第六章gsm蜂窩通信系統(tǒng)

6.5通用分組無線業(yè)務(wù)（GPRS）及其演進(jìn)6.4GSM系統(tǒng)控制與管理6.3GSM系統(tǒng)無線接口（Um）及傳輸技術(shù)

6.2GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)6.1GSM系統(tǒng)概述第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

§6.1GSM系統(tǒng)概述1.GSM產(chǎn)生的背景2.GSM的特點(diǎn)(1)頻譜效率較高、抗干擾能力強(qiáng)(2)系統(tǒng)容量較高(3)GSM系統(tǒng)具有高效性和靈活性(4)開放型接口(5)安全性高(6)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)漫游(7)先進(jìn)的GSM終端

第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

.GSM系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能GSM是一種多業(yè)務(wù)系統(tǒng)，可以依照用戶需要為其提供各種形式的通信。GSM系統(tǒng)提供的業(yè)務(wù)分為：電信業(yè)務(wù)和承載業(yè)務(wù)。這兩種業(yè)務(wù)是獨(dú)立的通信業(yè)務(wù)，其差別在于用戶接入點(diǎn)的不同，見圖6-1。圖6-1GSM業(yè)務(wù)示意圖第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

電信業(yè)務(wù)分為基本電信業(yè)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù)，

承載業(yè)務(wù)提供接入點(diǎn)（ISDN協(xié)議中稱為用戶-網(wǎng)絡(luò)間接口）之間傳輸信號(hào)的能力。GSM設(shè)計(jì)的承載業(yè)務(wù)不僅使移動(dòng)用戶之間能完成數(shù)據(jù)通信，更重要的是能為移動(dòng)用戶與PSTN或ISDN用戶之間提供數(shù)據(jù)通信服務(wù)，同時(shí)還能使GSM移動(dòng)通信網(wǎng)與其他公共電信網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互通。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

§6.2GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)本節(jié)討論GSM系統(tǒng)的組成、網(wǎng)絡(luò)接口、區(qū)域劃分及號(hào)碼種類。.GSM系統(tǒng)組成這部分介紹GSM系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)及相關(guān)的基本功能，建立對(duì)GSM系統(tǒng)的總體概念。GSM蜂窩系統(tǒng)分為移動(dòng)臺(tái)（MobileStation，MS）、基站子系統(tǒng)（BaseStationSubsystem，BSS）、網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NetworkSwitchingSubsystem，NSS）。GSM的蜂窩系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5-36所示。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

圖5-36第二代數(shù)字GSM蜂窩移動(dòng)通信的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

(1)移動(dòng)臺(tái)（MS）MS組成如圖6-2所示圖6-2MS的構(gòu)成第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

圖6-2MS的構(gòu)成（a）ME移動(dòng)設(shè)備（ME）是用戶所使用的手機(jī)，用來接入到系統(tǒng)，其信號(hào)具體流程見6.3.3小節(jié)。每部移動(dòng)設(shè)備都有一個(gè)唯一的對(duì)應(yīng)于它的永久性識(shí)別號(hào)，該識(shí)別號(hào)稱為國際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別號(hào)（InternationalMobileEquipment，Identity，IMEI）。對(duì)于不同類型的移動(dòng)臺(tái)，其最大輸出功率也不同，如表6-1所示。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

圖6-2MS的構(gòu)成功率級(jí)功率輸出120W（已不用）28W35W42W50.8W表6-1移動(dòng)臺(tái)功率分級(jí)（b）SIM在GSM系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)作為一個(gè)物理設(shè)備與用戶是相互獨(dú)立的，這就體現(xiàn)在移動(dòng)臺(tái)的另外一個(gè)重要組成部分—用戶識(shí)別模塊（SIM），亦稱SIM卡。SIM是一張符第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

合ISO（開放系統(tǒng)互連）標(biāo)準(zhǔn)的“智慧”磁卡，其中包含與用戶有關(guān)的無線接口的信息，也包括鑒權(quán)和加密的信息。使用GSM標(biāo)準(zhǔn)的移動(dòng)臺(tái)都需要插入SIM卡，只有當(dāng)處理異常的緊急呼叫時(shí)，才可以在不用SIM卡的情況下操作移動(dòng)臺(tái)。

(2)基站子系統(tǒng)（BSS）

該系統(tǒng)是在網(wǎng)絡(luò)一側(cè)，體現(xiàn)無線接入通信與有線接入通信區(qū)別的關(guān)鍵部分，廣義的說，基站分系統(tǒng)（BSS）包含了GSM數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)中無線部分的所有地面基礎(chǔ)設(shè)施。

第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

在無線側(cè)它通過無線接口直接與移動(dòng)臺(tái)實(shí)現(xiàn)無線接入通信；

在另一側(cè)它通過有線連接的方式和交換網(wǎng)絡(luò)連接，因此它是完成無線接入的橋梁。

按GSM數(shù)字移動(dòng)通信規(guī)范提出的基本結(jié)構(gòu)，BSS分為兩部分：完成與移動(dòng)臺(tái)一側(cè)無線通信功能的基站收發(fā)/信臺(tái)（BTS）；完成與交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)一側(cè)有線連接的基站控制器（BSC）。BSS的結(jié)構(gòu)如圖6-3所示。圖中，TC（TransCoder）是碼型變換器；SM（SubMultiplexing）是子復(fù)用；BIE（BasestationInterfaceEquipment）是基站接口設(shè)備。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

圖6-3BSS的結(jié)構(gòu)圖（a）BSC具有對(duì)若干個(gè)BTS進(jìn)行控制的功能，位于MSC與BTS之間，見圖5-36。是基站子系統(tǒng)（BSS）的控制第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

和管理部分。負(fù)責(zé)完成無線網(wǎng)絡(luò)管理、無線資源管理及無線基站的監(jiān)視管理；控制移動(dòng)臺(tái)與BTS無線連接的建立、接續(xù)和拆除等管理；控制完成移動(dòng)臺(tái)的定位、切換及尋呼等功能。是個(gè)功能很強(qiáng)的業(yè)務(wù)控制點(diǎn)。BSC由BTS控制部分、交換部分和公共處理部分組成。BSC和交換網(wǎng)絡(luò)之間的接口為A接口，而與BTS之間的接口為Abis接口。（b）BTSBTS包括射頻部分、基帶處理部分、操作控制部分、天線和無線接口有關(guān)的信號(hào)處理電路，還包括一個(gè)重第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

要部件，稱為碼型轉(zhuǎn)換器/速率適配器（TURN），它使GSM系統(tǒng)內(nèi)部專用的語音編碼信號(hào)和傳送數(shù)據(jù)以較低的速率與有線電信傳輸線路中標(biāo)準(zhǔn)的64bit/sPCM相匹配。

（3）網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）NSS是由實(shí)現(xiàn)交換功能的移動(dòng)交換中心（MSC）以及管理移動(dòng)用戶數(shù)據(jù)的功能實(shí)體構(gòu)成，包括：基站子系統(tǒng)（BSS）、原籍位置寄存器（HLR）、訪問位置寄存器（VLR）、鑒權(quán)中心（AUC）、移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器（EIR）、操作維護(hù)中心（OMC）等，參見圖5-36。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

（a）移動(dòng)交換中心（MSC）移動(dòng)交換中心（MSC）是網(wǎng)絡(luò)的核心，它完成最基本的交換功能，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)用戶之間、移動(dòng)用戶與其他網(wǎng)絡(luò)用戶之間的通信接續(xù)。同時(shí)提供面向下列功能實(shí)體：基站子系統(tǒng)（BSS）、原籍位置寄存器（HLR）、訪問位置寄存器（VLR）、鑒權(quán)中心（AUC）、移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器（EIR）、操作維護(hù)中心（OMC）和固定網(wǎng)（公用電話網(wǎng)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)等）的接口。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

與有線電話不同，移動(dòng)用戶不固定在某一特定的位置，在不確定路徑的情況下，要為GSM通信網(wǎng)內(nèi)的用戶建立通信時(shí)，路由都是要先接到一個(gè)關(guān)口交換局，稱為GMSC。GMSC的作用是查詢用戶的位置信息，并把路由轉(zhuǎn)移到移動(dòng)用戶當(dāng)前所漫游到的移動(dòng)交換局，稱為拜訪交換中心（VMSC）。GMSC有接口與GSM網(wǎng)外的電信網(wǎng)相連接以便實(shí)現(xiàn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)“關(guān)口”的功能，同時(shí)GMSC與GSM網(wǎng)內(nèi)的NSS的其他功能實(shí)體之間用CCS7信令網(wǎng)互聯(lián)。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

