移動通信課件第5章

第5章GSM數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)與GPRS5.1引言5.2GSM的電信業(yè)務(wù)5.3GSM結(jié)構(gòu)5.4GSM較模擬網(wǎng)的優(yōu)勢5.5GSM網(wǎng)絡(luò)接口5.6GSM的編號、鑒權(quán)與加密5.7GSM無線信道5.8GSM呼叫方案5.9GSM通向3G的一個重要里程碑——GPRS5.1引言GSM數(shù)字移動通信系統(tǒng)是基于TDMA的數(shù)字移動通信系統(tǒng)。GSM系統(tǒng)是世界上第一個對數(shù)字調(diào)制、網(wǎng)絡(luò)層結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)做了明確規(guī)定，而且技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)透明化的蜂窩系統(tǒng)。如今，GSM系統(tǒng)已遍及全世界——“全球通”。GPRS是GSM網(wǎng)絡(luò)向3G演進(jìn)的重要一步，被稱為2.5G技術(shù)。GPRS是基于GSM網(wǎng)無線接口所開發(fā)的分組數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)；是按需分配占用信道資源，頻譜利用率高。理論上數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)到171.2kbit/s，適合各種突發(fā)性強(qiáng)的數(shù)據(jù)傳輸。GSM歷史：1982年北歐國家為了方便全歐洲統(tǒng)一使用移動電話，需要一種公共的系統(tǒng)，向CEPT（歐洲郵電行政大會）提交了一份建議書，要求制定900MHz頻段的公共歐洲電信業(yè)務(wù)規(guī)范。在這次大會上就成立了一個在歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會（ETSI）技術(shù)委員會下的“移動特別小組GroupofSpecialMobile）簡稱“GSM”，來制定有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和建議書。1987年5月GSM成員國就數(shù)字系統(tǒng)采用窄帶時分多址TDMA、規(guī)則脈沖激勵線性預(yù)測RPE一LTP話音編碼和高斯濾波最小移頻鍵控GMSK調(diào)制方式達(dá)成一致意見。1988年，正式公布GSM標(biāo)準(zhǔn)。1991年歐洲開通了第一個系統(tǒng)，將GSM更名為全球移動通信系統(tǒng)（Globa1systemforMobilecommunications）。移動特別小組還完成了制定1800MHz頻段的公共歐洲電信業(yè)務(wù)的規(guī)范，名為DCS1800系統(tǒng)。1994-95年，GSM技術(shù)開始成熟，并大規(guī)模商用1996-98年，取得巨大的商業(yè)成功1993年我國開通了第一個數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)。

全世界已有歐洲、亞洲、非洲、美洲、大洋州的130多個國家和地區(qū)建立了GSM網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)全球漫游；移動通信用戶的40％采用GSM，僅中國的用戶數(shù)就超過了1億。GSM的性能特征通信：無線移動通信，支持話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。移動性：國際接入，采用chip-card可接入不同運(yùn)營商的GSM網(wǎng)絡(luò)。連通世界各地，一個號碼，網(wǎng)絡(luò)處理本地化。容量大：頻譜效率較高、小區(qū)覆蓋較小、每小區(qū)用戶數(shù)較多。傳輸質(zhì)量高：就無線通信而言，話音質(zhì)量高，可靠性高，高速運(yùn)動場合（如汽車和火車上）也不會發(fā)生電話呼叫中斷。安全功能：接入控制、通過chip-card和PIN鑒權(quán)。使用數(shù)個載波頻點。相鄰小區(qū)使用不同頻率。小區(qū)覆蓋半徑從數(shù)百米到35km，取決于用戶密度、地理條件和發(fā)射機(jī)功率等。六角形小區(qū)覆蓋是理想化的(小區(qū)重疊和狀取決于地理條件)。若用戶從一個小區(qū)運(yùn)動到另一個小區(qū)將發(fā)生呼叫連接的越區(qū)切換。GSM的缺點沒有端到端的用戶加密。沒有給用戶提供完全的64kbit/s的ISDN帶寬。產(chǎn)生電磁輻射。系統(tǒng)復(fù)雜。GSM標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容在GSM標(biāo)準(zhǔn)中，未對硬件進(jìn)行規(guī)定，只對功能和接口等進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定，便于不同公司產(chǎn)品的互聯(lián)互通。它包括GSM900和DCS1800兩個并行的系統(tǒng)。這兩個系統(tǒng)功能相同，其差別只是工作頻段不同。兩個系統(tǒng)均采用TDMA接入方式。美國的數(shù)字蜂窩系統(tǒng)研制較歐洲稍晚一些。雙方研制的大目標(biāo)不盡相同，泛歐GSM系統(tǒng)是為了打破國界，實現(xiàn)漫游通話；美國的D-AMPS系統(tǒng)是為了擴(kuò)大容量，實現(xiàn)與模擬系統(tǒng)兼容。D-AMPS系統(tǒng)即IS-54標(biāo)準(zhǔn)。另外，還有日本的PDC系統(tǒng)也采用TDMA多址方式。表5-1全球移動通信系統(tǒng)GSM的發(fā)展里程碑日期成果1982年“移動通信特別組”在歐洲郵政與電信大會(CEPT)內(nèi)成立1986年建立一永久核心1987年在1986年圓形系統(tǒng)評價的基礎(chǔ)上,選擇了主要無線傳輸技術(shù)1988年18個國家簽署諒解備忘錄,并決定將GSM正式定名為“全球移動通信系統(tǒng)”(Global

SystemforMobileCommunications)1989年GSM成立歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會的一個技術(shù)委員會1990年第一階段GSM900規(guī)范(1987-1990年制定)被凍結(jié),開始DCS1800的修改1991年第一個系統(tǒng)在Telecom91展示會上運(yùn)行DCS1800規(guī)范被凍結(jié)1992年歐洲各大GSM900營運(yùn)者開始商業(yè)營運(yùn)5.2GSM的電信業(yè)務(wù)由GSM網(wǎng)絡(luò)支持的電信業(yè)務(wù)是由網(wǎng)絡(luò)營運(yùn)者提供給用戶的通信能力。GSM支持的電信業(yè)務(wù)包含有線ISDN及現(xiàn)有模擬蜂窩系統(tǒng)和無線尋呼系統(tǒng)提供的一切業(yè)務(wù)?；緲I(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D5-1電信業(yè)務(wù)和承載業(yè)務(wù)5.2.1承載業(yè)務(wù)為了提供各種承載業(yè)務(wù)(BearerServices)，GSM用戶應(yīng)能夠發(fā)送和接收速率高達(dá)9600b/s的數(shù)據(jù)。由于GSM是數(shù)字網(wǎng)，在用戶和GSM網(wǎng)絡(luò)之間不需Modem，但在GSM和PSTN接口方面仍然需要話音Modem。表5-2列出了GSM的承載業(yè)務(wù)。

表5-2承載業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)內(nèi)容異步數(shù)據(jù)300~9600b/s同步數(shù)據(jù)1200~9600b/sPAD接入300~9600b/s,分組打包和拆包，為GSM用戶接入分組網(wǎng)提供一個異步連接。該業(yè)務(wù)只能由移動臺主叫發(fā)起分組接入2400~9600b/s，為GSM用戶接入分組網(wǎng)提供一個同步連接。該業(yè)務(wù)只能由移動臺主叫發(fā)起話音/數(shù)據(jù)交替在呼叫過程中,提供話音和數(shù)據(jù)的交替話音后數(shù)據(jù)先話音連接,而后進(jìn)入數(shù)據(jù)連接5.2.2電信業(yè)務(wù)1.電話和緊急呼叫

話音編碼可以以64kb/s速率進(jìn)行傳輸，但頻率利用率低。為提高頻率利用率，GSM采用13kb/s（全速）話音編碼器來進(jìn)行話音編碼傳輸。GSM還可采用接近6.5kb/s（半速）進(jìn)行話音編碼，使頻率利用率更高。2.短信息業(yè)務(wù)（SMS）雙向短消息業(yè)務(wù)。對于MO/PP和MT/PP兩類短消息業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)中心是作為存儲轉(zhuǎn)發(fā)中心，該業(yè)務(wù)中心在功能上與GSM網(wǎng)絡(luò)分開。所有GSM點對點短消息都來自或去向該業(yè)務(wù)中心。GSM允許短消息在一次呼叫中發(fā)送或空閑時發(fā)送。表5-3電信業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)內(nèi)容話音服務(wù)全速（13kb/s），半速（6.5kb/s）。這項服務(wù)提供語音信息和語音信號到網(wǎng)絡(luò)的傳輸緊急呼叫典型的是，緊急電話在一些受限的情況下，更具有優(yōu)先權(quán)。一般只提供移動用戶主叫發(fā)起短消息服務(wù)（到移動電話終端，MT/PP）短字符消息，小于160個字符。這項服務(wù)用于消息處理系統(tǒng)（服務(wù)中心）提供短消息給移動用戶

