第六章GSM系統(tǒng)和CDMA系統(tǒng)移動通信MobileCommunicationTheory目錄GSM系統(tǒng)的業(yè)務(wù)及其特征6.1GSM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)6.2GSM系統(tǒng)的信道6.3GSM系統(tǒng)的無線數(shù)字傳輸6.4GSM的信令協(xié)議6.5接續(xù)和移動性管理6.6CDMA20001x標(biāo)準(zhǔn)介紹6.7CDMA20001x反向鏈路6.8CDMA20001x系統(tǒng)中的切換6.9MobileCommunicationTheory學(xué)習(xí)重點與要求掌握GSM業(yè)務(wù)的分類和電信業(yè)務(wù)、承載業(yè)務(wù)和附加業(yè)務(wù)的概念；了解電信業(yè)務(wù)和附加業(yè)務(wù)的基本類別和應(yīng)用；掌握GSM網(wǎng)絡(luò)的總體結(jié)構(gòu)和各個子系統(tǒng)的基本功能；熟悉GSM物理信道、邏輯信道和突發(fā)脈沖的概念，掌握邏輯信道的分類和GSM的邏輯信道到物理信道的映射關(guān)系，掌握GSM幀結(jié)構(gòu)的五個層次，了解突發(fā)脈沖的結(jié)構(gòu)；熟悉GSM網(wǎng)的信令系統(tǒng)，掌握GSM的空中接口（LAPDm）、Abis接口（LAPD）以及A接口（七號信令）的概念、結(jié)構(gòu)；了解GSM系統(tǒng)的無線傳播環(huán)境，各種抗干擾技術(shù)；掌握GSM系統(tǒng)的接續(xù)過程、切換過程和移動性管理的過程；掌握CDMA20001X系統(tǒng)前、反向鏈路的物理層信道結(jié)構(gòu)、擴頻調(diào)制方法；了解CDMA20001XEV-DO；掌握CDMA20001X系統(tǒng)功率控制與切換。MobileCommunicationTheory6.1GSM系統(tǒng)的業(yè)務(wù)及其特征6.1

GSM系統(tǒng)的業(yè)務(wù)及其特征MobileCommunicationTheoryGSM業(yè)務(wù)就是GSM系統(tǒng)為了滿足一個特殊用戶的通信要求而向用戶提供的服務(wù)分類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)6.1GSM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)GSM系統(tǒng)業(yè)務(wù)分類

MobileCommunicationTheory6.1GSM支持的基本業(yè)務(wù)基本業(yè)務(wù)分類功能電信業(yè)務(wù)（Teleservices）又稱用戶終端業(yè)務(wù)

為用戶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）提供用戶接入點（也稱“用戶/網(wǎng)絡(luò)”接口

）間信號傳輸?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)GSM支持的基本業(yè)務(wù)MobileCommunicationTheory6.1電信業(yè)務(wù)其中，短消息業(yè)務(wù)的傳送過程見下頁電信業(yè)務(wù)類型業(yè)務(wù)碼電信業(yè)務(wù)名稱功能話音傳輸11電話為數(shù)字移動通信系統(tǒng)的用戶和其它所有與其聯(lián)網(wǎng)的用戶之間提供雙向電話通信緊急呼叫12通過一種簡單而同一的手續(xù)將用戶接到就近的緊急業(yè)務(wù)中心短消息21MS終端的點對點短消息業(yè)務(wù)由短消息業(yè)務(wù)中心完成存儲和前轉(zhuǎn)功能22MS起始的點對點短消息業(yè)務(wù)23小區(qū)廣播短消息業(yè)務(wù)傳真61交替語音和三類傳真語音與三類傳真交替?zhèn)魉?2自動三類傳真使用戶以傳真編碼信息文件的形式自動交換各種函件MobileCommunicationTheory6.1短消息業(yè)務(wù)的傳送過程BSSMSCVLR移動臺始呼的短消息移動臺被呼的短消息短消息NSS空中接口A接口短消息服務(wù)（源端到終端）過程NSS小區(qū)廣播的短消息業(yè)務(wù)BSSBSSNSS操作維護接口空中接口A接口短消息服務(wù)（小區(qū)廣播）過程MobileCommunicationTheory6.1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)名稱業(yè)務(wù)碼承載業(yè)務(wù)名稱透明屬性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交替話音/數(shù)據(jù)81話音后接數(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NTMobileCommunicationTheory6.1附加業(yè)務(wù)計費提示–AOC交替線業(yè)務(wù)(ALS)-個人或商業(yè)來話限制-BAIC當(dāng)漫游在HPLMN之外時，限制所有來話在國外時限制來話呼出限制-BOC限制所有打出去的國際電話-BOIC限制所有打出去的國際電話，除了打到HPLMN國家的電話遇忙呼叫前轉(zhuǎn)-CFB無應(yīng)答呼叫前轉(zhuǎn)-CFNA無條件呼叫前轉(zhuǎn)-CFU呼叫保持呼叫等待-CW 主叫線識別顯示-CLIP主叫線識別限制-永久或預(yù)呼-CLIR中央交換業(yè)務(wù) 會議呼叫-CONF運營者確定的呼叫限制(ODB)附加業(yè)務(wù)是基本電信業(yè)務(wù)增強或補充MobileCommunicationTheory6.2GSM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)6.2GSM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)MobileCommunicationTheory6.2GSM系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)GSM系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)短消息業(yè)務(wù)中心（SC）功能實體可通過與SSS的連接實現(xiàn)點對點短消息業(yè)務(wù)，可通過與BSS的連接完成小區(qū)廣播短消息業(yè)務(wù)。

