GSM數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)

1、GSM數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)1目 錄第一部分 移動(dòng)通信系統(tǒng)的概述第二部分 GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與接口第三部分 短消息業(yè)務(wù)介紹第四部分 無線應(yīng)用協(xié)議WAP第五部分 通用分組無線業(yè)務(wù)GPRS2第一部分 移動(dòng)通信系統(tǒng)的概述一、移動(dòng)通信的發(fā)展與現(xiàn)狀二、 GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)主要性能簡介3一、移動(dòng)通信的發(fā)展與現(xiàn)狀第一階段：從上世紀(jì)20年代至40年代早期，短波無線通信。第二階段：從40年代中期至60年代初期，移動(dòng)無線通信開始問世。第三階段：從60年代中期至70年代中期，大區(qū)制移動(dòng)電話。第四階段：從70年代中期至80年代中期，是移動(dòng)通信蓬勃 發(fā)展時(shí)期。1978年底，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室研制成功先進(jìn)的移動(dòng)電話系統(tǒng)（AMPS），建

2、成了蜂窩狀移動(dòng)通信網(wǎng)。第五階段：從80年代中期開始，歐洲推出GSM體系，美國和日本也制定了各自的數(shù)字移動(dòng)通信體制。4移動(dòng)通信迅速發(fā)展的原因市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)-中國大陸：移動(dòng)電話用戶1999年超過4000萬用戶，移動(dòng)電話業(yè)務(wù)量占整個(gè)電信業(yè)務(wù)量的50%。據(jù)信息產(chǎn)業(yè)部副部長婁勤儉說，到六月底，中國內(nèi)地移動(dòng)電話用戶將達(dá)到1.16億戶，比去年年底凈增3000多萬戶。-全球移動(dòng)電話用戶到2000年已達(dá)到5億。全球約每10人擁有一部手機(jī)，而現(xiàn)在，每五人就擁有一部手機(jī)。5移動(dòng)通信迅速發(fā)展的原因(續(xù))技術(shù)發(fā)展-微電子技術(shù)長足發(fā)展，如DSP、天線技術(shù)-形成移動(dòng)通信新體制，蜂窩網(wǎng)。-微處理技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)政府調(diào)節(jié)-頒布有利于

3、移動(dòng)通信發(fā)展的政策-分配或拍賣頻段6移動(dòng)通信系統(tǒng)的演進(jìn)AMPSTACSNMTC450NAMTS模擬技術(shù)DAMPS IS-95 GSMPDC數(shù)字技術(shù)CDMA2000 WCDMATD-SCDMA語音業(yè)務(wù)多媒體業(yè)務(wù)技術(shù)驅(qū)動(dòng)業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)第一代模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)80年代第二代數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)90年代第三代數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)21世紀(jì)FDMA話音TDMA話言和低速數(shù)據(jù)CDMA寬帶多媒體技術(shù)驅(qū)動(dòng)7蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)從開始使用到現(xiàn)在不過20年的時(shí)間，其發(fā)展速度之快十分驚人?？墒?，在一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家，卻因?yàn)橐苿?dòng)通信業(yè)務(wù)的激增使人們很早就預(yù)感到模擬蜂窩系統(tǒng)存在著許多不足： (1) 已有的模擬蜂窩系統(tǒng)制式混雜，不能

4、實(shí)現(xiàn)國際漫游。(2) 模擬蜂窩網(wǎng)不能提供綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)業(yè)務(wù)。通信網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)將實(shí)現(xiàn)向ISDN過渡，隨著非話業(yè)務(wù)的發(fā)展，綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)逐步投入使用，對(duì)移動(dòng)通信領(lǐng)域的數(shù)字化要求愈來愈迫切。 (3) 模擬系統(tǒng)設(shè)備價(jià)格高，手機(jī)體積大，功耗大。移動(dòng)通信系統(tǒng)的演進(jìn)8移動(dòng)通信系統(tǒng)的演進(jìn)(4) 模擬系統(tǒng)網(wǎng)用戶容量受到限制，在人口密度很大的城市系統(tǒng)擴(kuò)容困難。(5) 模擬系統(tǒng)保密性不好。為了克服第一代蜂窩系統(tǒng)的局限性，以滿足移動(dòng)通信網(wǎng)發(fā)展的需要，北美、歐洲和日本自20世紀(jì)80年代中期起相繼開始第二代即數(shù)字蜂窩系統(tǒng)的研究。同模擬系統(tǒng)相比，數(shù)字系統(tǒng)具有系統(tǒng)容量大，頻率利用率高，通信質(zhì)量好，業(yè)務(wù)種類多，便于

5、與ISDN等網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，易于保密，便于集成，設(shè)備體積小、重量輕、耗電省、成本低等優(yōu)點(diǎn)，是移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢(shì)。9移動(dòng)通信系統(tǒng)的演進(jìn)目前，世界上已投入市場(chǎng)的數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)有以下幾種：1) 歐洲的GSM系統(tǒng)由于歐洲各國模擬蜂窩通信系統(tǒng)體制的不統(tǒng)一，無法實(shí)現(xiàn)國與國之間的漫游通信，因此歐洲各國最早開始數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的研究，并于1991年率先投入商用。GSM系統(tǒng)不但能獲得比模擬系統(tǒng)更高的通信容量，而且可以實(shí)現(xiàn)相鄰國家之間的漫游通信。10移動(dòng)通信系統(tǒng)的演進(jìn)2)北美的ADC(也稱DAMPS)系統(tǒng)這種系統(tǒng)的特點(diǎn)是數(shù)字和模擬兼容(也叫雙模式)。用戶利用一種雙模式設(shè)備，既能在數(shù)字蜂窩網(wǎng)中通信，也能在模擬蜂窩網(wǎng)中通

6、信。這樣不僅能提高通信容量，而且有利于解決建立新設(shè)備和利用舊設(shè)備的矛盾。美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)于1990年批準(zhǔn)了雙模式數(shù)字蜂窩系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，簡稱IS-54標(biāo)準(zhǔn)。3)日本的JDC系統(tǒng)繼歐洲的GSM系統(tǒng)和北美的ADC系統(tǒng)之后，日本于1989年提出了JDC系統(tǒng)。JDC系統(tǒng)的有些技術(shù)特征和ADC相似，但它有自己的特點(diǎn)，也不是雙模式。11移動(dòng)通信系統(tǒng)的演進(jìn)4) CDMA系統(tǒng)這也是一種數(shù)字和模擬兼容的系統(tǒng)，由美國Qualcomm公司提出，并于1993年被美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)批準(zhǔn)，定為IS-95標(biāo)準(zhǔn)。它采用碼分多址(CDMA)技術(shù)，具有用戶容量更大，抗干擾、保密性能好，通信質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，業(yè)已在許多國家投入使用。12二、