（b）歸屬位置寄存器（HLR）歸屬位置寄存器簡(jiǎn)稱HLR（HomeLocationRegister）。它是GSM系統(tǒng)的中央數(shù)據(jù)庫，存儲(chǔ)該HLR管轄區(qū)的所有移動(dòng)用戶的有關(guān)數(shù)據(jù)。其中，靜態(tài)數(shù)據(jù)有移動(dòng)用戶號(hào)碼、訪問能力、用戶類別和補(bǔ)充業(yè)務(wù)等。此外，HLR還暫存移動(dòng)用戶漫游時(shí)的有關(guān)動(dòng)態(tài)信息數(shù)據(jù)。（c）訪問位置寄存器（VLR）訪問位置寄存器簡(jiǎn)稱VLR（VisitorLocationRegister）。它存儲(chǔ)進(jìn)入其控制區(qū)域內(nèi)來訪移動(dòng)用第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

戶的有關(guān)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是從該移動(dòng)用戶的原籍位置寄存器獲取并進(jìn)行暫存的，一旦移動(dòng)用戶離開該VLR的控制區(qū)域，則臨時(shí)存儲(chǔ)的該移動(dòng)用戶的數(shù)據(jù)就會(huì)被刪除。因此，VLR可看作是一個(gè)動(dòng)態(tài)用戶的數(shù)據(jù)庫。由于VLR與MSC要進(jìn)行頻繁的數(shù)據(jù)交換，為了避免產(chǎn)生通信延遲，所以在物理實(shí)體上，VLR與MSC是放在一起的。（d）鑒權(quán)中心（AUC）GSM系統(tǒng)在開放的空中接口采取了特別的通信安全措施，包括對(duì)移動(dòng)用戶鑒權(quán)，對(duì)無線鏈路上的語音、數(shù)第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

據(jù)和信令信息進(jìn)行保密等。實(shí)現(xiàn)這些功能的實(shí)體稱為AUC，因此AUC存貯著鑒權(quán)信息和加密密鑰，AUC是個(gè)嚴(yán)格保密的數(shù)據(jù)庫。由于AUC與HLR要進(jìn)行頻繁的數(shù)據(jù)交換，為了避免產(chǎn)生通信延遲，所以在物理實(shí)體上，AUC與HLR是放在一起的。（e）移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器（EIR）移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器（EIR）存儲(chǔ)著移動(dòng)設(shè)備的國際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼（IMEI），通過核查白色、黑色和灰色三種清單，運(yùn)營部門就可判斷出移動(dòng)設(shè)備是屬于準(zhǔn)許使用的，還是失竊或而不準(zhǔn)使用的，還是由第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

于技術(shù)故障或誤操作而危及網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的MS設(shè)備，以確保網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所使用移動(dòng)設(shè)備的唯一性和安全性。（f）操作維護(hù)中心（OperationandMaintenanceCenter，OSS）OMC是操作人員與系統(tǒng)設(shè)備之間的中介，它實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的集中操作與維護(hù)，完成包括移動(dòng)用戶管理、移動(dòng)設(shè)備管理、系統(tǒng)故障診斷處理、網(wǎng)絡(luò)操作維護(hù)、話務(wù)量統(tǒng)計(jì)以及計(jì)費(fèi)等功能。它是硬件與軟件的集成綜合體。GSM系統(tǒng)的每一個(gè)功能單元都可以通過特有的手段連接至OMC，以實(shí)現(xiàn)集中維護(hù)。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

.GSM網(wǎng)絡(luò)接口如上所述，GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)包含許多功能單元，而它們之間有機(jī)的連接則是構(gòu)成一個(gè)通信系統(tǒng)的必要因素，這種連接需要接口和協(xié)議來支持。接口是指各組成單元之間的物理上和邏輯上的鏈接；而協(xié)議是兩個(gè)功能實(shí)體之間交換信息需要遵守的規(guī)則。GSM系統(tǒng)的各個(gè)功能單元之間定義了相應(yīng)的接口名稱，見圖6-4。其中NSS內(nèi)部定義了A、B、C、D、E、F、G接口，其傳輸遵循SSC7信令；MS與BSS之間定義了無線接口，這是本章我們討論的重點(diǎn)內(nèi)容.第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

圖6-4GSM系統(tǒng)的接口第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

（a）Sm接口Sm接口是人機(jī)接口，是用戶與網(wǎng)絡(luò)之間的接口，包括用戶對(duì)移動(dòng)終端進(jìn)行程序操作、移動(dòng)終端向用戶提供的顯示和信號(hào)音等。Sm接口還包括用戶識(shí)別模塊（SIM）與用戶終端（ME）間的接口。（b）Um接口（空中接口）Um接口（空中接口）定義為移動(dòng)臺(tái)（MS）與基站收發(fā)信機(jī)（BTS）之間的無線通信接口，它是GSM系統(tǒng)中最重要、技術(shù)含量最多、最復(fù)雜的接口。此接口的無線傳輸技術(shù)體現(xiàn)了移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，同第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

時(shí)也是移動(dòng)通信系統(tǒng)分代概念的依據(jù)所在。此接口傳遞的信息除了用戶信息之外，還包括無線資源管理、移動(dòng)性管理和接續(xù)管理等。（c）其余接口

為有線接口，傳遞接口兩端的業(yè)務(wù)、管理、控制信息?！咀ⅰ浚阂陨辖涌诔薙m和Um接口之外，其余接口的物理連接方式均采用標(biāo)準(zhǔn)的2.048Mbit/sPCM數(shù)字傳輸鏈路實(shí)現(xiàn)。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

3.GSM的區(qū)域、號(hào)碼、地址與識(shí)別(1)區(qū)域定義GSM系統(tǒng)屬于小區(qū)制大容量數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)，在它的服務(wù)區(qū)內(nèi)設(shè)置有很多基站，移動(dòng)通信網(wǎng)在此服務(wù)區(qū)內(nèi)，具有控制、交換功能，以實(shí)現(xiàn)位置更新、呼叫接續(xù)、越區(qū)切換及漫游服務(wù)等功能。在由GSM系統(tǒng)組成的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，其相應(yīng)的區(qū)域定義如圖6-5所示。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

圖6-5GSM的區(qū)域定義示意圖（a）服務(wù)區(qū)服務(wù)區(qū)是指移動(dòng)網(wǎng)內(nèi)所有MSC區(qū)的總和，服務(wù)區(qū)可能完全覆蓋一個(gè)國家或是一個(gè)國家的一部分，也可能覆蓋若干個(gè)國家。（b）PLMN區(qū)一個(gè)公用陸地移動(dòng)通信網(wǎng)（PLMN）可由一個(gè)或第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

若干個(gè)移動(dòng)交換中心組成。在該區(qū)域內(nèi)具有共同的編號(hào)規(guī)則和路由計(jì)劃。（c）MSC區(qū)MSC區(qū)是指由一個(gè)MSC所控制的所有小區(qū)共同覆蓋的區(qū)域的總和，由一個(gè)或若干個(gè)位置區(qū)組成。圖6-5GSM的區(qū)域定義示意圖

（d）位置區(qū)

位置區(qū)是指移動(dòng)臺(tái)可以任意移動(dòng)而不需要進(jìn)行位置更新的區(qū)域，由一個(gè)或若干個(gè)小區(qū)或基站區(qū)組成。為了呼叫移動(dòng)臺(tái)，一般在一個(gè)位置區(qū)內(nèi)的所有基站同時(shí)發(fā)送尋呼信號(hào)。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

（e）基站區(qū)（小區(qū)）由位于同一基站點(diǎn)的一個(gè)或若干個(gè)基站收發(fā)信臺(tái)BTS覆蓋的區(qū)域稱為基站區(qū)，簡(jiǎn)稱小區(qū)。（f）扇區(qū)當(dāng)基站收發(fā)信天線采用定向天線時(shí)，基站區(qū)分為若干個(gè)扇區(qū)。

(2)GSM系統(tǒng)的號(hào)碼GSM是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，它包括眾多的功能實(shí)體，實(shí)體間、子系統(tǒng)間以及網(wǎng)絡(luò)間的接口。為了將一個(gè)呼叫接續(xù)至某個(gè)用戶，系統(tǒng)需要調(diào)用相應(yīng)的實(shí)體，必然要實(shí)現(xiàn)

第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

正確的選址和路由，這與固定通信是不同的，固定通信只需要一個(gè)用戶號(hào)碼就可以完成用戶的呼叫和鏈接。所以在GSM中編號(hào)計(jì)劃就顯得重要了。（a）用戶號(hào)碼①移動(dòng)用戶號(hào)碼（MSISDN）移動(dòng)臺(tái)國際ISDN號(hào)碼（MSISDN），就是移動(dòng)用戶知道的手機(jī)號(hào)碼，其組成格式如圖6–6所示。