短消息服務(wù)（移動電話發(fā)起，MO/PP）短字符消息，小于160個字符。這項服務(wù)用于移動用戶給消息處理系統(tǒng)（服務(wù)中心）提供短消息。以下由移動用戶發(fā)起的呼叫可以進(jìn)行傳輸：一個在存儲器中預(yù)先存儲的消息；從撥號盤上發(fā)起的一串?dāng)?shù)字；從另外的鍵盤或設(shè)備終端與移動臺相連的信息短消息傳輸（小區(qū)廣播）短字符消息，小于93個字符。這項服務(wù)用于傳輸對小區(qū)范圍內(nèi)的所有的移動用戶。這是一點對多點的服務(wù)自動傳真第3類傳真。這項服務(wù)自動提供第3類呼叫和被呼模式傳真5.2.3補(bǔ)充業(yè)務(wù)補(bǔ)充業(yè)務(wù)(SupplementaryServices)是在承載業(yè)務(wù)和電信業(yè)務(wù)基礎(chǔ)上獲得的。一項補(bǔ)充業(yè)務(wù)是在聯(lián)合一項或多項承載業(yè)務(wù)中使用的，它不能單獨使用，它必須和基本電信業(yè)務(wù)一起提供給用戶。前向呼叫是補(bǔ)充業(yè)務(wù)的一個例子，對于該業(yè)務(wù)的預(yù)要求是電話或傳真業(yè)務(wù)。如果用戶要求，前向呼叫業(yè)務(wù)能在電話和傳真呼叫中應(yīng)用。表5-4GSM支持的補(bǔ)充業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)內(nèi)容號碼識別主叫號碼顯示(CLIP)主叫線號碼限制(CLIR)連接線顯示(CoLP)連接線限制(CoLR)呼叫服務(wù)前向呼叫無條件轉(zhuǎn)移（CFU）移動臺忙時前向呼叫（CFB）無應(yīng)答前向呼叫（CFNRy）移動用戶未能達(dá)到前向呼叫呼叫完成呼叫保持（HOLD）呼叫等待（CW）表5-4GSM支持的補(bǔ)充業(yè)務(wù)業(yè)務(wù)內(nèi)容多方多方業(yè)務(wù)(MPTY)興趣群體密切用戶群計費(fèi)計費(fèi)信息提示(AoCI)計費(fèi)費(fèi)用提示(AoCC)呼叫限制所有呼叫禁止(BAOC)國際呼出禁止(BOIC)除撥向歸屬國家的國際呼出禁止(BOIC-exHC)所有呼入禁止(BAIC)漫游出歸屬國家呼入禁止(BIC-Roam)無結(jié)構(gòu)化無結(jié)構(gòu)化補(bǔ)充業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)營運(yùn)者確定限制由營運(yùn)者確定的不同呼叫/業(yè)務(wù)限制5.3GSM結(jié)構(gòu)圖5-2GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)5.3.1移動臺（MS）表5-5GSM900系統(tǒng)的移動臺功率等級功率級移動臺最大功率120W28W35W42W50.8W表5-6DCS1800系統(tǒng)的移動臺功率等級功率級移動臺最大功率11W20.25WGSM移動臺分成兩部分：一部分包括與無線電接口有關(guān)的硬件和軟件，如人機(jī)接口（話筒、揚(yáng)聲器、顯示屏、按鍵）以及與其他終端TE的接口(如計算機(jī),傳真機(jī))；另一部分包括用戶特有的數(shù)據(jù)：用戶識別模塊（SIM）。SIM卡支持用個人移動性。SIM卡包括有關(guān)移動用戶指定的GSM業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)信息。存儲有用戶識別號、位置信息和有關(guān)保密數(shù)據(jù)（如密鑰）、禁止GSM網(wǎng)絡(luò)和參考語言。SIM卡支持用個人身份碼（PIN）來鑒別卡的用戶，以防非法卡的使用。PIN由4到8位數(shù)字組成，在SIM卡出售時寫入。移動臺如無SIM卡只能進(jìn)行緊急呼叫。5.3.2基站(BS)及基站收發(fā)信機(jī)（BTS）移動臺到網(wǎng)絡(luò)的接口是基站收發(fā)信機(jī)（BTS）。一個BTS由無線收/發(fā)信機(jī)及多塊用于無線電接口的信號處理模塊組成。在朝基站控制器BSC側(cè)，BTS區(qū)分與移動臺有關(guān)的話音和控制信令，并通過各自信道傳給BSC。在朝MS側(cè)，BTS將信令和語音合在一個載波上。BTS位置通常在小區(qū)中心。BTS的發(fā)射功率決定小區(qū)的尺寸。一個典型的BTS通常具有1~24個收/發(fā)信機(jī)（TRX），每個TRX代表一個單獨的RF信道。表5-7基站的功率等級功率級GSM900基站的最大功率DCS1800基站的最大功率1320W20W2160W10W380W5W440W2.5W520W610W75W82.5W5.3.3基站控制器（BSC）一個基站控制器（BSC）監(jiān)視和控制幾個基站。BSC的主要任務(wù)是實現(xiàn)頻率管理以及BTS的控制和交換功能。BSC通過BTS和MS的遠(yuǎn)程命令對無線電接口進(jìn)行管理，主要有無線信道安排和釋放，切換的安排。BSC向下連接一系列BTS，向上連接移動交換中心（MSC）。一個BSC和與它相應(yīng)的BTS可看成是一基站子系統(tǒng)（BSS）。BSC主要由下列部分構(gòu)成：朝向與MSC相接的A接口或與碼變換器相接的Ater接口的數(shù)字中繼控制部分；朝向與BTS相接的Abis接口或BS接口的BTS控制部分；公共處理部分，包括與操作維護(hù)中心相接的接口控制。一種典型BSS組成方式5.3.4發(fā)送編碼器和速率適配器單元（TRAU）TRAU網(wǎng)絡(luò)單元負(fù)責(zé)對16kb/s到64kb/s的用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送編碼及速率適配。TRAU通常在BSC和MSC的BSC邊。5.3.5移動業(yè)務(wù)交換中心（MSC）主要由交換機(jī)及支持呼叫建立所需的幾個數(shù)據(jù)庫組成。MSC的主要功能是協(xié)調(diào)去GSM或來自GSM用戶的呼叫。還是GSM網(wǎng)和PSTN之間的接口。MSC完成其負(fù)責(zé)區(qū)域移動用戶所有的交換和信令功能。MSC處理BSC/MSC內(nèi)部的切換及相互之間的呼叫。一個MSC可以連接數(shù)個BSC。MSC具有無線資源管理和移動性管理等功能，例如移動臺位置登記與更新、越區(qū)切換等。為了建立從固定網(wǎng)至某個移動臺的呼叫路由，進(jìn)入關(guān)口MSC（GMSC），由該GMSC查詢有關(guān)的HLR，并建立至移動臺當(dāng)前所屬的MSC的呼叫路由。5.3.6歸屬位置寄存器（HLR）1)用戶數(shù)據(jù)的存儲HLR必須存儲其歸屬用戶的有關(guān)數(shù)據(jù)。HLR還必須存儲由營運(yùn)者選擇的不同用戶提供的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并能隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，增改相應(yīng)存儲內(nèi)容。2)用戶數(shù)據(jù)的檢索任何時候當(dāng)訪問者位置寄存器VLR請求（例如登記時），HLR應(yīng)能依據(jù)要求向VLR提供有關(guān)的用戶數(shù)據(jù)。當(dāng)某些用戶數(shù)據(jù)有變化時（例如簽約的變化，服務(wù)項目清單的變化），HLR要能夠?qū)⑦@些數(shù)據(jù)信息通知VLR。3)提供移動用戶漫游號(MSRN)MSRN是在MS進(jìn)行位置更新時，由當(dāng)?shù)氐腣LR負(fù)責(zé)產(chǎn)生的。MS被叫時，HLR應(yīng)能根據(jù)GMSC（關(guān)口MSC）或始發(fā)MSC的請求，將MSRN發(fā)往請求的MSC。請求的MSC從而得到MS目前所在的MSC和位置區(qū)域LA。4)鑒權(quán)HLR應(yīng)能支持用戶的鑒權(quán)操作。5)登記HLR應(yīng)能配合訪問者位置寄存器VLR完成登記功能和向前一個VLR發(fā)起取消登記功能。6)移動臺去話當(dāng)HLR接收到VLR發(fā)來的移動臺去話通知后，HLR應(yīng)能設(shè)置此移動臺為去話狀態(tài)。7)HLR的恢復(fù)應(yīng)能周期性地拷貝HLR中的數(shù)據(jù)（一般在24小時內(nèi)），拷貝可存儲在磁盤或磁帶中。當(dāng)HLR重新啟動后，在前一次拷貝的基礎(chǔ)上，執(zhí)行HLR恢復(fù)程序，盡量得到正確的移動用戶位置與補(bǔ)充業(yè)務(wù)有關(guān)的信息。為避免錯誤數(shù)據(jù)的擴(kuò)散，HLR應(yīng)通知相關(guān)的VLR，使VLR刪除與HLR有關(guān)的數(shù)據(jù)，同時HLR應(yīng)能夠撤消MS的登記，等待MS的重新登記。5.3.7訪問者位置寄存器（VLR）1)用戶數(shù)據(jù)的存儲VLR必須存儲其歸屬用戶的有關(guān)數(shù)據(jù)。VLR還必須存儲由營運(yùn)者選擇的不同用戶提供的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并能隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，增改相應(yīng)存儲內(nèi)容。2)用戶數(shù)據(jù)的檢索當(dāng)呼叫建立時，根據(jù)MSC的請求，VLR應(yīng)能夠依據(jù)TMSI、MSRN向MSC提供用戶的信息。通常在移動臺呼叫時，依據(jù)國際移動用戶識別碼TMSI；移動臺被叫時,依據(jù)移動用戶漫游號MSRN。3)登記VLR應(yīng)能完成登記、取消登記的功能，并能向HLR檢索用戶的信息。根據(jù)HLR的請求或當(dāng)用戶在24小時內(nèi)沒有在MSC/VLR區(qū)域中出現(xiàn)時，VLR應(yīng)能刪除該用戶的有關(guān)信。4)移動臺去話當(dāng)VLR收到MSC發(fā)來的移動臺去話通知后，VLR應(yīng)能刪除此用戶的數(shù)據(jù)，并能通知相應(yīng)的HLR。5)