7、 GSM系統(tǒng)主要性能簡介1、發(fā)射頻率：上行890-915MHz 下行935-960MHz2、多址方式：TDMA3、雙工方式：FDD4、雙工間隔：45MHz5、載波頻道間隔：200KHz，共124載頻。6、語音編碼：規(guī)則脈沖激勵(lì)長期預(yù)測(cè)編碼 （RPE-LPC），語音編碼速率13kbps。 13GSM系統(tǒng)主要性能簡介（續(xù)）7、信道編碼：采用循環(huán)冗余碼、1/2卷積碼及交織編碼。8、跳頻速率：217跳/秒9、調(diào)制方式：高斯濾波最小移頻鍵控（GMSK），調(diào)制速率270.833kbps。10、時(shí)隙和TDMA幀：物理信道/時(shí)隙，時(shí)隙周期577us，8時(shí)隙/幀。9、小區(qū)結(jié)構(gòu)：在農(nóng)村地區(qū)可采用宏小區(qū)，小區(qū)半徑可

8、達(dá)35km；城市地區(qū)小區(qū)半徑一般為10-20km；市中心等業(yè)務(wù)密集地區(qū)可采用微小區(qū)，半徑0.5km。14GSM系統(tǒng)主要特點(diǎn)根據(jù)GSM標(biāo)準(zhǔn)及性能，可以看出GSM系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：(1) 具有開放的通用接口標(biāo)準(zhǔn)。 現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)采用7號(hào)信令作為互連標(biāo)準(zhǔn)，并采用與ISDN用戶網(wǎng)絡(luò)接口一致的三層分層協(xié)議，這樣易于與PSTN、ISDN等公共電信網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互通，同時(shí)便于功能擴(kuò)展和引入各種ISDN業(yè)務(wù)。(2) 具有跨系統(tǒng)、跨地區(qū)、跨國度的自動(dòng)漫游能力。15GSM系統(tǒng)主要特點(diǎn)(3) 提供可靠的安全保護(hù)功能。 在GSM系統(tǒng)中，采用了多種安全手段來進(jìn)行用戶識(shí)別、鑒權(quán)與傳輸信息的加密，保護(hù)用戶的權(quán)利和隱私。 GSM系

9、統(tǒng)中的每個(gè)用戶都有一張惟一的SIM(客戶識(shí)別模塊)卡，它是一張帶微處理器的智能卡(IC卡)，存儲(chǔ)著用于認(rèn)證的用戶身份特征信息和與網(wǎng)絡(luò)操作、安全管理以及保密相關(guān)的信息；移動(dòng)臺(tái)只有插入SIM卡才能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)操作。 16GSM系統(tǒng)主要特點(diǎn)(4) 支持各種電信承載業(yè)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù)，增值業(yè)務(wù)豐富。 電信業(yè)務(wù)是GSM的主要業(yè)務(wù)，它包括電話、傳真、短消息、可視圖文以及緊急呼叫等業(yè)務(wù)。 由于GSM中所傳輸?shù)氖菙?shù)字信息，因此無需采用Modem就能提供數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)，這些數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)包括3009600 b/s的電路交換異步數(shù)據(jù)、12009600 b/s的電路交換同步數(shù)據(jù)和3009600 b/s的分組交換異步數(shù)據(jù)。 升級(jí)至G

10、PRS后更支持高達(dá)171.2 kb/s的分組交換數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。17GSM系統(tǒng)主要特點(diǎn)(5) 容量大，頻譜利用率高，抗衰落、抗干擾能力得到加強(qiáng)。 與模擬移動(dòng)系統(tǒng)相比，在相同頻帶寬度下其通信容量增大了35倍，另外，由于在系統(tǒng)中使用了窄帶調(diào)制、語言壓縮編碼等技術(shù)，頻率可多次重復(fù)使用，從而提高了頻率利用率，同時(shí)便于靈活組網(wǎng)。 又因?yàn)樵贕SM系統(tǒng)中采用了分集、交織、差錯(cuò)控制、跳頻等技術(shù)，系統(tǒng)的抗衰落、抗干擾能力得到了加強(qiáng)。(6) 易于實(shí)現(xiàn)向第三代系統(tǒng)的平滑過渡。正是由于GSM系統(tǒng)具有以上諸多優(yōu)點(diǎn)，真正實(shí)現(xiàn)了個(gè)人移動(dòng)性和終端移動(dòng)性，因此在全球得到了廣泛的應(yīng)用，占據(jù)了全球移動(dòng)通信市場(chǎng)70%以上的份額。 18第二

11、部分 GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與接口一、GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)二、GSM系統(tǒng)的各類接口三、GSM系統(tǒng)的控制與管理19一、GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)GSM數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)的主要組成部分為網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(NSS)、基站子系統(tǒng)(BSS)和移動(dòng)臺(tái)(MS)；（圖4.6.1）除此之外，GSM網(wǎng)中還配有短信息業(yè)務(wù)中心(SC)，既可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的短信息業(yè)務(wù)，也可實(shí)現(xiàn)廣播式的公共信息業(yè)務(wù)以及語音留言業(yè)務(wù)，從而提高網(wǎng)絡(luò)接通率。 20一、GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)21GSM系統(tǒng)設(shè)備1、移動(dòng)臺(tái)MS2、基站子系統(tǒng)BSS 基站控制臺(tái)BSC 基站收發(fā)信臺(tái)BTS4、操作維護(hù)子系統(tǒng)OMC OMC-B OMC-S3、網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng) 移動(dòng)交換中心MSC 歸屬位置寄存器HLR 訪

12、問位置寄存器VLR 設(shè)備標(biāo)志寄存器EIR 認(rèn)證中心AUC22移動(dòng)臺(tái)（MS）移動(dòng)臺(tái)語音處理的過程移動(dòng)臺(tái)是移動(dòng)終端（MS）和用戶識(shí)別模塊（SIM）組成。23基站子系統(tǒng)BSS基站子系統(tǒng)包括基站收發(fā)信機(jī)組(BTS)和基站控制器(BSC)。該子系統(tǒng)由MSC控制，通過無線信道完成與MS的通信，主要實(shí)現(xiàn)無線信號(hào)的收發(fā)以及無線資源管理等功能。基站系統(tǒng)是在小區(qū)內(nèi)建立無線電覆蓋的設(shè)備，負(fù)責(zé)管理無線資源，建立移動(dòng)臺(tái)與網(wǎng)絡(luò)之間的無線信道，傳送網(wǎng)絡(luò)的各種信令及用戶信息等。24基站子系統(tǒng)1) 基站收發(fā)信機(jī)組(BTS) 基站收發(fā)信機(jī)組包括無線傳輸所需要的各種硬件和軟件，如多部收發(fā)信機(jī)、支持各種小區(qū)結(jié)構(gòu)(如全向、扇形)所需要

13、的天線、連接基站控制器的接口電路以及收發(fā)信機(jī)本身所需要的檢測(cè)和控制裝置等。 它實(shí)現(xiàn)對(duì)服務(wù)區(qū)的無線覆蓋，并在BSC的控制下提供足夠的與MS連接的無線信道。25基站子系統(tǒng)2) 基站控制器(BSC) 基站控制器(BSC)是基站收發(fā)信機(jī)組(BTS)和移動(dòng)交換中心之間的連接點(diǎn)，也為BTS和操作維護(hù)中心(OMC)之間交換信息提供接口。 一個(gè)基站控制器通常控制多個(gè)BTS，完成無線網(wǎng)絡(luò)資源管理、小區(qū)配置數(shù)據(jù)管理、功率控制、呼叫和通信鏈路的建立和拆除、本控制區(qū)內(nèi)移動(dòng)臺(tái)的越區(qū)切換控制等功能。 26網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)NSS網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)由一系列功能實(shí)體構(gòu)成，主要起交換、移動(dòng)性管理和安全性管理等功能。1) 移動(dòng)交換中心(MSC)

