gsm数字移动通信原理

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GSM数字移动通信原理导读：就爱阅读网友为您分享以下“GSM数字移动通信原理”的资讯，希望对您有所帮助，感谢您对92to.com的支持!MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第2章数字移动通信技术C1P0f1RC/I=γDC1f1P0RC/I=γq=D/R图2-2D/R比2.3.2频率复用方案可以在时域与空间域内使用频率复用的概念。在时域内的频率复用是指在不同的时隙里占用相同的工作频率，叫做时分多路（TDM）。在空间域上的频率复用可分为两大类：(1)两个不同的地理区域里配置相同的频率。例如在不同的城市中使用相同频率的AM或FM广播电台。(2)77 在一个系统的作用区域内重复使用相同的频率——这种方案用于蜂窝系统中。蜂窝式移动电话网通常是先由若干邻接的无线小区组成一个无线区群，再由若干个无线区群构成整个服务区。为了防止同频干扰，要求每个区群（即单位无线区群）中的小区，不得使用相同频率，只有在不同的无线区群中，才可使用相同的频率。单位无线区群的构成应满足两个基本条件：???若干个单位无线区群彼此邻接组成蜂窝式服务区域邻接单位无线区群中的同频无线小区的中心间距相等。一个系统中有许多同信道的小区，整个频谱分配被划分为K个频率复用的模式，即单位无线区群中小区的个数，如图2-3所示，其中K=3、4、7，当然还有其它复用方式，如K=9、12等。2.3.3频率复用距离允许同频率重复使用的最小距离取决于许多因素，如中心小区附近的同信道小区数，地理地形类别，每个小区基站的天线高度及发射功率。频率复用距离D由下式确定：D?3KR其中，K是图2-3中所示的频率复用模式。则：D=3.46RD=4.6RK=4K=76MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第2章数字移动通信技术77 如果所有小区基站发射相同的功率，则K增加，频率复用距离D也增加。增加了的频率复用距离将减小同信道干扰发生的可能。从理论上来说，K应该大些，然而，分配的信道总数是固定的。如果K太大，则K个小区中分配给每个小区的信道数将减少，如果随着K的增加而划分K个小区中的信道总数，则中继效率就会降低。同样道理，如果在同一地区将一组信道分配给两个不同的工作网络，系统频率效率也将降低。因此，现在面临的问题是，在满足系统性能的条件下如何得到一个最小的K值。解决它必须估算同信道干扰，并选择最小的频率复用距离D以减小同信道干扰。在满足条件的情况下，构成单位无线区群的小区个数K=i2+ij+j2（i、j均为正整数，其中一个可为零，但不能两个同时为零），取i=j=1，可得到最小的K值为K=3（见图2-3）。A1A3A2C3B1B3B2A3C1C3C2B3A1A3A2C3C1C2A1A2B1B2C1C2A3C3B3A3A1A2C3B1B2A3C1C2B3A1A2C3C1C2A1A2B1B2C1C2A3C3B3A3A1A2C3B1B2A3C1C2B3A1A2C3C1C2A1A2B1B2C1C2K=3143214321K=432141111136147251K=7图2-3N小区复用模式777 MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第3章GSM系统结构与相关接口第3章GSM系统结构与相关接口3.1GSM系统结构3.1.1系统的基本特点GSM数字蜂窝移动通信系统（简称GSM系统）是完全依据欧洲通信标准化委员会（ETSI）制定的GSM技术规范研制而成的，任何一家厂商提供的GSM数字蜂窝移动通信系统都必须符合GSM技术规范。GSM系统作为一种开放式结构和面向未来设计的系统具有下列主要特点：?GSM系统是由几个子系统组成的，并且可与各种公用通信网（PSTN、ISDN、PDN等）互连互通。各子系统之间或各子系统与各种公用通信网之间都明确和详细定义了标准化接口规范，保证任何厂商提供的GSM系统或子系统能互连；GSM系统能提供穿过国际边界的自动漫游功能，对于全部GSM移动用户都可进入GSM系统而与国别无关；GSM系统除了可以开放话音业务，还可以开放各种承载业务、补充业务和与ISDN相关的业务；77 GSM系统具有加密和鉴权功能，能确保用户保密和网络安全；GSM系统具有灵活和方便的组网结构，频率重复利用率高，移动业务交换机的话务承载能力一般都很强，保证在话音和数据通信两个方面都能满足用户对大容量、高密度业务的要求；GSM系统抗干扰能力强，覆盖区域内的通信质量高；用户终端设备（手持机和车载机）随着大规模集成电路技术的进一步发展能向更小型、轻巧和增强功能趋势发展。??????3.1.2系统的结构与功能GSM系统的典型结构如图3-1所示。由图可见，GSM系统是由若干个子系统或功能实体组成。其中基站子系统（BSS）在移动台（MS）和网络子系统（NSS）之间提供和管理传输通路，特别是包括了MS与GSM系统的功能实体之间的无线接口管理。NSS必须管理通信业务，保证MS与相关的公用通信网或与其它MS之间建立通信，也就是说NSS不直接与MS互通，BSS也不直接与公用通信网互通。MS、BSS和NSS组成GSM系统的实体部分。操作支持系统（OSS）则提供运营部门一种手段来控制和维护这些实际运行部分。877 MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第3章GSM系统结构与相关接口OSSNMCNSSOMCDPPSPCSSEMCBTSMSBSSBTSBSCMSC/VLRHLR/AUCEIRPSTNISDNPDNOSS：操作支持子系统BSS：基站子系统NSS：网路子系统NMC：网路管理中心DPPS：数据后处理系统SEMC：安全性管理中心PCS：用户识别卡个人化中心OMC：操作维护中心MSC：移动业务交换中心VLR：来访用户位置寄存器HLR：归属用户位置寄存器AUC：鉴权中心EIR：移动设备识别寄存器BSC：基站控制器BTS：基站收发信台PDN：公用数据网PSTN：公用电话网ISDN：综合业务数字网MS：移动台图图3-1GSM系统结构1.移动台（MS）移动台是公用GSM移动通信网中用户使用的设备，也是用户能够直接接触的整个GSM系统中的唯一设备。移动台的类型不仅包括手持台，还包括车载台和便携式台。随着GSM标准的数字式手持台进一步小型、轻巧和增加功能的发展趋势，手持台的用户将占整个用户的极大部分。77 除了通过无线接口接入GSM系统的通常无线和处理功能外，移动台必须提供与使用者之间的接口。比如完成通话呼叫所需要的话筒、扬声器、显示屏和按键。或者提供与其它一些终端设备之间的接口。比如与个人计算机或传真机之间的接口，或同时提供这两种接口。因此，根据应用与服务情况，移动台可以是单独的移动终端（MT）、手持机、车载机或者是由移动终端（MT）直接与终端设备（TE）传真机相连接而构成，或者是由移动终端（MT）通过相关终端适配器（TA）与终端设备（TE）相连接而构成，这可参见图3-2，这些都归类为移动台的重要组成部分之一——移动设备。移动台另外一个重要的组成部分是用户识别模块（SIM），它基本上是一张符合ISO标准的“智慧”卡，它包含所有与用户有关的和某些无线接口的信息，其中也包括鉴权和加密信息。使用GSM标准的移动台都需要插入SIM卡，只有当处理异常的紧急呼叫时，可以在不用SIM卡的情况下操作移动台。SIM9MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第3章GSM系统结构与相关接口卡的应用使移动台并非固定地缚于一个用户，因此，GSM系统是通过SIM卡来识别移动电话用户的，这为将来发展个人通信打下了基础。77 MS（类型0）：MTMS（类型1）：TETAMTMS（类型2）：TEMTMT：移动终端TA：终端适配器TE：终端设备图3-2移动台的功能结构2.基站子系统（BSS）基站子系统（BSS）是GSM系统中与无线蜂窝方面关系最直接的基本组成部分。它通过无线接口直接与移动台相接，负责无线发送接收和无线资源管理。另一方面，基站子系统与网路子系统（NSS）中的移动业务交换中心（MSC）相连，实现移动用户之间或移动用户与固定网路用户之间的通信连接，传送系统信号和用户信息等。当然，要对BSS部分进行操作维护管理，还要建立BSS与操作支持子系统（OSS）之间的通信连接。基站子系统是由基站收发信台（BTS）和基站控制器（BSC）这两部分的功能实体构成。实际上，一个基站控制器根据话务量需要可以控制数十个BTS。BTS可以直接与BSC相连接，也可以通过基站接口设备（BIE）采用远端控制的连接方式与BSC相连接。需要说明的是，基站子系统还应包括码变换器（TC）和相应的子复用设备（SM）。码变换器在更多的实际情况下是置于BSC和MSC之间，在组网的灵活性和减少传输设备配置数量方面具有许多优点。因此，一种具有本地和远端配置BTS的典型BSS组成方面如图3-3示。(1)基站收发信台（BTS）77 10课程MA000001GSM数字移动通信原理ISSUE3.3MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3目录目录课程说明.......................................................................................................................................1课程介绍.......................................................................................................................................1课程目标.......................................................................................................................................1相关资料.......................................................................................................................................177 第1章GSM发展简史.................................................................................................................2第2章数字移动通信技术............................................................................................................32.1多址技术................................................................................................................................32.1.1频分多址.....................................................................................................................32.1.2时分多址.....................................................................................................................42.1.3码分多址.....................................................................................................................42.2功率控制................................................................................................................................52.3蜂窝技术................................................................................................................................52.3.1频率复用的概念..........................................................................................................52.3.277 