②移動(dòng)用戶漫游號(hào)碼（MSRN）當(dāng)移動(dòng)臺(tái)漫游到一個(gè)新的服務(wù)區(qū)時(shí)，由VLR給它分配一個(gè)臨時(shí)性的漫游號(hào)碼，并通知該移動(dòng)臺(tái)的HLR，第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

圖6-6移動(dòng)臺(tái)國際ISDN的格式

國家號(hào)碼（CC）：國家代號(hào)，即移動(dòng)臺(tái)注冊(cè)登記的國家代號(hào)，中國為86。NDC：國內(nèi)地區(qū)碼，每個(gè)PLMN有一個(gè)NDC，由移動(dòng)接入碼+HLR識(shí)別碼（H0H1H2H3）組成。移動(dòng)接入碼：139（8、7、6、5、4、3、2、1、0）。HLR識(shí)別碼：由運(yùn)營商統(tǒng)一分配到各個(gè)本地網(wǎng)。SN：移動(dòng)用戶號(hào)ABCD，由本地網(wǎng)自行分配。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

用于建立通信路由。一旦該移動(dòng)臺(tái)離開該服務(wù)區(qū)，此漫游號(hào)碼即被收回，并可分配給其他來訪的移動(dòng)臺(tái)使用。這是網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部使用的號(hào)碼，用戶自己不知道。漫游號(hào)碼的組成格式與移動(dòng)臺(tái)國際（或國內(nèi)）ISDN號(hào)碼相似，最大為15位。（b）移動(dòng)用戶識(shí)別碼①國際移動(dòng)用戶識(shí)別碼（IMSI）

在GSM系統(tǒng)中，每個(gè)用戶均分配一個(gè)唯一的國際移動(dòng)用戶識(shí)別碼（IMSI）。此碼在所有位置（包括在漫游區(qū)）都是有效的。通常在呼叫建立和位置更新時(shí)

第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

，需要使用IMSI。圖6-7國際移動(dòng)用戶識(shí)別碼（IMSI）的格式MCC：移動(dòng)用戶所屬國家代號(hào)，占3位數(shù)字，中國的MCC規(guī)定為460。MNC：移動(dòng)網(wǎng)號(hào)碼，最多由兩位數(shù)字組成，用于識(shí)別移動(dòng)用戶所歸屬的移動(dòng)通信網(wǎng)。MSIN：移動(dòng)用戶識(shí)別碼，用以識(shí)別某一移動(dòng)通信網(wǎng)（PLMN）中的移動(dòng)用戶。IMSI的總長不超過15位數(shù)字，每位數(shù)字僅使用十進(jìn)制的數(shù)字。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

②臨時(shí)移動(dòng)用戶識(shí)別碼（TMSI）考慮到IMSI的安全性，GSM系統(tǒng)能提供安全保密措施，即空中接口無線傳輸?shù)淖R(shí)別碼采用臨時(shí)移動(dòng)用戶識(shí)別碼（TMSI）代替IMSI。兩者之間可按一定的算法互相對(duì)應(yīng)。TMSI是由訪問位置寄存器（VLR）可給來訪的移動(dòng)用戶分配一個(gè)4字節(jié)的BCD碼，只限于在VLR管轄區(qū)內(nèi)代替IMSI臨時(shí)使用。這個(gè)號(hào)碼用戶不知道。③國際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼（IMEI）國際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼（IMEI）是區(qū)別移動(dòng)臺(tái)設(shè)備的標(biāo)志，可用于監(jiān)控被竊或無效的移動(dòng)設(shè)備。IMEI一般標(biāo)注在手第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

機(jī)后面板上，俗稱為“手機(jī)串號(hào)”。IMEI的格式如圖6–8所示。圖6-8國際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼（IMEI）的格式TAC：型號(hào)批準(zhǔn)碼，由歐洲型號(hào)標(biāo)準(zhǔn)中心分配。FAC：由廠家編碼，表示制造廠家及最后裝配地。SNR：產(chǎn)品序號(hào)，用于區(qū)別同一個(gè)TAC和FAC中的每臺(tái)移動(dòng)設(shè)備。SP：備用。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

(3)位置區(qū)及基站識(shí)別碼（a）位置區(qū)識(shí)別碼（LAI）在檢測(cè)位置更新和信道切換時(shí)，要使用位置區(qū)識(shí)別碼（LAI）。LAI的組成格式如圖6-9所示。圖6-9位置區(qū)識(shí)別碼的格式圖中，MCC、MNC與IMSI中的部分相同。LAC：是位置區(qū)號(hào)碼，與GSM系統(tǒng)中的位置區(qū)相對(duì)應(yīng)，它是由運(yùn)營部門自行劃分的，但全球唯一。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

（b）全球小區(qū)識(shí)別碼（GCI）GCI是在所有GSM的PLMN中用于小區(qū)的唯一標(biāo)識(shí)，是由LAI再加小區(qū)識(shí)別（CI）構(gòu)成。即

GCI=LAI

+

CI

=

MCC

+

MNC

+

LAC

+

CICI為一個(gè)2字節(jié)的BCD編碼，是由各自運(yùn)營商自定。

（c）基站識(shí)別色碼（BSIC）

BSIC用于移動(dòng)臺(tái)識(shí)別相同載頻的不同基站，特別用于區(qū)別在不同國家的邊界地區(qū)采用相同載頻且相鄰的基站。這與地圖對(duì)各國家用各種顏色的方法區(qū)別相似。BSIC為一個(gè)6比特編碼，其格式如圖6-9所示。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

圖6-10基站識(shí)別色碼（BSIC）的格式NCC：PLMN色碼，用來識(shí)別相鄰的PLMN網(wǎng)。BCC：BTS色碼，用來識(shí)別相同載頻的不同的基站。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

§6.3GSM系統(tǒng)無線接口（Um）及傳輸技術(shù)

在前節(jié)中我們看到GSM定義了許多接口，而真正體現(xiàn)移動(dòng)特性的是Um接口。空中接口是移動(dòng)通信的瓶頸，也是移動(dòng)通信的焦點(diǎn)。所有蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)和制定，全部是圍繞著Um接口進(jìn)行的，可以說無線接口是移動(dòng)通信領(lǐng)域中地位最重要、技術(shù)最復(fù)雜、關(guān)注度最高的地方。我們對(duì)蜂窩移動(dòng)通信以“代”來劃分的標(biāo)志就是源于空中接口技術(shù)的更新?lián)Q代。本節(jié)就Um接口所涉及的底層傳輸技術(shù)進(jìn)行討論。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

(1)GSM工作頻段GSM采用900MHz與1

800MHz頻段，見表6-2。GSM系統(tǒng)上行頻段（MHz）下行頻段（MHz）雙工帶寬（MHz）雙工間隔（MHz）頻道數(shù)GSM800824～849869～8942

×

2545124GSM900890～915935～9602

×

2545124GSM900E880～915925～9602

×

3545274GSM18001

710～1

7851

805～1

8802

×

7595374GSM19001

850～1

9101

930～1

9902

×

6080299GSM900E為GSM擴(kuò)展頻段1.GSM無線資源分析表6-2 GSM系統(tǒng)工作頻段(GSM900E為GSM擴(kuò)展頻段)第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

(2)頻率與頻道序號(hào)在GSM中移動(dòng)臺(tái)采用較低頻段發(fā)射，傳播損耗較低，有利于補(bǔ)償上、下行功率不平衡的問題。我們以GSM900和GSM1800為例。（a）GSM900系統(tǒng)上行（移動(dòng)臺(tái)發(fā)、基站收）890～915MHz下行（基站發(fā)、移動(dòng)臺(tái)收）935～960MHz收、發(fā)頻率間隔為45MHz。f(n)為標(biāo)稱頻道中心頻率下行頻段fl(n)

=

(890

+

0.2n)MHz上行頻段fh(n)

=

(935

+

0.2n)MHzN為絕對(duì)頻點(diǎn)號(hào)，n取1～124。其實(shí)際頻段見圖6-11。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

圖6-11GSM900頻率使用示意圖第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

（b）GSM1800系統(tǒng)上行（移動(dòng)臺(tái)發(fā)、基站收）1

710～1

785MHz下行（基站發(fā)、移動(dòng)臺(tái)收）1

805～1

880MHz收、發(fā)頻率間隔為95MHz。下行頻段

fl(n)

=

(1

710

+

0.2n)MHz,上行頻段

fh(n)

=

(1

805

+

0.2n)MHz，n取1～374。

（3）干擾保護(hù)（a）同頻射頻防衛(wèi)比（C/I）由于GSM系統(tǒng)采用了多種抗干擾措施，可使其同頻射頻防衛(wèi)比C/I降低到9dB，在工程要加3dB的余量，第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

