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第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)程郁凡chengyf@通信抗干擾技術(shù)國家級重點實驗室前言GSM概述GSM以前是GroupSpecialMobile(1982年設(shè)立)的縮寫,現(xiàn)在是(GlobalSystemforMobileCommunications)的縮寫GSM系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀100多個國家已建立了GSM網(wǎng)絡(luò)。移動通信用戶的大部分在使用GSM。二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)2第六章內(nèi)容6.1GSM系統(tǒng)的業(yè)務(wù)及其特征6.2GSM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)6.3GSM系統(tǒng)的信道6.4GSM的無線數(shù)字傳輸6.6GSM系統(tǒng)的接續(xù)和移動性管理6.7通用分組無線業(yè)務(wù)第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)3二月236.1GSM系統(tǒng)的業(yè)務(wù)及其特征GSM系統(tǒng)的業(yè)務(wù)電信業(yè)務(wù)為用戶通信提供的包括終端設(shè)備功能在內(nèi)的完整能力的通信業(yè)務(wù):電話、短信、圖文接入、傳真、語音信箱等。承載業(yè)務(wù)提供用戶接入點間信號傳輸?shù)哪芰?圖6.1GSM系統(tǒng)業(yè)務(wù)分類圖6.2GSM支持的基本業(yè)務(wù)附加業(yè)務(wù)對基本業(yè)務(wù)的補充。不能單獨向用戶提供,必須與基本業(yè)務(wù)一起提供,有來電顯示、呼叫轉(zhuǎn)移、呼叫限制、計費通知、三方通話等。第六章內(nèi)容6.1GSM系統(tǒng)的業(yè)務(wù)及其特征6.2GSM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)6.3GSM系統(tǒng)的信道6.4GSM的無線數(shù)字傳輸6.6GSM系統(tǒng)的接續(xù)和移動性管理6.7通用分組無線業(yè)務(wù)第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)5二月236.2GSM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)6移動臺基站子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)操作子系統(tǒng)6.2.1移動臺移動臺(MS:MobileStation)用戶端的設(shè)備總稱手持機、車載臺、便攜式臺組成:移動設(shè)備話音編解碼、信道編譯碼、加解密、調(diào)制解調(diào)、信息的發(fā)射和接收SIM卡(SubscriberIdentityModule)客戶與設(shè)備分離存儲用戶身份信息安全保密二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)7機人6.2.2基站子系統(tǒng)8基站子系統(tǒng)基站子系統(tǒng)基站子系統(tǒng)(BSS:BaseStationSubsystem)在一定的無線覆蓋區(qū)中,由MSC控制,與MS進(jìn)行通信的設(shè)備。一個BSS可為一個或多個小區(qū)服務(wù)。二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)9基站收發(fā)信臺(BTS:BaseTransceiverStation):BSS的無線部分,為一個小區(qū)服務(wù)的無線收發(fā)設(shè)備?;究刂破鳎˙SC:BaseStationController):BSS的控制部分,負(fù)責(zé)無線資源和無線參數(shù)的管理?;井a(chǎn)品諾基亞室外
基站簡易配置,便于安裝含四收發(fā)信機容量較大諾基亞室內(nèi)基站解決室內(nèi)覆蓋的微蜂窩基站僅重2.4公斤,占地面積不超過一張A4紙。10基站控制器產(chǎn)品二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)11諾基亞的BSC產(chǎn)品6.2.3網(wǎng)絡(luò)子結(jié)構(gòu)12網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)NSS:NetworkSubsystemGSM系統(tǒng)的交換功能用戶數(shù)據(jù)與移動性管理、安全性管理所需的數(shù)據(jù)庫。組成:移動業(yè)務(wù)交換中心(MSC,MobileSwitchingCenter)歸屬位置寄存器(HLR,HomeLocationRegister)訪問位置寄存器(VLR,VisitorLocationRegister)鑒權(quán)中心(AUC,AuthenticationCenter)移動設(shè)備識別寄存器(EIR,EquipmentIdentityRegister)二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)13移動業(yè)務(wù)交換中心MSC(MobileSwitchingCenter)MSC是NSS的核心。MSC是交換機,除了一般的交換機功能外,還具有以下功能:14呼叫控制位置登記與位置更新越區(qū)切換與其他功能實體交換信令信息支持短消息業(yè)務(wù)為了便于建立呼叫,可設(shè)置部分或全部MSC為入口MSC(GMSC)。常與VLR合并在一起。歸屬位置寄存器HLR(HomeLocationRegister)HLR是GSM系統(tǒng)的中心數(shù)據(jù)庫,存儲HLR控制區(qū)內(nèi)所有用戶(歸屬客戶)的相關(guān)數(shù)據(jù)。用戶的參數(shù)(靜態(tài)數(shù)據(jù)):每個用戶購機時,就屬于某一個HLR控制區(qū),其用戶識別號碼已存儲在HLR中。用戶的位置信息(動態(tài)數(shù)據(jù)):HLR控制區(qū)內(nèi)的各個MS位置的信息,即MS當(dāng)前停留在哪個MSC/VLR區(qū)。這一信息隨著MS的移動而相應(yīng)改變。HLR可與MSC/VLR一一對應(yīng),也可控制幾個MSC/VLR。二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)15訪問位置寄存器VLR(VisitorLocationRegister)VLR是存儲位置信息的動態(tài)數(shù)據(jù)庫,它包含了當(dāng)前處在本區(qū)(MSC區(qū))的全部MS(包括漫游到該VLR所管轄的移動用戶)的有關(guān)資料。