第六章GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)

GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)GSM系統(tǒng)的業(yè)務(wù)及其特征GSM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)GSM系統(tǒng)的信道GSM系統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)數(shù)字傳輸GSM的信令協(xié)議接續(xù)和移動(dòng)性管理通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)（GPRS）GSM業(yè)務(wù)就是GSM系統(tǒng)為了滿(mǎn)足一個(gè)特殊用戶(hù)的通信要求而向用戶(hù)提供的服務(wù)分類(lèi)GSM支持的基本業(yè)務(wù)分別介紹電信業(yè)務(wù)承載業(yè)務(wù)附加業(yè)務(wù)GSM系統(tǒng)的業(yè)務(wù)及其特征業(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6－1GSM系統(tǒng)業(yè)務(wù)分類(lèi)

GSM支持的基本業(yè)務(wù)基本業(yè)務(wù)分類(lèi)功能電信業(yè)務(wù)（Teleservices）又稱(chēng)用戶(hù)終端業(yè)務(wù)

為用戶(hù)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(hù)接入點(diǎn)（也稱(chēng)“用戶(hù)/網(wǎng)絡(luò)”接口

）間信號(hào)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6－2GSM支持的基本業(yè)務(wù)電信業(yè)務(wù)其中，短消息業(yè)務(wù)的傳送過(guò)程見(jiàn)下頁(yè)電信業(yè)務(wù)類(lèi)型業(yè)務(wù)碼電信業(yè)務(wù)名稱(chēng)功能話(huà)音傳輸11電話(huà)為數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的用戶(hù)和其它所有與其聯(lián)網(wǎng)的用戶(hù)之間提供雙向電話(huà)通信緊急呼叫12通過(guò)一種簡(jiǎn)單而同一的手續(xù)將用戶(hù)接到就近的緊急業(yè)務(wù)中心短消息21MS終端的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短消息業(yè)務(wù)由短消息業(yè)務(wù)中心完成存儲(chǔ)和前轉(zhuǎn)功能22MS起始的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短消息業(yè)務(wù)23小區(qū)廣播短消息業(yè)務(wù)傳真61交替語(yǔ)音和三類(lèi)傳真語(yǔ)音與三類(lèi)傳真交替?zhèn)魉?2自動(dòng)三類(lèi)傳真使用戶(hù)以傳真編碼信息文件的形式自動(dòng)交換各種函件短消息業(yè)務(wù)的傳送過(guò)程BSSMSCVLR移動(dòng)臺(tái)始呼的短消息移動(dòng)臺(tái)被呼的短消息短消息NSS空中接口A接口圖6－3短消息服務(wù)（源端到終端）過(guò)程N(yùn)SS小區(qū)廣播的短消息業(yè)務(wù)BSSBSSNSS操作維護(hù)接口空中接口A接口圖6－4短消息服務(wù)（小區(qū)廣播）過(guò)程承載業(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)碼承載業(yè)務(wù)名稱(chēng)業(yè)務(wù)碼承載業(yè)務(wù)名稱(chēng)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交替話(huà)音/數(shù)據(jù)81話(huà)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NT附加業(yè)務(wù)計(jì)費(fèi)提示–AOC交替線(xiàn)業(yè)務(wù)(ALS)-個(gè)人或商業(yè)來(lái)話(huà)限制-BAIC當(dāng)漫游在HPLMN之外時(shí)，限制所有來(lái)話(huà)在國(guó)外時(shí)限制來(lái)話(huà)呼出限制-BOC限制所有打出去的國(guó)際電話(huà)-BOIC限制所有打出去的國(guó)際電話(huà)，除了打到HPLMN國(guó)家的電話(huà)遇忙呼叫前轉(zhuǎn)-CFB無(wú)應(yīng)答呼叫前轉(zhuǎn)-CFNA無(wú)條件呼叫前轉(zhuǎn)-CFU呼叫保持呼叫等待-CW 主叫線(xiàn)識(shí)別顯示-CLIP主叫線(xiàn)識(shí)別限制-永久或預(yù)呼-CLIR中央交換業(yè)務(wù)

會(huì)議呼叫-CONF運(yùn)營(yíng)者確定的呼叫限制(ODB)附加業(yè)務(wù)是基本電信業(yè)務(wù)增強(qiáng)或補(bǔ)充。GSM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)功能單元GSM系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖6-5GSM系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)短消息業(yè)務(wù)中心（SC）功能實(shí)體可通過(guò)與SSS的連接實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短消息業(yè)務(wù)，可通過(guò)與BSS的連接完成小區(qū)廣播短消息業(yè)務(wù)。