BSSAGDMSCEIRHLR/AUCVLRVLRSMCMSUmBCEFPSTNISDNPLMNPSPDNSSSAbiBTSBSCOMCMSC注

MobileCommunicationTheory6.2GSM系統(tǒng)的功能單元子單元功能MS（移動臺）包括ME(移動設(shè)備)和SIM(用戶識別模塊)BTS（基站）為一個小區(qū)服務(wù)的無線收發(fā)信設(shè)備BSC（基站控制器）對一個或多個BTS進行控制以及相應(yīng)呼叫控制MSC（移動業(yè)務(wù)交換中心）對于位于它管轄區(qū)域中的移動臺進行控制、交換VLR（拜訪位置寄存器）存儲與呼叫處理有關(guān)的一些數(shù)據(jù)HLR（歸屬位置寄存器）管理部門用于移動用戶管理的數(shù)據(jù)庫存儲有關(guān)用戶的參數(shù)和目前所處位置的信息EIR（設(shè)備識別寄存器）對移動設(shè)備的識別、監(jiān)視、閉鎖存儲有關(guān)移動臺設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫AUC（鑒權(quán)中心）認(rèn)證移動用戶的身份和產(chǎn)生相應(yīng)鑒權(quán)參數(shù)OMC（操作維護中心）操作維護系統(tǒng)中的各功能實體GSM系統(tǒng)可通過MSC實現(xiàn)與多種網(wǎng)絡(luò)的互通，包括PSTN、ISDN、PLMN和PSPDNMobileCommunicationTheory6.3GSM系統(tǒng)的信道物理信道與邏輯信道物理信道與邏輯信道的配置突發(fā)脈沖幀偏離、定時提前量與半速率信道GSM系統(tǒng)的信道MobileCommunicationTheory6.3.1物理信道GSM系統(tǒng)多址接入技術(shù)采用頻分多址接入（FDMA）和時分多址接入（TDMA）混合技術(shù)FDMA是說在規(guī)定頻率范圍內(nèi)分配n個載頻TDMA是說在每個載頻上按時間分為8個時間段，每個時隙段稱為一個時隙（slot），一個載頻上連續(xù)的8個時隙組成一個幀(Frame)物理信道是指TDMA中的時隙即GSM的一個載頻上可提供8個物理信道我國GSM技術(shù)體制對頻率配置的規(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)用方式干擾保護比保護頻帶時隙0時隙1時隙2時隙3時隙4時隙5時隙6時隙7時分多址接入原理示意圖MobileCommunicationTheory6.3.1工作頻段注：國家無委分配的900MHz頻段包括原來分配的TACS頻段和新分配的ETACS頻段GSM網(wǎng)絡(luò)總的可用頻帶為100MHz中國電信擴展頻段方式充分利用900MHz的頻率資源，可視不同需要向下擴展900MHz頻段，相應(yīng)地向ETACS頻段壓縮模擬公用移動電話網(wǎng)的頻段在900MHz頻率無法滿足用戶容量需求時，可啟用1800MHz頻段考慮遠(yuǎn)期需要，向頻率管理單位申請新的1800MHz頻率分類頻段移動臺發(fā)、基站收基站發(fā)、移動臺收GSM900/1800頻段900MHz頻段890-915MHz935-960MHz1800MHz頻段1710-1785MHz1805-1880MHz國家無委分配給900MHz頻段（注）886-909MHz931-954MHz中國電信的頻段1800MHz頻段1710-1720MHz1805-1815MHzMobileCommunicationTheory6.3.1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每個頻道采用時分多址接入(TDMA)方式分為8個時隙，即8個信道雙工收發(fā)間隔45MHz95MHz等間隔頻道配置頻道序號1～124512～885頻道數(shù)124374頻道序號和頻道標(biāo)稱中心頻率的關(guān)系

上行下行其中，

上行下行其中，MobileCommunicationTheory6.3.1頻率復(fù)用方式

在建網(wǎng)初期及鄰省之間協(xié)調(diào)時應(yīng)使用4×3的復(fù)用方式即N=4，采用定向天線，每基站用3個120°或60°方向性天線構(gòu)成3個扇形小區(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，可根據(jù)需要保留出一些專用頻率2610261026102610371137113711371115915915915948124812481248124×3復(fù)用模式7組復(fù)用模式7977991111111555333888MobileCommunicationTheory6.3.1干擾保護比與保護頻帶

干擾保護比保護頻帶原則確保數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)能滿足干擾保護比要求。當(dāng)某地GSM900系統(tǒng)與模擬蜂窩移動電話系統(tǒng)共存時，兩系統(tǒng)之間(頻道中心頻率之間)應(yīng)有約400KHz的保護帶寬。當(dāng)某地GSM1800系統(tǒng)與其它無線電系統(tǒng)的頻率相鄰時，應(yīng)考慮系統(tǒng)間的相互干擾情況，留出足夠的保護頻帶。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/Ia3－49dBMobileCommunicationTheory6.3.1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)移動網(wǎng)通信的需要，為所傳送的各種控制信令和語音或數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在TDMA的8個時隙分配的控制邏輯信道或語音、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多個調(diào)制比特組成的脈沖串，稱為突發(fā)脈沖序列（Burst）以不同的“Burst”信息格式來攜帶不同的邏輯信道分類專用信道用于傳送用戶語音或數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)信道，另外還包括一些用于控制的專用控制信道公共信道用于傳送基站向移動臺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的公共控制信道MobileCommunicationTheory6.3.1GSM的各種邏輯信道示意圖

GSM定義的各種邏輯信道示意圖邏輯信道公共信道專用信道廣播信道公共控制信道頻率校正信道同步信道專業(yè)控制信道業(yè)務(wù)信道廣播控制信道尋呼信道隨機接入信道接入允許信道獨立專用控制信道快速隨路信道慢速隨路信道全速率信道增強型全速率信道半速率信道MobileCommunicationTheory廣播信道（BCH）是從基站到移動臺的單向信道公共控制信道（CCCH）是基站與移動臺間的一點對多點的雙向信道6.3.1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）信息和BTS識別碼（BSIC）信息廣播控制信道（BCCH）向每個BTS廣播通用的信息組成功能上/下行信道尋呼信道（PCH）廣播基站尋呼移動臺的尋呼消息下行信道隨機接入信道（RACH）MS隨機接入網(wǎng)絡(luò)時用此信道向基站發(fā)送信息并申請指配一獨立專用控制信道SDCCH上行信道允許接入信道（AGCH）基站向隨機接入成功的移動臺發(fā)送指配了的獨立專用控制信道SDCCH下行信道MobileCommunicationTheory6.3.1專用信道專用控制信道（DCCH）是基站與移動臺間的點對點的雙向信道業(yè)務(wù)信道（TCH）是用于傳送用戶的話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的信道分類根據(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，所以有較好的話質(zhì)組成功能獨立專用控制信道（SDCCH）

傳送基站和移動臺間的指令與信道指配信息隨路信道（ACCH）慢速隨路信道（SACCH）基站向移動臺傳送功率控制信息、幀調(diào)整信息基站接收移動臺發(fā)來的移動臺接收信號強度報告和鏈路質(zhì)量報告與獨立專用控制信道（SDCCH）或者業(yè)務(wù)信道公用在一個物理信道上傳送信令消息快速隨路信道（FACCH）傳送基站與移動臺間的越區(qū)切換的信令消息MobileCommunicationTheory6.3.2邏輯信道與物理信道的映射問題GSM系統(tǒng)的邏輯信道數(shù)超過了一個載頻所提供的8個物理信道通信的根本任務(wù)是利用業(yè)務(wù)信道傳送語音或數(shù)據(jù)，而按照一對一的信道配置方法，在一個載頻上已經(jīng)沒有業(yè)務(wù)信道的時隙了解決方法將邏輯控制信道復(fù)用，即在一個或兩個物理信道上復(fù)用邏輯控制信道映射對應(yīng)關(guān)系MobileCommunicationTheory6.3.2映射對應(yīng)關(guān)系一個基站有N個載頻，每個載頻有8個時隙，定義載頻數(shù)為f0、f1、f2

、…、fn-1，時隙數(shù)為TS0、TS1、…、TS7。f0的TS0時隙f0的TS1時隙f0的TS2~TS7時隙其它時隙映射關(guān)系小結(jié)供邏輯控制信道使用供業(yè)務(wù)信道使用MobileCommunicationTheory6.3.2f0的TS0時隙

f0的TS0時隙用于映射廣播信道（BCH）和公共控制信道（CCCH），即BCCH、FCCH、SCH、PCH、AGCH、RACH

BCHCCCH下行鏈路（BCCH、FCCH、SCH、PCH、AGCH）上行鏈路（RACH）MobileCommunicationTheory6.3.2下行鏈路f0的TS0時隙F（FCCH）：移動臺據(jù)此校正同步頻率S（SCH）：移動臺據(jù)此讀TDMA幀號和基站識別碼（BSIC）B（BCCH）：移動臺據(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）：移動臺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TS0時隙，但從時間上講長度為51個TDMA幀