當(dāng)某一個MS用戶漫游到新的MSC區(qū),與該MSC連接的VLR就向這個MS用戶所屬地HLR請求該MS的有關(guān)數(shù)據(jù)并存儲,同時并將此VLR號送至漫游用戶的HLR。一旦用戶離開該VLR的控制區(qū)域,重新在另一個VLR登記,原VLR刪除臨時記錄的該移動用戶的信息。二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)16鑒權(quán)中心AUC(AuthenticationCenter)為系統(tǒng)提供客戶鑒權(quán)所需要的數(shù)據(jù),用以保護(hù)通過空中接口的移動客戶通信不受侵犯。二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)17專用于GSM系統(tǒng)的安全性管理。數(shù)據(jù)的存儲:存儲每個用戶的鑒權(quán)信息和加密密鑰。產(chǎn)生、并向HLR傳送鑒權(quán)三參數(shù)組(隨機數(shù)RAND,符號響應(yīng)SRES,密鑰Kc)。常與HLR合并在一起。移動設(shè)備識別寄存器EIR(EquipmentIdentityRegister)存貯移動設(shè)備的國際移動設(shè)備識別碼(IMEI:InternationalMobilestationEquipmentIdentity),完成對移動設(shè)備的識別、監(jiān)視、閉鎖等功能,防止非法移動臺的使用。二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)18白名單:包括可入網(wǎng)的合法移動臺設(shè)備號(識別)?;颐麊危喊ㄓ泄收系?、未經(jīng)認(rèn)證的移動臺設(shè)備號(監(jiān)視)。黑名單:被禁用(如失竊)的移動臺設(shè)備號(閉鎖)。HLRi產(chǎn)品集成產(chǎn)品:合并了諾基亞歸屬位置寄存器(HLRi)、鑒權(quán)中心(AUC)和設(shè)備識別寄存器(EIR)二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)19產(chǎn)品大容量(120萬用戶),實現(xiàn)最大的成本效率;EIR容量大,白名單20萬表目,灰名單和黑名單各4百萬表目。6.2.4操作子系統(tǒng)20操作子系統(tǒng)操作子系統(tǒng)OSS(OperationSupportSystem)對整個GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理和監(jiān)控。包括:操作維護(hù)中心(OMC,OperationandMaintenanceCenter)、網(wǎng)絡(luò)管理中心(NMC,NetworkManagementCenter)移動用戶管理用戶數(shù)據(jù)管理:對HLR和SIM卡的數(shù)據(jù)管理計費管理。移動設(shè)備管理通過EIR實現(xiàn),且EIR的數(shù)據(jù)通過NMC更新。網(wǎng)絡(luò)操作與控制通過OMC實現(xiàn)對NSS和BSS的管理(故障管理、配置管理、性能管理等)。二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)21第六章內(nèi)容6.1GSM系統(tǒng)的業(yè)務(wù)及其特征6.2GSM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)6.3GSM系統(tǒng)的信道6.4GSM的無線數(shù)字傳輸6.6GSM系統(tǒng)的接續(xù)和移動性管理6.7通用分組無線業(yè)務(wù)第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)22二月236.3GSM系統(tǒng)的信道6.3.1物理信道和邏輯信道6.3.2物理信道和邏輯信道的配置6.3.3突發(fā)脈沖6.3.4定時提前量第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)23二月236.3.1物理信道和邏輯信道GSM系統(tǒng)的多址方式——FDMA/TDMA24上行下行定義物理信道:用來傳送信號或數(shù)據(jù)的物理通路,一個時隙(TS)占有25MHz帶寬,包含124對頻道,頻道間隔200kHz(124×200kHz=24.8MHz)每個載頻按時間劃分成很多周期性的幀,每幀分為8個時隙(slot),每個時隙稱為信道,或物理信道;一個載頻可提供8個物理信道,共992(124×8)個物理信道邏輯信道:物理信道上所傳輸?shù)膬?nèi)容根據(jù)物理信道所傳輸?shù)男畔⒎N類的不同可定義不同的邏輯信道。業(yè)務(wù)信道和控制信道根據(jù)傳輸方向又分為:上行信道和下行信道。二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)25物理信道相關(guān)工作參數(shù)(1)(1)工作頻段、雙工收發(fā)間隔二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)2645MHz95MHz物理信道相關(guān)工作參數(shù)(2)(2)頻道間隔相鄰頻道間隔200kHz,每個頻道分8個信道(時隙)。(3)頻道配置以900MHz頻段為例:上行:890~915MHz,下行:935~960MHz,頻道序號n為1~124。頻道標(biāo)稱中心頻率為:(4)保護(hù)頻帶:400kHz不同系統(tǒng)的頻率相鄰時,兩系統(tǒng)之間(頻道中心頻率之間)需留出400kHz保護(hù)頻帶。二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)27物理信道相關(guān)工作參數(shù)(3)(5)頻率復(fù)用方式二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)281234567891011121234567891011121234567891011121234567891011128115713981157985391173圖6.34×3復(fù)用模式圖6.47組復(fù)用模式邏輯信道(1)邏輯信道:物理信道所傳輸?shù)膬?nèi)容業(yè)務(wù)信道(TCH):用于傳送編碼后的話音或數(shù)據(jù),在上行和下行信道上,點對點(BTS對一個MS,或反之)方式傳播??刂菩诺溃–CH):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定義成廣播信道、公共控制信道及專用控制信道。