鑒權(quán)VLR應(yīng)能向鑒權(quán)中心(AUC)索取并存儲鑒權(quán)參數(shù)。VLR通過MSC要求移動臺進(jìn)行鑒權(quán)，并比較從移動臺返回的和自己存儲的鑒權(quán)參數(shù)。6)提供MSRN當(dāng)MS位置更新時，當(dāng)?shù)氐腣LR應(yīng)能夠根據(jù)HLR請求，要求MSC分配MSRN，并將MSRN發(fā)往請求的HLR，即支持每次MS被呼叫時進(jìn)行的MSRN分配。7)VLR的恢復(fù)當(dāng)VLR發(fā)生數(shù)據(jù)錯誤時，VLR應(yīng)能夠通知相應(yīng)的HLR，刪除與其相應(yīng)的數(shù)據(jù)。5.3.8鑒權(quán)中心（AUC）AUC鑒權(quán)中心是認(rèn)證移動用戶的身份以及產(chǎn)生相應(yīng)認(rèn)證參數(shù)的功能實體。AUC對任何試圖入網(wǎng)的用戶進(jìn)行身份認(rèn)證，只有合法用戶才能接入網(wǎng)中并得到服務(wù)。AUC給每一個在相關(guān)HLR登記的移動用戶安排了一個識別字,該識別字用來產(chǎn)生用于鑒別移動用戶身份的數(shù)據(jù)及用來產(chǎn)生用于對移動臺與網(wǎng)絡(luò)之間無線信道加密的另一個密鑰。AUC存儲鑒權(quán)(A3)和加密(A8)算法。AUC只與HLR通信。5.3.9設(shè)備識別寄存器（EIR）EIR是存儲有關(guān)移動臺設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫。EIR實現(xiàn)對移動設(shè)備的識別、監(jiān)視、閉鎖等功能，以防止非法移動臺使用。5.3.10操作和維護(hù)中心（OMC）OMC操作維護(hù)中心是網(wǎng)絡(luò)操作維護(hù)人員對全網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)控和操作的功能實體。接入MSC和BSC,處理來自網(wǎng)絡(luò)的錯誤報告,控制BSC和BTS的業(yè)務(wù)負(fù)載。OMC通過BSC對BTS進(jìn)行設(shè)置并允許操作者檢查系統(tǒng)的相連部分。包括系統(tǒng)自檢,報警,備用設(shè)備激活,系統(tǒng)故障診斷與處理;話務(wù)量的統(tǒng)計與計費(fèi),網(wǎng)絡(luò)參數(shù)管理等。在實際蜂窩網(wǎng)絡(luò)中，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、所在地域以及其他因素，上述實體可有各種配置方式。通常將MSC和VLR設(shè)置在一起，而將HLR、EIR和AC合設(shè)于另一個物理實體中。我國GSM通信網(wǎng)結(jié)構(gòu)：全國GSM移動電話網(wǎng)按大區(qū)設(shè)立一級匯接中心、省內(nèi)設(shè)立二級匯接中心、移動業(yè)務(wù)本地網(wǎng)設(shè)立端局構(gòu)成三級網(wǎng)路結(jié)構(gòu)。三級網(wǎng)路結(jié)構(gòu)組成了一個完全獨立的數(shù)字移動通信網(wǎng)路。GSM數(shù)字移動通信網(wǎng)與PSTN網(wǎng)相重疊。在“中國聯(lián)通”GSM移動交換局所在地，聯(lián)通網(wǎng)和移動GSM網(wǎng)以及PSTN網(wǎng)之間各設(shè)一個網(wǎng)間接口局。5.4GSM較模擬網(wǎng)的優(yōu)勢5.4.1GSM系統(tǒng)在抗瑞利衰落及干擾方面均優(yōu)于TACS系統(tǒng)1.GSM系統(tǒng)具有較為完善的對抗瑞利衰落和符號間干擾的措施（1）天線（空間）分集。當(dāng)分集天線間距5~6m時，最大可獲得約6dB的分集增益。（2）跳頻。使載頻在幾個頻率點上變化（跳頻），可減少信息損失，然后通過復(fù)雜的信息處理過程重新恢復(fù)全部信息。跳頻只對慢速移動用戶有好處，其得益約為1~4dB。但是，當(dāng)一個基站或小區(qū)只有2個載波時，不能獲得跳頻增益。（3）均衡。是消除時間色散引起的符號間干擾的有效措施。2.要求干擾保護(hù)比低TACS系統(tǒng)要求同頻道干擾C/I大于17~18dB，GSM系統(tǒng)在無跳頻時要求C/I≥12dB，有跳頻時要求C/I≥9dB。GSM系統(tǒng)對鄰道干擾保護(hù)比只要求C/I≥-9dB，載波偏離400kHz時，要求C/I≥-4dB。由于同頻干擾保護(hù)比只要求大于等于9~12dB，因此在GSM系統(tǒng)中可以采用頻率復(fù)用方式，如4×3方式，如果有跳頻功能而且網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃考慮周全，也可采用3×3或2×6方式。應(yīng)避免相鄰載波在相鄰基站或小區(qū)使用。5.4.2GSM系統(tǒng)與TACS系統(tǒng)的性能比較1.GSM系統(tǒng)頻率利用率高、系統(tǒng)容量高例：(1)TACS系統(tǒng)。10MHz共有400個頻道，按7×3復(fù)用方式計算，每個小區(qū)只有18個話音頻道可用。按5%的頻道呼損率和每個用戶忙時話務(wù)量0.027erl計算，一個3小區(qū)的基站可負(fù)荷13.385×3=40.155erl的話務(wù)量或可容1487個用戶。(2)GSM系統(tǒng)。10MHz共有50個載波400個頻道，按4×3復(fù)用方式計算，每個小區(qū)有31或32個話音信道，一個3小區(qū)的基站可負(fù)荷78.292erl的話務(wù)量或可容2899個用戶。如果按3×3復(fù)用方式，則每個小區(qū)有42或43個話音信道，一個3小區(qū)的基站可負(fù)荷110.713erl的話務(wù)量或可容4100個用戶。表5-8GSM與TACS的頻譜利用率及容量比較頻率復(fù)用方式頻譜利用率系統(tǒng)容量GSM（FR）/TACS

GSM（HR）/TACSGSM（FR）/TACSGSM（HR）/TACSGSM4×31.743.591.954.43TACS7×3GSM3×32.354.812.766.1TACS7×32.GSM系統(tǒng)具有開放的接口和通用的接口標(biāo)準(zhǔn)3.GSM系統(tǒng)支持電信業(yè)務(wù)、承載業(yè)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù)4.GSM系統(tǒng)的保密性和安全性大大提高由于采用數(shù)字傳輸，因此可以對全部消息進(jìn)行加密，防止截聽。利用用戶識別鑒權(quán)可以防止無權(quán)用戶使用GSM系統(tǒng)。利用用戶識別保密，則可使竊聽者不能確定在無線路徑上使用資源的是哪一個用戶。5.5GSM網(wǎng)絡(luò)接口5.5.1空中接口（Um）圖5-3空中接口的協(xié)議堆棧圖5-4A-bis的接口協(xié)議堆棧5.5.2A-bis接口5.5.3A接口圖5-5A接口協(xié)議堆棧5.5.4PSTN接口GSM結(jié)構(gòu)是建立在ISDN接入的基礎(chǔ)上的。MSC通過以CCS7為基礎(chǔ)的協(xié)議如ISUP連接公共交換電話網(wǎng)PSTN。在GSM中，無ISUP信令方案連接，PSTN就無法支持基本呼叫。5.5.5移動應(yīng)用部分（MAP）圖5-6MAP界面協(xié)議堆棧1.MAP-BMAP-B是MSC和與它相關(guān)的VLR的接口。一旦MSC需要當(dāng)前在其區(qū)域移動臺的有關(guān)數(shù)據(jù)，它就詢問VLR。當(dāng)用戶激活一個特殊的補(bǔ)充業(yè)務(wù)或修改與該業(yè)務(wù)有關(guān)的數(shù)據(jù)時，MSC（通過VLR）通知HLR存儲這些修改的數(shù)據(jù)；如果需要，就更新VLR。有些制造商將VLR的功能集成在MSC中。2.MAP-C