BSSAGDMSCEIRHLR/AUCVLRVLRSMCMSUmBCEFPSTNISDNPLMNPSPDNSSSAbiBTSBSCOMCMSC注

GSM系統(tǒng)的功能單元子單元功能MS（移動(dòng)臺(tái)）包括ME(移動(dòng)設(shè)備)和SIM(用戶(hù)識(shí)別模塊)BTS（基站）為一個(gè)小區(qū)服務(wù)的無(wú)線(xiàn)收發(fā)信設(shè)備BSC（基站控制器）對(duì)一個(gè)或多個(gè)BTS進(jìn)行控制以及相應(yīng)呼叫控制MSC（移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心）對(duì)于位于它管轄區(qū)域中的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行控制、交換VLR（拜訪(fǎng)位置寄存器）存儲(chǔ)與呼叫處理有關(guān)的一些數(shù)據(jù)HLR（歸屬位置寄存器）管理部門(mén)用于移動(dòng)用戶(hù)管理的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)有關(guān)用戶(hù)的參數(shù)和目前所處位置的信息EIR（設(shè)備識(shí)別寄存器）對(duì)移動(dòng)設(shè)備的識(shí)別、監(jiān)視、閉鎖存儲(chǔ)有關(guān)移動(dòng)臺(tái)設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)AUC（鑒權(quán)中心）認(rèn)證移動(dòng)用戶(hù)的身份和產(chǎn)生相應(yīng)鑒權(quán)參數(shù)OMC（操作維護(hù)中心）操作維護(hù)系統(tǒng)中的各功能實(shí)體GSM系統(tǒng)可通過(guò)MSC實(shí)現(xiàn)與多種網(wǎng)絡(luò)的互通，包括PSTN、ISDN、PLMN和PSPDN移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)臺(tái)（MS：MobileStation）：用戶(hù)端的設(shè)備總稱(chēng)?？梢允鞘殖謾C(jī)、車(chē)載臺(tái)、便攜式臺(tái)。組成：移動(dòng)終端SIM卡移動(dòng)臺(tái)的功能無(wú)線(xiàn)接入GSM數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)，并完成各種控制功能支持多種基本業(yè)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù)間斷接收（DRX）和間斷發(fā)射（DTX）加密，對(duì)用戶(hù)數(shù)據(jù)和信令單元進(jìn)行加密語(yǔ)音編解碼和信道編譯碼協(xié)助BSS完成APC、跳頻及各種切換無(wú)線(xiàn)信道速率和用戶(hù)數(shù)據(jù)速率之間的適配支持人機(jī)接口（MMI）各種功能呼叫過(guò)程的提示SIM卡SIM（SubscriberIdentityModule）特點(diǎn)：客戶(hù)與設(shè)備分離通信安全可靠用戶(hù)個(gè)人身份號(hào)碼PIN鑒權(quán)過(guò)程加密成本低，經(jīng)久耐用移動(dòng)臺(tái)輸出功率移動(dòng)臺(tái)應(yīng)具有自適應(yīng)功率控制（APC）的能力。功率控制級(jí)分為16級(jí)。從15級(jí)（13dBm，20mw）至0級(jí)（43dBm，20w），每級(jí)增加2dBm。反向閉環(huán)功率控制，即移動(dòng)臺(tái)根據(jù)基站的指令調(diào)整功率。基站子系統(tǒng)基站子系統(tǒng)（BSS）由MSC控制，與MS進(jìn)行通信的設(shè)備。一個(gè)BSS可為一個(gè)或多個(gè)小區(qū)服務(wù)。由兩部分組成：基站收發(fā)設(shè)備(BTS)：負(fù)責(zé)無(wú)線(xiàn)傳輸。基站控制器(BSC)：無(wú)線(xiàn)資源管理基站子系統(tǒng)的功能協(xié)助MSC完成地面信道管理無(wú)線(xiàn)信道測(cè)量和分配。鏈路監(jiān)視、功率控制、跳頻管理無(wú)線(xiàn)頻道資源指示信道編解碼，對(duì)用戶(hù)數(shù)據(jù)和用戶(hù)單元進(jìn)行加密碼型轉(zhuǎn)換及速率適配獨(dú)立完成小區(qū)內(nèi)和同一BSC內(nèi)的切換執(zhí)行MSC指令的在BSC間的切換信號(hào)的收發(fā)與處理基站產(chǎn)品諾基亞MetroSite基站容量增加，簡(jiǎn)易配置，便于安裝多向天線(xiàn)含四收發(fā)信機(jī)，未來(lái)的信號(hào)線(xiàn)可支持12個(gè)收發(fā)信機(jī)?；井a(chǎn)品諾基亞InSite基站是為各種室內(nèi)覆蓋和容量解決方案而設(shè)計(jì)的一種結(jié)構(gòu)緊湊、具收發(fā)信機(jī)功能的微蜂窩基站。僅重2.4公斤，占地面積不超過(guò)一張A4紙。建設(shè)室內(nèi)覆蓋的理想基站。基站控制器BSC產(chǎn)品諾基亞大容量的基站控制器BSC的功能是BSS的控制部分，對(duì)整個(gè)BSS進(jìn)行控制和管理接口互連地面信道管理和交換無(wú)線(xiàn)信道管理:無(wú)線(xiàn)信道的資源和分配、呼叫信道監(jiān)測(cè)、APC功能、加密管理、BSC控制區(qū)內(nèi)的切換、碼型轉(zhuǎn)換操作和維護(hù)擴(kuò)容功能網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)主要完成GSM系統(tǒng)的交換功能和用于用戶(hù)數(shù)據(jù)與移動(dòng)性管理、安全性管理所需的數(shù)據(jù)庫(kù)功能。移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心MSC歸屬位置寄存器HLR訪(fǎng)問(wèn)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移動(dòng)交換中心MSCMSC（MobileSwitchCenter）MSC是NSS的核心。交換功能；支持移動(dòng)性的附加功能；網(wǎng)絡(luò)資源管理；通過(guò)網(wǎng)關(guān)MSC(GMSC)實(shí)現(xiàn)互通功能；數(shù)個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的綜合。移動(dòng)交換中心MSCMSC的功能下傳尋呼和呼叫所特定的功能；7號(hào)信令系統(tǒng)(SS7)的中止處；支持移動(dòng)性的特定信令；位置登記和位置信息下傳；新業(yè)務(wù)的提供(傳真、數(shù)據(jù)呼叫)；支持短消息業(yè)務(wù)(SMS)；生成并下傳計(jì)費(fèi)和帳單信息MSC產(chǎn)品諾基亞TransitMSCi是一個(gè)用于大型網(wǎng)絡(luò)的高容量移動(dòng)交換中心。歸屬位置寄存器HLRHLR（HomeLocationRegister）HLR是GSM系統(tǒng)的中心數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)HLR控制區(qū)內(nèi)所有用戶(hù)的相關(guān)數(shù)據(jù)用戶(hù)的參數(shù)（靜態(tài)數(shù)據(jù)）：每個(gè)用戶(hù)購(gòu)機(jī)入網(wǎng)時(shí)，就屬于某一個(gè)HLR控制區(qū)，其用戶(hù)識(shí)別號(hào)碼已存儲(chǔ)在HLR中。用戶(hù)的位置信息（動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)）：HLR控制區(qū)內(nèi)的各個(gè)MS位置的信息，即MS當(dāng)前停留在哪個(gè)MSC/VLR區(qū)。這一信息隨著MS的移動(dòng)而相應(yīng)改變。HLR可與MSC/VLR一一對(duì)應(yīng)，也可控制幾個(gè)MSC/VLR。訪(fǎng)問(wèn)位置寄存器VLRVLR（VisitorLocationRegister）VLR是存儲(chǔ)位置信息的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，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(dòng)用戶(hù)）的有關(guān)資料。當(dāng)某一個(gè)MS用戶(hù)漫游到新的MSC區(qū)，與該MSC連接的VLR就向其HLR請(qǐng)求該MS的有關(guān)數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)，同時(shí)并將此VLR號(hào)送至漫游用戶(hù)的HLR。一旦用戶(hù)離開(kāi)該VLR的控制區(qū)域，重新在另一個(gè)VLR登記，原VLR刪除臨時(shí)記錄該移動(dòng)用戶(hù)的信息。常與MSC合并。鑒權(quán)中心AUCAUC（AuthenticationCenter）—為系統(tǒng)提供客戶(hù)鑒權(quán)所需要的數(shù)據(jù)，用以保護(hù)通過(guò)空中接口的移動(dòng)客戶(hù)通信不受侵犯。專(zhuān)用于GSM系統(tǒng)的安全性管理。數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)：存儲(chǔ)每個(gè)用戶(hù)的密鑰，存儲(chǔ)鑒權(quán)算法向HLR提供鑒權(quán)參數(shù)組。常與HLR合并在一起。移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器EIREIR（EquipmentIdentityRegister）存貯移動(dòng)設(shè)備的國(guó)際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼（IMEI），完成對(duì)移動(dòng)設(shè)備的識(shí)別、監(jiān)視、閉鎖等功能，防止非法移動(dòng)臺(tái)的使用。白名單：包括可入網(wǎng)的合法移動(dòng)臺(tái)設(shè)備號(hào)（設(shè)別）。灰名單：包括有故障的、未經(jīng)認(rèn)證的移動(dòng)臺(tái)設(shè)備號(hào)（監(jiān)視）。黑名單：被禁用（如失竊）的移動(dòng)臺(tái)設(shè)備號(hào)（閉鎖）。HLRi產(chǎn)品合并的諾基亞歸屬位置寄存器（HLRi）、鑒權(quán)中心（AUC）和設(shè)備識(shí)別寄存器（EIR）諾基亞歸屬位置寄存器（HLRi）可適用于任何規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)，其容量處于市場(chǎng)領(lǐng)先水平，可以從12萬(wàn)用戶(hù)擴(kuò)展到120萬(wàn)用戶(hù)。操作支持子系統(tǒng)OSSOSS（OperationSupportSystem）移動(dòng)用戶(hù)管理用戶(hù)數(shù)據(jù)管理：對(duì)HLR和SIM卡的數(shù)據(jù)管理。計(jì)費(fèi)管理。移動(dòng)設(shè)備管理：通過(guò)EIR實(shí)現(xiàn)，且EIR的數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理中心更新。網(wǎng)絡(luò)操作與控制：通過(guò)OMC實(shí)現(xiàn)對(duì)NSS和BSS的管理（故障管理、配置管理、性能管理等）。操作與維護(hù)中心OMCOMC（OperationandMaintenanceCenter）用于對(duì)GSM系統(tǒng)的集中操作與維護(hù)，允許遠(yuǎn)程集中操作維護(hù)管理。對(duì)基站子系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)分別進(jìn)行操作和維護(hù)。故障管理：故障告警、啟動(dòng)測(cè)試等。配置管理：軟硬件的配置與參數(shù)修改。性能管理：性能的監(jiān)視與分析。如話(huà)務(wù)統(tǒng)計(jì)。GSM系統(tǒng)的信道物理信道邏輯信道物理信道與邏輯信道的配置突發(fā)脈沖幀偏離、定時(shí)提前量與半速率信道物理信道GSM系統(tǒng)多址接入技術(shù)采用頻分多址接入（FDMA）和時(shí)分多址接入（TDMA）混合技術(shù)FDMA是說(shuō)在規(guī)定頻率范圍內(nèi)分配n個(gè)載頻TDMA是說(shuō)在每個(gè)載頻上按時(shí)間分為8個(gè)時(shí)間段，每個(gè)時(shí)隙段稱(chēng)為一個(gè)時(shí)隙（slot），一個(gè)載頻上連續(xù)的8個(gè)時(shí)隙組成一個(gè)幀(Frame)物理信道是指TDMA中的時(shí)隙即GSM的一個(gè)載頻上可提供8個(gè)物理信道我國(guó)GSM技術(shù)體制對(duì)頻率配置的規(guī)定

工作頻段頻道間隔雙工收發(fā)間隔頻道配置頻率復(fù)用方式干擾保護(hù)比保護(hù)頻帶時(shí)隙0時(shí)隙1時(shí)隙2時(shí)隙3時(shí)隙4時(shí)隙5時(shí)隙6時(shí)隙7圖6－6時(shí)分多址接入原理示意圖工作頻段注：國(guó)家無(wú)委分配的900MHz頻段包括原來(lái)分配的TACS頻段和新分配的ETACS頻段GSM網(wǎng)絡(luò)總的可用頻帶為100MHz中國(guó)電信擴(kuò)展頻段方式充分利用900MHz的頻率資源，可視不同需要向下擴(kuò)展900MHz頻段，相應(yīng)地向ETACS頻段壓縮模擬公用移動(dòng)電話(huà)網(wǎng)的頻段在900MHz頻率無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)容量需求時(shí)，可啟用1800MHz頻段考慮遠(yuǎn)期需要，向頻率管理單位申請(qǐng)新的1800MHz頻率分類(lèi)頻段移動(dòng)臺(tái)發(fā)、基站收基站發(fā)、移動(dòng)臺(tái)收GSM900/1800頻段900MHz頻段890-915MHz935-960MHz1800MHz頻段1710-1785MHz1805-1880MHz國(guó)家無(wú)委分配給900MHz頻段（注）886-909MHz931-954MHz中國(guó)電信的頻段1800MHz頻段1710-1720MHz1805-1815MHz頻道間隔&雙工收發(fā)間隔&頻道配置900MHz頻段1800MHz頻段頻道間隔相鄰頻道間隔為200KHz每個(gè)頻道采用時(shí)分多址接入(TDMA)方式分為8個(gè)時(shí)隙，即8個(gè)信道雙工收發(fā)間隔95MHz95MHz等間隔頻道配置頻道序號(hào)1～124512～885頻道數(shù)124374頻道序號(hào)和頻道標(biāo)稱(chēng)中心頻率的關(guān)系上行

下行其中，上行下行其中，頻率復(fù)用方式

在建網(wǎng)初期及鄰省之間協(xié)調(diào)時(shí)應(yīng)使用4×3的復(fù)用方式即N=4，采用定向天線(xiàn)，每基站用3個(gè)120°或60°方向性天線(xiàn)構(gòu)成3個(gè)扇形小區(qū)，如圖

