移動通信基礎

移動通信基礎

一、概述二、CME20系統(tǒng)簡介三、GSM無線接入原理四、GSM系統(tǒng)的識別五、業(yè)務過程1一、概述一、概述1.移動通信的特點1）電波傳播條件惡劣多徑衰落引起信號的衰落（瑞利衰落），接收點接收到的信號的合成場強隨著接收點的位置不同而異。MS在移動中接收信號的電平起伏不定，最大的可相差30dB以上。這種衰落將嚴重影響通話質(zhì)量。2)強干擾情況下工作對移動通信系統(tǒng)而言，燥聲主要是認為干擾，如汽車點火等。干擾主要有：互調(diào)干擾、鄰道干擾、同頻干擾和多址干擾（MAI）等。互調(diào)干擾主要是設備內(nèi)部器件的非線性特性引起的；鄰道干擾是指相鄰頻（信）道之間的干擾。為了解決鄰道干擾，GSM中采用了自動功率控制（APC）技術。23)多譜勒效應多譜勒：當波源和接收者相對運動時，接收的頻率和波源的頻率不同，產(chǎn)生頻移。兩者相互接近時，接收到的頻率升高，反之則頻率降低。當MS移動時，會產(chǎn)生多譜勒效應頻移量頻移量與MS的移動速度V和工作波長（C/f）以及波的到達角度有關。4）具有跟蹤技術GSM系統(tǒng)中，由于MS在通信區(qū)域內(nèi)隨機移動，其發(fā)射機在不通話時處于關閉狀態(tài)，為實現(xiàn)可靠通信，要求MS應具有位置登記(LA)、越區(qū)切換(Handover)以及漫游（Roaming）等。32.移動通信系統(tǒng)的組成1）移動通信系統(tǒng)的工作方式A.單工通信單工通信方式下，通信雙方的操作采用“按——講”方式進行，平時雙方的接收機都處于侯聽狀態(tài)，需要講話時，按下通話鍵，通話結(jié)束則松開通話鍵。4B.半雙工通信通信雙方有一方使用雙工通信（收發(fā)信機同時處于工作狀態(tài)），且使用兩個不同頻率和，如汽車調(diào)度通信系統(tǒng)等。5C.全雙工通信通信雙方都采用雙工方式，收、發(fā)信機同時工作。為了節(jié)省電能，可通過控制電路，使發(fā)射機只在送話時才工作，這種方式稱為準雙工方式，在移動通信中普遍采用。62）GSM移動通信系統(tǒng)的組成蜂窩移動通信系統(tǒng)主要由交換網(wǎng)絡子系統(tǒng)（NSS）、無線基站子系統(tǒng)（RBSS)和移動臺（MS）三大部分組成。（見圖5）

GSM移動通信系統(tǒng)框圖如圖6所示7二、CME20系統(tǒng)介紹8ERICNSSON的主要產(chǎn)品9

CME20系統(tǒng)概述2.1CME20系統(tǒng)的技術特點2.2CME20系統(tǒng)的構(gòu)成2.3CME20系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)102.1CEM20系統(tǒng)的技術特點

2.1.1

CME20系統(tǒng)具有下列的幾種技術特點：1)采用AXE-10交換系統(tǒng)的技術。CME20系統(tǒng)實際上是AXE的一個應用系統(tǒng)，是通過在AXE-10交換機基礎上增加和減少相應的子系統(tǒng)、功能塊來實現(xiàn)的，這樣做的好處是移動通信系統(tǒng)可共享AXE技術的成熟和進步。2)采用TDMA時分多址調(diào)制技術?？墒共煌囊苿优_分時占用同一頻率來實現(xiàn)同時通話，目前可以做到8個用戶同時使用同一頻率。采用TDMA方式，基站設備中的多個信道可共用一套收發(fā)信機，有利于降低成本，增加系統(tǒng)配置的靈活性。3)采用高斯濾波最小移頻鍵控頻率調(diào)制技術（GMSK）。數(shù)字調(diào)制是用基帶數(shù)字信號，改變高頻載波信號的11

12CME20的主要功能電信服務

與模擬蜂窩系統(tǒng)相似，但由于采用數(shù)字信號傳輸，抗干擾能力強。國際漫游用戶在所有GSM服務區(qū)內(nèi)漫游，與運營公司無關。具有用戶識別碼和用戶數(shù)據(jù)保密性。補充服務可進行呼叫轉(zhuǎn)移和呼叫阻止。承載服務為用戶提供不同的數(shù)據(jù)業(yè)務，數(shù)據(jù)速率可達9.6kbit/s的全雙工數(shù)據(jù)傳輸和互連功能。具有緊急呼叫處理功能用戶離開網(wǎng)絡覆蓋區(qū)后可不被尋呼?？刹捎锰l（FH）及不連續(xù)傳輸（DTX）MSC之間的越區(qū)切換可保持話音連續(xù)。具有多用戶識別、多方服務、呼叫等待和呼叫保持功能。短信息服務。132.2CME20系統(tǒng)的構(gòu)成CME20系統(tǒng)是愛立信的GSM系統(tǒng)產(chǎn)品（包括GSM900和DCS1800標準），由以下幾部分組成：

交換系統(tǒng)（SS）基站系統(tǒng)（BSS）操作支持系統(tǒng)（OSS)和其他網(wǎng)絡節(jié)點14AUCGMSCVLREIROMCMSCBSCBTSMSISDNPSPDNCSPDNPSTNPLMNSSBSS交換系統(tǒng)基站系統(tǒng)基站系統(tǒng)信息傳輸基站系統(tǒng)呼叫連接和信息傳輸HLR152.2.1交換系統(tǒng)（SS）SS是整個移動網(wǎng)的控制中心，與公網(wǎng)中的電話交換設備功能類似，具有話務控制、號碼分析、計費、呼叫統(tǒng)計等功能，另外它還具有實現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務的功能。交換系統(tǒng)包括下列功能單元：移動業(yè)務交換中心（MSC）拜訪位置寄存器（VLR）歸屬位置寄存器（HLR）鑒權中心（AUC）設備識別寄存器（EIR）短信息服務中心（SC）操作維護中心（OMC）GSM協(xié)調(diào)工作單元（GIWU16MSC:一個MSC控制多個基站控制器，它控制移動用戶自、至PSTN、ISDN、PLMN、公用數(shù)據(jù)網(wǎng)的呼叫。移動匯接和網(wǎng)絡入口功能都由MSC來實現(xiàn)。

HLR和VLR：由于MS位置的移動性，因此要建立至MS的終接呼叫，需在網(wǎng)絡中設置一些數(shù)據(jù)庫，用來保存MS的位置信息。HLR和VLR是與呼叫建立密切相關的兩個數(shù)據(jù)庫。

HLR

是管理部門用于管理移動用戶呼叫資料的數(shù)據(jù)庫。當一個人購買電信網(wǎng)的移動臺時，他將被登記在該網(wǎng)絡的HLR中，HLR與各營業(yè)點的終端相連。它儲存兩類數(shù)據(jù)：一是用戶的參數(shù)，包括:MSISDN、IMSI、用戶類別、Ki，

補充業(yè)務等參數(shù)。二是用戶的位置信息，該MS目前處于哪個MSC/VLR中，即MSC/VLR地址。HLR與MSC/VLR之間的信令遵循No.7的移動應用部分的規(guī)則。*KcCommunicationKey通信密鑰*KiIdentityKey鑒權鍵17交換系統(tǒng)中MSC/VLR總是結(jié)合在一起并位于同一節(jié)點中，因為每次呼叫建立時，在這兩者之間有大量的信令流通，因此MSC和VLR完全在AXE系統(tǒng)中。HLRMSC/VLRMSC/VLRMSC/VLRMSC/VLR18VLR用于寄存所有進入本交換機服務區(qū)域用戶的信息。VLR看成是分布的HLR，VLR與MSC配對合置于一個物理實體中。（因為每次呼叫，它們之間有大量的信令傳遞，若分開，信令鏈路負荷大，所以將MSC與VLR接口做成AXE的內(nèi)部接口。）VLR中也寄存兩類信息：

