第九章-GSM移動通信系統(tǒng)

GSM移動通信系統(tǒng)1GSM數字蜂窩通信網1.GSM系統(tǒng)的主要參數頻段：935MHz～960MHz基站發(fā)、移動臺收的頻段。

890MHz～915MHz移動臺發(fā)、基站收的頻段。頻段寬度：25MHz通信方式：全雙工載波間隔：200kHz信道分配：TDMA每載波8時隙，全速信道8個信道總速率：270.83kb/s調制方式：GMSK，調制指數0.3語音編碼：RPE-LTP編碼數據速率：9.6kb/s抗干擾：分集接收、跳頻技術、交織技術formerly:GroupeSpécialeMobile(founded1982)now:GlobalSystemforMobileCommunication2DCS1800RadioSpectrumGreaterbandwidthavailableEUROPE:75MHzband1710-1785MHzuplink;1805-1880MHzdownlinkITALY:45MHzbandfrom20051740-1785MHzuplink;1835-1880MHzdownlinkSameGSMspecification200KHzcarriersAtotalof374carriers(versus124inGSM)3GSM數字蜂窩通信網2.GSM系統(tǒng)的特點：具有漫游功能，可以實現國際漫游GSM是數字移動通信系統(tǒng)。除了能提供語音業(yè)務外，提供多種業(yè)務。較好的抗干擾能力和保密功能。越區(qū)切換功能。GSM系統(tǒng)容量大、通話音質好；具有靈活和方便的組網結構。4GSM系統(tǒng)的編碼--信源編碼信源編碼的作用提高系統(tǒng)的利用率將模擬信號轉化為數字信號利用人們發(fā)聲過程中的冗余度和聽覺特性降低數碼率5GSM系統(tǒng)的編碼--信源編碼語音的特性:從聲學的觀點:由于發(fā)音器官的聲音激勵源和口腔或鼻腔聲道的形狀不同從而產生不同的聲音.人類的聽覺系統(tǒng)具有掩蔽效應對不同頻段的感覺靈敏度也不一樣.具有有限的動態(tài)范圍.6

GSM系統(tǒng)的編碼--信源編碼語音編碼的分類:波形編碼聲源編碼(參量編碼):以人類話音的產生模型為基礎，分析表征話音激勵源和聲道等的特征參數，再運用這些特征參數重新合成話音信號的編碼方式。數碼率可壓縮至2.4kbit/s以下混合編碼73.GSM系統(tǒng)的編碼--信源編碼波形編碼脈碼調制PCM自適應差分脈碼調制自適應子帶編碼83.GSM系統(tǒng)的編碼--信源編碼聲源編碼(參量編碼)通道聲碼器相位聲碼器共振峰聲碼器線性預測聲碼器LPC93.GSM系統(tǒng)的編碼--信源編碼混合編碼:多脈沖激勵線性預測編碼MPLPC碼激勵線性預測編碼CELPC帶線性預測的長期預測規(guī)則脈沖激勵編碼RPE-LTP103.GSM系統(tǒng)的編碼--信源編碼線性預測的長期預測規(guī)則脈沖激勵編碼RPE-LTP20ms話音經RPE-LTP編碼后，以13kbit/s速率輸出，即260bits.113.GSM系統(tǒng)的編碼--信道編碼信道編碼作用提高系統(tǒng)的可靠性改善數字信息在傳輸過程中由于各種噪音和干擾而造成的誤差提供檢錯糾錯能力123.GSM系統(tǒng)的編碼--信道編碼信道編碼的分類:線性分組碼循環(huán)碼奇偶校驗碼循環(huán)冗余校驗碼CRC卷積碼塊卷積碼133.GSM系統(tǒng)的編碼--信道編碼50bits132bits78bits501327834[(50+3)+(132+4)]*2=37878456bits分組碼卷積碼Ⅰa類Ⅱ類Ⅰb類143.GSM系統(tǒng)的編碼--交織技術交織作用交織：把一條消息中的相繼比特隔開傳輸，以非相繼比特方式傳輸作用：經碼序的重新排序，改善持續(xù)誤碼情況153.GSM系統(tǒng)的編碼--交織技術GSM第一次交織

163.GSM系統(tǒng)的編碼--交織技術GSM的第二次交織17第二節(jié)GSM900和GSM1800系統(tǒng)的結構一、GSM系統(tǒng)基本組成MSHLR/AUCEIRBTSBSCMSC/VLROMCSEMCBSSPSTNISDNPLMNPSPDNNSSBTSNMCDPPSPCSOSSGSM系統(tǒng)結構BTSBSCBSSBTS18OSS：操作支持子系統(tǒng)BSS：基站子系統(tǒng)NSS：網絡子系統(tǒng)NMC：網絡管理中心SEMC：安全性管理中心PCS：用戶識別卡個人化中心DPPS：數據后處理系統(tǒng)MS：移動臺OMC：操作維護中心MSC：移動業(yè)務交換中心VLR：來訪用戶位置寄存器HLR：歸屬用戶位置寄存器AUC：鑒權中心EIR：移動設備識別寄存器BSC：基站控制器BTS：基站收發(fā)信臺PSPDN：公用數據網PSTN：公用電話網ISDN：綜合業(yè)務數字網PLMN：公用陸地移動電話網MSHLR/AUCEIRBTSBSCMSC/VLROMCSEMCBSSPSTNISDNPLMNPSPDNNSSBTSNMCDPPSPCSOSS19MSHLR/AUCEIRBTSBSCMSC/VLROMCSEMCBSSPSTNISDNPLMNPSPDNNSSBTSNMCDPPSPCSOSS2021BTS(IndoorandOutdoor)Indooroutdoor22BSC23MSC24GSM系統(tǒng)的典型結構如圖所示。由圖可見，GSM系統(tǒng)是由若干各子系統(tǒng)或功能實體組成。其中基站子系統(tǒng)(BSS)在移動臺(MS)和網絡子系統(tǒng)(NSS)之間提供和管理傳輸通路，特別是包括了MS與GSM系統(tǒng)的功能實體之間的無線接口管理。NSS必須管理通信業(yè)務，保證MS與相關的公用通信網或與其它MS之間建立通信，也就是說NSS不直接與MS互通，BSS也不直接與公用通信網互通。MS、BSS和NSS組成GSM系統(tǒng)的實體部分。操作支持系統(tǒng)（OSS）則提供運營部門一種手段來控制和維護這些實際運行部分。