6－7所示業(yè)務(wù)量較大的地區(qū)可采用其它的復(fù)用方式如3×3，2×6，1×3復(fù)用方式若采用全向天線(xiàn)應(yīng)采用N=7的復(fù)用方式其頻率可從4×3復(fù)用方式的12組中任選7組，頻道不夠用的小區(qū)可從剩余頻率組中借用頻道，但相鄰頻率組盡量不在相鄰小區(qū)使用，如圖6－8所示在話(huà)務(wù)密度高的地區(qū)，應(yīng)適當(dāng)采用新技術(shù)提高頻譜利用率如同心圓小區(qū)覆蓋技術(shù)；智能雙層網(wǎng)技術(shù)；微蜂窩技術(shù)等等在微蜂窩的頻率配置時(shí)，可根據(jù)需要保留出一些專(zhuān)用頻率261026102610261037113711371137111591591591594812481248124812圖6－74×3復(fù)用模式圖6－87組復(fù)用模式7977991111111555333888干擾保護(hù)比與保護(hù)頻帶

干擾保護(hù)比保護(hù)頻帶原則確保數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)能滿(mǎn)足干擾保護(hù)比要求。當(dāng)某地GSM900系統(tǒng)與模擬蜂窩移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)共存時(shí)，兩系統(tǒng)之間(頻道中心頻率之間)應(yīng)有約400KHz的保護(hù)帶寬。當(dāng)某地GSM1800系統(tǒng)與其它無(wú)線(xiàn)電系統(tǒng)的頻率相鄰時(shí)，應(yīng)考慮系統(tǒng)間的相互干擾情況，留出足夠的保護(hù)頻帶。干擾參考載干比同道干擾C/Ic9dB200kHz鄰道干擾C/Ia1－9dB400kHz鄰道干擾C/Ia2－41dB600kHz鄰道干擾C/Ia3－49dB邏輯信道

概念

邏輯信道是指在物理信道所傳輸?shù)膬?nèi)容，即依據(jù)移動(dòng)網(wǎng)通信的需要，為所傳送的各種控制信令和語(yǔ)音或數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在TDMA的8個(gè)時(shí)隙分配的控制邏輯信道或語(yǔ)音、數(shù)據(jù)邏輯信道形式GSM數(shù)字系統(tǒng)在物理信道上傳輸?shù)男畔⑹谴蠹s由100多個(gè)調(diào)制比特組成的脈沖串，稱(chēng)為突發(fā)脈沖序列

（Burst）以不同的“Burst”信息格式來(lái)攜帶不同的邏輯信道分類(lèi)專(zhuān)用信道用于傳送用戶(hù)語(yǔ)音或數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)信道，另外還包括一些用于控制的專(zhuān)用控制信道公共信道用于傳送基站向移動(dòng)臺(tái)廣播消息的廣播控制信道和用于傳送

MSC與MS間建立連接所需的雙向信號(hào)的公共控制信道GSM的各種邏輯信道示意圖

圖6－9GSM定義的各種邏輯信道示意圖邏輯信道公共信道專(zhuān)用信道廣播信道公共控制信道頻率校正信道同步信道專(zhuān)業(yè)控制信道業(yè)務(wù)信道廣播控制信道尋呼信道隨機(jī)接入信道接入允許信道獨(dú)立專(zhuān)用控制信道快速隨路信道慢速隨路信道全速率信道增強(qiáng)型全速率信道半速率信道廣播信道（BCH）是從基站到移動(dòng)臺(tái)的單向信道公共控制信道（CCCH）是基站與移動(dòng)臺(tái)間的一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的雙向信道公共信道組成功能頻率校正信道（FCCH）傳送頻率校正信息同步信道（SCH）傳送幀同步（TDMA幀號(hào)）信息和BTS識(shí)別碼（BSIC）信息廣播控制信道（BCCH）向每個(gè)BTS廣播通用的信息組成功能上/下行信道尋呼信道（PCH）廣播基站尋呼移動(dòng)臺(tái)的尋呼消息下行信道隨機(jī)接入信道（RACH）MS隨機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)用此信道向基站發(fā)送信息并申請(qǐng)指配一獨(dú)立專(zhuān)用控制信道SDCCH上行信道允許接入信道（AGCH）基站向隨機(jī)接入成功的移動(dòng)臺(tái)發(fā)送指配了的獨(dú)立專(zhuān)用控制信道SDCCH下行信道專(zhuān)用信道專(zhuān)用控制信道（DCCH）是基站與移動(dòng)臺(tái)間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的雙向信道業(yè)務(wù)信道（TCH）是用于傳送用戶(hù)的話(huà)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的信道分類(lèi)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全速率信道（13kbit/s）和半速率信道（6.5kbit/s）注：增強(qiáng)全速率業(yè)務(wù)信道是指，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(huà)質(zhì)組成功能獨(dú)立專(zhuān)用控制信道（SDCCH）

傳送基站和移動(dòng)臺(tái)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(dòng)臺(tái)傳送功率控制信息、幀調(diào)整信息基站接收移動(dòng)臺(tái)發(fā)來(lái)的移動(dòng)臺(tái)接收信號(hào)強(qiáng)度報(bào)告和鏈路質(zhì)量報(bào)告與獨(dú)立專(zhuān)用控制信道（SDCCH）或者業(yè)務(wù)信道公用在一個(gè)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(dòng)臺(tái)間的越區(qū)切換的信令消息物理信道與邏輯信道的配置邏輯信道與物理信道的映射

GSM的時(shí)隙幀結(jié)構(gòu)邏輯信道與物理信道的映射問(wèn)題GSM系統(tǒng)的邏輯信道數(shù)超過(guò)了一個(gè)載頻所提供的8個(gè)物理信道通信的根本任務(wù)是利用業(yè)務(wù)信道傳送語(yǔ)音或數(shù)據(jù)，而按照一對(duì)一的信道配置方法，在一個(gè)載頻上已經(jīng)沒(méi)有業(yè)務(wù)信道的時(shí)隙了解決方法將邏輯控制信道復(fù)用，即在一個(gè)或兩個(gè)物理信道上復(fù)用邏輯控制信道映射對(duì)應(yīng)關(guān)系映射對(duì)應(yīng)關(guān)系一個(gè)基站有N個(gè)載頻，每個(gè)載頻有8個(gè)時(shí)隙，定義載頻數(shù)為f0、f1、f2、…、fn-1，時(shí)隙數(shù)為T(mén)S0、TS1、…、TS7。f0的TS0時(shí)隙f0的TS1時(shí)隙f0的TS2~TS7時(shí)隙其它時(shí)隙供邏輯控制信道使用供業(yè)務(wù)信道使用f0的TS0時(shí)隙f0的TS0時(shí)隙用于映射廣播信道（BCH）和公共控制信道（CCCH），即BCCH、FCCH、SCH、PCH、AGCH、RACHBCHCCCH下行鏈路（BCCH、FCCH、SCH、PCH、AGCH）上行鏈路（RACH）下行鏈路f0的TS0時(shí)隙F（FCCH）：移動(dòng)臺(tái)據(jù)此校正同步頻率S（SCH）：移動(dòng)臺(tái)據(jù)此讀TDMA幀號(hào)和基站識(shí)別碼（BSIC）B（BCCH）：移動(dòng)臺(tái)據(jù)此讀有關(guān)小區(qū)的通用信息I（IDEL）：空閑幀，不含任何信息，僅作為復(fù)幀的結(jié)束標(biāo)志C（CCCH）：移動(dòng)臺(tái)依此接受尋呼和接入廣播信道（BCH）和公共控制信道（CCCH）共占用51個(gè)TS0時(shí)隙，但從時(shí)間上講長(zhǎng)度為51個(gè)TDMA幀

以每出現(xiàn)一個(gè)空閑幀作為復(fù)幀結(jié)束，在空閑幀之后，再?gòu)腇、S開(kāi)始進(jìn)行新的復(fù)幀，即時(shí)分復(fù)用構(gòu)成TDMA的復(fù)幀結(jié)構(gòu)在沒(méi)有尋呼或呼叫接入時(shí)，基站也總在f0上發(fā)射。這使移動(dòng)臺(tái)能夠測(cè)試基站的信號(hào)強(qiáng)度以決定使用哪個(gè)小區(qū)更為合適圖6-10BCCH與CCCH在TS0上的復(fù)用TDMA幀上行鏈路f0的TS0時(shí)隙只含有隨機(jī)接入信道（RACH），用于移動(dòng)臺(tái)的接入下圖為51個(gè)連續(xù)的TDMA幀的TS0

圖6-11TS0上RACH的復(fù)用f0的TS1時(shí)隙用來(lái)映射專(zhuān)用控制信道，重復(fù)周期為102個(gè)TS獨(dú)立專(zhuān)用控制信道（SDCCH）的DX（D0、D1、…、D7）只用于移動(dòng)臺(tái)建立呼叫的開(kāi)始時(shí)使用，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)轉(zhuǎn)移到業(yè)務(wù)信道TCH上，DX就用于其它的移動(dòng)臺(tái)。慢速隨路信道（SACCH）的AX（A0、A1、…、D7）主要用于傳送不緊要的控制信息，如無(wú)線(xiàn)測(cè)量數(shù)據(jù)等上下行鏈路有相同結(jié)構(gòu)，只是在時(shí)間上有一個(gè)偏移，即意味著對(duì)于一個(gè)移動(dòng)臺(tái)同時(shí)可雙向接續(xù)圖6-13SDCCH與SACCH在TS1上的復(fù)用（上行）