二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)29邏輯信道(2)30邏輯信道廣播信道(BCH)公共控制信道(CCCH)公共信道專用信道業(yè)務(wù)信道(TCH)專用控制信道(DCCH)頻率校正信道(FCCH)D同步信道(SCH)D廣播控制信道(BCCH)D尋呼信道(PCH)D隨機接入信道(RACH)U允許接入信道(AGCH)D獨立專用控制信道(SDCCH)U/D慢速輔助控制信道(SACCH)U/D快速輔助控制信道(FACCH)U/D全速率信道U/D半速率信道U/D增強型全速率信道U/DD:下行U:上行邏輯信道(2)31邏輯信道廣播信道(BCH)公共控制信道(CCCH)公共信道專用信道業(yè)務(wù)信道(TCH)專用控制信道(DCCH)頻率校正信道(FCCH)D同步信道(SCH)D廣播控制信道(BCCH)D尋呼信道(PCH)D隨機接入信道(RACH)U允許接入信道(AGCH)D獨立專用控制信道(SDCCH)U/D慢速輔助控制信道(SACCH)U/D快速輔助控制信道(FACCH)U/D全速率信道U/D半速率信道U/D增強型全速率信道U/DD:下行U:上行控制信道——廣播信道BCH廣播信道BCH(BroadcastCHannel):“一點對多點”的下行控制信道。用于基站向移動臺廣播公用的信息。傳輸?shù)膬?nèi)容主要是移動臺入網(wǎng)和呼叫建立所需要的有關(guān)信息。頻率校正信道(FCCH:FrequencyCorrectionCHannel
):傳輸用于校正移動臺工作頻率的信息。同步信道(SCH:SynchronizationCHannel
):傳輸移動臺的幀同步(TDMA幀號)、BTS的識別碼(BSIC)的信息,供移動臺進(jìn)行同步和對基站進(jìn)行識別。廣播控制信道(BCCH:BroadcastControlCHannel
):廣播小區(qū)的通用信息(小區(qū)和網(wǎng)絡(luò)識別、小區(qū)運行特征等)二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)32控制信道——公共控制信道CCCH公共控制信道CCCH(CommonControlCHannel):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。尋呼信道(PCH:PagingCHannel):下行信道,點對多點方式傳播。用于尋呼被叫移動臺,傳輸基站尋呼移動臺的信息。隨機接入信道(RACH:RandomAccessCHannel):上行信道,點對點方式傳播。用于移動臺隨機提出的入網(wǎng)申請,即請求分配一個獨立專用控制信道,可作為對尋呼的響應(yīng)或MS主叫時的接入。允許接入信道(AGCH:AccessGrantCHannel):下行信道,點對點方式傳播。用于基站對移動臺的入網(wǎng)申請作出應(yīng)答,即給用戶分配一個獨立專用控制信道。33控制信道——專用控制信道DCCH專用控制信道DCCH(DedicatedControlCHannel):一種“點對點”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,在移動臺和基站之間傳輸必須的控制信息。獨立專用控制信道(SDCCH:Stand-aloneDedicatedControlCHannel
):用于在分配業(yè)務(wù)信道之前呼叫建立過中傳送系統(tǒng)信令。例如登記、鑒權(quán)等信令以及短消息。慢速輔助控制信道(SACCH:SlowAssociatedControlCHannel
):傳送移動臺的關(guān)于服務(wù)及鄰近小區(qū)的信號強度的測試報告;基站對移動臺的功率調(diào)整命令、定時提前量等。快速輔助控制信道(FACCH:FastAssociatedControlChannel
):用于傳送基站與移動臺間的越區(qū)切換的信令消息。二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)34業(yè)務(wù)信道TCH業(yè)務(wù)信道TCH(TrafficCHannel),主要傳輸編碼及加密后的話音或數(shù)據(jù),有少量的隨路控制信令。話音:全速率:凈速率13kbps(話音幀長20ms,每幀含260bit信息),糾錯保護(hù)后總速率22.8kbps半速率:凈速率6.5kbps,糾錯保護(hù)后總速率11.4kbps數(shù)據(jù):(不同的速率適配和信道編碼)全速率:凈速率可為9.6kbps、4.8kbps、2.4kbps,信道速率為22.8kbps半速率:凈速率可為4.8kbps、2.4kbps,信道速率可為11.4kbps二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)356.3GSM系統(tǒng)的信道6.3.1物理信道和邏輯信道6.3.2物理信道和邏輯信道的配置6.3.3突發(fā)脈沖6.3.4定時提前量第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)36二月236.3.2物理信道與邏輯信道的配置映射的基礎(chǔ)每小區(qū)有n個載頻:f0,f1,……,fn-1;每個載頻有8個時隙:TS0,TS1,……,TS7,共有n×8個物理信道。映射的方法f0上的TS0用于廣播信道BCH和公共控制信道CCCH。f0上的TS1用于專用控制信道DCCH。其余(f0上的TS2~TS7,f1~fn-1上的8個時隙)用于業(yè)務(wù)信道。二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)37BCH和CCCH在TS0上的復(fù)用f0上的TS0映射成廣播信道和公共控制信道。51個TS0組成,即以51個幀為循環(huán)周期。38SDCCH和SACCH在TS1上的復(fù)用f0上的TS1用于映射專用控制信道。102個TS1組成,即102個TDMA復(fù)用幀。39業(yè)務(wù)信道的映射物理信道多載頻小區(qū):f0上的TS2
~TS7,f1~fn-1上的8個時隙;單載頻小區(qū):TS1~TS7TFH的下行映射26個時隙為一個復(fù)用幀40TCH上下行偏移上行TCH與下行TCH結(jié)構(gòu)一樣,但有3個時隙的時間偏移。二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)41邏輯信道與物理信道的映射關(guān)系小結(jié)在載頻f0上
TS0:邏輯控制信道(BCH和CCCH),復(fù)用周期為51個TSTS1:邏輯控制信道(DCCH中的SDCCH和SACCH),復(fù)用周期為102個TSTS2~TS7:邏輯業(yè)務(wù)信道,復(fù)用周期為26個TS