MSHLR/AUCEIRBTSBSCMSC/VLROMCSEMCBSSPSTNISDNPLMNPSPDNNSSBTSNMCDPPSPCSOSS251、

移動臺（MS）MobileStation移動臺是公用GSM移動通信網中用戶使用的設備，也是用戶能夠直接接觸的整個GSM系統(tǒng)中的唯一設備。移動臺的類型不僅包括手持臺，還包括車載臺和便攜式臺。隨著GSM標準的數字式手持臺進一步小型、輕巧和增加功能的發(fā)展趨勢，手持臺的用戶將占整個用戶的極大部分。MSHLR/AUCEIRBTSBSCMSC/VLROMCSEMCBSSPSTNISDNPLMNPSPDNNSSBTSNMCDPPSPCSOSS26

除了通過無線接口接入GSM系統(tǒng)的處理功能外，移動臺必須提供與使用者之間的接口。比如完成通話呼叫所需要的話筒、揚聲器、顯示屏和按鍵，或者提供與其它一些終端設備之間的接口。比如與個人計算機或傳真機之間的接口，或同時提供這兩種接口。因此，根據應用和服務情況，移動臺可以是單獨的移動終端（MT）、手持機、車載機或者是由移動終端（MT）直接與終端設備（TE）傳真機相連接而夠成，或者是由移動終端（MT）通過相關終端適配器（TA）與終端設備（TE）相連接而構成，這些都歸類為移動臺的重要組成部分之一——移動設備。

移動臺另外一個重要的組成部分是用戶識別模塊（SIM），它是一張符合ISO標準的“智慧”卡，它包含所有與用戶有關的和某些無線接口的信息，其中也包括鑒權和加密信息。使用GSM標準的移動臺都需要插入SIM卡，只有當處理異常的緊急呼叫時，可以在不用SIM卡的情況下操作移動臺。SIM卡的應用使移動臺并非固定地屬于一個用戶，因此，GSM系統(tǒng)是通過SIM卡來識別移動電話用戶的，這為將來發(fā)展個人通信打下了基礎。272、基站子系統(tǒng)（BSS）BasestationSubsystem基站子系統(tǒng)（BSS）是GSM系統(tǒng)中與無線蜂窩方面關系最直接的基本組成部分。它通過無線接口直接與移動臺相接，負責無線發(fā)送接收和無線資源管理。另一方面，基站子系統(tǒng)與網路子系統(tǒng)（NSS）中的移動業(yè)務交換中心（MSC）相連，實現移動用戶之間或移動用戶與固定網路用戶之間的通信連接，傳送系統(tǒng)信號和用戶信息等。當然，要對BSS部分進行操作維護管理，還要建立BSS與操作支持子系統(tǒng)（OSS）之間的通信連接。

MSHLR/AUCEIRBTSBSCMSC/VLROMCSEMCBSSPSTNISDNPLMNPSPDNNSSBTSNMCDPPSPCSOSS28基站子系統(tǒng)是由基站收發(fā)信臺（BTS）和基站控制器（BSC）這兩部分的功能實體構成。實際上，一個基站控制器根據話務量需要可以控制數十個BTS。BTS可以直接與BSC相連接。MSHLR/AUCEIRBTSBSCMSC/VLROMCSEMCBSSPSTNISDNPLMNPSPDNNSSBTSNMCDPPSPCSOSS29①

基站收發(fā)信臺（BTS）基站收發(fā)信臺（BTS）屬于基站子系統(tǒng)的無線部分，由基站控制器（BSC）控制，服務于某個小區(qū)的無線收發(fā)信設備，完成BSC與無線信道之間的轉換，實現BTS與移動臺（MS）之間通過空中接口的無線傳輸及相關的控制功能。BTS主要分為基帶單元、載頻單元、控制單元三大部分?；鶐卧饕糜诒匾脑捯艉蛿祿俾蔬m配以及信道編碼等。載頻單元主要用于調制/解調與發(fā)射機/接收機之間的耦合等?？刂茊卧獎t用于BTS的操作與維護。另外，在BSC與BTS不設在同一處需采用Abis接口時，傳輸單元是必須增加的，以實現BSC與BTS之間的遠端連接方式。如果BSC與BTS并置在同一處，只需要采用BS接口時，傳輸單元是不需要的。