圖6-12SDCCH與SACCH在TS1上的復(fù)用（下行）

f0的TS2~TS7時(shí)隙用來(lái)映射業(yè)務(wù)信道，重復(fù)周期為26個(gè)TS以TS2時(shí)隙為例上下行鏈路的TCH結(jié)構(gòu)完全一樣，只是有3個(gè)TS的偏移，表明移動(dòng)臺(tái)的收發(fā)不必同時(shí)進(jìn)行T（TCH業(yè)務(wù)信道）：用于傳送語(yǔ)音或數(shù)據(jù)A（SACCH慢速隨路信道）：用于傳送控制命令，如命令改變輸出功率等I（IDEL）：空閑幀，它不含任何信息，用于配合測(cè)量圖6－14下行TCH的復(fù)用

圖6-15TCH上下行偏移

映射關(guān)系小結(jié)在載頻f0上：TS0：邏輯控制信道，重復(fù)周期為51個(gè)TSTS1：邏輯控制信道，重復(fù)周期為102個(gè)TSTS2~TS7：邏輯業(yè)務(wù)信道，重復(fù)周期為26個(gè)TS其它f1～fN個(gè)載頻的TS0~TS7時(shí)隙全部是業(yè)務(wù)信道GSM的時(shí)隙幀結(jié)構(gòu)五個(gè)層次：時(shí)隙、TDMA幀、復(fù)幀、超幀和超高幀時(shí)隙是物理信道的基本單元TDMA幀由8個(gè)時(shí)隙組成，是占據(jù)載頻帶寬的基本單元，即每個(gè)載頻有8個(gè)時(shí)隙。復(fù)幀有兩種類(lèi)型由26個(gè)TDMA幀組成的復(fù)幀。用于TCH、SACCH和FACCH由51個(gè)TDMA幀組成的復(fù)幀。用于BCCH和CCCH超幀是由51個(gè)由26幀的復(fù)幀或26個(gè)由51幀的復(fù)幀構(gòu)成超高幀等于2048個(gè)超幀注：超高幀的周期與加密和跳頻有關(guān)。每經(jīng)過(guò)一個(gè)超高幀周期，循環(huán)長(zhǎng)度為2715648，相當(dāng)于3

小時(shí)28分53秒760毫秒，系統(tǒng)將重新啟動(dòng)密碼和跳頻算法GSM系統(tǒng)分級(jí)幀結(jié)構(gòu)的示意圖超高幀超幀復(fù)幀復(fù)幀TDMA幀時(shí)隙圖6－16分級(jí)的幀結(jié)構(gòu)

突發(fā)脈沖突發(fā)脈沖是以不同的信息格式攜帶不同邏輯信道，在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)傳輸?shù)?，?00多個(gè)調(diào)制比特組成的脈沖序列?？煽闯墒沁壿嬓诺涝谖锢硇诺纻鬏?shù)妮d體。分類(lèi)結(jié)構(gòu)類(lèi)型邏輯信道攜帶信息普通突發(fā)脈沖TCH及除RACHA、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(jī)接入信道（RACH）隨機(jī)接入信息空閑突發(fā)脈沖控制信道無(wú)突發(fā)脈沖的結(jié)構(gòu)1普通突發(fā)脈沖（NB：NormalBurst）57個(gè)加密比特：加密語(yǔ)音、數(shù)據(jù)或控制信息借用標(biāo)志F：表明借用一半業(yè)務(wù)信道資源給FACCH訓(xùn)練序列：一串已知比特，供信道均衡用尾位TB：總是000，是突發(fā)脈沖開(kāi)始與結(jié)尾的標(biāo)志保護(hù)時(shí)間GP：防止由于定時(shí)誤差而造成突發(fā)脈沖間的重疊頻率校正突發(fā)脈沖（FB：FrequencyCorrectionBurst）142個(gè)固定比特：全0，固定的的頻率校正信息TB3加密比特57F1訓(xùn)練序列26F1加密比特57TB3GP8.250.577ms156.25bit圖6－17普通突發(fā)脈沖序列TB3固定比特142TB3GP8.250.577ms156.25bit圖6－18頻率校正突發(fā)脈沖序列

突發(fā)脈沖的結(jié)構(gòu)2同步突發(fā)脈沖（SB：SynchronizationBurst）39個(gè)加密比特：

TDMA幀號(hào)（TN）以及基站識(shí)別碼（BSIC）信息長(zhǎng)同步序列：易被檢測(cè)接入突發(fā)脈沖（AB：AccessBurst）長(zhǎng)保護(hù)時(shí)間GP：適應(yīng)移動(dòng)臺(tái)首次接入或切換到新基站時(shí)不知時(shí)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?fù)Q成固定比特當(dāng)無(wú)用戶(hù)信息傳輸時(shí)，用空閑突發(fā)脈沖替代普通突發(fā)脈沖在TDMA時(shí)隙中傳送TB3加密比特39同步序列64加密比特39TB3GP8.250.577ms156.25bitTB3加密比特39同步序列64加密比特39TB3GP68.25圖6－19同步突發(fā)脈沖序列

圖6－20接入突發(fā)脈沖序列

TB3固定比特57F1訓(xùn)練序列26F1固定比特57TB3GP8.25突發(fā)（0.546ms）圖6－21空閑突發(fā)脈沖

幀偏離與定時(shí)提前量幀偏離定時(shí)提前量概念前向信道的TDMA幀定時(shí)與反向信道的TDMA幀定時(shí)的固定偏差基站指示移動(dòng)臺(tái)以一定的提前量發(fā)送突發(fā)脈沖長(zhǎng)度3個(gè)時(shí)隙視具體情況而定目的避免移動(dòng)臺(tái)同一時(shí)隙收發(fā)的必要性，從而保證收發(fā)的時(shí)隙號(hào)不變克服由突發(fā)脈沖的傳輸延時(shí)所帶來(lái)的定時(shí)的不確定圖6－22幀偏離與定時(shí)提前量示意圖

語(yǔ)音數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)點(diǎn)使系統(tǒng)容量增加一倍

半速率信道業(yè)務(wù)信道種類(lèi)語(yǔ)音數(shù)據(jù)傳輸速率全速率信道13kbit/s半速率信道6.5kbit/s圖6－23全速率信道和半速率信道

GSM的無(wú)線(xiàn)數(shù)字傳輸GSM系統(tǒng)無(wú)線(xiàn)信道的衰落特性GSM系統(tǒng)中的抗衰落技術(shù)GSM系統(tǒng)中的語(yǔ)音編碼技術(shù)GSM系統(tǒng)中的語(yǔ)音處理的一般過(guò)程GSM系統(tǒng)無(wú)線(xiàn)信道的

衰落特性陰影衰落多徑衰落時(shí)延擴(kuò)展多徑衰落通信系統(tǒng)的好壞由輸出的誤碼率來(lái)判斷，但多徑效應(yīng)卻會(huì)引起很高的誤碼率，使通信無(wú)法正常進(jìn)行多徑傳輸帶來(lái)了額外的路徑損耗多徑衰落會(huì)導(dǎo)致數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)耐话l(fā)性錯(cuò)誤多徑延時(shí)擴(kuò)展將導(dǎo)致數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)拇a間干擾圖6－24多徑傳播環(huán)境圖6－25多徑傳播造成的符號(hào)間干擾及信號(hào)衰落陰影衰落（慢衰落）概念陰影衰落是由于傳播環(huán)境中的地形起伏、建筑物及其它障礙物對(duì)電波遮蔽所引起的衰落表達(dá)式電波傳播距離的m次冪和表示陰影損耗的正態(tài)對(duì)數(shù)分量的乘積時(shí)延擴(kuò)展研究無(wú)線(xiàn)電波的多徑傳播的角度研究接收信號(hào)的包絡(luò)變化反映的多徑衰落特性研究數(shù)字脈沖信號(hào)經(jīng)過(guò)多徑傳播的時(shí)延特性——時(shí)延擴(kuò)展影響引起碼間串?dāng)_GSM系統(tǒng)中的

抗衰落技術(shù)信道編碼與交織編碼Viterbi均衡與天線(xiàn)分集跳頻技術(shù)話(huà)音激活與功率控制信道編碼目的改善傳輸質(zhì)量，克服各種干擾因素對(duì)信號(hào)產(chǎn)生的不良影響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(guò)某種約定從原始數(shù)據(jù)中經(jīng)計(jì)算產(chǎn)生）一起發(fā)送解碼：接收端利用冗余信息檢錯(cuò)并盡可能地糾錯(cuò)。如果收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)同樣的計(jì)算得到的冗余與收到的不一致時(shí)，可確定傳輸有誤編碼方式大多數(shù)情況下，最終的冗余碼是多種編碼的混合結(jié)果塊卷積碼：主要用于糾錯(cuò)。解碼器宜采用最大似然估計(jì)方法糾錯(cuò)循環(huán)碼：主要用于檢測(cè)和糾正成組出現(xiàn)的誤碼。通常與塊卷積碼混合使用，用于捕捉和糾正遺漏的組誤差。奇偶碼：一種普遍使用的，最簡(jiǎn)單的檢測(cè)誤碼的方法交織編碼目的針對(duì)多徑衰落導(dǎo)致的突發(fā)性錯(cuò)誤把一個(gè)較長(zhǎng)的突發(fā)誤碼離散成隨機(jī)誤碼，再用糾正隨機(jī)誤碼的編碼技術(shù)消除隨機(jī)誤碼。原理