一是本交換區(qū)用戶參數(shù)，該參數(shù)是從HLR中獲得的。

二是本交換區(qū)MS的LAI。AUC與EIR也是數(shù)據(jù)庫，但與呼叫的建立無關。AUC是向HLR提供出于安全原因而使用的鑒權參數(shù)和密鑰。即三參數(shù)組。AUC是由計算機系統(tǒng)（PC或VAX）實現(xiàn)的。EIR用來檢驗設備的合法性，可以禁止末經(jīng)批準的話機設備使用。它內(nèi)存三種名單：白名單---合法設備黑名單---非法設備灰名單---故障設備

*LAI；LocationAreaIdentification定位區(qū)識別碼19交換系統(tǒng)功能實體中，還有一個互通功能器（IWF）。TA它由三部分組成：（1）基礎互連單元它通過一個2Mbit/s的接口與MSC連接，完成各種速率的自適應及第二數(shù)據(jù)協(xié)議的業(yè)務。（2）調(diào)制解調(diào)器群需要通過調(diào)制解調(diào)器的數(shù)據(jù)業(yè)務，由IWU呼叫路由送到調(diào)制解調(diào)器解調(diào)后，再將這些數(shù)據(jù)呼叫經(jīng)MSC送回用戶。（3）包處理處理有包交換數(shù)據(jù)的呼叫。CME20的整個交換系統(tǒng)是以愛立信AXE-10交換技術為基礎的。

*TA:TerminalAdaptor終端適配器

20GMSC稱為入口移動交換局或稱門道局。它具有從HLR查詢得到被叫MS目前的位置信息，并根據(jù)此信息選擇路由。GMSC可以是任意的MSC，也可以單獨設置。單獨設置時，不處理MS的呼叫，因此不需設VLR，不與BSC相連。GIWU是傳真及數(shù)據(jù)通信的格式轉(zhuǎn)換與速率適配。用戶的移動臺包括兩部分，SIM卡和ME。SIM卡寄存用戶的鑒約信息，與HLR中的鑒約信息相同。沒有SIM卡，MS不能接入GSM網(wǎng)絡，但是當用于緊急業(yè)務時除外。ME是用戶設備（即話機，也可以使用另一個話機），這樣為防失竊，系統(tǒng)配置了EIR，。用戶權與用戶設備是分開的，用戶設備只是一臺有權收發(fā)信機，用戶可以買卡租機，這也是一種新的業(yè)務。212.2.2

基站系統(tǒng)（BSS）基站系統(tǒng)由以下兩個部分組成1）基站控制器（BSC）BSC由一個獨立的AXE應用系統(tǒng)來實現(xiàn)，它控制一組基站，其任務是管理無線網(wǎng)絡，即管理無線小區(qū)及其無線信道并提供基站至MSC之間的接口。無線設備的操作和維護，移動臺的業(yè)務過程。BSC包括：.TAS（收發(fā)信機管理子系統(tǒng)）.RCS（無線控制子系統(tǒng)）.STS（統(tǒng)計與業(yè)務測量子系統(tǒng)）.LHS（鏈路處置子系統(tǒng)）.GSS（群交換子系統(tǒng)）.CSS（公共信道信令子系統(tǒng)）

222）無線基站（RBS）RBS（又叫基地收發(fā)信基站BTS）用來提供移動臺與系統(tǒng)的無線接口，主要由無線收發(fā)信機構(gòu)成。每個BSC可控制多個RBS（BTS）。BTC包括：

.TRI

(傳輸?shù)臒o線接口).TRS（收發(fā)信機子系統(tǒng)）TRS可進一步劃分為：一個或數(shù)個收發(fā)信機群（TGS）每群最多可以有16個收發(fā)信機（BRX）連到同一發(fā)射天線。.LMT（本地維護終端）可經(jīng)TRI直接連到每個收發(fā)信機群和BSC。23在GSM系統(tǒng)中通常稱為OMC，用于整個CME20系統(tǒng)的集中操作與維護。OMC為UNIX操作系統(tǒng)，是獨立的網(wǎng)絡節(jié)點，可以遠端操作網(wǎng)元，其功能如下：1）網(wǎng)絡的監(jiān)視和操作，例如：告警及處理。2）無線規(guī)劃，例如：增加蜂窩小區(qū)及載頻。3）交換系統(tǒng)的管理，例如：軟件和數(shù)據(jù)的修改。4）性能的管理，例如：產(chǎn)生統(tǒng)計報告。2.2.3操作支援系統(tǒng)（OSS）242.3.1CME20系統(tǒng)的網(wǎng)絡構(gòu)成1）入口MSC（GMSC）提供CME20、PLMN網(wǎng)絡與其它通信網(wǎng)間的鏈路。具有為呼叫查詢、選接呼叫路由的功能。2）MSC/VLR業(yè)務區(qū)MSC所覆蓋的服務區(qū)域，凡在該區(qū)的移動臺均在該區(qū)的拜訪位置寄存器（VLR）登記。3）位置區(qū)（LA）廣播尋呼消息以便找到某移動用戶的尋呼區(qū)域。4）小區(qū)（CELL）一個位置區(qū)劃分為若干個小區(qū)，它是網(wǎng)絡中一個基本的無線覆蓋的區(qū)域。2.3CME20系統(tǒng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)25MSC/VLR業(yè)務區(qū)MSC/VLR業(yè)務區(qū)MSC/VLR業(yè)務區(qū)MSC/VLR業(yè)務區(qū)GMSC

圖13

入口MSC的網(wǎng)絡位置MSC/VLR業(yè)務區(qū)MSC/VLR業(yè)務區(qū)MSC/VLR業(yè)務區(qū)MSC/VLR業(yè)務區(qū)GMSC26GSM服務區(qū)PLMN服務區(qū)MSC\VLR服務區(qū)位置區(qū)小區(qū)圖14CME20的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)27MSC作為GSM/PLMN的入局匯接交換機，它具有為移動終端的呼叫詢問呼叫路由的功能。它能使系統(tǒng)為呼叫選路至它們的最終的目的地——被叫移動臺。GSM/PLMN網(wǎng)絡的服務區(qū)是由一個或幾個MSC/VLR業(yè)務區(qū)構(gòu)成，能夠提供GSM/PLMN網(wǎng)絡與其它通信網(wǎng)絡間的鏈路，具有為呼叫查詢、選接呼叫路由的功能的MSC稱為入口MSC，簡稱GMSC。MSC/VLR服務區(qū)表示由該MSC所覆蓋的服務區(qū)域，凡在該區(qū)的移動臺均在該區(qū)的拜訪位置寄存器（VLR）登記。因此，MSC總與VLR構(gòu)成同一個節(jié)點，寫作MSC/VLR。每個MSC/VLR服務區(qū)又被分成若干個位置區(qū)，位置區(qū)是MSC/VLR服務區(qū)的一個部分，在一個位置區(qū)內(nèi)，移動臺可以自由地移動，不需做位置更新。一個位置區(qū)是廣播尋呼消息以便找到某移動用戶的尋呼區(qū)域。一個位置區(qū)只能屬于某一個MSC/VLR。利用位置區(qū)識別碼（LAI），系統(tǒng)能夠區(qū)別不同的位置區(qū)。28一個位置區(qū)又劃分為若干個小區(qū)。每個小區(qū)具有專用的識別碼（CGI），它表示網(wǎng)絡中一個基本的無線覆蓋區(qū)域。利用基站識別碼（BSIC），移動臺本身能區(qū)分使用同樣載頻的各個小區(qū)。注意：ERCSSON劃分LA幾乎與MSC服務區(qū)一樣大，LA大，尋呼效率低：LA小，要頻繁地做位置更新，網(wǎng)絡信令流量加大，手機電池也不耐用。建議在信令不超載的情況下，盡可能劃大位置區(qū)。BSC不存在服務區(qū)的概念。292.3.2我國數(shù)字PLMN的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)及與PSTN的關系GSM網(wǎng)絡與TACS網(wǎng)絡不同，采用了專網(wǎng)的形式，網(wǎng)號135136、137、138、139實際是一個網(wǎng)，只是號碼段不同。我國數(shù)字PLMN網(wǎng)由三級組成，本地網(wǎng)----省網(wǎng)-----全國網(wǎng)。1、移動業(yè)務本地網(wǎng)原則上長途編號區(qū)為二位、三位的地區(qū)可設移動業(yè)務本地網(wǎng)每個移動業(yè)務本地網(wǎng)設立相應的HLR，必要時可增設HLR,用于存儲歸屬該移動業(yè)務本地網(wǎng)的所有用戶的有關數(shù)據(jù)。2、省內(nèi)數(shù)字移動通信網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)設置若干個移動業(yè)務匯接中心（也稱二級匯接中心或省級匯接中心）二級匯接中心可以只作匯接中心，也可既作匯接中心又作端局。每個端局至少應與省內(nèi)兩個二級匯接中心相連，省內(nèi)二級匯接中心之間為網(wǎng)狀網(wǎng)。3、全國數(shù)字移動通信網(wǎng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)在各大區(qū)設立一級移動業(yè)務匯接中心，通常為單獨設置，省內(nèi)二級匯接中心應與相應的一級匯接中心相連，一級匯接中心之間也是網(wǎng)狀網(wǎng)。302.3.3GSM網(wǎng)絡功能GSM網(wǎng)絡可提供三大網(wǎng)絡功能：1)基本業(yè)務.呼叫處理