MAP-C是MSC和HLR之間的接口。所有到移動臺的呼叫的編號和路由方案首先由GMSC（關(guān)口MSC）處理，GMSC然后查詢相應(yīng)用戶的HLR,以決定一個呼叫或一條短消息的路由信息，這些信息由MAP-C協(xié)議處理。附加SMS和計費(fèi)信息來自該接口信息組的部分。3.MAP-DMAP-D是HLR和VLR之間的接口。交換有關(guān)移動臺的位置和用戶管理的數(shù)據(jù)。VLR通知HLR有關(guān)由該HLR管理的移動臺位置，并提供該用戶漫游的信息。4.MAP-E

接口支持完成切換功能所需的信令，當(dāng)移動臺和短消息服務(wù)中心之間要傳送短消息時，該接口用來在該移動用戶所在的MSC和與短消息中心接口的MSC之間傳送信息。5.MAP-FMAP-F是MSC和設(shè)備識別寄存器（EIR）之間的接口，它用于交換保證EIR識別移動用戶設(shè)備的數(shù)據(jù)。5.6GSM的編號、鑒權(quán)與加密5.6.1編號和路由1.移動用戶ISDN號（MSISDN）MSISDN是用戶為找到GSM用戶所撥的號碼。公共交換電話網(wǎng)PSTN在MSISDN基礎(chǔ)上將該呼叫路由到關(guān)口MSC（GMSC），GMSC在內(nèi)部一張MSISDN與HLR對應(yīng)表的基礎(chǔ)上，去對應(yīng)HLR查詢以獲得用戶信息。HLR應(yīng)答有關(guān)移動用戶當(dāng)前所在的MSC身份等特殊信息，并提供一個可到達(dá)被叫用戶的號碼，該號碼就是所謂的移動用戶漫游號（MSRN）。號碼的結(jié)構(gòu)為：CCNDCSN|---------國際移動用戶ISDN號碼---------||--國內(nèi)有效移動用戶ISDN號碼--|CC：國家代號，美國是1，英國為44，中國為86。國家代碼由ITU-T管理。NDC：國內(nèi)地區(qū)碼或國內(nèi)目的地碼，用于識別目的網(wǎng)或識別用戶所屬的地理區(qū)域。即網(wǎng)路接入號。中國移動：139－134（0-8），150151152158159；中國聯(lián)通：130－132，155，156；1349：衛(wèi)星手機(jī)SN：移動用戶號碼2.國際移動用戶識別碼（IMSI）為了在無線路徑和整個GSM移動通信網(wǎng)上正確地識別某個移動客戶，就必須給移動客戶分配一個特定的識別碼。這個識別碼稱為國際移動客戶識別碼(IMSI)，用于GSM移動通信網(wǎng)所有信令中，存儲在客戶識別模塊(SIM)、HLR、VLR中。2.國際移動用戶識別碼（IMSI）圖5-7IMSI結(jié)構(gòu)IMSI由三部分組成：（1）由三位數(shù)字組成的移動國家代碼（MCC）；（2）由兩位數(shù)字組成的移動網(wǎng)絡(luò)代碼（MNC）；（3）移動用戶識別號（MSIN）。MCC惟一表示移動用戶的所屬國家，MCC與MSISDN中的CC不同在于它只有固定長度（即3位數(shù)字），而CC字位是可變的同樣，在每一個國家MCC不同于CC。例如，美國的CC是1，而MCC是310~316；我國的CC是86，而MCC為460。移動網(wǎng)號，由2位數(shù)字組成，“中國移動”GSMPLMN網(wǎng)為00，“中國聯(lián)通”GSMPLMN網(wǎng)為0l。MSIN:移動客戶識別碼，采用等長11位數(shù)字構(gòu)成。

3.臨時移動用戶識別號為了對IMSI保密，空中接口無線傳輸?shù)淖R別碼采用臨時移動用戶識別碼(TMSI)代替IMSI。兩者之間可按一定的算法互相轉(zhuǎn)換。MSC／VLR可給來訪移動客戶分配一個唯一的TMSI號碼，僅限在本MSC業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)使用4.國際移動臺設(shè)備識別碼(IMEI)唯一地識別一個移動臺設(shè)備的編碼，為一個15位的十進(jìn)制數(shù)數(shù)字，其結(jié)構(gòu)是：

6位數(shù)字2位數(shù)字6位數(shù)字l位數(shù)字TACFACSNRSP

TAC:型號批準(zhǔn)碼。FAC:工廠裝配碼，表示生產(chǎn)廠家及其裝配地。SNR:產(chǎn)品序號，獨立、唯一的識別每臺移動設(shè)備。SP:備用，備作將來使用，通常為0。5.移動客戶漫游號碼(MSRN)(與MSISDN結(jié)構(gòu)相同）

移動客戶漫游號碼(MSRN)結(jié)構(gòu)是：CCNDCSN|---------國際移動客戶ISDN號---------------||--國內(nèi)有效移動客戶ISDN號碼|縮寫全名解釋IMSI國際移動用戶識別碼它是作為惟一的用戶識別碼，但不是可撥打的號碼TMSI臨時移動用戶識別號由VLR分配使用在空中接口，是出于安全意圖。它確保用戶的保密性IMEI國際移動設(shè)備識別碼用于空中接口，提供設(shè)備識別號。手機(jī)的惟一識別號表5-9GSM中不同的編號方式和識別參數(shù)

縮寫全名解釋MSISDN移動用戶ISDN號可撥打的移動用戶電話號MSRN移動臺漫游號GSM網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部使用，提供被訪的MSC路由網(wǎng)絡(luò)使用的路由信息位置區(qū)域(locationareas)無線和有線最主要的不同在于它的移動性和移動臺當(dāng)前位置的確定。有以下兩種方法：網(wǎng)絡(luò)在全網(wǎng)上呼叫移動用戶，一旦有應(yīng)答返回，網(wǎng)絡(luò)將呼叫連接上即可。但這種方案對公網(wǎng)不可行，因為公網(wǎng)需支持國內(nèi)、國際漫游。網(wǎng)絡(luò)對用戶的位置已預(yù)先有了解，當(dāng)呼叫到來后，只在某一位置區(qū)發(fā)起尋呼。

最簡單的位置區(qū)只包含一個小區(qū)。網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷增加；把一些小區(qū)集成為一個位置區(qū)域(LA)，每個小區(qū)發(fā)送位置區(qū)識別號給所屬移動臺。一旦移動臺發(fā)現(xiàn)由于小區(qū)變化造成位置區(qū)變化，它就發(fā)一個位置更新(LocationUpdating)給網(wǎng)絡(luò)，這就是在GSM使用的方案。位置區(qū)在工程上需較好地規(guī)劃，既要減少尋呼業(yè)務(wù)量又要減少位置更新業(yè)務(wù)量。如果位置區(qū)很大，那么尋呼業(yè)務(wù)量很重；如果位置區(qū)很小，位置更新業(yè)務(wù)量將很高。

圖5-8定位區(qū)域和小區(qū)識別參數(shù)(1)位置識別碼（LAI）LAI的結(jié)構(gòu)與IMSI結(jié)構(gòu)相同，有MCC、MNC和LAC（LocationAreaCode）。在檢測位置更新和信道切換時，要使用位置區(qū)識別標(biāo)志。號碼結(jié)構(gòu)為：

3位數(shù)字2位數(shù)字最大16bitMCCMNCLAC|------------LAI-------------|

MCC：移動客戶國家碼，同IMSI中的前三位數(shù)字。MNC：移動網(wǎng)號，同IMSI中的MNC。LAC：位置區(qū)號碼，用于識別GSM網(wǎng)絡(luò)中的位置區(qū)域的固定長度的碼字，最多不超過2個字節(jié)，采用十六進(jìn)制編碼，由各營運(yùn)部門自定。在一個GSMPLMN網(wǎng)中可定義65536個不同的位置區(qū)。小區(qū)識別碼(CGI)

用來識別一個位置區(qū)內(nèi)的小區(qū)，它是在位置區(qū)識別碼(LAI)后加上一個小區(qū)識別碼(CI)，其結(jié)構(gòu)是：3位數(shù)字 2位數(shù)字最大16bit最大16bitMCC MNC LACCI|------------------LAI-----||----------------------------CGI-------|

CI是一個2字節(jié)BCD編碼，由各MSC自定。(2)基站識別碼(BSIC)