14、移動(dòng)交換中心(MSC)是蜂窩通信網(wǎng)絡(luò)的核心，它是用于對(duì)覆蓋區(qū)域中的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行控制和話音交換的功能實(shí)體，同時(shí)也為本系統(tǒng)連接別的MSC和其它公用通信網(wǎng)絡(luò)(如公用交換電信網(wǎng)PSTN、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN和公用數(shù)據(jù)網(wǎng)PDN)提供鏈路接口。MSC主要完成交換功能、計(jì)費(fèi)功能、網(wǎng)絡(luò)接口功能、無線資源管理與移動(dòng)性能管理功能等，具體包括信道的管理和分配、呼叫的處理和控制、越區(qū)切換和漫游的控制、用戶位置信息的登記與管理、用戶號(hào)碼和移動(dòng)設(shè)備號(hào)碼的登記和管理、服務(wù)類型的控制、對(duì)用戶實(shí)施鑒權(quán)、保證用戶在轉(zhuǎn)移或漫游的過程中實(shí)現(xiàn)無間隙的服務(wù)等。 27網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)NSS2) 歸屬位置寄存器(HLR) 這是GSM系統(tǒng)的中央數(shù)據(jù)

15、庫，存儲(chǔ)著該HLR控制區(qū)內(nèi)所有移動(dòng)用戶的管理信息，其中包括用戶的漫游能力、簽約服務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù)；此外，還為移動(dòng)交換中心提供移動(dòng)臺(tái)實(shí)際漫游所在地的信息，這樣就使任何來話呼叫立即按選擇的路徑送到被叫用戶。3) 訪問位置寄存器(VLR) 這是一個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫，記錄著當(dāng)前進(jìn)入其服務(wù)區(qū)內(nèi)已登記的移動(dòng)用戶的相關(guān)信息，如用戶號(hào)碼、所處位置區(qū)域信息等，使移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心能夠建立呼入和呼出的呼叫； 一旦移動(dòng)用戶離開該VLR服務(wù)區(qū)而在另一個(gè)VLR中重新登記時(shí)，該移動(dòng)用戶的相關(guān)信息即被刪除。 28網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)NSS4) 鑒權(quán)中心(AUC) AUC存儲(chǔ)著鑒權(quán)算法和加密密鑰，在確定移動(dòng)用戶身份和對(duì)呼叫進(jìn)行鑒權(quán)、加密處理時(shí)，提

16、供所需的三個(gè)參數(shù)(隨機(jī)號(hào)碼RAND、符合響應(yīng)SRES、密鑰Kb)，用來防止無權(quán)用戶接入系統(tǒng)和保證通過無線接口的移動(dòng)用戶的通信安全。5) 移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器(EIR) EIR也是一個(gè)數(shù)據(jù)庫，用于存儲(chǔ)移動(dòng)臺(tái)的有關(guān)設(shè)備參數(shù)，主要完成對(duì)移動(dòng)設(shè)備的識(shí)別、監(jiān)視、閉鎖等功能，以防止非法移動(dòng)臺(tái)的使用。目前，我國各移動(dòng)運(yùn)營商尚未啟用EIR設(shè)備。 29網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)NSS6) 操作維護(hù)中心(OMC)OMC用于對(duì)GSM系統(tǒng)進(jìn)行集中操作、維護(hù)與管理，具體又包括無線操作維護(hù)中心(OMC-R)和交換網(wǎng)絡(luò)操作維護(hù)中心(OMC-S)。OMC-R對(duì)基站分系統(tǒng)的操作維護(hù)包括：人機(jī)接口管理、保密管理、配置管理、運(yùn)行管理、出錯(cuò)管理。 O

17、MC-S對(duì)交換分系統(tǒng)的操作維護(hù)操作功能：系統(tǒng)控制、移動(dòng)用戶管理、服務(wù)管理、業(yè)務(wù)管理、計(jì)費(fèi)、路由和網(wǎng)絡(luò)管理。維護(hù)功能：移動(dòng)用戶線維護(hù)、局間中繼線維護(hù)、系統(tǒng)軟硬件維護(hù)。30二、GSM系統(tǒng)中的各類接口311、主要接口GSM主要接口是Um接口、A接口和Abis接口，這三種接口保證了不同廠商生產(chǎn)的移動(dòng)臺(tái)、基站子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)設(shè)備能互聯(lián)互通。1）空中接口（Um）Um接口是MS與BTS之間的無線電接口，主要傳送無限資源管理、移動(dòng)性管理和接續(xù)管理等信息。2）A接口基站BSC與MSC之間的接口，傳送的信息包括移動(dòng)臺(tái)和基站的管理、移動(dòng)性和呼叫接續(xù)管理等3）Abis接口是NSS內(nèi)BTS與BSC之間的接口，用于BT

18、S與BSC之間的遠(yuǎn)端互連方式。322、網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)內(nèi)部接口包括B、C、D、E、F、G接口：1）B接口MSC與VLR之間的接口，用于MSC向VLR詢問有關(guān)MS當(dāng)前位置信息或通知VLR有關(guān)MS的位置更新信息。2）C接口MSC與HLR之間的接口，用于傳遞路由選擇和管理信息。3）D接口HLR與VLR之間的接口，用于交換MS位置和用戶管理的信息，保證MS在整個(gè)服務(wù)區(qū)內(nèi)能建立和接受呼叫。332、網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)內(nèi)部接口4）E接口相鄰區(qū)域的移動(dòng)交換中心之間的接口，用于MS從一個(gè)MSC控制區(qū)到另一個(gè)MSC控制區(qū)時(shí)交換有關(guān)信息，以完成越區(qū)切換。5）F接口MSC與EIR之間的接口，用于交換相關(guān)的管理信息。6）G接口VLR

19、之間的接口，在采用臨時(shí)移動(dòng)用戶識(shí)別碼（TMSI）時(shí)，此接口用于向分配TMSI的VLR詢問此移動(dòng)用戶的國際移動(dòng)用戶識(shí)別碼的信息。34GSM的區(qū)域、號(hào)碼、地址與識(shí)別從地理位置來看，GSM系統(tǒng)分為GSM服務(wù)區(qū)、公用陸地移動(dòng)網(wǎng)（PLMN）業(yè)務(wù)區(qū)、移動(dòng)交換控制區(qū)（MSC區(qū)）、位置區(qū)（LA）、基站區(qū)和扇區(qū)。GSM服務(wù)區(qū)PLMN服務(wù)區(qū)MSCVLR服務(wù)區(qū)位置區(qū)基站區(qū)351、區(qū)域劃分1）、GSM服務(wù)區(qū)： 由聯(lián)網(wǎng)的GSM全部成員國組成。2）、PLMN業(yè)務(wù)區(qū) 由GSM系統(tǒng)構(gòu)成的公用陸地移動(dòng)網(wǎng)，處于國際或國內(nèi)匯接交換機(jī)的級(jí)別上。3）、MSC業(yè)務(wù)區(qū) 由一個(gè)移動(dòng)交換中心控制的區(qū)域稱為MSC業(yè)務(wù)區(qū)，凡在該區(qū)的移動(dòng)臺(tái)均在該區(qū)