建立MS與PSTN、PLMN等客戶見間的通信功能；.鑒權

在每次呼叫建立或某些補充業(yè)務的激活、去活、登記、刪除等之前必須進行鑒權；.補充業(yè)務

當用戶被定義為HLR中時，就可規(guī)定客戶的補充業(yè)務；.信令信息單元保密防止無權用戶得到移動臺與基站的交換信令信息，確保有權用戶有關信令信息的機密；2）支持蜂窩網(wǎng)絡操作.位置登記

.切換包括同一基站子系統(tǒng)（BSS）物理信道間的切換；同一MSC，不同BSS間的信道切換；同一PLMN不同MSC間的信道切換。.呼叫重建一次呼叫失敗，呼叫可再次建立；.3）呼叫處理的附加網(wǎng)絡功能用戶識別的保密、用戶數(shù)據(jù)保密、排隊、支持DTMF等。311)MSC支持的功能

SMC除具有固定網(wǎng)中交換機的一般功能外主要是把A接口上的信道和通向其他MSC或PSTN/IDSN的信道的交換連接。通常MSC必須具備以下功能：1）呼叫處理功能（1）呼叫連接功能MSC負責MS與MS、MS與PSTN、MSC與MSC等等的通信業(yè)務，完成來話與去話的呼叫處理，忙音、強拆、追查惡意呼叫、提供特種服務、支持維護操作等等。（2）號碼存儲及譯碼功能（3）釋放控制方式如當MS首先掛機時，移動系統(tǒng)立即釋放無線信道并向另一方送忙音，但只有主叫方掛機或發(fā)端局定時器超時，才釋放局間中繼線。（4）時間監(jiān)視和通話強拆（5）路由選擇（6）回聲控制為抵消BSS的延時，MSC中必須有回聲消除器，并控制其接入。（7）過載控制MSC與BSS配合操作，避免出現(xiàn)接入超載。（8）互通功能（IWF）能依據(jù)傳輸數(shù)據(jù)的類型，接入IWF功能單元。2）安全保密3）BSC與MSC間信道管理4）數(shù)據(jù)通信5）設備識別（IMEI）管理6）移動性能管理（，切換、位置登記）7）無線資源管理（信道控制，釋放）8）DTMF轉(zhuǎn)換9）排隊功能322)HLR支持的功能1）用戶數(shù)據(jù)存儲HLR存儲歸屬用戶的有關數(shù)據(jù)，存儲運營者選擇的不向用戶提供的業(yè)務數(shù)據(jù)，并能隨業(yè)務的發(fā)展增加存儲容量。2）用戶數(shù)據(jù)的檢索當VLR有請求時，HLR應能依要求向VLR提供有關用戶的數(shù)據(jù)。3）提供移動漫游號碼（MSRN）當MS被叫時，能依GMSC請求，要求VLR提供MSRN，將MSRN發(fā)往MSC，支持每次呼叫所須的MSRN分配。4）鑒權HLR能向AUC請求鑒權三組參數(shù)并能依VLR請求向VLR提供鑒權參數(shù)，每次能發(fā)送5組鑒權參數(shù)。能人機命令修改發(fā)送鑒權參數(shù)組的數(shù)量。5）位置登記HLR能配合VLR完成位置更新，向前一個VLR發(fā)出位置刪除信令。6）HLR的恢復當HLR重起后在前一次拷貝的基礎上，執(zhí)行HLR恢復程序，盡量得到移動用戶正確的位置與補充業(yè)務的信息。7）限制MAP操作HLR能信紙限制用戶自動漫游的范圍，即定義限制進行MAP操作的網(wǎng)絡實體表。333)VLR支持的功能VLR是一個拜訪用戶數(shù)據(jù)庫。VLR的基本功能如下：1）用戶數(shù)據(jù)的存儲VLR中存儲當前活動在MSC/VLR中的移動用戶有關數(shù)據(jù)。2）用戶數(shù)據(jù)的檢索在呼叫建立時，根據(jù)MSC的請求，VLR能依據(jù)IMSI（國際移動臺識別號），TMSI（臨時移動臺識別號）和MSRN（移動漫游號碼）向MSC提供用戶信息。3）IMSI附著/分離（IMSI移動用戶識別碼）4）位置登記

5）鑒權能向HLR索取并存儲至少5組來自AUC請求鑒權三組參數(shù)（）RAND/SRES/Kc)。6）MSRN的分配（MSRI移動用戶漫游碼）7）切換號碼分配當進行MSC間信道切換時，VLR能向MSC提供切換號碼，并在呼叫建立后釋放切換號碼。8）TMSI的分配VLR能為用戶分配4字節(jié)長的TMSI，能在每次呼叫建立、每次位置更新、每次激活補充業(yè)務時，重新分配TMSI（移動設備識別碼）。344)AUC支持的功能AUC為系統(tǒng)提供用戶鑒權所需的信息，以保護通過空中接口的移動用戶不受侵犯。1）數(shù)據(jù)存儲存儲每個用戶的IMSI/Ki(國際移動用戶識別/鑒權鍵)和鑒權算法。2）產(chǎn)生、傳輸鑒權三組數(shù)據(jù)產(chǎn)生隨機樹（RAND）;通過RAND和Ki加上不同算法A3、A8分別產(chǎn)生符號響應（RSES）和密鑰（Kc）;向HLR傳送至少5組鑒權參數(shù)，能人機命令修改一次發(fā)送鑒權參數(shù)組的數(shù)量。3）鑒權參數(shù)的安全當保密參數(shù)（如IMSI/Ki、A3、A8）在AUC與某些管理中心間傳送時，應具有加密措施，Ki應以加密形式存儲。

*AUC：AuthenticationCenter鑒權中心355)EIR支持的功能EIR提供國際移動終端設備的識別登記，EIR具有以下功能：1）數(shù)據(jù)存儲存儲網(wǎng)上所有運行移動臺設備的識別碼（IMEI）和設備狀態(tài)標志（白、恢、黑表）。2）更新設備識別和設備狀態(tài)標志

3）IMEI校驗4）安全性在線接入EIR能受管理部門、操作維護中心的控制。366)BSC支持的功能BSC在BSS內(nèi)，起控制器和話務集中器的作用，基本功能有：1）小區(qū)支持全向小區(qū)和扇形小區(qū)；支持重疊和非重疊覆蓋結(jié)構(gòu)。2）同步A.當同一基站內(nèi)的多組TRX間無TDMA幀同步時，BSC能工作；B.BSC能從一個或多個2Mbit/s端口提取傳輸同步。3）接口管理管理BSC與BTS間的Abia和OM（操作維護中心）的X.25接口。4）BTS-BSC地面信道管理RSL(無線信令鏈路)和OML(維護操作鏈路)在BTS-BSC兩端都為永久性點對點連接，BSC需要對它進行監(jiān)視，還要對無線業(yè)務信道分進行配和管理。5）無線參數(shù)及資源管理分為無線參數(shù)管理和資源功率管理。6）呼叫處理功能支持呼叫、排隊、呼叫控制、越區(qū)切換、短消息、緊急呼叫等。7）BTS管理對MS（每480ms）報告來的已測量到的電平、干擾、信息傳輸質(zhì)量、MS到BTS的距離等數(shù)據(jù)進行分析、計算，作出是否調(diào)整功率或越區(qū)切換。依據(jù)已測量的參數(shù)實施功率控制、跳頻管理等。8）操作維護功能能執(zhí)行OMC的命令如對BSS進行故障檢測、提供測試報告、收集來自BTS或BSC的故障報告及故障定位等，在BSS內(nèi)出現(xiàn)故障時，BSC能重新向OMC報告并能重新形成一個新系統(tǒng)配置。BSC應配合OMC實現(xiàn)對BSS部分軟件的管理。377)TCSM（碼型變換器）支持功能