BSIC用于移動臺識別相同載波的不同基站，特別用于區(qū)別在不同國家的邊界地區(qū)采用相同載波且相鄰的基站。BSIC為一個6bit編碼，結(jié)構(gòu)為：3bit3bitNCCBCCNCC為網(wǎng)絡(luò)色碼，用來識別相鄰的移動通信網(wǎng)，為XY1Y2。其中，X：運(yùn)營者(移動X＝1，聯(lián)通＝0)。Y1Y2：國內(nèi)區(qū)別不同的省。BCC為BTS色碼，用來識別相同載波的不同基站。Y2Y1010吉林、甘肅、西藏、廣西、福建、湖北、北京、江蘇黑龍江、遼寧、寧夏、四川、海南、江西、天津、山西、山東1新疆、廣東、河北、安徽、上海、貴州、陜西內(nèi)蒙古、青海、云南、河南、浙江、湖南各種號碼使用圖示5.6.2鑒權(quán)與加密(AuthenticationandCiphering)圖5-9GSM的鑒權(quán)過程1.鑒權(quán)鑒權(quán)的目的是為了確認(rèn)移動臺的合法性。作用是保護(hù)網(wǎng)路，防止非法盜用。同時通過拒絕假冒合法客戶的“入侵”而保護(hù)GSM移動網(wǎng)路的客戶。

網(wǎng)絡(luò)為了對移動臺鑒權(quán)，從一張與該用戶有關(guān)的表中取出一個隨機(jī)數(shù)（RAND）送給移動臺。移動臺在收到隨機(jī)數(shù)（詢問）后，計算簽名響應(yīng)值（SRES），并送給網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)用計算的SRES與收到的SRES進(jìn)行比較，如果它們匹配就允許提供業(yè)務(wù)給用戶，否則予以拒絕。這樣，即使隨機(jī)數(shù)和SRES在空中被攔截,A3算法是恒定的。Ki以嚴(yán)格保護(hù)方式存儲在SIM卡中，移動用戶不知道它是什么，運(yùn)營者在選擇A3算法有很大靈活性。由于鑒權(quán)計算使處理機(jī)增加負(fù)擔(dān)，AUC為每個用戶計算了詢問響應(yīng)對，并把它送到存儲它們的HLR，到需要時再用它，表5-10IS-41C與GSM鑒權(quán)過程比較GSMIS-41RevC密鑰的提供128位的鑒權(quán)密鑰Ki存在于SIM卡中64位鑒權(quán)密鑰（A密鑰）通過郵件傳輸給用戶。用戶接收到密鑰后把它輸入電話中。也可以選擇空中接口程序輸入密鑰。這不需要用戶進(jìn)行任何干預(yù)。共享或保密的數(shù)據(jù)都是從A密鑰中得到的鑒權(quán)機(jī)理獨一無二的競爭過程，鑒權(quán)中心給每一個移動用戶提供不同的隨機(jī)數(shù)RAND

如果用戶在同一個小區(qū)內(nèi)使用同樣的RAND就會進(jìn)行全局競爭程序。程序支持惟一性，但它不是主要的鑒權(quán)過程

GSMIS-41RevC鑒權(quán)過程獨一無二的RAND和Ki作為A3算法的輸入，生成SRES通過網(wǎng)絡(luò)傳輸進(jìn)行鑒別。A3算法的輸入?yún)?shù)和接入方式無關(guān)廣播的RAND、ESN、MIN1和SSD-A作為CAVE算法的輸入產(chǎn)生AUTHR。通過網(wǎng)絡(luò)傳輸進(jìn)行鑒別。CAVE算法的輸入?yún)?shù)隨著接入方式的不同而不同。（例如：登記或主呼發(fā)起等等）漫游用戶的鑒權(quán)給VLR提供一組參數(shù)。每組參數(shù)包括RAND、SRES和密鑰Kc。VLR選擇一個RAND要求移動用戶進(jìn)行鑒權(quán)。將MS送來的SRES與網(wǎng)絡(luò)生成的SRES進(jìn)行比較。一般來說，一次傳輸5個數(shù)據(jù)。一旦VLR全部用完，就需要向LR/AUC申請附加的組參數(shù)。Ａ3算法駐留在AUC中給VLR提供SSD。VLR中有CAVE算法。從MS接收到RAND、ESN和MINI信號后，VLR能夠通過存儲的SSD-A作為CAVE算法的輸入，用于對MS自動鑒權(quán)GSMIS-41RevC鑒權(quán)參數(shù)的傳輸一旦信道已經(jīng)建立起來，鑒權(quán)信息就被發(fā)送。這樣帶寬效率較高鑒權(quán)參數(shù)可以作為初始接入信息的一部分鑒權(quán)數(shù)據(jù)抗截獲保護(hù)如果這組參數(shù)在網(wǎng)絡(luò)中被截獲，用戶會遭損害直到這組參數(shù)全部用完。之后，又可以要求新的一組參數(shù)SSD在網(wǎng)絡(luò)中被攔截，用戶因此會受很長時間的牽連?？梢酝ㄟ^歷史記錄（COUNT）參數(shù)來防范這一點2.加密

GSM系統(tǒng)中的加密是指無線路徑上的加密，即在空中接口對用戶信息數(shù)據(jù)流加密，在無線路徑上傳輸，是指BTS和MS之間交換客戶信息和客戶參數(shù)時不被非法個人或團(tuán)體所得或監(jiān)聽。加密開始時，根據(jù)MSC/VLR發(fā)出的加密指令，BTS側(cè)和MS側(cè)均開始使用Kc。在MS側(cè)，由Kc、TDMA幀號一起經(jīng)過A5算法，對用戶信息數(shù)據(jù)流加密，在無線路徑上傳。在BTS側(cè)，把從無線信道上收到的加密信息流、TDMA幀號和Kc，再經(jīng)過A5算法解密后，傳送給BSC和MSC。上述過程反之亦然。圖5-10GSM的加密過程GSM支持MS和BTS之間空中接口上的加密。用于鑒權(quán)的RAND用在與Ki一起作為A8算法的輸入。輸出Kc和幀數(shù)一起作為另一個A5算法的輸入。輸出被認(rèn)為是加密序列和對數(shù)據(jù)加密。密鑰的管理與鑒權(quán)密鑰相同，在網(wǎng)絡(luò)側(cè)BTS使用密鑰，對每次傳輸進(jìn)行加密并將數(shù)據(jù)送給BSC。

5.7GSM無線信道5.7.1頻域分析GSM是TDMA/FDMA系統(tǒng)。GSM900系統(tǒng)使用900MHz頻段,收發(fā)頻差為45MHz。每個射頻（RF）信道頻道寬度為200kHz。每個RF信道由一個上行（uplink）和一個下行（downlink）頻率對組成，這種方式稱為頻分雙工（FDD）。由于各基站(BTS)會占用頻段中任何一組頻率,移動臺必須有在整個頻段上發(fā)送和接收信號的能力。5.7.2時域分析GSM將每一個無線信道分成8個不同時隙，每個時隙支持一個用戶，一個無線信道能夠支持8個用戶。每個用戶被安排在無線信道的一個時隙中并只能在該時隙發(fā)送。時隙從0~7編號，稱為一個TDMA幀。用戶在某一時隙發(fā)送被稱為突發(fā)時隙(burst)。一個突發(fā)時隙長度為577μs，一幀為4.615ms。若用戶在上行頻率的0時隙發(fā)送，則將在下行頻率的0時隙接收。時隙0的上行發(fā)射出現(xiàn)在接收下行時隙的三個時隙之后。好處是移動臺不需要雙工器，使GSM手機(jī)更輕，功耗更小，價格更便宜。但它需要同步發(fā)射和接收。頻率與頻道序號(1)歐洲GSM通信系統(tǒng)在以下的射頻頻段：上行:890～915MHz（移動臺發(fā)、基站收）下行:935～960MHz（基站發(fā)、移動臺收）收發(fā)頻率間隔為45MHz。載頻間隔：0.2MHz系統(tǒng)載頻數(shù):(915-890)/0.2-1=124(對)；下頻段:fl(n)=(890+0.2n)MHz；上頻段:fh(n)=(935+0.2n)MHz；n=1-124每個載頻有8個時隙，系統(tǒng)共有物理信道1248=992(個)(2)我國GSM網(wǎng)也采用900MHz頻段：上行：905～915（移動臺發(fā)、基站收）下行：950～960（基站發(fā)、移動臺收）下頻段:fl(n)=[890.2＋(n-1)0.2]MHz;上頻段:fh(n)=[fl(n)＋45]MHz;n=76～124頻道每個載頻有8個時隙，系統(tǒng)共有物理信道498=392(個）隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，可向下擴(kuò)展，或向1.8GHz頻段的DCSI800過渡，即1800MHz頻段：

上行：1710～1785（移動臺發(fā)、基站收）

下行：1805～1880（基站發(fā)、移動臺收）中國移動：900M：890～909；935～954；n=76～951800M：1710～1720；1805～18155.7.3語音編碼(SpeechCoding)