以每出現(xiàn)一個空閑幀作為復(fù)幀結(jié)束，在空閑幀之后，再從F、S開始進行新的復(fù)幀，即時分復(fù)用構(gòu)成TDMA的復(fù)幀結(jié)構(gòu)在沒有尋呼或呼叫接入時，基站也總在f0上發(fā)射。這使移動臺能夠測試基站的信號強度以決定使用哪個小區(qū)更為合適BCCH與CCCH在TS0上的復(fù)用TDMA幀MobileCommunicationTheory6.3.2上行鏈路f0的TS0時隙只含有隨機接入信道（RACH），用于移動臺的接入下圖為51個連續(xù)的TDMA幀的TS0

TS0上RACH的復(fù)用MobileCommunicationTheory6.3.2f0的TS1時隙用來映射專用控制信道，重復(fù)周期為102個TS獨立專用控制信道（SDCCH）的DX（D0、D1、…、D7）只用于移動臺建立呼叫的開始時使用，當(dāng)移動臺轉(zhuǎn)移到業(yè)務(wù)信道TCH上，DX就用于其它的移動臺。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，如無線測量數(shù)據(jù)等上下行鏈路有相同結(jié)構(gòu)，只是在時間上有一個偏移，即意味著對于一個移動臺同時可雙向接續(xù)SDCCH與SACCH在TS1上的復(fù)用（上行）

SDCCH與SACCH在TS1上的復(fù)用（下行）

MobileCommunicationTheory6.3.2f0的TS2~TS7時隙用來映射業(yè)務(wù)信道，重復(fù)周期為26個TS以TS2時隙為例上下行鏈路的TCH結(jié)構(gòu)完全一樣，只是有3個TS的偏移，表明移動臺的收發(fā)不必同時進行T（TCH業(yè)務(wù)信道）：用于傳送語音或數(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，用于配合測量下行TCH的復(fù)用

TCH上下行偏移

MobileCommunicationTheory6.3.2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TSTS1：邏輯控制信道，重復(fù)周期為102個TSTS2~TS7：邏輯業(yè)務(wù)信道，重復(fù)周期為26個TS其它f1～fN個載頻的TS0~TS7時隙全部是業(yè)務(wù)信道MobileCommunicationTheory6.3.2GSM的時隙幀結(jié)構(gòu)五個層次：時隙、TDMA幀、復(fù)幀、超幀和超高幀時隙是物理信道的基本單元TDMA幀由8個時隙組成，是占據(jù)載頻帶寬的基本單元，即每個載頻有8個時隙。復(fù)幀有兩種類型由26個TDMA幀組成的復(fù)幀。用于TCH、SACCH和FACCH由51個TDMA幀組成的復(fù)幀。用于BCCH和CCCH超幀是由51個由26幀的復(fù)幀或26個由51幀的復(fù)幀構(gòu)成超高幀等于2048個超幀注：超高幀的周期與加密和跳頻有關(guān)。每經(jīng)過一個超高幀周期，循環(huán)長度為2715648，相當(dāng)于3小時28分53秒760毫秒，系統(tǒng)將重新啟動密碼和跳頻算法MobileCommunicationTheory6.3.2GSM系統(tǒng)分級幀結(jié)構(gòu)的示意圖超高幀超幀復(fù)幀復(fù)幀TDMA幀時隙分級的幀結(jié)構(gòu)

MobileCommunicationTheory6.3.3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，在一個時隙內(nèi)傳輸?shù)?，?00多個調(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。分類結(jié)構(gòu)類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)脈沖隨機接入信道（RACH）隨機接入信息空閑突發(fā)脈沖控制信道

無MobileCommunicationTheory6.3.3突發(fā)脈沖的結(jié)構(gòu)1普通突發(fā)脈沖（NB：NormalBurst）57個加密比特：加密語音、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)脈沖開始與結(jié)尾的標(biāo)志保護時間GP：防止由于定時誤差而造成突發(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普通突發(fā)脈沖序列TB3固定比特142TB3GP8.250.577ms156.25bit頻率校正突發(fā)脈沖序列

MobileCommunicationTheory6.3.3突發(fā)脈沖的結(jié)構(gòu)2同步突發(fā)脈沖（SB：SynchronizationBurst）39個加密比特：TDMA幀號（TN）以及基站識別碼（BSIC）信息長同步序列：易被檢測接入突發(fā)脈沖（AB：AccessBurst）長保護時間GP：適應(yīng)移動臺首次接入或切換到新基站時不知時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)無用戶信息傳輸時，用空閑突發(fā)脈沖替代普通突發(fā)脈沖在TDMA時隙中傳送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同步突發(fā)脈沖序列

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）空閑突發(fā)脈沖

MobileCommunicationTheory6.3.4幀偏離與定時提前量幀偏離定時提前量概念前向信道的TDMA幀定時與反向信道的TDMA幀定時的固定偏差基站指示移動臺以一定的提前量發(fā)送突發(fā)脈沖長度3個時隙視具體情況而定目的避免移動臺同一時隙收發(fā)的必要性，從而保證收發(fā)的時隙號不變克服由突發(fā)脈沖的傳輸延時所帶來的定時的不確定幀偏離與定時提前量示意圖

MobileCommunicationTheory語音數(shù)據(jù)傳輸速率優(yōu)點使系統(tǒng)容量增加一倍6.3.4半速率信道業(yè)務(wù)信道種類語音數(shù)據(jù)傳輸速率全速率信道13kbit/s半速率信道6.5kbit/s全速率信道和半速率信道