按行輸入，按列輸出。把碼字順序相關(guān)的比特流非相化。方法將912bit字符交織后分散到8個(gè)TDMA幀的時(shí)隙中來(lái)傳輸交織編碼方法輸入碼流是20ms的幀，每幀含456bit。每?jī)蓭?0ms）共912bit，按每行8位寫(xiě)入，共寫(xiě)入114行輸出按列輸出，每次讀出114bit，恰好對(duì)應(yīng)GSM的一個(gè)TDMA時(shí)隙過(guò)程：在40ms共912bit間進(jìn)行將輸入碼流長(zhǎng)為20ms幀中的456bit分成8段，每段含57bit當(dāng)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交織圖6－26交織編碼矩陣圖6－27交織過(guò)程Viterbi均衡均衡的目的解決符號(hào)間干擾問(wèn)題，適合于信號(hào)不可分離多徑的條件下，且時(shí)延擴(kuò)展遠(yuǎn)大于符號(hào)寬度的情況。均衡的分類(lèi)頻域均衡：使包括均衡器在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)的總傳輸函數(shù)滿(mǎn)足無(wú)失真?zhèn)鬏數(shù)臈l件時(shí)域均衡：使包括均衡器在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)的沖激響應(yīng)滿(mǎn)足無(wú)碼間串?dāng)_的條件

（數(shù)字通信中常用）均衡算法的限制所用算法必須能夠處理在16μs之內(nèi)收到的兩個(gè)等功率的多經(jīng)信號(hào)。因此在GSM系統(tǒng)中多采用Viterbi均衡算法天線(xiàn)分集實(shí)現(xiàn)方法之一：使用兩個(gè)接收信道，它們受到的衰落影響是不相關(guān)的（即兩者在某一時(shí)刻同時(shí)經(jīng)受某一深衰落點(diǎn)影響的可能性很?。Ｒ虼水?dāng)合成來(lái)自?xún)筛短炀€(xiàn)的信號(hào)時(shí)，衰落程度能被減小。圖6－28天線(xiàn)分集接收示意圖

跳頻技術(shù)跳頻就是有規(guī)則地改變一個(gè)信道的頻隙（載頻頻帶）分類(lèi)快跳頻慢跳頻GSM的無(wú)線(xiàn)接口上采用主要原因頻率分集干擾分集

相關(guān)規(guī)定抗干擾性與跳頻的頻率集的大小關(guān)系密切，通常要求跳頻頻率集很大在蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)中，考慮到頻率資源和系統(tǒng)容量，每組頻率的數(shù)目最少應(yīng)大于4個(gè)限制公共信道（廣播控制信道（BCCH））必須使用固定頻率，所以把公共信道選在不參加跳頻的頻隙上（NT0）。頻率分集目的抗拒移動(dòng)通信系統(tǒng)中瑞利衰落的影響原理同一信號(hào)在不同頻隙上有不同的瑞利衰落的影響頻率相差越大這種干擾的相關(guān)性越小因此由頻率分集分散到不同頻隙上的突發(fā)脈沖不會(huì)受到同一瑞利衰落的影響，從而改善了傳輸質(zhì)量。適用條件當(dāng)MS高速移動(dòng)時(shí)，其它衰落影響較大，GSM所采用的慢跳頻技術(shù)就無(wú)能為力了MS靜止或慢速移動(dòng)時(shí)，慢跳頻技術(shù)可以使傳輸質(zhì)量提高大約6.5dB干擾分集干擾分集源于碼分多址（CDMA）的應(yīng)用在高業(yè)務(wù)量區(qū)域，系統(tǒng)所能提供的容量受載干比（C/I）限制。在允許干擾總合下，可存在的干擾源越多，系統(tǒng)容量越大，這就是干擾分集的目的。在GSM系統(tǒng)中，有時(shí)為了提高頻譜的利用率，不同小區(qū)中可以包含相同頻率。通常當(dāng)干擾總合小于C/I=7dB時(shí)，呼叫將受?chē)?yán)重干擾：如果沒(méi)有跳頻，只有分配在?1或?2上的用戶(hù)可以得到正確接收。然而有了跳頻，就可以在所有情況下保證質(zhì)量。A小區(qū)受干擾情況f1f2f3f4移動(dòng)臺(tái)→基站干擾電平(無(wú)跳頻)0.1(C/I=10dB)0.14(C/I=8.5dB)0.25(C/I=6dB)0.28(C/I=5.5dB)移動(dòng)臺(tái)→基站平均干擾電平(有跳頻)0.19(C/I=7.2dB)移動(dòng)臺(tái)→移動(dòng)臺(tái)干擾電平(無(wú)跳頻)0.10(C/I=10dB)0.14(C/I=5.5dB)移動(dòng)臺(tái)→基站平均干擾電平(有跳頻)0.19(C/I=7.2dB)圖6－29GSM蜂房結(jié)構(gòu)與調(diào)頻組網(wǎng)

話(huà)音激活與功率控制有效地減少同信道干擾話(huà)音激活功率控制話(huà)音激活話(huà)音激活控制就是采用非連續(xù)發(fā)射。元件功能發(fā)端話(huà)音激活檢測(cè)器檢測(cè)是否有話(huà)音或僅僅是噪音發(fā)射機(jī)舒適噪音發(fā)生器產(chǎn)生并發(fā)送與發(fā)射機(jī)背景噪音相似的信號(hào)參數(shù)收端接收機(jī)舒適噪音發(fā)生器產(chǎn)生與發(fā)射機(jī)背景噪音相似的背景噪音信號(hào)，使收聽(tīng)者覺(jué)察不到話(huà)音激活控制開(kāi)關(guān)的動(dòng)作話(huà)音幀代換器用前面未受干擾的話(huà)音幀取代受干擾的話(huà)音幀，從而保證接收的話(huà)音質(zhì)量圖6－31非連續(xù)發(fā)射（DTX）框圖圖6－32話(huà)音激活監(jiān)測(cè)器（VAD）框圖功率控制目的在保證通信服務(wù)質(zhì)量的條件下，使發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率為最小，從而降低系統(tǒng)內(nèi)的同信道干擾的平均電平。規(guī)定支持基站和移動(dòng)臺(tái)各自獨(dú)立地進(jìn)行發(fā)射功率控制規(guī)定總的控制范圍是30dB，每步調(diào)節(jié)范圍是20dB，從20mW到20W之間的16個(gè)功率電平，每步精度為±3dB，最大功率電平的精度為±1.5dB。過(guò)程移動(dòng)臺(tái)測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度和信號(hào)質(zhì)量，并定期向基站報(bào)告，基站按預(yù)置的門(mén)限參數(shù)與之相比較，然后確定發(fā)射功率的增減量。同理，移動(dòng)臺(tái)按預(yù)置的門(mén)限參數(shù)與之相比較，然后確定發(fā)射功率的增減量。在實(shí)際應(yīng)用中，主要是對(duì)移動(dòng)臺(tái)（而非基站）的發(fā)射功率進(jìn)行控制：以滿(mǎn)足覆蓋區(qū)內(nèi)移動(dòng)用戶(hù)能正常接收為準(zhǔn)GSM系統(tǒng)中的

語(yǔ)音編碼技術(shù)

語(yǔ)音方案

13kbit/sRPE-LTP碼（規(guī)則脈沖激勵(lì)長(zhǎng)期預(yù)測(cè)）目的在保證語(yǔ)音或數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的條件下，提高系統(tǒng)的無(wú)線(xiàn)資源利用率，增加系統(tǒng)的容量過(guò)程把語(yǔ)音分成20ms為單位的段，每個(gè)段編成260bit的數(shù)據(jù)塊，然后對(duì)每個(gè)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(guò)一個(gè)預(yù)先設(shè)計(jì)好的去加重網(wǎng)絡(luò)加以復(fù)原，恢復(fù)語(yǔ)音信號(hào)GSM系統(tǒng)中的

語(yǔ)音處理的一般過(guò)程

圖6－33GSM中語(yǔ)音處理的一般過(guò)程GSM的信令協(xié)議構(gòu)成七號(hào)信令的主體GSM的專(zhuān)用協(xié)議主要信令MAPBSSAP（BSS應(yīng)用部分）數(shù)據(jù)通道鏈路接入?yún)f(xié)議LAPDLAPDm協(xié)議（專(zhuān)用于空中接口）GSM的無(wú)線(xiàn)信令接口協(xié)議三層協(xié)議的概念三層協(xié)議GSM的地面信令接口協(xié)議圖6－34

GSM網(wǎng)絡(luò)中各部分的信令GSM無(wú)線(xiàn)信令接口

三層協(xié)議的概念GSM的無(wú)線(xiàn)信令接口協(xié)議

GSM的Um接口上信令及其傳輸所應(yīng)遵守的規(guī)定結(jié)構(gòu)層間作用GSM無(wú)線(xiàn)信令的

接口協(xié)議結(jié)構(gòu)OSI模型建議的分層協(xié)議結(jié)構(gòu)三個(gè)層次內(nèi)容功能物理層各類(lèi)信道為高層信息傳送提供基本的無(wú)線(xiàn)信道數(shù)據(jù)鏈路層各種數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行控制第三層無(wú)線(xiàn)資源管理（RM）各類(lèi)消息和程序?qū)I(yè)務(wù)進(jìn)行控制移動(dòng)性管理（MM）呼叫管理低高OSI分層結(jié)構(gòu)的層間作用實(shí)體單元

