數(shù)字移動(dòng)電話系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)與組成

1．技術(shù)特點(diǎn)一、數(shù)字移動(dòng)電話系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)與組成數(shù)字移動(dòng)電話系統(tǒng)主要技術(shù)特點(diǎn)：（1）語(yǔ)音數(shù)字化

將語(yǔ)音的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字化信號(hào)（語(yǔ)音編碼），以二進(jìn)制數(shù)碼組的形式表示并傳播，接收端將數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)（語(yǔ)音解碼），受話器發(fā)出聲音。（2）信道編碼?數(shù)字移動(dòng)電話系統(tǒng)為克服電波干擾與噪聲影響帶來(lái)的錯(cuò)碼，在信道信息編碼與傳送時(shí)添加監(jiān)督碼和校驗(yàn)碼，增加糾錯(cuò)實(shí)力，提高通信的精確性、牢靠性與平安性。

（3）時(shí)分多址

數(shù)字移動(dòng)電話同一頻道上各臺(tái)手機(jī)通話時(shí)的數(shù)據(jù)傳送是分時(shí)段進(jìn)行，彼此不會(huì)竄擾。時(shí)分多址可容納更多的用戶數(shù)。數(shù)字蜂窩式手機(jī)主要優(yōu)點(diǎn)：①接受時(shí)分多址技術(shù)可容納更多的移動(dòng)電話用戶。②語(yǔ)音信號(hào)數(shù)字化，數(shù)字信號(hào)傳輸糾錯(cuò)實(shí)力強(qiáng)，強(qiáng)抗噪性和抗干擾性，音質(zhì)高，語(yǔ)音質(zhì)量高，防止竊聽(tīng)。③平安性能好，手機(jī)的“識(shí)別卡”儲(chǔ)存用戶資料和密碼。④為移動(dòng)用戶供應(yīng)自動(dòng)漫游、確定位置和交換地址等服務(wù)功能。

2．GSM系統(tǒng)介紹組成：手機(jī)、基站系統(tǒng)、移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心、維護(hù)中心，如圖所示。

（1）手機(jī)

溝通用戶與蜂窩網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，符合數(shù)字蜂窩技術(shù)系統(tǒng)規(guī)范。用戶識(shí)別卡（SIM），存儲(chǔ)用戶的有關(guān)信息。（2）基站子系統(tǒng)?包括兩部分,基站限制器和基站收發(fā)信機(jī)。手機(jī)通過(guò)無(wú)線信號(hào)與基站收發(fā)機(jī)聯(lián)絡(luò)，基站限制器對(duì)手機(jī)進(jìn)行越區(qū)管理，適時(shí)切換到新的工作區(qū)域，保持通話的連續(xù)性。（3）移動(dòng)業(yè)務(wù)交換區(qū)?其核心是數(shù)字移動(dòng)電話交換機(jī)，負(fù)責(zé)限制網(wǎng)絡(luò)的話務(wù)和全部通話的交換，還起著移動(dòng)電話網(wǎng)與其他外部網(wǎng)之間的接口作用。

（4）用戶數(shù)據(jù)庫(kù)

主要的兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)：①本地用戶位置登記器（HLR）②外來(lái)業(yè)務(wù)用戶位置登記器（VLR）。HLR：存儲(chǔ)全部注冊(cè)手機(jī)用戶的資料，手機(jī)號(hào)碼、接入的優(yōu)先等級(jí)、用戶當(dāng)前所在位置、注冊(cè)運(yùn)用的電信業(yè)務(wù)和傳真業(yè)務(wù)等服務(wù)數(shù)據(jù)。

VLR：只存儲(chǔ)進(jìn)入覆蓋區(qū)的手機(jī)用戶信息，是動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)。認(rèn)證中心（AUC）：為本地用戶登記器供應(yīng)一個(gè)與用戶有關(guān)的平安方面的鑒別參數(shù)與加密密鑰。設(shè)備識(shí)別器（EIR）：檢查手機(jī)設(shè)備的識(shí)別碼（IMEI），防止非法盜用的、有故障的、未經(jīng)許可的移動(dòng)通信設(shè)備。它與移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心連接，移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心利用它來(lái)檢查運(yùn)用設(shè)備識(shí)別碼的有效性。