故C/I≥12dB。（b）鄰頻干擾（C/A）鄰頻干擾C/A是指在頻率再用模式下，某小區(qū)頻率的鄰頻對(duì)該頻率的干擾。GSM規(guī)范中C/A≥?9dB，工程要加3dB的余量，故C/A≥?6dB。（c）除了同頻、鄰頻干擾外，當(dāng)與載波偏離400kHz的頻率電平遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于載波電平時(shí)會(huì)對(duì)載波產(chǎn)生干擾。GSM規(guī)范中要求載波偏離400kHz時(shí)的干擾保護(hù)比C/I≥?41dB，工程要加3dB的余量，故C/I≥?38dB。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

(4)多址方式及信道分配GSM系統(tǒng)載頻間隔為200kHz。每個(gè)載頻在時(shí)間上又分為8個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙就是一個(gè)物理信道（全速率），這就是時(shí)分多址（TDMA）方式，由于載頻也是按順序被分割的，所以GSM的多址方式為TDMA和FDMA混合多址，即頻分再時(shí)分，記為TDMA/FDMA。原理圖如圖6-12所示。在GSM標(biāo)準(zhǔn)中后期可以采用半速率語音編碼方式，用戶信息速率減半，這樣在一個(gè)時(shí)隙信道中可允許兩個(gè)用戶通信，從而一個(gè)信道變成兩個(gè)信道，容量擴(kuò)大一倍，代價(jià)是語音質(zhì)量的下降。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

圖6-12TDMA/FDMA接入方式第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

(5)載頻復(fù)用和區(qū)群結(jié)構(gòu)GSM頻率規(guī)劃通常采用4

×

3復(fù)用方式。對(duì)于業(yè)務(wù)量較大的地區(qū)，可采用3

×

3、l

×

3、2

×

6等復(fù)用方式，見5.3.5小節(jié)。無論采用哪種復(fù)用方式，GSM系統(tǒng)都需采用定向天線，必須滿足干擾保護(hù)比的要求。

GSM無線接口TDMA信道及其相關(guān)概念GSM開放的空中接口中的信道（時(shí)隙）由多個(gè)用戶共同使用，如何使眾多用戶高效地使用信道，這就涉及TDMA時(shí)隙及其結(jié)構(gòu)、幀結(jié)構(gòu)及其排列等問題；每第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

個(gè)用戶使用或傳送的信息涵蓋各個(gè)方面，僅控制類的信息就包括切換、登記、信道分配等多種，如何定義，如何傳輸這些信息，這就是本節(jié)要解決的問題?？罩薪涌诘慕Y(jié)構(gòu)也是GSM實(shí)現(xiàn)全球漫游的最基本條件之一。

(1)幀結(jié)構(gòu)圖6-13給出了GSM系統(tǒng)空中接口TDMA的時(shí)隙、幀、復(fù)幀及其組合的示意圖。每一個(gè)TDMA（frame）分0～7共8個(gè)時(shí)隙，幀長度為120/26≈4.615ms。每個(gè)時(shí)隙含156.25個(gè)碼元，占15/26≈0.577ms。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

圖6-13GSM系統(tǒng)各種幀及時(shí)隙的格式第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

TDMA幀復(fù)幀（Multip-frame），其結(jié)構(gòu)有兩種：

●一種是由26幀組成的復(fù)幀，復(fù)幀長120ms，

主要用于業(yè)務(wù)信息的傳輸，也稱作業(yè)務(wù)復(fù)幀；●一種是由51幀組成的復(fù)幀，復(fù)幀長235.385ms，

專用于傳輸控制信息，也稱作控制復(fù)幀。

由51業(yè)務(wù)復(fù)幀或26個(gè)控制復(fù)幀均可組成一個(gè)超幀（Super-frame），超幀的周期為1

326個(gè)TDMA幀;由2

048個(gè)超幀組成超高幀（Hyper-frame），超高幀的周期為2

048

×

1

326

=

2715648個(gè)TDMA幀。GSM系統(tǒng)時(shí)間、幀、頻率關(guān)系如圖6-14所示:第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

圖6-14GSM系統(tǒng)時(shí)間、幀、頻率關(guān)系RFC（RadioFrequencyChannel）為無線頻率信道。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

GSM系統(tǒng)上行傳輸所用的幀號(hào)和下行傳輸所用的幀號(hào)相同，但上行幀相對(duì)于下行幀，在時(shí)間上推后3個(gè)時(shí)隙，見圖6-15。這樣安排，允許移動(dòng)臺(tái)在這3個(gè)時(shí)隙的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行幀調(diào)整以及對(duì)收發(fā)信機(jī)進(jìn)行調(diào)諧和轉(zhuǎn)換。圖6-15上行幀號(hào)和下行幀號(hào)所對(duì)應(yīng)的時(shí)間關(guān)系第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

(2)信道分類（a）物理信道

在無線接口，信息傳輸必須要有一個(gè)物理通道。在GSM系統(tǒng)中，這個(gè)通道就是一個(gè)FDMA載頻上的一個(gè)TDMA時(shí)隙，用戶就是通過這個(gè)物理通道接入網(wǎng)絡(luò)，我們將這個(gè)物理通道定義為物理信道。（b）邏輯信道移動(dòng)通信系統(tǒng)所傳輸?shù)男畔▋纱箢悾簶I(yè)務(wù)信息和各類控制信令信息。這兩種類型的信息要在物理信道上傳輸。因而在物理信道上要標(biāo)明所傳信息的類第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

型，因此我們就將承載著不同類型信息的信道稱為邏輯信道。傳輸業(yè)務(wù)信息的邏輯信道稱為業(yè)務(wù)信道（TCH），傳輸各類控制信息的邏輯信道稱為控制信道（CCH）?？刂菩诺烙址譃槿箢愋停簭V播信道（BCH）、公共控制信道（CCCH）、專用控制信道（DCCH）。而BCH、CCCH、DCCH每種下面又分為三種類型。具體關(guān)系見圖6-16。

第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

圖6-16GSM系統(tǒng)的信道分類第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

①業(yè)務(wù)信道業(yè)務(wù)信道（TCH）根據(jù)攜載信息的不同分為語音業(yè)務(wù)信道和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道，其次還有少量的隨路控制信令。②控制信道●廣播信道（BCH）：廣播信道是一種“一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)”的下行控制信道，用于基站向移動(dòng)臺(tái)廣播公用的信息，傳輸?shù)膬?nèi)容主要是移動(dòng)臺(tái)入網(wǎng)和呼叫建立所需要的有關(guān)信息。廣播信道又分為以下3種:頻率校正信道（FCCH）:傳輸用于校正MS頻率的信息。同步信道（SCH）:傳輸用于MS進(jìn)行同步和對(duì)基站進(jìn)行第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

識(shí)別的信息。廣播控制信道（BCCH）:傳輸GSM系統(tǒng)公共控制信息●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。公用控制信道又分為以下3種:尋呼信道（PCH）:傳輸用于尋呼MS的信息。隨機(jī)接入信道（RACH）:是MS通過此信道做為對(duì)尋呼的響應(yīng)或MS主叫/登記時(shí)的接入請(qǐng)求。準(zhǔn)許接入信道（AGCH）:用于MS通過RACH的主叫申請(qǐng)的響應(yīng)，為MS分配一個(gè)獨(dú)立專用控制信道。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

●專用控制信道（DCCH）：這是一種“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”的雙向控制信道，其用途是在呼叫接續(xù)階段以及在通信進(jìn)行當(dāng)中，在移動(dòng)臺(tái)和基站之間傳輸必需的控制信息。專用控制信道又分為以下3種。獨(dú)立專用控制信道（SDCCH）:是一種雙向信道，用于傳輸建立連接的信令消息、位置更新消息、短消息、鑒權(quán)消息、加密命令及處理各種附加業(yè)務(wù)。慢速輔助控制信道（SACCH）:是雙向信道，在上行時(shí)它主要傳送無線測(cè)量報(bào)告以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)臺(tái)輔助的越區(qū)切換功能，還傳送功率控制級(jí)別和時(shí)間提前量（TA）調(diào)整命令；在下行時(shí)，它主要向MS傳送第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

系統(tǒng)消息，包括：通信質(zhì)量、LAI號(hào)、鄰小區(qū)的BCCH頻點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度、時(shí)間提前量（TA）、功率控制級(jí)別、小區(qū)選項(xiàng)等。此信道可與一個(gè)業(yè)務(wù)信道或一個(gè)獨(dú)立專用控制信道聯(lián)用，如圖6-15虛線所示。快速輔助控制信道（FACCH）:用于在語音傳輸過程中給系統(tǒng)提供比SACCH率高得多的速率傳送信令信息，例如切換命令等。它是借用TCH來傳送的。只在一幀中傳送用戶察覺不到，這種方式我們稱為“偷幀”，如圖6-15虛線所示。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