BTSBSCBSSBTS30②基站控制器（BSC）基站控制器（BSC）是基站子系統(tǒng)（BSS）的控制部分，起著BSS的變換設備的作用，即各種接口的管理，承擔無線資源和無線參數的管理。BSC主要由下列部分構成：·與MSC相接的A接口或與碼變換器相接的Ater接口的數字中繼控制部分；·與BTS相接的Abis接口或BS接口的BTS控制部分；·公共處理部分，包括與操作維護中心相接的接口控制；·交換部分MSHLR/AUCEIRBTSBSCMSC/VLROMCSEMCBSSPSTNISDNPLMNPSPDNNSSBTSNMCDPPSPCSOSS313、網路子系統(tǒng)（NSS）網路子系統(tǒng)（NSS）主要包含有GSM系統(tǒng)的交換功能和用于用戶數據與移動性管理、安全性管理所需的數據庫功能，它對GSM移動用戶之間通信和GSM移動用戶與其它通信網用戶之間通信起著管理作用。NSS由一系列功能實體構成，整個GSM系統(tǒng)內部，即NSS的各功能實體之間和NSS與BSS之間都通過符合CCITT信令系統(tǒng)No.7協議和GSM規(guī)范的7號信令網路互相通信。

MSHLR/AUCEIRBTSBSCMSC/VLROMCSEMCBSSPSTNISDNPLMNPSPDNNSSBTSNMCDPPSPCSOSS32⑴移動業(yè)務交換中心（MSC）

移動業(yè)務交換中心（MSC）是網路的核心，它提供交換功能及面向系統(tǒng)其它功能實體：基站子系統(tǒng)BSS、歸屬用戶位置寄存器HLR、鑒權中心AUC、移動設備識別寄存器EIR、操作維護中心OMC和面向固定網（公用電話網PSTN、綜合業(yè)務數字網ISDN、分組交換公用數據網PSPDN、電路交換公用數據網CSPDN）的接口功能，把移動用戶與移動用戶、移動用戶與固定網用戶互相連接起來。

MSHLR/AUCEIRBTSBSCMSC/VLROMCSEMCBSSPSTNISDNPLMNPSPDNNSSBTSNMCDPPSPCSOSS33移動業(yè)務交換中心MSC可從三種數據庫即歸屬用戶位置寄存器（HLR）、訪問用戶位置寄存器（VLR）和鑒權中心（AUC）獲取處理用戶位置登記和呼叫請求所需的全部數據。反之，MSC也根據其最新獲取的信息請求更新數據庫的部分數據。MSC可為移動用戶提供一系列業(yè)務：電信業(yè)務。例如：電話、緊急呼叫、傳真和短消息服務等；承載業(yè)務。例如：3.1KHz電話，同步數據0.3kbit/s～2.4kbit/s及分組組合和分解（PAD）等；補充業(yè)務。例如：呼叫前轉、呼叫限制、呼叫等待、會議電話和計費通知等。

MSHLR/AUCEIRBTSBSCMSC/VLROMCSEMCBSSPSTNISDNPLMNPSPDNNSSBTSNMCDPPSPCSOSS34當然，作為網路的核心，MSC還支持位置登記、越區(qū)切換和自動漫游等移動特征性能和其它網路功能。對于容量比較大的移動通信網，一個網路子系統(tǒng)NSS可包括若干個MSC、VLR和HLR，為了建立固定網用戶與GSM移動用戶之間的呼叫，無需知道移動用戶所處的位置。此呼叫首先被接入到入口移動業(yè)務交換中心，稱為GMSC，入口交換機負責獲取位置信息，且把呼叫轉移到可向該移動用戶提供即時服務的MSC，稱為被訪MSC（VMSC）。因此，GMSC具有與固定網和其它NSS實體互通的接口。目前，GMSC功能就是在MSC中實現的。根據網路的需要，GMSC功能也可以在固定網交換機中綜合實現。

35⑵訪問用戶位置寄存器（VLR）

訪問用戶位置寄存器（VLR）是服務于其控制區(qū)域內移動用戶的，存儲著進入其控制區(qū)域內已登記的移動用戶相關信息，為已登記的移動用戶提供建立呼叫接續(xù)的必要條件。VLR從該移動用戶的歸屬用戶位置寄存（HLR）處獲取并存儲必要的數據。一旦移動用戶離開該VLR的控制區(qū)域，則重新在另一個VLR登記，原VLR將取消臨時記錄的該移動用戶數據。因此，VLR可看作為一個動態(tài)用戶數據庫。VLR功能總是在每個MSC中綜合實現的。

MSHLR/AUCEIRBTSBSCMSC/VLROMCSEMCBSSPSTNISDNPLMNPSPDNNSSBTSNMCDPPSPCSOSS36⑶歸屬用戶位置寄存器（HLR）

歸屬用戶位置寄存器（HLR）是GSM系統(tǒng)的中央數據庫，存儲著該HLR控制的所有存在的移動用戶的相關數據。一個HLR能夠控制若干個移動交換區(qū)域以及整個移動通信網，所有移動用戶重要的靜態(tài)數據都存儲在HLR中，這包括移動用戶識別號碼、訪問能力、用戶類別和補充業(yè)務等數據。HLR還存儲且為MSC提供關于移動用戶實際漫游所在的MSC區(qū)域有關動態(tài)信息數據。這樣，任何入局呼叫可以即刻按選擇路徑送到被叫的用戶。