語音編解碼器將人的語音變成一組適合無線接口傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號,接收端的解碼器將接收的數(shù)字還原成人的語音，每一個移動臺都有一個語音編解碼器。移動通信對語音編碼的要求：編碼速率低，語音質(zhì)量好；較強(qiáng)的抗干擾、抗誤碼的性能；編譯碼延時小；編譯碼器復(fù)雜度低，便于大規(guī)模集成化；功耗小，便于應(yīng)用于手持機(jī)。語音編碼：RPE-LTP，每20秒取樣一次，輸出260bit，這樣編碼速率為13kb/s。在GSM的第1階段定義支持全速語音編解碼，所謂全速編碼是指該編譯碼器在語音傳送時每幀均占有一個時隙。該編譯器使用RPELTP——長期預(yù)測的規(guī)律脈沖激勵。GSM的第二階段定義支持半速編解碼。半速編解碼器每隔兩幀使用一個TDMA時隙。半速編碼輸出6.5kb/s，采用半速編碼可以支持兩倍的全速編碼用戶，語音質(zhì)量差一些。圖5-11不同GSM接口的語音傳輸示意波形編碼：將時域模擬話音的波形信號經(jīng)過采樣、量化和編碼，形成數(shù)字語音信號。速率高，帶寬寬，適合有線。參量編碼：基于人類語音的產(chǎn)生機(jī)理建立數(shù)學(xué)模型，根據(jù)輸入語音得出模型參數(shù)并傳輸，在收端恢復(fù)。速率低，質(zhì)量差，適用于軍事和保密通信。混合編碼：如GSM中的RPE-LTP，質(zhì)量中等，適用于移動通信。5.7.4信道編碼(ChannelCoding)從語音編解碼器來的260bit數(shù)據(jù)塊按照重要性和作用被分成三類。分別分為Ia、Ib和II。Ia類是最重要的，包含50bit，首先進(jìn)行提供檢錯的分組編碼，該過程增加3bit;然后進(jìn)行具有檢錯糾錯能力的半速卷積編碼,半速卷積編碼使比特數(shù)加倍。Ib類第二重要，也受到一些保護(hù)，132bit與Ia類相同被卷積編碼。II類不重要（78bit）未受到任何保護(hù)。信道編碼增加了數(shù)據(jù)速率，使其從13kb/s增加到22.8kb/s。

圖5-12語音編解碼的前向糾錯（全速業(yè)務(wù)信道）5.7.5交織（Interleaving）在陸地移動通信這種變參信道上，比特差錯經(jīng)常是成串發(fā)生的。信道編碼僅在檢測和校正單個差錯和不太長的差錯串時才有效。希望能找到把一條消息中的相繼比特分散開的方法，再用信道編碼糾錯功能糾正差錯，恢復(fù)原消息，這種方法就是交織技術(shù)。交織的實質(zhì)是將突發(fā)的連續(xù)錯誤分散開來。交織的主要作用是抗快衰落。GSM系統(tǒng)采用的交織深度是8。GSM所采用的交織是一種既有塊交織又有比特交織的交織技術(shù)。全速語音的時塊被交織成8個突發(fā)時隙，即，從語音編碼器來的456bit輸出被分裂成8個時塊，每個子塊57個比特，再將每57個比特進(jìn)行比特交織，然后再根據(jù)奇偶原則分配到不同的突發(fā)塊口，交織造成65個突發(fā)周期或37.5ms滯后。GSM交織的方式5.7.6調(diào)制GMSK：高斯最小頻移鍵控，BT=0.3(由標(biāo)準(zhǔn)定義)原因：鄰道干擾小于-60dB信道傳輸速率：270.833kbps頻譜利用率為1.35bps/Hz5.7.7信道組成(ChannelOrganization)TDMA的幀結(jié)構(gòu)每一個TDMA幀分0～7共8個時隙，幀長度為120/26≈4.615ms。每個時隙含156.25個碼元，占15/26≈0.577ms。復(fù)幀有兩種類型：一種是由26幀組成的復(fù)幀，這種復(fù)幀長120ms，主要用于業(yè)務(wù)信息的傳輸，也稱作業(yè)務(wù)復(fù)幀；另一種是由51幀組成的復(fù)幀，這種復(fù)幀長235.385ms，專用于傳輸控制信息，也稱作控制復(fù)幀。超幀由51個業(yè)務(wù)復(fù)幀或26個控制復(fù)幀組成，周期為1326個TDMA幀，超幀長51×26×4.615×10-3≈6.12s。超高幀由2048個超幀組成，周期為2048×1326=2715648個TDMA幀，即12533.76秒，即3小時28分53秒760毫秒。幀的編號(FN)以超高幀為周期，從0到2715647。在GSM系統(tǒng)中，超高幀的周期與加密和跳頻有關(guān)，每經(jīng)過一個超高幀的周期，系統(tǒng)將重新啟動密碼和跳頻算法。上行傳輸幀號和下行傳輸幀號相同，但是，上行幀相對于下行幀在時間上推后3個時隙。分類：物理信道：TDMA幀的每一個時隙(TS)。邏輯信道：在物理信道上所傳輸?shù)膬?nèi)容。是指依據(jù)移動網(wǎng)通信的需要，為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個時隙所分配的控制邏輯信道或語音、數(shù)據(jù)邏輯信道。1.控制信道(CCH)：用于傳送信令或同步數(shù)據(jù)。根據(jù)所需完成的功能又把控制信道分為廣播、公共及專用三種控制信道。頻率較正信道FCCH同步信道SCH廣播控制信道BCCH廣播信道BCH尋呼信道PCH準(zhǔn)許接入信道AGCH隨機(jī)接入信道RACH公用控制信道CCCH獨立專用控制信道SDCCH慢速輔助控制信道SACCH快速輔助控制信道FACCH專用控制信道DCCH業(yè)務(wù)信道TCH控制信道CCH邏輯信道分類（下行）（下行）（下行）（下行）（下行）（上行）（上/下行）（上/下行）（上/下行）廣播信道(BCH)：是“一點對多點”的單向控制信道，用于基站向移動臺廣播公用的信息。廣播信道又分為：廣播控制信道(BCCH)：廣播本小區(qū)和相鄰小區(qū)的信息以及同步信息(頻率和時間信息)。移動臺周期的監(jiān)聽BCCH以獲取如下信息：本地區(qū)識別、相鄰小區(qū)列表、本小區(qū)使用的頻率表、小區(qū)識別、功率控制指示、間斷傳輸允許、接入控制（如緊急呼叫）、CBCH（CellBroadcastControlChannel）的說明。CBCH載波是由基站以固定功率發(fā)射，其信號強(qiáng)度被所有移動臺測量。頻率校正信道(FCCH)：傳送校正移動臺頻率的信息。同步信道(SCH)：傳送幀同步信息(TDMA幀號)和BTS識別碼(BSIC)給移動臺。公用控制信道(CCCH)：是一種雙向控制信道，用于呼叫接續(xù)階段傳輸鏈路連接所需要的控制信令。又分為：隨機(jī)接入信道(RACH)：上行，用于移動臺隨機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)時向基站發(fā)送消息，包括：對基站尋呼消息的應(yīng)答、移動臺始呼時的接入、向基站申請指配一獨立專用控制信道（SDCCH)。尋呼信道(PCH)：廣播基站尋呼移動臺的消息，下行；GSM允許多至四個MS在一次尋呼信息中被呼叫；可以用MS的TMSI或IMSI來尋呼；支持有關(guān)不連續(xù)接收（DRX）；GSM允許尋呼子信道，節(jié)省功耗；MS通過用戶IMSI的最后三位來預(yù)先確定呼叫子信道。準(zhǔn)許接入信道(AGCH)：下行信道，用于基站向隨機(jī)接入成功的移動臺發(fā)送指配了的SDCCH。專用控制信道(DCCH)：實施“點對點”的雙向控制信道。用于呼叫接續(xù)階段及通信進(jìn)行當(dāng)中，在移動臺與基站之間傳輸必要的控制信息，如信道管理移動收費(fèi)管理和無線資源管理。又分為：獨立專用控制信道(SDCCH)：用于傳送基站和移動臺間的指令與信道指配信息，如鑒權(quán)、登記信令消息等。此信道在呼叫建立期間支持雙向數(shù)據(jù)傳輸，以及短消息業(yè)務(wù)信息的傳送。慢相關(guān)控制信道（SACCH）：與SDCCH或者業(yè)務(wù)信道公用在一個物理信道上傳送指令消息。基站向移動臺傳送功率控制信息、幀調(diào)整信息；接收移動臺發(fā)來的信號強(qiáng)度報告和鏈路質(zhì)量報告?？煜嚓P(guān)控制信道（FACCH）：主要傳送基站與移動臺間的越區(qū)切換的信令信息。2.業(yè)務(wù)信道（TCH）：用于傳送編碼后的話音或數(shù)據(jù)和少量的隨路控制信令。雙向。

