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移動(dòng)通信技術(shù)*第1章移動(dòng)通信概述內(nèi)容:移動(dòng)通信的概念、特點(diǎn)和工作方式移動(dòng)通信的組網(wǎng)制式、區(qū)域結(jié)構(gòu)、多通道共用概念、通道自動(dòng)選擇方式、頻率利用移動(dòng)交換機(jī)的特殊功能和特有的跟蹤交換技術(shù)*第1章移動(dòng)通信概述重點(diǎn):移動(dòng)通信的概念、特點(diǎn)多通道共用概念難點(diǎn):正六邊形區(qū)群結(jié)構(gòu)話務(wù)理論移動(dòng)通信的交換及控制技術(shù)*第1章移動(dòng)通信概述目的和要求:掌握移動(dòng)通信概念、特點(diǎn)瞭解移動(dòng)通信系統(tǒng)的組網(wǎng)制式、無(wú)線區(qū)群結(jié)構(gòu)、通道選擇方法掌握多通道共用、頻率複用概念理解移動(dòng)通信中的位置登記、越區(qū)切換、漫遊等基本控制技術(shù)

*1.1移動(dòng)通信的基本概念什麼是移動(dòng)通信移動(dòng)通信是指通信雙方至少有一方在移動(dòng)中進(jìn)行資訊交換的通信方式。至少有一方能移動(dòng);一種有線和無(wú)線相結(jié)合的通信方式;區(qū)域內(nèi)可隨時(shí)隨地進(jìn)行;為個(gè)人通信(5W通信)打下基礎(chǔ);移動(dòng)通信可以是雙向的,也可以是單向的。*1.1移動(dòng)通信的基本概念移動(dòng)通信的類型按使用對(duì)象分:軍用、民用;按用途和區(qū)域分:陸上、海上、空中;按經(jīng)營(yíng)方式分:專用、公用;按信號(hào)性質(zhì)分:模擬、數(shù)字;按工作方式分:?jiǎn)喂?、半雙工、雙工制;按網(wǎng)路形式分:?jiǎn)螀^(qū)制、多區(qū)制、蜂窩制;按多址方式分:FDMA、TDMA、CDMA*1.1移動(dòng)通信的基本概念移動(dòng)通信的特點(diǎn)移動(dòng)通信是有線、無(wú)線相結(jié)合的通信方式。電波傳播條件惡劣,存在嚴(yán)重的多徑衰落。原因:接收信號(hào)由直射波和反射波疊加而成,各信號(hào)到達(dá)接收點(diǎn)時(shí)幅度和相位都不一樣,使接收信號(hào)電平起伏不定。要求:在進(jìn)行移動(dòng)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí),必須具有一定的抗衰落的能力和儲(chǔ)備。*1.1移動(dòng)通信的基本概念強(qiáng)干擾條件下工作。通信品質(zhì)的好壞不僅取於設(shè)備性能,還和外部雜訊與干擾有關(guān)。主要雜訊:人為雜訊,如汽車點(diǎn)火雜訊要求:選擇抗干擾性強(qiáng)的調(diào)製方式;設(shè)備具有足夠的抗人為雜訊能力。主要干擾:互調(diào)幹?jǐn)_,設(shè)備中器件的非線性引起,要求設(shè)備必須具有良好的選擇性;鄰道干擾,離基站近的移動(dòng)臺(tái)的強(qiáng)信號(hào)干擾離基站遠(yuǎn)的鄰道上的移動(dòng)臺(tái)的弱信號(hào),要求移動(dòng)臺(tái)採(cǎi)用自動(dòng)功率控制電路。同頻干擾是相同載頻電臺(tái)間的干擾,主要由同頻複用引起,要求系統(tǒng)在組網(wǎng)時(shí),給予充分的重視。*1.1移動(dòng)通信的基本概念具有多蔔勒效應(yīng)。多蔔勒效應(yīng):相對(duì)速度引起頻移。頻移與速度和入射波方向有關(guān)。要求:採(cǎi)用鎖相技術(shù)(頻率跟蹤和低門限性能)存在陰影區(qū)(盲區(qū))。盲區(qū):某些特定區(qū)域中,電波被吸收或被反射而使移動(dòng)臺(tái)接收不到資訊要求:在網(wǎng)路規(guī)劃、設(shè)置基站時(shí)必須予以充分的考慮。用戶經(jīng)常移動(dòng),與基站間無(wú)固定聯(lián)繫。要求採(cǎi)用跟蹤交換技術(shù):如位置登記、越區(qū)切換、漫遊*1.1移動(dòng)通信的基本概念移動(dòng)通信的發(fā)展1G(模擬系統(tǒng))代表:美國(guó)的AMPS、英國(guó)的TACS等2G(數(shù)字系統(tǒng))代表:泛歐的GSM、美國(guó)的DAMPS、IS-95CDMA等3G標(biāo)準(zhǔn):基於GSM的WCDMA、基於IS-95CDMA的cdma2000、TD-SCDMA等4G、5G……為使2G系統(tǒng)能平滑過(guò)渡到3G,採(cǎi)用2.5G技術(shù)代表:GPRS(GSM向WCDMA過(guò)渡)*1.1移動(dòng)通信的基本概念我國(guó)移動(dòng)通信的發(fā)展1989年,模擬TACS;1994年,GSM系統(tǒng);2001年,模擬網(wǎng)關(guān)閉,IS-95CDMA啟用,GPRS開(kāi)通;目前,正向3G的商用發(fā)展,……*1.1移動(dòng)通信的基本概念移動(dòng)通信的工作方式單工方式:同時(shí)只能單方向工作,發(fā)信時(shí)需“按-講”操作同頻單工異頻單工半雙工方式:只有一方可收發(fā)同時(shí)進(jìn)行;另一方同時(shí)只能單方向工作雙工方式:通信雙方均可同時(shí)收發(fā)工作準(zhǔn)雙工方式:移動(dòng)臺(tái)僅在發(fā)信時(shí)開(kāi)啟發(fā)射機(jī),而接收機(jī)常開(kāi)。*1.1移動(dòng)通信的基本概念移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成組成:移動(dòng)臺(tái)MS、基站BS、移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心MSC及與市話網(wǎng)PSTN相連接的中繼線等

*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)組網(wǎng)制式大區(qū)制----小容量概念:在一個(gè)服務(wù)區(qū)內(nèi)只有一個(gè)基站負(fù)責(zé)移動(dòng)通信的聯(lián)絡(luò)和控制

基站天線架設(shè)高,發(fā)射功率大上行採(cǎi)用分集接收區(qū)域內(nèi)所有頻率不能重複*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)社區(qū)制----大容量概念:將整個(gè)服務(wù)區(qū)劃分為若干個(gè)小無(wú)線區(qū),每個(gè)小無(wú)線區(qū)分別設(shè)置一個(gè)基站負(fù)責(zé)本區(qū)的移動(dòng)通信的聯(lián)絡(luò)和控制,同時(shí)又可在MSC的統(tǒng)一控制下,實(shí)現(xiàn)社區(qū)間移動(dòng)通信的轉(zhuǎn)接及與公眾電話網(wǎng)的聯(lián)繫。*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)優(yōu)點(diǎn):同頻複用距離減小,提高了頻率利用率;

移動(dòng)臺(tái)和基站的發(fā)射功率減小,同時(shí)也減小了相互干擾;社區(qū)範(fàn)圍可根據(jù)用戶數(shù)靈活確定,容量增大;當(dāng)社區(qū)內(nèi)用戶數(shù)增加到一定程度,可進(jìn)行“社區(qū)分裂”缺點(diǎn):移動(dòng)臺(tái)切換概率增加,控制交換功能複雜,要求提高;基站數(shù)增加,建網(wǎng)成本提高*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)社區(qū)形狀的選擇採(cǎi)用全向天線對(duì)平面服務(wù)區(qū)作無(wú)縫覆蓋,常用圓內(nèi)接正多邊形代替圓表示無(wú)線社區(qū)形狀。能彼此鄰接構(gòu)成平面的圓內(nèi)接正多邊形有正三角形、正方形和正六邊形。*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)比較三種圓內(nèi)接正多邊形:正六邊形社區(qū)的中心間隔最大,各基站間的干擾最小;交疊區(qū)面積最小,同頻干擾最??;交疊距離最小,便於實(shí)現(xiàn)跟蹤交換;覆蓋面積最大,對(duì)於同樣大小的服務(wù)區(qū)域,採(cǎi)用正六邊形構(gòu)成社區(qū)制所需的社區(qū)數(shù)最少,即所需基站數(shù)少,最經(jīng)濟(jì);所需的頻率個(gè)數(shù)最少,頻率利用率高。一般採(cǎi)用正六邊形社區(qū)形狀。*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)正六邊形無(wú)線區(qū)群的構(gòu)成正六邊形社區(qū)→單位無(wú)線區(qū)群→平面服務(wù)區(qū)

單位無(wú)線區(qū)群的構(gòu)成構(gòu)成條件:若干個(gè)無(wú)線區(qū)群能彼此鄰接;相鄰單位無(wú)線區(qū)群中的同頻社區(qū)中心間隔距離相等。構(gòu)成條件可表示為:N=a2+ab+b2。N為無(wú)線區(qū)群中的社區(qū)數(shù);a、b為0或正整數(shù),但不能同時(shí)為0不同的N值得到各不相同的無(wú)線區(qū)群形狀。*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)單位無(wú)線區(qū)群的選擇考慮通信品質(zhì),不能產(chǎn)生嚴(yán)重的同頻干擾;考慮頻率利用率,即同頻複用距離。頻率分配時(shí),每個(gè)無(wú)線社區(qū)一個(gè)通道組;每個(gè)無(wú)線區(qū)群一組通道組,不同無(wú)線區(qū)群可採(cǎi)用相同通道組。同頻無(wú)線社區(qū)中心間隔距離dg大於或等於同頻複用保護(hù)距離D;N為無(wú)線區(qū)群中的社區(qū)數(shù),r為社區(qū)半徑在滿足所需同頻複用距離前提下,N取最小值,使頻率利用率最高。*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)例:三頻制、四頻制、七頻制無(wú)線區(qū)群*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)激勵(lì)方式中心激勵(lì):全向天線實(shí)現(xiàn)頂點(diǎn)激勵(lì):定向天線實(shí)現(xiàn)*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)無(wú)線社區(qū)的劃分服務(wù)區(qū)內(nèi)用戶密度均勻,採(cǎi)用的無(wú)線社區(qū)大小相同,每個(gè)社區(qū)分配的通道數(shù)相同;實(shí)際通信網(wǎng)絡(luò)中,用戶密度分佈不均高用戶密度區(qū)域,無(wú)線社區(qū)應(yīng)小些或分配的通道數(shù)多些;低用戶密度區(qū)域,無(wú)線社區(qū)可大些或分配的通道數(shù)少些;當(dāng)原社區(qū)用戶密度增至一定程度,可實(shí)現(xiàn)社區(qū)分裂。*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)社區(qū)分裂增大系統(tǒng)容量、降低用戶密度,適應(yīng)用戶增長(zhǎng)一分三方式、一分四方式*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)無(wú)線區(qū)域的劃分和組成,應(yīng)根據(jù)地形地物情況、容量密度、通信容量、頻譜利用率等因素綜合考慮;例:容量密度不等時(shí)的區(qū)域劃分*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)大容量社區(qū)制的區(qū)域結(jié)構(gòu)組成:無(wú)線社區(qū)→基站區(qū)→位置區(qū)→MSC區(qū)→業(yè)務(wù)區(qū)→PLMN移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu):二級(jí)網(wǎng)路、三級(jí)網(wǎng)路、四級(jí)網(wǎng)路集中交換方式、分散交換方式常用三級(jí)集中交換式網(wǎng)路結(jié)構(gòu)*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)移動(dòng)通信系統(tǒng)的通道結(jié)構(gòu)通道概念:通信網(wǎng)絡(luò)中一條雙向的資訊傳輸通道;類型:話音通道、控制通道;有線通道、無(wú)線通道無(wú)線通道移動(dòng)臺(tái)與基站間的一條雙向傳輸通道,使用兩個(gè)分開(kāi)的無(wú)線頻率,上下行通道間的載頻間隔為雙工間隔。上行通道:由移動(dòng)臺(tái)發(fā)射,基站接收下行通道:由基站發(fā)射,移動(dòng)臺(tái)接收*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)通道不同系統(tǒng)中通道的含義:模擬系統(tǒng)中:通道=頻道GSM系統(tǒng)中:通道=某載頻上的一個(gè)時(shí)隙CDMA系統(tǒng)中:通道=一個(gè)正交的地址碼*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)多通道共用提高頻率利用率的方法同頻複用:間隔一定距離的兩個(gè)無(wú)線社區(qū)使用相同頻道組多通道共用:網(wǎng)內(nèi)大量用戶共同享有若干個(gè)無(wú)線通道用戶佔(zhàn)用通道方式獨(dú)立通道方式多通道共用方式*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)話務(wù)理論呼叫話務(wù)量A度量通信系統(tǒng)通話業(yè)務(wù)量或繁忙程度的指標(biāo)單位時(shí)間(1小時(shí))內(nèi)呼叫次數(shù)與每次呼叫的平均佔(zhàn)用通道時(shí)間之積,即A=C×t單位:愛(ài)爾蘭(Erl)1Erl表示一個(gè)小時(shí)內(nèi)不斷佔(zhàn)用一個(gè)通道的話務(wù)量完成話務(wù)量A0:呼叫成功接通的話務(wù)量損失話務(wù)量AL