（5）運(yùn)行維護(hù)中心

功能實(shí)體，通過(guò)它監(jiān)控?cái)?shù)字移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)。主要功能：①報(bào)警與備用設(shè)備的激活。②系統(tǒng)故障診斷與處理。③話務(wù)量統(tǒng)計(jì)和數(shù)據(jù)的記錄。④各種資料的具體分析和顯示。

二、GSM系統(tǒng)的主要技術(shù)指標(biāo)

1．工作頻段

GSM系統(tǒng)制式標(biāo)準(zhǔn)是由歐洲的16個(gè)國(guó)家共同制定。主要技術(shù)性能：接受雙頻雙工通信方式，基站放射頻率為935～96MHz，手機(jī)放射頻率為890～915MHz，雙工間隔為45MHz。

2．載頻間隔相鄰載波頻率之間的間隔，GSM制的載頻間隔為200kHz，這樣25MHz工作頻段供應(yīng)124個(gè)載頻。GSM系統(tǒng)各載頻序號(hào)對(duì)應(yīng)的放射頻率和接收頻率見(jiàn)教材P9表1.1。GSM系統(tǒng)接受時(shí)分多址方式。每一頻段分成8個(gè)時(shí)分信道，GSM系統(tǒng)125各載頻可供應(yīng)1248=992個(gè)信道。

3．多址方式

4．信道速率是指分信道每秒傳送的二進(jìn)制數(shù)碼位數(shù)，單位bit/s，GSM系統(tǒng)的信道速率為270.83kbit/s。

5．小區(qū)半徑最小0.5km，最大35km。

將數(shù)字基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成射頻信號(hào)的過(guò)程。GSM系統(tǒng)選用高斯濾波最小頻移鍵控（GMSK）調(diào)制方式，調(diào)制指數(shù)為0.3。

6．?dāng)?shù)字調(diào)制方式

7．語(yǔ)音編碼方式接受規(guī)則脈沖激勵(lì)線性預(yù)料編碼（RPE-LTP），數(shù)據(jù)傳輸速率為13kbit/s。信道的配置方式如圖所示。每個(gè)載頻上分成8個(gè)時(shí)隙（TS0~TS7），每個(gè)時(shí)隙供一個(gè)手機(jī)運(yùn)用，可容納8個(gè)手機(jī)同時(shí)通話。三、GSM的信道結(jié)構(gòu)與信令同一信道的上行信號(hào)時(shí)隙與下行信號(hào)錯(cuò)開(kāi)3個(gè)編號(hào)，削減竄擾。GSM系統(tǒng)中規(guī)定了業(yè)務(wù)信道與限制信道兩種不同的信道結(jié)構(gòu)。

1．業(yè)務(wù)信道

傳送數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)和用戶數(shù)據(jù)。如圖所示為

GSM系統(tǒng)業(yè)務(wù)時(shí)分信道結(jié)構(gòu)示意圖，每個(gè)時(shí)隙持續(xù)時(shí)間為577s，占有156.25bit數(shù)碼，8個(gè)時(shí)隙為一個(gè)循環(huán)，8個(gè)時(shí)隙為一幀，每幀的持續(xù)時(shí)間是4.62ms。復(fù)幀：26幀，20ms。24幀用于傳送數(shù)字語(yǔ)音信號(hào)，1幀A是專用限制信令幀，最終一幀I是空閑幀，作為復(fù)幀尾部的標(biāo)記。

A幀包括兩類信令：獨(dú)立專用限制信令（SDCCH）：手機(jī)與基站建立聯(lián)系之前，傳送建立聯(lián)系及信道支配的信令數(shù)據(jù)。慢速隨路限制信令（SACCH）：傳送通話中的特定信息，如功率調(diào)整、幀調(diào)整、信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量數(shù)據(jù)等?？焖匐S路限制信令（FACCH）：越區(qū)切換和嚴(yán)峻干擾時(shí)運(yùn)用。2．限制信道用于傳送基站與手機(jī)之間的信令與同步數(shù)據(jù)。由51幀組成復(fù)幀，時(shí)長(zhǎng)235.28ms，每10幀1組，分5組。每組包括：同步頻率幀F(xiàn)（FCCH）、同步幀S（SCH）、廣播限制幀B（BCCH）、公共限制幀C（CCCH）等，復(fù)幀最終一幀為空閑幀，作為結(jié)束標(biāo)記。構(gòu)成如圖所示。