MobileCommunicationTheory6.4GSM的無線數(shù)字傳輸GSM系統(tǒng)無線信道的衰落特性GSM系統(tǒng)中的抗衰落技術(shù)GSM系統(tǒng)中的語音編碼技術(shù)GSM系統(tǒng)中的語音處理的一般過程GSM的無線數(shù)字傳輸MobileCommunicationTheory6.4.1GSM系統(tǒng)無線信道的衰落特性陰影衰落多徑衰落時延擴展MobileCommunicationTheory6.4.1多徑衰落通信系統(tǒng)的好壞由輸出的誤碼率來判斷，但多徑效應(yīng)卻會引起很高的誤碼率，使通信無法正常進行多徑傳輸帶來了額外的路徑損耗多徑衰落會導(dǎo)致數(shù)字信號傳輸?shù)耐话l(fā)性錯誤多徑延時擴展將導(dǎo)致數(shù)字信號傳輸?shù)拇a間干擾多徑傳播環(huán)境多徑傳播造成的符號間干擾及信號衰落MobileCommunicationTheory6.4.1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電波遮蔽所引起的衰落表達式電波傳播距離的m次冪和表示陰影損耗的正態(tài)對數(shù)分量的乘積MobileCommunicationTheory6.4.1時延擴展研究無線電波的多徑傳播的角度研究接收信號的包洛變化反映的多徑衰落特性研究數(shù)字脈沖信號經(jīng)過多徑傳播的時延特性——時延擴展影響引起碼間串?dāng)_MobileCommunicationTheory6.4.2GSM系統(tǒng)中的抗衰落技術(shù)信道編碼與交織編碼Viterbi均衡與天線分集跳頻技術(shù)話音激活與功率控制MobileCommunicationTheory信道編碼目的改善傳輸質(zhì)量用有效性換取可靠性基本方法編碼：將原始數(shù)據(jù)和增加的數(shù)據(jù)比特（通過算法產(chǎn)生）一起發(fā)送解碼：利用冗余信息檢錯并盡可能地糾錯。如計算得到的冗余與收到的不同，可確定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。解碼器宜采用最大似然估計方法糾錯循環(huán)碼：主要用于檢測和糾正成組出現(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，最簡單的檢測誤碼的方法MobileCommunicationTheory6.4.2交織編碼目的針對多徑衰落導(dǎo)致的突發(fā)性錯誤把一個較長的突發(fā)誤碼離散成隨機誤碼，再用糾正隨機誤碼的編碼技術(shù)消除隨機誤碼。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TDMA幀的時隙中來傳輸MobileCommunicationTheory6.4.2交織編碼方法輸入碼流是20ms的幀，每幀含456bit。每兩幀（40ms）共912bit，按每行8位寫入，共寫入114行輸出按列輸出，每次讀出114bit，恰好對應(yīng)GSM的一個TDMA時隙過程：在40ms共912bit間進行將輸入碼流長為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交織交織編碼矩陣交織過程MobileCommunicationTheory6.4.2Viterbi均衡均衡的目的解決符號間干擾問題，適合于信號不可分離多徑的條件下，且時延擴展遠(yuǎn)大于符號寬度的情況。均衡的分類頻域均衡：使包括均衡器在內(nèi)的整個系統(tǒng)的總傳輸函數(shù)滿足無失真?zhèn)鬏數(shù)臈l件時域均衡：使包括均衡器在內(nèi)的整個系統(tǒng)的沖激響應(yīng)滿足無碼間串?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)收到的兩個等功率的多經(jīng)信號。因此在GSM系統(tǒng)中多采用Viterbi均衡算法MobileCommunicationTheory6.4.2天線分集實現(xiàn)方法之一：使用兩個接收信道，它們受到的衰落影響是不相關(guān)的（即兩者在某一時刻同時經(jīng)受某一深衰落點影響的可能性很?。Ｒ虼水?dāng)合成來自兩付天線的信號時，衰落程度能被減小。天線分集接收示意圖

MobileCommunicationTheory6.4.2跳頻技術(shù)跳頻就是有規(guī)則地改變一個信道的頻隙（載頻頻帶）分類快跳頻慢跳頻GSM的無線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）。MobileCommunicationTheory6.4.2頻率分集目的抗拒移動通信系統(tǒng)中瑞利衰落的影響原理同一信號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高速移動時，其它衰落影響較大，GSM所采用的慢跳頻技術(shù)就無能為力了MS靜止或慢速移動時，慢跳頻技術(shù)可以使傳輸質(zhì)量提高大約6.5dBMobileCommunicationTheory6.4.2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，呼叫將受嚴(yán)重干擾MobileCommunicationTheory6.4.2干擾分集如果沒有跳頻，只有分配在?1或?2上的用戶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移動臺→基站干擾電平(無跳頻)0.1(C/I=10dB)0.14(C/I=8.5dB)0.25(C/I=6dB)0.28(C/I=5.5dB)移動臺→基站平均干擾電平(有跳頻)0.19(C/I=7.2dB)移動臺→移動臺干擾電平(無跳頻)0.10(C/I=10dB)0.14(C/I=5.5dB)移動臺→基站平均干擾電平(有跳頻)0.19(C/I=7.2dB)GSM蜂房結(jié)構(gòu)與調(diào)頻組網(wǎng)

MobileCommunicationTheory6.4.2跳頻技術(shù)的相關(guān)規(guī)定跳頻在時隙和頻隙上進行TDMA幀中的時隙蜂窩結(jié)構(gòu)的每個區(qū)群分配n組頻率，并分成若干個小區(qū)，每個小區(qū)分配一組頻率（跳頻頻率集），其中每一個頻率為一個頻道（頻隙）。跳頻序列的描述參數(shù)

GSM中規(guī)定最多可用的跳頻序列個數(shù)為64個。對于n個指定的頻率集合，可以建立64×n個不同的跳頻序列。跳頻序列號（HSN），有64種不同值移動指配偏置度（MAIO）,可包括全部n個頻率通常在一個小區(qū)內(nèi)的所有信道采用相同的HSN和不同的MAIO進行跳頻，可避免區(qū)內(nèi)信道間干擾；而在鄰近小區(qū)之間由于使用不相關(guān)的頻率集合，可認(rèn)為彼此之間沒有干擾。GSM慢跳頻示意圖

MobileCommunicationTheory6.4.2話音激活與功率控制有效地減少同信道干擾話音激活功率控制MobileCommunicationTheory6.4.2話音激活話音激活控制就是采用非連續(xù)發(fā)射。元件功能

發(fā)端話音激活檢測器檢測是否有話音或僅僅是噪音發(fā)射機舒適噪音發(fā)生器產(chǎn)生并發(fā)送與發(fā)射機背景噪音相似的信號參數(shù)

收端接收機舒適噪音發(fā)生器產(chǎn)生與發(fā)射機背景噪音相似的背景噪音信號，使收聽者覺察不到話音激活控制開關(guān)的動作話音幀代換器用前面未受干擾的話音幀取代受干擾的話音幀，從而保證接收的話音質(zhì)量非連續(xù)發(fā)射（DTX）框圖話音激活監(jiān)測器（VAD）框圖MobileCommunicationTheory6.4.2功率控制目的保證通信質(zhì)量的條件下，使發(fā)射機的發(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)定支持基站和移動臺各自獨立地進行發(fā)射功率控制總的控制范圍是30dB，每步調(diào)節(jié)范圍是20dB，從20mW到20W之間的16個功率電平，每步精度為±3dB，最大功率電平的精度為±1.5dB。MobileCommunicationTheory6.4.2功率控制過程移動臺測量信號強度和信號質(zhì)量，并定期向基站報告，基站按預(yù)置的門限參數(shù)與之相比較，然后確定發(fā)射功率的增減量。同理，移動臺按預(yù)置的門限參數(shù)與之相比較，然后確定發(fā)射功率的增減量。在實際應(yīng)用中，主要是對移動臺（而非基站）的發(fā)射功率進行控制：以滿足覆蓋區(qū)內(nèi)移動用戶能正常接收為準(zhǔn)MobileCommunicationTheory6.4.3GSM系統(tǒng)中的語音編碼技術(shù)語音方案