*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)呼損率B呼損:由於用戶數(shù)大於通道數(shù),當(dāng)多個(gè)用戶同時(shí)要求服務(wù)而通道數(shù)不夠時(shí),有部分用戶因無(wú)空閒通道而不能通話,即為呼叫失敗呼損率B:通信系統(tǒng)中,造成呼叫失敗的概率呼損率的物理意義:損失話務(wù)量與呼叫話務(wù)量之比的百分?jǐn)?shù)(也可用呼叫次數(shù)表示)

B=(AL/A)×100%=(CL/C)×100%*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)呼損率越小,成功呼叫的概率越大,用戶就越滿意。因此呼損率也稱為系統(tǒng)的服務(wù)等級(jí)。呼損率與話務(wù)量是一對(duì)矛盾,服務(wù)等級(jí)與通道利用率也是矛盾的,必須選擇一個(gè)合適的值利用愛(ài)爾蘭公式計(jì)算出的呼損率列表為愛(ài)爾蘭呼損表,反映話務(wù)量、呼損率和共用通道數(shù)間的關(guān)係工程上,常用查表的方式計(jì)算話務(wù)量*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)繁忙小時(shí)集中率K忙時(shí)、非忙時(shí)考慮用戶數(shù)與通道數(shù)時(shí)應(yīng)用採(cǎi)用忙時(shí)話務(wù)量忙時(shí)話務(wù)量:最繁忙的一小時(shí)的話務(wù)量繁忙小時(shí)集中率:忙時(shí)話務(wù)量與全日(24小時(shí))話務(wù)量的比值

K=忙時(shí)話務(wù)量/全日話務(wù)量

*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)每用戶忙時(shí)話務(wù)量A用戶A用戶=CTK/3600(Erl/用戶)

C為每天平均呼叫次數(shù);T為每次呼叫平均佔(zhàn)用時(shí)間(s);K為繁忙小時(shí)集中率

A用戶是一個(gè)統(tǒng)計(jì)平均值對(duì)專用移動(dòng)通信系統(tǒng),用戶忙時(shí)的話務(wù)量可按0.06Erl/用戶計(jì)算;對(duì)於公用移動(dòng)通信系統(tǒng),用戶忙時(shí)的話務(wù)量按0.01Erl/用戶來(lái)計(jì)算

*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)每通道容納的用戶數(shù)mm=(A/n)/A用戶

A/n為每通道平均話務(wù)量,A可由愛(ài)爾蘭呼損表查得。

每個(gè)通道所容納的用戶數(shù)與在一定呼損條件下系統(tǒng)所能負(fù)載的話務(wù)量成正比,與每用戶忙時(shí)話務(wù)量成反比。*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)例:某移動(dòng)通信系統(tǒng),每天每個(gè)用戶平均呼叫10次,每次平均佔(zhàn)用通道時(shí)間為80s,呼損率要求為10%,忙時(shí)集中率K=0.125,問(wèn)給定8個(gè)通道能容納多少用戶?

解:根據(jù)呼損率要求及通道數(shù),查表得總話務(wù)量A=5.579Erl每個(gè)用戶忙時(shí)話務(wù)量A用戶=CTK/3600=0.027(Erl/用戶)每個(gè)通道容納的用戶數(shù)m=(A/n)/A用戶=25.7(用戶/通道)系統(tǒng)所容納的用戶數(shù)m×n=25.7×8≈205(用戶)

*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)當(dāng)無(wú)線區(qū)共用通道數(shù)一定時(shí),呼損率B越大,話務(wù)量A越大,通道利用率η越高,服務(wù)品質(zhì)越低

多通道共用時(shí),通道利用率提高,但接續(xù)速率下降,設(shè)備複雜,互調(diào)產(chǎn)物增多

用戶數(shù)不僅與話務(wù)量有關(guān),而且與通話佔(zhàn)用通道時(shí)間有關(guān)

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),既要保持一定的服務(wù)品質(zhì),又要儘量提高通道的利用率,而且要求在經(jīng)濟(jì)技術(shù)上合理

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),必須選擇合理的呼損率,正確確定每用戶忙時(shí)話務(wù)量,採(cǎi)用多通道共用方式工作,根據(jù)用戶數(shù)計(jì)算通道數(shù),或者給定通道數(shù)計(jì)算能容納用戶數(shù)*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)通道的自動(dòng)選擇方式移動(dòng)臺(tái)需佔(zhàn)用通道進(jìn)行通話時(shí),大多採(cǎi)用自動(dòng)選擇空閒通道方式

自動(dòng)選擇空閒通道方式:專用呼叫通道方式迴圈定位方式迴圈不定位方式迴圈分散定位方式*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)專用呼叫通道方式在給定的多個(gè)通道中,選擇一個(gè)通道專門用作呼叫專用呼叫通道作用:處理呼叫(包括MS主叫或被叫);指定話音通道*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)專用呼叫通道方式工作方式:平時(shí),移動(dòng)臺(tái)根據(jù)基站發(fā)出的空閒信號(hào)都集中守候在專用呼叫通道上;有呼叫時(shí),呼叫通過(guò)專用呼叫通道發(fā)出,並給主呼或被呼移動(dòng)臺(tái)指定可用的空閒通道,移動(dòng)臺(tái)根據(jù)指令轉(zhuǎn)入指定的業(yè)務(wù)通道通信

適用:大容量移動(dòng)電話系統(tǒng)迴圈定位方式迴圈不定位方式

迴圈分散定位方式適用:小容量系統(tǒng)*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)頻率利用移動(dòng)通信工作頻段頻段:超短波、微波傳播特點(diǎn):直線視距傳播;繞射能力弱,反射能力強(qiáng)*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)頻率資源資源特點(diǎn):同一地區(qū)同時(shí),頻率數(shù)量有限,不能無(wú)限使用,尤其不能重複使用,不能儲(chǔ)藏不同地區(qū)或不同時(shí)刻,頻率可重複使用頻率是永不枯竭的有限資源,具有時(shí)間、空間、頻率的三維特性使用:各地區(qū)間應(yīng)注意協(xié)調(diào),不使用或使用不當(dāng)均為浪費(fèi)頻率易被污染頻率資源嚴(yán)重短缺,在技術(shù)上要提高頻率利用率;在行政上要科學(xué)管理。*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)頻譜管理國(guó)際上國(guó)內(nèi)日常管理頻譜分配的基本原則頻道間隔公共邊界的頻率協(xié)調(diào)多頻道共用頻率複用必須共同遵守的規(guī)則頻率利用率的評(píng)價(jià)*1.2移動(dòng)通信的組網(wǎng)技術(shù)影響頻率選擇的因素傳播環(huán)境的影響有關(guān)組網(wǎng)因素的影響多頻道共用的影響互調(diào)的影響頻道的分配方式分區(qū)分組方式(無(wú)三階互調(diào))------小型專用網(wǎng)等頻距分配方式------大型公用網(wǎng)*1.3移動(dòng)通信的控制與交換移動(dòng)交換系統(tǒng)移動(dòng)交換設(shè)備功能:完成無(wú)線用戶之間、無(wú)線用戶與市話用戶之間建立通話時(shí)的接續(xù)和交換移動(dòng)交換設(shè)備多為程式控制電話交換機(jī)。移動(dòng)交換設(shè)備與程式控制電話交換機(jī)相比需要有一些特殊功能。因?yàn)橐苿?dòng)用戶可在一定區(qū)域內(nèi)任意移動(dòng),完成移動(dòng)用戶間或移動(dòng)用戶與固定用戶間的一個(gè)接續(xù),須經(jīng)固定的地面網(wǎng)和不固定的無(wú)線通道的鏈接,而且移動(dòng)臺(tái)位置的變動(dòng)使整個(gè)服務(wù)區(qū)內(nèi)話務(wù)分佈狀態(tài)隨時(shí)發(fā)生劇烈的變化。*1.3移動(dòng)通信的控制與交換移動(dòng)交換系統(tǒng)的特殊要求:用戶數(shù)據(jù)的存儲(chǔ);用戶位置的登記;尋呼用戶的信令系統(tǒng)識(shí)別及處理;越區(qū)頻道轉(zhuǎn)換的處理;過(guò)荷控制;遠(yuǎn)距離檔案存??;路由的控制*1.3移動(dòng)通信的控制與交換移動(dòng)通信中的控制技術(shù)位置登記概念:移動(dòng)臺(tái)向基站發(fā)送報(bào)文,表明自己所處的位置的過(guò)程。幾個(gè)相關(guān)名詞:位置區(qū)、家區(qū)、被訪區(qū)、歸屬位置寄存器、訪問(wèn)位置寄存器位置更新位置區(qū)的劃分*1.3移動(dòng)通信的控制與交換一齊呼叫概念:位置資訊表明被呼移動(dòng)用戶在某個(gè)位置區(qū),但不知其所處的具體社區(qū),因此位置區(qū)內(nèi)所有基站一齊發(fā)出被呼移動(dòng)用戶識(shí)別碼,被叫移動(dòng)用戶應(yīng)答後,即由應(yīng)答社區(qū)提供接續(xù)服務(wù)*1.3移動(dòng)通信的控制與交換越區(qū)切換概念:為了保證通信的連續(xù)性,正在通話的移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)社區(qū)進(jìn)入相鄰的另一社區(qū)時(shí),工作頻道從一個(gè)無(wú)線頻道上轉(zhuǎn)換到另一個(gè)無(wú)線頻道上,而通話不中斷按切換社區(qū)的控制區(qū)域分類:在同一基站控制器BSC下的社區(qū)間的越區(qū)切換;在同一MSC,不同的BSC下的社區(qū)間進(jìn)行的越區(qū)切換;在不同MSC下的社區(qū)間的越區(qū)切換(也稱為越局切換)*1.3移動(dòng)通信的控制與交換切換時(shí)刻:根據(jù)基站接收到移動(dòng)臺(tái)的信號(hào)強(qiáng)度測(cè)試報(bào)告或誤碼率報(bào)告確定硬切換與軟切換硬切換:移動(dòng)臺(tái)越區(qū)過(guò)界時(shí)進(jìn)行的切換,在切換時(shí),移動(dòng)臺(tái)要先中斷與原通信基站的聯(lián)繫,再建立與目標(biāo)基站間的通信;軟切換:移動(dòng)臺(tái)在切換時(shí),先不中斷與原通信基站的聯(lián)繫,而與目標(biāo)基站先建立通信,兩個(gè)基站可同時(shí)為一個(gè)用戶提供服務(wù),當(dāng)與目標(biāo)基站取得可靠通信後,再切斷與原基站間的通信。*1.3移動(dòng)通信的控制與交換硬切換與軟切換