GSM系統(tǒng)采用了話音編碼、信道編碼，并經(jīng)無線空中接口和基站設備后，信息流為16kbit/s。TCSM的主要功能體現(xiàn)在對話音、數(shù)據(jù)及2M鏈路的監(jiān)控和操作維護。1）話音處理

2）數(shù)據(jù)處理

3）操作維護如模塊自測告警處理、為故障定位提供多種軟件環(huán)路、監(jiān)測64kbit/s、16kbit/s鏈路，并在收到告警信號時，向BSC發(fā)送告警信號。388)BTS支持的功能BTS僅包括那些靠近無線接口所必需的功能：

1）小區(qū)支持每站址1、2、3個小區(qū)；支持重疊或非重疊覆蓋小區(qū)；在標準BTS中，對全向和扇形化配置的小區(qū)都支持4個TRX為每一收發(fā)信機組。

2）接口功能

A.到BSC接口的物理選項可為2Mbit/s點對點切有插入/提取能力，其中被選中的64kbit/s時隙可被連接到該BTS，B.BTS與MS接口為空中接口，支持GSM所有類型移動臺的操作。

3）支持無線信道功能支持各種業(yè)務信道、控制信道；能組成BCCH/SDCCH（廣播控制信道/獨立專用控制信道）；對信道阻塞進行管理。4）基本功能控制如越區(qū)切換、非連續(xù)接收、非連續(xù)發(fā)射、話音激活檢測（DTX/VAD）、RF功率控制、跳頻、接收機空間分集、頻率和定時基準、保密功能和測量計算等。399)MS支持的功能MS的功能與其相應業(yè)務的操作密切相關。一般分為三類：1）基本功能

必備項被叫號碼的輸入和顯示、地區(qū)/PLMN指示（漫游時登記的地區(qū)/PLMN、同一時間/地點可以使用幾種不同PLMN指示等）、簽署識別管理、

正常呼叫PIN（個人身份）輸入出錯指示、業(yè)務登記指示、短消息指示與應答、短消息溢出等

可選項DTE/DCE（數(shù)據(jù)終端實體/數(shù)據(jù)通信實體）接口、ISDN的S接口、模擬接口、國際繼續(xù)功能、自動呼叫限制等

2）補充功能MS可對補充業(yè)務進行控制，若運營部門拒絕提供服務，MS能提供明確的指示；顯示來自PLMN的每次童話的費率信息。

3）MS附加功能必備：自檢功能；可選項：縮位撥號、固定號碼呼叫、號碼重撥、免提、靜止呼出選擇、鑒權保護、耳機音量調(diào)整、自動開機定時關機、接收質(zhì)量指示、呼叫費率計量、電源指示等。40三、GSM無線接入原理3.1無線數(shù)字傳輸和信號處理3.1.7天線分集接收3.1.1GSM系統(tǒng)的信道分配3.1.2多址技術

3.1.8跳頻3.1.3時間色散3.1.9話音信號的間斷傳輸方式3.1.4時間調(diào)整3.1.10用戶識別卡3.1.5信號處理3.2無線數(shù)字信道1)話音編碼2)信道編碼3)交織4)GMSK調(diào)制3.1.6MS框圖413.1無線數(shù)字傳輸和信號處理3.1.1GSM系統(tǒng)的信道分配GSM中：上行頻率：890－－915MHz下行頻率：935－－960MHz共分為124對雙工載頻，載頻間隔為200KHz。每載頻共分8個時隙，即為8個信道（全速率）,每個信道占用帶寬200kHz/8=25kHz,與TACS具有相同的頻譜利用率?？傂诺罃?shù)為124×8＝992個信道。124個頻點中包含了聯(lián)通，郵電GSM和TACS。42隨著業(yè)務的發(fā)展，可視需要向下擴展，或向1.8GHz頻段擴展。GSM1800MHz:上行：1710----1785（MHz)——移動臺發(fā)、基站收下行：1805----1880（MHz)——基站發(fā)移動臺收頻道號：512---885，可用頻點374個。載頻間隔：200kHz，雙工間隔95MHz。帶寬2*75（MHz）無線傳播的衰落現(xiàn)象分為：快衰落------由多徑傳播引起，又稱瑞利衰落。慢衰落------由陰影效應引起，又稱正態(tài)衰落。路徑損耗-----由傳播距離引起。利用分集技術可以克服衰落現(xiàn)象。43頻道配置在GSM中,無線路徑上傳輸?shù)氖蔷幋a后的數(shù)字話音，與模擬話音不同，數(shù)字話音是不連續(xù)的信號，可采用時分的方式傳送，所以，在GSM中，無線路徑上采用的是時分多址(TDMA)方式。每一個載頻上有8個時隙，每一個時隙相當于模擬系統(tǒng)中的一個信道，可提供一個移動臺通話，最多可有8個移動用戶使用同一頻點，他們使用不同的時隙。如圖所示，8個移動臺分別工作在同一個載頻的8個不同的時隙上。TACS系統(tǒng)：25MHz/25kHz=1000個頻道，頻道=信道GSM系統(tǒng)：25MHz/200kHz–1=124個頻道，124×8=992信道頻道信道GSM中采用頻率復用方式，即不同的地理區(qū)域上用相同的載波頻率覆蓋。將總頻道數(shù)N，分成F組，每組頻道數(shù)為N/F。44GSM提供的信道數(shù)少于TACS提供的信道數(shù)，但為什么說GSM的容量比TACS大？頻率分組方案（CLUSTER）原因：同一小區(qū)內(nèi)的頻點不能太近，否則鄰頻干擾大；另一方面，相鄰小區(qū)的頻率不能一樣，否則同頻干擾大，所以這些頻率必須合理安排，目前使用的分組方案有三個：21/7——適用于TACS，復用因數(shù)大，同一區(qū)域的復用次數(shù)少，12/4——適用于GSM的正常小區(qū)，不跳頻。（12組中選4組）9/3——適用于GSM的微小區(qū)，跳頻。數(shù)字傳輸抗干擾能力強，所以可以縮短頻率復用距離，提高頻率利用率。12/4——把所有頻率分成12組，用于支持12個小區(qū)，這12個小區(qū)覆蓋一定的區(qū)域，而其它區(qū)域?qū)俅问褂眠@些頻率，在一PLMN網(wǎng)絡中將有很多同頻小區(qū)，為區(qū)分這些小區(qū)而設置了一識別碼BSIC。對有向天線，可采用120度或60度定向天線，把基站分成3個扇形小區(qū)，若采用12/4復用方式，每個小區(qū)最多可用到5個頻道，如果采用9/3復用方式，則每個小區(qū)最多可用到6個頻道。45小區(qū)頻率分組表46D3D1C1B3B2C2B1A2D2A1C3A3D3D1C1B3B2C2B1A2D2A1C3A3D3D1C1B3B2C2B1A2D2A1C3A3D3D1C1B3B2C2B1A2D2A1C3A3D3D1C1B3B2C2B1A2D2A1C3A3同頻小區(qū)473.1.2多址技術

移動通信系統(tǒng)中基本的多址技術有：頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）、空分多址（SDMA）、波分多址（WDMA）以及極化多址（PDMA）等。此外，還有多種組合形式的多址技術。