MSHLR/AUCEIRBTSBSCMSC/VLROMCSEMCBSSPSTNISDNPLMNPSPDNNSSBTSNMCDPPSPCSOSS37⑷鑒權中心（AUC）

GSM系統(tǒng)采取了特別的安全措施，例如用戶鑒權、對無線接口上的話音、數據和信號信息進行加密等。因此，鑒權中心（AUC）存儲著鑒權信息和加密鑰，用來防止無權用戶接入系統(tǒng)和保證通過無線接口的移動用戶通信的安全。AUC屬于HLR的一個功能單元部分，專用于GSM系統(tǒng)的安全性管理。MSHLR/AUCEIRBTSBSCMSC/VLROMCSEMCBSSPSTNISDNPLMNPSPDNNSSBTSNMCDPPSPCSOSS38⑸移動設備識別寄存器（EIR）移動設備識別寄存器（EIR）存儲著移動設備的國際移動設備識別碼（IMEI），通過檢查白色清單、黑色清單或灰色清單這三種表格，在表格中分別列出了準許使用的、出現故障需監(jiān)視的、失竊不準使用的移動設備的IMEI識別碼，使得運營部門對于不管是失竊還是由于技術故障或誤操作而危及網路正常運行的MS設備，都能采取及時的防范措施，以確保網路內所使用的移動設備的唯一性和安全性。

MSHLR/AUCEIRBTSBSCMSC/VLROMCSEMCBSSPSTNISDNPLMNPSPDNNSSBTSNMCDPPSPCSOSS394、操作支持子系統(tǒng)（OSS）

操作支持子系統(tǒng)（OSS）需完成許多任務，包括移動用戶管理、移動設備管理以及網路操作和維護。

移動用戶管理可包括用戶數據管理和呼叫計費。用戶數據管理一般由歸屬用戶位置寄存器（HLR）來完成這方面的任務，HLR是NSS功能實體之一。用戶識別卡SIM的管理也可認為是用戶數據管理的一部分，但是，作為相對獨立的用戶識別卡SIM的管理，還必須根據運營部門對SIM的管理要求和模式采用專門的SIM個人化設備來完成。呼叫計費可以由移動用戶所訪問的各個移動業(yè)務交換中心MSC和GMSC分別處理，也可以采用通過HLR或獨立的計費設備來集中處理計費數據的方式。

MSHLR/AUCEIRBTSBSCMSC/VLROMCSEMCBSSPSTNISDNPLMNPSPDNNSSBTSNMCDPPSPCSOSS40

移動設備管理是由移動設備識別寄存器（EIR）來完成的，EIR與NSS的功能實體之間是通過SS7信令網路的接口互連，為此，EIR也歸入NSS的組成部分之一。

網路操作與維護是完成對GSM系統(tǒng)的BSS和NSS進行操作與維護管理任務的，完成網路操作與維護管理的設施稱為操作與維護中心（OMC）。從電信管理網路（TMN）的發(fā)展角度考慮，OMC還應具備與高層次的TMN進行通信的接口功能，以保證GSM網路能與其它電信網路一起納入先進、統(tǒng)一的電信管理網路中進行集中操作與維護管理。直接面向GSM系統(tǒng)BSS和NSS各個功能實體的操作與維護中心（OMC）歸入NSS部分。

MSHLR/AUCEIRBTSBSCMSC/VLROMCSEMCBSSPSTNISDNPLMNPSPDNNSSBTSNMCDPPSPCSOSS416.3GSM系統(tǒng)的接口426.3GSM系統(tǒng)的接口Um接口又稱為空中接口定義為MS與BTS之間的接口通過無線鏈路實現，用于MS與GSM系統(tǒng)的固定部分之間的互通傳遞無線資源管理、移動性管理和接續(xù)管理等信息。是GSM系統(tǒng)中最有特色的一個接口。436.3GSM系統(tǒng)的接口Abis接口定義為BSS中BSC和BTS之間的接口用于BSC與BTS之間的遠端互連方式通過標準的2.O48Mbit/sPCM或64kbit/s數字鏈路實現物理鏈接446.3GSM系統(tǒng)的接口A接口定義為NSS與BSS之間的通信接口即MSC與BSC之間的接口通過2.048Mb/sPCM數字鏈路連接傳遞包括移動臺管理、基站管理、移動性管理、接續(xù)管理等信息。45NSS的內部接口NSS由MSC、VLR、HLR、AUC、EIR、OMC等功能實體組成各功能實體間的接口統(tǒng)稱為MAP接口包括:MAP-BMAP-CMAP-DMAP-EMAP-FMAP-G6.3GSM系統(tǒng)的接口46MAP是7號信令系統(tǒng)的應用層協議。主要功能是支持移動用戶漫游、頻道轉接和網絡的安全保密，實現全球聯網。NSS需要在MSC和HLR、VIR、EIR等網絡數據庫之間頻繁地交換數據和指令，這些都是與電路無關的消息，最適于采用七層結構的7號信號方式。為了和現有的有線通信網很好的配合和過渡，MAP接口上均使用有線通信網上使用的7號信令系統(tǒng)，并根據GSM的特點，使用了TCAP和MAP來完成相應功能。6.3GSM系統(tǒng)的接口47小結