GSM中支持硬切換;CDMA中支持軟切換,也支持硬切換*1.3移動(dòng)通信的控制與交換漫遊概念:移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)MSC區(qū)到另一個(gè)MSC區(qū)後,仍能入網(wǎng)使用的通信服務(wù)功能漫遊的實(shí)現(xiàn)過(guò)程:位置登記、轉(zhuǎn)移呼叫和呼叫建立幾個(gè)名詞:歸屬局、本局用戶、被訪局、漫遊用戶*本章小結(jié)移動(dòng)通信系統(tǒng)中,由於用戶能在移動(dòng)中進(jìn)行通信,具有與有線通信不同的特點(diǎn),需要有一定的措施以解決所存在的問(wèn)題。為了提高頻譜的利用率,大容量移動(dòng)通信系統(tǒng)採(cǎi)用正六邊形無(wú)線社區(qū)制結(jié)構(gòu),並進(jìn)行多頻道共用和同頻複用,專用呼叫通道方式可用於提高呼叫接續(xù)的速度。由於用戶的可移動(dòng)性,移動(dòng)交換機(jī)必須具有特定的功能,移動(dòng)通信網(wǎng)必須具有如位置登記、越區(qū)切換、漫遊等跟蹤交換技術(shù)。*54移動(dòng)通信技術(shù)第2章GSM系統(tǒng)55第2章GSM系統(tǒng)內(nèi)容:GSM系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)、GSM系統(tǒng)的技術(shù)與參數(shù)GSM系統(tǒng)的組成、各組成部分的功能、網(wǎng)路結(jié)構(gòu)GSM系統(tǒng)的各類編號(hào)、電路群的設(shè)置、選路GSM系統(tǒng)中數(shù)字信號(hào)的形成多址技術(shù)、跳頻技術(shù)和話音間斷傳輸技術(shù)GSM系統(tǒng)中的頻率複用方式GSM系統(tǒng)的介面、無(wú)線介面用戶SIM卡和GSM系統(tǒng)的安全措施GSM系統(tǒng)提供的業(yè)務(wù)GSM系統(tǒng)的基站主設(shè)備(M-cell6)和天饋線系統(tǒng)56第2章GSM系統(tǒng)重點(diǎn):GSM系統(tǒng)組成及各部分功能、編號(hào)、安全措施數(shù)字信號(hào)的處理過(guò)程無(wú)線介面的通道配置,時(shí)隙幀結(jié)構(gòu)難點(diǎn):GSM系統(tǒng)中數(shù)字信號(hào)的處理過(guò)程GSM系統(tǒng)無(wú)線介面基站主設(shè)備(M-cell6)57第2章GSM系統(tǒng)目的和要求掌握GSM系統(tǒng)組成及各部分功能、編號(hào)的作用、安全措施理解GSM中的選路過(guò)程及多址技術(shù)、跳頻技術(shù)、DTX技術(shù)掌握GSM系統(tǒng)對(duì)信號(hào)的基本處理過(guò)程掌握無(wú)線介面中通道配置,時(shí)隙幀結(jié)構(gòu)582.1GSM概述第一代模擬網(wǎng)絡(luò)的缺陷系統(tǒng)制式混雜,不能實(shí)現(xiàn)國(guó)際漫遊;不能提供綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN業(yè)務(wù);系統(tǒng)設(shè)備價(jià)格高,手機(jī)體積大,電池充電後有效工作時(shí)間短;用戶容量受到限制,系統(tǒng)擴(kuò)容困難;系統(tǒng)保密性差、安全性差。592.1GSM概述第二代GSM數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)頻譜利用率更高,進(jìn)一步提高了系統(tǒng)容量GSM提供了一種公共標(biāo)準(zhǔn),便於實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)國(guó)際漫遊,在GSM系統(tǒng)覆蓋到的地區(qū)均可提供服務(wù)能提供新型非話業(yè)務(wù)資訊傳輸時(shí)保密性好,入網(wǎng)資訊安全性好數(shù)字無(wú)線傳輸技術(shù)抗衰落性能較強(qiáng),傳輸品質(zhì)高、話音品質(zhì)好可降低成本費(fèi)用,減小設(shè)備體積,電池有效使用時(shí)間較長(zhǎng)602.1GSM概述GSM主要技術(shù)及參數(shù)頻段:下行:935~960MHz(基站發(fā),移動(dòng)臺(tái)收);上行:890~915MHz(移動(dòng)臺(tái)發(fā),基站收);頻帶寬度:25MHz;通信方式:全雙工;載頻間隔:200KHz;通道分配:每載頻8時(shí)隙;全速通道8個(gè),半速通道16個(gè)(TDMA);

612.1GSM概述通道總速率:270.8kbit/s;調(diào)製方式:GMSK,BT=0.3;話音編碼:RPE-LTP,輸出速率為13kbit/s;數(shù)據(jù)速率:9.6kbit/s;跳頻速率:217跳/秒;每時(shí)隙通道速率:33.8kbit/s分集接收,交織通道編碼,自適應(yīng)均衡…622.2GSM系統(tǒng)組成及網(wǎng)路結(jié)構(gòu)GSM系統(tǒng)的組成組成:網(wǎng)路子系統(tǒng)NSS(交換子系統(tǒng)SS)移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心MSC、歸屬用戶位置寄存器HLR、訪問(wèn)用戶位置寄存器VLR、鑒權(quán)中心AUC、設(shè)備識(shí)別寄存器EIR基站子系統(tǒng)BSS基站控制器BSC、基站收發(fā)信機(jī)BTS操作維護(hù)子系統(tǒng)OSS操作維護(hù)中心OMC移動(dòng)臺(tái)子系統(tǒng)MS632.2GSM系統(tǒng)組成及網(wǎng)路結(jié)構(gòu)組成:642.2GSM系統(tǒng)組成及網(wǎng)路結(jié)構(gòu)NSS功能:GSM系統(tǒng)的交換功能;用於用戶數(shù)據(jù)管理、移動(dòng)性管理、安全性管理所需的資料庫(kù)功能;對(duì)GSM移動(dòng)用戶間通信和GSM移動(dòng)用戶與其它通信網(wǎng)用戶間通信的管理作用組成:

MSC資料庫(kù):HLR、VLR、AUC、EIR652.2GSM系統(tǒng)組成及網(wǎng)路結(jié)構(gòu)NSSMSC是網(wǎng)路的核心完成系統(tǒng)的電話交換功能呼叫建立、控制、終止;選路;業(yè)務(wù)的提供;計(jì)費(fèi)處理;區(qū)內(nèi)切換;功能實(shí)體間及網(wǎng)路間接口;公共信令等從HLR、VLR、AUC中獲取位置登記和呼叫請(qǐng)求所需的數(shù)據(jù)提供移動(dòng)性能和其他網(wǎng)路功能……662.2GSM系統(tǒng)組成及網(wǎng)路結(jié)構(gòu)MSC類型普通MSC網(wǎng)關(guān)MSC(GMSC):網(wǎng)間互通匯接MSC(TMSC):長(zhǎng)途匯接672.2GSM系統(tǒng)組成及網(wǎng)路結(jié)構(gòu)HLR用於管理移動(dòng)用戶的資料庫(kù),靜態(tài)資料庫(kù)存儲(chǔ)資訊:用戶資訊:用戶的入網(wǎng)資訊,註冊(cè)的有關(guān)業(yè)務(wù)資訊等;位置資訊分配給移動(dòng)用戶的兩個(gè)號(hào)碼:IMSI、MSISDN682.2GSM系統(tǒng)組成及網(wǎng)路結(jié)構(gòu)VLR服務(wù)於其控制區(qū)域內(nèi)移動(dòng)用戶提供建立呼叫接續(xù)的必要條件存儲(chǔ)資訊:進(jìn)入其控制區(qū)域內(nèi)已登記的移動(dòng)用戶的相關(guān)資訊動(dòng)態(tài)用戶數(shù)據(jù)庫(kù)692.2GSM系統(tǒng)組成及網(wǎng)路結(jié)構(gòu)AUC屬於HLR的一個(gè)功能單元用於GSM系統(tǒng)的安全性管理,對(duì)無(wú)線介面上的話音、數(shù)據(jù)和信號(hào)資訊進(jìn)行保密,防止無(wú)權(quán)用戶接入系統(tǒng),並保證通過(guò)無(wú)線介面的移動(dòng)用戶資訊的安全存儲(chǔ)資訊:鑒權(quán)資訊和加密密鑰EIR防止非法使用偷竊的、有故障的或未經(jīng)許可的移動(dòng)設(shè)備存儲(chǔ)資訊:移動(dòng)設(shè)備的國(guó)際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼(IMEI)702.2GSM系統(tǒng)組成及網(wǎng)路結(jié)構(gòu)BSS與無(wú)線蜂窩方面關(guān)係最直接的基本組成部分功能:通過(guò)無(wú)線介面直接與移動(dòng)臺(tái)相接,負(fù)責(zé)無(wú)線收發(fā)和無(wú)線資源管理與網(wǎng)路子系統(tǒng)中的移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心相連,實(shí)現(xiàn)移動(dòng)用戶間或移動(dòng)用戶與固定網(wǎng)用戶間的通信連接,傳送系統(tǒng)信號(hào)和用戶資訊712.2GSM系統(tǒng)組成及網(wǎng)路結(jié)構(gòu)BSCBSS的控制部分各種介面的管理、無(wú)線資源和無(wú)線參數(shù)的管理控制切換,移動(dòng)臺(tái)功率控制BTSBSS的無(wú)線部分由BSC控制並服務(wù)於某個(gè)社區(qū)的無(wú)線收發(fā)信設(shè)備,完成BSC與無(wú)線通道間的轉(zhuǎn)接,實(shí)現(xiàn)BTS與MS間的無(wú)線傳輸及相關(guān)的控制功能722.2GSM系統(tǒng)組成及網(wǎng)路結(jié)構(gòu)OSS內(nèi)容:移動(dòng)用戶管理、移動(dòng)設(shè)備管理及網(wǎng)路操作和維護(hù)網(wǎng)路操作和維護(hù):對(duì)GSM系統(tǒng)的BSS和NSS進(jìn)行操作和維護(hù)的管理,由OMC完成網(wǎng)路的監(jiān)視、操作(告警、處理等);無(wú)線規(guī)劃(增加載頻、社區(qū)等);交換系統(tǒng)的管理(軟體、數(shù)據(jù)的修改等);性能管理(產(chǎn)生統(tǒng)計(jì)報(bào)告等)732.2GSM系統(tǒng)組成及網(wǎng)路結(jié)構(gòu)移動(dòng)用戶管理:用戶數(shù)據(jù)管理和呼叫計(jì)費(fèi)用戶數(shù)據(jù)管理一般由HLR來(lái)完成,包括SIM卡的管理呼叫計(jì)費(fèi)可由移動(dòng)用戶所訪問(wèn)的各MSC和GMSC分別處理,也可採(cǎi)用通過(guò)HLR或獨(dú)立的計(jì)費(fèi)設(shè)備集中處理移動(dòng)設(shè)備管理是由EIR完成742.2GSM系統(tǒng)組成及網(wǎng)路結(jié)構(gòu)MS用戶使用的設(shè)備類型:手機(jī)、車載臺(tái)、便攜臺(tái)通過(guò)無(wú)線介面接入GSM系統(tǒng)的通常的無(wú)線處理功能;提供與使用者間的介面用戶識(shí)別模組SIM:包含所有與用戶有關(guān)的資訊和某些無(wú)線介面的資訊,其中也包括鑒權(quán)和加密資訊處理異常的緊急呼叫時(shí)(如119、110、120、122等),可以不插入SIM卡752.2GSM系統(tǒng)組成及網(wǎng)路結(jié)構(gòu)網(wǎng)路結(jié)構(gòu)無(wú)線覆蓋區(qū)域結(jié)構(gòu)762.2GSM系統(tǒng)組成及網(wǎng)路結(jié)構(gòu)網(wǎng)路結(jié)構(gòu)GSM移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)的網(wǎng)路結(jié)構(gòu)規(guī)模較小的移動(dòng)本地網(wǎng)772.2GSM系統(tǒng)組成及網(wǎng)路結(jié)構(gòu)中規(guī)模移動(dòng)本地網(wǎng)782.2GSM系統(tǒng)組成及網(wǎng)路結(jié)構(gòu)大規(guī)模移動(dòng)本地網(wǎng)792.2GSM系統(tǒng)組成及網(wǎng)路結(jié)構(gòu)GSM話路網(wǎng)的網(wǎng)路結(jié)構(gòu)二級(jí)網(wǎng)路結(jié)構(gòu)802.2GSM系統(tǒng)組成及網(wǎng)路結(jié)構(gòu)三級(jí)網(wǎng)路結(jié)構(gòu)業(yè)務(wù)量大的三級(jí)網(wǎng)路業(yè)務(wù)量小的三級(jí)網(wǎng)路812.2GSM系統(tǒng)組成及網(wǎng)路結(jié)構(gòu)二三級(jí)混合結(jié)構(gòu)822.2GSM系統(tǒng)組成及網(wǎng)路結(jié)構(gòu)GSM網(wǎng)路和其他網(wǎng)路的互聯(lián)移動(dòng)網(wǎng)與其他網(wǎng)路之間應(yīng)設(shè)置介面局介面局的數(shù)量應(yīng)儘量少介面局可獨(dú)立設(shè)置,也可兼設(shè)互聯(lián)雙方的介面局作為網(wǎng)間結(jié)算的計(jì)費(fèi)點(diǎn)對(duì)來(lái)去話進(jìn)行計(jì)費(fèi)832.2GSM系統(tǒng)組成及網(wǎng)路結(jié)構(gòu)GSM話路網(wǎng)與No.7信令網(wǎng)的關(guān)係信令網(wǎng)與話路網(wǎng)相對(duì)獨(dú)立話路網(wǎng)和信令網(wǎng)間的關(guān)係:TMSC1連到HSTP(高級(jí)信令轉(zhuǎn)接點(diǎn))TMSC2和MSC連到LSTP(低級(jí)信令轉(zhuǎn)接點(diǎn))MSC設(shè)信令點(diǎn)SP842.3編號(hào)移動(dòng)用戶的ISDN號(hào)碼MSISDN主叫用戶為呼叫GSM用戶所需的撥叫號(hào)碼號(hào)碼結(jié)構(gòu)國(guó)家碼CC:我國(guó)為86國(guó)內(nèi)有效ISDN號(hào):移動(dòng)業(yè)務(wù)接入號(hào)NDC(N1N2N3):13S(S=9~4屬於中國(guó)移動(dòng);S=0~3屬於中國(guó)聯(lián)通)HLR識(shí)別號(hào):H0H1H2H3移動(dòng)用戶號(hào):ABCD852.3編號(hào)撥號(hào)程式:移動(dòng)→本地固定:PQRABCD移動(dòng)→外地固定:0XYZPQRABCD移動(dòng)→移動(dòng):13SH0H1H2H3ABCD固定→本地移動(dòng):13SH0H1H2H3ABCD固定→外地移動(dòng):013SH0H1H2H3ABCD移動(dòng)→緊急呼叫:直接撥號(hào)(如110、119、120、122、112)普通特服撥號(hào)與固定電話方法相同其中,XYZ為長(zhǎng)途區(qū)號(hào);PQR為市話局端局號(hào);ABCD為用戶號(hào)862.3編號(hào)國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)別碼IMSI用於在國(guó)際上唯一識(shí)別移動(dòng)用戶結(jié)構(gòu)(15位):如圖所示我國(guó)MCC為460MNC的值中國(guó)移動(dòng)為00、中國(guó)聯(lián)通為01872.3編號(hào)臨時(shí)移動(dòng)用戶識(shí)別碼TMSI為了對(duì)IMSI保密,IMSI僅在空中傳送一次,便由VLR給來(lái)訪移動(dòng)用戶分配一個(gè)惟一的TMSI號(hào)碼替代僅在本地有效,當(dāng)用戶離開(kāi)此VLR服務(wù)區(qū)後釋放由VLR臨時(shí)分配移動(dòng)用戶漫遊號(hào)碼MSRN用於在呼叫時(shí)為移動(dòng)用戶選路VLR臨時(shí)分配,接續(xù)完成後即釋放在被訪VLR區(qū)域內(nèi)是惟一有效的882.3編號(hào)區(qū)域識(shí)別位置區(qū)識(shí)別碼LAI結(jié)構(gòu):MCC+MNC+LACLAC用於識(shí)別移動(dòng)網(wǎng)中的一個(gè)位置區(qū)全球社區(qū)識(shí)別碼GCI用於在全球範(fàn)圍內(nèi)識(shí)別社區(qū)結(jié)構(gòu):MCC+MNC+LAC+CICI用於社區(qū)識(shí)別892.3編號(hào)基站社區(qū)識(shí)別碼BSIC用於識(shí)別相鄰國(guó)家、地區(qū)或不同運(yùn)營(yíng)商的相鄰結(jié)構(gòu):NCC+BCCNCC為網(wǎng)路色碼,用於識(shí)別不同國(guó)家(國(guó)內(nèi)區(qū)別不同的?。┘安煌\(yùn)營(yíng)商BCC為基站色碼,由運(yùn)營(yíng)部門設(shè)定902.3編號(hào)國(guó)際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼IMEI用於在國(guó)際上惟一地識(shí)別一個(gè)移動(dòng)設(shè)備結(jié)構(gòu)(15位):TAC(6)+FAC(2)+SNR(6)+SP(1)TAC為型號(hào)批準(zhǔn)碼,由歐洲型號(hào)中心分配;FAC為工廠裝配碼,由廠家編碼,表示生產(chǎn)廠家及裝配地;SNR為序號(hào)碼,由廠家分配;SP為備用IMEI可在待機(jī)狀態(tài)下按“*#06#”讀取讀取的IMEI碼與手機(jī)後蓋板上的條碼標(biāo)籤、外包裝上的條碼標(biāo)籤應(yīng)一致912.3編號(hào)MSC/VLR號(hào)碼在No.7信令消息中使用的、代表MSC的號(hào)碼HLR號(hào)碼在No.7信令消息中使用的、代表HLR的號(hào)碼切換號(hào)碼HON目標(biāo)MSC(即切換到的MSC)臨時(shí)分配給移動(dòng)用戶的一個(gè)號(hào)碼,用於路由選擇922.3編號(hào)短消息中心號(hào)碼在No.7信令消息中使用的、代表短消息中心的號(hào)碼結(jié)構(gòu):13SH00X1X2X3500X1X2X3與當(dāng)?shù)氐拈L(zhǎng)途區(qū)號(hào)相同,兩位長(zhǎng)途區(qū)號(hào)的地區(qū)X3設(shè)為0

用戶發(fā)送短消息前,必須先設(shè)置短消息中心號(hào)碼932.4路由及接續(xù)電路群的設(shè)置各移動(dòng)匯接中心間及與移動(dòng)端局間,設(shè)置話音專線時(shí),電路群有低呼損電路群和高效直達(dá)電路群兩類二級(jí)網(wǎng)路結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)途網(wǎng)在一級(jí)匯接中心TMSC1間設(shè)置低呼損電路群,形成網(wǎng)狀網(wǎng)移動(dòng)端局或本地匯接局至本省一對(duì)一級(jí)匯接中心間設(shè)置低呼損電路群942.4路由及接續(xù)三級(jí)網(wǎng)路結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)途網(wǎng)在一級(jí)匯接中心TMSC1間設(shè)置低呼損電路群,形成網(wǎng)狀網(wǎng)二級(jí)匯接中心應(yīng)與其相對(duì)應(yīng)的一級(jí)匯接中心間設(shè)置低呼損電路二級(jí)匯接中心TMSC2間設(shè)置低呼損電路各移動(dòng)端局與本地匯接局至本省一對(duì)二級(jí)匯接中心間設(shè)置低呼損電路群。952.4路由及接續(xù)本地網(wǎng)無(wú)本地匯接端局間網(wǎng)狀網(wǎng)相連,所有端局間設(shè)低呼損路由各本地網(wǎng)內(nèi)的端局應(yīng)與上一級(jí)的匯接中心間設(shè)低呼損電路群有匯接局本地網(wǎng)內(nèi)端局間話務(wù)量足夠大時(shí)應(yīng)儘量設(shè)高效直達(dá)路由,通過(guò)TMm的轉(zhuǎn)接,可作為端局間的第二路由設(shè)有TMSC1、TMSC2的本地網(wǎng),或端局業(yè)務(wù)量較大需要連到TMSC1、TMSC2的本地網(wǎng)各本地網(wǎng)內(nèi)的端局應(yīng)與其一級(jí)、二級(jí)匯接中心間設(shè)高效直達(dá)路由,經(jīng)本地匯接與一級(jí)、二級(jí)匯接中心的鏈路為迂回路由962.4路由及接續(xù)路由選擇路由選擇原則為PSTN用戶呼叫移動(dòng)用戶時(shí),盡可能快進(jìn)入移動(dòng)網(wǎng)查詢路由;移動(dòng)用戶呼叫PSTN用戶,立即進(jìn)入PSTN,由PSTN進(jìn)行接續(xù)。972.4路由及接續(xù)國(guó)內(nèi)呼叫接續(xù)移動(dòng)用戶呼叫PSTN用戶始呼MSC分析被叫號(hào)碼為PSTN用戶,則立即從始發(fā)地通過(guò)介面局GWm接至GWp,進(jìn)入PSTN網(wǎng)982.4路由及接續(xù)PSTN用戶呼叫移動(dòng)用戶PSTN端局根據(jù)移動(dòng)業(yè)務(wù)接入號(hào)(13S),通過(guò)介面局GWp就近接入GMSC,GMSC分析H0H1H2H3,導(dǎo)出被叫移動(dòng)用戶的HLR地址資訊。通過(guò)No.7信令網(wǎng),從HLR得到該用戶目前的位置資訊,即MSRN,GMSC經(jīng)移動(dòng)網(wǎng)接續(xù)至用戶所在MSC