話音業(yè)務(wù)信道：全速率話音業(yè)務(wù)信道(TCH/F)，凈速率為13Kb/s；半速率話音業(yè)務(wù)信道(TCH/H)，6.5Kb/s，所用時隙是全速率所用時隙的一半。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道：在全速率或半速率信道上，通過不同的速率適配和信道編碼，用戶可使用各種不同的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。電路交換信道和數(shù)據(jù)交換信道。表5-11GSM的邏輯信道和它們的特征邏輯信道只有上行只有下行既有上行又有下行點到點廣播可出讓的共享的BCCH√√√FCCH√√√SCH√√√RACH√√PCH√√AGCH√√√SDCCH√√√SACCH√√√FACCH√√√TCAH√√√圖5-13用于GSM的各類突發(fā)時隙3.時隙格式突發(fā)脈沖序列：TDMA信道上一個時隙中的信息格式。以不同的信息格式攜帶不同的邏輯信道。每個時隙有156.25bit，共有五種類型：（1）常規(guī)(普通)突發(fā)脈沖(NB,NornalBurst)序列：用于傳輸業(yè)務(wù)信道TCH和除了FCCH、SCH、RACH以及空閑突發(fā)脈沖之外的所有控制信道信息。總計156.25bit，因為每個bit的持續(xù)時間為3.6923us，所以一個NB所占用的時間為0.577ms。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(hù)時間GP：防止由于定時誤差而造成突發(fā)脈沖間的重疊（2）頻率校正突發(fā)(FB,FrequencyCorrectionBurst)脈沖序列：用于校正移動臺的載波頻率。它相當(dāng)于一個帶頻移的未調(diào)載波。142個全0，使調(diào)制器發(fā)送一個未調(diào)載波。（3）同步突發(fā)(SB,SynchronisationBurst)脈沖序列：用于構(gòu)成SCH，攜帶有系統(tǒng)的同步信息。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（4）接入突發(fā)(AB,AccessBurst)脈沖序列：用于構(gòu)成移動臺的RACH，攜帶隨機(jī)接入信息，用于移動用戶向基站提出入網(wǎng)申請。為了彌補(bǔ)時延的影響，保護(hù)時間長達(dá)250us，允許小區(qū)半徑為35km，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（5）空閑突發(fā)脈沖序列（DB）：由BTS發(fā)出，不攜帶任何信息。它的格式與普通突發(fā)脈沖序列相同，其中加密比特改為具有一定比恃模型的固定混合比特。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。類型邏輯信道攜帶信息普通突發(fā)脈沖TCH及除RACH、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（SCH）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4.信道的組合方式(邏輯信道到物理信道的映射)邏輯信道數(shù)已經(jīng)超過了GSM一個載頻所提供的物理信道數(shù)，不能給每一個邏輯信道都配置一個物理信道。(1)業(yè)務(wù)信道的組合C0，C1，，Cn-1表示每個基站的n個載頻，其中，C0為主載頻。TS0，TS1，…，TS7表示每個載頻的8個時隙。C0上的TS2～TS7用于業(yè)務(wù)信道，而C0上的TS0用于廣播信道和公共控制信道，C0上的TS1用于專用控制信道。其余C1～Cn-1載頻上8個時隙均用于業(yè)務(wù)信道。上、下行業(yè)務(wù)信道具有相同的組合方式，只是有一個時間偏移。表明移動臺的收發(fā)不必同時進(jìn)行。業(yè)務(wù)信道的復(fù)幀(26幀)與物理信道(一個時隙)的映射關(guān)系: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（2）控制信道的組合方式BCH和CCCH在C0：TS0上的復(fù)用：下行鏈路：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上行鏈路：SDCCH和SACCH在C0：TS1上的復(fù)用：重復(fù)周期為102個TSSDCCH的DX（D0、D1、…、D7）只用于MS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。SACCH的AX（A0、A1、…、A7）主要用于傳送不緊要的控制信息，如無線測量數(shù)據(jù)。上下行鏈路有相同結(jié)構(gòu)，只是在時間上有一個偏移。廣播信道、公用控制信道和專用控制信道均在C0：TS0上的復(fù)用：5.7.8不連續(xù)發(fā)送和話音激活檢測當(dāng)GSM的話音編解碼器檢測到話音的間隙后，在間隙期不發(fā)送，這就是所謂的GSM不連續(xù)發(fā)送（DTX）。DTX能在通話期對話音進(jìn)行13kb/s編碼，在停頓期用500b/s編碼。停頓時發(fā)送舒適的噪聲，對講話者的背景噪聲進(jìn)行編碼。使用戶在通話時有連續(xù)感。5.7.9定時前置和功率控制1.定時前置（TimingAdvance）GSM考慮可能的最大傳輸時延,在每個時隙片的結(jié)尾要留有足夠的保護(hù)時間作補(bǔ)償。MS在保護(hù)期內(nèi)不能發(fā)送用戶數(shù)據(jù)，即使兩個時間出現(xiàn)重疊只能在保護(hù)時間內(nèi)重疊,無數(shù)據(jù)丟失。方法簡單及信令要求最小，但降低了系統(tǒng)的頻譜利用率。定時前置允許對每個時隙的上行發(fā)送時間獨立控制，遠(yuǎn)離BTS的MS要求比離BTS近的MS發(fā)射早。在GSM中最大的定時前置限制小區(qū)尺寸在35km左右。2.功率控制在GSM中，功率電平每60ms變化臺階為2dB（步長）。上行功率控制范圍是20~30dB，步長2dB；下行功率控制范圍一般可達(dá)30dB，步長也是2dB。BSS是功率控制的管理者，通過指令規(guī)定BTS和MS的功率。BSS通過評估BTS對MS測量的結(jié)果，調(diào)整MS的傳輸功率。同樣，BSS也通過評估MS報告的BTS下行傳輸功率，調(diào)整BTS的發(fā)射功率。5.7.10移動臺接入MS從GSM網(wǎng)絡(luò)中得到服務(wù)的第一步就是把它接入系統(tǒng)。接入的原因有以下幾種：試圖發(fā)起呼叫，對網(wǎng)絡(luò)請求的響應(yīng)（如被呼），MS作周期性的位置更新。在GSM中有單獨一個信道用于MS在該小區(qū)的接入。GSM的接入模型可用著名的ALOHA模型來代替。ALOHA系統(tǒng)是不相關(guān)用戶同搶一個共享信道。5.8GSM呼叫方案5.8.1移動臺開機(jī)后的工作：初始化。首先確定BCCH頻率，以獲得操作必需的系統(tǒng)參數(shù)。GSM允許在SIM中存儲一張頻率表，這些頻率是前一次小區(qū)登錄上的BCCH頻率，以及在該BCCH廣播的鄰近小區(qū)的頻點，MS上電后就開始搜索這些頻率，查找一個比其他功率大的頻率。下一步確定FCCH。找到FCCH之后，MS通過解碼使自身與系統(tǒng)的主頻同步。MS知道在相同的頻率上FCCH的第8個時隙后是同步信道SCH，它只需簡單等待8個時隙，便可對SCH解碼獲得時間同步。至此，MS已可對BCCH上的其他數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼了。5.8.2小區(qū)選擇（CellSelection）在選擇MS所在的小區(qū)之前，MS可以確定有效GSM網(wǎng)。如果當(dāng)前小區(qū)不是有效GSM網(wǎng)絡(luò)部分，MS只能尋找其他BCCH。一旦選擇了有效的GSM網(wǎng)，MS就可選擇登錄的小區(qū)，MS有一個小區(qū)選擇算法，用于確定最好的有效小區(qū)。MS收到的信號強(qiáng)度、位置區(qū)域和MS的功率等級等都可用于小區(qū)選擇的確定。5.8.3位置登記和位置更新位置登記：MS以它的IMSI等數(shù)據(jù)向GSM網(wǎng)絡(luò)請求位置登記，網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過驗證后會分派一個TMSI代碼給MS。MS得到TMSI后，會將TMSI代碼存儲在SIM卡中。位置更新：MS首先確定當(dāng)前位置區(qū)是否是以前登記過的。即從BCCH獲得位置區(qū)信息并與存儲在SIM卡原先登記的位置區(qū)進(jìn)行比較，如果位置區(qū)不一致，那么MS應(yīng)立即進(jìn)行位置更新。在位置登記中，MS是以IMSI向網(wǎng)絡(luò)更新位置；而在位置更新中，MS是以TMSI向網(wǎng)絡(luò)匯報信息的。