在載頻f1~fn-1上TS0~TS7:邏輯業(yè)務(wù)信道,復(fù)用周期為26個TS二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)42GSM系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)43上節(jié)課內(nèi)容回顧——GSM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)44移動臺基站子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)操作子系統(tǒng)上節(jié)課內(nèi)容回顧——物理信道和邏輯信道45邏輯信道廣播信道(BCH)公共控制信道(CCCH)公共信道專用信道業(yè)務(wù)信道(TCH)專用控制信道(DCCH)頻率校正信道(FCCH)D同步信道(SCH)D廣播控制信道(BCCH)D尋呼信道(PCH)D隨機接入信道(RACH)U允許接入信道(AGCH)D獨立專用控制信道(SDCCH)U/D慢速輔助控制信道(SACCH)U/D快速輔助控制信道(FACCH)U/D全速率信道U/D半速率信道U/D增強型全速率信道U/DD:下行U:上行上節(jié)課內(nèi)容回顧——邏輯信道與物理信道的映射在載頻f0上
TS0:邏輯控制信道(BCH和CCCH),復(fù)用周期為51個TSTS1:邏輯控制信道(DCCH中的SDCCH和SACCH),復(fù)用周期為102個TSTS2~TS7:邏輯業(yè)務(wù)信道,復(fù)用周期為26個TS
在載頻f1~fn-1上TS0~TS7:邏輯業(yè)務(wù)信道,復(fù)用周期為26個TS二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)46上節(jié)課內(nèi)容回顧——BCH和CCCH的映射、
TCH的映射47上節(jié)課內(nèi)容回顧——GSM系統(tǒng)的幀結(jié)構(gòu)486.3GSM系統(tǒng)的信道6.3.1物理信道和邏輯信道6.3.2物理信道和邏輯信道的配置6.3.3突發(fā)脈沖6.3.4定時提前量第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)49二月236.3.3突發(fā)脈沖在GSM系統(tǒng)中,每幀含8個時隙,每個時隙576.9us,包含156.25bit。每個時隙中的信息格式稱為突發(fā)脈沖序列頻率校正突發(fā)脈沖序列(FB,F(xiàn)requencyCorrectionBurst)同步突發(fā)脈沖序列(SB,SynchronizationBurst)接入突發(fā)脈沖序列(AB,AccessBurst)常規(guī)突發(fā)脈沖序列(NB,NormalBurst)空閑突發(fā)脈沖序列(DB,DummyBurst)二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)50頻率校正突發(fā)脈沖序列頻率校正突發(fā)脈沖序列(FB,F(xiàn)requencyCorrectionBurst)用于移動臺的頻率同步固定比特:共142比特,為全0,相應(yīng)發(fā)送的是一個與載頻有固定頻偏的純正弦波。尾比特:為000,突發(fā)脈沖的起始和結(jié)束標(biāo)志。并允許載波功率在此時間內(nèi)上升和下降到規(guī)定的數(shù)值。保護(hù)期:防止由于定時誤差而造成突發(fā)脈沖間的重疊。二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)51尾比特3固定比特142尾比特3保護(hù)期8.25FCCH同步突發(fā)脈沖序列同步突發(fā)脈沖序列(SB,
SynchronizationBurst)用于移動臺的時間同步同步序列:64bit的長同步序列加密比特:TDMA幀號:加密序列算法的輸入?yún)?shù)基站識別碼BSIC:用于移動臺進(jìn)行信號強度測量時區(qū)分使用同一個載頻的基站。二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)52SCH尾比特3加密比特39同步序列64加密比特39尾比特3保護(hù)期8.25接入突發(fā)脈沖序列接入突發(fā)脈沖序列(AB,AccessBurst)用于移動用戶向基站提出入網(wǎng)申請保護(hù)期較長:為了適應(yīng)移動臺首次接入后不知道時間提前量而設(shè)置的(彌補傳播時延的不利影響),并允許移動臺可以在較大的小區(qū)范圍內(nèi)隨機接入。二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)53RACH尾比特8同步序列41加密比特36尾比特3保護(hù)期68.25常規(guī)突發(fā)脈沖序列常規(guī)突發(fā)脈沖序列(NB,NormalBurst)用于攜帶業(yè)務(wù)信息和一些控制信息。加密比特:業(yè)務(wù)信息或一些控制信息借用標(biāo)志:表示此突發(fā)序列是否被FACCH借用。1:被借用。訓(xùn)練序列:具有尖銳的自相關(guān)性。供均衡器產(chǎn)生信道模型。二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)54尾比特3加密比特57借用標(biāo)志1訓(xùn)練序列26借用標(biāo)志1加密比特57尾比特3保護(hù)期8.25TCH、BCCH、PCH、AGCH、DCCH等空閑突發(fā)脈沖序列空閑突發(fā)脈沖序列DB(DB,DummyBurst)不攜帶任何信息,用于填空,其結(jié)構(gòu)與常規(guī)突發(fā)脈沖序列相同,加密比特改為固定的比特序列。二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)55尾比特3固定比特57借用標(biāo)志1訓(xùn)練序列26借用標(biāo)志1固定比特57尾比特3保護(hù)期8.256.3GSM系統(tǒng)的信道6.3.1物理信道和邏輯信道6.3.2物理信道和邏輯信道的配置6.3.3突發(fā)脈沖6.3.4定時提前量第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)56二月236.3.4定時提前量幀偏移:在基站角度,上行幀相對于下行幀來說,在時間上固定推后3個時隙。時間調(diào)整:在移動臺角度,若不加時間調(diào)整,傳輸時延的變化使移動臺之間的信息會發(fā)生重疊。需要有一個時間調(diào)整量,補償傳播時延,使基站有固定的3個時隙的幀偏移。定時提前量為:0~63bit57幀偏移3個時隙支持覆蓋半徑0~35km第六章內(nèi)容6.1GSM系統(tǒng)的業(yè)務(wù)及其特征6.2GSM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)6.3GSM系統(tǒng)的信道6.4GSM的無線數(shù)字傳輸6.6GSM系統(tǒng)的接續(xù)和移動性管理6.7通用分組無線業(yè)務(wù)第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)58二月236.4GSM的無線數(shù)字傳輸無線信道對GSM系統(tǒng)性能的影響失真大時延擴(kuò)展導(dǎo)致碼間串?dāng)_多普勒效應(yīng)導(dǎo)致突發(fā)錯誤SNR損耗自由空間損耗、陰影衰落導(dǎo)致SNR損耗平坦衰落、慢衰落導(dǎo)致SNR損耗GSM中的抗衰落技術(shù)信道編碼、交織、天線分集、均衡、跳頻二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)59GSM語音信號的處理過程二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)60圖6.5GSM語音信號的一般處理過程信道編碼技術(shù)由話音編碼器中輸出的13kbit/s的碼流被分為20ms的話音塊,每塊中含有260比特。將這260比特按重要性的次序重新排序:50個最重要比特132個重要比特78個不重要比特對重要比特1/2卷積編碼615013278501327834378已編碼比特456bits78未編碼比特交織技術(shù)(1)兩次交織第一次交織(塊內(nèi)交織):按行寫入、按列讀出。交織公式:
62寫入讀出共8個子塊,每個子塊57個比特交織技術(shù)(2)第二次交織(塊間交織)跳頻技術(shù)64跳頻:載波頻率在很寬頻率范圍內(nèi)按某種圖案進(jìn)行跳變。公共信道不跳頻。頻率分集→抗衰落干擾分集→同頻小區(qū)采用跳頻,減小碰撞,降低
載干比要求均衡技術(shù)65信道模型遠(yuǎn)郊典型城區(qū)惡劣城區(qū)丘陵時延擴(kuò)展(us)
0.10.982.536.88相干帶寬(kHz)20002047929信號帶寬:200kHz,除了遠(yuǎn)郊地區(qū),其他都需要使用均衡器→維特比均衡話音激活與功率控制話音激活話音信號間斷發(fā)送和間斷接收是根據(jù)話音信號激活程度,在話音幀有信息時開啟發(fā)送和無信息時關(guān)閉發(fā)送的系統(tǒng)傳輸控制技術(shù)。降低空中干擾,提高系統(tǒng)容量和質(zhì)量。降低電源消耗,增加移動臺電池使用壽命。功率控制在保證通信質(zhì)量的前提下,使發(fā)射功率最小移動臺測量信號強度和信號質(zhì)量,定期向基站報告,基站按預(yù)置門限進(jìn)行比較,然后確定發(fā)射功率的增減量。通常移動臺才控制發(fā)射功率二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)66第六章內(nèi)容6.1GSM系統(tǒng)的業(yè)務(wù)及其特征6.2GSM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)6.3GSM系統(tǒng)的信道6.4GSM的無線數(shù)字傳輸6.6GSM系統(tǒng)的接續(xù)和移動性管理6.7通用分組無線業(yè)務(wù)第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)67二月236.6GSM系統(tǒng)的接續(xù)和移動性管理6.6.1移動網(wǎng)區(qū)域結(jié)構(gòu)與GSM編號方式6.6.2GSM的安全性管理6.6.3GSM的接續(xù)管理6.6.4GSM的移動性管理第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)68二月236.6.1移動網(wǎng)區(qū)域結(jié)構(gòu)與GSM編號方式數(shù)字蜂窩網(wǎng)的區(qū)域結(jié)構(gòu)二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)69GSM業(yè)務(wù)區(qū)(全部成員國)PLMN業(yè)務(wù)區(qū)(每國一個或多個)MSC業(yè)務(wù)區(qū)(由一個MSC控制的區(qū)域)位置區(qū)(定位或?qū)ず魠^(qū))基站區(qū)(一個BSC所控制的區(qū)域)小區(qū)(一特定BTS覆蓋的區(qū)域)GSM編號方式70國際移動用戶識別碼(IMSI)IMSI(InternationalMobileSubscriberIdentity)存儲為移動客戶分配的一個唯一的識別碼。MCC(MobileCountryCode):移動用戶國家號碼,三位數(shù)字,如中國為460。MNC(MobileNetworkCode):移動網(wǎng)號,兩個數(shù)字,用于識別移動客戶所歸屬的移動網(wǎng)。如中國移動的MNC為00,中國聯(lián)通的MNC為0l。MSIN(MobileStationIdentificationNumber):在某一PLMN內(nèi)MS唯一的識別碼,十一位數(shù)字。71鑒權(quán)保密臨時移動用戶識別碼(TMSI)TMSI(TemporaryMobileSubscriberIdentity)在每次認(rèn)證成功后,分配此號碼代替IMSI無線傳輸(安全性考慮)。在某個VLR控制區(qū)域內(nèi)使用。總長為4個字節(jié)。二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)72保密國際移動設(shè)備識別碼(IMEI)IMEI(InternationalMobileEquipmentIdentity)唯一地識別一個移動臺設(shè)備的編碼。15位數(shù)字。TAC:型號批準(zhǔn)碼,由歐洲型號認(rèn)證中心分配。同一型號手機,TAC碼一樣。FAC:手機最后完成所在工廠裝配碼,由廠家編碼,表示生產(chǎn)廠家及其裝配地。SNR:手機出廠序號,由廠家分配。獨立地、唯一地識別每個TAC和FAC中的每個移動設(shè)備。同一型號的不同手機SNR號碼不同。SP:備用,備作將來使用。
按“*#06#”可獲得IMEI號碼73設(shè)備識別移動用戶的ISDN號碼(MSISDN)MSISDN(MobileStationISDN)主叫客戶為了呼叫GSM網(wǎng)中的一個移動用戶需撥的號碼。CC(CountryCode):國家碼。我國為86NDC(NationalDestinationCode):國內(nèi)目的地碼,即網(wǎng)絡(luò)接入號,中國移動GSM網(wǎng)為139,138,…,135,“中國聯(lián)通公司”GSM網(wǎng)為130,131,代表移動通信網(wǎng);二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)74
|--國內(nèi)有效移動客戶ISDN號碼---|
|------------國際移動客戶ISDN號碼------------------|CC(2)NDC(3)SN(8)MSISDNSN(SubscriberNumber)客戶號碼,采用等長8位編號計劃。移動:H0H1H2H3ABCDH0HlH2H3為每個移動業(yè)務(wù)本地網(wǎng)的HLR號碼ABCD為移動客戶碼例如13908092701139中國移動GSM網(wǎng)
0809四川成都
2701客戶號碼
聯(lián)通:H0H1H2ABCDE二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)75被呼移動用戶漫游號碼(MSRN)MSRN(MobileSubscriberRoamingNumber)漫游移動用戶當(dāng)前所在地的VLR分配給用戶一個漫游號碼。用戶離開后,刪除該號碼,將該號碼可分配給另一個用戶使用。僅在被訪問MSC/VLR區(qū)域有效號碼結(jié)構(gòu)與MSISDN大致相同:
13XXM0M1M2M3ABC,其中M0M1M2M3為被訪MSC/VLR號碼二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)76CC(2)NDC(3)SN(8)被呼切換號碼(HON)HON(HandoverNumber)當(dāng)用戶在兩個MSC之間發(fā)生越局切換時,為選擇路由,由目標(biāo)MSC臨時分配給移動用戶一個號碼,此號碼為MSRN號碼的一部分。組成與MSRN相同。二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)77位置區(qū)識別(LAI)LAI(LocationAreaIdentification)LAI用于移動用戶的位置更新。MCC與MNC同IMSI。LAC(LocationAreaCode):位置區(qū)號碼,用于識別GSMPLMN中的一個位置區(qū)。2字節(jié)16進(jìn)制編碼,X1X2X3X4,一個GSMPLMN網(wǎng)中最多可定義65535個不同的位置區(qū)(全0不用)二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)78MCC(3)MNC(2)LAC(16)位置登記全球小區(qū)識別碼(CGI)CGI(CellGlobalIdentification)用于識別一個位置區(qū)內(nèi)的小區(qū),它是在LAI后加上一個小區(qū)識別碼(CI)。CI:小區(qū)識別碼,由運營單位自定。二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)79MCC(3)MNC(2)LAC(16)CI(16)基站識別碼(BSIC)BSIC(BaseStationIdentityCode)BSIC用于移動臺識別采用相同載頻的相鄰基站,特別用于區(qū)別在不同國家的邊界地區(qū)采用相同載頻的相鄰基站。NCC(NationalColorCodes):國家色碼,主要用來不同國家(國內(nèi)區(qū)分不同的?。┘安煌倪\營者。結(jié)構(gòu)為XY1Y2BCC:基站色碼,用來唯一地識別采用相同載頻的不同基站。二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)80NCC(3)BCC(3)MSC/VLR和HLR的識別路由選擇時進(jìn)行識別MSC/VLR號碼包含在漫游號碼中。例如中國移動的某個MSC/VLR號碼為:861390M0M1M2M3HLR/AUC號碼客戶號碼為全零的MSISDN號碼。例如中國移動的某個HLR號碼為:86139H0H1H2H30000二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)81CC(2)NDC(3)SN(8)MSRN:13XXM0M1M2M3ABC6.6GSM系統(tǒng)的接續(xù)和移動性管理6.6.1移動網(wǎng)區(qū)域結(jié)構(gòu)與GSM編號方式6.6.2GSM的安全性管理6.6.3GSM的接續(xù)管理6.6.4GSM的移動性管理第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)82二月236.6.2GSM的安全性管理GSM的安全性管理(1)接入網(wǎng)絡(luò)——鑒權(quán)(2)無線路徑——加密(3)移動設(shè)備——設(shè)備識別(4)用戶的安全保密——臨時用戶識別碼TMSI、
SIM卡的PIN碼保護(hù)二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)83(1)鑒權(quán)——基本概念概念:MSC/VLR確認(rèn)移動臺通過無線空間傳送的移動用戶識別號碼(IMSI)是否是合法IMSI的過程。在用戶入網(wǎng)簽約時,用戶鑒權(quán)鍵
Ki連同唯一的IMSI一起分配給用戶,它們存儲在系統(tǒng)AUC數(shù)據(jù)庫和用戶SIM卡中,同時SIM卡和AUC中還存儲鑒權(quán)算法A3,加密算法A8。用戶參數(shù):IMSI、用戶鑒權(quán)鍵Ki、鑒權(quán)算法(A3),加密算法(A8)二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)84(1)鑒權(quán)——鑒權(quán)三參數(shù)組客戶的鑒權(quán)的和加密是通過客戶三參數(shù)組完成的??蛻羧齾?shù)組用于鑒權(quán)的隨機數(shù)(RAND)符號響應(yīng)(SRES:SignedResponse)密鑰(Kc)一般AUC對每個客戶產(chǎn)生5組三參數(shù),送至HLR,再由HLR送至MSC/VLR在每次位置登記、位置更新、呼叫建立等之前均需要鑒權(quán)。二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)85(1)鑒權(quán)——鑒權(quán)三參數(shù)組的產(chǎn)生二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)86(1)鑒權(quán)——鑒權(quán)過程87①接入請求③RANDKi,IMSI,A3,A8,A5②④⑤(2)加密Ki,IMSI,A3,A8,A5①②③④通信信息加密對用戶所有的語音和數(shù)據(jù)均需加密。89MSC/VLR發(fā)出加密指令加密信息加密信息(3)設(shè)備識別目的:確保系統(tǒng)中的移動設(shè)備不是盜用或非法設(shè)備(識別IMEI),呼叫建立前需完成設(shè)備識別。IMEI存儲在EIR和移動臺中。90①呼叫建立②IMEI請求③發(fā)送IMEI④檢查IMEI⑤接入/禁止信息繼續(xù)/停止呼叫建立程序(4)用戶的安全保密——用戶識別碼IMSI的保密為了防止IMSI在無線路徑被截獲。用一個臨時用戶識別碼(TMSI)來代替IMSI無線傳輸。TMSI由MSC/VLR分配,并不斷進(jìn)行更換。每當(dāng)MS用IMSI向系統(tǒng)發(fā)送位置更新、呼叫建立或業(yè)務(wù)激活時,MSC/VLR對它進(jìn)行鑒權(quán)。鑒權(quán)通過后,由MSC/VLR分配給用戶TMSI,并存在用戶的SIM卡中。此后,MSC/VLR與MS之間的信令交換就使用TMSI,IMSI便不再在無線路徑上傳送。二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)91(4)用戶的安全保密——SIM卡的保密PIN(PersonalIdentificationNumber)碼就是SIM卡的個人識別密碼。用于控制SIM卡的使用,只有PIN通過認(rèn)證,移動設(shè)備才能對SIM卡進(jìn)行存取。