频率复用方案..............................................................................................................62.3.3频率复用距离..............................................................................................................6第3章GSM系统结构与相关接口...............................................................................................83.1GSM系统结构.......................................................................................................................83.1.1系统的基本特点..........................................................................................................83.1.2系统的结构与功能.......................................................................................................83.2接口和协议.........................................................................................................................143.2.1主要接口..................................................................................................................143.2.2网路子系统内部接口................................................................................................153.2.3GSM系统与其它公用电信网的接口.........................................................................173.2.477 各接口协议...............................................................................................................173.3GSM系统主要参数.............................................................................................................20第4章移动区域定义与识别号...................................................................................................224.1区域定义.............................................................................................................................224.1.1服务区......................................................................................................................224.1.2公用陆地移动通信网（PLMN）...............................................................................234.1.3MSC区.....................................................................................................................234.1.4位置区......................................................................................................................234.1.5基站区......................................................................................................................234.1.677 小区.........................................................................................................................234.2移动识别号.........................................................................................................................234.2.1IMSI(InternationalMobileSubscriberIdentity)：....................................................234.2.2TMSI(TemporaryMobileSubscriberIdentity)：......................................................24iMA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3目录4.2.3LMSI(LocalMobileSubscriberIdentity)：...............................................................254.2.4MSISDN(MobileSubscriberInternationalISDN/PSTNnumber)：..........................254.2.5MSC-Number(MSC号码)/VLR-Number(VLR号码).................................................264.2.6Roaming-Number(漫游号码)与Handover-Number(切换号码).................................264.2.7HLR-Number(HLR号码).........................................................................................274.2.8LAI(LocationAreaIdentification--位置区).................................................................274.2.9CGI(Cell77 GlobalIdentification--全球小区识别).........................................................284.2.10RSZI(RegionalSubscriptionZoneIdentity)...........................................................284.2.11BSIC（基站识别色码）..........................................................................................284.2.12IMEI（国际移动设备识别码）................................................................................29第5章GSM系统的无线接口与系统消息..................................................................................305.1无线接口.............................................................................................................................305.1.1语音编码..................................................................................................................305.1.2信道编码..................................................................................................................315.1.3交织.........................................................................................................................315.1.4调制技术..................................................................................................................335.1.577 跳频.........................................................................................................................345.1.6时序调整..................................................................................................................355.2帧和信道.............................................................................................................................355.2.1基本术语简介...........................................................................................................355.2.2信道类型和组合.......................................................................................................395.3系统消息.............................................................................................................................435.3.1系统消息的作用.......................................................................................................435.3.2系统消息包含种类及内容.........................................................................................44第6章系统管理功能介绍..........................................................................................................476.1GSM系统的安全性管理77 ......................................................................................................476.2GSM系统移动性管理..........................................................................................................496.2.1漫游管理..................................................................................................................496.2.2切换管理..................................................................................................................49第7章GSM移动通信网............................................................................................................527.1网络结构.............................................................................................................................527.1.1移动业务本地网的网络结构.....................................................................................527.1.2省内数字公用陆地蜂窝移动通信网络结构...............................................................547.1.3全国数字公用陆地蜂窝移动通信网络结构...............................................................557.2移动信令网结构77 ..................................................................................................................56总结.............................................................................................................................................58练习题.........................................................................................................................................59习题答案.....................................................................................................................................62iiMA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3插图目录插图目录图2-1三种多址方式概念示意图..................................................................................................3图2-2D/R比................................................................................................................................6图2-3N小区复用模式..................................................................................................................7图3-1GSM系统结构...................................................................................................................9图3-2移动台的功能结构77 ...........................................................................................................10图3-3一种典型的BSS组成方式..............................................................................................11图3-4GSM系统的主要接口......................................................................................................15图3-5网路子系统内部接口示意图.............................................................................................16图3-6系统主要接口的协议分层示意图.....................................................................................18图3-7A接口信令协议参考模型.................................................................................................19图3-8应用于GSM系统的7号信令协议层...............................................................................20图4-1GSM区域定义.................................................................................................................22图4-2IMSI的组成......................................................................................................................24图4-3MSISDN的组成...............................................................................................................25图4-4LAI的组成........................................................................................................................27图4-5RSZI的组成77 .....................................................................................................................28图4-6BSIC的组成.....................................................................................................................28图4-7IMEI的组成......................................................................................................................29图5-1语音在MS中的处理过程................................................................................................30图5-2信道编码过程..................................................................................................................31图5-3456比特交织....................................................................................................................32图5-4三个语音帧......................................................................................................................32图5-5突发脉冲的结构...............................................................................................................32图5-6GSM系统调频示意图......................................................................................................34图5-7时间和频率中的隙缝.......................................................................................................37图5-8帧、时隙和突法脉冲序列................................................................................................38图5-9逻辑信道类型77 ..................................................................................................................42图5-10广播和公共控制信道的复帧..........................................................................................43图5-11业务信道的复帧.............................................................................................................43图6-1加密过程..........................................................................................................................48图6-2相同BSC控制小区间的切换..........................................................................................50图6-3由相同MSC，不同BSC控制小区间的切换...................................................................50iiiMA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3插图目录图6-4由不同MSC控制小区间的切换......................................................................................51图7-1移动业务本地网由几个长途编号组成的示意图...............................................................52图7-2移动本地网组网图（MSC较少）....................................................................................53图7-3移动本地网组网图（本地未建MSC）............................................................................53图7-477 移动本地网组网图（大规模组网）..................................................................................54图7-5省内数字公用蜂窝移动通信网的网络结构.......................................................................54图7-6全国数字蜂窝PLMN的网络结构及其与PSTN连接的示意图........................................55图7-7大区，省市信令网的转接点结构.....................................................................................56图6-2相同BSC控制小区间的切换.........................................................................................63图6-3由相同MSC，不同BSC控制小区间的切换.................................................................63图6-4由不同MSC控制小区间的切换....................................................................................64ivMA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3课程介绍课程目标相关资料课程说明课程说明本章主要介绍GSM有关的基础知识，诸如77 ：GSM发展简史、数字移动通信技术、GSM系统结构及相关接口、TDMA帧结构、GSM的区域定义及GSM识别号、无线接口的逻辑信道及系统消息、GSM系统的移动性管理和安全性管理以及GSM移动网络结构和信令网等。?了解GSM发展简史?了解数字移动基本技术?熟悉GSM系统结构及相关接口?了解TDMA帧结构?熟悉GSM的区域定义及识别号?了解GSM的逻辑信道及系统消息?了解GSM系统的移动性管理和安全性管理?了解GSM移动网络结构及信令网结构《数字移动通信系统》杨留清等著人民邮电出版社《GSM数字移动通信系统》[法]MichelMouly等著电子工业出版社《数字移动通信系统》陈德荣等著北京邮电大学出版社1MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第1章GSM发展简史第1章GSM发展简史移动通信系指通信双方或至少一方是处于移动中进行信息交流的通信。20年代开始在军事及某些特殊领域使用，40年代才逐步向民用扩展；最近十年间才是移动通信真正迅猛发展的时期，而且由于其许多的优点，前景十分广阔。77 移动通信经历了由模拟通信向数字化通信的发展过程。目前，比较成熟的数字移动通信制式主要有泛欧的GSM，美国的ADC和日本的JDC（现改称PDC）。其中GSM的发展最引人注目，其发展历程如下：1982年，欧洲邮电行政大会CEPT设立了“移动通信特别小组”即GSM，以开发第二代移动通信系统为目标。1986年，在巴黎，对欧洲各国经大量研究和实验后所提出的八个建议系统进行现场试验。1987年，GSM成员国经现场测试和论证比较，就数字系统采用窄带时分多址TDMA规则脉冲激励长期预测(RPE-LTP)话音编码和高斯滤波最小频移键控(GMSK)调制方式达成一致意见。1988年，十八个欧洲国家达成GSM谅解备忘录(MOU)。1989年，GSM标准生效。1991年，GSM系统正式在欧洲问世，网路开通运行。移动通信跨入第二代。2MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第2章数字移动通信技术第2章数字移动通信技术2.1多址技术77 多址技术使众多的用户共用公共的通信线路。为使信号多路化而实现多址的方法基本上有三种，它们分别采用频率、时间或代码分隔的多址连接方式，即人们通常所称的频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）三种接入方式。图2-1用模型表示了这三种方法简单的一个概念。时间FDMATDMA时间频率频率CDMA时间码频率图2-1三种多址方式概念示意图FDMA是以不同的频率信道实现通信的，TDMA是以不同的时隙实现通信的，CDMA是以不同的代码序列实现通信的。2.1.1频分多址频分，有时也称之为信道化，就是把整个可分配的频谱划分成许多单个无线电信道（发射和接收载频对），每个信道可以传输一路话音或控制信息。在系统的控制下，任何一个用户都可以接入这些信道中的任何一个。3MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第2章数字移动通信技术模拟蜂窝系统是FDMA结构的一个典型例子，数字蜂窝系统中也同样可以采用FDMA，只是不会采用纯频分的方式，比如GSM系统就采用了FDMA。2.1.2时分多址77 时分多址是在一个宽带的无线载波上，按时间（或称为时隙）划分为若干时分信道，每一用户占用一个时隙，只在这一指定的时隙内收（或发）信号，故称为时分多址。此多址方式在数字蜂窝系统中采用，GSM系统也采用了此种方式。TDMA是一种较复杂的结构，最简单的情况是单路载频被划分成许多不同的时隙，每个时隙传输一路猝发式信息。TDMA中关键部分为用户部分，每一个用户分配给一个时隙（在呼叫开始时分配），用户与基站之间进行同步通信，并对时隙进行计数。当自己的时隙到来时，手机就启动接收和解调电路，对基站发来的猝发式信息进行解码。同样，当用户要发送信息时，首先将信息进行缓存，等到自己时隙的到来。在时隙开始后，再将信息以加倍的速率发射出去，然后又开始积累下一次猝发式传输。TDMA的一个变形是在一个单频信道上进行发射和接收，称之为时分双工（TDD）。其最简单的结构就是利用两个时隙，一个发一个收。当手机发射时基站接收，基站发射时手机接收，交替进行。TDD具有TDMA结构的许多优点：猝发式传输、不需要天线的收发共用装置等等。它的主要优点是可以在单一载频上实现发射和接收，而不需要上行和下行两个载频，不需要频率切换，因而可以降低成本。TDD的主要缺点是满足不了大规模系统的容量要求。2.1.3码分多址77 码分多址是一种利用扩频技术所形成的不同的码序列实现的多址方式。它不像FDMA、TDMA那样把用户的信息从频率和时间上进行分离，它可在一个信道上同时传输多个用户的信息，也就是说，允许用户之间的相互干扰。其关键是信息在传输以前要进行特殊的编码，编码后的信息混合后不会丢失原来的信息。有多少个互为正交的码序列，就可以有多少个用户同时在一个载波上通信。每个发射机都有自己唯一的代码（伪随机码），同时接收机也知道要接收的代码，用这个代码作为信号的滤波器，接收机就能从所有其他信号的背景中恢复成原来的信息码（这个过程称为解扩）。4MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第2章数字移动通信技术2.2功率控制当手机在小区内移动时，它的发射功率需要进行变化。当它离基站较近时，需要降低发射功率，减少对其它用户的干扰，当它离基站较远时，就应该增加功率，克服增加了的路径衰耗。77 所有的GSM手机都可以以2dB为一等级来调整它们的发送功率，GSM900移动台的最大输出功率是8W（规范中最大允许功率是20W，但现在还没有20W的移动台存在）。DCS1800移动台的最大输出功率是1W。相应地，它的小区也要小一些。2.3蜂窝技术移动通信的飞速发展一大原因是发明了蜂窝技术。移动通信的一大限制是使用频带比较有限，这就限制了系统的容量，为了满足越来越多的用户需求，必须要在有限的频率范围尽可能大地扩大它的利用率，除了采用前面介绍过的多址技术等以外，还发明了蜂窝技术。那么什么是蜂窝技术呢？移动通信系统是采用一个叫基站的设备来提供无线服务范围的。基站的覆盖范围有大有小，我们把基站的覆盖范围称之为蜂窝。采用大功率的基站主要是为了提供比较大的服务范围，但它的频率利用率较低，也就是说基站提供给用户的通信通道比较少，系统的容量也就大不起来，对于话务量不大的地方可以采用这种方式，我们也称之为大区制。采用小功率的基站主要是为了提供大容量的服务范围，同时它采用频率复用技术来提高频率利用率，在相同的服务区域内增加了基站的数目，有限的频率得到多次使用，所以系统的容量比较大，这种方式称之为小区制或微小区制。下面我们简单介绍频率复用技术的原理。2.3.1频率复用的概念77 在全双工工作方式中，一个无线电信道包含一对信道频率，每个方向都用一个频率作发射。在覆盖半径为R的地理区域C1内呼叫一个小区使用无线电信道F1，也可以在另一个相距D、覆盖半径也为R的小区内再次使用F1。频率复用是蜂窝移动无线电系统的核心概念。在频率复用系统中，处在不同地理位置（不同的小区）上的用户可以同时使用相同频率的信道（见图2-2），频率复用系统可以极大地提高频谱效率。但是，如果系统设计得不好，将产生严重的干扰，这种干扰称为同信道干扰。这种干扰是由于相同信道公共使用造成的，是在频率复用概念中必须考虑的重要问题。5MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第3章GSM系统结构与相关接口77 基站收发信台（BTS）属于基站子系统的无线部分，由基站控制器（BSC）控制，服务于某个小区的无线收发信设备，完成BSC与无线信道之间的转换，实现BTS与移动台（MS）之间通过空中接口的无线传输及相关的控制功能。BTS主要分为基带单元、载频单元、控制单元三大部分。基带单元主要用于必要的话音和数据速率适配以及信道编码等。载频单元主要用于调制/解调与发射机/接收机之间的耦合等。控制单元则用于BTS的操作与维护。另外，在BSC与BTS不设在同一处需采用Abis接口时，传输单元是必须增加的，以实现BSC与BTS之间的远端连接方式。如果BSC与BTS并置在同一处，只需采用BS接口时，传输单元是不需要的。