一個完整的GSM系統(tǒng)主要是由移動臺、基站子系統(tǒng)、交換子系統(tǒng)和操作維護子系統(tǒng)組成，其主要接口有A接口，Abis接口和Um接口。48第五節(jié)GSM網絡編號方式一、移動用戶的ISDN號碼（MSISDN)二、國際移動用戶識別碼（IMSI)三、移動用戶漫游號碼（MSRN)四、臨時移動用戶識別碼（TMSI)五、位置區(qū)識別(LAI)與基站小區(qū)識別六、國際移動臺識別號碼（IMEI)十一、短消息中心號碼十二、語音信箱號碼十三、區(qū)域性簽約區(qū)域識別碼（RSZI）49一、移動用戶的ISDN號碼MSISDNMSISDN：此號碼是指主叫用戶為呼叫GSM用戶所需撥的號碼?！柎a組成CCNDCSN國內有效ISDN號碼國際移動用戶ISDN號碼其中：CC為國家號碼，我國為86。國內有效ISDN號碼為一個11位數字的等長號碼：50國內有效ISDN號碼：NDCHLR識別號SNN1N2N3H0H1H2H3ABCD國內有效ISDN號碼由三部分組成：數字蜂窩移動業(yè)務接入號NDC:13S(S=9,8,7,6,5);HLR識別號：H0H1H2H3移動用戶號：ABCD51HLR識別號的分配（當H0等于0時，H1H2由全國統(tǒng)一分配）a.網號為139H2H1012345678901北京北京北京北京江蘇江蘇上海上海上海上海2天津天津廣東廣東廣東廣東廣東廣東廣東廣東3廣東河北河北河北山西山西黑龍江河南河南河南4遼寧遼寧遼寧吉林吉林黑龍江黑龍江內蒙古黑龍江遼寧5福建江蘇江蘇山東山東安徽安徽浙江浙江福建6福建江蘇江蘇山東山東浙江浙江浙江浙江福建7江西湖北湖北湖南湖南海南海南廣西廣西廣西8四川四川四川四川湖南貴州湖北云南云南西藏9四川陜西廣東甘肅甘肅寧夏安徽青海遼寧新疆52

b.網號為138H2H1012345678901北京北京北京北京江蘇江蘇上海上海上海上海2天津天津廣東廣東廣東廣東廣東廣東廣東廣東3天津河北河北河北山西山西黑龍江河南河南河南4遼寧遼寧遼寧吉林吉林黑龍江黑龍江內蒙古黑龍江遼寧5福建江蘇江蘇山東山東安徽安徽浙江浙江福建6福建江蘇江蘇山東山東浙江浙江浙江浙江福建7江西湖北湖北湖南湖南海南海南廣西廣西廣西8四川四川四川重慶湖南福建湖北云南廣東山東9江蘇陜西廣東甘肅貴州福建廣東廣東廣東新疆

53c.網號為137

H2H1012345678901北京北京北京上海上海上海2天津天津廣東廣東廣東廣東廣東廣東廣東廣東3河北河北河南山西黑龍江河南河南河南4遼寧遼寧遼寧吉林黑龍江黑龍江黑龍江5福建江蘇江蘇山東山東安徽安徽浙江浙江福建6福建江蘇江蘇山東山東浙江浙江福建7江西湖北湖北湖南湖南海南廣西廣西廣西8四川四川四川重慶貴州云南云南山東9陜西甘肅重慶寧夏青海新疆54d.網號為136時H2H1012345678901北京北京北京上海上海上海2天津天津廣東廣東廣東廣東廣東廣東廣東廣東3河北河北河南山西黑龍江河南河南河南4遼寧遼寧遼寧吉林黑龍江黑龍江黑龍江5福建江蘇江蘇山東山東安徽安徽浙江浙江福建6福建江蘇江蘇山東山東浙江浙江福建7江西湖北湖北湖南湖南海南廣西廣西廣西8四川四川四川重慶貴州云南云南山東9陜西甘肅重慶寧夏青海新疆55e.網號為135時H2H1012345678901北京北京北京上海上海上海2天津天津廣東廣東廣東廣東廣東廣東廣東廣東3河北河北河南山西黑龍江河南河南河南4遼寧遼寧遼寧吉林黑龍江黑龍江黑龍江5福建江蘇江蘇山東山東安徽安徽浙江浙江福建6福建江蘇江蘇山東山東浙江浙江福建7江西湖北湖北湖南湖南海南廣西廣西廣西8四川四川四川重慶貴州云南9陜西甘肅重慶新疆56123456789139北京00-49上海50-99天津00-29重慶30-99河北00-99河北00-99山西00-99遼寧00-99遼寧00-19內蒙00-59吉林20-99黑龍江00-99138山東00-99山東00-99山東00-49河南50-99河南00-99河南00-99四川00-99四川00-94西藏95-99貴州00-79預留80-99云南00-99137江蘇00-99江蘇00-95安徽00-99安徽00-49浙江50-99浙江00-99湖北00-99湖北00-49湖南50-99湖南00-99江西00-99136廣東00-99廣東00-99廣東00-69海南70-99預留00-39福建30-99福建00-39預留40-89廣西90-99廣西00-99陜西00-79預留80-99寧夏00-09預留10-49青海50-59新疆60-99甘肅00-59預留60-99135預留預留預留預留預留預留預留預留預留H0H1H2NDC57二、國際移動用戶識別碼IMSI