MS“位置登記請求”“更新位置登記”詢問“MS的IMSI”MSC（VLR）n（VLR）o“詢問IMSI”響應(yīng)查詢“MS的有關(guān)參數(shù)”“查詢有關(guān)參數(shù)”響應(yīng)位置信息注銷”“更新位置登記”確認(rèn)“位置登記請求”確認(rèn)（LR）HLR5.8.4建立通信鏈路(EstablishingCommunicationLink)MS調(diào)諧到隨機(jī)接入信道RACH上發(fā)出信道請求信息。MS送出信道請求信息，有一個長的保護(hù)周期，可以保證即使該信息與下一個時隙的信息重疊，在BTS接收時，信息內(nèi)容也不會丟失。轉(zhuǎn)到接入許可信道AGCH，等待來自網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)。BTS收到信道請求后，便增加有關(guān)傳輸時延的信息一起傳輸給BSC。BSC能夠通過比較時延進(jìn)行定時前置參數(shù)的賦值。選擇一個SDCCH信道，通知BTS激活信道，然后給BTS發(fā)送信道分配信息。5.8.5起初信息過程(InitialMessageProcedure)MS接收到信道分配信息后，調(diào)諧到該分配信道上發(fā)送一個業(yè)務(wù)請求信息（在獨立專用控制信道SDCCH上送出）。這信息指明MS從網(wǎng)絡(luò)請求什么業(yè)務(wù)，同時包括有關(guān)移動識別碼（如TMSI）的信息、功率級、頻率容量、MS支持的保密算法（如A5）等等。這些信息由BSC送給MSC通過A接口作進(jìn)一步處理，MSC然后通過MAP-B接口將信息傳給VLR。5.8.6鑒權(quán)(Authentication)當(dāng)前的VLR成功地接收到適當(dāng)原因（位置更新，呼叫建立等）的起始信息后，將啟動鑒權(quán)和保密程序。鑒權(quán)過程總是由網(wǎng)絡(luò)發(fā)起。鑒權(quán)算法駐留在網(wǎng)絡(luò)側(cè)的鑒權(quán)中心AUC和MS側(cè)的SIM用戶識別卡中，AUC對應(yīng)各用戶，選擇一個隨機(jī)數(shù)并連同用戶的惟一碼將它輸入A3/A8算法，輸出就是在GSM術(shù)語中稱為三體聯(lián)合（triplet），即RAND、SRES和Kc。AUC計算幾個triplets并提供給歸屬位置寄存器HLR。VLR從HLR獲得他們。鑒權(quán)過程：VLR通過SDCCH送一個鑒權(quán)請求給MS。這一信息包含隨機(jī)詢問（即RAND）。SIM卡產(chǎn)生一個符號響應(yīng)SRES，把它送給VLR，它同時產(chǎn)生一個新的保密密鑰Kc，VLR收到SRES與內(nèi)部存儲的SRES值進(jìn)行比較，如果匹配，用戶被認(rèn)為是合法的。5.8.7加密(Ciphering)VLR開始加密過程，它通知MSC，MSC接著按所使用的密鑰送一個信息給BSC。BSC通過BTS通知MS在以后的傳輸過程中開始加密。BTS同樣被通知使用加密的信息并得到密鑰，這樣它能對信息進(jìn)行解密。BTS將信息進(jìn)行解密后送給BSC，并送一個指令通知VLR加密過程已經(jīng)開始。在MS側(cè)，由Kc、TDMA幀號一起經(jīng)過A5算法，對用戶信息數(shù)據(jù)流加密，在無線路徑上傳。在BTS側(cè)，把從無線信道上收到的加密信息流、TDMA幀號和Kc，再經(jīng)過A5算法解密后，傳送給BSC和MSC。上述過程反之亦然。5.8.8位置更新過程圖5-14位置更新呼叫流程5.8.9通信鏈路的釋放(ReleaseofCommunicationLink)一旦位置更新過程成功完成，移動臺BTS、BSC和MSC的通信鏈路也結(jié)束了。移動臺返回空閑模式等待用戶發(fā)生主叫及等待來自網(wǎng)絡(luò)的尋呼。5.8.10移動臺主叫(MobileOrigination)①先有通信鏈路建立過程、原始信息過程、鑒權(quán)和加密過程。然后移動臺在建立的鏈路上（SDCCH）發(fā)送啟動信息。這一信息有被叫號碼和建立與PSTN聯(lián)系所需的信息。②如果用戶要求進(jìn)行話音連接，系統(tǒng)安排業(yè)務(wù)信道（TCH）。BSC通知BTS新的信道，BTS激活新的信道；BSC為話音編碼分配TRAU(發(fā)送編碼器和速率適配器單元)資源；BSC送一個分配命令信息給MS，通知它在下一步傳輸中使用的新信道；MS調(diào)諧到新無線信道上并在該信道上開始發(fā)送，并發(fā)送一個分配結(jié)束信號，指示它已成功調(diào)諧到新信道上，BSC即可釋放舊信道。MSC通過網(wǎng)絡(luò)啟動呼叫建立過程：如果連接到PSTN的交換是通過ISUP（ISDN用戶部分）進(jìn)行的，則送一個IAM（原始地址信息）給PSTN(公共交換電話網(wǎng))③；接入交換機(jī)返回一個ACM(地址完成信息)給MSC，表明被叫正在振鈴④；當(dāng)MSC收到ACM，送一個振鈴信息給MS，MS在收到這一信息后就產(chǎn)生一個提示音通知用戶已經(jīng)聯(lián)絡(luò)被叫，電話正在振鈴⑤；當(dāng)被叫應(yīng)答（摘機(jī)），ANM（應(yīng)答信息）通過網(wǎng)絡(luò)送給MSC通知MS已連接⑥；至此，兩部分呼叫已連接可以交換信息了⑦。圖5-15移動用戶向固定電話發(fā)起的呼叫5.8.11移動臺被呼(MobileTermination)輸入GSM手機(jī)用戶的MSISDN號碼，GSM網(wǎng)絡(luò)詢問HLR有關(guān)手機(jī)的MSRN代碼，得知手機(jī)用戶目前所在的LA區(qū)域與負(fù)責(zé)該區(qū)域的交換機(jī)MSC。當(dāng)撥號者輸入手機(jī)的MSISDN號碼時，有線電話PSTN的交換機(jī)依照MSISDN上的CC及NDC將信號傳遞到負(fù)責(zé)該手機(jī)服務(wù)區(qū)域內(nèi)的關(guān)口MSC(GMSC)。

圖5-16由固定電話發(fā)往移動用戶的呼叫5.8.12切換（Handover）切換是當(dāng)MS變換小區(qū)時保持呼叫的過程。在MS變換小區(qū)時，切換是避免呼叫損失所必不可少的步驟。如果一個MS打算變換小區(qū)，它已處于小區(qū)的邊緣，此時無線信號電平必然不十分好，這是要切換的另外一個原因。1.預(yù)切換過程（Pre-handover

Processing）在GSM中的切換過程是移動臺協(xié)助的切換（MAHO）。MS為切換算法提供有關(guān)輸入的信息，描述MS和BTS能力的參數(shù)和測量項目有：為MS服務(wù)的服務(wù)BTS、鄰近BTS的最大的發(fā)射功率、小區(qū)容量和負(fù)荷；上行信道質(zhì)量和接收電平下行信道質(zhì)量和接收電平；來自鄰近小區(qū)的下行接收電平。2.移動測量（MobileMeasurements）

MS對當(dāng)前服務(wù)小區(qū)進(jìn)行質(zhì)量和接收信號強(qiáng)度的測量，對相鄰小區(qū)進(jìn)行接收信號強(qiáng)度測量，并將它們報告給服務(wù)BTS。質(zhì)量測量是將當(dāng)前服務(wù)下行信道的低比特誤碼率轉(zhuǎn)換成0~7中的一個值。這種測量是在上行發(fā)送和下行接收時隙中完成的。由MS完成的下行信道測量報告給BTS。SACCH攜帶這一信息。一個SACCH幀每120ms發(fā)送一次，但由于交織，在BTS收到的一個完整的幀要有480ms延時。由服務(wù)BTS完成上行信道測量，它包括質(zhì)量和接收信號強(qiáng)度測量。服務(wù)BTS把以上測量量和接收到的MS測量結(jié)果一起送給BSC。3.切換執(zhí)行(HandoverExecution)與當(dāng)前服務(wù)的BTS連接中斷，在新的小區(qū)與新的BTS建立新的連接。切換執(zhí)行過程和所包含的信令一起依賴于新小區(qū)的選擇。如果新的小區(qū)由同一個BSC控制，那么切換被認(rèn)為是BSC內(nèi)部切換，信令限制在BSC內(nèi)部而不用包含MSC。如果新的BTS屬同一MSC內(nèi)不同的BSC，我們稱之為MSC內(nèi)部切換。如果這兩個BSC由不同的MSC控制，我們稱之為MSC之間切換。

圖5-17MSC之間的切換

4.切換后處理(PosthandoverProcessing)一旦MS與新網(wǎng)絡(luò)同步上以后，它送出一個切換完成消息給新的BTS。這消息通過網(wǎng)絡(luò)送給老BSC。該BSC釋放原來占用無線資源，以及所有在A-bis和A接口安排給該MS的資源。5.9GSM的跳頻技術(shù)5.9.1跳頻系統(tǒng)工作原理

跳頻是指載波頻率在很寬的頻帶范圍內(nèi)按某種圖案（序列）進(jìn)行跳變。信息數(shù)據(jù)D經(jīng)信息調(diào)制成帶寬為Bd的基帶信號后，進(jìn)入載波調(diào)制。載波頻率受偽隨機(jī)碼發(fā)生器控制，在帶寬為Bss（Bss>>Bd）的頻帶內(nèi)隨機(jī)跳變，實現(xiàn)基帶信號帶寬Bd到發(fā)射信號使用的帶寬Bss的頻譜擴(kuò)展?？勺冾l率合成器受偽隨機(jī)序列（跳頻序列）控制，使載波頻率隨跳頻序列的序列值改變而改變，因此載波調(diào)制又被稱為擴(kuò)頻調(diào)制。5.9.2跳頻系統(tǒng)的特點：(1)跳頻系統(tǒng)大大提高了通信系統(tǒng)抗干擾、抗衰落