13kbit/sRPE-LTP碼（規(guī)則脈沖激勵長期預(yù)測）目的在保證語音或數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的條件下，提高系統(tǒng)的無線資源利用率，增加系統(tǒng)的容量過程把語音分成20ms為單位的段，每個段編成260bit的數(shù)據(jù)塊，然后對每個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)過一個預(yù)先設(shè)計好的去加重網(wǎng)絡(luò)加以復(fù)原，恢復(fù)語音信號MobileCommunicationTheory6.4.4GSM系統(tǒng)中的語音處理的一般過程GSM中語音處理的一般過程MobileCommunicationTheory6.5GSM的信令協(xié)議GSM系統(tǒng)的協(xié)議模型GSM無線信令接口的三層協(xié)議GSM的信令協(xié)議GSM信令系統(tǒng)的基本概念MobileCommunicationTheory6.5GSM的信令協(xié)議構(gòu)成七號信令的主體GSM的專用協(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（專用于空中接口）GSM網(wǎng)絡(luò)中各部分的信令MobileCommunicationTheory6.5.1GSM的信令系統(tǒng)的基本概念1概述信令的任務(wù)和作用信令是與通信有關(guān)的一系列控制信號。在通信網(wǎng)中，信令在網(wǎng)絡(luò)的每一個節(jié)點被分析處理，并導(dǎo)致一系列的控制操作。所以可以說信令是用戶以及通信網(wǎng)中各個節(jié)點相互交換信息的共同語言，是整個通信網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng)。在電信網(wǎng)中信令的基本功能是：建立呼叫監(jiān)控呼叫清除呼叫信令的操作過程：如圖MobileCommunicationTheory6.5.1GSM的信令系統(tǒng)的基本概念1概述信令的發(fā)展在模擬電話網(wǎng)或早期的數(shù)字電話網(wǎng)中隨路信令系統(tǒng)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)今和未來通信網(wǎng)的要求。于是另一種信令系統(tǒng)公共信道信令系統(tǒng)（No.7）產(chǎn)生了。隨路信令的最大特點是：信令與話音在同一個鏈路內(nèi)傳送。如PCM其16時隙（TS16）傳信令，它管30個話音信道，效率太低。MobileCommunicationTheory6.5.1GSM的信令系統(tǒng)的基本概念1概述信令的發(fā)展公共信道信令（CCS）的特點是，信令與語音分離。邏輯上信令在一個網(wǎng)上傳送；而話音在另一個網(wǎng)上傳送?？傊?，要比隨路的30個話音信令大多了。如圖所示。MobileCommunicationTheory6.5.1GSM的信令系統(tǒng)的基本概念2.GSM系統(tǒng)的信令系統(tǒng)目前GSM系統(tǒng)的信令系統(tǒng)主要是以ISDN的信令協(xié)議為基礎(chǔ)加之與移動通信有關(guān)的高層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)成的。按照ISDN的定義，在電話網(wǎng)中交換機之間的信令和交換機到用戶之間的信令在特性上差異很大，兩者自成系統(tǒng)互不兼容。前面所說的公共信道信令系統(tǒng)（No.7）指的是交換機間的信令系統(tǒng)，而在GSM系統(tǒng)中用戶到網(wǎng)絡(luò)間所采用的信令系統(tǒng)是ISDN中的D信道協(xié)議。圖為移動通信中的接口信令示意圖。MobileCommunicationTheory6.5.1GSM的信令系統(tǒng)的基本概念2.GSM系統(tǒng)的信令系統(tǒng)NO.7公共信道信令系統(tǒng)NO.7信令網(wǎng)的概念NO.7信令網(wǎng)是獨立于通信網(wǎng)專門用于傳送信令的網(wǎng)絡(luò)，由信令點SP（signalingpoint）和供傳輸信令的數(shù)據(jù)鏈路（link）構(gòu)成。NO.7是由SP、LSTP、HSTP構(gòu)成在邏輯上獨立的信令網(wǎng)。MobileCommunicationTheory6.5.1GSM的信令系統(tǒng)的基本概念2.GSM系統(tǒng)的信令系統(tǒng)NO.7公共信道信令系統(tǒng)NO.7信令網(wǎng)的概念信令點又分為產(chǎn)生消息的信令點（源點）、接收消息的信令點（宿點）以及轉(zhuǎn)發(fā)消息的信令點信令轉(zhuǎn)接點STP(signalingtransferpoint)。NO.7信令網(wǎng)通常采用分級結(jié)構(gòu)。信令轉(zhuǎn)接點在分級結(jié)構(gòu)的信令網(wǎng)中，依所處的地位又分為高級信令轉(zhuǎn)接點HSTP和低級信令轉(zhuǎn)接點LSTP。高級信令轉(zhuǎn)接點（HSTP），通常采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。為了可靠一般在一個地區(qū)設(shè)置兩個，相距一定距離。LSTP可以是星型也可以是網(wǎng)狀網(wǎng)聯(lián)接，為了可靠每個LSTP都要與兩個HSTP相連，通常設(shè)置在電信網(wǎng)C3級，即地區(qū)、市級。SP是信令消息的發(fā)起點和目的點。每個網(wǎng)員中至少有一個信令點：MSC、HLR、BSC、SSP等都有。為可靠任意SP總是要與兩個LSTP相連，通常采用星型聯(lián)接。MobileCommunicationTheory6.5.1GSM的信令系統(tǒng)的基本概念2.GSM系統(tǒng)的信令系統(tǒng)NO.7公共信道信令系統(tǒng)信令網(wǎng)編碼要想把信令消息從一個SP準(zhǔn)確地傳到另一個SP，就必須給每一個信令點編碼，且在同一個信令網(wǎng)中是唯一的。國際上規(guī)定SPC為14位編碼，而我國地域遼闊，SP超過10萬個，因此14位編碼不夠用。中國NO7采用24位編碼。這就需要一個轉(zhuǎn)換。目前信令網(wǎng)有四個：兩個國際；兩個國內(nèi)：MobileCommunicationTheory6.5.1GSM的信令系統(tǒng)的基本概念2.GSM系統(tǒng)的信令系統(tǒng)NO.7公共信道信令系統(tǒng)NO.7信令系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)NO.7信令系統(tǒng)被劃分為一個公共的消息傳遞部分（MessageTransferPart–MTP）和若干用戶部分（UserPart-UP），如圖所示。MobileCommunicationTheory6.5.1GSM的信令系統(tǒng)的基本概念2.GSM系統(tǒng)的信令系統(tǒng)NO.7公共信道信令系統(tǒng)

消息傳送部分(MTP)MTP只負(fù)責(zé)消息的傳遞，不負(fù)責(zé)消息內(nèi)容的分析，用戶部分則是為各種不同電信業(yè)務(wù)應(yīng)用設(shè)計的功能摸塊，它負(fù)責(zé)信令消息的生成、語法檢查、語義分析和信令過程控制。MTP又分為三個功能層：MTP層1—物理鏈接層；MTP層2—信令數(shù)據(jù)鏈路控制層；MTP層3—網(wǎng)絡(luò)層。如圖6.40所示。MobileCommunicationTheory6.5.1GSM的信令系統(tǒng)的基本概念2.GSM系統(tǒng)的信令系統(tǒng)NO.7公共信道信令系統(tǒng)