MCCMNCMSIN國內移動用戶識別國際移動用戶識別由三部分組成：1、移動國家號碼MCC:2、移動網號MNC:3、移動用戶識別碼MSIN:58當一個移動用戶的MSISDN號碼為13SH0H1H2H3ABCD時，他對應的IMSI號碼結構定義如下：（1）當H0等于0時，46000H1H2H3SXXXXXX其中：S為9、8、7、6或5，與MSISDN號碼中的S位相同。H1H2H3與與MSISDN號碼中的H1H2H3相同。XXXXXX是MSISDN號碼中的ABCD經擾碼得到。擾碼方法由各省自行定義。（2）當H0不等于0時，46000H1H2H3RH0XXXXX其中：R為4、3、2、1或0，R與MSISDN號碼中的S位的對應關系為：當R為4時對應于S為5；當R為3時對應于S為6；當R為2時對應于S為7；當R為1時對應于S為8；當R為0時對應于S為9。H0與與MSISDN號碼中的H0相同。H1H2H3與與MSISDN號碼中的H1H2H3相同。XXXXXX是MSISDN號碼中的ABCD經擾碼得到。擾碼方法由各省自行定義。59三、移動用戶漫游號碼MSRN當呼叫一個移動用戶時，為使網絡再次進行路由選擇，根據HLR的要求，由VLR臨時分配給移動用戶的一個號碼。該號碼在接續(xù)完成后即可以釋放給其他用戶使用。它的結構為：結構1：13S0M0M1M2M3ABC其中：M1M2M3分配方案同H1H2H3。S為9、7、6或5。結構2：1354SM0M1M2ABC(目前不采用）其中：SM0M1M2分配方案同SH0H1H2。60四、臨時移動用戶識別碼TMSITMSI:為了對IMSI保密，VLR可以給來訪移動用戶分配一個唯一的TMSI號碼，它僅在本地使用，為一個4字節(jié)的BCD二進制編碼。由各MSC自行分配。61五、位置區(qū)識別（LAI)與基站小區(qū)識別1、位置區(qū)識別碼由三部分組成：其中LAC為一個字節(jié)16進制的BCD編碼，用X1、X2、

X3、X4表示，X1、X2的分配如下表所示，X3、X4的分配由各省市自行分配（范圍為0000~FFFF）全部為零的編碼不用。MCCMNCLAC46000X1X2X3X462X10123456789A~F01北京上海2天津廣東廣東3河北山西河南4遼寧吉林黑龍江內蒙5江蘇山東安徽浙江福建67湖北湖南海南廣西江西8四川貴州云南西藏9陜西甘肅寧夏青海新疆A~FX2632、全球小區(qū)識別碼

其結構為：MCC+MNC+LAC+CIMCC三位數460MNC二位數00LAC16個bit（一個PLMN中可定義65536個不同的位置區(qū)）

CI16個bit

（識別一個位置區(qū)內的小區(qū)）3、基站識別碼

其結構為：NCC(3bit)+BCC(3bit)

網絡色碼（NCC)：識別不同國家（國內區(qū)別不同的?。┘安煌\營者，結構為XY1Y2；64X：可擴展用：Y1Y2：分配如表。010吉林、甘肅、西藏、廣西、福建、北京、湖北、江蘇黑龍江、遼寧、四川、寧夏、山西、山東、海南、江西、天津1新疆、廣東、安徽、上海、貴州、陜西、河北內蒙古、青海、云南、河南、浙江、湖南Y2Y1基站色碼（BCC):由運營部門設定65六、國際移動臺識別碼(IMEI)用于唯一地識別一個移動臺設備，為一個15位的十進制數字，其構成為：TAC(6個數字)+FAC(2個數字)+SNR(6個數字)+SP(1個數字)其中，型號批準碼(TAC)由歐洲型號中心分配；工廠分配碼(由廠家編碼)表示生產廠家及其裝配地；序號碼(SNR)由廠家分配；備用(SP)。66第十三節(jié)GSM數字無線接口無線接口是移動臺和基站收發(fā)機之間接口的統(tǒng)稱。使用了每個載頻占用一個TDMA幀的時分多址的概念。每幀包括8個時隙，從BTS到MS為下行，相反為上行。67一、信道的定義1、物理信道：一個載頻上的TDMA幀的一個時隙稱為一個物理信道。它相當于FDMA系統(tǒng)中的一個頻道,每個用戶通過一系列頻率的一個接入系統(tǒng),因此,GSM中每個載頻有8個物理信道,信道0～7(時隙0～7)。在一個TS中發(fā)出的信息稱為一個突發(fā)脈沖序列，見圖。2、邏輯信道：分為業(yè)務信道、控制信道684.615msTDMATDMA第n幀TDMA第n+1幀TDMA第n+2幀FDMA200kHz12312312425MHzChannel890上行915FDMA200kHz12312312425MHzChannel935下行960時隙577μs124信道×8時隙=992雙工信道69二、邏輯信道分類1、業(yè)務信道（TCH）：用于傳送話音或用戶數據2、控制信道（CCH）：用于傳送信令或同步數據。分廣播、公用及專用控制信道70（1）廣播控制信道

頻率校正信道（FCCH）、同步信道（SCH）、廣播控制信道（BCCH）FCCH：此信道供用戶傳送校正MS頻率的信息。SCH：此信道傳送給MS的幀同步(TDMA幀號)和BTS的識別碼(BSIC)的信息。BCCH：此信道廣播每個BTS的通用信息(小區(qū)特定信息)。71（2）公共控制信道CCCH

尋呼信道（PCH）、隨機接入信道（RACH）、允許接入信道（AGCH）PCH：此信道用于尋呼(搜索)MS。下行。RACH：MS通過此信道申請分配一個SDCCH,它可作為對尋呼的響應或MS主叫登記時的接入。上行。AGCH：此信道用于為MS分配一個SDCCH。下行。

