呼叫接續(xù)—（2）移動臺被叫HLR根據(jù)GMSC發(fā)來的消息，在其數(shù)據(jù)庫中找到用戶的位置信息，即被叫用戶是在哪一個VLR區(qū)登記的HLR的內(nèi)容MSISDN；國際移動用戶識別IMSI：移動用戶的唯一識別號碼（15位數(shù)字組成）。此處不使用MSISDN號碼的原因：不同國家的MSISDN號碼長度不同，不同部分易混淆；不同IMSI號碼可以識別不同業(yè)務(wù)VLR的地址用戶的數(shù)據(jù)

7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理2呼叫接續(xù)—（2）移動臺被叫HLR分析GMSC發(fā)來的消息HLR查詢?yōu)檎诜?wù)于被叫用戶的MSC/VLR

在VLR中得到被叫用戶的狀態(tài)信息以及呼叫建立的路由信息由正在服務(wù)于被叫用戶的MSC/VLR得到呼叫的路由信息正在服務(wù)于被呼用戶的MSC/VLR產(chǎn)生一個MS漫游號碼MSRN，MSRN通過給出正在為被叫用戶服務(wù)的MSC/VLR號碼來應(yīng)答HLR所請求的路由信息。MSRN結(jié)構(gòu)：13x00M1M2M3ABC。（M1M2M3為MSC/VLR號碼）結(jié)構(gòu)2：1354SM0M1M2ABC。（SM0M1M2為MSC/VLR號碼）

MSC/VLR將路由信息傳送給HLR，GMSC接收路由信息在此傳送過程HLR對路由信息不做任何處理，而是直接將其傳送給GMSC。7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理2呼叫接續(xù)—（2）移動臺被叫路由信息的查找、傳送及接收GMSC和MSC/VLR的連接GMSC接收包含MSRN的路由信息，并分析MSRN，得到被叫的路由信息；向服務(wù)于被叫用戶的MSC/VLR發(fā)送攜有MSRN的呼叫建立請求消息；服務(wù)于被叫用戶的MSC/VLR接到此消息，通過檢查VLR識別出被叫號碼，找到被叫用戶

7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理2呼叫接續(xù)—（3）連接被叫用戶MSC/VLR定位被叫用戶劃分位置區(qū)LA(LocationArea)

將MSC/VLR的業(yè)務(wù)區(qū)域劃分成若干較小的區(qū)域，并由MSC和VLR管理，以減小搜索被叫用戶的工作量VLR的內(nèi)容：IMSI、LAC（位置區(qū)代碼）、MSRN、用戶數(shù)據(jù)7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理2呼叫接續(xù)—（3）連接被叫用戶當網(wǎng)絡(luò)知道了被叫用戶所在的位置區(qū)后，便在此位置區(qū)內(nèi)啟動一個尋呼過程將尋呼消息經(jīng)基站通過尋呼信道PCH發(fā)送出去位置區(qū)內(nèi)某小區(qū)PCH上空閑的移動用戶接到尋呼信息，識別出IMSI碼，便發(fā)出尋呼響應(yīng)消息給網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)接到尋呼響應(yīng)后，為用戶分配一業(yè)務(wù)信道，建立主叫和被叫的連接，完成一次呼叫建立7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理2呼叫接續(xù)—（4）尋呼過程移動用戶通過隨機接入信道（RACH）向系統(tǒng)發(fā)送接入請求消息；MSC/VLR分配給用戶一專用信道，查看主叫用戶的類別并標記此主叫用戶示忙；若系統(tǒng)允許該主叫用戶接入網(wǎng)絡(luò)，則MSC/VLR發(fā)證實接入請求消息主叫用戶發(fā)起呼叫；如果被叫用戶是固定用戶，則系統(tǒng)直接將被叫用戶號碼經(jīng)固定網(wǎng)（PSTN）路由至目的地；如果被叫號是同網(wǎng)中的其他移動臺，則MSC以類似從固定網(wǎng)發(fā)起呼叫處理方式，進行HLR的請求過程，轉(zhuǎn)接被叫用戶的移動交換機；一旦接通被叫用戶的鏈路準備好，網(wǎng)絡(luò)便向主叫用戶發(fā)出呼叫建立證實，并給它分配專用業(yè)務(wù)信道TCH；主叫用戶等候被叫用戶響應(yīng)證實信號，這時完成移動用戶主叫的過程。7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理2呼叫接續(xù)—（5）主叫過程越區(qū)切換的定義越區(qū)切換的策略越區(qū)切換的種類7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理3越區(qū)切換與漫游定義：將正處于通話狀態(tài)的MS轉(zhuǎn)移到新的業(yè)務(wù)信道上（新的小區(qū)）的過程。目的是保證通信的連續(xù)性操作識別新的小區(qū)；分配給移動臺在新小區(qū)的話音信道和控制信道。原因信號強度或質(zhì)量下降到門限以下，此時移動臺被切換到信號強度較強的相鄰小區(qū)。由移動臺發(fā)起由于某小區(qū)業(yè)務(wù)信道容量全被占用或幾乎全被占用，這時移動臺被切換到業(yè)務(wù)信道容量較空閑的相鄰小區(qū)。由上級實體發(fā)起7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理3越區(qū)切換與漫游：（1）越區(qū)切換的定義分散控制移動臺與基站均參與測量接受信號的強度RSSI和質(zhì)量BER；移動臺對不同基站RSSI進行測量，將測量結(jié)果報告給基站（兩次/秒）；基站對移動臺所占用的業(yè)務(wù)信道TCH進行測量，并報告給基站控制器BSC，最后由基站控制器決定是否需要切換鏈路質(zhì)量指標意義WEI(worderrorindicator)表明在MS側(cè)當前的突發(fā)脈沖是否得到正確解調(diào)RSSI(receivedsignalstrengthindicator)反映信道間干擾和噪聲QI(qualityindicator)在一個有效窗口內(nèi)用信擾比來估計無線信號質(zhì)量7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理3越區(qū)切換與漫游：（2）越區(qū)切換的策略BSC需要建立與新基站之間的鏈路，并在新的小區(qū)基站分配一個業(yè)務(wù)信道TCH；網(wǎng)絡(luò)MSC對這種切換不做控制。7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理3越區(qū)切換與漫游：（3）越區(qū)切換的種類同一BSC內(nèi)不同小區(qū)間的切換網(wǎng)絡(luò)參與切換過程原BSC向MSC請求切換建立MSC與新的BSC、新的BTS的鏈路選擇并保留新小區(qū)空閑TCH供MS切換后使用命令MS切換到新頻率的新的TCH上切換成功后MS需要了解周圍小區(qū)的信息，若位置區(qū)域發(fā)生了變化，呼叫完成后必須進行位置更新