消息傳送部分(MTP)MTP層1是在一種傳輸速率下傳送信令的雙向數(shù)據(jù)通道，即雙工鏈路。它定義了鏈路的物理和電氣特性。MTP層2的功能是規(guī)定了在一條信號鏈路上的消息傳遞以及與消息傳遞有關(guān)的功能和程序。MTP層3網(wǎng)絡(luò)層的功能是保證網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)單元間信令消息的正確傳送。具體的說就是當(dāng)信令鏈路和信令轉(zhuǎn)接點發(fā)生故障時仍能保證可靠傳遞消息。網(wǎng)絡(luò)層的內(nèi)部又分為信令消息處理和信令網(wǎng)管理兩部分。信令消息處理的作用是當(dāng)本節(jié)點為消息的目的地時，將消息送往指定的用戶部分；當(dāng)本節(jié)點為消息轉(zhuǎn)接點時，將消息轉(zhuǎn)送至預(yù)先確定的信令鏈路。信令網(wǎng)管理的功能是在信令網(wǎng)發(fā)生故障時，根據(jù)預(yù)定數(shù)據(jù)和信令網(wǎng)狀態(tài)信息調(diào)整消息路由和信令網(wǎng)設(shè)備配置，以保證消息傳遞不中斷。MobileCommunicationTheory6.5.1GSM的信令系統(tǒng)的基本概念2.GSM系統(tǒng)的信令系統(tǒng)NO.7公共信道信令系統(tǒng)信令連接控制部分(SCCP)隨著通信網(wǎng)和通信新業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，越來越多的新業(yè)務(wù)的不斷發(fā)展，越來越多的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需要和遠(yuǎn)端網(wǎng)絡(luò)節(jié)點直接傳送控制消息，這些消息和呼叫連接電路無關(guān)，甚至根本與呼叫無關(guān)。比如，移動通信中移動臺和位置登記（HLR、VLR）之間的信令消息。另外有些信令消息（如用戶至用戶信令）雖然和呼叫直接相關(guān)，但是消息傳遞路徑不一定要和呼叫鏈路路徑相同，也不要求有某種確定的關(guān)系。要傳送這樣的信令消息MTP是不能完成的，為此需在MTP層上建立一個新的結(jié)構(gòu)層，即信令連接控制部分（SignalingConnectionControlPart—SCCP）。MobileCommunicationTheory6.5.1GSM的信令系統(tǒng)的基本概念2.GSM系統(tǒng)的信令系統(tǒng)NO.7公共信道信令系統(tǒng)信令連接控制部分(SCCP)SCCP的主要功能有：既可傳送與電路有關(guān)的信令，也可傳送與電路無關(guān)的信令。使用SCCP的GT（全局名）尋址。不但支持無連接傳送方式，也支持虛連接（面向連接）方式傳送。因為在MS與MSC之間就有虛連接存在為了增加跨網(wǎng)尋址能力SCCP中設(shè)置了全局名（GT）。它是一種國際統(tǒng)一的撥號號碼。在GSM中由MSISDN與IMSI混合的號碼。即用MSISDN的前兩部分國家代碼及目的地碼“跨網(wǎng)”，用IMSI的最后一部分用戶識別碼（MSIN）找到HLR地址，翻譯成HLR信令點編碼，再由MTP選路到HLR信令點查詢?yōu)榱藶楦嘈掠脩籼峁┓?wù)，在SCCP中設(shè)置了子系統(tǒng)號（SSN）為8bit，即個。MobileCommunicationTheory6.5.1GSM的信令系統(tǒng)的基本概念2.GSM系統(tǒng)的信令系統(tǒng)NO.7公共信道信令系統(tǒng)用戶部分(UP)UP是MTP的用戶，其功能是處理信令消息。對于不同的通信業(yè)務(wù)類型用戶UP控制處理信令消息的功能是不同的。NO.7信令系統(tǒng)對不同的通信業(yè)務(wù)類型用戶有詳細(xì)的規(guī)定。以下是主要的用戶類型：電話用戶部分TUP（TelephoneUserPart）綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)用戶部分ISUP（ISNDUserPart）移動應(yīng)用部分MAP（MobileApplicationPart）數(shù)據(jù)用戶部分DUP（DataUserPart）操作維護用戶部分OMUP(OperationandMaintenanceUserPart)MobileCommunicationTheory6.5.1GSM的信令系統(tǒng)的基本概念2.GSM系統(tǒng)的信令系統(tǒng)用戶—網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議為了定義ISDN用戶–網(wǎng)絡(luò)接口的配置并建立響應(yīng)的接口標(biāo)準(zhǔn)CCITT（現(xiàn)為ITU_T）采用了功能群和參考點兩個概念：功能群：用戶接入ISDN所需的一組功能，這些功能可以由一個或多個物理設(shè)備來完成。參考點：不同功能群的分界點。在不同的實現(xiàn)方案中，一個參考點可以對應(yīng)也可以不對應(yīng)一個物理實體。圖給出了ISDN用戶–網(wǎng)絡(luò)接口參考配置。6.41中參考點T為ISDN的基本傳輸業(yè)務(wù)接入點；參考點S為ISDN的輔助接入點；參考點R是使不符合ISDN標(biāo)準(zhǔn)的終端設(shè)備能夠經(jīng)過適配器的轉(zhuǎn)換后接到ISDN的承載業(yè)務(wù)的接入點。參考點U對應(yīng)用戶線。MobileCommunicationTheory6.5.1GSM的信令系統(tǒng)的基本概念2.GSM系統(tǒng)的信令系統(tǒng)用戶—網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議ISDN的信道結(jié)構(gòu)與用戶接口協(xié)議。ISDN的用戶—網(wǎng)絡(luò)接口有兩種接口信道結(jié)構(gòu)，一種是基本接口信道結(jié)構(gòu)，另一種是一次群速率接口信道結(jié)構(gòu)?；窘涌谛诺澜Y(jié)構(gòu)（2B+D）包括兩條64kbit/s雙工的B信道和一條16kbit/s雙工的D信道，總的速率是144kbit/s。B信道是業(yè)務(wù)信道，供傳送用戶數(shù)據(jù)用，D信道是信令信道，用于傳送信令和低速率的分組業(yè)務(wù)。在移動通信系統(tǒng)中，為了有效地利用頻率資源多采用D信道。一次群速率接口信道結(jié)構(gòu)主要為23B+D和32B+D兩種速率的信道結(jié)構(gòu)。MobileCommunicationTheory6.5.1GSM的信令系統(tǒng)的基本概念2.GSM系統(tǒng)的信令系統(tǒng)用戶—網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議ISDN的信道結(jié)構(gòu)與用戶接口協(xié)議。ISDN的用戶接口協(xié)議有三層，第一層為物理層；第二層為數(shù)據(jù)鏈路層；第三層為網(wǎng)絡(luò)層。如圖所示。MobileCommunicationTheory6.5.1GSM的信令系統(tǒng)的基本概念2.GSM系統(tǒng)的信令系統(tǒng)用戶—網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議ISDN的信道結(jié)構(gòu)與用戶接口協(xié)議。第一層定義了用戶終端設(shè)備到網(wǎng)終端設(shè)備間的物理接口；第二層是建立數(shù)據(jù)鏈路，從第二層開始B信道與D信道使用不同的協(xié)議。LAPB（LinkAccessProtocolBalanced）平衡型鏈路訪問協(xié)議適用于點對點的鏈路；LAPD（LinkAccessProtocol–Dchannel）D信道的鏈路接入?yún)f(xié)議，可實現(xiàn)點對多點的連接。第三層建立電路交換和分組交換的連接。MobileCommunicationTheory6.5.1GSM的信令系統(tǒng)的基本概念2.GSM系統(tǒng)的信令系統(tǒng)GSM網(wǎng)絡(luò)的接口網(wǎng)絡(luò)的實體結(jié)構(gòu)與接口如圖所示。MobileCommunicationTheory6.5.1GSM的信令系統(tǒng)的基本概念2.GSM系統(tǒng)的信令系統(tǒng)GSM網(wǎng)絡(luò)的接口圖中所涉及的各種接口說明如下：A接口—MSC與BSS間的接口。A接口主要傳輸呼叫處理、移動性管理、基站管理和移動臺管理的消息。B接口—MSC與VLR間的接口。當(dāng)MSC需要其管轄區(qū)內(nèi)的某個移動臺的當(dāng)前位置和管理數(shù)據(jù)時，則通過此接口向VLR查詢。C接口—MSC與HLR間的接口。當(dāng)呼叫建立時，MSC通過此接口從HLR取得選擇路由信息。呼叫結(jié)束后，MSC向HLR送計費信息。C接口用于管理和路由選擇的信令交換。D接口—HLR與VLR間的接口。此接口用于兩個位置登記寄存器間交換有關(guān)移動臺的位置信息以及用戶數(shù)據(jù)信息。E接口—MSC間的接口。主要用于移動用戶在MSC之間進行越局切換時交換有關(guān)信道切換的信息。F接口—MSC與EIR間的接口。用于MSC和EIR之間的信令交換。EIR是存儲國內(nèi)和國際移動設(shè)備識別號碼的寄存器，MSC通過F接口有關(guān)信息，以核對移動設(shè)備的識別碼。G接口—VLR間的接口。當(dāng)一個移動用戶在一個新的VLR登記時，新轄區(qū)VLR需要與舊轄區(qū)VLR傳遞有關(guān)數(shù)據(jù)時要用到此接口。Um接口—基站子系統(tǒng)BSS與MS間的接口。此接口為空中接口，是移動通信網(wǎng)的主要接口。Sm接口—用戶與網(wǎng)絡(luò)間的接口。此接口包括鍵盤、顯示器和用戶識別卡等MobileCommunicationTheory6.5.2GSM系統(tǒng)的協(xié)議模型所謂接口代表兩個相鄰實體之間的連接點，而協(xié)議是說明連接點上交換信息需要遵守的規(guī)則。按照電信網(wǎng)開放系統(tǒng)互連模式的概念，把協(xié)議按其功能分成不同的層次：最底層稱為傳輸層，或稱為物理層；第二層稱為鏈路層，或稱為網(wǎng)絡(luò)層；第三層以上統(tǒng)稱為應(yīng)用層。每一層都各有自己的協(xié)議約定。兩個實體要通過接口傳送特定的信息流，這種信息流必須按照一定的規(guī)定，也就是雙方應(yīng)遵守某種協(xié)議，這樣信息才能為雙方所理解。不同的實體所傳送的信息流不同，但其中也可能有一些具有共性，因此某些協(xié)議可以用在不同的接口上，同一個接口會用到多種協(xié)議。MobileCommunicationTheory6.5.2GSM系統(tǒng)的協(xié)議模型GSM網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議模型MobileCommunicationTheory6.5.2GSM系統(tǒng)的協(xié)議模型在Um接口上的信令協(xié)議模型為三層結(jié)構(gòu)的，三層結(jié)構(gòu)圖如圖所示。OSI模型建議的分層協(xié)議結(jié)構(gòu)三個層次內(nèi)容功能物理層各類信道為高層信息傳送提供基本的無線信道數(shù)據(jù)鏈路層各種數(shù)據(jù)傳輸結(jié)構(gòu)對數(shù)據(jù)傳輸進行控制第三層無線資源管理（RM）各類消息和程序?qū)I(yè)務(wù)進行控制移動性管理（MM）呼叫管理低高MobileCommunicationTheory6.5.2GSM系統(tǒng)的協(xié)議模型表示相鄰層之間信息與控制的邏輯交換類型意義“請求”高層向相鄰低層請求一種業(yè)務(wù)“指示”提供某種業(yè)務(wù)的層次通知其相鄰高層與“請求”類原語有關(guān)的活動“響應(yīng)”某層確認(rèn)收到某個低層的“指示”類原語“證實”提供“請求”業(yè)務(wù)的層為證實操作活動已經(jīng)完成對等層通信的原語原語MobileCommunicationTheory業(yè)務(wù)接入點（SAP）功能對提供業(yè)務(wù)的實體的控制數(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線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)層之間物理層SAP