72（3）專用控制信道獨立專用控制信道（SDCCH）、慢速隨路控制信道（SACCH）、快速隨路控制信道（FACCH）SDCCH:用于在分配TCH之前呼叫建立過程中傳送系統(tǒng)信令。例如登記和鑒權在此信道上進行。SACCH:與一個業(yè)務信道TCH或一個獨立專用控制信道SDCCH相關。它是一個傳送連接信息的連續(xù)數據信道;如傳送移動臺接收到的關于服務及鄰近小區(qū)的信號強度的測試報告。這對實現移動臺參與的切換功能是必要的,它還用于MS的功率管理和時間的調整。FACCH:與一個業(yè)務信道TCH相關。FACCH在話間傳輸過程中,如果突然需要以比慢速隨路控制信道SACCH所能處理的高得多的速度傳送信令信息,則借用20ms的話音(數據)突發(fā)脈沖序列來傳信令。這種情況通常在切換時使用。由于話音譯碼器會重復最后20ms的話音,所以這種中斷不被用戶查覺。73三、突發(fā)脈沖序列1、定義：FDMA信道上一個時隙中的信息格式稱為突發(fā)脈沖序列。2、分類：（1）普通突發(fā)脈沖序列（NB）：用于攜帶TCH及除RACH，SCH和FCCH以外的控制信道上的信息。（2）頻率校正突發(fā)脈沖序列（FB）：用于移動臺的同步。相當于一個帶載頻的未調載波。（3）同步突發(fā)脈沖序列（SB）：用于移動臺的時間同步。（4）接入突發(fā)脈沖序列（AB）：用于隨機接入.（5）空閑突發(fā)脈沖序列（DB）：不攜帶任何信息。74（1）普通突發(fā)脈沖序列NBTB3加密比特5711訓練比特26加密比特57TB3GP8.250.577ms156.25bits一個幀中的時隙布局為：有兩個58比特的用戶信息脈沖串，其中57比特傳送用戶信息，1比特是用來識別傳輸的話音，“0”比特狀態(tài)表示話音信息，“1”表示被快速隨路信令借用。在時隙的中間有26個比特的訓練脈沖串，在時隙的開始和結束均有3個比特的邏輯零的尾位。GP：保護間隔8.25bit大約30μs，是一個空白空間。由于每個信道最多有8個用戶，我們必須保證它們使用各自時隙時不互相重疊。75（2）頻率校正突發(fā)脈沖序列FBTB3固定比特142TB3GP8.250.577ms156.25bit142固定比特：為“0”bit狀態(tài)下的載頻f0

+67.5kHz76（3）同步突發(fā)脈沖序列SBTB3加密比特39同步序列64加密比特39TB3GP8.250.577ms156.25bit39加密比特：25bit信息位+10bit奇偶校驗+4bit尾比特，再經過1:2卷積編碼，得到總比特數78bit。其中25bit信息位由兩部分組成：6bit基站識別碼信息BSIC信息+19bitTDMA幀號。77（4）接入突發(fā)脈沖序列ABTB8同步序列（41）加密比特36TB3GP68.250.577ms156.25bit36加密比特：其中有8bit的信息位（3bit為接入原因，5bit為隨機鑒別器），加上6bit奇偶校驗，再加上4bit的尾比特，總數為18bit。最后經過1:2的卷積編碼得到36bit。783、突發(fā)脈沖序列與TDMA幀01234567數據訓練數據5712515733突發(fā)脈沖序列148bit156.25bit0.577ms79五、分級的幀結構一個超高幀，每個超幀持續(xù)時間為6.12秒，一個超幀又可分為復幀，復幀有兩種類型：1、26幀的復幀：一個復幀有26個TDMA幀。51個這樣的復幀組成一個超幀。這種復幀包含用戶業(yè)務信道，慢速隨路控制信道（SACCH）和快速隨路控制信道（FACCH）。2、51幀的復幀：一個復幀有51個TDMA幀。26個這樣的復幀組成一個超幀，這種復幀用于廣播控制信道（BCCH）和公共控制信道（CCCH）。8001234562042204320442045204620470123474849500125240123222324250123474849500123456701234567012345670123456701234567012345671超高幀=2048超幀=2715648TDMA幀1超幀=1326TDMA幀（6.12秒）（=51（26幀）的復幀或26（51幀）的復幀）1（26幀）的復幀=26TDMA幀（120毫秒）1（51幀）的復幀=51TDMA幀（3060/13毫秒）012TDMA復幀81TDMAFrame82基站在SCH上發(fā)送T1、T2、T3三個計數器值：T1標稱0~2047（11bit）超高幀，作為加密的參數；T2標稱0~25（5bit）業(yè)務幀；T3標稱0~50（6bit）控制幀；移動臺根據收到的T2、T3就可以知道關于幀結構的定時信號，移動臺就知道什么時間接收、什么時間發(fā)送什么信息。83四、邏輯信道與物理信道的映射

1、BCCH與CCCH在TS0上的復用FSBBBBCCCCFSCCCCCCCCFSCCCCCCCC…I012…701…70…BCCH與CCCH在TS0上的復用下行鏈路842、TS0上RACH的復用012…701…70…RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRTDMA幀RACH上行鏈路85012---7012------701-----TDMA幀A5A6A7111D0D1D2D3D4D5D6D7A0A1A2A3111D0D1D2D3D4D5D6D7A7SDCCH+SACCH上行鏈路3、SDCCH和SACCH在TS1上的復用86SDCCH+SACCH下行鏈路D0D1D2D3D4D5D6D7A0A1A2A3111