二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)926.6GSM系統(tǒng)的接續(xù)和移動性管理6.6.1移動網(wǎng)區(qū)域結(jié)構(gòu)與GSM編號方式6.6.2GSM的安全性管理6.6.3GSM的接續(xù)管理6.6.4GSM的移動性管理第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)93二月236.6.3GSM的呼叫接續(xù)管理客戶狀態(tài)MS開機空閑狀態(tài)開機位置登記進(jìn)入空閑模式MS忙狀態(tài)MS關(guān)機狀態(tài)移動臺被呼移動臺主呼二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)94客戶狀態(tài)1——MS開機空閑狀態(tài)(1)(1)開機移動臺開啟電源,搜尋最強的BCCH載頻,接收到FCCH信道信息,鎖定到一個正確載頻頻率上。讀取SCH信道信息:基站識別碼(BSIC)和幀同步信息(TDMA幀號)移動臺掃描一個“BCCH載頻存儲表”,測出各載頻信號強度,列出由6個最強載頻組成的鄰近小區(qū)場強分布表,并報告給BSS,以作切換小區(qū)選擇95客戶狀態(tài)1——MS開機空閑狀態(tài)(2)96①接收廣播消息(LAI)②位置更新請求②位置更新請求②位置更新請求③位置更新接受③記錄MSC號碼④在VLR中對該客戶的IMSI上作“附著”標(biāo)記④位置更新證實④位置更新證實④記錄LAI(2)位置登記客戶狀態(tài)1——MS開機空閑狀態(tài)(3)(3)進(jìn)入空閑模式移動臺完成位置登記后,進(jìn)入空閑模式,監(jiān)聽公共控制信道CCCH,可以隨時發(fā)出主呼或接受被呼。二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)97客戶狀態(tài)2與3——忙狀態(tài)與關(guān)機狀態(tài)MS忙狀態(tài)MS正在傳送話音或數(shù)據(jù)MS關(guān)機狀態(tài)98①IMSI分離①IMSI分離②登記IMSI已分離移動臺被呼99廣州LSMSC/VLRTSHLR上海LSMSC/VLRHLRTS北京LSGMSC/VLRHLRTS?假設(shè)某移動用戶屬于上海某GSM用戶,目前漫游到了廣州,北京某固定電話撥叫該移動用戶LS:LocalSwitching,本地交換局TS:TollSwitching,長途交換局GMSC:
GatewayMobileSwitchingCenter,關(guān)口移動交換中心(1)固定網(wǎng)用戶呼叫移動用戶號碼MSISDN,本地交換局LS分析MSISDN,將呼叫轉(zhuǎn)接到GMSC
100廣州LSMSC/VLRTSHLR上海LSMSC/VLRHLRTS北京LSGMSC/VLRHLRTS①撥號MSISDN①分析MSISDN(2)GMSC分析MSISDN,得到MS所在HLR的地址,向HLR詢問MS的位置。
101廣州LSMSC/VLRTSHLR上海LSMSC/VLRHLRTS北京LSGMSC/VLRHLRTS①撥號MSISDN①分析MSISDN②詢問位置(3)HLR分析GMSC發(fā)來的信息,查詢當(dāng)前被呼用戶所在的業(yè)務(wù)區(qū)MSC/VLR(廣州),請求分配MSRN;
102廣州LSMSC/VLRTSHLR上海LSMSC/VLRHLRTS北京LSGMSC/VLRHLRTS①撥號MSISDN①分析MSISDN②詢問位置③請求MSRN(4)MS所在VLR給用戶臨時分配一個MSRN,送至HLR,再轉(zhuǎn)送到GMSC;
103廣州LSMSC/VLRTSHLR上海LSMSC/VLRHLRTS北京LSGMSC/VLRHLRTS①撥號MSISDN①分析MSISDN②詢問位置③請求MSRN④MSRN④MSRN(5)GMSC獲得MSRN,尋找路由建立至被訪MSC的通路
104廣州LSMSC/VLRTSHLR上海LSMSC/VLRHLRTS北京LSGMSC/VLRHLRTS①撥號MSISDN①分析MSISDN②詢問位置③請求MSRN④MSRN④MSRN⑤建立連接(6)MSC/VLR定位被叫用戶,由各位置區(qū)BTS發(fā)送尋呼消息。
105廣州LSMSC/VLRTSHLR上海LSMSC/VLRHLRTS北京LSGMSC/VLRHLRTS①撥號MSISDN①分析MSISDN②詢問位置③請求MSRN④MSRN④MSRN⑤建立連接⑥尋呼(7)守候的MS用戶接收到尋呼消息,發(fā)送尋呼響應(yīng)消息給網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)對用戶鑒權(quán)成功后,為用戶分配一個業(yè)務(wù)信道,建立呼叫連接。
106廣州LSMSC/VLRTSHLR上海LSMSC/VLRHLRTS北京LSGMSC/VLRHLRTS①撥號MSISDN①分析MSISDN②詢問位置③請求MSRN④MSRN④MSRN⑤建立連接⑥尋呼⑦分配信道移動臺被呼接續(xù)流程(1)107固定網(wǎng)用戶撥打移動用戶電話號碼MSISDN,本地交換局LS(LocalSwitching)分析MSISDN,根據(jù)MSISDN中的NDC分析出此用戶的GSM接入網(wǎng)絡(luò)(移動還是聯(lián)通),將呼叫轉(zhuǎn)接到GSM網(wǎng)的關(guān)口移動交換中心GMSC;GMSC分析MSISDN,得到被呼用戶所在HLR的地址,向HLR發(fā)送攜帶MSISDN的消息,詢問被叫客戶的位置(漫游號碼MSRN),以便得到用戶呼叫的路由信息;HLR分析GMSC發(fā)來的信息,找到該MSISDN號碼對應(yīng)的IMSI,然后查詢當(dāng)前被呼用戶所在的業(yè)務(wù)區(qū)MSC/VLR(廣州),向該區(qū)的VLR發(fā)送被叫的IMSI,請求VLR分配給被叫客戶一個漫游號碼MSRN;移動臺被呼接續(xù)流程(2)108被呼用戶所在區(qū)的VLR給用戶臨時分配一個漫游號碼MSRN,并傳送給HLR,HLR將收到的MSRN發(fā)送給GMSC;GMSC獲得MSRN,尋找路由建立至被訪MSC的通路。GMSC與MSC的連接可以是直達(dá)鏈路,也可以是長途匯接局轉(zhuǎn)接(TS:TollSwitching長途交換局);MSC將尋呼消息發(fā)送給位置區(qū)所有的BTS,由這些BTS通過尋呼信道PCH發(fā)送尋呼消息,在整個位置區(qū)覆蓋范圍進(jìn)行廣播尋呼該用戶;守候的空閑用戶接收到此尋呼消息,識別出其IMSI碼后,發(fā)送尋呼響應(yīng)消息給網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)收到尋呼響應(yīng)后,為用戶分配一個業(yè)務(wù)信道,建立呼叫連接。