6.5.2GSM系統(tǒng)的協(xié)議模型MobileCommunicationTheoryA接口A接口是BSS和MSC間的地面接口，對應(yīng)的接口協(xié)議為NO.7信令分層協(xié)議，如圖所示。用戶部分是移動應(yīng)用部分（MAP），在BSS基站子系統(tǒng)側(cè)MAP稱為基站子系統(tǒng)應(yīng)用部分BSSAP，它包括BSS管理應(yīng)用部分和直接傳遞應(yīng)用部分DTAP。BSSMAP的作用為支持MSC和BSC間有關(guān)MS的規(guī)程，如建立業(yè)務(wù)（呼叫、登記）連接，信道指配，切換控制等。DTAP的作用是用來傳送來自或發(fā)往MS的呼叫控制和移動性管理（鑒權(quán)、SSD參數(shù)）消息、補充業(yè)務(wù)消息（用以在MS和MSC之間建立IS—53定義的蜂窩業(yè)務(wù)）和短消息業(yè)務(wù)消息。6.5.2GSM系統(tǒng)的協(xié)議模型MobileCommunicationTheory6.5.3GSM無線信令接口的三層協(xié)議物理層數(shù)據(jù)鏈路層第三層MobileCommunicationTheory6.5.3GSM無線信令接口的三層協(xié)議為上層提供不同的邏輯信道每個邏輯信道都有自己的業(yè)務(wù)接入點SAP各種邏輯信道是復(fù)用在TDMA物理信道的TS0或TS1時隙上的移動臺采用時分多址方式，可以在空閑時監(jiān)測周圍環(huán)境，把監(jiān)測結(jié)果定時地傳送給基站，以確定是否進行切換物理層MobileCommunicationTheory6.5.3GSM無線信令接口的三層協(xié)議協(xié)議移動D信道鏈路接入?yún)f(xié)議LAPDmLAPDm信令幀與LAPD信令幀的比較幀結(jié)構(gòu)幀的類型和作用作用為移動臺和基站之間提供可靠的無線鏈路主要信令協(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(SAP)說明連接的復(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實體之間通過Dm通路經(jīng)空中接口Um傳遞信息支持多個第三層實體；多個物理實體；BCCH信令；PCH信令；AGCH信令；DCCH信令。數(shù)據(jù)鏈路層MobileCommunicationTheory6.5.3GSM無線信令接口的三層協(xié)議LAPDm幀中不含有幀校驗（FSC）標(biāo)志，地址和控制段也比較短LapD和LapDm的幀結(jié)構(gòu)