1）頻分多址（FDMA）FDMA是指不同的MS（主呼或被呼）占用不同的頻率，即一個MS占用一個信道（頻率）進行通話，一個頻率代表一個信道編碼。各BS（基站）接收時，可根據(jù)載波的不同來識別發(fā)射地址。信號的分割體現(xiàn)為頻率的分割。也就是一個信道占用一個頻點。FDMA的突出問題是互調(diào)干擾嚴重，且需要有保護頻帶，不利于提高頻譜的利用率。482）碼分多址（CDMA）CDMA是以不同的代碼序列實現(xiàn)通信的。CDMA系統(tǒng)中可以重復使用小區(qū)全部頻譜?；蛘哒f所有小區(qū)使用同一無線信道傳送不同信息。不同的MS（主呼或被呼）占用同一頻率，但各自帶有不同的隨機序列碼，其中每一個MS被分配一個獨特的隨機序列碼，彼此的碼互不相干，以示區(qū)別。這樣，在CDMA中可容納比TDMA更多的用戶數(shù)。目前，GSM系統(tǒng)中都采用TDMA。但對一個RBS來說，實際上是FDMA和TDMA相結(jié)合的混合多址方式。也就是，提供若干個頻點（載波），每個頻點傳送若干個話路。493）時分多址（TDMA）

TDMA在GSM系統(tǒng)中普遍采用。無線路徑上的每一個頻點（稱為載頻）可分為8個時隙，不同的MS（主呼或被呼）可占用同一頻率的不同時隙，每個時隙為一個信道。因此，一個載波（TRX）最多可有8個移動臺共用，任意一個時刻，只有一個MS占用信道，彼此不會串擾。50TDMA系統(tǒng)的特點A.每載波多路性實際上，TDMA系統(tǒng)形成頻率-時間矩陣，這個矩陣，在每個頻率上產(chǎn)生多個時隙，矩陣中的每一個點都是一個信道。在BTS控制分配下，為任意一個MS用戶提供服務。

B.突發(fā)脈沖序列傳輸MS信號功率的發(fā)射不是連續(xù)的，只是在規(guī)定的時隙內(nèi)發(fā)射脈沖序列。

C.傳輸速率高，自適應均衡每個載波含有多個時隙，頻率間隔寬，傳輸速率高。但時延擴展量大，需要采用自適應均衡技術。

D.傳輸開銷大TDMA分時隙傳輸，使收信機在每一突發(fā)脈沖序列上，都需要重新獲得同步。為了把一個時隙和另一個時隙分開，需要保護時間。

E.移動臺較復雜它比FDMA系統(tǒng)移動臺能完成更多功能，但需要復雜的數(shù)字信號處理。

51TDMA幀

1）TDMA信道的概念GSM系統(tǒng)中的信道分為物理信道和邏輯信道。一個物理信道就是一個時隙，而邏輯信道則是根據(jù)BTS與MS之間傳輸?shù)男畔⒌念愋筒煌x的信道。這些邏輯信道映射到物理信道上傳輸。從BTS到MS的方向稱為下行鏈路從MS到BTS的方向稱為上行鏈路。邏輯信道又分為：業(yè)務信道和控制信道

A.業(yè)務信道（TCH）TCH用于傳送編碼后的話音或用戶數(shù)據(jù)，在上行和下行信道上，點對點傳輸

B.控制信道（CCH）用于傳送信令或同步數(shù)據(jù)。根據(jù)所需完成的功能又分：BCH（廣播信道）、CCCH（公用控制信道）、DCCH（專用控制信道）。a).BCH(廣播信道)

.FCCH（頻率校正信道）攜帶用于校正MS頻率的消息。下行,一點對多點

.SCH（同步信道）攜帶MS的幀同步（TDMA幀號）和BTS的識別碼（BSIC）的信息，下行，一點對多點傳輸。52.BCCH（廣播控制信道）用于廣播BTS的通用信息（小區(qū)特定信息），下行，一點對多點傳輸b)

CCCH(公共控制信道).PCH(尋呼信道)用于尋呼（搜索）MS，下行，點對點傳輸.ARGH(隨機接入信道)MS通過ARCH申請分配一個獨立專用控（SDCCH），可作為尋呼的響應或MS主呼/登記時的接入。上行，點對點

C.DCCH（專用控制信道）.SDCCH（獨立專用控制信道）用于在分配TCH之前，呼叫建立過程中傳輸系統(tǒng)信令，如登記、鑒權等，上、下行，點對點傳輸。.SACCH(慢速隨路控制信道)它與一個TCH或SDCCH相關，是一個連續(xù)數(shù)據(jù)信息。如傳送MS收到的關于信號強度測試報告，為越區(qū)切換提供數(shù)據(jù)，或用于MS的功率管理和時間調(diào)整。上、下行，點對點傳輸。.FACCH(快速隨路控制信道)它與一個TCH相關，工作于借用模式。在話音傳送過程中，若突然需要以比SACCH更高的速度傳輸信令，則借用20ms的話音（數(shù)據(jù)）來傳誦。常在切換時發(fā)生。由于語音譯碼器會重復最后20ms的話音，因此這種中斷用戶不會察覺。53

2）TDMA幀

在TDMA中每個載頻被定義為一個TDMA幀。相當于FDMA中的一個頻道。每幀包括8個時隙（TS0~TS7），每幀都有TDMA幀號。有了TDMA幀號，用戶在發(fā)送信息前可對信息進行加密，MS也可根據(jù)TDMA幀號判斷控制信道上TS0上傳來的是哪一類邏輯信道。TDMA幀號以3.5小時（2715648個TDMA幀）為周期循環(huán)編號。每2715648個TDMA幀為一個超高幀。分為2048個超幀，一個超幀為1326TDMA幀，持續(xù)時間為6.12秒，每個超幀又由復幀組成，復幀分兩類：26幀的復幀：包含26個TDMA幀，持續(xù)時間為120ms，由51個這樣的幀組成一個超幀，用于攜帶TCH信息（和SACCH+FACCH）51幀的復幀：包含51個TDMA幀，持續(xù)時間為235.38ms，用于攜帶BCH、CCCH。54553）突發(fā)脈沖序列的形成在GSM系統(tǒng)中，一個TDMA幀每時隙只能送出2*57個比特，并以不連續(xù)的脈沖串形式在無線信道上傳送，因此除了2*57個比特的話音數(shù)據(jù)外，還必須加入其它的一些比特，這些比特包括前后各3個尾比特（TB），用于幫助均衡器知道突發(fā)脈沖串的起始位和停止位；26個訓練比特，用于均衡器計算信道模型；兩個1比特的借用標志，用于表示此突發(fā)脈沖序列是否被FACCH信令借用。插入這些比特后，信號的數(shù)碼率從22.8Kbit/s升至33.8Kbit/S。56幾種突發(fā)脈沖序列TDMA信道上一個時隙中的信息格式稱為突發(fā)脈沖序列。共有五類：