D0D1D2D3D4D5D6D7A4A5A6A7111012---7012------701-----TDMA幀874、TCH在TS2—TS7上的復用

TTTTTTTTTTTTATTTTTTTTTTTTITDMA幀

TCH

下行鏈路012…7012…7012…A為控制時隙I為空閑時隙885、TCH上下行偏移下行

C0上行C0

0101234567012345670123456701234567BTS到MSMS到BTS偏移89基站移動臺時間下行線時延總時延6、接入突發(fā)序列的時延基站不斷測量自己脈沖時隙與收到的MS時隙之間的時間偏量，基于這個測量，它可以向MS提供要求的時間提前量，并在SACCH上以每秒2次的頻度通知MS。90上行鏈路下行鏈路-------PCH+BCCH（尋呼）（系統(tǒng)信息）RACH（隨機接入）AGCH（指配專用控制信道）SDCCH+SACCH（信令程序）（測量）SDCCH+SACCH（信令程序）（測量）TCH+SACCH（話音或數據業(yè)務或信令程序）（測量）TCH+SACCH（話音或數據業(yè)務或信令程序）（測量）7、GSM的上、下行信道91七、移動用戶的接續(xù)過程1、移動用戶開電源TS0FSBTS0FSBTS0FSBBBB（1）開機后移動臺搜索BCCH載頻，搜索到最強的廣播控制信道對應的載頻，讀取頻率校正信道FCCH，使移動臺的頻率與之同步。（2）移動臺讀取同步信道信息，找出基站臺的識別碼，并同步到超高頻TDMA幀號上。（3）處理呼叫前要讀取系統(tǒng)的信道，如鄰近小區(qū)的情況，現在處于的小區(qū)使用的頻率，小區(qū)是否可以使用。移動系統(tǒng)的國家號碼和網絡號碼。這些信息都在BCCH上得到的。922、移動用戶進行登記TS0RRRTS0CCCTS0D0CD0D0D0A0A0A0A0（1）移動臺在RACH隨即接入信道上發(fā)出接入請求。（2）系統(tǒng)通過AGCH允許接入信道上分配給移動用戶一個獨立專用控制信道SDCCH。（3）移動臺在SDCCH上完成登記。在慢速隨路控制信道上（SACCH）發(fā)控制指令，移動臺返回空閑狀態(tài)，并監(jiān)聽BCCH和CCCH公共控制信道。（4）這時移動臺已做好了呼叫的準備工作。933、移動用戶被呼TS0CCCTS0RRRTS0CCCCCTS1D0D0D0D0A0A0A0A0TS2-7TTATT94（1）系統(tǒng)通過尋呼信道PCH呼叫移動用戶，移動用戶在隨機接入信道RACH上通過發(fā)尋呼響應來應答。（2）系統(tǒng)通過允許接入信道AGCH為移動臺分配一個獨立專用控制信道SDCCH。（3）系統(tǒng)與移動臺交換必要的信息，如鑒權，加密模式，建立信息等信息，以便識別移動臺的身份。在慢速隨路控制信道SACCH上發(fā)送測試報告和功率控制。（4）最后，給移動臺分配一個業(yè)務信道TCH。在TCH上開始通話。954、呼叫的接入TS0RRRTS0CCCTS1D0CD0D0D0A0A0A0A0TS2-7TTATT9610.4GSM的接續(xù)過程10.4.1漫游與位置更新1.移動臺的狀態(tài)1)MS關機---"分離"持有MS的用戶有時因某種原因會將MS關掉。在這種狀態(tài)下：MS不能應答尋呼消息，GSM網絡不能將信息傳到MS，MS也不能通知網絡其所處的位置，GSM網絡也不知道MS的具體位置稱之為是"分離"狀態(tài)。9710.4GSM的接續(xù)過程10.4.1漫游與位置更新2）MS開機但空閑----“附著”移動用戶雖然開機但沒有通信，在這種狀態(tài)下：網絡可以成功地尋呼到MS，MS開機后就會對周圍進行測試，并連接到接收性能最好的廣播信道上；當MS移動時，還要不斷地測試周圍信號強度，鎖定在某一廣播信道上。MS總是還要通知網絡其所處位置區(qū)的變化----"位置更新"。此時MS被認為處于“附著”狀態(tài)。9810.4GSM的接續(xù)過程10.4.1漫游與位置更新3）MS處于通信狀態(tài)在MS處于通信狀態(tài)下：無線網絡就分配給MS一個業(yè)務信道傳送話音或數據。當MS移動時，根據所接收信號強度，有能力轉到其它信道上，這個過程叫“切換”。9910.4GSM的接續(xù)過程2．位置登記是指網絡保持跟蹤MS實際所處的位置并存儲位置信息。通常位置信息存儲在HLR和VLR中。位置登記主要包括下述過程：位置更新位置刪除周期性位置更新IMSI分離/附著。10010.4GSM的接續(xù)過程位置更新:

MS在開機或移動過程中，若收到的的位置區(qū)識別碼與MS存儲的位置識別碼不一致，則發(fā)出位置更新請求，通知網絡需更新MS的位置識別碼。位置刪除:

當MS移動到一個新的位置區(qū)后，網絡確認MS在當前訪問的VLR中重新登記后，將從原來的VLR中刪除該MS的相關信息。10110.4GSM的接續(xù)過程周期性位置更新:

處于等待狀態(tài)且位置穩(wěn)定的MS，網絡將以適當的時間間隔周期性地令其進行位置更新。IMSI分離/附著:

使MS通知網絡，它們進入開機/關機或用戶識別卡取出/插入狀態(tài)。10210.4