992.4路由及接續(xù)GSM用戶呼叫GSM用戶始發(fā)MSC通過(guò)TMSC查詢到被叫用戶的路由資訊MSRN,由主叫所處的MSC接續(xù)至被叫所處的被訪MSC(VMSC)1002.4路由及接續(xù)國(guó)際呼叫接續(xù)移動(dòng)用戶用為國(guó)際呼叫的主叫:始發(fā)MSC分析為國(guó)際接入碼00後,則立即從始發(fā)地通過(guò)介面局進(jìn)入PSTN網(wǎng)移動(dòng)用戶作為國(guó)際呼叫的被叫:由國(guó)外一直接續(xù)到北京、上海、廣州PSTN的國(guó)際局,就近接入移動(dòng)本地的介面局,在當(dāng)?shù)谿MSC進(jìn)行路由查詢,並建立接續(xù)1012.4路由及接續(xù)PLMN與PSPDN的互通分組型終端接入:分組型終端經(jīng)PSTN接入PSPDN,進(jìn)網(wǎng)介面規(guī)程為ITU-TX.32建議(同步傳輸)非分組型終端:非分組型終端經(jīng)PSTN接入PSPDN,進(jìn)網(wǎng)介面規(guī)程為建議ITU-TX.28(非同步傳輸)

1022.4路由及接續(xù)PLMN與CHINANET的互通通過(guò)PSTN互通:採(cǎi)用兩種介面:模擬用戶線路;一條或多條E1中繼線路通過(guò)專用設(shè)備的互通:專用設(shè)備一端與MSC相連,一端以局域網(wǎng)LAN的形式接入到CHINANET中。用戶首先需要撥叫特定號(hào)碼(可採(cǎi)用特服號(hào)),從而建立MSC與專用設(shè)備間的通路1032.4路由及接續(xù)位置更新MS在同一位置區(qū)中從一個(gè)社區(qū)到另一個(gè)社區(qū),不需位置更新,例:從小區(qū)1到社區(qū)21042.4路由及接續(xù)MS從一個(gè)位置區(qū)的社區(qū)進(jìn)入另一位置區(qū)的社區(qū),需位置更新強(qiáng)制登記:MS把位置區(qū)的變化通知網(wǎng)路,即進(jìn)行位置更新接入移動(dòng)通信網(wǎng)的移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心的VLR內(nèi)進(jìn)行位置資訊的更新,同時(shí)在HLR中進(jìn)行位置更新1052.4路由及接續(xù)兩種情況下的位置更新1062.4路由及接續(xù)MS從小區(qū)3到社區(qū)41072.4路由及接續(xù)MS從小區(qū)3到社區(qū)51082.4路由及接續(xù)位置更新移動(dòng)用戶的啟動(dòng)與分離移動(dòng)用戶開(kāi)機(jī):MS:入網(wǎng)位置登記,系統(tǒng):移動(dòng)臺(tái)啟動(dòng),對(duì)移動(dòng)用戶的IMSI做“附著”標(biāo)記移動(dòng)用戶關(guān)機(jī):MS:發(fā)送最後一次消息,包括“分離”處理請(qǐng)求系統(tǒng):對(duì)移動(dòng)用戶的IMSI做“分離”標(biāo)記1092.4路由及接續(xù)週期性登記原因:移動(dòng)用戶向網(wǎng)路發(fā)送IMSI“分離”消息時(shí),若無(wú)線鏈路品質(zhì)很差,會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不能接收到該消息或系統(tǒng)不能正確解碼,誤以為移動(dòng)用戶仍處在“附著”狀態(tài)。若有呼叫該用戶的資訊,系統(tǒng)會(huì)對(duì)該用戶作盲目尋呼,浪費(fèi)無(wú)線資源概念:移動(dòng)用戶每隔一定時(shí)間向系統(tǒng)登記一次1102.4路由及接續(xù)呼叫過(guò)程移動(dòng)用戶主呼:當(dāng)移動(dòng)用戶撥被呼用戶的號(hào)碼,再按“發(fā)送”鍵(延遲撥發(fā))系統(tǒng)鑒權(quán)後若允許該主呼用戶接入網(wǎng)絡(luò),則MSC/VLR發(fā)證實(shí)接入請(qǐng)求消息,主呼用戶發(fā)起呼叫。被呼用戶的鏈路準(zhǔn)備好後,網(wǎng)路便向主呼用戶發(fā)出呼叫建立證實(shí),並分配專用業(yè)務(wù)通道TCH,主呼用戶等候被呼用戶回應(yīng)的證實(shí)信號(hào),即完成移動(dòng)用戶的主呼過(guò)程1112.4路由及接續(xù)移動(dòng)用戶被呼:被呼的移動(dòng)用戶的路由到達(dá)該移動(dòng)用戶所登記的MSC/VLR後,由該MSC/VLR向移動(dòng)用戶發(fā)尋呼消息位置區(qū)內(nèi)所有的基站都向移動(dòng)用戶發(fā)尋呼消息,進(jìn)行一齊呼叫在位置區(qū)內(nèi)守聽(tīng)的被叫用戶收到尋呼消息並立即回應(yīng),即完成移動(dòng)用戶的被呼過(guò)程1122.4路由及接續(xù)移動(dòng)用戶被呼:例:1132.4路由及接續(xù)越區(qū)切換概念:在通話過(guò)程中,為保證通話不中斷而由原基站的業(yè)務(wù)通道轉(zhuǎn)換到新基站的業(yè)務(wù)通道的過(guò)程定位:根據(jù)MS向BSC發(fā)送的及BTS測(cè)得的有關(guān)信號(hào)強(qiáng)度和信號(hào)品質(zhì)的資訊,BSC對(duì)周圍社區(qū)進(jìn)行比較,確定移動(dòng)用戶的行進(jìn)方向1142.4路由及接續(xù)BSC決定是否需要切換,什麼時(shí)候進(jìn)行切換,切換到哪個(gè)基站按控制區(qū)域切換分三種情況:在BSC控制範(fàn)圍內(nèi)社區(qū)間的切換1152.4路由及接續(xù)按控制區(qū)域切換分三種情況:在同一MSC/VLR業(yè)務(wù)區(qū),不同BSC下社區(qū)間的切換1162.4路由及接續(xù)不同MSC/VLR業(yè)務(wù)區(qū)下社區(qū)間的切換1172.4路由及接續(xù)不同MSC/VLR業(yè)務(wù)區(qū)下社區(qū)間的切換(切換流程)1182.5GSM數(shù)字信號(hào)的形成GSM系統(tǒng)的數(shù)字信號(hào)形成GSM系統(tǒng)終端設(shè)備BTS的信號(hào)形成過(guò)程與GSM移動(dòng)臺(tái)MS的基本相同GSM移動(dòng)臺(tái)原理框圖:1192.5GSM數(shù)字信號(hào)的形成過(guò)程:發(fā)送部分電路由信源編碼、通道編碼、交織、加密、突發(fā)脈衝串形成等功能模組完成基帶數(shù)字信號(hào)的形成過(guò)程。數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)製及上變頻、功率放大,由天線將信號(hào)發(fā)射出去。接收部分電路由高頻電路、數(shù)字解調(diào)等電路組成。數(shù)字解調(diào)後,進(jìn)行Viterbi均衡、去交織、解密、話音解碼,最後將信號(hào)還原為模擬信號(hào)1202.5GSM數(shù)字信號(hào)的形成語(yǔ)音編碼用於將模擬話音信號(hào)變成數(shù)字信號(hào)話音編碼器類型三種類型:波形編碼、參量編碼和混合編碼GSM系統(tǒng)採(cǎi)用混合編碼方式------規(guī)則脈衝激勵(lì)長(zhǎng)期線性預(yù)測(cè)(RPE-LTP)1212.5GSM數(shù)字信號(hào)的形成語(yǔ)音信號(hào)處理:模數(shù)變換A/D:在MS中,PCM編碼。根據(jù)抽樣定理fs≥2fm

,輸出:8KHz,13bit信號(hào)在BTS中,8bit的A律量化轉(zhuǎn)變?yōu)?3bit均勻量化信號(hào)分段:按20ms分段有聲段,進(jìn)行語(yǔ)音編碼產(chǎn)生語(yǔ)音幀無(wú)聲段,分析背景雜訊,產(chǎn)生靜寂描述幀SID,在語(yǔ)音結(jié)束時(shí)發(fā)射1222.5GSM數(shù)字信號(hào)的形成RPE-LTP語(yǔ)音編碼過(guò)程:1232.5GSM數(shù)字信號(hào)的形成RPE-LTP語(yǔ)音編碼過(guò)程:數(shù)模變換預(yù)處理線性預(yù)測(cè)編碼分析短時(shí)分析濾波長(zhǎng)期預(yù)測(cè)LTP規(guī)則脈衝激勵(lì)編碼RPE1242.5GSM數(shù)字信號(hào)的形成語(yǔ)音間斷傳輸方式DTX:MS發(fā)射機(jī)僅在包含語(yǔ)音幀的時(shí)間段內(nèi)才開(kāi)發(fā)射機(jī)發(fā)側(cè):進(jìn)行語(yǔ)音檢測(cè),將語(yǔ)音分成有聲段和無(wú)聲段。在有聲段,進(jìn)行語(yǔ)音編碼產(chǎn)生編碼語(yǔ)音幀在無(wú)聲段,分析背景雜訊,產(chǎn)生靜寂描述幀SID,SID幀是在語(yǔ)音結(jié)束時(shí)發(fā)射的。收側(cè):接收端根據(jù)接收到的SID幀中的資訊在無(wú)聲期間內(nèi)插入“舒適噪音”1252.5GSM數(shù)字信號(hào)的形成通道編碼語(yǔ)音編碼後的信號(hào)處理:1262.5GSM數(shù)字信號(hào)的形成作用:用於接收端進(jìn)行糾錯(cuò)通道編碼用於糾正隨機(jī)差錯(cuò)差錯(cuò):隨機(jī)差錯(cuò);突發(fā)差錯(cuò)方法:增加冗餘碼元,在收端用於檢、糾錯(cuò)通道編碼後傳輸速率提高,佔(zhàn)用帶寬增加,可靠性增加可靠性提高以帶寬為代價(jià)1272.5GSM數(shù)字信號(hào)的形成GSM中的通道編碼兩種方式:分組碼、卷積碼GSM採(cǎi)用(2:1)卷積碼信號(hào)分組:50個(gè)最重要比特;132個(gè)重要比特;78個(gè)不重要比特1282.5GSM數(shù)字信號(hào)的形成GSM採(cǎi)用(2:1)卷積碼通道編碼:輸出速率:456bit/20ms=22.8kbit/s1292.5GSM數(shù)字信號(hào)的形成交織概念:把通道編碼輸出的編碼資訊編成交錯(cuò)碼,使突發(fā)差錯(cuò)比特分散,再利用通道編碼得到糾正作用:用於降低傳輸中的突發(fā)差錯(cuò)1302.5GSM數(shù)字信號(hào)的形成GSM中的交織一次交織:把編碼器40ms的輸出共2×456=912bit組成8×114的矩陣,橫向?qū)懭虢豢椌仃?,然後縱向讀出,即可取出8幀每幀為114比特的數(shù)據(jù)流1312.5GSM數(shù)字信號(hào)的形成重排和交織1322.5GSM數(shù)字信號(hào)的形成二次交織:1332.5GSM數(shù)字信號(hào)的形成GSM中的編碼過(guò)程A/D分段RPE/LTP通道編碼交織資訊經(jīng)交織編碼形成8幀,每幀114bit。將114bit分成兩段,填入普通突發(fā)脈衝序列。1342.5GSM數(shù)字信號(hào)的形成GSM中的分級(jí)幀結(jié)構(gòu)由普通突發(fā)脈衝序列構(gòu)成幀、複幀、超幀、超高幀的分級(jí)幀結(jié)構(gòu)每個(gè)突發(fā)脈衝序列共156.25bit,占時(shí)577μs,在一個(gè)時(shí)隙中發(fā)送8個(gè)時(shí)隙組成一個(gè)4.62ms的TDMA幀26個(gè)話音TDMA幀組成一個(gè)持續(xù)時(shí)間為120ms的複幀;在控制通道中51個(gè)幀組成一個(gè)複幀51個(gè)26幀的複幀(或26個(gè)51幀的複幀)構(gòu)成一個(gè)超幀;2048個(gè)超幀組成一個(gè)超高幀,總計(jì)2715648個(gè)TDMA幀,占時(shí)3小時(shí)28分53.7秒