MSBTSBIEBIEUm接口Abis接口BSCMSBTSSMSMTCMSCUm接口BTS：基站收发信台BSC：基站控制器SM：子复用设备BIE：基站接口设备MSC：移动业务交换中心TC：码变换器A接口图3-3一种典型的BSS组成方式(2)基站控制器（BSC）基站控制器（BSC）是基站子系统（BSS）的控制部分，起着BSS的变换设备的作用，即各种接口的管理，承担无线资源和无线参数的管理。BSC主要由下列部分构成：?朝向与MSC相接的A接口或与码变换器相接的Ater接口的数字中继控制部分；朝向与BTS相接的Abis接口或BS接口的BTS控制部分；公共处理部分，包括与操作维护中心相接的接口控制；交换部分。???11MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第3章GSM系统结构与相关接口3.网路子系统（NSS）77 网路子系统（NSS）主要包含有GSM系统的交换功能和用于用户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能，它对GSM移动用户之间通信和GSM移动用户与其它通信网用户之间通信起着管理作用。NSS由一系列功能实体构成，整个GSM系统内部，即NSS的各功能实体之间和NSS与BSS之间都通过符合CCITT信令系统No.7协议和GSM规范的7号信令网路互相通信。(1)移动业务交换中心（MSC）移动业务交换中心（MSC）是网路的核心，它提供交换功能及面向系统其它功能实体：基站子系统BSS、归属用户位置寄存器HLR、鉴权中心AUC、移动设备识别寄存器EIR、操作维护中心OMC和面向固定网（公用电话网PSTN、综合业务数字网ISDN、分组交换公用数据网PSPDN、电路交换公用数据网CSPDN）的接口功能，把移动用户与移动用户、移动用户与固定网用户互相连接起来。移动业务交换中心MSC可从三种数据库，即归属用户位置寄存器（HLR）、访问用户位置寄存器（VLR）和鉴权中心（AUC）获取处理用户位置登记和呼叫请求所需的全部数据。反之，MSC也根据其最新获取的信息请求更新数据库的部分数据。MSC可为移动用户提供一系列业务：??电信业务。例如：电话、紧急呼叫、传真和短消息服务等；77 承载业务。例如：3.1KHz电话，同步数据0.3kbit/s～2.4kbit/s及分组组合和分解（PAD）等；补充业务。例如：呼叫前转、呼叫限制、呼叫等待、会议电话和计费通知等。?当然，作为网路的核心，MSC还支持位置登记、越区切换和自动漫游等移动特征性能和其它网路功能。对于容量比较大的移动通信网，一个网路子系统NSS可包括若干个MSC、VLR和HLR，为了建立固定网用户与GSM移动用户之间的呼叫，无需知道移动用户所处的位置。此呼叫首先被接入到入口移动业务交换中心，称为GMSC，入口交换机负责获取位置信息，且把呼叫转接到可向该移动用户提供即时服务的MSC，称为被访MSC（VMSC）。因此，GMSC具有与固定网和其它NSS实体互通的接口。目前，GMSC功能就是在MSC中实现的。根据网路的需要，GMSC功能也可以在固定网交换机中综合实现。(2)访问用户位置寄存器（VLR）访问用户位置寄存器（VLR）是服务于其控制区域内移动用户的，存储着进入其控制区域内已登记的移动用户相关信息，为已登记的移动用户提供建立呼12MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.377 第3章GSM系统结构与相关接口叫接续的必要条件。VLR从该移动用户的归属用户位置寄存（HLR）处获取并存储必要的数据。一旦移动用户离开该VLR的控制区域，则重新在另一个VLR登记，原VLR将取消临时记录的该移动用户数据。因此，VLR可看作为一个动态用户数据库。VLR功能总是在每个MSC中综合实现的。(3)归属用户位置寄存器（HLR）归属用户位置寄存器（HLR）是GSM系统的中央数据库，存储着该HLR控制的所有存在的移动用户的相关数据。一个HLR能够控制若干个移动交换区域以及整个移动通信网，所有移动用户重要的静态数据都存储在HLR中，这包括移动用户识别号码、访问能力、用户类别和补充业务等数据。HLR还存储且为MSC提供关于移动用户实际漫游所在的MSC区域相关动态信息数据。这样，任何入局呼叫可以即刻按选择路径送到被叫的用户。(4)鉴权中心（AUC）GSM系统采取了特别的安全措施，例如用户鉴权、对无线接口上的话音、数据和信号信息进行保密等。因此，鉴权中心（AUC）存储着鉴权信息和加密密钥，用来防止无权用户接入系统和保证通过无线接口的移动用户通信的安全。AUC属于HLR的一个功能单元部分，专用于GSM系统的安全性管理。(5)移动设备识别寄存器（EIR）77 移动设备识别寄存器（EIR）存储着移动设备的国际移动设备识别码（IMEI），通过检查白色清单、黑色清单或灰色清单这三种表格，在表格中分别列出了准许使用的、出现故障需监视的、失窃不准使用的移动设备的IMEI识别码，使得运营部门对于不管是失窃还是由于技术故障或误操作而危及网路正常运行的MS设备，都能采取及时的防范措施，以确保网路内所使用的移动设备的唯一性和安全性。4.操作支持子系统（OSS）操作支持子系统（OSS）需完成许多任务，包括移动用户管理、移动设备管理以及网路操作和维护。移动用户管理可包括用户数据管理和呼叫计费。用户数据管理一般由归属用户位置寄存器（HLR）来完成这方面的任务，HLR是NSS功能实体之一。用户识别卡SIM的管理也可认为是用户数据管理的一部分，但是，作为相对独立的用户识别卡SIM的管理，还必须根据运营部门对SIM的管理要求和模式采用专门的SIM个人化设备来完成。呼叫计费可以由移动用户所访问的各个移动业务交换中心MSC和GMSC分别处理，也可以采用通过HLR或独立的计费设备来集中处理计费数据的方式。13MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第3章GSM系统结构与相关接口77 移动设备管理是由移动设备识别寄存器（EIR）来完成的，EIR与NSS的功能实体之间是通过SS7信令网路的接口互连，为此，EIR也归入NSS的组成部分之一。网路操作与维护是完成对GSM系统的BSS和NSS进行操作与维护管理任务的，完成网路操作与维护管理的设施称为操作与维护中心（OMC）。从电信管理网路（TMN）的发展角度考虑，OMC还应具备与高层次的TMN进行通信的接口功能，以保证GSM网路能与其它电信网路一起纳入先进、统一的电信管理网路中进行集中操作与维护管理。直接面向GSM系统BSS和NSS各个功能实体的操作与维护中心（OMC）归入NSS部分。可以认为，操作支持子系统（OSS）已不包括与GSM系统的NSS和BSS部分密切相关的功能实体，而成为一个相对独立的管理和服务中心。主要包括网路管理中心（NMC）、安全性管理中心（SEMC）、用于用户识别卡管理的个人化中心（PCS）、用于集中计费管理的数据后处理系统（DPPS）等功能实体。3.2接口和协议77 为了保证网路运营部门能在充满竞争的市场条件下灵活选择不同供应商提供的数字蜂窝移动通信设备，GSM系统在制定技术规范时就对其子系统之间及各功能实体之间的接口和协议作了比较具体的定义，使不同供应商提供的GSM系统基础设备能够符合统一的GSM技术规范而达到互通、组网的目的。为使GSM系统实现国际漫游功能和在业务上迈入面向ISDN的数据通信业务，必须建立规范和统一的信令网路以传递与移动业务有关的数据和各种信令信息，因此，GSM系统引入7号信令系统和信令网路，也就是说GSM系统的公用陆地移动通信网的信令系统是以7号信令网路为基础的。3.2.1主要接口GSM系统的主要接口是指A接口、Abis接口和Um接口。如图3-4所示。这三种主要接口的定义和标准化能保证不同供应商生产的移动台、基站子系统和网路子系统设备能纳入同一个GSM数字移动通信网运行和使用。14MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第3章GSM系统结构与相关接口Um接口Abis接口A接口BTSMSBTSBSCBS接口BSCMSC图3-4GSM系统的主要接口(1)A接口77 A接口定义为网路子系统（NSS）与基站子系统（BSS）之间的通信接口，从系统的功能实体来说，就是移动业务交换中心（MSC）与基站控制器（BSC）之间的互连接口，其物理链接通过采用标准的2.048Mb/sPCM数字传输链路来实现。此接口传递的信息包括移动台管理、基站管理、移动性管理、接续管理等。(2)Abis接口Abis接口定义为基站子系统的两个功能实体基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）之间的通信接口，用于BTS（不与BSC并置）与BSC之间的远端互连方式，物理链接通过采用标准的2.048Mb/s或64kbit/sPCM数字传输链路来实现。图3-4所示的BS接口作为Abis接口的一种特例，用于BTS（与BSC并置）与BSC之间的直接互连方式，此时BSC与BTS之间的距离小于10米。此接口支持所有向用户提供的服务，并支持对BTS无线设备的控制和无线频率的分配。(3)Um接口（空口接口）Um接口（空中接口）定义为移动台与基站收发信台（BTS）之间的通信接口，用于移动台与GSM系统的固定部分之间的互通，其物理链接通过无线链路实现。此接口传递的信息包括无线资源管理，移动性管理和接续管理等。3.2.2网路子系统内部接口网路子系统由移动业务交换中心（MSC）、访问用户位置寄存器（VLR）、归属用户位置寄存器（HLR）等功能实体组成，因此GSM技术规范定义了不同的接口以保证各功能实体之间的接口标准化。其示意图如图3-5所示。1577 MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第3章GSM系统结构与相关接口F接口MSCC接口║EIRHLR/AUCVLRB接口║D接口║E接口G接口║VLRB接口║MSC图3-5网路子系统内部接口示意图(1)D接口D接口定义为归属用户位置寄存器（HLR）与访问用户位置寄存器（VLR）之间的接口。用于交换有关移动台位置和用户管理的信息，为移动用户提供的主要服务是保证移动台在整个服务区内能建立和接收呼叫。实用化的GSM系统结构一般把VLR综合于移动业务交换中心（MSC）中，而把归属用户位置寄存器（HLR）与鉴权中心（AUC）综合在同一个物理实体内。因此D接口的物理链接是通过移动业务交换中心（MSC）与归属用户位置寄存器（HLR）之间的标准2.048Mb/s的PCM数字传输链路实现的。(2)B接口B接口定义为访问用户位置寄存器（VLR）与移动业务交换中心（MSC）之间的内部接口。用于移动业务交换中心（MSC）向访问用户位置寄存器（VLR）询问有关移动台（MS）当前位置信息或者通知访问用户位置寄存器（VLR）有关移动台（MS）的位置更新信息等。(3)C接口77 C接口定义为归属用户位置寄存器（HLR）与移动业务交换中心（MSC）之间的接口。用于传递路由选择和管理信息。如果采用归属用户位置寄存器（HLR）作为计费中心，呼叫结束后建立或接收此呼叫的移动台（MS）所在的移动业务交换中心（MSC）应把计费信息传送给该移动用户当前归属的归属用户位置寄存器（HLR），一旦要建立一个至移动用户的呼叫时，入口移动业务交换中心（GMSC）应向被叫用户所属的归属用户位置寄存器（HLR）询问被叫移动台的漫游号码。C接口的物理链接方式与D接口相同。(4)E接口16MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第3章GSM系统结构与相关接口E接口定义为控制相邻区域的不同移动业务交换中心（MSC）之间的接口。当移动台（MS）在一个呼叫进行过程中，从一个移动业务交换中心（MSC）控制的区域移动到相邻的另一个移动业务交换中心（MSC）控制的区域时，为不中断通信需完成越区信道切换过程，此接口用于切换过程中交换有关切换信息以启动和完成切换。E接口的物理链接方式是通过移动业务交换中心（MSC）之间的标准2.048Mbit/sPCM数字传输链路实现的。(5)F接口77 F接口定义为移动业务交换中心（MSC）与移动设备识别寄存器（EIR）之间的接口。用于交换相关的国际移动设备识别码管理信息。F接口的物理链接方式是通过移动业务交换中心（MSC）与移动设备识别寄存器（EIR）之间的标准2.048Mbit/s的PCM数字传输链路实现的。(6)G接口G接口定义为访问用户位置寄存器（VLR）之间的接口。当采用临时移动用户识别码（TMSI）时，此接口用于向分配临时移动用户识别码（TMSI）的访问用户位置寄存器（VLR）询问此移动用户的国际移动用户识别码（IMSI）的信息。