20、的訪問位置寄存器（VLR）登記。36MSC業(yè)務(wù)區(qū)371、區(qū)域劃分4）、位置區(qū)（LA） 每個(gè)MSC業(yè)務(wù)區(qū)分成若干位置區(qū)，位置區(qū)有若干基站區(qū)組成，當(dāng)尋呼移動(dòng)用戶時(shí)，位置區(qū)內(nèi)全部基站可以同時(shí)發(fā)尋呼信號(hào)，利用位置區(qū)識(shí)別碼（LAI），系統(tǒng)能夠區(qū)別不同的位置區(qū)。5）、基站區(qū) 一個(gè)基站控制器所控制的若干個(gè)小區(qū)的區(qū)域。6）小區(qū)（cell）也叫蜂窩區(qū)，一個(gè)小區(qū)包含一個(gè)基站，每個(gè)基站有若干套收、發(fā)信機(jī)。根據(jù)基站位置不同分為：中心激勵(lì)，定點(diǎn)激勵(lì)。381、區(qū)域劃分392、GSM識(shí)別碼1）國際移動(dòng)用戶識(shí)別碼（IMSI）IMSI用于識(shí)別GSM/PLMN網(wǎng)中用戶，每個(gè)用戶均分配一個(gè)唯一的IMSI。 IMSI：MCC+MNC

21、+MSIN MCC： 移動(dòng)國家號(hào)，中國460；MNC：移動(dòng)網(wǎng)號(hào)，中移動(dòng)00，聯(lián)通01 MSIN：移動(dòng)用戶識(shí)別號(hào)2）臨時(shí)用戶識(shí)別碼（TMSI） 用于保護(hù)IMSI碼，該號(hào)只在本MSC區(qū)域有效，其結(jié)構(gòu)可由各電信部門選擇，長度不超過4個(gè)字節(jié)。3）國際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼（IMEI）用于識(shí)別移動(dòng)設(shè)備的號(hào)碼，監(jiān)控被竊或無效的這一類移動(dòng)設(shè)備。IMEI：TAC+FAC+SNR+SP TAC： 型號(hào)批準(zhǔn)編碼 FAC：裝配廠家編號(hào) SNR：序號(hào)編碼 SP：備用402、GSM識(shí)別碼 4）移動(dòng)用戶號(hào)碼MSISDN：CC+NDC+SN CC：國家碼，中國86 NDC：國內(nèi)目標(biāo)碼 SN：用戶碼國內(nèi)移動(dòng)用戶ISDN號(hào)碼為一個(gè)11

22、位數(shù)字的等長號(hào)碼：N1N2N3 H0 H1H2H3其中，N1N2N3為數(shù)字蜂窩移動(dòng)業(yè)務(wù)接入號(hào)(網(wǎng)號(hào))，中國移動(dòng)為139、138、137、136、135，中國聯(lián)通為130、131；H0H1H2H3為HLR(歸屬位置寄存器)識(shí)別號(hào)，表示用戶歸屬的HLR，用來區(qū)別不同的移動(dòng)業(yè)務(wù)區(qū)；為四位用戶號(hào)碼。412、GSM識(shí)別碼5）移動(dòng)臺(tái)漫游號(hào)碼 MSRNCCNSCSN當(dāng)移動(dòng)臺(tái)漫游到另一個(gè)移動(dòng)交換中心業(yè)務(wù)區(qū)（MSC）時(shí)，該MSC將給移動(dòng)臺(tái)分配一個(gè)臨時(shí)漫游號(hào)碼，用于路由選擇。 CC國家號(hào) NDC國內(nèi)目的地號(hào)碼(用于識(shí)別MSC/VLR） SN用戶號(hào)，對(duì)應(yīng)于用戶的IMSI號(hào)碼 當(dāng)移動(dòng)臺(tái)離開該區(qū)后，訪問位置寄存器和歸屬

23、位置寄存器都要?jiǎng)h除該漫游號(hào)碼，以便再分配給其他移動(dòng)臺(tái)使用。422、GSM識(shí)別碼6）位置區(qū)識(shí)別碼LA =MCCMNCLAC MCC移動(dòng)國家號(hào)，識(shí)別一個(gè)國家 MNC移動(dòng)網(wǎng)號(hào)，識(shí)別國內(nèi)的GSM網(wǎng) LAC位置區(qū)號(hào)碼，識(shí)別一個(gè)GSM網(wǎng)中的位置區(qū)7）小區(qū)全球識(shí)別碼CGI MCCMNCLACCI 用于識(shí)別一個(gè)位置區(qū)內(nèi)的小區(qū)。 8）基站識(shí)別碼（BSIC NCCBCC ）(6bit） NCC國家色碼，用于識(shí)別GSM移動(dòng)網(wǎng)(3bit) BCC基站色碼，用于識(shí)別基站(3bit)43GSM無線接口其中Um接口的作用：規(guī)定信道結(jié)構(gòu)和接入能力定義MS-BS通信協(xié)議完成呼叫控制處理實(shí)現(xiàn)移動(dòng)性、安全管理完成功率控制等業(yè)務(wù)功能

24、44（一）、GSM無線接口傳輸特性1、GSM的多址方式GSM蜂窩系統(tǒng)采用時(shí)分多址/頻分多址/頻分雙工(TDMA/FDMA/FDD)制式。收發(fā)采用不同的頻率，收發(fā)頻差為45MHz，一對(duì)雙工載波上下行鏈路各用一個(gè)時(shí)隙構(gòu)成一個(gè)雙向物理信道，根據(jù)需要分配給不同的用戶使用。頻道間隔為200 kHz，每個(gè)頻道采用時(shí)分多址接入方式，共分為8個(gè)時(shí)隙，時(shí)隙寬度為0.577 ms。8個(gè)時(shí)隙構(gòu)成一個(gè)TDMA幀，幀長為4.615 ms。移動(dòng)臺(tái)在特定的頻率上和特定的時(shí)隙內(nèi)，以突發(fā)方式向基站傳輸信息，基站在相應(yīng)的頻率上和相應(yīng)的時(shí)隙內(nèi)以時(shí)分復(fù)用的方式向各個(gè)移動(dòng)臺(tái)傳輸信息。 45（一）、GSM無線接口傳輸特性2、GSM的頻率

25、再用GSM蜂窩系統(tǒng)多采用4小區(qū)3扇區(qū)(43)的頻率配置和頻率再用方案，即把所有可用頻率分成4大組12個(gè)小組分配給4個(gè)無線小區(qū)而形成一個(gè)單位無線區(qū)群，每個(gè)無線小區(qū)又分為3 個(gè)扇區(qū)，然后再由單位無線區(qū)群彼此鄰接排布，覆蓋整個(gè)服務(wù)區(qū)域，如圖所示。 43頻率復(fù)用46（一）、GSM無線接口傳輸特性3、工作頻段的分配GSM系統(tǒng)包括900 MHz和1800 MHz兩個(gè)頻段。早期使用的是GSM900頻段，隨著業(yè)務(wù)量的不斷增長，DCS1800頻段投入使用。目前，在許多地方這兩個(gè)頻段的網(wǎng)絡(luò)同時(shí)存在，構(gòu)成“雙頻”網(wǎng)絡(luò)。GSM使用的900 MHz、1800 MHz頻段介紹如表所示。47GSM使用的900 MHz、18