[注】：GSM通信系統(tǒng)為了傳輸所需的各種信令，設(shè)置了多種控制信道。這樣做，除了因?yàn)閿?shù)字傳輸為設(shè)置多個(gè)邏輯信道提供了可能外（這在模擬通信系統(tǒng)是不可能的），主要是增強(qiáng)了系統(tǒng)的控制功能，保證了語音通信的質(zhì)量。（c）邏輯信道的應(yīng)用實(shí)例

以MS開機(jī)撥打電話為例說明邏輯信道的應(yīng)用。FCCH—接收頻率校正信息。SCH—接收BTS同步信號(hào)。BCCH—接收系統(tǒng)信息。

第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

RACH—MS發(fā)送接入申請(qǐng)。AGCH—網(wǎng)絡(luò)發(fā)送允許接入并分配SDCCH。SDCCH/SACCH—在SDCCH上發(fā)送進(jìn)行鑒權(quán)和加

密的信息，在SACCH上發(fā)送

進(jìn)行功率控制并傳送TA值。TCH—進(jìn)入TCH進(jìn)行通話，通話期間短消息通過SACCH傳送，切換信令通過FACCH傳送。BCCH—通話結(jié)束，進(jìn)入空閑狀態(tài)，守候在BCCH

信道上。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

(3)時(shí)隙的內(nèi)容格式及類型TDMA信道上一個(gè)時(shí)隙中的信息是以突發(fā)（Burst）脈沖序列的形式體現(xiàn)的，其格式隨信息的類型不同而不同。下面分別予以介紹。（a）突發(fā)序列類型及其與邏輯信道的對(duì)應(yīng)關(guān)系突發(fā)序列分為五種類型：普通突發(fā)脈沖序列、頻率校正突發(fā)脈沖序列、同步突發(fā)脈沖序列、接入突發(fā)脈沖序列和空閑突發(fā)脈沖序列，如圖6.17所示。

第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

圖6-17突發(fā)脈沖序列的格式第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

①常規(guī)突發(fā)（NormalBurst，NB）脈沖序列NB用于攜帶TCH及除RACH、SCH和FCCH以外

的其他控制信道上的信息。②頻率校正突發(fā)（FrequencyCorrectionBurstFB）脈沖序列FB用于MS的頻率同步，它是一個(gè)帯頻移的未調(diào)載

波，在FCCH上發(fā)射。③同步突發(fā)（SynchronisationBurst，SB）脈

沖序列。SB僅用于下行SCH，用于MS的時(shí)間同步。

第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

④接入突發(fā)（AccessBurst，AB）脈沖序列AB用于攜帶RACH信息。⑤空閑突發(fā)（DummyBurst，DB）脈沖序列當(dāng)系統(tǒng)沒有任何具體的消息要發(fā)送時(shí)，基站收發(fā)信機(jī)在小區(qū)配置的射頻第一號(hào)載頻（C0）的下行信道的每個(gè)時(shí)隙發(fā)送一個(gè)突發(fā)序列，這個(gè)序列就是DB。（b）突發(fā)序列的內(nèi)容結(jié)構(gòu)從圖6-17中可看出，每種突發(fā)都包含以下內(nèi)容。①尾比特（TailBits，TB）：總是000，以幫助均衡器判斷起始位和終止位以避免失步。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

②消息比特（InformationBits，IB）：用于描述業(yè)務(wù)和信令消息，DB和FB除外。③訓(xùn)練序列（TrainingSequence，TS）：用于提

供均衡器產(chǎn)生信道模型，以消除多徑效應(yīng)所產(chǎn)生的

碼間干擾的方法。TB是收發(fā)雙方所共知的確定序列

，分為8種相關(guān)性很小的序列，分配給小區(qū)中使用相同載頻的不同時(shí)隙。④保護(hù)間隔（GuardPeriod，GP）：是一個(gè)

空白空間，由于每個(gè)載頻可同時(shí)承載8個(gè)用戶

，當(dāng)

這8個(gè)用戶處于距離基站不同的位置時(shí)，因路徑時(shí)

第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

延有可能造成發(fā)射時(shí)隙的相互重疊，為了避免這種

情況發(fā)生，采用了保護(hù)間隔。（c）突發(fā)脈沖序列應(yīng)用實(shí)例下面以手機(jī)開機(jī)為例說明突發(fā)脈沖的應(yīng)用。FB—包括接收的下行信道信息，完成手機(jī)頻率校正功能。SB—包含接收的下行信道信息，完成手機(jī)幀同步功能。NB—包含接收的下行信道的系統(tǒng)信息。AB—包含在上行信道上完成手機(jī)接入申請(qǐng)功能。NB—在雙向信道上完成手機(jī)鑒權(quán)后進(jìn)入空閑狀態(tài)。DB—上下行沒有消息發(fā)送時(shí)送空閑脈沖。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)①控制信道的映射當(dāng)某一小區(qū)載頻大于一個(gè)以上時(shí)，該小區(qū)C0上的TS0就映射到廣播信道（BCH）和公共控制信道（CCCH），該時(shí)隙不間斷地向該小區(qū)的所有用戶發(fā)送同步信息、系統(tǒng)消息、尋呼消息和指配消息。而在C0的TS0上行只

(4)信道映射關(guān)系及其組合方式（a）物理信道和邏輯信道的映射關(guān)系每個(gè)小區(qū)有n個(gè)載頻，我們定義為C0、C1、C2、…Cn-1。每個(gè)載頻都有8個(gè)時(shí)隙，我們定義為TS0、TS1、…TS7。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

含有RACH，用于MS的接入；C0的TS1用于映射SDCCH，上下行一樣。在某小區(qū)只使用一個(gè)載頻時(shí)，意味著只有8個(gè)物理信道，所以該載頻的TS0可映射除FACCH之外的所有控制信道。其余的TS用做TCH。②業(yè)務(wù)信道的映射C0的TS2～TS7，以及其他載頻的8個(gè)時(shí)隙全部都映射到TCH。因此當(dāng)某一小區(qū)載頻大于一個(gè)以上時(shí)，小區(qū)的TCH總數(shù)為：8n?2。（b）信道的組合方式第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

①業(yè)務(wù)信道的組合方式業(yè)務(wù)信道有全速率和半速率之分，下面只考慮全速率情況。業(yè)務(wù)信道的復(fù)幀含26個(gè)TDMA幀，其中24幀T（即TCH）用于傳輸業(yè)務(wù)信息；1幀A，代表隨路的慢速輔助控制信道（SACCH），傳輸慢速輔助信道的信息（例如功率調(diào)整的信令）；還有1幀I為空閑幀（半速率傳輸業(yè)務(wù)信息時(shí)，此幀也用于傳輸SACCH的信息）。②控制信道的組合方式控制信道的復(fù)幀含51幀，其組合方式類型較多，而第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

且上行傳輸和下行傳輸?shù)慕M合方式也不相同。包括：BCH和CCCH在TS0上的復(fù)用、SDCCH和SACCH在TS1上的復(fù)用、公用控制信道和專用控制信道均在TS0上的復(fù)用。

綜上所述，如果小區(qū)只有一對(duì)雙工載頻（C0），那么TS0用于控制信道，TS1～TS7用于業(yè)務(wù)信道，即允許基站與7個(gè)移動(dòng)臺(tái)同時(shí)傳輸業(yè)務(wù)；在多載頻小區(qū)內(nèi)，C0的TS0用于公用控制信道，TS1用于專用控制信道，TS2～TS7用于業(yè)務(wù)信道，每增加一個(gè)載頻，其8個(gè)TS全部用于業(yè)務(wù)信道。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

3.GSM無線接口信號(hào)傳輸流程數(shù)字化語音信號(hào)在無線傳輸時(shí)主要包括以下幾個(gè)問題：一是選擇低速率的編碼方式，以適應(yīng)有限帶寬的要求；二是選擇有效的方法減少誤碼率，即信道編碼問題；三是選用什么樣的交織方法抵御突發(fā)錯(cuò)誤；四是選用有效的調(diào)制方法，減小雜波輻射，降低干擾。

下面分別加以討論。圖6-18給出了GSM系統(tǒng)語音信號(hào)傳輸及接收過程的框圖?！咀ⅰ浚罕静糠种挥懻摗叭俾省毙诺馈５诹翯SM蜂窩通信系統(tǒng)

圖6-18GSM系統(tǒng)信號(hào)傳輸組成框圖第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

（1）信源編碼GSM標(biāo)準(zhǔn)采用的是RPE-LTP(RegularPulseExcitation-LongTermPrediction規(guī)則脈沖激勵(lì)長期預(yù)測(cè)編碼)，首先將語音分成20ms為單位的語音段，再將20ms的語音段編成260bit的數(shù)據(jù)塊，最后形成了260/0.02=

13kbit/s的信源編碼速率。

（2）信道編碼分析GSM系統(tǒng)的信道編碼采用前向糾錯(cuò)編碼方式。（a）TCH語音信號(hào)的信道編碼首先將信源編碼形成的的260個(gè)比特分為三類：第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