G接口的物理链接方式与E接口相同。3.2.3GSM系统与其它公用电信网的接口其它公用电信网主要是指公用电话网（PSTN），综合业务数字网（ISDN），分组交换公用数据网（PSPDN）和电路交换公用数据网（CSPDN）。GSM系统通过MSC与这些公用电信网互连，其接口必须满足CCITT的有关接口和信令标准及各个国家邮电运营部门制定的与这些电信网有关的接口和信令标准。根据我国现有公用电话网（PSTN）的发展现状和综合业务数字网（ISDN）的发展前景，GSM系统与PSTN和ISDN网的互连方式采用7号信令系统接口。其物理链接方式是通过MSC与PSTN或ISDN交换机之间标准2.048Mbit/s的PCM数字传输实现的。如果具备ISDN交换机，HLR与ISDN网之间可建立直接的信令接口，使ISDN77 交换机可以通过移动用户的ISDN号码直接向HLR询问移动台的位置信息，以建立至移动台当前所登记的MSC之间的呼叫路由。3.2.4各接口协议GSM系统各功能实体之间的接口定义明确，同样GSM规范对各接口所使用的分层协议也作了详细的定义。协议是各功能实体之间共同的“语言”，通过各个接口互相传递有关的消息，为完成GSM系统的全部通信和管理功能建17MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第3章GSM系统结构与相关接口立起有效的信息传送通道。不同的接口可能采用不同形式的物理链路，完成各自特定的功能，传递各自特定的消息，这些都由相应的信令协议来实现。GSM系统各接口采用的分层协议结构是符合开放系统互连（OSI）参考模型的。分层的目的是允许隔离各组信令协议功能，按连续的独立层描述协议，每层协议在明确的服务接入点对上层协议提供它自己特定的通信服务。图3-6给出了GSM系统主要接口所采用的协议分层示意图。77 MSCMMML3RRRRL2L1LAPDmSigL1LAPDmSigL1BTSMLAPDSigL1RRBTSMLAPDSigL1BSSMAPBSSMAPBTSBSCMSCCMMMSCCPMTPSCCPMTPUm接口Abis接口A接口图3-6系统主要接口的协议分层示意图(1)协议分层结构?信号层1（也称物理层）这是无线接口的最低层、提供传送比特流所需的物理链路（例如无线链路）、为高层提供各种不同功能的逻辑信道，包括业务信道和逻辑信道，每个逻辑信道有它自己的服务接入点。?信号层2主要目的是在移动台和基站之间建立可靠的专用数据链路，L2协议基于ISDN的D信道链路接入协议（LAP-D），但作了更动，因而在Um接口的L2协议称之为LAP-Dm。信号层3这是实际负责控制和管理的协议层，把用户和系统控制过程中的特定信息按一定的协议分组安排在指定的逻辑信道上。L3包括三个基本子层：无线资源管理（RR）、移动性管理（MM）和接续管理（CM）。其中一个接续管理子层中含有多个呼叫控制（CC）单元，提供并行呼叫处理。为支持补充业务和短消息业务，在CM子层中还包括补充业务管理（SS）单元和短消息业务管理（SMS）单元。?77 (2)信号层3的互通在A接口，信令协议的参考模型如图3-7所示。由于基站需完成蜂窝控制这一无线特殊功能，这是在基站自行控制或在MSC的控制下完成的，所以子层18MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第3章GSM系统结构与相关接口（RR）在基站子系统（BSS）中终止，无线资源管理（RR）消息在BSS中进行处理和转译，映射成BSS移动应用部分（BSSMAP）的消息在A接口中传递。BSSAPDTAPBSSMAPBSSAPDTAPBSSMAP分配功能分配功能SCCPMTPA接口BSSAP：BSS应用部分SCCP：信令连接控制部分DTAP：直接转移应用部分MTP：消息传递部分BSSMAP：BSS移动应用部分图3-7A接口信令协议参考模型SCCPMTP子层移动性管理（MM）和接续管理（CM）都至MSC终止，MM和CM消息在A接口中是采用直接转移应用部分（DTAP）传递，基站子系统（BSS）则透明传递MM和CM消息，这样就保证L3子层协议在各接口之间的互通。(3)NSS内部及GSM系统与PSTN之间的协议77 在网路子系统（NSS）内部各功能实体之间已定义了B、C、D、E、F和G接口，这些接口的通信（包括MSC与BSS之间的通信）全部由7号信令系统支持，GSM系统与PSTN之间的通信优先采用7号信令系统。支持GSM系统的7号信令系统协议层简单地用图3-8表示。与非呼叫相关的信令是采用移动应用部分（MAP），用于NSS内部接口之间的通信；与呼叫相关的信令则采用电话用户部分（TUP）和ISDN用户部分（ISUP），分别用于MSC之间和MSC与PSTN、ISDN之间的通信。应指出的是，TUP和ISUP信令必须符合各国家制定的相应技术规范，MAP信令则必须符合GSM技术规范。19MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第3章GSM系统结构与相关接口MAPTUPISUPBSSAPTCAPSCCPMTPTUP：电话用户部分BSSAP：BSS应用部分ISUP：ISDN用户部分SCCP：信令连接控制部分MAP：移动应用部分MTP：消息传递部分TCAP：事务处理应用部分图3-8应用于GSM系统的7号信令协议层图3-8应用于GSM系统的7号信令协议层3.3GSM系统主要参数77 表3-1频带的划分及使用特性发射类别业务信道控制信道发射频带(MHZ)基站移动台双工间隔射频带宽射频双工信道总数基站最大有效发射功率射频载波峰值（W）业务信道平均值（W）小区半径（KM）最小最大接续方式调制传输速率（kbps）GSM900271KF7W271KF7W935～960890～91545MHZ200KHZ12430037.50.535TDMAGMSK270.833DCS1800271KF7W271KF7W1805～18801710～178595MHZ200KHZ374202.50.535TDMAGMSK270.83320MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3全速率话音编译码比特率（kbps）误差保护编码算法信道编码139.8RPE-LTP第3章GSM系统结构与相关接口139.8RPE-LTP具有交织脉冲检错和1/2编码率卷积码有快速和慢速有20有816具有交织脉冲检错和1/2编码率卷积码有快速和慢速有20有816控制信道结构公共控制信道随路控制信道广播控制信道时延均衡能力（us）国际漫游能力每载频信道数全速率半速率21MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.377 第4章移动区域定义与识别号第4章移动区域定义与识别号4.1区域定义4.1.1服务区在小区制移动通信网中，基站设置很多，移动台又没有固定的位置，移动用户只要在服务区域内，无论移动到何处，移动通信网必须具有交换控制功能，以实现位置更新、越区切换和自动漫游等性能。在由GSM系统组成的移动通信网路结构中，区域的定义如图4-1所示。服务区PLMN区MSC区位置区基站区小区图4-1GSM区域定义服务区是指移动台可获得服务的区域，即不同通信网（如PLMN、PSTN或ISDN）用户无需知道移动台的实际位置而可与之通信的区域。一个服务区可由一个或若干个公用陆地移动通信网（PLMN）组成，可以是一个国家或是一个国家的一部分，也可以是若干个国家。22MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第4章移动区域定义与识别号4.1.2公用陆地移动通信网（PLMN）77 PLMN是由一个公用陆地移动通信网（PLMN）提供通信业务的地理区域。PLMN可以认为是网路（如ISDN网或PSTN网）的扩展，一个PLMN区可由一个或若干个移动业务交换中心（MSC）组成。在该区内具有共同的编号制度（比如相同的国内地区号）和共同的路由计划。MSC构成固定网与PLMN之间的功能接口，用于呼叫接续等。4.1.3MSC区MSC是由一个移动业务交换中心所控制的所有小区共同覆盖的区域构成PLMN网的一部分。一个MSC区可以由一个或若干个位置区组成。4.1.4位置区位置区是指移动台可任意移动不需要进行位置更新的区域。位置区可由一个或若干个小区（或基站区）组成。为了呼叫移动台，可在一个位置区内所有基站同时发寻呼信号。4.1.5基站区由置于同一基站点的一个或数个基站收发信台（BTS）包括的所有小区所覆盖的区域。4.1.6小区采用基站识别码或全球小区识别进行标识的无线覆盖区域。在采用全向天线结构时，小区即为基站区。4.2移动识别号4.2.1IMSI(InternationalMobileSubscriberIdentity)：77 IMSI是GSM系统分配给移动用户(MS)的唯一的识别号，此码在所有位置，包括在漫游区都是有效的。采取E.212编码方式。存储在SIM卡、HLR和VLR中，在无线接口及MAP接口上传送。结构说明：23MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第4章移动区域定义与识别号Notmorethan15digits3digitsMCC2digitsMSINNMSIIMSIMNC图4-2IMSI的组成其中：MCC：MobileCountryCode，移动国家码，三个数字，如中国为460。MNC：MobileNetworkCode，移动网号，两个数字，如中国邮电的MNC为00。MSIN：MobileSubscriberIdentificationNumber，在某一PLMN内MS唯一的识别码。编码格式为：H1H2H3SXXXXXXNMSI：NationalMobileSubscriberIdentification，在某一国家内MS唯一的识别码。典型的IMSI举例：460-00-4777770001IMSI分配原则：最多包含15个数字(0-9)。77 MCC在世界范围内统一分配，而NMSI的分配则是各国运营者自己的事。如果在一个国家有不止一个GSMPLMN，则每一个PLMN都要分配唯一的MNC。IMSI分配时，要遵循在国外PLMN最多分析MCC+MNC就可寻址的原则。UpdateLocation、PurgeMS、SendAuthenticationInfo必需用IMSI寻址RestoreData一般用IMSI寻址，目前所有到HLR的补充业务的操作都是用IMSI寻址。4.2.2TMSI(TemporaryMobileSubscriberIdentity)：TMSI是为了加强系统的保密性而在VLR内分配的临时用户识别，它在某一VLR区域内与IMSI唯一对应。24MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第4章移动区域定义与识别号TMSI分配原则：包含四个字节，可以由八个十六进制数组成，其结构可由各运营部门根据当地情况而定。TMSI的32比特不能全部为1，因为在SIM卡中比特全为1的TMSI表示无效的TMSI。要避免在VLR重新启动后TMSI重复分配，可以采取TMSI的某一部分表示时间或在VLR重起后某一特定位改变的方法。77 4.2.3LMSI(LocalMobileSubscriberIdentity)：LMSI是为了加快VLR用户数据的查询速度而由VLR在位置更新时分配，然后与IMSI一起发送往HLR保存，HLR不会对它做任何处理，但是会在任何包含IMSI的消息中发送往VLR。LMSI的长度是四个字节，没有具体的分配原则要求，其结构由各运营部门自定。4.2.4MSISDN(MobileSubscriberInternationalISDN/PSTNnumber)：MSISDN是指主叫用户为呼叫GSMPLMN中的一个移动用户所需拨的号码，作用同于固定网PSTN号码采取E.164编码方式存储在HLR和VLR中，在MAP接口上传送结构说明：CCNDCSNNational(significant)MobilenumberMobilestationinternationalISDNnumber图4-3MSISDN的组成其中：CC：CountryCode，国家码，如中国为86。NDC：NationalDestinationCode，国内接入号，如中国移动的NDC目前有139、138、137、136、135。