1352.5GSM數(shù)字信號(hào)的形成1362.5GSM數(shù)字信號(hào)的形成數(shù)字信號(hào)的調(diào)製用數(shù)字信號(hào)對(duì)射頻載波進(jìn)行調(diào)製振幅鍵控ASK、移相鍵控PSK、移頻鍵控FSKGSM系統(tǒng)採(cǎi)用高斯最小移頻鍵控GMSK調(diào)製

FSK→MSK→GMSKMSK1372.5GSM數(shù)字信號(hào)的形成Viterbi均衡維特比均衡自適應(yīng)均衡最小均方誤差準(zhǔn)則均衡器工作原理利用接收端已知的訓(xùn)練序列來(lái)建立通道模型,由接收到的信號(hào)來(lái)推出正確的發(fā)端資訊1382.5GSM數(shù)字信號(hào)的形成維特比均衡工作原理接收到的訓(xùn)練序列與已知訓(xùn)練序列一起送入相關(guān)器比較,從而產(chǎn)生通道模型,再按通道模型對(duì)接收到的突發(fā)脈衝序列的加密數(shù)據(jù)作糾正,選擇差值最小的編碼作為與發(fā)送端一致的正確編碼輸出1392.6多址技術(shù)多址技術(shù)多路複用在發(fā)送端用複用器將多路信號(hào)合在一起在接收端用分路器將各路信號(hào)分開(kāi)的多用戶共用通道方式多址接入技術(shù)發(fā)端各路資訊不需要集中,而是各自調(diào)製送入無(wú)線通道傳輸接收端各自從無(wú)線通道上取下已調(diào)信號(hào),解調(diào)後得到所需資訊1402.6多址技術(shù)射頻通道的複用技術(shù)對(duì)於不同的移動(dòng)臺(tái)和基站發(fā)出的信號(hào)賦予不同特徵使基站能從眾多的移動(dòng)臺(tái)發(fā)出的信號(hào)中區(qū)分出是哪個(gè)移動(dòng)臺(tái)的信號(hào),移動(dòng)臺(tái)也能識(shí)別基站發(fā)出的信號(hào)中哪一個(gè)是發(fā)給自己的信號(hào)特徵的差異可表現(xiàn)在某些特徵上,如工作頻率、出現(xiàn)時(shí)間、編碼序列等多址技術(shù)直接關(guān)係到蜂窩移動(dòng)系統(tǒng)的容量主要類型:頻分多址FDMA、時(shí)分多址TDMA、碼分多址CDMA、空分多址SDMA1412.6多址技術(shù)主要類型:頻分多址FDMA時(shí)分多址TDMA碼分多址CDMA1422.6多址技術(shù)FDMA原理:為每個(gè)用戶指定特定頻率的通道,這些通道按要求分配給請(qǐng)求服務(wù)的用戶,在呼叫的整個(gè)過(guò)程中,其他用戶不能共用這一頻段

1432.6多址技術(shù)TDMA原理:在一個(gè)寬頻的無(wú)線載波上,把時(shí)間分成週期性的幀,每一幀再分割成若干時(shí)隙(幀與時(shí)隙都互不重疊),每個(gè)時(shí)隙即一個(gè)通道,分配給一個(gè)用戶使用1442.6多址技術(shù)同步與定時(shí)同步和定時(shí)是TDMA移動(dòng)通信系統(tǒng)正常工作的前提幀同步、時(shí)隙同步和比特(位)同步系統(tǒng)定時(shí)(網(wǎng)同步)定時(shí)保護(hù)時(shí)間

GSM採(cǎi)用FDMA和TDMA相結(jié)合的多址方式總頻帶按200KHz間隔分成124對(duì)頻道,每頻道分成8個(gè)時(shí)隙。一個(gè)頻道上的一個(gè)時(shí)隙分配給一個(gè)移動(dòng)用戶1452.6多址技術(shù)CDMA原理:為每個(gè)用戶分配了各自特定的地址碼,各地址碼相互(準(zhǔn))正交,接收端用與發(fā)端完全一致的本地地址碼對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)頻率、時(shí)間和空間上都可能重疊1462.6多址技術(shù)SDMA原理:通過(guò)空間的分割來(lái)區(qū)別不同用戶,採(cǎi)用自適應(yīng)陣列天線,在不同用戶方向上形成不同的波束,引導(dǎo)能量沿用戶方向發(fā)送1472.7頻率配置GSM900/DCS1800工作頻段工作頻段GSM900:890~915MHz;935~960MHz頻道序號(hào):1~124EGSM:880~915MHz;925~960MHzDCS1800:1710~1785MHz;1805~1880MHz頻道序號(hào):512~885雙工間隔GSM900:45MHzDCS1800:95MHz頻道間隔:200KHz1482.7頻率配置我國(guó)陸地蜂窩移動(dòng)電話業(yè)務(wù)的頻率分配使用頻段上行頻段(MHz)(MS→BS)下行頻段(MHz)(BS→MS)中國(guó)移動(dòng)

GSM900890~909935~954DCS18001710~17201805~1815中國(guó)聯(lián)通

GSM900909~915954~960DCS18001730~17401825~1835CDMA800830~840875~8851492.7頻率配置發(fā)射標(biāo)識(shí):271KF7W271KHz:必要帶寬F:主載波調(diào)製方式為調(diào)頻7:調(diào)製主載波的信號(hào)性質(zhì)(包含量化或數(shù)字資訊的雙通道或多通道)W:被發(fā)送資訊的類型(電報(bào)傳真數(shù)據(jù)、遙測(cè)、遙控、電話和視頻的組合)1502.7頻率配置頻率複用概念:同一載波的無(wú)線通道用於覆蓋相隔一定距離的不同區(qū)域蜂窩網(wǎng)中,無(wú)線區(qū)群是以N個(gè)正六邊形社區(qū)組成,各區(qū)群可按一定的規(guī)律使用相同的頻率組若每個(gè)群有N個(gè)社區(qū),則需用N組頻率頻率複用導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生同頻干擾必須採(cǎi)取抗干擾措施,使干擾控制在系統(tǒng)允許範(fàn)圍內(nèi)1512.7頻率配置複用方式GSM900系統(tǒng)某頻道的工作頻率計(jì)算頻道序號(hào)與頻道標(biāo)稱中心頻率的關(guān)係上行頻率:fl(n)

=890.2+(n-1)*0.2MHz

下行頻率:fh(n)=935.2+(n-1)*0.2MHz=fl(n)+45MHz通道序號(hào)與頻道標(biāo)稱中心頻率的關(guān)係GSM系統(tǒng)中因採(cǎi)用TDMA技術(shù),每載頻可分為8個(gè)時(shí)隙,即8個(gè)通道給出通道號(hào)m計(jì)算對(duì)應(yīng)工作頻率時(shí),應(yīng)先計(jì)算出對(duì)應(yīng)的頻道號(hào)n=m/8,n取值時(shí),計(jì)算得到的小數(shù)部分全部進(jìn)位1522.7頻率配置例1:計(jì)算第121號(hào)頻道的上下行工作頻率解:fl(121)=890.2+(121-1)×0.2=914.2MHzfh(121)=fl(121)+45=959.2MHz例2:計(jì)算第121號(hào)通道的上下行工作頻率解:n=121/8取n=16fl(16)=890.2+(16-1)×0.2=893.2MHzfh(16)=fl(16)+45=938.2MHz1532.7頻率配置DCS1800系統(tǒng)某頻道的工作頻率計(jì)算頻道序號(hào)與頻道標(biāo)稱中心頻率的關(guān)係上行頻率:fl(n)

=1710.2+(n-512)*0.2MHz

下行頻率:fh(n)=1805.2+(n-512)*0.2MHz=fl(n)+95MHz1542.7頻率配置GSM系統(tǒng)中的頻率複用方式典型的頻率複用方式:4×3、3×3、2×6、1×3方式1552.7頻率配置基本複用方式:4×3方式3×3複用方式:一般不需要改變現(xiàn)有網(wǎng)路結(jié)構(gòu),但容量增加有限,同時(shí)需要採(cǎi)用跳頻技術(shù)降低干擾2×6頻率複用方式,雖然可較大地提升系統(tǒng)容量(約是4×3複用的1.6倍),但需要對(duì)天線系統(tǒng)及頻率規(guī)劃作較大的調(diào)整,要求系統(tǒng)具備自動(dòng)功率控制、不連續(xù)發(fā)射、跳頻(一般為基帶跳頻)等功能,另外對(duì)天線系統(tǒng)要求較高,需配置高性能的窄帶天線1562.7頻率配置1×3頻率複用方式必須注意三點(diǎn):一是必須採(cǎi)用射頻跳頻、自動(dòng)功率控制、不連續(xù)發(fā)射、天線分集等技術(shù)有效降低干擾;二是要保證一定的跳頻頻點(diǎn)數(shù);第三是頻率加載率必須控制在50%以下,同時(shí)需加強(qiáng)網(wǎng)路優(yōu)化,才能獲得比較好的效果MRP方式:按需分層採(cǎi)用多種不同的頻率複用方式1572.7頻率配置載波干擾保護(hù)比載幹比:接收到的希望信號(hào)電平與干擾電平之比比值與MS的暫態(tài)位置有關(guān)由地形地物、天線參數(shù)、站址、干擾源等不同所造成同頻干擾保護(hù)比(C/I):不同社區(qū)使用相同頻率時(shí),服務(wù)社區(qū)載頻功率與另外的同頻社區(qū)對(duì)服務(wù)社區(qū)產(chǎn)生的干擾功率之比

GSM規(guī)範(fàn)中一般要求C/I>9dB工程中一般加3dB的餘量,即要求大於12dB1582.7頻率配置鄰道干擾保護(hù)比(C/A):在同頻複用時(shí),服務(wù)社區(qū)載頻功率與相鄰頻率對(duì)服務(wù)社區(qū)產(chǎn)生的干擾功率之比GSM規(guī)範(fàn)中一般要求C/A>-9dB工程中一般加3dB的餘量,即要求大於-6dB載波偏離400KHz時(shí)的干擾保護(hù)比當(dāng)與載波偏離400KHz的頻率電平遠(yuǎn)高於載波電平時(shí)產(chǎn)生干擾GSM規(guī)範(fàn)中載波偏離400KHz時(shí)的干擾保護(hù)比C/I>-41dB工程中一般加3dB的餘量,即要求大於-38dB