1）普通突發(fā)脈沖序列(NB)（除RACH、SCH、FCCH 外）：TB3F1TB3GP8.25F1Encryptedbits57Trainingsequence26Encryptedbits57TB3TB3GP8.25Encryptedbits58Trainingsequence26Encryptedbits58TB3TB3GP8.25Encryptedbits39SYNCSequence64Encryptedbits39尾比特加密比特借用標志訓練比特借用標志加密比特保護空間2）空閑突發(fā)脈沖串（DB）3）同步突發(fā)脈沖串(SB)沒有信息時同樣要發(fā)送一個假脈沖,以保持信號強度。與DTX中沒有信號時則關閉發(fā)射機是否矛盾？內(nèi)有TDMA幀號和BSIC57TB3TB3GP8.25FIXEDBITs142TB3TB3GP68.25SYNCSequence41Encryptedbits364）接入突發(fā)脈沖串(AB)MAXTA=63，UMBRELLA(TA值可以大至126B)不接入的原因。保護空間大是因為移動臺第一次接入,并不知道TA值,所以加大保護空間.移動臺第一次接入與后一個串一定有交錯,基站依此交錯數(shù)碼個數(shù)來計算TA值與動態(tài)功率值.5）頻率校正脈沖串(FB)142個固定比特用于產(chǎn)生一個有固定頻偏（67.7KHz)的正弦波以供移動臺識別。67.7=270/4(四分之一傳輸速率)580101010101010101013.1.3時間色散與均衡59在接收端，由于射頻信號的反射作用，接收機接收到的信號是多種多樣的，其中有的反射信號來自遠離接收天線的物體，比直射的信號經(jīng)過的路程長很多，因而形成相鄰符號間的相互干擾。這種現(xiàn)象稱為時間色散。由基站（BTS）發(fā)送“1”、“0”系列。如果反射信號到達MS時間剛好滯后直射信號一個比特的時間，則接收機將從直射信號中檢測出“0”的同時，會從反射信號中檢測出“1”，于是導致反射信號的“1”干擾了直射信號中的“0”。如圖所示：基站發(fā)射101010的數(shù)字序列，一路是直射至移動臺，一路經(jīng)物體反射至移動臺，可見反射信號比直射信號經(jīng)過路程長。在GSM系統(tǒng)中，比特速率為270Kbit/s，則每一比特時間為3.7us，也即是一比特對應1.1Km。假若反射信號經(jīng)過的路程比直射信號經(jīng)過的路程長1.1公里，則移動臺就會在接收到的有用信號中混有比它遲到一個比特時間的一個信號，即移動臺同時會收到一個為“1”的信號和一個為“0”信號，這種現(xiàn)象會使移動臺接收時的誤碼率升高。60出現(xiàn)時間色散的典型環(huán)境為山區(qū)、丘陵城市、高層金屬建筑。出現(xiàn)時間色散的條件：反射路徑—直射路徑>1.1公里避免有害的時間色散的方法：1）將BTS盡可能建在離建筑物近的地方。2）將BTS背對反射物，天線有高的前背比。3）MS離反射物太遠。4）MS離BTS或反射物近。61均衡器用于消除時間色散，當出現(xiàn)反射信號時，移動臺收到的可能是直射信號和反射信號，按一比特1.1公里計算，兩種信號的路徑差距是1.1公里時，移動臺收到的可能是兩個比特，如0和1，這時移動臺無法取舍。假設基站的發(fā)信序列為A（t），無線信道的規(guī)律為G（t），移動臺的接收到的序列為B（t）。如果我們知道了無線信道的規(guī)律G（t），并且知道移動臺的接收序列B（t），那么可以計算出基站的發(fā)信序列A（t）。無線信道A(t)G(t)B(t)62

基站的發(fā)信序列A經(jīng)無線信道的傳輸后到達移動臺，移動臺所接收的序列為B，B序列中的26個訓練比特被提出來后經(jīng)相關器的計算形成信道模型的控制參數(shù)去控制信道模型，使道模型與實際的無線信道相似，然后碼發(fā)生器產(chǎn)生可能出現(xiàn)的基站發(fā)信序列經(jīng)信道模型后與接收到的實際接收序列相比較，經(jīng)比較后，差值最小的碼發(fā)生器所產(chǎn)生的序列作為接收到的數(shù)據(jù)輸出。采用自適應均衡器，直接從傳輸?shù)膶嶋H數(shù)字信號中根據(jù)某種算法不斷調(diào)整增益，以適應信道的隨機變化，使均衡器保持在最佳工作狀態(tài)，更好地補償失真。自適應均衡器有三個特點：快速初始收斂特性、跟蹤信道時變特性好和運算量小。自適應均衡器一般按最小均方誤差準則構(gòu)成，采用維特比（Viterbi）算法，總思路是：在輸入與輸出進行比較時，不必比較全部可能的序列，把不可能選用的輸入組合剔除，減少了運算量。Viterbi算法實質(zhì)就是最大似然比算法，Viterbi均衡器的框圖如下。63最小值原則接收碼輸出信道模型相關器357126313？126？31比較57RBS基站發(fā)信序列M移動臺接收序列N移動臺碼發(fā)生器643.1.4時間調(diào)整

由于在空中接口采用了TDMA技術，那么某一移動臺必須在指配給它的時隙內(nèi)發(fā)送信號，而在其余時隙又必須保持沉默，否則就會干擾使用同一載頻上不同時隙的其他用戶。如圖所示。054321673265某一移動臺非?？拷?，指配給它的是時隙2（TS2），它只能利用該時隙進行呼叫，在該移動臺呼叫期間，它向遠離基站的方向移動。因此，從基站發(fā)出的信息，將會越來越遲地到達移動臺，與此同時，移動臺的應答信息也將越來越遲地到達基站。如果不采取任何措施，則該時延將會長到使該移動臺在TS2發(fā)送的信息與基站在TS3接收到的信息相重迭起來，引起相鄰時隙的相互干擾。所以，在呼叫期間，要監(jiān)視呼叫到達基站的時間，并向移動臺發(fā)出指令，使移動臺能夠隨著它離開基站距離的增加，逐漸提前發(fā)送信號，這個移動臺提前發(fā)送信號的時間稱為定時提前時間（TA）。

時間提前量為0~63個比特之間的任意值。若比特為0，表示不需要調(diào)整，63個比特表示為最大提前量，對應于：

這是GSM系統(tǒng)最大覆蓋范圍（半徑為35km）。663.1.5信號處理在GSM系統(tǒng)中，由于無線信道的帶寬只有200kHz，且無線信道為變參信道，傳輸數(shù)字信號的誤碼率高，因此，話音信號在無線信道上傳送之前應進行處理，使話音數(shù)字信號能夠適合無線信道的高誤碼、窄帶寬的要求。本節(jié)主要講：話音編碼信道編碼交織突發(fā)脈沖串的形成GMSK調(diào)制均衡器67波形編碼有三種編碼技術聲源編碼（參量編碼）混合編碼由于GSM系統(tǒng)采用全數(shù)字傳輸，話音或數(shù)據(jù)都要數(shù)字化處理，因此，首先要將話音模擬信號變成數(shù)字信號。PCM編碼方式是一種波形編碼器，這類編碼方式傳送的是實際波形的直接信息，其編碼過程是先對模擬信號進行取樣，再對取樣值進行量化，然后進行編碼形成數(shù)字信號，即是我們較為熟識的取樣、量化、編碼的過程。在現(xiàn)在的公用電話中通常采用這種編碼方式，它質(zhì)量相應較高，但需要很高的比特速率，公用電話中每個話路的比特速率為64kbit/s。這樣高的比特速率不適應在GSM系統(tǒng)中的無線信道中傳輸。1）話音信號處理68在公用電話網(wǎng)中用戶電路的模擬信號經(jīng)PCM抽樣、量化、編碼后形成每個話路的數(shù)字信號速率為64kbit/s，在GSM系統(tǒng)中，無線信道也采用數(shù)字信號，但每載頻的帶寬只有200kHz，如果采用傳統(tǒng)的PCM編碼方式，則每個移動臺的數(shù)字話音比特速率為64kbit/s，8個用戶至少為512kbit/s，調(diào)制后的頻帶遠遠大于200kHz，因此必須采用其它的編碼方式來降低每個話路信息編碼所需的比特率。CME20系統(tǒng)中采用了混合編碼方式。波形編碼器具有音質(zhì)好的特點，但比特速率要求高；聲音編碼器具有編碼比特速率低的特點，但音質(zhì)較差；混合編碼器為波形編碼器和聲音編碼器兩者的結(jié)合，吸取兩種編碼器的優(yōu)點，使話音編碼后的比特速率能夠滿足GSM系統(tǒng)中無線信道的傳輸要求，而又能保證一定的話音質(zhì)量，但話音質(zhì)量比公用電話的PCM編碼方式差。69