26、00 MHz頻段特性特性900 MHz頻段1800 MHz頻段頻率范圍890915 MHz(移動(dòng)臺(tái)發(fā)，基站收)935960 MHz(移動(dòng)臺(tái)收，基站發(fā))17101785 MHz(移動(dòng)臺(tái)發(fā)，基站收)18051880 MHz(移動(dòng)臺(tái)收，基站發(fā))頻帶寬度25 MHz75 MHz信道帶寬200 kHz200 kHz頻道序號(hào)1124512885中心頻率fU=890+0.2n MHzfD= fU+45 MHzN=1124fU=1710.2+(n-512)0.2 MHzfD= fU+95 MHzN=51288548（二）、GSM系統(tǒng)信道1. GSM系統(tǒng)信道分類1) 物理信道GSM的無線接口采用TDMA接入方式

27、，即在一個(gè)載頻上按時(shí)間劃分8個(gè)時(shí)隙構(gòu)成一個(gè)TDMA幀，每個(gè)時(shí)隙稱為一個(gè)物理信道；每個(gè)用戶按指定載頻和時(shí)隙的物理信道接入系統(tǒng)并周期性地發(fā)送和接收脈沖突發(fā)序列，完成無線接口上的信息交互。每個(gè)載頻的8個(gè)物理信道記為信道07(時(shí)隙07)，當(dāng)需要更多的物理信道時(shí)，就需要增加新的載波，因而GSM實(shí)質(zhì)上是一個(gè)FDMA與TDMA的混合接入系統(tǒng)。49（二）、GSM系統(tǒng)信道2) 邏輯信道根據(jù)BTS與MS之間傳遞的信息種類不同，GSM定義了多種邏輯信道傳遞這些信息。邏輯信道在傳輸過程中映射到某個(gè)物理信道上，最終實(shí)現(xiàn)信號(hào)的傳輸。邏輯信道可分為兩類，即業(yè)務(wù)信道(TCH)和控制信道(CCH)。50（二）、GSM系統(tǒng)信道(

28、1) 業(yè)務(wù)信道(TCH)業(yè)務(wù)信道主要傳送數(shù)字話音或用戶數(shù)據(jù)，在前向鏈路和反向鏈路上具有相同的功能和格式。GSM業(yè)務(wù)信道又可以分為全速率業(yè)務(wù)信道(TCH/F)和半速率業(yè)務(wù)信道(TCH/H)。當(dāng)以全速率傳送時(shí)，用戶數(shù)據(jù)包含在每幀的一個(gè)時(shí)隙內(nèi)；當(dāng)以半速率傳送時(shí)，用戶數(shù)據(jù)映射到相同的時(shí)隙上。也就是說，兩個(gè)半速率信道用戶將共享相同的時(shí)隙，但是每隔一幀交替發(fā)送。目前使用的是全速率業(yè)務(wù)信道，將來采用低比特率話音編碼器后可使用半速率業(yè)務(wù)信道，從而在信道傳輸速率不變的情況下，信道數(shù)目可加倍，也就是系統(tǒng)容量加倍。 51（二）、GSM系統(tǒng)信道(2) 控制信道(CCH)控制信道用于傳送信令和同步信號(hào)。某些類型的控制信

29、道只定義給前向鏈路或反向鏈路。GSM系統(tǒng)中有三種主要的控制信道：廣播信道(BCH)、公共控制信道(CCCH)和專用控制信道(DCCH)，每個(gè)信道由幾個(gè)邏輯信道組成，這些邏輯信道按時(shí)間分布提供GSM必要的控制功能。下面以圖、表的形式對(duì)每個(gè)信道及其任務(wù)進(jìn)行了詳細(xì)的說明。52（二）、GSM系統(tǒng)信道GSM系統(tǒng)的信道分類53（二）、GSM系統(tǒng)信道信 道 名 稱方向功 能 與 任 務(wù)頻率校正信道(FCCH)下行給移動(dòng)臺(tái)提供BTS頻率基準(zhǔn)同步信道(SCH)下行BTS的基站識(shí)別及同步信息(TDMA幀號(hào))廣播控制信道(BCCH)下行廣播系統(tǒng)信息尋呼信道(PCH)下行發(fā)送尋呼消息，尋呼移動(dòng)用戶允許接入信道(AGC

30、H)下行SDCCH信道指配CCH信道類型54（二）、GSM系統(tǒng)信道CCH信道類型隨機(jī)接入信道(RACH)上行移動(dòng)臺(tái)向BTS的通信接入請(qǐng)求獨(dú)立專用控制信道(SDCCH)上/下行TCH尚未激活時(shí)在MS與BTS間交換信令消息慢速輔助控制信道(SACCH)上/下行在連接期間傳輸信令數(shù)據(jù)，包括功率控制、測(cè)量數(shù)據(jù)、時(shí)間提前量及系統(tǒng)消息等快速輔助控制信道(FACCH)上/下行在連接期間傳輸信令數(shù)據(jù)(只在接入TCH或切換等需要時(shí)才使用)55（二）、GSM系統(tǒng)信道業(yè)務(wù)信道和各種控制信道是如何使用的？ 以GSM系統(tǒng)中移動(dòng)臺(tái)發(fā)出呼叫的情況為例。首先，用戶在監(jiān)測(cè)BCH時(shí)，必須與相近的基站取得同步。通過接收FCCH、S

31、CH和BCCH信息，用戶將被鎖定到系統(tǒng)及適當(dāng)?shù)腂CH上。為了發(fā)出呼叫，用戶首先要撥號(hào)，并按GSM手機(jī)上的發(fā)射按鈕。移動(dòng)臺(tái)用它鎖定的基站的射頻載波(ARFCN)來發(fā)射RACH數(shù)據(jù)突發(fā)序列。然后，基站以CCCH上的AGCH信息來響應(yīng)，CCCH為移動(dòng)臺(tái)指定一個(gè)新的信道進(jìn)行SDCCH連接。56（二）、GSM系統(tǒng)信道正在監(jiān)測(cè)BCH中時(shí)隙0(TS0)的用戶，將從AGCH接收到分配給它的載頻(ARFCN)和時(shí)隙(TS)，并立即轉(zhuǎn)到新的載頻(ARFCN)和TS上，這一新的載頻和TS分配就是SDCCH(不是TCH)。 一旦轉(zhuǎn)接到SDCCH，用戶首先等待傳給它的SACCH幀(等待最大持續(xù)26幀或120 ms)，該

32、幀告知移動(dòng)臺(tái)要求的定時(shí)提前量和發(fā)射功率。基站根據(jù)移動(dòng)臺(tái)以前的RACH傳輸數(shù)據(jù)能夠決定出合適的定時(shí)提前量和功率等級(jí)，并且通過SACCH發(fā)送適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)供移動(dòng)臺(tái)處理。在接收和處理完SACCH中的定時(shí)提前量信息后，用戶能夠發(fā)送正常的、話音業(yè)務(wù)所要求的突發(fā)序列消息。57信道的幀結(jié)構(gòu)58時(shí)隙和突發(fā)時(shí)隙：為576.9us的時(shí)間片，含156.25bit。突發(fā)序列：在一個(gè)時(shí)隙中，被發(fā)送的無線載波所攜帶的信息比特串。根據(jù)功能不同，共有4種突發(fā)形式：普通突發(fā)序列：攜帶業(yè)務(wù)信道和除FCCH、SCH、RACH外的控制信道信息。頻率校正突發(fā)序列：用于移動(dòng)臺(tái)頻率同步。同步突發(fā)序列：用于移動(dòng)臺(tái)定時(shí)同步。接入突發(fā)序列：用于移動(dòng)