OSI分層分層結(jié)構(gòu)中的每層都存在實(shí)體單元對(duì)等層在不同系統(tǒng)中為了實(shí)現(xiàn)共同目標(biāo)而必須交換信息的同一層實(shí)體順序低層向高層提供服務(wù)語(yǔ)言原語(yǔ)接口業(yè)務(wù)接入點(diǎn)（SAP）原語(yǔ)表示相鄰層之間信息與控制的邏輯交換類(lèi)型意義“請(qǐng)求”高層向相鄰低層請(qǐng)求一種業(yè)務(wù)“指示”提供某種業(yè)務(wù)的層次通知其相鄰高層與“請(qǐng)求”類(lèi)原語(yǔ)有關(guān)的活動(dòng)“響應(yīng)”某層確認(rèn)收到某個(gè)低層的“指示”類(lèi)原語(yǔ)“證實(shí)”提供“請(qǐng)求”業(yè)務(wù)的層為證實(shí)操作活動(dòng)已經(jīng)完成圖6－35對(duì)等層通信的原語(yǔ)業(yè)務(wù)接入點(diǎn)（SAP）功能對(duì)提供業(yè)務(wù)的實(shí)體的控制數(shù)據(jù)傳送物理層SAP功能有關(guān)信道的建立和釋放命令比特傳輸控制層第三層中的無(wú)線(xiàn)資源管理子層位置每種控制邏輯信道的物理層和數(shù)據(jù)層之間圖6－36物理層SAP

GSM無(wú)線(xiàn)信令接口的

三層協(xié)議

物理層數(shù)據(jù)鏈路層第三層GSM無(wú)線(xiàn)信令接口的

物理層為上層提供不同的邏輯信道每個(gè)邏輯信道都有自己的業(yè)務(wù)接入點(diǎn)SAP各種邏輯信道是復(fù)用在TDMA物理信道的TS0或TS1時(shí)隙上的移動(dòng)臺(tái)采用時(shí)分多址方式，可以在空閑時(shí)監(jiān)測(cè)周?chē)h(huán)境，把監(jiān)測(cè)結(jié)果定時(shí)地傳送給基站，以確定是否進(jìn)行切換GSM無(wú)線(xiàn)信令接口的

數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議移動(dòng)D信道鏈路接入?yún)f(xié)議LAPDm

LAPDm信令幀與LAPD信令幀的比較幀結(jié)構(gòu)幀的類(lèi)型和作用作用為移動(dòng)臺(tái)和基站之間提供可靠的無(wú)線(xiàn)鏈路主要信令協(xié)議信令層兩連接的建立和釋放；根據(jù)不同的業(yè)務(wù)接入點(diǎn)(SAP)說(shuō)明連接的復(fù)用和去復(fù)用；業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)單元到協(xié)議數(shù)據(jù)單元的映射。用途在L3實(shí)體之間通過(guò)Dm通路經(jīng)空中接口Um傳遞信息支持多個(gè)第三層實(shí)體；多個(gè)物理實(shí)體；BCCH信令；PCH信令；AGCH信令；DCCH信令。LapD和LapDm的幀結(jié)構(gòu)LAPDm幀中不含有幀校驗(yàn)（FSC）標(biāo)志，地址和控制段也比較短圖6－37LapD和LapDm的幀結(jié)構(gòu)

圖6－37LapD和LapDm的幀結(jié)構(gòu)

圖6－37LapD和LapDm的幀結(jié)構(gòu)

圖6－37LapD和LapDm的幀結(jié)構(gòu)

圖6－37LapD和LapDm的幀結(jié)構(gòu)

圖6－37LapD和LapDm的幀結(jié)構(gòu)

LAPDm與LAPD幀的

類(lèi)型和作用

幀名意義任務(wù)SABM建立異步平衡模式建立證實(shí)模式時(shí)的第一個(gè)幀DISC拆線(xiàn)釋放證實(shí)模式時(shí)的第一個(gè)幀UA無(wú)序號(hào)證實(shí)對(duì)上述兩種幀的證實(shí)DM非連接模式指示非連接模式的信息幀UI無(wú)信號(hào)信息非證實(shí)模式下的信息幀I信息證實(shí)模式下的信息幀RR接收器準(zhǔn)備好流量控制,也可以用于證實(shí)RNR接收器未準(zhǔn)備好流量控制REJ拒絕否定證實(shí)FRMR幀拒絕錯(cuò)誤返回報(bào)告GSM無(wú)線(xiàn)信令接口的

第三層功能專(zhuān)用無(wú)限信道連接的建立、操作和釋放（無(wú)線(xiàn)資源管理RM）位置更新、鑒權(quán)和TMSI的再分配（移動(dòng)性管理MM）電路交換呼叫的建立、維持和結(jié)束（呼叫控制CC）補(bǔ)充業(yè)務(wù)支持（SS）短消息業(yè)務(wù)支持（SMS）各個(gè)子層的功能和作用各子層的功能和作用子層作用功能無(wú)線(xiàn)資源管理RM呼叫期間移動(dòng)臺(tái)與MSC間連接的建立和釋放；越區(qū)或漫游期間的信道切換；動(dòng)態(tài)地共享有限的無(wú)線(xiàn)資源。呼叫建立的信道配置；加密和非連續(xù)傳輸模式管理；信道切換操作；功率控制和定時(shí)提前等。移動(dòng)性管理MM支持用戶(hù)的移動(dòng)性，如：跟蹤漫游移動(dòng)臺(tái)的位置；登記位置信息；處理用戶(hù)通信過(guò)程中連接的切換。在MS和MSC間建立、保持及釋放一個(gè)MM連接；由移動(dòng)臺(tái)啟動(dòng)的位置更新；保密識(shí)別和用戶(hù)鑒權(quán)。連接管理CM呼叫控制CC支持以交換信息為目的的通信移動(dòng)臺(tái)主呼（或被呼）的呼叫建立（或拆除）電路交換連接補(bǔ)充業(yè)務(wù)SS支持呼叫的管理功能短消息業(yè)務(wù)SMS提供快速分組消息的傳輸GSM的地面信令接口協(xié)議通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用NO.7信令系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口X.25OMC到BSC間2M鏈路的數(shù)據(jù)通信G7322048Mb/sPCM鏈路PSTN到MSC、MSC到MSC、MSC到BSC、BSC到BTS、MSC到ITW(InterworkingFunction)之間LAPDAbis接口BSSAGDMSCEIRHLR/AUCVLRVLRSMCMSUmBCEFPSTNISDNPLMNPSPDNSSSAbiBTSBSCOMCMSC注網(wǎng)絡(luò)單元間的接口協(xié)議接口協(xié)議MSC與公共電話(huà)網(wǎng)（PSTN）TUP、MTPMSC與分組交換公共數(shù)據(jù)網(wǎng)ISUP、MTPMSC與VLR、HLR、EIRMAP、TCAP、SCCPMSC與BSCBSSAP、SCCP和MTPMSC與MSCDTAPBSC與BTSLAPD圖6-38GSM系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)接續(xù)和移動(dòng)性管理概述位置更新呼叫建立過(guò)程越區(qū)切換與漫游安全措施計(jì)費(fèi)概述接續(xù)和移動(dòng)性管理出發(fā)點(diǎn)為了建立一個(gè)呼叫連接需要解決的問(wèn)題用戶(hù)所在的位置用戶(hù)識(shí)別用戶(hù)所需提供的業(yè)務(wù)操作過(guò)程呼叫接續(xù)過(guò)程移動(dòng)性管理過(guò)程（越區(qū)漫游時(shí)）建立或釋放控制信道和業(yè)務(wù)信道設(shè)備和用戶(hù)的識(shí)別無(wú)線(xiàn)鏈路、地面鏈路的交換和連接建立點(diǎn)到點(diǎn)的通信鏈路各種位置寄存器中移動(dòng)臺(tái)位置信息的登記、修改或刪除越區(qū)轉(zhuǎn)接正在通話(huà)位置更新目的使移動(dòng)臺(tái)總與網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)系，以便移動(dòng)臺(tái)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)內(nèi)容移動(dòng)用戶(hù)的登記以及相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)移動(dòng)用戶(hù)位置更新移動(dòng)用戶(hù)的周期位置更新移動(dòng)用戶(hù)的登記及相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)SIM（SubscriberIdentityModule）卡功能存有用于用戶(hù)身份認(rèn)證所需的信息執(zhí)行一些與安全保密有關(guān)的信息存儲(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)和用戶(hù)有關(guān)的管理數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)由CPU、ROM、RAM和EEPROM等部件組成完整的單片計(jì)算機(jī)內(nèi)容用戶(hù)管理的有關(guān)信息：國(guó)際移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別號(hào)（IMSI）、鑒權(quán)密鑰（Ki）、用戶(hù)接入等級(jí)控制以及用戶(hù)注冊(cè)的業(yè)務(wù)種類(lèi)和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)信息等登記過(guò)程IMSI附著鑒權(quán)登記網(wǎng)絡(luò)識(shí)別移動(dòng)用戶(hù)的登記過(guò)程MSC用戶(hù)的臨時(shí)位置信息用戶(hù)基本信息當(dāng)前位置信息MSC/VLRIMSIVLRHLRONplayOFFONOFFplay位置更新請(qǐng)求附著入網(wǎng)注：IMSI——國(guó)際移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別碼playMSC/VLR分離處理請(qǐng)求離網(wǎng)分離移動(dòng)用戶(hù)位置更新移動(dòng)用戶(hù)從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)區(qū)到達(dá)另外一個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)區(qū)時(shí)，系統(tǒng)所進(jìn)行的位置更新操作。位置更新請(qǐng)求過(guò)程位置更新過(guò)程BSSNMSNSSMSCVLRO&M空中接口Ａ接口MSCVLR涉及了兩個(gè)VLR圖6－39位置更新所涉及的網(wǎng)絡(luò)單元BCCH位置更新請(qǐng)求過(guò)程通常移動(dòng)用戶(hù)處于開(kāi)機(jī)空閑狀態(tài)時(shí)，被鎖定在所在小區(qū)的廣播信道（BCCH）載頻上網(wǎng)絡(luò)位置識(shí)別信息ＩＤ兩次ＩＤ是否相同不發(fā)送位置請(qǐng)求信息ONＹＮ位置更新過(guò)程網(wǎng)絡(luò)端接收到請(qǐng)求信息后便將移動(dòng)臺(tái)注冊(cè)到一個(gè)新的VLR區(qū)域用戶(hù)的歸屬寄存器HLR與新的VLR交換數(shù)據(jù)得到移動(dòng)用戶(hù)的新位置信息HLR通知移動(dòng)臺(tái)所屬的舊的VLR刪除用戶(hù)有關(guān)信息MSBSSMSCVLRnewVLRoldHLR2.位置修改請(qǐng)求1.分配信道3.請(qǐng)求用戶(hù)身份4.請(qǐng)求用戶(hù)身份5.請(qǐng)求用戶(hù)數(shù)據(jù)6.請(qǐng)求用戶(hù)數(shù)據(jù)7.鑒權(quán)進(jìn)程8.修改位置9.修改HLR10.修改確認(rèn)11.刪除舊的位置登記12.接受位置刪除圖6－40位置更新過(guò)程