1592.7頻率配置保護(hù)頻帶:原則:使移動(dòng)通信系統(tǒng)能滿足干擾保護(hù)比要求保護(hù)頻帶的設(shè)置兩系統(tǒng)間應(yīng)留有保護(hù)帶寬系統(tǒng)與其它無(wú)線系統(tǒng)的頻率相鄰時(shí),考慮相互干擾情況,留出足夠的保護(hù)帶寬1602.8GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)介面GSM系統(tǒng)中的介面1612.8GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)介面A介面網(wǎng)路子系統(tǒng)NSS與基站子系統(tǒng)BSS間的通信介面MSC與BSC間的互連接口傳遞的資訊包括移動(dòng)臺(tái)管理、基站管理、移動(dòng)性管理、接續(xù)管理等標(biāo)準(zhǔn)的2.048Mbit/s的PCM數(shù)字傳輸鏈路實(shí)現(xiàn)1622.8GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)介面Abis介面基站子系統(tǒng)的兩個(gè)功能實(shí)體基站控制器BSC和基站收發(fā)信臺(tái)BTS間的通信介面用於BTS(不與BSC並置)與BSC間的遠(yuǎn)端互連支持所有向用戶提供的服務(wù),並支持對(duì)BTS無(wú)線設(shè)備的控制和無(wú)線頻率的分配採(cǎi)用標(biāo)準(zhǔn)的2.048Mbit/s或64kbit/sPCM數(shù)字傳輸鏈路實(shí)現(xiàn)1632.8GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)介面Um介面(空中介面):移動(dòng)臺(tái)與基站收發(fā)信機(jī)BTS間的通信介面用於移動(dòng)臺(tái)與GSM系統(tǒng)設(shè)備間的互通通過(guò)無(wú)線鏈路實(shí)現(xiàn)傳遞的資訊包括無(wú)線資源管理、移動(dòng)性管理和接續(xù)管理等

用戶與網(wǎng)路間的介面(Sm介面)用戶與網(wǎng)路間的介面,用戶識(shí)別卡SIM與移動(dòng)終端ME間接口傳遞的資訊包括用戶對(duì)移動(dòng)終端進(jìn)行操作,移動(dòng)終端向用戶提供顯示、信號(hào)音等1642.8GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)介面網(wǎng)路子系統(tǒng)內(nèi)部介面D介面HLR與VLR間的介面用於交換有關(guān)移動(dòng)臺(tái)位置和用戶管理的資訊,保證移動(dòng)臺(tái)在整個(gè)服務(wù)區(qū)內(nèi)建立和接收呼叫通過(guò)MSC與HLR間的標(biāo)準(zhǔn)2.048Mbit/s的PCM數(shù)字傳輸鏈路實(shí)現(xiàn)1652.8GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)介面B介面VLR與MSC間的內(nèi)部介面用於MSC向VLR詢問(wèn)有關(guān)移動(dòng)臺(tái)當(dāng)前的位置資訊或者通知VLR有關(guān)移動(dòng)臺(tái)的位置更新資訊等

C介面HLR與MSC間的介面用於傳遞路由選擇和管理資訊1662.8GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)介面E介面相鄰區(qū)域的不同MSC間的介面用於切換過(guò)程中交換有關(guān)切換資訊以啟動(dòng)和完成切換F介面MSC與EIR間的介面用於交換相關(guān)的IMEI管理資訊G介面VLR間的介面用於在採(cǎi)用TMSI的MS進(jìn)入新的MSC/VLR服務(wù)區(qū)域時(shí)向分配TMSI的VLR詢問(wèn)此移動(dòng)用戶的IMSI資訊1672.8GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)介面GSM系統(tǒng)與其他公用電信網(wǎng)的介面其他公用電信網(wǎng):公用電話網(wǎng)PSTN、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN、分組交換公用數(shù)據(jù)網(wǎng)PSPDN和電路交換公用數(shù)據(jù)網(wǎng)CSPDN等介面必須滿足ITU的有關(guān)介面和信令標(biāo)準(zhǔn)及各個(gè)國(guó)家通信運(yùn)營(yíng)部門制定的與這些電信網(wǎng)有關(guān)的介面和信令標(biāo)準(zhǔn)

GSM系統(tǒng)與PSTN和ISDN網(wǎng)的互連方式採(cǎi)用7號(hào)信令系統(tǒng)介面鏈接方式通過(guò)MSC與PSTN或ISDN交換機(jī)間標(biāo)準(zhǔn)2.048Mbit/s的PCM數(shù)字傳輸鏈路實(shí)現(xiàn)1682.9數(shù)字無(wú)線介面無(wú)線介面概念:移動(dòng)臺(tái)與基站收發(fā)信機(jī)間接口的統(tǒng)稱是移動(dòng)通信實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是不同系統(tǒng)的區(qū)別所在無(wú)線介面中通道、數(shù)據(jù)格式等無(wú)線通道GSM系統(tǒng)使用了TDMA時(shí)分多址的概念每幀包括8個(gè)時(shí)隙TSBTS到MS為下行通道,MS到BTS為上行通道1692.9數(shù)字無(wú)線介面物理通道一個(gè)載頻上的TDMA幀的一個(gè)時(shí)隙為一個(gè)物理通道GSM中每個(gè)載頻分為8個(gè)時(shí)隙,有8個(gè)物理通道通道0~7對(duì)應(yīng)時(shí)隙TS0~TS7,每個(gè)用戶佔(zhàn)用一個(gè)時(shí)隙用於傳遞資訊在一個(gè)TS中發(fā)送的資訊稱為一個(gè)突發(fā)脈衝序列邏輯通道根據(jù)傳遞於BTS與MS間資訊的種類定義是一種人為的定義要被映射到某個(gè)物理通道上才能實(shí)現(xiàn)資訊的傳輸1702.9數(shù)字無(wú)線介面邏輯通道業(yè)務(wù)通道TCH用於傳送編碼後的話音或數(shù)據(jù)控制通道CCH用於傳遞信令或同步數(shù)據(jù)分為三類:廣播通道公共控制通道專用控制通道

1712.9數(shù)字無(wú)線介面控制通道CCH廣播通道(BCH):全為下行通道頻率校正通道(FCCH):用於傳送校正MS頻率的資訊

同步通道(SCH):用於傳送給MS的幀同步(TDMA幀號(hào))和BTS的識(shí)別碼(BSIC)的資訊廣播控制通道(BCCH):廣播每個(gè)BTS社區(qū)特定的通用資訊

1722.9數(shù)字無(wú)線介面公共控制通道(CCCH):基站與移動(dòng)臺(tái)間的點(diǎn)到多點(diǎn)的雙向通道尋呼通道(PCH):用於尋呼(搜索)MS,是下行通道隨機(jī)接入通道(RACH):用於MS在尋呼回應(yīng)或主叫接入時(shí)向系統(tǒng)申請(qǐng)分配SDCCH,是上行通道允許接入通道(AGCH):用於為MS分配一個(gè)SDCCH,是下行通道

1732.9數(shù)字無(wú)線介面專用控制通道(DCCH):獨(dú)立專用控制通道(SDCCH):用於在分配TCH前的呼叫建立過(guò)程中傳送系統(tǒng)信令如:登記和鑒權(quán)慢速隨路控制通道(SACCH):傳送連接資訊上、下行雙向,點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(移動(dòng)對(duì)移動(dòng))通道與一個(gè)TCH或一個(gè)SDCCH相關(guān)如傳送移動(dòng)臺(tái)接收到的關(guān)於服務(wù)及鄰近社區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度測(cè)試報(bào)告、MS的功率管理和時(shí)間的調(diào)整等1742.9數(shù)字無(wú)線介面專用控制通道(DCCH)快速隨路控制通道(FACCH):傳送比SACCH所能處理的高得多的速率的信令資訊與一個(gè)TCH相關(guān)在話音傳輸期間,借用20ms的話音(數(shù)據(jù))突發(fā)脈衝序列來(lái)傳送通常在切換時(shí)使用1752.9數(shù)字無(wú)線介面邏輯通道配置1762.9數(shù)字無(wú)線介面突發(fā)脈衝序列概念:TDMA通道上一個(gè)時(shí)隙中的資訊格式每個(gè)突發(fā)脈衝序列共156.25bit,占時(shí)0.577ms類型:普通突發(fā)脈衝序列NB頻率校正突發(fā)脈衝序列FB同步突發(fā)脈衝序列SB接入突發(fā)脈衝序列AB空閒突發(fā)脈衝序列DB

1772.9數(shù)字無(wú)線介面普通突發(fā)脈衝序列NB用於攜帶業(yè)務(wù)通道及除RACH、SCH和FCCH以外的控制通道上的資訊結(jié)構(gòu):1782.9數(shù)字無(wú)線介面結(jié)構(gòu):加密比特是57bit的加密數(shù)據(jù)或編碼後話音1bit為“借用標(biāo)誌”,表示這個(gè)突發(fā)脈衝序列是否被FACCH信令借用訓(xùn)練比特共26bit,是一串已知比特,供均衡器用於產(chǎn)生通道模型以消除時(shí)間色散可以用不同的序列,分配給社區(qū)中使用相同頻率的前向通道,以克服相互間的干擾1792.9數(shù)字無(wú)線介面尾比特TB總是000,幫助均衡器知道起始位和停止位保護(hù)間隔GP為8.25bit是一個(gè)空白間隔,不發(fā)送任何資訊8.25bit相當(dāng)於大約30μs的時(shí)間為了保證各用戶間各自使用的時(shí)隙不至造成重疊,故而採(cǎi)用8.25bit的保護(hù)間隔1802.9數(shù)字無(wú)線介面頻率校正突發(fā)脈衝序列FB用於構(gòu)成FCCH,使MS獲得頻率上的同步結(jié)構(gòu):固定比特142bit:使調(diào)製器發(fā)送一個(gè)頻偏為67.5KHz的全“0”比特1812.9數(shù)字無(wú)線介面同步突發(fā)脈衝序列SB用於構(gòu)成SCH,使移動(dòng)臺(tái)獲得與系統(tǒng)的時(shí)間同步結(jié)構(gòu):包括一個(gè)易被檢測(cè)的長(zhǎng)同步序列,及攜帶TDMA幀號(hào)和基站識(shí)別碼BSIC資訊的加密資訊1822.9數(shù)字無(wú)線介面結(jié)構(gòu):39bit的加密比特:包含25bit資訊位、10bit奇偶校驗(yàn)、4bit尾比特再經(jīng)1:2卷積編碼,得到總比特?cái)?shù)78bit,分成兩個(gè)39bit的編碼段填入其中25bit資訊位由兩部分組成:6bit基站識(shí)別碼BSIC、19bitTDMA幀號(hào)TDMA幀號(hào):以2715648個(gè)TDMA幀為週期迴圈;是加密演算法的一個(gè)參數(shù);移動(dòng)臺(tái)判斷控制通道TS0上傳送的邏輯通道類型BSIC:移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量時(shí),進(jìn)行基站識(shí)別1832.9數(shù)字無(wú)線介面接入突發(fā)脈衝序列AB移動(dòng)臺(tái)的首次接入或切換到一個(gè)新的基站後不知道時(shí)間提前量,為不與正常到達(dá)的下一個(gè)時(shí)隙中的突發(fā)脈衝序列重疊,此突發(fā)脈衝序列必須要短一些,保護(hù)間隔長(zhǎng)一些結(jié)構(gòu):1842.9數(shù)字無(wú)線介面結(jié)構(gòu):36bit為加密比特:8bit資訊、6bit的奇偶校驗(yàn)和4bit的尾比特,共18bit經(jīng)1:2的卷積編碼得到36bit填入8bit的資訊位3bit:接入原因,用於表明緊急呼叫等5bit:隨機(jī)鑒別器,用於檢查確定碰撞後的重發(fā)時(shí)間1852.9數(shù)字無(wú)線介面空閒突發(fā)脈衝序列DB用戶無(wú)資訊傳輸時(shí),用DB代替NB在TDMA時(shí)隙中傳送不攜帶任何資訊,不發(fā)送給任何移動(dòng)臺(tái)格式與普通突發(fā)脈衝序列相同,只是其中加密比特改為具有一定的比特模型的混合比特1862.9數(shù)字無(wú)線介面邏輯通道到物理通道的映射