50個(gè)最重要的比特；132個(gè)重要比特；78個(gè)不重要比特。然后對(duì)上述50個(gè)比特添加3個(gè)奇偶校驗(yàn)比特，這53個(gè)比特連同132個(gè)重要比特與4個(gè)尾比特一起共189比特一起進(jìn)行卷積編碼，編碼速率為1︰2，因而得到了378bit，再加上另外不被保護(hù)的78bit，最后形成了456bit，前向編碼完成。（b）BCCH、PCH、AGCH、SDCCH、FACCH、SACCH信道編碼

在GSM中信令信息是以LAPDm協(xié)議，在連接模式下被傳送，這些信令在BCCH、PCH、AGCH、第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

SDCCH、FACCH、SACCH等邏輯信道上傳送。一個(gè)LAPDm幀共有23字節(jié)184bit。下面我們討論LAPDm幀的編碼形式。

首先給184bit增加40bit的糾錯(cuò)循環(huán)碼，以增加物理層的差錯(cuò)控制能力。然后再加4個(gè)尾比特位，將228bit通過1：2碼率的卷積編碼器，最后得到456bit的數(shù)據(jù)。（c）SCH信道的編碼SCH信道不能用LAPDm協(xié)議。在每個(gè)SCH信道有25bit的消息:其中19bit幀號(hào)，6bit用于基站色碼。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

將25bit加10bit的奇偶校驗(yàn)位，再加上4個(gè)尾比特，得到39bit。再將這39bit按照1︰2的卷積編碼速率進(jìn)行卷積編碼，最后得到SCH突發(fā)脈沖序列中78bit的消息。（d）RACH信道的編碼RACH消息由8bit構(gòu)成，包括3bit的建立原因和5bit的隨機(jī)鑒別符號(hào)。將8bit加上6bit，這6個(gè)比特是由6bit的色碼和6bit的奇偶校驗(yàn)碼通過模2加構(gòu)成。然后再加上4個(gè)尾比特，得到18bit。將18bit通過1︰2碼率的卷積編碼器，最后得到RACH突發(fā)上36bit的消息。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

（3）交織技術(shù)信道編碼之后要進(jìn)行交織，目的是將由于各種因素造成的突發(fā)的集中成串錯(cuò)誤分解成離散的隨機(jī)錯(cuò)誤，以提高接收端的糾錯(cuò)能力。交織后的總比特?cái)?shù)沒有改變，但比特的排列順序和距離發(fā)生了改變，交織的距離即交織跨度越大，效果越好。GSM系統(tǒng)的交織跨度為兩個(gè)語音塊及40ms。交織分兩次：以20ms的語音塊對(duì)應(yīng)的456bit為準(zhǔn)，第一次為塊內(nèi)交織，第二次為塊間交織。具體交織過程見圖6-19。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

圖6-19GSM信號(hào)交織過程第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

（a）塊內(nèi)交織將456bit按（0，8，16，…，448）、（1，9，17，…，449）…（7，15，23，…，455）的排列方式，分為8組，每組57bit。這樣可使塊內(nèi)原來相繼比特的順序打亂、距離增加。假如將塊內(nèi)交織后的2組57比特放入一個(gè)NB中，一旦該突發(fā)出現(xiàn)問題，則114個(gè)比特將全部損失，那么20ms語音塊對(duì)應(yīng)的456bit將損失1/4的比特，顯然這樣的損失對(duì)隨后的信道譯碼器是無能為力的。因此還需要進(jìn)一步的交織，這就是塊間交織。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

（b）塊間交織將每20ms語音塊內(nèi)交織后的456bit分成8組的編號(hào)分別為：（A0、A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7），（B0、B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7），（C0、C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7），…。將當(dāng)前語音塊的前四組（B0、B1、B2、B3）與上一個(gè)語音塊的后四組（A4、A5、A6、A7）進(jìn)行塊間交織，排列成（A4，B0）、（A5，B1）、（A6，B2）、（A7，B3）形成了4個(gè)突發(fā)脈沖序列，再將塊A的比特占偶數(shù)位，塊B的比特占奇數(shù)位。同理前面和后面的塊間交織與此相同。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

這樣一個(gè)20ms的語音塊所對(duì)應(yīng)456bit（例如B塊），被放到了8個(gè)不同的NB中，它在每個(gè)NB包含B塊中的57bit，即使丟掉這57bit，只是損失了1/8，而且其相關(guān)性很低，這給信道譯碼提供了較好的空間交織雖然對(duì)系統(tǒng)的抗干擾具有很重大的意義，但由此造成的缺點(diǎn)也很明顯。經(jīng)過交織后一個(gè)語音塊，從第一個(gè)比特算起到最后一個(gè)比特傳完，需要?dú)v經(jīng)8個(gè)NB突發(fā)即8個(gè)時(shí)隙的時(shí)間，若再加上SACCH占一個(gè)突發(fā)時(shí)隙，那么將占總共9幀的時(shí)間。即傳完一個(gè)20ms的語音塊需要?dú)v經(jīng)的時(shí)隙數(shù)為8

×

9?7

=

65個(gè)，時(shí)第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

間是37.5ms，這樣就產(chǎn)生了17.5ms的時(shí)間延遲，這個(gè)延遲對(duì)語音通信會(huì)造成回音干擾，因此為改善這個(gè)缺陷，MS和中繼電路上增加了回波消除器。【注】：在BCCH、PCH、AGCH、SDCCH、FACCH、SACCH信道上的二次交織中，第一次交織和語音比特的交織一樣；而第二次交織是將經(jīng)過第一次交織的塊內(nèi)的8組的前四組和后四組進(jìn)行交織，即（B0，B4）、（B1，B5）、（B2，B6）、（B3，B7），再放入到四個(gè)突發(fā)脈沖（時(shí)隙）中傳輸。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

（4）射頻調(diào)制技術(shù)GSM系統(tǒng)的調(diào)制方式是恒包絡(luò)高斯型最小移頻鍵控（GMSK）方式，矩形脈沖在調(diào)制器之前先通過一個(gè)高斯濾波器。這一調(diào)制方案由于改善了頻譜特性，從而能滿足CCIR提出的鄰信道功率電平小于?60dBW的要求。高斯濾波器的歸一化帶寬BT

=

0.3，基于200kHz的載頻間隔及270.833kbit/s的信道傳輸速率，其頻譜利用率為1.35bit/(s·Hz)。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

4.GSM無線接口傳輸控制技術(shù)1．時(shí)間提前量（TA）

在移動(dòng)通信的過程中，假設(shè)在同一載頻，某MS1占據(jù)第i時(shí)隙和BTS通信，在呼叫期間向遠(yuǎn)離BTS的方向移動(dòng)，MS2占據(jù)第i

+

1時(shí)隙也向BTS發(fā)送的信息，MS2距基站較近，如不采取措施，由于延遲將會(huì)發(fā)生這樣的情況：BTS在收到MS2在第i

+

1時(shí)隙發(fā)送的信息將會(huì)與BTS在第時(shí)隙i收到的MS1的呼叫信息產(chǎn)生重疊，從而引起干擾，如圖6-20示。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

圖6-20相鄰時(shí)隙比特重疊示意圖因此，在呼叫期間，MS發(fā)送給BTS的測(cè)量報(bào)告的報(bào)頭上攜帶著MS測(cè)量的時(shí)延值，而BTS必須監(jiān)視呼叫到達(dá)的時(shí)間，并在下行SACCH的系統(tǒng)消息中以每?jī)擅?次的頻率向MS發(fā)出指令，隨MS離開BTS的距離變化，逐步指示MS應(yīng)提前發(fā)送的時(shí)間，這就是時(shí)間提前量的調(diào)整，這在GSM中被稱為時(shí)間提前量（TA）第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

時(shí)間提前量的值為0～233μs之間的任意值，對(duì)應(yīng)著0～63bit之間的任意值。在最大的延遲時(shí)間下，可計(jì)算出小區(qū)的覆蓋半徑為：[3.7(μs/bit)

×

63bit

×

3×105km/s]/2

=

35km。1bit時(shí)間對(duì)應(yīng)距離為554m，而精度為0.25bit，即138.5m。這就是突發(fā)中保護(hù)間隔存在小數(shù)，.25bit的原因。

（2）跳頻技術(shù)在第四章中，討論了分集技術(shù)中頻率分集的概念，在GSM中得到的實(shí)際應(yīng)用，就是跳頻技術(shù)。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

所謂跳頻，就是將承載調(diào)制信息的載波頻率隨時(shí)間而改變，完成這一過程的技術(shù)叫做跳頻技術(shù)。跳頻分快跳和慢跳。快跳是指射頻在每比特跳變一次；慢跳是指射頻每時(shí)隙或每幀跳變一次。GSM系統(tǒng)采用慢跳，即每一幀改變一次載波頻率，跳變的速率是1÷4.615ms