同MSC/VLR區(qū)不同BSC切換7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理3越區(qū)切換與漫游：（3）越區(qū)切換的種類同一MSC/VLR內(nèi)不同BSC控制的小區(qū)間的切換路由信息當MS從正在為其服務(wù)的原MSC的區(qū)域移動到目標MSC的區(qū)域時，目標MSC要向原MSC提供一路由信息以建立兩個移動交換機的連接：目標MSC通知其相關(guān)的VLR給該MS分配一個“切換號碼”，并通知新的基站分配無線信道，然后向原MSC發(fā)送切換號碼。切換號碼（HON）路由信息由切換號碼提供

HON=CC+NDC+SNCC為國家碼

NDC為蜂窩移動業(yè)務(wù)接入號

SN為移動用戶號

7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理3越區(qū)切換與漫游：（3）越區(qū)切換的種類不同MSC/VLR內(nèi)不同BSC控制的小區(qū)間的切換概述作用：保護網(wǎng)絡(luò)，防止非法盜用；保護用戶，拒絕假冒合法用戶的“入侵”。原理：基于GSM系統(tǒng)定義的鑒權(quán)鍵Ki當客戶在網(wǎng)絡(luò)上注冊登記時，會被分配一個MSISDN、一個IMSI及一個與IMSI對應(yīng)的移動用戶鑒權(quán)鍵Ki；Ki被分別存放在網(wǎng)絡(luò)端的鑒權(quán)中心AC中和移動用戶的SIM卡中；鑒權(quán)就是在VLR中驗證網(wǎng)絡(luò)端和用戶端的Ki是否相同。問題：用戶將鑒權(quán)鍵Ki傳輸給網(wǎng)絡(luò)時可能被人截獲。解決方法：用鑒權(quán)算法A3產(chǎn)生加密的數(shù)據(jù)——符號響應(yīng)（SRES，SignedResponse）符號響應(yīng)SRES

A3VLR鑒權(quán)鍵Ki+偽隨機數(shù)RAND

7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理4安全措施：（1）鑒權(quán)圖

安全算法所在GSM系統(tǒng)的位置

7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理4安全措施：（1）鑒權(quán)安全算法A3：鑒權(quán)算法；A8：加密算法，產(chǎn)生一個供用戶數(shù)據(jù)加密使用的密鑰Kc；A5：加密算法，對用戶數(shù)據(jù)進行加密鑒權(quán)三參數(shù)的產(chǎn)生在進行鑒權(quán)和加密時，GSM系統(tǒng)要在其鑒權(quán)中心AC產(chǎn)生鑒權(quán)三參數(shù)： 隨機數(shù)RAND；符號響應(yīng)SRES；密鑰Kc圖

鑒權(quán)三參數(shù)產(chǎn)生過程7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理4安全措施：（1）鑒權(quán)鑒權(quán)的過程AC產(chǎn)生鑒權(quán)三參數(shù)后將其傳送給VLR；鑒權(quán)開始時VLR通過BSS將RAND送給移動臺的SIM卡。SIM卡中具有與網(wǎng)絡(luò)端相同的Ki和A3、A8算法，可產(chǎn)生與網(wǎng)絡(luò)端相同的SRES和Kc；MS將SIM卡產(chǎn)生的SRES發(fā)給VLR，在VLR中進行鑒權(quán)驗證；因為SRES是隨機的，所以在空中傳輸時是加密的VLRBSCBTSRANDSRESKc鑒權(quán)三參數(shù)比較KcRANDKiSIMA3A8SRESKc圖