C0

載頻TS0上的映射下行通道:以51個(gè)時(shí)隙的幀重複1872.9數(shù)字無(wú)線介面上行通道BCCH、FCCH、SCH、PCH、AGCH和RACH均映射到TS0,RACH映射到上行鏈路,其餘通道映射到下行鏈路1882.9數(shù)字無(wú)線介面C0

載頻TS1上的映射下行通道102個(gè)時(shí)隙重複一次由於呼叫建立和登記時(shí)的比特率相當(dāng)?shù)?,可在一個(gè)TS(TS1)上放8個(gè)專用控制通道1892.9數(shù)字無(wú)線介面上行通道102個(gè)時(shí)隙構(gòu)成一個(gè)時(shí)分複用幀

上行鏈路的結(jié)構(gòu)與下行鏈路的結(jié)構(gòu)相同,只是時(shí)間上偏移3TS1902.9數(shù)字無(wú)線介面TCH的映射C0的TS2~TS7用作業(yè)務(wù)通道;C1~Cn頻點(diǎn)的TS0~TS7全部用作業(yè)務(wù)通道26個(gè)TS包含24個(gè)資訊幀、一個(gè)控制幀和一個(gè)空閒幀1912.9數(shù)字無(wú)線介面TCH上下行偏移3TS上下行的工作時(shí)隙不同時(shí)出現(xiàn),這意味著移動(dòng)臺(tái)不必收發(fā)同時(shí)進(jìn)行1922.9數(shù)字無(wú)線介面MS測(cè)試原理空閒狀態(tài)調(diào)諧到最強(qiáng)的一個(gè)載頻,並判斷該載頻是否含有廣播通道判斷是否可以鎖定在此社區(qū)否則調(diào)諧到次強(qiáng)載頻上完成社區(qū)選擇,MS被通知應(yīng)監(jiān)視哪個(gè)BCH載波1932.9數(shù)字無(wú)線介面呼叫接續(xù)狀態(tài)呼叫中,MS向系統(tǒng)報(bào)告所監(jiān)測(cè)到的周圍基站的BCH信號(hào)強(qiáng)度。當(dāng)需要切換時(shí),基站可根據(jù)這些測(cè)試報(bào)告很快選出目標(biāo)社區(qū)MS在呼叫過(guò)程中,在無(wú)任何操作時(shí)進(jìn)行測(cè)試的,即在分配的發(fā)送或接收時(shí)隙間隔外進(jìn)行測(cè)試在TCH上的空閒幀期間檢查鄰近基站的BSIC移動(dòng)臺(tái)通過(guò)SACCH將附近6個(gè)具有最強(qiáng)平均信號(hào)強(qiáng)度和有效的BSIC的社區(qū)報(bào)告給基站

1942.9數(shù)字無(wú)線介面例:MS工作在TS2

MS接收並測(cè)試服務(wù)社區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度TS2時(shí)隙移動(dòng)臺(tái)發(fā)射(TS2時(shí)隙)移動(dòng)臺(tái)測(cè)試一個(gè)社區(qū)周圍的基站的信號(hào)強(qiáng)度移動(dòng)臺(tái)讀取一個(gè)社區(qū)周圍的TS0上SCH中的BSIC

1952.9數(shù)字無(wú)線介面滑動(dòng)複幀每發(fā)10個(gè)TS0才能支持一個(gè)SCH,讀取SCH上的BSIC攜帶TCH的複幀與攜帶控制通道的複幀加一個(gè)滑動(dòng)前者每26個(gè)時(shí)隙重複一次,後者每51個(gè)時(shí)隙重複一次,也就是使空閒幀在51複幀所有不同的控制通道幀上均有一個(gè)滑動(dòng)

1962.9數(shù)字無(wú)線介面1972.9數(shù)字無(wú)線介面移動(dòng)用戶的接續(xù)過(guò)程移動(dòng)用戶開(kāi)電源初始化MS搜索BCH,搜索到最強(qiáng)的廣播通道對(duì)應(yīng)的載頻後,讀取FCCH的資訊,使MS的頻率與之同步MS讀取SCH資訊,讀取BSIC,並同步到TDMA幀號(hào)上MS在BCCH上讀取系統(tǒng)的資訊1982.9數(shù)字無(wú)線介面移動(dòng)用戶進(jìn)行登記MS在RACH上發(fā)出接入請(qǐng)求,申請(qǐng)分配一個(gè)SDCCH系統(tǒng)通過(guò)AGCH上分配給移動(dòng)用戶一個(gè)SDCCH移動(dòng)臺(tái)在SDCCH上完成登記,在SACCH上發(fā)控制指令資訊交換結(jié)束後,MS進(jìn)入待機(jī)狀態(tài),監(jiān)聽(tīng)BCCH和CCCH1992.9數(shù)字無(wú)線介面移動(dòng)用戶被呼系統(tǒng)通過(guò)PCH呼叫移動(dòng)用戶移動(dòng)用戶在RACH上發(fā)尋呼回應(yīng),申請(qǐng)分配一個(gè)SDCCH系統(tǒng)通過(guò)AGCH為MS分配一個(gè)SDCCH在SDCCH上,系統(tǒng)與MS交換必要的資訊,如鑒權(quán)、加密模式等,以便識(shí)別MS的身份;在SACCH上發(fā)送測(cè)試報(bào)告和功率控制。最後在SDCCH上給MS分配一個(gè)TCH移動(dòng)臺(tái)轉(zhuǎn)入TCH,開(kāi)始通話

2002.9數(shù)字無(wú)線介面2012.9數(shù)字無(wú)線介面移動(dòng)用戶主呼MS在RACH上發(fā)送呼叫請(qǐng)求資訊,申請(qǐng)分配一個(gè)SDCCH系統(tǒng)通過(guò)AGCH為MS分配一個(gè)SDCCH在SDCCH上建立交換必要資訊(同被呼過(guò)程),在SACCH上交換控制資訊MS轉(zhuǎn)入所分配的TCH上開(kāi)始通話2022.10跳頻和語(yǔ)音間斷傳輸技術(shù)跳頻FH概念:在通話期間載頻在幾個(gè)頻點(diǎn)上變化作用:改善由多徑衰落造成的誤碼特性類型:慢跳頻、快跳頻慢跳頻:跳頻速率低於資訊比特率,即連續(xù)幾個(gè)資訊比特跳頻一次GSM採(cǎi)用慢跳頻(SFH)技術(shù),跳頻速率為217次/秒快跳頻:跳頻速率高於或等於資訊比特率,即每個(gè)資訊比特跳頻一次以上一般跳頻速率越高,跳頻系統(tǒng)的抗干擾性就越好,但相應(yīng)的設(shè)備複雜性和成本也越高2032.10跳頻和語(yǔ)音間斷傳輸技術(shù)工作原理:每個(gè)MS依據(jù)從一個(gè)演算法中導(dǎo)出的頻率序列上發(fā)送它的時(shí)隙,跳頻序列在一個(gè)社區(qū)內(nèi)是正交的,即同一社區(qū)內(nèi)的通信不會(huì)發(fā)生衝突跳頻在兩個(gè)時(shí)隙間發(fā)生,MS在一個(gè)工作時(shí)隙內(nèi)用固定頻率發(fā)送或接收,下一個(gè)工作時(shí)隙又跳到另一個(gè)頻率上發(fā)射或接收跳頻演算法的參數(shù)是在呼叫建立及切換時(shí)發(fā)給移動(dòng)臺(tái)的採(cǎi)用跳頻技術(shù)時(shí),支持BCH的物理通道不跳基站和移動(dòng)臺(tái)在一個(gè)社區(qū)內(nèi),跳頻是同步的2042.10跳頻和語(yǔ)音間斷傳輸技術(shù)跳頻示意圖:2052.10跳頻和語(yǔ)音間斷傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)基帶跳頻基帶信號(hào)按照規(guī)定的路由傳送到相應(yīng)的發(fā)射機(jī)上,由一部發(fā)射機(jī)轉(zhuǎn)到另一部分發(fā)射機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)跳頻跳頻的頻率數(shù)受限於收發(fā)信機(jī)的數(shù)目適合收發(fā)信機(jī)數(shù)量較多的高業(yè)務(wù)社區(qū)2062.10跳頻和語(yǔ)音間斷傳輸技術(shù)頻率合成器跳頻頻率合成器跳頻:採(cǎi)用改變頻率合成器的輸出頻率,使無(wú)線收發(fā)信機(jī)的工作頻率由一個(gè)頻率調(diào)到另一個(gè)頻率的不必增加收發(fā)信機(jī)數(shù)量,但需採(cǎi)用空腔諧振器的組合,以實(shí)現(xiàn)跳頻在天線合路器的濾波組合適合只有少量收發(fā)信機(jī)的基站每個(gè)基站只能使用一種跳頻模式2072.10跳頻和語(yǔ)音間斷傳輸技術(shù)話音間斷傳輸技術(shù)DTX概念:僅在包含有用資訊幀時(shí)才打開(kāi)發(fā)射機(jī),而在語(yǔ)音間隙時(shí)間關(guān)閉發(fā)射機(jī)的一種傳輸模式作用:節(jié)省移動(dòng)臺(tái)電源,延長(zhǎng)電池使用時(shí)間減少空中平均干擾電平,提高頻譜利用率要求:發(fā)端有話音活動(dòng)檢測(cè)器和背景雜訊的評(píng)價(jià)接端在發(fā)射機(jī)關(guān)機(jī)時(shí)產(chǎn)生類似於發(fā)端的背景雜訊2082.10跳頻和語(yǔ)音間斷傳輸技術(shù)工作原理:發(fā)端對(duì)發(fā)送信號(hào)分段,在無(wú)聲段話音間隙關(guān)閉發(fā)射機(jī)前,把發(fā)端背景雜訊的參數(shù)傳送給收端收端利用這些參數(shù)合成與發(fā)端相類似的雜訊2092.11GSM系統(tǒng)的安全措施用戶識(shí)別模組SIM功能存儲(chǔ)數(shù)據(jù):用戶身份認(rèn)證所需的資訊,如IMSI、TMSI、用戶鑒權(quán)鍵Ki等存儲(chǔ)安全保密有關(guān)的資訊,如加密密鑰Kc、密鑰序號(hào)n、加密演算法A3、A5、A8、個(gè)人識(shí)別碼PIN、PIN碼出錯(cuò)計(jì)數(shù)、SIM卡狀態(tài)、個(gè)人解鎖碼PUK等存儲(chǔ)與網(wǎng)路和用戶有關(guān)的管理數(shù)據(jù),如PLMN代碼、LAI、用戶登記的通信業(yè)務(wù)等存儲(chǔ)用戶的個(gè)人資訊2102.11GSM系統(tǒng)的安全措施執(zhí)行安全操作:進(jìn)行用戶入網(wǎng)的鑒權(quán)用戶資訊的加密TMSI的更新用戶PIN碼的操作和管理2112.11GSM系統(tǒng)的安全措施組成:CPU、工作記憶體RAM,程式記憶體ROM、數(shù)據(jù)記憶體EEPROM和串行通信單元5個(gè)模組組成結(jié)構(gòu):2122.11GSM系統(tǒng)的安全措施使用:SIM卡本身是通過(guò)PIN碼來(lái)保護(hù)的PIN碼連續(xù)輸錯(cuò)三次後SIM卡將閉鎖SIM卡解鎖需輸入正確的PUK碼,PUK

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