MobileCommunicationTheory6.5.3GSM無線信令接口的三層協(xié)議幀名意義任務(wù)SABM建立異步平衡模式建立證實模式時的第一個幀DISC拆線釋放證實模式時的第一個幀UA無序號證實對上述兩種幀的證實DM非連接模式指示非連接模式的信息幀UI無信號信息非證實模式下的信息幀I信息證實模式下的信息幀RR接收器準(zhǔn)備好流量控制,也可以用于證實RNR接收器未準(zhǔn)備好流量控制REJ拒絕否定證實FRMR幀拒絕錯誤返回報告LAPDm與LAPD幀的類型和作用MobileCommunicationTheory6.5.3GSM無線信令接口的三層協(xié)議功能專用無限信道連接的建立、操作和釋放（無線資源管理RM）位置更新、鑒權(quán)和TMSI的再分配（移動性管理MM）電路交換呼叫的建立、維持和結(jié)束（呼叫控制CC）補充業(yè)務(wù)支持（SS）短消息業(yè)務(wù)支持（SMS）各個子層的功能和作用第三層MobileCommunicationTheory6.5.3GSM無線信令接口的三層協(xié)議子層作用功能無線資源管理RM呼叫期間移動臺與MSC間連接的建立和釋放；越區(qū)或漫游期間的信道切換；動態(tài)地共享有限的無線資源。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；功率控制和定時提前等。移動性管理MM支持用戶的移動性，如：跟蹤漫游移動臺的位置；登記位置信息；處理用戶通信過程中連接的切換。在MS和MSC間建立、保持及釋放一個MM連接；由移動臺啟動的位置更新；保密識別和用戶鑒權(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臺主呼（或被呼）的呼叫建立（或拆除）電路交換連接補充業(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各子層的功能和作用MobileCommunicationTheory6.6接續(xù)和移動性管理概述呼叫建立過程越區(qū)切換與漫游安全措施接續(xù)和移動性管理計費位置更新MobileCommunicationTheory6.6.1概述出發(fā)點為了建立一個呼叫連接需要解決的問題用戶所在的位置用戶識別用戶所需提供的業(yè)務(wù)操作過程呼叫接續(xù)過程移動性管理過程（越區(qū)漫游時）建立或釋放控制信道和業(yè)務(wù)信道設(shè)備和用戶的識別無線鏈路、地面鏈路的交換和連接建立點到點的通信鏈路各種位置寄存器中移動臺位置信息的登記、修改或刪除越區(qū)轉(zhuǎn)接正在通話MobileCommunicationTheory6.6.2位置更新目的使移動臺總與網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)系，以便移動臺在網(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)容移動用戶的登記以及相關(guān)數(shù)據(jù)庫移動用戶位置更新移動用戶的周期位置更新MobileCommunicationTheory6.6.2移動用戶的登記及相關(guān)數(shù)據(jù)庫SIM（SubscriberIdentityModule）卡功能存有用于用戶身份認(rèn)證所需的信息執(zhí)行一些與安全保密有關(guān)的信息存儲與網(wǎng)絡(luò)和用戶有關(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算機內(nèi)容用戶管理的有關(guān)信息：國際移動用戶識別號（IMSI）、鑒權(quán)密鑰（Ki）、用戶接入等級控制以及用戶注冊的業(yè)務(wù)種類和相關(guān)網(wǎng)絡(luò)信息等登記過程MobileCommunicationTheoryIMSI附著鑒權(quán)登記網(wǎng)絡(luò)識別6.6.2移動用戶的登記過程MSC用戶的臨時位置信息用戶基本信息當(dāng)前位置信息MSC/VLRIMSIVLRHLRONplayOFFONOFFplay位置更新請求附著入網(wǎng)注：IMSI——國際移動用戶識別碼playMSC/VLR分離處理請求離網(wǎng)分離MobileCommunicationTheory6.6.2移動用戶位置更新移動用戶從一個網(wǎng)絡(luò)服務(wù)區(qū)到達另外一個網(wǎng)絡(luò)服務(wù)區(qū)時，系統(tǒng)所進行的位置更新操作。位置更新請求過程位置更新過程BSSNMSNSSMSCVLRO&M空中接口Ａ接口MSCVLR涉及了兩個VLR位置更新所涉及的網(wǎng)絡(luò)單元MobileCommunicationTheoryBCCH6.6.2位置更新請求過程通常移動用戶處于開機空閑狀態(tài)時，被鎖定在所在小區(qū)的廣播信道（BCCH）載頻上網(wǎng)絡(luò)位置識別信息ＩＤ兩次ＩＤ是否相同不發(fā)送位置請求信息ONＹＮMobileCommunicationTheory6.6.2位置更新過程網(wǎng)絡(luò)端接收到請求信息后便將移動臺注冊到一個新的VLR區(qū)域用戶的歸屬寄存器HLR與新的VLR交換數(shù)據(jù)得到移動用戶的新位置信息HLR通知移動臺所屬的舊的VLR刪除用戶有關(guān)信息MSBSSMSCVLRnewVLRoldHLR2.位置修改請求1.分配信道3.請求用戶身份4.請求用戶身份5.請求用戶數(shù)據(jù)6.請求用戶數(shù)據(jù)7.鑒權(quán)進程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位置更新過程

MobileCommunicationTheory6.6.2移動用戶的周期位置更新解決問題網(wǎng)絡(luò)在特定時間未能收到來自移動臺的任何信息方法系統(tǒng)采取強制登記措施，要求MS每隔一定時間登記一次定時器控制移動臺每隔一定時間便向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送一次位置更新請求消息如果在特定時間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)接收不到某用戶的周期位置更新消息，則對該其做去“附著”處理MobileCommunicationTheory6.6.3呼叫建立過程移動臺的被呼過程移動臺的主呼過程MobileCommunicationTheory6.6.3移動臺的被呼過程以固定網(wǎng)PSTN呼叫移動用戶為例固定網(wǎng)的用戶撥打移動用戶的電話號碼MSISDNPSTN交換機分析MSISDN號碼GMSC分析MSISDN號碼HLR分析由GMSC發(fā)來的信息HLR查詢當(dāng)前為被呼移動用戶服務(wù)的MSC/VLR由正在服務(wù)于被呼用戶的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MobileCommunicationTheory6.6.3固網(wǎng)用戶撥打MSISDNMSISDN——移動用戶的國際ISDN號碼號碼結(jié)構(gòu)CC為國家代碼，我國為86國內(nèi)有效ISDN號碼：11位NDC數(shù)字蜂窩移動業(yè)務(wù)接入號13S(S＝9、8、7、6、5移動通信公司）聯(lián)通公司目前的接入網(wǎng)號為130，131)。HLR識別號：H0H1H2H3

我國的H0H1H2H3分配分為H0=0和H0≠0兩種情況H0=0時，H1、H2由全國統(tǒng)一分配，H3由各省自行分配。一個HLR可以包含一個或多個H3數(shù)值H0≠0時，S、H0、H1、H2由全國統(tǒng)一分配。一個HLR可包含一個或若干個SH0H1H2數(shù)值SN（移動用戶號）：ABCD。由各HLR自行分配CCNDCSN國際移動用戶ISDN號碼國內(nèi)有效ISDN號碼HLRN1

N2

N3H0

H1

H2H3ABCD86MSISDN的號碼結(jié)構(gòu)MobileCommunicationTheory6.6.3MSISDN號碼的分析PSTN交換機分析MSISDN號碼