鑒權(quán)過程

7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理4安全措施：（1）鑒權(quán)目的在空中對用戶數(shù)據(jù)和信令的保密過程加密開始時根據(jù)MSC/VLR發(fā)出的加密指令，BTS側(cè)和MS側(cè)均開始使用Kc；MS側(cè)，由Kc、TDMA幀號一起經(jīng)A5算法，對用戶信息數(shù)據(jù)流加密，在無線路徑上傳輸；BTS側(cè)，把從無線信道上收到的加密信息流、TDMA幀號和Kc，再經(jīng)過A5算法解密后，傳送給BSC和MSC；上述過程反之亦然

BTSA5KcTDMAA5A5KcTDMAA5語音/數(shù)據(jù)語音/數(shù)據(jù)加密的語音/數(shù)據(jù)圖通信信息加密7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理4安全措施：（2）無線鏈路上有權(quán)用戶通信信息的加密目的

確保系統(tǒng)中使用的移動設(shè)備不是盜用或非法的設(shè)備過程MSC/VLR向移動用戶請求IMEI（國際移動臺設(shè)備識別碼）并將IMEI發(fā)送給EIR（設(shè)備識別寄存器）。收到IMEI后，IER使用所定義的三個清單：白名單：包括已分配給參加運營者的所有設(shè)備識別序列號碼；黑名單：包括所有被禁止使用的設(shè)備識別；灰名單：由運營者決定，例如包括有故障的及未經(jīng)型號認證的移動設(shè)備。將設(shè)備鑒定結(jié)果送給MSC/VLR，以決定是否允許入網(wǎng)

7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理4安全措施：（3）移動設(shè)備的識別用戶的臨時識別碼TMSI目的防止非法個人和團體通過監(jiān)聽無線路徑上的信令交換而竊得移動用戶的真實IMSI或跟蹤移動用戶的位置。分配者：

MSC/VLR更換周期：由網(wǎng)絡(luò)運營者決定使用過程每當MS用IMSI向系統(tǒng)請求位置更新、呼叫建立或業(yè)務(wù)激活時，MSC/VLR對它進行鑒權(quán)。允許入網(wǎng)后，MSC/VLR產(chǎn)生一個新TMSI，通過給IMSI分配TMSI的信令將其傳送給MS，寫入用戶的SIM卡。此后，MSC/VLR和MS之間的信令交換就使用TMSI，而用戶的IMSI不在無線路徑上傳送。7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理4安全措施：（4）移動用戶的安全保密用戶的個人身份號PIN位數(shù)：4～8位目的：控制對SIM卡的使用使用過程只有PIN碼認證通過，移動設(shè)備才能對SIM卡進行存取，讀出相關(guān)數(shù)據(jù)，并可以入網(wǎng)。每次呼叫結(jié)束或移動設(shè)備正常關(guān)機時，所有的臨時數(shù)據(jù)都會從移動設(shè)備傳送到SIM卡中，再打開移動設(shè)備時要重新進行PIN碼校驗。錯誤輸入處理如果輸入不正確的PIN碼，用戶可以再連續(xù)輸入兩次；超過三次不正確，SIM卡被阻塞，須到運營商處消阻；連續(xù)十次不正確輸入時，SIM卡回被永久阻塞，即作廢。7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理4安全措施：（4）移動用戶的安全保密復雜性移動用戶的移動和漫游原則由網(wǎng)絡(luò)運營商之間相互協(xié)商擬定詳見我國GSM技術(shù)體制

7.3GSM系統(tǒng)的控制與管理5計費概述

GPRS的業(yè)務(wù)類型與Qos等級

GPRS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其功能描述

GPRS協(xié)議

GPRS的移動性管理和會話管理

GPRS的空中接口

7.4通用無線分組業(yè)務(wù)GPRS

GSM推出兩種高速移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)：HSCSD和GPRSGSM特點每信道占據(jù)200kHz帶寬8個時隙中的一個；低速：9.6kbit/s;高速電路交換數(shù)據(jù)（HSCSD）特點同時占據(jù)200kHz帶寬8個時隙中的多個時隙，并且每個時隙的數(shù)據(jù)傳輸速率由9.6kbit/s提高到14.4kbit/s；實現(xiàn)簡單，只需對無線鏈路協(xié)議作修改，不需對核心網(wǎng)進行改造；提供與有線網(wǎng)64kbit/s相比的高速數(shù)據(jù);不適于突發(fā)性強的數(shù)據(jù)傳輸7.4通用無線分組業(yè)務(wù)GPRS1概述GPRS特點GPRS是GSMPhase2.1規(guī)范實現(xiàn)的內(nèi)容之一。GSM網(wǎng)絡(luò)采用電路交換的方式，主要用于語音業(yè)務(wù)；因特網(wǎng)上的數(shù)據(jù)傳遞則采用分組交換的方式，因而導致網(wǎng)