33、臺(tái)隨機(jī)接入。59突發(fā)脈沖序列 60（三）、 話音編碼與信道編碼GSM話音編碼器采用規(guī)則脈沖激勵(lì)長期預(yù)測(cè)編碼(RPE-LTP)。其處理過程是先對(duì)模擬話音進(jìn)行8 kHz抽樣，調(diào)整每20 ms為一幀，然后進(jìn)行編碼，編碼后的話音幀幀長20 ms，含260 bit，因而話音的純比特率為13 kb/s。在話音幀的260 bit中根據(jù)這些比特對(duì)傳輸差錯(cuò)的敏感性可將其分成兩類：I類(182 bit)和II類(78 bit)。GSM信道編碼器對(duì)這兩類數(shù)據(jù)根據(jù)其傳輸差錯(cuò)敏感性進(jìn)行不同的冗余處理。61（三）、 話音編碼與信道編碼其中，I類數(shù)據(jù)比特對(duì)傳輸差錯(cuò)敏感性比較強(qiáng)，可考慮對(duì)其進(jìn)行信道編碼保護(hù)；對(duì)于I類的182

34、bit，又可分成兩個(gè)子類：a類(50 bit)和b類(132 bit)。其中，a類50bit是非常重要的比特，其重要性在于這50 bit數(shù)據(jù)中任一比特的傳輸差錯(cuò)都會(huì)導(dǎo)致語音信號(hào)質(zhì)量的明顯下降，致使該語音幀不可用，直接影響到幀差錯(cuò)率。因此在信道編碼時(shí)，首先對(duì)這50 bit進(jìn)行塊編碼，加入循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(CRC)，再進(jìn)行信道編碼。對(duì)于II類數(shù)據(jù)比特，傳輸差錯(cuò)僅涉及到誤比特率的劣化，不影響幀差錯(cuò)率，故無需對(duì)之進(jìn)行保護(hù)。62（三）、 話音編碼與信道編碼話音信號(hào)的信道編碼過程如圖所示。經(jīng)過信道編碼后，GSM一個(gè)話音幀的數(shù)據(jù)比特達(dá)到456 bit，速率為22.8 kb/s。 63（三）、 話音編碼與信道編

35、碼雖然信道編碼為話音信號(hào)傳輸提供了糾錯(cuò)功能，但它只能糾正一些隨機(jī)突發(fā)誤碼。由于移動(dòng)傳播環(huán)境的惡劣和移動(dòng)用戶移動(dòng)的復(fù)雜性，常會(huì)遇到連續(xù)突發(fā)誤碼的情況，如MS快速通過大樓的底部或快速穿過短隧道等，此時(shí)就無法充分發(fā)揮信道編碼的糾錯(cuò)性能。為此，話音信號(hào)通過信道編碼后，還需進(jìn)行交織處理，以提高抗御無線信道傳輸?shù)倪B續(xù)突發(fā)誤碼的影響。（圖4.6.9）64（四）、跳頻跳頻技術(shù)可以確保通信的保密性和抗干擾性能。在GSM系統(tǒng)中，跳頻分為基帶跳頻和射頻跳頻兩種?；鶐l：無線信道在某一時(shí)隙期間(0.577 ms)用某一頻率發(fā)射，到下一個(gè)時(shí)隙則跳到另一個(gè)不同的頻率上發(fā)射。射頻跳頻：用固定發(fā)射機(jī)，由跳頻序列控制不同頻率

36、的發(fā)射。大多數(shù)廠家的基站（BTS）采用基帶跳頻技術(shù)。65三、GSM系統(tǒng)的控制與管理1、位置登記/更新2、用戶管理3、入局呼叫處理過程4、越區(qū)切換/漫游5、鑒權(quán)與加密6、計(jì)費(fèi)661、位置登記/更新移動(dòng)臺(tái)的幾種狀態(tài)：1、移動(dòng)臺(tái)關(guān)機(jī) 系統(tǒng)啟動(dòng)SIM分離進(jìn)程，在有關(guān)的VLR和HLR中設(shè)置標(biāo)志。MS不能應(yīng)答尋呼消息，網(wǎng)絡(luò)不能達(dá)到MS。同時(shí)它也不能通知網(wǎng)絡(luò)其所處的位置區(qū)的變化。SIM“分離”狀態(tài)。2、移動(dòng)臺(tái)開機(jī)，空閑狀態(tài) 系統(tǒng)可以成功地尋呼MS，SIM“附著”狀態(tài)。3、移動(dòng)臺(tái)忙 網(wǎng)絡(luò)分配給MS一個(gè)業(yè)務(wù)信道傳送話音或數(shù)據(jù)，當(dāng)MS移動(dòng)時(shí)它必須有能力進(jìn)行定位和切換。 67首次入網(wǎng)位置登記 當(dāng)MS首次入網(wǎng)時(shí)，必須

37、通過移動(dòng)交換中心（MSC），在相應(yīng)的HLR中登記注冊(cè)。 由于MS第一次被使用，所以MSC/VLR沒有此MS的任何信息，MS接入系統(tǒng)要求登記，MSC/VLR登記該MS的位置信息并將該請(qǐng)求往HLR記錄，MSC/VLR對(duì)該MS作“附著”標(biāo)記，這時(shí)這個(gè)MS被激活。 當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在移動(dòng)過程中，從一個(gè)位置區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)位置區(qū)時(shí)，必須向網(wǎng)絡(luò)登記新位置區(qū)，這個(gè)過程稱為“位置更新”。68位置更新以下為各種可能的位置更新過程：(1) 第一次位置更新(移動(dòng)臺(tái)開機(jī)或插入SIM卡)；(2) 移動(dòng)臺(tái)在同一VLR范圍內(nèi)的不同位置區(qū)移動(dòng)；(3) 移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)到新的相鄰VLR區(qū)域；(4) 移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)到新的非相鄰VLR區(qū)域；(5) 周

38、期位置更新。位置更新一般可概括為常規(guī)位置更新、周期性位置登記以及其他過程。 69正常位置更新過程1、MS在新的小區(qū)內(nèi)讀到其BCCH上的信息，找到該小區(qū)的位置區(qū)號(hào)碼（LAC），該LAC與MS內(nèi)所存的LAC進(jìn)行比較，當(dāng)兩者不一致時(shí)，需進(jìn)行位置更新。2、MS通過RACH向系統(tǒng)發(fā)出接入申請(qǐng)，通過申請(qǐng)到的SDCCH建立與網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)系。3、MS經(jīng)SDCCH向系統(tǒng)發(fā)出位置更新請(qǐng)示。4、新的LAC與舊的LAC屬于同一MSC/VLR時(shí)，位置更新在該MSC內(nèi)完成,MSC需在VLR中對(duì)該MS的位置信息進(jìn)行修改。5、位置更新被系統(tǒng)認(rèn)可，MS被通知釋放所占用的信令信道。70正常位置更新 BSCMSCVLRHLRBTS1.