PCM編碼是一種波形編碼，分為3個步驟：.采樣在某瞬間測量模擬信號的瞬時值,采樣速率為8kbit/s..量化對每個采樣值用8位（8bit）的量化值來表示對應的模擬信號的瞬時值，為采樣指配256個不同電平值中的一個。數(shù)據(jù)率為。.編碼每個量化值用8位（bit）的二進制代碼表示，組成一串有離散特性的數(shù)字信號流。公用電話中，每個話路的比特速率為8kbit/s，如果這樣，則8個話音信道就是512kbit/s?？紤]到GSM規(guī)范中規(guī)定的載波間隔為200kHz，因此要降低每個話音信道的編碼速率。因而采用混合編碼：用聲碼器和波形編碼器混合編碼。70GSM中話音編碼混合編碼器的編碼過程分為：第一階段：話音分段。64KBIT\S的話音分成20mS一段進行編碼。第二階段：編碼。每20mS話音編成260bit的數(shù)碼。即比特速率為：260\20=13kbit/s71其編碼過程為：先對64Kbit/S的數(shù)字話音進行分段，每段20ms，然后再進行混合編碼，每20ms的話音編成260個比特，即比特速率為260bit/20ms=13Kbit/S，這樣每路話音的比特速率從64Kbit/S降至13Kbit/S。分段話音編碼64Kbit/s20ms20ms260bit260bit/20ms=13Kbit/s編碼前話音編碼后話音722)信道編碼作用是克服無線信道中傳輸過程的誤碼。由于在GSM系統(tǒng)中的無線信道為變參信道，傳輸時的誤碼較為嚴重，采用信道編碼能夠檢出和校正接收比特流中的差錯，克服無線信道的高誤碼缺點。信道編碼的糾錯和檢錯原理可以從下面簡單的例子看出：發(fā)添加比特接收比特00000001或1110糾一位錯11110011或1100檢兩位錯對于每一比特（0或1），只有一個有效編碼組（0000或1111）正確，如果收到的不是0000或1111，則說明傳輸過程中出現(xiàn)了差錯。當發(fā)送4比特時：接收碼組可能是：0000000100100110…01111111判決結(jié)果為：000？11如果4bit中有1個是錯的，就可以校正它。73

假定要發(fā)送的信息是一個“0”或是一個“1”。為了提高保護能力，以這樣簡單的方式添加3個比特，對于每一個比特（0或1），只有一個有效的編碼組（0000或1111）。如果收到的不是0000或1111，就說明傳輸期間出現(xiàn)了差錯，差錯的情況有三種，錯一個比特、錯二個比特和錯三或四個比特。由圖例可見，錯一個比特可以校正；錯二個比特時不能夠校正，但能夠檢出；錯三或四個比特才發(fā)生誤碼。所以，這個簡單的編碼方式能夠校正一個差錯和檢出二個差錯。由此例可見信道編碼可以糾錯和檢錯。74在CME20系統(tǒng)中，信道編碼采用了卷積編碼和分組編碼兩種編碼方式。卷積編碼具有糾錯的功能；分組編碼具有檢錯的功能。同時由于編碼時要添加比特，而使話音信號的比特速率升高，所以不能對全部的話音比特進行編碼，而是只對部分重要的比特進行編碼。GSM中采用分組編碼和卷積編碼兩種編碼方式。把話音編碼產(chǎn)生的260比特分成50個最重要比特132個重要比特78個不重要比特對50個比特先添加3個奇偶檢驗比特（分組編碼）。再與132比特和4個尾比特一起卷積編碼，比率為1∶2，形成378個比特。另外78個不重要比特不予保護。75

信道編碼的過程是：50個最重要的比特先加入3個比特進行分組編碼，再與132個重要比特一起加入4個比特進行第二次分組編碼，然后再按1：2的比率進行卷積編碼，形成378個已編碼比特，78個不重要比特不進行編碼。這樣，260個比特的數(shù)字話音信號經(jīng)信道編碼后成為456個比特。2：1763）交織技術在實際應用中，比特差錯經(jīng)常成串發(fā)生。這是由于持續(xù)時間較長的衰落谷點會影響到幾個連續(xù)的比特。而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是最有效的。采用交織技術，即是將碼流以非連續(xù)的方式發(fā)送出去，使成串的比特差錯能夠被間隔開來，再由信道編碼進行糾錯和檢錯。12341234112234111213242123343133344143444134××××消息分組交織后消息分組去交織消息分組77在GSM系統(tǒng)中，由于采用了TDMA技術，所以移動臺接收到的信號不是連續(xù)的，而是每幀接收到一串數(shù)據(jù)，信息量為257bit，所以信道編碼后的20ms的話音要分成857bit，即分成8組，要4個幀才能送完。為克服比特差錯經(jīng)常成串發(fā)生，而信道編碼只在檢測和校正不太長的差錯串時才最有效，利用交織可把一條消息中相繼比特隔開，將它們以非相繼的方式發(fā)送，從而使成串的差錯化為較短的差錯串。

一次交織在20MS話音內(nèi)進行

二次交織在相鄰的兩個20MS話音間進行7879

在GSM系統(tǒng)中，信道編碼器為每一段20ms的話音提供456個比特，根據(jù)上述的交織原理，把456個比特分成八組，每組57個比特，在4個TDMA幀發(fā)送。發(fā)送時按非連續(xù)的方式發(fā)碼，即對它們作交織處理，其發(fā)碼規(guī)律如圖所示，這個比特的處理過程稱為第一次交織。第一次交織是在20ms的話音中進行的。設某個用戶進行通話，每20ms產(chǎn)生一個456bit的話音幀，假設現(xiàn)有A、B、C、D四幀，每幀第一次交織后形成8組，每組57個比特，如果每幀的257個比特是取自同一話音幀并插入同一突發(fā)脈串，那么該突發(fā)脈沖串如果喪失將會導致總共喪失25%的比特，而信道編碼難以對付丟失這么多的比特，所以必須在兩個話音幀間再來一次交織。80第二次交織是在兩個20ms的話音之間進行的，其原理如圖所示，第二次交織后，每串突發(fā)脈沖串發(fā)送相鄰兩個20ms各57個比特的信息，每20ms的話音要分成8個TDMA幀才能送完。二次交織將增加系統(tǒng)的時延，卻能經(jīng)得住喪失整個突發(fā)脈串的打擊。因為喪失一個脈沖串只影響每個話音幀比特數(shù)的12.5%，而這是能通過信道編碼加以校正的。4）調(diào)制采用高斯濾波最小頻移鍵控（GMSK），比普通的MSK更窄的帶寬，但代價是減小了對噪聲的抵抗能力。813.1.6移動臺框圖話音編碼信道編碼突發(fā)脈沖串形成調(diào)制器發(fā)射機A/D分段交織加密均衡解碼均衡器接收解調(diào)D/A話音解碼去交織解密13KB/S22.8.KB/S33.8KB/S270KB/S82話音先要經(jīng)A/D電路的數(shù)字化處理，分成20ms的音段。此后是話音編碼，以降低比特率，信道編碼以控制差錯。經(jīng)交織處理和加密，然后，這些比特形成8個1/2突發(fā)脈沖串（對應每20ms的話音）。最后，它們填充在適當?shù)臅r隙內(nèi)，以約270Kbit/s的速率發(fā)送。因此有每比特3.7s,相對于1.1公里的空中距離。