2577 MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第4章移动区域定义与识别号SN：SubscriberNumberMSISDN的一般格式为86-139(或8-0)-H1H2H3ABCD典型的MSISDN举例：861394770001SendRoutingInfo与SendIMSI都是用MSISDN寻址的在中国，移动用户号码升位为11位，在H1H2H3前面加了一个H0（0~9），其一般格式变为86-139（或8-0）-H0H1H2H3ABCD，典型的号码举例：86139047700014.2.5MSC-Number(MSC号码)/VLR-Number(VLR号码)采取E.164编码方式编码格式为CC+NDC+LSP其中CC、NDC含义同MSISDN的规定，LSP(lacallysignificantpart)由运营者自己决定。典型的MSC-Number为86-139-0477PerformHandover与PrepareHandover都是用MSC-Number寻址的目前在网上MSC与VLR都是合一的，所以MSC-Number与VLR-Number基本上都是一样的在中国，MSC号码和VLR号码均已升位，在M1M2M3前面加了一个0，典型的号码举例：8613900477SendIdentification、CancelLocation、InsertSubscriberData、DeleteSubscriber77 Data、Reset、ProvideRoamingNumber等操作都必需用VLR-Number寻址，而SendParameters操作则可以用VLR-Number寻址。4.2.6Roaming-Number(漫游号码)与Handover-Number(切换号码)Roaming-Number简称MSRN，Handover-Number简称HON在移动被叫或切换过程中临时分配，用于GMSC寻址VMSC或MSCA寻址MSCB所用，在接续完成后立即释放。它对用户而言是不可见的。采取E.164编码方式编码格式为：在MSC-Number的后面增加几个字节26MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第4章移动区域定义与识别号典型的Roaming-Number或Handover-Number为86-139-0477XXX因MSISDN号码、MSC号码、VLR号码均已升位，MSRN和HON也随之升位，典型的升位后的MSRN和HON号码为86-139-00477ABC对于MSRN的分配有两种：在起始登记或位置更新时，由VLR分配MSRN后传送给HLR。当移动台离开该地后，在VLR和HLR中都要删除MSRN，使此号码能再分配给其它漫游用户使用。77 在每次移动台有来话呼叫时，根据HLR的请求，临时由VLR分配一个MSRN，此号码只能在某一时间范围（比如90秒）内有效。对于HON，它是用于两移动交换区（MSC区）间进行切换时，为建立MSC之间通话链路而临时使用的号码。4.2.7HLR-Number(HLR号码)采取E.164编码方式编码格式为CC+NDC+H1H2H30000；升位后变为：CC+NDC+H0H1H2H3000其中CC，NDC含义同MSISDN的规定。典型的HLR-Number为86-139-4770000；升位后为861390477000用IMSI寻址的操作，除了必需用的之外，都可转换为用HLR-Number寻址4.2.8LAI(LocationAreaIdentification--位置区)??在检测位置更新时，要使用位置区识别LAI。编码格式为MCCMNCLACLocationAreaIdentification图4-4LAI的组成其中，MCC与MNC与IMSI中的相同。LAC：LocationAreaCode，是2个字节长的十六进制BCD码，0000与FFFE不能使用。27MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.377 第4章移动区域定义与识别号4.2.9CGI(CellGlobalIdentification--全球小区识别)?CGI是所有GSMPLMN中小区的唯一标识，是在位置区识别LAI的基础上再加上小区识别CI构成的。编码格式为LAI+CICI：CellIdentity,是2个字节长的十六进制BCD码，可由运营部门自定。?4.2.10RSZI(RegionalSubscriptionZoneIdentity)??RSZI明确地定义了用户可以漫游的区域编码格式为RSZICCNDCZCZoneCode,Twooctets图4-5RSZI的组成其中：??CC与NDC同MSISDN中的含义相同。ZC(ZoneCode)在某一PLMN内唯一地识别允许漫游的区域，它是由运营者设定，在VLR内存储。RSZI并不在HLR与VLR之间传送，而只有ZC在位置更新时，从HLR传送到VLR，用于VLR判断某用户是否允许在该VLR区域内漫游。77 ?4.2.11BSIC（基站识别色码）用于移动台识别相邻的、采用相同载频的、不同的基站收发信台（BTS），特别用于区别在不同国家的边界地区采用相同载频的相邻BTS。BSIC为一个6比特编码，其组成如图4-6所示。NCC基站识别色码BSIC图4-6BSIC的组成BCC其中：28MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第4章移动区域定义与识别号NCC----PLMN色码。用来唯一地识别相邻国家不同的PLMN。相邻国家要具体协调NCC的配置。BCC----BTS色码。用来唯一地识别采用相同载频、相邻的、不同的BTS。4.2.12IMEI（国际移动设备识别码）IMEI唯一地识别一个移动台设备，用于监控被窃或无效的移动设备。IMEI的组成如图4-7所示：6个数字TAC2个数字FAC6个数字SNR1个数字SPIMEI（15位数字）图4-7IMEI的组成???TAC----型号批准码，由欧洲型号批准中心分配。77 FAC----最后装配码，表示生产厂家或最后装配所在地，由厂家进行编码。SNR----序号码。这个数字的独立序号码唯一地识别每个TAC和FAC的每个移动设备。SP-------备用。?29MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第5章GSM系统的无线接口与系统消息第5章GSM系统的无线接口与系统消息5.1无线接口话音信号在无线接口路径的处理过程如图5-1。20ms语音A/D转换8KHZ13比特13Kbitls22.8Kbitls33.8Kbitls调制发送分段话音编码信道编码交织加密突发脉冲格式化图5-1语音在MS中的处理过程首先，语音通过一个模/数转换器，实际上是经过8KHZ抽样、量化后变为每125US含有13bit的码流；每20ms为一段，再经语音编码后降低传码率为──13bit/s；经信道编码变为22.8Kbit/s；再经码字交织、加密和突发脉冲格式化后变为33.8kbit/s的码流，经调制后发送出去。接收端的处理过程相反。5.1.1语音编码77 此编码方式称为规则脉冲激励──长期预测编码(RPE-LTP)，其处理过程是先进行8KHZ抽样，调整每20ms为一帧，每帧长为4个子帧，每个子帧长5ms，纯比特率为13kbit/s。现代数字通信系统往往采用话音压缩编码技术，GSM也不例外。它利用语声编码器为人体喉咙所发出的音调和噪声，以及人的口和舌的声学滤波效应建立模型，这些模型参数将通过TCH信道进行传送。语音编码器是建立在残余激励线性预测编码器（REIP）的基础上的，并通过长期预测器（LTP）增强压缩效果。LTP通过去除话音的元音部分，使得残余数据的编码更为有利。语音编码器以20ms为单位，经压缩编码后输出260bits，因此码速率为13kbps。根据重要性不同，输出的比特分成182bits和78bits两类。较重要的182bits又可以进一步细分出50个最重要的比特。与传统的PCM线路上语声的直接编码传输相比，GSM的13kbps的话音速率要低得多。未来的更加先进的话音编码器可以将速率进一步降低到6.5kbps（半速率编码）。30MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第5章GSM系统的无线接口与系统消息77 5.1.2信道编码5.1.3交织为了检测和纠正传输期间引入的差错，在数据流中引入冗余通过加入从信源数据计算得到的信息来提高其速率，信道编码的结果一个码字流；对话音来说，这些码字长456比特。由语音编码器中输出的码流为13Kbit/s，被分为20ms的连续段，每段中含有260比特，其中特细分为：50个非常重要的比特132个重要比特78个一般比特对它们分别进行不同的冗余处理，如图5-2所示。＋3＋4×250bit块编码器激励编码器456bit132bit78bit图5-2信道编码过程其中，块编码器引入3位冗余码，激变编码器增加4个尾比特后再引入2倍冗余。用于GSM系统的信道编码方法有三种：卷积码、分组码和奇偶码。具体原理见有关资料，在这里就不再赘述了。在编码后，语音组成的是一系列有序的帧。而在传输时的比特错误通常是突发性的，这将影响连续帧的正确性。为了纠正随机错误以及突发错误，最有效的组码就是用交织技术来分散这些误差。77 交织的要点是把码字的b个比特分散到n个突发脉冲序列中，以改变比特间的邻近关系。n值越大，传输特性越好，但传输时延也越大，因此必须作折衷考虑，这样，交织就与信道的用途有关，所以在GSM系统中规定了几种交织方法。31MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第5章GSM系统的无线接口与系统消息在GSM系统中，采用二次交织方法。由信道编码后提取出的456比特被分为8组，进行第一次交织，如图5-3。191721031141251361471581657bit449450451452453454455456图5-3456比特交织由它们组成语音帧的一帧，现假设有三帧语音帧如图5-4。A20ms8×57＝456bitB20ms456bitC20ms456bit图5-4三个语音帧而在一个突发脉冲中包括一个语音帧中的两组，如图5-5所示。35712615738.25图5-5突发脉冲的结构77 其中，前后3个尾比特用途消息定界，26个训练比特，训练比特的左右各1个比特作为“挪用标志”。而一个突发脉冲携带有两段57比特的声音信息。（突发脉冲将在后一章介绍）如表5-1，在发送时，进行第二次交织。表5-1语音码的二次交织AAAABBBAAA32MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3BCCCCABBBBCCCC第5章GSM系统的无线接口与系统消息5.1.4调制技术GSM的调制方式是0.3GMSK。0.3表示了高斯滤波器的带宽和比特率之间的关系。GMSK是一种特殊的数字调频方式，它通过在载波频率上增加或者减少67.708KHz，来表示0或1，利用两个不同的频率来表示0和1的调制方法称为FSK。在GSM中，数据的比特率被选择为正好是频偏的4倍，这可以减小频谱的扩散，增加信道的有效性，比特率为频偏4倍的FSK，称为MSK——最小频移键控。通过高斯预调制滤波器，可以进一步压缩调制频谱。高斯滤波器降低了频率变化的速度，防止信号能量扩散到邻近信道频谱。0.3GSMK并不是一个相位调制，信息并不是象QPSK那样，由绝对的相位来表示。它是通过频率的偏移或者相位的变化来传送信息的。有时把GMSK画在I/Q77 平面图上是非常有用的。如果没有高斯滤波器，MSK将用一个比载波高67.708KHz的信号来表示一个待定的脉冲串1。如果载波的频率被作为一个静止的参考相位，我们就会看到一个67.708KHz的信号在I/Q平面上稳定地增长相位，它每秒种将旋转67,708次。在每一个比特周期，相位将变化90°。一个1将由90°的相位增长表示，两个1将引起180°的相位增长，三个1将引起270°的相位增长，如此等等。同样地，连续的0也将引起相应的相位变化，只是方向相反而已。高斯滤波器的加入并没有影响0和1的90°相位增减变化，因为它没有改变比特率和频偏之间的四倍关系，所以不会影响平均相位的相对关系，只是降低了相位变化时的速率。在使用高斯滤波器时，相位的方向变换将会变缓，但可以通过更高的峰值速度来进行相位补偿。如果没有高斯滤波器，将会有相位的突变，但相位的移动速度是一致的。33MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第5章GSM系统的无线接口与系统消息精确的相位轨迹需要严格的控制。GSM系统使用数字滤波器和数字I/Q调制器去产生正确的相位轨迹。在GSM规范中，相位的峰值误差不得超过20°，均方误差不得超过5°。