=

217次/s。在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)用固定的射頻發(fā)送和接收，在下一幀的同時(shí)隙再改變發(fā)射頻率，如圖6-21所示。

第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

圖6-21GSM系統(tǒng)的跳頻示意圖GSM系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)跳頻技術(shù)上，采用了兩種跳頻模式：基帶跳頻和射頻跳頻。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

（3）不連續(xù)發(fā)射（DTX）

由于GSM系統(tǒng)是以全雙工方式傳輸通話雙方的信息，而經(jīng)過統(tǒng)計(jì)計(jì)算，每一方平均說話時(shí)長約為總通話時(shí)長的40%，其余60%時(shí)間將是某一方的非通話狀態(tài)。根據(jù)這種情況，GSM的射頻可以采用不連續(xù)發(fā)射（DTX）方式。不連續(xù)發(fā)射（DTX）是指在通話期間傳輸13kbit/s語音編碼信息；而在不通話期間，傳輸約500bit/s的稱為“舒適噪音”的低速編碼。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

采用DTX的目的：一是降低空口總的干擾電平，提高頻率利用率；二是節(jié)省MS的耗電量，延長電池待電時(shí)間和壽命。傳輸舒適噪聲的目的是使聽話方不會(huì)造成通信中斷的感覺。

因?yàn)橛脩糁v話是隨機(jī)發(fā)生的，必須知道用戶何時(shí)講話和不講話，即發(fā)射機(jī)何時(shí)發(fā)射和不發(fā)射，從而使聽話一方?jīng)]有間斷的感覺，這是實(shí)現(xiàn)DTX的關(guān)鍵技術(shù)所在，這種技術(shù)叫自適應(yīng)語音激活檢測(cè)?！咀ⅰ浚涸谏舷滦芯刹捎肈TX，但DTX不能應(yīng)用于

承載BCCH的載頻。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

（4）不連續(xù)接收（DRX）手機(jī)在絕大多數(shù)時(shí)間是處于空閑狀態(tài)的，隨時(shí)準(zhǔn)備接收BTS發(fā)來的尋呼信息，系統(tǒng)按照IMSI將MS分成不同的尋呼組，不同組的MS在不同的固定時(shí)刻接收系統(tǒng)尋呼信息，無需連續(xù)接收，因此GSM規(guī)范中MS采用了非連續(xù)接收（DRX）方式進(jìn)行尋呼信息的接收。這樣做可以降低手機(jī)功耗，延長電池的待機(jī)時(shí)間。（5）時(shí)間色散引起的碼間干擾的控制本部分見5.1.2小節(jié)和6.3.2小節(jié)中的關(guān)于訓(xùn)練序列的概念。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

§6.4GSM系統(tǒng)控制與管理我們討論了GSM系統(tǒng)的底層技術(shù)，它們是保證正常通信的基礎(chǔ)條件。我們還必須討論低三層以上的技術(shù)。例如我們要保證MS能夠在GSM系統(tǒng)中漫游通信，就必須時(shí)刻知道MS的位置信息，在開放的空中接口，如何來保證用戶和系統(tǒng)的安全性，這也是需要考慮的，這些是移動(dòng)通信的移動(dòng)性管理MM層面上的問題；還有在通信過程中如何保證在蜂窩小區(qū)間一個(gè)通話的連續(xù)性和可靠的質(zhì)量，這些是無線資源管理RR層面問題。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

1.位置管理在GSM系統(tǒng)中的位置管理包括：正常位置區(qū)更新、IMSI的分離/附著、周期性位置更新。

(1)正常位置區(qū)更新在正常位置區(qū)更新中又可分為：位置區(qū)不屬于同一VLR（跨VLR）和位置區(qū)屬于同一VLR的位置更新；位置區(qū)不屬于同一VLR(a)跨VLR的位置更新跨VLR的位置更新又分為：用TMSI參與的位置更新和用IMSI參與的位置更新。圖6-22給出的是涉及兩個(gè)VLR的位置更新過程，其他情況可依此類推第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

圖6-22位置登記過程舉例第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

①用TMSI的位置更新如果MS是利用TMSI（由舊VLR分配的）發(fā)起“位置更新請(qǐng)求”，新VLR從MSC中接收到位置更新指示后，如果發(fā)現(xiàn)MS的TMSI未知，將把標(biāo)記“VLR的位置信息確認(rèn)”置為“不確認(rèn)”，以便以后發(fā)起HLR更新。同時(shí)將根據(jù)舊TMSI和LAI號(hào)碼導(dǎo)出舊VLR地址，并向舊VLR啟動(dòng)一個(gè)請(qǐng)求IMSI和鑒權(quán)參數(shù)的“發(fā)參數(shù)指示”，舊VLR就會(huì)向新VLR發(fā)該MS的IMSI。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

②用IMSI的更新如果用戶識(shí)別是IMSI，VLR將檢查此用戶是否為未知（既無IMSI記錄），如果是未知的，將標(biāo)記“HLR確認(rèn)”置為“不確認(rèn)”。隨后發(fā)起HLR的更新。若IMSI是已知的，VLR將檢查從MSC接收到的信息中提供的前一個(gè)位置區(qū)標(biāo)識(shí)（LAI）是否屬于此VLR，如果不屬于此VLR，則將標(biāo)記“HLR確認(rèn)”置為“不確認(rèn)”。隨后發(fā)起HLR更新。在這兩種情況下，都要進(jìn)行鑒權(quán)檢查。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

（b）VLR內(nèi)部的位置更新這是較為簡(jiǎn)單的一類位置更新，在該過程中不需要MS提供IMSI號(hào)碼，只在當(dāng)前的VLR中進(jìn)行。也不需要通知HLR。(2)IMSI的分離/附著“IMSI分離/附著”相當(dāng)于MS的狀態(tài)更新，所以我們把它歸類到位置更新的概念中。（3）周期性位置更新當(dāng)出現(xiàn)MS和網(wǎng)絡(luò)長時(shí)間失去聯(lián)系時(shí)，網(wǎng)絡(luò)在尋呼該MS時(shí)造成尋呼超時(shí)，因而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)資源的浪費(fèi)。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

對(duì)此GSM所采取的措施是：迫使MS在經(jīng)過一定的時(shí)間后，自動(dòng)向網(wǎng)絡(luò)報(bào)告它目前的位置信息。通過這種方式，網(wǎng)絡(luò)可以及時(shí)了解MS當(dāng)前狀況的變化與否，這種機(jī)制就是周期性的位置更新。

周期性的位置更新是GSM網(wǎng)絡(luò)和MS保持緊密聯(lián)系的一種重要手段，但周期性的位置更新也會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響：一方面會(huì)引發(fā)網(wǎng)絡(luò)信令流的增加，使無線資源利用率降低；另一方面也會(huì)造成MS耗電量的增加。因此對(duì)更新的周期選取要綜合各方面因素，一般取30分鐘。網(wǎng)絡(luò)通過BCCH向小區(qū)全體MS提供更新的周期。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

2.GSM的安全性管理GSM系統(tǒng)汲取了第一代模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)深受竊聽和偷用騷擾的教訓(xùn)，為了保證空中接口的安全，GSM系統(tǒng)采取了一系列的保障安全的措施，包括：網(wǎng)絡(luò)接入的安全—鑒權(quán)、無線鏈路的安全—加密、用戶身份的安全—TMSI、終端設(shè)備的安全—設(shè)備識(shí)別。這些措施的實(shí)施，使安全性管理成為GSM的亮點(diǎn)和特點(diǎn)。

為滿足以上諸多安全性管理的要求，GSM系統(tǒng)中增加了一個(gè)主要的安全功能單元—鑒權(quán)中心（AUC）。我們首先討論AUC，然后再對(duì)各種安全措施進(jìn)行討論。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

（1）AUC的功能鑒權(quán)中心（AUC）為鑒權(quán)與加密提供了三參數(shù)組（RAND、SRES和Kc），在用戶入網(wǎng)簽約時(shí)，用戶鑒權(quán)密鑰Ki連同IMSI一起分配給用戶，這樣每一個(gè)用戶均有唯一的Ki和IMSI，它們存儲(chǔ)于AUC數(shù)據(jù)庫和SIM（用戶識(shí)別）卡中。根據(jù)HLR的請(qǐng)求，AUC產(chǎn)生一個(gè)三參數(shù)組的步驟，參見圖6-23。三參數(shù)組：RAND、SRES和Kc第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