39、.4.4.71周期性位置登記 當(dāng)MS向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送“IMSI分離”消息時(shí)，無線鏈路質(zhì)量差，系統(tǒng)有可能不能正確譯出信息，由于沒有證實(shí)消息發(fā)送給MS，之后MS也沒有再發(fā)分離信號(hào)，因此系統(tǒng)仍認(rèn)為MS處于附著狀態(tài)，為解決這一問題，系統(tǒng)采取了強(qiáng)制登記措施，要求MS每過一定周期要登記一次。 若系統(tǒng)沒有接收到某MS的周期性登記信息。它所處的VLR就以“分離”在此MS上做標(biāo)記，定程序稱“隱分離”。72位置刪除 當(dāng)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入一個(gè)新的VLR區(qū)域并進(jìn)行位置登記后，HLR應(yīng)向前一個(gè)VLR發(fā)送取消位置消息來刪除該VLR中有關(guān)數(shù)據(jù)。73不同MSC/VLR區(qū)間漫游時(shí)的位置更新過程:BSCMSCVLRHLRBSCM

40、SCVLR123456位置更新請(qǐng)求位置更新請(qǐng)求請(qǐng)求位置更新接受位置更新證實(shí)位置刪除位置刪除接受小區(qū)2小區(qū)1742、用戶管理*用戶注冊(cè) 發(fā)放用戶識(shí)別卡SIM和在網(wǎng)絡(luò)端的數(shù)據(jù)庫中為該用戶建立相應(yīng)的檔案，即在HLR和AUC中為用戶開戶頭，分配IMSI。*SIM卡 -SIM卡生產(chǎn)廠商存入的系統(tǒng)原始數(shù)據(jù) -網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商注入的參數(shù)：IMSI、鑒權(quán)密鑰Ki、A3算法、A8算法753、入局呼叫處理過程76MS BTS BSC MSC1、尋呼2、尋呼命令3、尋呼請(qǐng)求4、信道請(qǐng)求5、信道要求6、信道激活7、信道激活證實(shí)9、尋呼響應(yīng)8、直接分配9、尋呼響應(yīng)（GCI、IMSI）9、尋呼響應(yīng)10、AUC請(qǐng)求10、AUC請(qǐng)

41、求10、AUC請(qǐng)求11、鑒權(quán)響應(yīng)12、加密模式命令13、加密模式完成14、建立11、鑒權(quán)響應(yīng)11、鑒權(quán)響應(yīng)12、加密模式命令12、加密模式命令13、加密模式完成13、加密模式完成14、建立14、建立3、入局呼叫處理過程77MS BTS BSC MSC15、呼叫證實(shí)16、分配請(qǐng)求18、信道激活證實(shí)17、信道激活19、分配命令20、分配完成21、SDCCH釋放命令21、SDCCH釋放證實(shí)22、回鈴23、連接證實(shí)摘機(jī)20、分配完成20、分配完成19、分配命令15、呼叫證實(shí)15、呼叫證實(shí)784、越區(qū)切換越區(qū)切換：當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在通話期間從一個(gè)小區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)時(shí)，要進(jìn)行無線信道的轉(zhuǎn)換而不中斷正在進(jìn)行的通話

42、。在呼叫過程中，移動(dòng)臺(tái)不斷測(cè)量它所在小區(qū)的基站及相鄰小區(qū)基站發(fā)射無線信號(hào)的射頻和信號(hào)質(zhì)量，并周期的將測(cè)量結(jié)果報(bào)告給BSS并送給MSC。794、越區(qū)切換越區(qū)切換包括三個(gè)方面的問題： 越區(qū)切換的準(zhǔn)則，也就是何時(shí)需要進(jìn)行越區(qū)切換； 越區(qū)切換如何控制； 越區(qū)切換時(shí)信道分配。 研究越區(qū)切換算法所關(guān)心的主要性能指標(biāo)包括：越區(qū)切換的失敗概率、因越區(qū)失敗而使通信中斷的概率、越區(qū)切換的速率、越區(qū)切換引起的通信中斷的時(shí)間間隔以及越區(qū)切換發(fā)生的時(shí)延等。 80越區(qū)切換的準(zhǔn)則 相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則(準(zhǔn)則1)： 具有門限規(guī)定的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則(準(zhǔn)則2)： 具有滯后余量的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則(準(zhǔn)則3)： 具有滯后余量和門限規(guī)定的相

43、對(duì)信號(hào)強(qiáng)度準(zhǔn)則(準(zhǔn)則4)：81切換類型包括：同一BSC內(nèi)小區(qū)間的切換同一MSC內(nèi)不同BSC小區(qū)間切換不同MSC/VLR間小區(qū)切換82 同一BSC內(nèi)區(qū)間的切換1、命令新BTS激活新的TCH2、向MS發(fā)新的信道信息3、MS調(diào)諧后發(fā)RACH4、基站收到后在FACCH上發(fā)動(dòng)態(tài)信息5、MS收到后發(fā)切換完成6、釋放原TCHBSCBTS1BTS21223455683 同一MSC內(nèi)不同BSC小區(qū)間切換 4、發(fā)送新頻道、信道信息5、用RACH發(fā)切換接入6、發(fā)功率控制等級(jí)等信息7、收到信息后發(fā)切換完成信息8-9、釋放原信道 TCH147824394465老BSC新BSCMSC7778老FACCHRACH新FACC

44、H激活新的TCH1、發(fā)新小區(qū)基站號(hào)2、查出新的BSC并發(fā)請(qǐng)求3、激活新的TCH84105661472395老BSC新BSCMSC A7108MSC B1010GSM PLMN PSTN不同MSC/VLR間小區(qū)切換1、發(fā)送切換請(qǐng)求信息2、發(fā)送切換協(xié)助請(qǐng)求信息3、分配切換號(hào)，發(fā)送切換請(qǐng)求信息4、要求激活新TCH，送給BSC5、將切換號(hào)、TCH信息送回6、 MSCA與MSCB建立局間中繼路由7、經(jīng)FACCH發(fā)送有關(guān)切換的信息8、經(jīng)RACH發(fā)切換接入9、發(fā)送功率控制等信息10、發(fā)送切換完成信息,MSCA將掌握總的呼叫控制直至呼叫結(jié)束855、鑒權(quán)與加密所謂鑒權(quán)，實(shí)際上就是鑒別用戶SIM卡的真實(shí)性，防止無

45、權(quán)用戶接入網(wǎng)絡(luò)。下列情況需先經(jīng)過鑒權(quán) -移動(dòng)臺(tái)呼出及呼入。 -移動(dòng)臺(tái)位置登記、位置更新。 -移動(dòng)臺(tái)補(bǔ)充業(yè)務(wù)的登記、使用、刪除。865、鑒權(quán)與加密1）鑒權(quán)通過系統(tǒng)提供的客戶三組參數(shù)來完成；客戶三參數(shù)組的產(chǎn)生是在GSM系統(tǒng)的AUC（鑒權(quán)中心）中完成。AUC的基本功能是產(chǎn)生若干鑒權(quán)三參數(shù)組(RAND、SRES和Kc)。其中RAND由隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生，SRES由RAND和密鑰Ki通過A3算法得出，Kc由RAND和Ki用A8算法算出。一般情況下AUC一次產(chǎn)生5組三參數(shù)組，傳送給HLR，HLR自動(dòng)存儲(chǔ)。三參數(shù)組產(chǎn)生過程見下圖：87AUC鑒權(quán)中心IMSI1IMSI2KiKiRANDKcSRESRANDKcS