移動(dòng)用戶(hù)的周期位置更新解決問(wèn)題網(wǎng)絡(luò)在特定時(shí)間未能收到來(lái)自移動(dòng)臺(tái)的任何信息方法系統(tǒng)采取強(qiáng)制登記措施，要求MS每隔一定時(shí)間登記一次定時(shí)器控制移動(dòng)臺(tái)每隔一定時(shí)間便向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送一次位置更新請(qǐng)求消息如果在特定時(shí)間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)接收不到某用戶(hù)的周期位置更新消息，則對(duì)該其做去“附著”處理呼叫建立過(guò)程移動(dòng)臺(tái)的被呼過(guò)程移動(dòng)臺(tái)的主呼過(guò)程移動(dòng)臺(tái)的被呼過(guò)程以固定網(wǎng)PSTN呼叫移動(dòng)用戶(hù)為例固定網(wǎng)的用戶(hù)撥打移動(dòng)用戶(hù)的電話(huà)號(hào)碼MSISDNPSTN交換機(jī)分析MSISDN號(hào)碼GMSC分析MSISDN號(hào)碼HLR分析由GMSC發(fā)來(lái)的信息HLR查詢(xún)當(dāng)前為被呼移動(dòng)用戶(hù)服務(wù)的MSC/VLR由正在服務(wù)于被呼用戶(hù)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HLRGMSC接收包含MSRN的路由信息固網(wǎng)用戶(hù)撥打MSISDNMSISDN——移動(dòng)用戶(hù)的國(guó)際ISDN號(hào)碼號(hào)碼結(jié)構(gòu)CC為國(guó)家代碼，我國(guó)為86國(guó)內(nèi)有效ISDN號(hào)碼：11位NDC數(shù)字蜂窩移動(dòng)業(yè)務(wù)接入號(hào)13S(S＝9、8、7、6、5移動(dòng)通信公司）聯(lián)通公司目前的接入網(wǎng)號(hào)為130，131)。HLR識(shí)別號(hào)：H0H1H2H3

我國(guó)的H0H1H2H3分配分為H0=0和H0≠0兩種情況H0=0時(shí)，H1、H2由全國(guó)統(tǒng)一分配，H3由各省自行分配。一個(gè)HLR可以包含一個(gè)或多個(gè)H3數(shù)值H0≠0時(shí)，S、H0、H1、H2由全國(guó)統(tǒng)一分配。一個(gè)HLR可包含一個(gè)或若干個(gè)SH0H1H2數(shù)值SN（移動(dòng)用戶(hù)號(hào)）：ABCD。由各HLR自行分配CCNDCSN國(guó)際移動(dòng)用戶(hù)ISDN號(hào)碼國(guó)內(nèi)有效ISDN號(hào)碼HLRN1

N2

N3H0

H1

H2H3ABCD86圖6－41MSISDN的號(hào)碼結(jié)構(gòu)MSISDN號(hào)碼的分析PSTN交換機(jī)分析MSISDN號(hào)碼

PSTN分析NDC，將接續(xù)轉(zhuǎn)接到相應(yīng)移動(dòng)網(wǎng)的關(guān)口移動(dòng)交換中心（GMSC）GMSC分析MSISDN號(hào)碼GMSC分析MSISDN號(hào)碼得到被呼用戶(hù)所在的歸屬寄存器HLR的地址HLR查詢(xún)

GMSC發(fā)送一個(gè)攜帶MSISDN的消息給HLR，以得到用戶(hù)呼叫的路由信息HLR根據(jù)GMSC發(fā)來(lái)的消息，在其數(shù)據(jù)庫(kù)中找到用戶(hù)的位置信息，即被呼用戶(hù)是在哪一個(gè)VLR區(qū)登記的HLR的內(nèi)容MSISDN國(guó)際移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別IMSI：移動(dòng)用戶(hù)的唯一識(shí)別號(hào)碼（15位數(shù)字組成）此處不使用MSISDN號(hào)碼的原因不同國(guó)家的MSISDN號(hào)碼長(zhǎng)度不同，不同部分易混淆不同MSISDN號(hào)碼可以識(shí)別不同業(yè)務(wù)VLR的地址用戶(hù)的數(shù)據(jù)HLR分析由GMSC發(fā)來(lái)的信息結(jié)構(gòu)識(shí)別對(duì)象位數(shù)中國(guó)MCC移動(dòng)國(guó)家號(hào)碼3460MNC移動(dòng)網(wǎng)號(hào)2中國(guó)移動(dòng)為00中國(guó)聯(lián)通為01MSIN移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別碼10中國(guó)自行分配

國(guó)際用戶(hù)用戶(hù)識(shí)別MCCMNCMSIN

國(guó)內(nèi)移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別圖6－42IMSI的號(hào)碼結(jié)構(gòu)路由信息的查找及傳送HLR查詢(xún)?yōu)檎诜?wù)于被呼用戶(hù)的MSC/VLR目的在VLR中得到被呼用戶(hù)的狀態(tài)信息以及呼叫建立的路由信息由正在服務(wù)于被呼用戶(hù)的MSC/VLR得到呼叫的路由信息

正在服務(wù)于被呼用戶(hù)的MSC/VLR產(chǎn)生一個(gè)移動(dòng)臺(tái)漫游號(hào)碼MSRN。MSRN結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)1：13S00M1M2M3ABC。（M1M2M3為MSC/VLR號(hào)碼，

S為9、7、6、5或1和0）結(jié)構(gòu)2：1354SM0M1M2ABC。（SM0M1M2為MSC/VLR號(hào)碼）方式

MSRN通過(guò)給出正在為被呼用戶(hù)服務(wù)的MSC/VLR號(hào)碼來(lái)應(yīng)答HLR所請(qǐng)求的路由信息MSC/VLR將呼叫的路由信息傳送給HLR

在此傳送過(guò)程HLR對(duì)路由信息不做任何處理，而是直接將其傳送給GMSC。連接被叫用戶(hù)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)于被呼用戶(hù)的MSC/VLR發(fā)送攜有MSRN的呼叫建立請(qǐng)求消息服務(wù)于被呼用戶(hù)的MSC/VLR接到此消息，通過(guò)檢查VLR識(shí)別出被叫號(hào)碼，找到被叫用戶(hù)

MSC/VLR定位被叫用戶(hù)尋呼過(guò)程MSC/VLR定位被叫用戶(hù)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/VLR管理，以減小搜索被叫用戶(hù)的工作量VLR的內(nèi)容IMSILAC（位置區(qū)代碼）MSRN用戶(hù)數(shù)據(jù)識(shí)別碼的規(guī)定識(shí)別碼結(jié)構(gòu)說(shuō)明位置區(qū)識(shí)別LAIMCC+MNC+LACMCC，MNC為移動(dòng)國(guó)家號(hào)碼和移動(dòng)網(wǎng)號(hào)；LAC為一個(gè)2字節(jié)十六進(jìn)制編碼X1X2X3X4全球小區(qū)識(shí)別碼（GCI）MCC+MNC+LAC+CICI為一個(gè)2字節(jié)BCD編碼，由各MSC自定基站識(shí)別碼（BSIC）NCC+BCCNCC(網(wǎng)絡(luò)色碼)用于識(shí)別不同國(guó)家和省份及不同運(yùn)營(yíng)者，結(jié)構(gòu)為XY1Y2圖6－43LA劃分示意圖