（1）同步頻率幀F(xiàn)?傳送校準(zhǔn)手機(jī)頻率的信息。

（2）同步幀S?向手機(jī)傳送同步幀信號(hào)和基站識(shí)別碼。（3）廣播限制幀B?由基站向手機(jī)廣播小區(qū)特定信息。（4）公共限制幀C?在專用限制信道支配給手機(jī)之前，建立起手機(jī)與基站的連接。包括三種信令：

①尋呼信令用于尋呼手機(jī)，屬下行信號(hào)。

②隨機(jī)接入信令作為對(duì)尋呼的響應(yīng)或手機(jī)主叫登記的接入，屬上行信號(hào)。③允許接入信令為手機(jī)支配一個(gè)專用限制信道，屬下行信號(hào)。

1．開(kāi)機(jī)入網(wǎng)過(guò)程（1）開(kāi)機(jī)后自動(dòng)搜尋最強(qiáng)的廣播信道對(duì)應(yīng)載頻讀取限制信道同步頻率幀F(xiàn)調(diào)諧手機(jī)的頻率與之同步。（2）讀取限制信道的同步幀S信息找出基站識(shí)別碼手機(jī)的TDMA幀與基站放射的幀同步信號(hào)同步。（3）讀取廣播限制幀B的小區(qū)通用信息。四、數(shù)字手機(jī)的工作過(guò)程

2．手機(jī)登記過(guò)程（1）手機(jī)通過(guò)公共限制幀C的隨機(jī)接入信令發(fā)出接入懇求。（2）系統(tǒng)接到懇求后，通過(guò)公共限制幀C的允許接入信令為手機(jī)支配一個(gè)專用限制信道（SDCCH）。（3）手機(jī)在SDCCH上完成登記在SACCH傳輸限制指令返回待機(jī)狀態(tài)監(jiān)聽(tīng)B和C的信令，完成通話準(zhǔn)備工作。

3．手機(jī)被呼過(guò)程（1）尋呼?主叫呼叫手機(jī)，通過(guò)基站限制信道發(fā)出呼叫信息。（2）尋呼響應(yīng)?手機(jī)從基站接收下行限制信號(hào)向基站發(fā)出尋呼響應(yīng)信號(hào)基站接收信息后傳送給移動(dòng)交換中心，確定手機(jī)處于哪一個(gè)小區(qū)。（3）建立階段?移動(dòng)交換中心通過(guò)允許信令為手機(jī)指配一個(gè)獨(dú)立專用限制信道，交換必要信息，通過(guò)慢速隨路限制信令傳送交換信息。（4）摘機(jī)通話

系統(tǒng)向手機(jī)發(fā)送振鈴信號(hào)手機(jī)響鈴后摘機(jī)基站識(shí)別摘機(jī)信號(hào)，移動(dòng)交換中心完成接續(xù)工作，通話。

4．手機(jī)主叫過(guò)程（1）發(fā)呼叫信號(hào)

按鍵撥號(hào)，數(shù)碼存入手機(jī)存儲(chǔ)器按“發(fā)送”鍵后發(fā)出呼叫本機(jī)識(shí)別碼和被呼叫碼一同從隨機(jī)接入信道發(fā)出去基站接收通知移動(dòng)交換中心。（2）建立階段?移動(dòng)交換中心對(duì)撥號(hào)手機(jī)的識(shí)別碼進(jìn)行驗(yàn)證，確定是否有權(quán)通過(guò)通信系統(tǒng)對(duì)有權(quán)的用戶通過(guò)允許介入信令為手機(jī)支配專用限制信道，系統(tǒng)與移動(dòng)用戶之間建立必要交換的信息。（3）通話?系統(tǒng)給手機(jī)支配一個(gè)業(yè)務(wù)通道，移動(dòng)交換中心完成被叫呼叫的市話用戶或其他移動(dòng)用戶的接續(xù)，起先通話。

5．越區(qū)切換（1）守候狀態(tài)下切換?手機(jī)監(jiān)聽(tīng)本小區(qū)限制幀的同時(shí)，還監(jiān)聽(tīng)周邊6個(gè)小區(qū)的無(wú)線環(huán)境，并保送本小區(qū)基站基站分析是否須要切換、何時(shí)切換、切換到哪個(gè)基站擇優(yōu)選取基站進(jìn)行切換向原小區(qū)基站發(fā)送分別懇求，向新小區(qū)發(fā)送接收懇求基站通過(guò)公共限制幀C的允許接入信令為手機(jī)支