46、RESRAND加密算法8鑒權(quán)算法3結(jié)果結(jié)果數(shù)據(jù)庫IMSI和鑒權(quán)產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)HLR88鑒權(quán)過程GSM系統(tǒng)鑒權(quán)過程示意圖895、鑒權(quán)與加密2) 加密當(dāng)移動(dòng)臺(tái)通過MSC/VLR進(jìn)行鑒權(quán)時(shí)，MSC/VLR根據(jù)系統(tǒng)的要求啟動(dòng)無線信道的加密程序，對(duì)用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，以防止在空中接口被人竊聽。MSC/VLR通過“加密模式命令”將加密密鑰Kc傳送給BTS，并經(jīng)BTS指示MS進(jìn)行空中加密。MS由RAND和Ki用A8算法得出Kc，并以Kc和TDMA幀號(hào)作為輸入?yún)?shù)對(duì)用戶的空中接口信息數(shù)據(jù)進(jìn)行A5算法的加密運(yùn)算，從而在空中接口產(chǎn)生加密數(shù)字信息碼流?；緜?cè)則利用MSC/VLR傳送來的Kc信息完成對(duì)加密信息的解密過程。

47、 905、鑒權(quán)與加密3) 設(shè)備識(shí)別設(shè)備識(shí)別的目的是防止盜用或非法設(shè)備入網(wǎng)使用。當(dāng)MS請(qǐng)求接入或位置更新時(shí)，MSC/VLR向MS請(qǐng)求其國際移動(dòng)臺(tái)識(shí)別碼IMSI并將IMSI發(fā)送給EIR。EIR收到IMSI后將對(duì)該IMSI設(shè)備的合法性進(jìn)行驗(yàn)證。EIR將有的IMSI設(shè)備分類為3個(gè)清單：白名單、黑名單和灰名單。若EIR在黑名單中發(fā)現(xiàn)該設(shè)備，則MSC/VLR拒絕為持有該移動(dòng)設(shè)備的用戶提供進(jìn)一步的服務(wù)。916、計(jì)費(fèi)對(duì)話音計(jì)費(fèi)： 各節(jié)點(diǎn)MSC將用戶的詳細(xì)通話記錄通過送到計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)，由計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)進(jìn)行詳細(xì)通話記錄統(tǒng)計(jì)并送到計(jì)費(fèi)中心根據(jù)費(fèi)率進(jìn)行結(jié)算。92第三部分、短消息業(yè)務(wù)介紹1、短消息業(yè)務(wù)原理及流程2、移動(dòng)夢(mèng)網(wǎng)介紹9

48、31、短消息業(yè)務(wù)原理短消息業(yè)務(wù)分類:-移動(dòng)臺(tái)接收/發(fā)送點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短消息 短消息的傳遞總是在移動(dòng)臺(tái)和某個(gè)短消息中心之間進(jìn)行。接收短消息的短消息關(guān)口站稱為SMS-GMSC，發(fā)短消息的短消息關(guān)口站稱為SMS-IWMSC。 -小區(qū)廣播型短消息: 如交通流量狀況、氣象狀況94短消息業(yè)務(wù)流程952、移動(dòng)夢(mèng)網(wǎng)掌中的超市 移動(dòng)夢(mèng)網(wǎng)： 中國移動(dòng)與眾多SP合作，向移動(dòng)客戶提供數(shù)據(jù)應(yīng)用服務(wù)，包括：WAP、短消息、移動(dòng)游戲、信息點(diǎn)播、掌上理財(cái)、旅行服務(wù)、移動(dòng)辦公、移動(dòng)銀行、移動(dòng)電子商務(wù)等等各種各樣的業(yè)務(wù)。移動(dòng)夢(mèng)網(wǎng)現(xiàn)狀： 目前與中國移動(dòng)進(jìn)行合作的SP已近500家，包括新浪、搜狐、網(wǎng)易、263等一些知名的門戶網(wǎng)站，也包括一些

49、有很強(qiáng)創(chuàng)新性和特色的網(wǎng)站，如騰訊QQ，靈通網(wǎng)及168WAP等。 使用移動(dòng)夢(mèng)網(wǎng)業(yè)務(wù)的方法： 到相關(guān)的網(wǎng)站定制用手機(jī)直接點(diǎn)播通過手機(jī)瀏覽器獲取 96第四部分 無線應(yīng)用協(xié)議WAP1、WAP的原理2、WAP應(yīng)用97WAP的定義 Application ProtocolWAP是一種向移動(dòng)終端提供互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用和先進(jìn)增值服務(wù)的全球性開放標(biāo)準(zhǔn) 面向移動(dòng)終端提供數(shù)據(jù)服務(wù)是個(gè)開放的標(biāo)準(zhǔn)98為什么需要WAP無線信道的帶寬窄、穩(wěn)定性差，TCP/IP的性能將受嚴(yán)重影響移動(dòng)終端的處理能力和內(nèi)存有限，難以處理現(xiàn)有的因特網(wǎng)協(xié)議族移動(dòng)終端的顯示和輸入方式與計(jì)算機(jī)不同，現(xiàn)有因特網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)不能被移動(dòng)終端使用結(jié)論：在現(xiàn)有條件下，需要為

50、移動(dòng)終端制定新的協(xié)議99WAP的設(shè)計(jì)原則基于現(xiàn)有因特網(wǎng)-對(duì)現(xiàn)有的因特網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行簡化-盡量利用現(xiàn)有的因特網(wǎng)資源獨(dú)立于無線網(wǎng)絡(luò)-能在各種無線承載網(wǎng)絡(luò)上使用獨(dú)立于無線設(shè)備-能運(yùn)行在從手機(jī)到PDA等移動(dòng)終端上保證交互操作-遵循WAP標(biāo)準(zhǔn)，不同廠家的設(shè)備就可以互操作100WAP提供的業(yè)務(wù)信息服務(wù)-新聞、天氣、體育、交通、股票行情消息服務(wù)-Email、語音信箱、短消息、傳真電子商務(wù)-在線定票、股票交易、手機(jī)銀行101無線承載信道短消息SMS-GSM、CDMA電路交換數(shù)據(jù)-GSM、IS-136、CDMA分組交換數(shù)據(jù)-GPRS、IS-136、CDMA102WAP系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)因特網(wǎng)WAP終端無線網(wǎng)WAP網(wǎng)關(guān)WAP服務(wù)器WWW服務(wù)器WMLHTMLWML103 GSM SMS實(shí)例WAP代理SMS-CBSSMSC移動(dòng)終端防火墻路由器因特網(wǎng)IPWAP應(yīng)用 服務(wù)器傳真網(wǎng)關(guān)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器其它服務(wù)器Web服務(wù)器104第五部分 通用分組無線業(yè)務(wù)GPRS1、GPRS的原理2、GPRS的實(shí)現(xiàn)1051、GPRS的原理GPRS：General Packet Radio ServiceGPRS是一種基于GSM的