接收機的工作流程是：接收突發(fā)脈沖串，在均衡器中計算評估比特序列的同時，還建立起信道模型。在全部8個1/2突發(fā)脈沖串接收齊和解密之后，它們被重新裝配成456個比特的消息。該消息序列被解碼，以便檢測和校正傳輸期間的差錯。解碼器使用來自均衡器的、能改善差錯校正功能的軟信息，即比特正確的概率。最后是對該比特流進行話音解碼，把它轉(zhuǎn)換成模擬話音。833.1.7天線（空間）分集接收移動通信系統(tǒng)中采用分集方法來減小多經(jīng)衰落和陰影衰落的深度。分集方法有空間分集、頻率分集、極化分集、角度分集時間分集和分量分集等，且常用空間分集。即采用分別接收，集中處理的方法，將若干條支路上接收到的相關性很小的載有同一消息的信號，通過合并技術將各支路信號合并成輸出信號，大大降低深度衰落的概率。有發(fā)射分集也有接收分集，GSM中基站采用接收分集能改善上行鏈路的衰落現(xiàn)象?？臻g分集主要改善慢衰落。GSM中的實現(xiàn)分集的方法是使用兩個接收天線，它們受到的衰落影響是不相關的。它們兩者在某一時該經(jīng)受某很深衰落點影響的可能性很小。利用兩付接收天線來接收信號，它們獨立接收同一信號，并因此受到衰落包絡的不同影響，兩路信號進入接收機中，接收機對它們進行選擇性丟棄。在900MHz頻段，天線間距5米~6米，可得到6dB左右的增益。在1800MHz頻段，由于波長較短，所以天線間距可以縮短。——空間分集可以減輕衰落現(xiàn)象。雙極化天線的分集方式是否是極化分集？843.1.8跳頻瑞利衰落的衰落圖形是與頻率相關的，即衰落谷點將因頻率不同而發(fā)生在不同的地點。這樣如果在呼叫期間，讓載波頻率在幾個頻率點上變化，并假定只在一個頻率上有一衰落谷點，那么僅會損失呼叫的一小部分，而采用復雜的信號處理過程能重新恢復全部信息內(nèi)容。這種方法稱為跳頻。跳頻主要改善上下行快衰落。在呼叫期間，載波頻率在幾個頻率上變化，以克服瑞利衰落。因瑞利衰落谷點只是對某一個頻點有效，對另一個頻點無效。另外，跳頻與不連續(xù)發(fā)射可以降低干擾，但當大負荷時，所有的發(fā)信機都同時打開，碰撞的機會很大，跳頻的作用體現(xiàn)不出來。若按照4/12分組方案，鄰頻碰撞也無妨，但若采用多頻復用技術，鄰頻的距離小于12，彼此干擾變大，若采用跳頻技術，且負荷不大時，可以減小碰撞機會?！l率分集可以抵抗衰落現(xiàn)象。85跳頻分為慢跳頻和快跳頻，跳頻速率越高，跳頻系統(tǒng)的抗干擾性就越好。慢跳頻：跳頻速率低于信息比特率。GSM系統(tǒng)的跳頻屬于慢跳頻，為217次/S?？焯l：跳頻速率高于或等于信息比特率。慢跳頻的基本原則：MS由BCH分配參數(shù)中導出跳頻系列（跳頻所用一系列頻率）和小區(qū)的跳頻序列號（同簇小區(qū)上允許不同的序列號），跳頻是在兩個時隙之間發(fā)生，一個MS在一個時隙內(nèi)（577US）用固定頻率發(fā)送和接收，在下一個TDMA幀時用另一頻率發(fā)送和接收。86GSM系統(tǒng)的跳頻屬于慢跳頻，其跳頻方法有：基帶跳頻和射頻跳頻（合成器跳頻）?；鶐l是將話音隨時間的變換使用不同頻率發(fā)射機發(fā)射；射頻跳頻是將話音信號用固定的發(fā)射機，由跳頻序列控制，采用不同頻率發(fā)射。它必須有兩個發(fā)射機，一個固定頻率發(fā)射（BCCH頻率），另一個發(fā)射機頻率隨跳頻序列的序列值的改變而改變。

當采用跳頻時，要在系統(tǒng)信息中發(fā)“小區(qū)信道描述”和HSN=0---63。873.1.9話音信號的間斷傳輸方式（DTX）

該方式僅在有話音幀需發(fā)送時，才使發(fā)射機工作的一種工作模式。是否采用該種模式在系統(tǒng)信息中播送。發(fā)話時：話音和背景噪聲一起發(fā)送，將發(fā)端背景噪聲的參數(shù)傳給收端，收端利用這些參數(shù)合成與發(fā)端相似的噪聲。不發(fā)話時：僅發(fā)背景噪聲以滿足聽覺需要。發(fā)送側(cè)需要有語音活動檢測器以檢測是否有話音。作用：1）減少空中干擾電平。2）降低移動臺電池消耗DTXD=ON/OFF,基站使用DTXD,可以降低干擾，減輕基站處理負荷。該功能要有transcoder的支持。DTXU=0--2,由網(wǎng)絡操作員決定是否使用該功能，若使用，不僅降低干擾，而且手機電池耐用。0：MS可以使用上行不連續(xù)發(fā)射。1：MS應該使用上行不連續(xù)發(fā)射。2：MS不能使用上行不連續(xù)發(fā)射。883.1.10用戶識別（SIM）卡

SIM卡是含有微處理器的智能卡。在它的存儲器中含有SIM卡本身序號、狀態(tài)、鑒權鍵、密鑰、IMSI用戶密碼、位置區(qū)識別碼、移動臺的等級等信息，有兩個密碼PIN碼及PUK碼。輸入三次PIN碼錯誤時，則SIM卡被鎖住，這時輸入PUK碼，PUK碼一般不直接告訴用戶，而是由當?shù)匕l(fā)卡部門掌握，便于增加保密級別。當輸入十次PUK碼都錯誤時則該卡就報廢了。893.2無線數(shù)字信道物理信道是指一個載頻上一個TDMA幀的一個時隙，它相當于DMA系統(tǒng)中的一個頻道。用戶通過某一個載頻上的個信道接入系統(tǒng)通信。用戶在該信道上，即該時隙上發(fā)出的信息比特流被稱為突發(fā)脈沖序列。物理信道有992條。

邏輯信道是從信息內(nèi)容的性質(zhì)角度定義劃分的。把信道上傳遞的內(nèi)容分成業(yè)務信息（話音、數(shù)據(jù)等）和控制信息（控制呼叫進程的信令）兩大類。定義與之對應的邏輯信道稱為業(yè)務信道和控制信道。邏輯信道有12條。業(yè)務信道（TCH）--------用于傳送編碼后的話音或數(shù)據(jù)信息。全速率半速率加強全速率TCHSpeech13Kbit/s6.5Kbit/s15.1Kbit/sData9.6Kbit/s4.8Kbit/s9.6Kbit/s903.2.1控制信道控制信道（CCH）--------用于傳遞控制信息如控制呼叫進程的信令的信道傳送控制信息。。3.2.1控制信道（CCH）控制信道分為廣播信道(BCH)公共控制信道(CCCH)專用控制信道(DCCH)1、廣播信道包括FCCH、SCH、BCCH三種信道。其特點為下行信道，且是點對多點的方式，用于向移動臺傳遞小區(qū)的各項廣播信息，使移動臺與基站取得同步。

頻率校正信道向移動臺傳遞頻率校正信號，使移動臺能調(diào)到相應的頻率上。

同步信道用于向移動臺傳送幀同步號，即TDMA幀號，同時也傳送基站識別碼BSIC。

廣播控制信道用于向移動臺傳送所有小區(qū)的通用消息。如LAI、小區(qū)內(nèi)允許最大輸出功率、相鄰小區(qū)的BCCH載頻等。91系統(tǒng)信息系統(tǒng)信息是關于網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)，移動臺要與網(wǎng)絡正常通信必須知道系統(tǒng)信息。系統(tǒng)信息不斷地在BCCH（MSidle）或是ACCH(MSbusy）上由BTS向所有的移動臺發(fā)送。系統(tǒng)信息中的參數(shù)可由工作人員通過命令加以改變，這些參數(shù)被定義成永久的交換數(shù)據(jù)并由BSC內(nèi)部控制。系統(tǒng)信息的定義是以一個小區(qū)為單位的，每個小區(qū)有它自己一套參數(shù)。正常情況下每隔600S（10min）或小區(qū)由HALTED變?yōu)锳CTIVE時，BSC向BTS發(fā)布一次系統(tǒng)信息。在GSM中共定義了七種類型的系統(tǒng)信息：SystemInformationType1CellChannelDescriptionRACHControlParametersSystemInformationType2NeighbourCellsDescriptionPLMNPermittedRACHControlParameters92SystemInformationType3CellIntentityLocationAreaIntentificationControlChannelDescriptionCellOptionsCellSelectionParametersRACHControlParametersSystemInformationType4LocationAreaIntentificationCellSelectionParametersRACHControlParametersCBCHChannelDescription(optional)SystemInformationType5NeighbourCellsDescriptionSystemInformationType6CellIntentityLocationAreaIntentificationCellOptionsPLMNPermittedOnBCCHWhenMSIdleOnSACCHWhenMSBusy93SystemInformationType7SystemInformationType8CellChannelDescription小區(qū)中使用頻率的有關信息。只有當使用跳頻的小區(qū)才發(fā)送此信息，不使用跳頻的小區(qū)不必發(fā)送。RACHControlParameters

用于移動臺去確定接入網(wǎng)絡的方式。CB(CellBarred)=yes/no小區(qū)是否被禁止MAXRET(MaximumNumberofChannelReq.retransmission)=1,2,4,7重發(fā)信道請求的次數(shù)EC(EmergencyCalls)=allow/notallow是否允許緊急呼叫TX(NumberofslotstospreadChannelReq.Retransmissionover)=1to50可以在上面重發(fā)信道請求的時隙數(shù)目RE(Callre-establishmentallowed)=yes/no一次呼叫建立失敗后，是否允許重建94NeighbourCellsDeccription這是一