移動臺主呼109MSC/VLR交換局HLRBSSBSSBSS①呼叫②分配SDCCH④分配TCH④⑤建立呼叫⑤⑥⑥摘機應(yīng)答⑥⑥PSTN/ISDN③③③鑒權(quán),加密移動臺主呼接續(xù)流程一旦移動用戶撥號,MS通過隨機接入信道RACH向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送信道請求;BSS中的BSC通過準(zhǔn)許接入信道AGCH給MS分配一個獨立專用控制信道SDCCH;MSC/VLR與MS經(jīng)SDCCH信道建立信令連接,包括鑒權(quán)過程、啟動加密過程、TMSI再分配等;MS向MSC發(fā)出“建立呼叫請求”,MSC向MS發(fā)送“呼叫開始”指令,并通知BSS給MS分配業(yè)務(wù)信道;MSC在無線鏈路和地面有線鏈路建立后,將呼叫接續(xù)到固定網(wǎng)絡(luò),建立與被叫固定用戶的通路,并向MS回送呼叫接通信號;被叫固定用戶摘機后,MSC向BSS和MS發(fā)送連接指令,待MS發(fā)回連接確認(rèn)后,即進(jìn)入通話階段,完成MS呼叫固定用戶的接續(xù)過程。1106.6GSM系統(tǒng)的接續(xù)和移動性管理6.6.1移動網(wǎng)區(qū)域結(jié)構(gòu)與GSM編號方式6.6.2GSM的安全性管理6.6.3GSM的接續(xù)管理6.6.4GSM的移動性管理(位置更新和切換)第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)111二月23位置更新位置更新當(dāng)MS從一個位置區(qū)移到另一個位置區(qū)時,必須進(jìn)行登記。即一旦MS發(fā)現(xiàn)其SIM卡中的LAI與接收到的LAI發(fā)生了變化,便執(zhí)行登記。位置更新總是由MS啟動周期性的位置更新若系統(tǒng)收不到周期登記消息,MSC/VLR就給移動臺標(biāo)以“IMSI分離”。二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)112位置更新基本流程113LA1LA2①接收LAI2②位置更新請求②位置更新請求②位置更新請求③位置更新接受③記錄MSC號碼更新用戶位置④“附著”標(biāo)記IMSI④位置更新證實④位置更新證實④更新LAI⑤通知刪除用戶數(shù)據(jù)小結(jié)用戶數(shù)據(jù)的存儲方式(1)SIM卡靜態(tài)數(shù)據(jù)IMSI(國際移動用戶識別碼)MSISDN(移動用戶的ISDN號碼)PIN(個人身份號)鑒權(quán)鍵Ki、鑒權(quán)算法A3、加密算法A8動態(tài)數(shù)據(jù)TMSI(臨時移動用戶識別碼)LAI(位置區(qū)識別LAI)RAND/SRES/Kc二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)114小結(jié)用戶數(shù)據(jù)的存儲方式(2)HLR存儲在本區(qū)域內(nèi)注冊的用戶數(shù)據(jù)靜態(tài)數(shù)據(jù)IMSI(國際移動用戶識別碼)MSISDN(移動用戶的ISDN號碼)
MSISDN包含本地HLR地址信息動態(tài)數(shù)據(jù)用戶當(dāng)前VLR的地址RAND/SRES/Kc二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)115小結(jié)用戶數(shù)據(jù)的存儲方式(3)VLR:存儲當(dāng)前本區(qū)域內(nèi)激活用戶的數(shù)據(jù)靜態(tài)數(shù)據(jù)IMSI(國際移動用戶識別碼)MSISDN(移動用戶的ISDN號碼)動態(tài)數(shù)據(jù)TMSI(臨時移動用戶識別碼)LAI(位置區(qū)識別LAI)HON(切換號碼)RAND/SRES/KcMSRN(移動用戶漫游號碼)MSRN包含當(dāng)前VLR地址信息二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)116小結(jié)用戶數(shù)據(jù)的存儲方式(4)AUC靜態(tài)數(shù)據(jù)IMSI(國際移動用戶識別碼)/鑒權(quán)鍵Ki鑒權(quán)算法A3、加密算法A8動態(tài)數(shù)據(jù)RAND/SRES/KcEIRIMEI(國際移動設(shè)備識別碼)二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)117切換切換的基本概念切換過程三階段GSM系統(tǒng)的切換策略GSM系統(tǒng)的切換類型二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)118切換的基本概念什么是信道切換?當(dāng)前正在通信的移動臺與服務(wù)基站之間的鏈路轉(zhuǎn)移到另一個新基站的過程。切換引起的原因:信號的強度或質(zhì)量下降到系統(tǒng)規(guī)定的參數(shù)以下。由于某小區(qū)業(yè)務(wù)信道容量全被或幾乎全被占用。如何切換?識別新小區(qū),分配給移動臺在新小區(qū)的語音信道和控制信道。切換的目標(biāo)切換次數(shù)和中斷次數(shù)最小無明顯干擾的快速通話轉(zhuǎn)接119切換過程三階段(1)測量和目標(biāo)小區(qū)確定測量通信質(zhì)量和信號強度(2)切換觸發(fā)按照一定的準(zhǔn)則觸發(fā)切換(3)切換執(zhí)行硬切換、軟切換120切換觸發(fā)準(zhǔn)則具有滯后余量和門限規(guī)定的相對信號強度準(zhǔn)則121Th1h(滯后余量)移動臺基站1的信號強度基站1基站2基站2的信號強度Th2Th3BACD硬切換與軟切換硬切換:新的連接建立前,先中斷舊的連接。例如GSM系統(tǒng)。軟切換:指既維持舊的連接,又同時建立新的連接。例如CDMA系統(tǒng)。二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)122軟切換過程二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)123GSM系統(tǒng)的切換策略移動臺輔助的切換移動臺對不同基站的RSSI(ReceivedSignalStrengthIndication)進(jìn)行測量后,以每秒兩次的速率將測量結(jié)果報告給基站網(wǎng)絡(luò)評估測量參數(shù),決定移動臺是否切換。優(yōu)點:網(wǎng)絡(luò)參與切換管理,靈活性高。切換觸發(fā)準(zhǔn)則采用了具有滯后余量和門限規(guī)定的相對信號強度準(zhǔn)則,防止乒乓效應(yīng)。硬切換技術(shù)在切換過程中會發(fā)生短時中斷。二月23第六章GSM及其增強移動通信系統(tǒng)124GSM系統(tǒng)的切換類型1:小區(qū)內(nèi)切換125123452:BSC內(nèi)切換3:MSC內(nèi)切換4:MSC間切換5:網(wǎng)絡(luò)間切換不同MSC間的切換示意126①無線測量①無線測量②匯報結(jié)果③切換請求③④建立通信鏈路④無線信道確認(rèn)⑤發(fā)送切換命令⑥切換完成⑥切換完成⑦釋放原TCH⑥切換完成不同MSC間的切換流程MS在從基站區(qū)1向基站區(qū)2移動的過程中,不斷測量周圍小區(qū)的BTS的信號強度
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