尋呼過(guò)程當(dāng)網(wǎng)絡(luò)知道了被叫用戶(hù)所在的位置區(qū)后，便在此位置區(qū)內(nèi)啟動(dòng)一個(gè)尋呼過(guò)程將尋呼消息經(jīng)基站通過(guò)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(dòng)用戶(hù)接到尋呼信息，識(shí)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(hù)分配一業(yè)務(wù)信道，建立始呼和被呼的連接，完成一次呼叫建立呼叫建立過(guò)程圖示圖6－44呼叫建立的簡(jiǎn)單步驟ASubscriberPSTNGMSCHLRMSC/VLR呼叫建立(MSISDN)分析號(hào)碼呼叫建立(MSISDN)MSISDNIMSIMSRNMSRN呼叫建立(MSRN)尋呼移動(dòng)臺(tái)的始呼過(guò)程移動(dòng)用戶(hù)通過(guò)隨機(jī)接入信道（RACH）向系統(tǒng)發(fā)送接入請(qǐng)求消息MSC/VLR分配給用戶(hù)一專(zhuān)用信道，查看主呼用戶(hù)的類(lèi)別并標(biāo)記此主叫用戶(hù)示忙若系統(tǒng)允許該主呼用戶(hù)接入網(wǎng)絡(luò)，則MSC/VLR發(fā)證實(shí)接入請(qǐng)求消息主叫用戶(hù)發(fā)起呼叫如果被呼叫用戶(hù)是固定用戶(hù)，則系統(tǒng)直接將被呼用戶(hù)號(hào)碼經(jīng)固定網(wǎng)（PSTN）路由至目的地如果被呼號(hào)是同網(wǎng)中的其他移動(dòng)臺(tái)，則MSC以類(lèi)似從固定網(wǎng)發(fā)起呼叫處理方式，進(jìn)行HLR的請(qǐng)求過(guò)程，轉(zhuǎn)接被呼用戶(hù)的移動(dòng)交換機(jī)一旦接通被呼用戶(hù)的鏈路準(zhǔn)備好，網(wǎng)絡(luò)便向主呼用戶(hù)發(fā)出呼叫建立證實(shí)，并給它分配專(zhuān)用業(yè)務(wù)信道TCH主呼用戶(hù)等候被呼用戶(hù)響應(yīng)證實(shí)信號(hào)，這時(shí)完成移動(dòng)用戶(hù)主呼的過(guò)程EXCGMSCHLRMSCVLR1.信道分配BSSMS2.鑒權(quán)過(guò)程4.檢查服務(wù)5.全部通過(guò)6.呼叫處理7.話(huà)務(wù)信道分配8.建立呼叫9.呼叫建立完成10.示警10.反向應(yīng)答3.呼叫建立始呼建立過(guò)程圖示圖6－45移動(dòng)臺(tái)發(fā)起呼叫過(guò)程越區(qū)切換與漫游越區(qū)切換的定義越區(qū)切換的策略越區(qū)切換的種類(lèi)越區(qū)切換的定義切換（Handover）：將正處于通話(huà)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(guò)程目的保證通信的連續(xù)性操作識(shí)別新的小區(qū)分配給移動(dòng)臺(tái)在新小區(qū)的話(huà)音信道和控制信道原因信號(hào)強(qiáng)度或質(zhì)量下降到門(mén)限以下，此時(shí)移動(dòng)臺(tái)被切換到信號(hào)強(qiáng)度較強(qiáng)的相鄰小區(qū)由移動(dòng)臺(tái)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(shí)移動(dòng)臺(tái)被切換到業(yè)務(wù)信道容量較空閑的相鄰小區(qū)由上級(jí)實(shí)體發(fā)起越區(qū)切換的策略分散控制移動(dòng)臺(tái)與基站均參與測(cè)量接受信號(hào)的強(qiáng)度（RSSI）和質(zhì)量（BER）移動(dòng)臺(tái)對(duì)不同基站RSSI進(jìn)行測(cè)量，將測(cè)量結(jié)果報(bào)告給基站（兩次/秒）基站對(duì)移動(dòng)臺(tái)所占用的業(yè)務(wù)信道TCH進(jìn)行測(cè)量，并報(bào)告給基站控制器BSC

最后由基站控制器決定是否需要切換反映信道鏈路的指標(biāo)意義WEI（worderrorindicator）表明在MS側(cè)當(dāng)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(gè)有效窗口內(nèi)用載干比（S/I）加上信噪比來(lái)估計(jì)無(wú)線(xiàn)信號(hào)質(zhì)量

缺點(diǎn)克服方法硬切換GSM系統(tǒng)固有乒乓效應(yīng)正確選擇滯后門(mén)限掉話(huà)滯后門(mén)限的設(shè)置不可過(guò)大越區(qū)切換的種類(lèi)同一BSC內(nèi)不同小區(qū)間的切換同一MSC/VLR內(nèi)不同BSC控制的小區(qū)間的切換不同MSC/VLR控制的小區(qū)間的切換同一BSC內(nèi)

不同小區(qū)間的切換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(gè)業(yè)務(wù)信道TCH。網(wǎng)絡(luò)MSC對(duì)這種切換不做控制。圖6－46同BSC內(nèi)的BTS間的切換同一MSC/VLR內(nèi)

不同BSC控制的小區(qū)間的切換網(wǎng)絡(luò)參與切換過(guò)程原BSC向MSC請(qǐng)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?chē)^(qū)的信息，若位置區(qū)域發(fā)生了變化，呼叫完成后必須進(jìn)行位置更新圖6－47同MSC/VLR區(qū)不同BSC切換不同MSC/VLR控制的

小區(qū)間的切換路由信息當(dāng)MS從正在為其服務(wù)的原MSC的區(qū)域移動(dòng)到目標(biāo)MSC的區(qū)域時(shí)，目標(biāo)MSC要向原MSC提供一路由信息以建立兩個(gè)移動(dòng)交換機(jī)的連接切換號(hào)碼（HON，HandoverNumber）路由信息由切換號(hào)碼提供

HON=CC+NDC+SN

CC為國(guó)家碼

NDC為數(shù)字蜂窩移動(dòng)業(yè)務(wù)接入號(hào)

SN為移動(dòng)用戶(hù)號(hào)

圖6－48不同MSC/VLR交換機(jī)之間的切換安全措施對(duì)用戶(hù)接入的網(wǎng)鑒鑒權(quán)原理安全算法及鑒權(quán)三參數(shù)的產(chǎn)生無(wú)線(xiàn)鏈路上對(duì)有權(quán)用戶(hù)通信信息的加密移動(dòng)設(shè)備的識(shí)別移動(dòng)用戶(hù)的安全保密作用保護(hù)網(wǎng)絡(luò)，防止非法盜用保護(hù)用戶(hù)，拒絕假冒合法用戶(hù)的“入侵”原理基于GSM系統(tǒng)定義的鑒權(quán)鍵Ki當(dāng)客戶(hù)在網(wǎng)絡(luò)上注冊(cè)登記時(shí)，會(huì)被分配一個(gè)MSISDN、一個(gè)IMSI及一個(gè)與IMSI對(duì)應(yīng)的移動(dòng)用戶(hù)鑒權(quán)鍵KiKi被分別存放在網(wǎng)絡(luò)端的鑒權(quán)中心AC中和移動(dòng)用戶(hù)的SIM卡中鑒權(quán)的過(guò)程就是在VLR中驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)端和用戶(hù)端的Ki是否相同問(wèn)題用戶(hù)將鑒權(quán)鍵Ki傳輸給網(wǎng)絡(luò)時(shí)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(hào)響應(yīng)（SRES，SignedResponse）鑒權(quán)原理符號(hào)響應(yīng)SRESA3VLR鑒權(quán)鍵Ki+偽隨機(jī)數(shù)RAND安全算法及鑒權(quán)三參數(shù)安全算法鑒權(quán)三參數(shù)鑒權(quán)過(guò)程安全算法算法目的A3鑒權(quán)A8產(chǎn)生一個(gè)供用戶(hù)數(shù)據(jù)加密使用的密鑰KcA5用戶(hù)數(shù)據(jù)的加密圖6－49安全算法所在GSM系統(tǒng)的位置鑒權(quán)三參數(shù)的產(chǎn)生在進(jìn)行鑒權(quán)和加密時(shí)，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(jī)數(shù)RAND符號(hào)響應(yīng)SRES密鑰Kc圖6-50鑒權(quán)三參數(shù)產(chǎn)生過(guò)程鑒權(quán)的過(guò)程AC產(chǎn)生鑒權(quán)三參數(shù)后將其傳送給VLR鑒權(quán)開(kāi)始時(shí)VLR通過(guò)BSS將RAND送給移動(dòng)臺(tái)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KcMS將SIM卡產(chǎn)生的SRES發(fā)給VLR，在VLR中進(jìn)行鑒權(quán)驗(yàn)證因?yàn)镾RES是隨機(jī)的，所以在空中傳輸時(shí)是加密的VLRBSCBTSRANDSRESKc鑒權(quán)三參數(shù)比較KcRANDKiSIMA3A8SRESKc圖6－51鑒權(quán)過(guò)程無(wú)線(xiàn)鏈路上有權(quán)用戶(hù)

通信信息的加密目的在空中對(duì)用戶(hù)數(shù)據(jù)和信令的保密過(guò)程加密開(kāi)始時(shí)根據(jù)MSC/VLR發(fā)出的加密指令，BTS側(cè)和MS側(cè)均開(kāi)始使用Kc。MS側(cè)，由Kc、TDMA幀號(hào)一起經(jīng)A5算法，對(duì)用戶(hù)信息數(shù)據(jù)流加密，在無(wú)線(xiàn)路徑上傳輸。BTS側(cè)，把從無(wú)線(xiàn)信道上收到的加密信息流、TDMA幀號(hào)和Kc，再經(jīng)過(guò)A5算法