圖6-23AUC產(chǎn)生三參數(shù)組第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

（2）鑒權(quán)無論是移動(dòng)臺(tái)主呼或被呼，都有鑒權(quán)過程。鑒權(quán)的目的有兩個(gè)：一是檢查由MS提供的用戶的正確性、合法性；二是給MS用戶提供一個(gè)新的密鑰Kc。鑒權(quán)程序如圖6-24所示。

鑒權(quán)過程主要涉及AUC、HLR、MSC/VLR和MS，它們均各自存儲(chǔ)著與用戶有關(guān)的信息或參數(shù)。鑒權(quán)流程程看圖6-24。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

圖6-24鑒權(quán)過程第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

（3）加密GSM系統(tǒng)為確保用戶信息（語音或非語音業(yè)務(wù)）以及與用戶有關(guān)的信令信息的私密性，在無線接口采用了一個(gè)加密程序，如圖6-25所示。

在鑒權(quán)過程結(jié)束后，MSC/VLR將向BSC發(fā)一條“加密命令”，隨后由BTS發(fā)往MS，MS根據(jù)Kc及TDMA賬號(hào)，通過加密算法A產(chǎn)生一個(gè)加密信息，表明MS已完成加密，并將加密消息回送給BTS。BTS采用相應(yīng)的算法解密，恢復(fù)消息，如果無誤則告訴MSC/VLR，表明加密模式完成，然后，網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)在加密模式下的信息傳送。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

圖6-25加密程序第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

（4）設(shè)備識(shí)別每一個(gè)移動(dòng)臺(tái)設(shè)備均有一個(gè)唯一的移動(dòng)臺(tái)設(shè)備識(shí)別碼（IMEI）。在EIR中存儲(chǔ)了所有移動(dòng)臺(tái)的設(shè)備識(shí)別碼，每一個(gè)移動(dòng)臺(tái)只存儲(chǔ)本身的IMEI。設(shè)備識(shí)別的目的是確保系統(tǒng)中使用的設(shè)備不是盜用或非法的設(shè)備。為此，EIR中使用三種設(shè)備清單：白名單：合法的移動(dòng)設(shè)備識(shí)別號(hào)；黑名單：禁止使用的移動(dòng)設(shè)備識(shí)別號(hào)；灰名單：是否允許使用由運(yùn)營者決定，例如有故障或

未經(jīng)型號(hào)認(rèn)證的移動(dòng)設(shè)備識(shí)別號(hào)。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

設(shè)備識(shí)別程序如圖6-26所示。圖6-26設(shè)備識(shí)別程序第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

（5）用戶識(shí)別碼（IMSI）保密為了防止非法監(jiān)聽，進(jìn)而盜用IMSI，當(dāng)在無線鏈路上需要傳送IMSI時(shí)，均用臨時(shí)移動(dòng)用戶識(shí)別碼（TMSI）代替IMSI，僅在位置更新失敗或MS得不到TMSI時(shí)才使用IMSI。IMSI對(duì)某一用戶是唯一且不變的，但TMSI是不斷更新的。在空中接口傳送的一般是TMSI，從而確保了IMSI的安全性。MS每次向系統(tǒng)請(qǐng)求一種程序，如位置更新、呼叫嘗試等，MSC/VLR將給MS分配一個(gè)新的TMSI。

第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

圖6-27示出了位置更新時(shí)使用的新的TMSI程序。圖6-27位置更新時(shí)的新的TMSI程序第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

3.呼叫處理(1)移動(dòng)用戶主呼信令流程移動(dòng)用戶向固定用戶發(fā)起呼叫的接續(xù)過程如圖6-28所示。(2）移動(dòng)用戶被呼叫信令流程固定用戶向移動(dòng)用戶發(fā)起呼叫的接續(xù)過程如圖6-29所示。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

圖6-28移動(dòng)用戶主呼時(shí)的信令流程第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

圖6-29移動(dòng)用戶被呼時(shí)的連接過程第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

4.GSM系統(tǒng)的切換（1）切換的控制流程在GSM系統(tǒng)中采用移動(dòng)臺(tái)輔助越區(qū)切換（MAHO）控制方式。具體原理在第五章5.6.2節(jié)中已討論。GSM系統(tǒng)要求MS可以同時(shí)報(bào)告六個(gè)鄰近小區(qū)的測(cè)量情況，如圖6-30所示。TDMA多址方式為GSM移動(dòng)臺(tái)的測(cè)量提供了天然的測(cè)量條件，既移動(dòng)臺(tái)可以在一幀中不通信的時(shí)隙中進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量報(bào)告的發(fā)送是承載在SACCH信道上發(fā)送的，一個(gè)完整的測(cè)量報(bào)告存在于4個(gè)連續(xù)的SACCH突發(fā)脈沖中。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

圖6-30GSM系統(tǒng)的MAHOGSM系統(tǒng)的切換流程如下：（1）執(zhí)行測(cè)量報(bào)告的處理；（2）平均值的計(jì)算；（3）閾值的比較（切換的判決）；（4）目標(biāo)小區(qū)的選擇；（5）目標(biāo)小區(qū)的排序；（6）切換的執(zhí)行。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

（2）切換的類型GSM系統(tǒng)的切換一般以不同的屬性來分類，主要的分類方法為：按照切換涉及的前后兩個(gè)小區(qū)的歸屬；按照定時(shí)提前量分；按不同的切換觸發(fā)原因分。而由于GSM系統(tǒng)切換的無線資源是不同的頻率，因此GSM的切換屬于硬切換范疇。下面按照切換涉及的前后兩個(gè)小區(qū)的歸屬來分析GSM的切換。

（a）小區(qū)內(nèi)切換

切換的業(yè)務(wù)信道屬于同一個(gè)小區(qū)。這種切換可以由小區(qū)所屬的BSC獨(dú)立控制完成。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

（b）BSC內(nèi)小區(qū)間切換切換前后兩個(gè)小區(qū)是一個(gè)BSC控制下的不同小區(qū)。這種切換不需要MSC的干涉，可以由BSC獨(dú)立控制完成。如圖6-31所示。圖6-31同一個(gè)BSC的過區(qū)切換示意第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

（c）同MSC內(nèi)屬不同BSC的小區(qū)間切換切換前后兩個(gè)小區(qū)分屬兩個(gè)BSC控制，但這兩個(gè)BSC卻受控于一個(gè)MSC。這種切換的完成需要這個(gè)MSC以及兩個(gè)BSC的共同參與控制，如圖6-32所示。其切換控制流程如圖6-33所示。（d）屬不同MSC的小區(qū)間切換切換前后兩個(gè)小區(qū)分屬兩個(gè)MSC控制范圍。切換完成需要多個(gè)MSC以及兩個(gè)小區(qū)所屬BSC的共同參與控制。切換中需進(jìn)行很多次信息傳遞。圖6-34給出其切換示意圖。圖6-35給出了其切換流程圖。

第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

圖6-32同一個(gè)MSC/VLR內(nèi)，不同BSC間的切換圖6-33同一MSC的BSC間的切換流程第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

圖6-34不同MSC/VLR的切換示意圖第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

圖6-35不同MSC/VLR的小區(qū)切換流程第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

§6.5通用分組無線業(yè)務(wù)（GPRS）及其演進(jìn)1.GPRS體系結(jié)構(gòu)(1)概述GPRS（GeneralPacketRadioService）稱作通用分組無線業(yè)務(wù)。GPRS是GSMPhase2.1規(guī)范實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容之一，GPRS是在GSM技術(shù)基礎(chǔ)上提供的一種端到端的分組交換業(yè)務(wù)，最大限度利用已有的GSM網(wǎng)絡(luò)，提供高效的無線資源利用率，GPRS系統(tǒng)基于標(biāo)準(zhǔn)的開放接口。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

它的目標(biāo)是提供高達(dá)115.2kbit/s速率的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù).

同時(shí)GPRS采用按數(shù)據(jù)流量計(jì)費(fèi)的方式，使其資費(fèi)更合理。GPRS是3GPP移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)從第二代GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)向第三代WCDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)演進(jìn)的第一步，在這一步中有兩個(gè)重要意義：

●一是在GSM網(wǎng)絡(luò)中引入了分組交換能力；

●二是將數(shù)據(jù)率提高到100kbit/s以上。第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

(2)GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是在GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了擴(kuò)充，如圖6-36所示。圖6-36GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

通過在GSM網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)中增加GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN（ServingGPRSSupportingNode，）和GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)GGSN（GatewayGPRSSupportNode，）兩個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，在BSS中增加了一組新的網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)體—分組控制單元PCU（PacketControlUnit，），CCU（信道編解碼單元，ChannelCodeUnit）（圖中沒有畫出）來構(gòu)成的。新增加的網(wǎng)絡(luò)單元的功能如下。（a）SGSN對(duì)移動(dòng)終端進(jìn)行定位和跟蹤，并發(fā)送和接收移動(dòng)第六章GSM蜂窩通信系統(tǒng)

終端的分組。