5.1.5跳频在语音信号经处理，调制后发射时，还会采用跳频技术──即在不同时隙发射载频在不断地改变（当然，同时要符合频率规划原则）。引入跳频技术，主要是出于以下两点考虑。77 由于过程中的衰落具有一定的频带性，引入跳频可减少瑞利衰落的相关性。由于干扰源分集特性：在业务密集区，蜂窝的容量受频率复用产生的干扰限制，因为系统的目标是满足尽可能多买主的需要，系统的最大容量是在一给定部分呼叫由于干扰使质量受到明显降低的基础上计算的，当在给定的C/I值附近统计分散尽可能小时，系统容量较好。我们考虑一个系统，其中一个呼叫感觉到的干扰是由许多其它呼叫引起的干扰电平的平均值。那么，对于一给定总和，干扰源的数量越多，系统性能越好。GSM系统的无线接口采用了慢速跳频（SFH）技术。慢速跳频与快速跳频（FFH）之间的区别在于后者的频率变化快于调制频率。GSM系统在整个突发序列传输期，传送频率保持不变，因此是属于慢跳频情况，如图5-6所示。频率f0f1f2f3f4帧时间图5-6GSM系统调频示意图在上、下行线两个方向上，突发序列号在时间上相差3BP，跳频序列在频率上相差45MHz。34MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第5章GSM系统的无线接口与系统消息77 GSM系统允许有64种不同的跳频序列，对它的描述主要有两个参数：移动分配指数偏置MAIO和跳频序列号HSN。MAIO的取值可以与一组频率的频率数一样多。HSN可以取64个不同值。跳频序列选用伪随机序列。通常，在一个小区的信道载有同样的HSN和不同的MAIO，这是避免小区内信道之间的干扰所希望的。邻近小区不会有干扰，因它们使用不同的频率组。为了获得干扰参差的效果，使用同样频率组的远小区应使用不同的HSN。对跳频算法感兴趣的读者，可参阅GSMRec.05.02，这里不再细述。5.1.6时序调整由于GSM采用TDMA，且它的小区半径可以达到35km，因此需要进行时序调整。由于从手机出来的信号需要经过一定时间才能到达基地站，因此我们必须采取一定的措施，来保证信号在恰当的时候到达基地站。如果没有时序调整，那么从小区边缘发射过来的信号，就将因为传输的时延和从基站附近发射的信号相冲突（除非二者之间存在一个大于信号传输时延的保护时间）。通过时序调整，手机发出的信号就可以在正确的时间到达基站。当MS接近小区中心时，BTS就会通知它减少发射前置的时间，而当它远离小区中心时，就会要求它加大发射前置时间。77 当手机处于空闲模式时，它可以接收和解调基地站来的BCH信号。在BCH信号中有一个SCH的同步信号，可以用来调整手机内部的时序，当手机接收到一个SCH信号后，它并不知道它离基站有多远。如果手机和基站相距30km的话，那么手机的时序将比基站慢100us。当手机发出它的第一个RACH信号时，就已经晚了100us，再经过100us的传播时延，到达基站时就有了200us的总时延，很可能和基站附近的相邻时隙的脉冲发生冲突。因此，RACH和其它的一些信道接入脉冲将比其它脉冲短。只有在收到基站的时序调整信号后，手机才能发送正常长度的脉冲。在我们的这个例子中，手机就需要提前200us发送信号。5.2帧和信道5.2.1基本术语简介GSM系统在无线路径上传输要涉及的基本概念最主要的是突发脉冲序列（Burst），简称突发序列，它是一串含有百来个调制比特的传输单元。突发脉冲序列有一个限定的持续时间和占有限定的无线频谱。它们在时间和频率窗上输出，而这个窗被人们称为隙缝（Slot）。确切地说，在系统频段内，每200KHz设置隙缝的中心频率（以FDMA角度观察），而隙缝在时间上循环35MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第5章GSM系统的无线接口与系统消息77 地发生，每次占15/26ms即近似为0.577ms（以TDMA角度观察）。在给定的小区内，所有隙缝的时间范围是同时存在的。这些隙缝的时间间隔称为时隙（TimeSlot），而它的持续时间被用于作为时间单元，标为BP，意为突发脉冲序列周期（BurstPeriod）。我们可用时间/频率图把隙缝画为一个小矩形，其长为15/26ms、宽为200KHz，如图5-1所示。类似地，我们可把GSM所规定的200KHz带宽称为频隙（FrequencySlot），相当于GSM规范书中的无线频道（RadioFrequencyChannel），也称射频信道。时隙和突发脉冲序列两术语，在使用中带有某些不同的意思。例如突发脉冲序列，有时与时—频“矩形”单元有关，有时与它的内容有关。类同地，时隙含有其时间值的意思，或意味着在时间上循环地使用每八个隙缝中的一个隙缝。使用一个给定的信道就意味着在特定的时刻和特定的频率，也就是说在特定的隙缝中传送突发脉冲序列。通常，一个信道的隙缝在时间上不是邻接的。信道对于每个时隙具有给定的时间限界和时隙号码TN（TimeSlotNumber），这些都是信道的要素。一个信道的时间限界是循环重复的。与时间限界类似，信道的频率限界给出了属于信道的各隙缝的频率。它把频率配置给各时隙，而信道带有一个隙缝。对于固定的频道，频率对每个隙缝是相同的。对于跳频信道的隙缝，可使用不同的频率。77 帧（Frame）通常被表示为接连发生的i个时隙。在GSM系统中，目前采用全速率业务信道，i取为8。TDMA帧强调的是以时隙来分组而不是8BP。这个想法在处理基站执行过程中是很自然的，它与基站执行许多信道的实际情况相吻合。但是从移动台的角度看，8BP周期的提法更自然，因为移动台在同样的一帧时间中仅处理一个信道，占用一个时隙，更有“突发”的函意。一个TDMA帧包含8个基本的物理信道。物理信道（PhysicalChannel）采用频分和时分复用的组合，它由用于基站（BS）和移动台（MS）之间连接的时隙流构成。这些时隙在TDMA帧中的位置，从帧到帧是不变的，参见图5-7。36MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3频率第5章GSM系统的无线接口与系统消息200kHzBP15/26ms隙缝时间图5-7时间和频率中的隙缝逻辑信道（LogicalChannel）是在一个物理信道中作时间复用的。不同逻辑信道用于BS和MS间传送不同类型的信息，例如信令或数据业务。在GSM建议中，对不同的逻辑信道规定了五种不同类型的突发脉冲序列5.2.2帧结构。77 图5-8示出了TDMA帧的完整结构，还包括了时隙和突发脉冲序列。必须记住，TDMA帧是在无线链路上重复的“物理”帧。37MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第5章GSM系统的无线接口与系统消息1超高帧=2048超帧=2715648TDMA帧（3小时28分53秒760毫秒）0TCHSACCH/TFACCH001232044204520462047BCCHCCCHSDCCH4748244925501超帧=1326TDMA帧（6.12秒）12131复帧=26TDMA帧（120ms）01242501复帧=51TDMA帧（3060/13ms）149501TDMA帧=8时隙（120/26=4.615ms）012345671时隙=156.25比特持续期（15/26=0.557ms）（1比特持续期：48/13=3.68us）TB3TB频率校正突发序列（FB）3TB同步突发序列（SB）3TB接入突发序列（AB）常规突发序列（NB）57信息比特126训练序列1固定比特142信息比特39同步序列41扩展的训练序列64TB信息比特363信息比特39GP68.2557信息比特TBGP38.25TB：尾比特TBGP38.25GP：保护期TBGP38.25图5-8帧、时隙和突法脉冲序列每一个TDMA帧含8个时隙，共占60/13≈4.615ms。每个时隙含156.25个码元，占15/26≈0.557ms。77 多个TDMA帧构成复帧（Multiframe），其结构有两种，分别含连贯的26个或51个TDMA帧。当不同的逻辑信道复用到一个物理信道时，需要使用这些复帧。含26帧的复合帧其周期为120ms，用于业务信道及其随路控制信道。其中24个突发序列用于业务，2个突发序列用于信令。含51帧的复合帧其周期为3060/13≈235.385ms，专用于控制信道。多个复帧又构成超帧（Superframe）它是一个连贯的51×26TDMA帧，即一个超帧可以是包括51个26TDMA复帧，也可以是包括26个51TDMA复帧。超帧的周期均为1326个TDMA帧，即6.12秒。多个超帧构成超高帧（Hyperframe）。它包括2048个超帧，周期为12533.76秒，即3小时28分53秒760毫秒。用于加密的话音和数据，超高帧每一周期包含2715648个TDMA帧，这些TDMA帧按序编号，依次从0至2715647，帧号在同步信道中传送。帧号在跳频算法中也是必需的。38MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第5章GSM系统的无线接口与系统消息5.2.2信道类型和组合无线子系统的物理信道支撑着逻辑信道。逻辑信道可分为业务信道（TrafficChannel）和控制信道（ControlChannel）两大类，其中后者也称信令信道（Signalling77 Channel）。1.业务信道业务信道（TCH）载有编码的话音或用户数据，它有全速率业务信道（TCH/F）和半速率业务信道（TCH/H）之分，两者分别载有总速率为22.8和11.4kbit/s的信息。使用全速率信道所用时隙的一半，就可得到半速率信道。因此一个载频可提供8个全速率或16个半速率业务信道（或两者的组合）并包括各自所带有的随路控制信道。(1)话音业务信道载有编码话音的业务信道分为全速率话音业务信道（TCH/FS）和半速率话音业务信道（TCH/HS），两者的总速率分别为22.8和11.4kbit/s。对于全速率话音编码，话音帧长20ms，每帧含260比特，提供的净速率为13kbit/s。(2)数据业务信道在全速率或半速率信道上，通过不同的速率适配、信道编码和交织，支撑着直至9.6kbit/s的透明和非透明数据业务。用于不同用户数据速率的业务信道，具体有：?????9.6kbit/s，全速率数据业务信道（TCH/F9.6）4.8kbit/s，全速率数据业务信道（TCH/F4.8）4.8kbit/s，半速率数据业务信道（TCH/H4.8）≤2.4kbit/s，全速率数据数据业务信道（TCH/F2.4）≤2.4kbit/s，半速率数据数据业务信道（TCH/H2.4）77 数据业务信道还支撑具有净速率为12kbit/s的非限制的数字承载业务。在GSM系统中，为了提高系统效率，还引入额外一类信道，即TCH/8，它的速率很低，仅用于信令和短消息传输。如果TCH/H可看作为TCH/F的一半，则TCH/8便可看作为TCH/F的八分之一。TCH/8应归于慢速随路控制信道（SACCH）的范围。2.控制信道控制信道（CCH）用于传送信令或同步数据。它主要有三种：广播信道（BCCH）、公共控制信道（CCCH）和专用控制信道（DCCH）。(1)广播信道39MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第5章GSM系统的无线接口与系统消息广播信道仅作为下行信道使用，即BS至MS单向传输。它分为如下三种信道：①频率校正信道（FCCH）载有供移动台频率校正用的信息。②同步信道（SCH）载有供移动台帧同步和基站收发信台识别的信息。实际上，该信道包含两个编码参数。基站识别码（BSIC），它占有6个比特（信道编码之前），其中3个比特为0～7范围的PLMN色码，另3个比特为0～7范围的基站色码（BCC）。简化的TDMA帧号（RFN），它占有19个比特。③广播控制信道（BCCH）77 通常，在每个基站收发信台中总有一个收发信机含有这个信道，以向移动台广播系统信息。BCCH所载的参数主要有：CCCH（公共控制信道）号码以及CCCH是否与SDCCH（独立专用控制信道）相组合。为接入准许信息所预约的各CCCH上的区块（block）号码。向同样寻呼组的移动台传送寻呼信息之间的51TDMA复合帧号码。(2)公共控制信道公共控制信道为系统内移动台所共用，它分为下述三种信道：①寻呼信道（PCH）这是一个下行信道，用于寻呼被叫的移动台。②随机接入信道（RACH）这是一个上行信道，用于移动台随机提出入网申请，即请求分配一个SDCCH。③准予接入信道（AGCH）这是一个下行信道，用于基站对移动台的入网请求作出应答，即分配一个SDCCH或直接分配一个TCH。(3)专用控制信道使用时由基站将其分给移动台，进行移动台与基站之间的信号传输。它主要有如下几种：①独立专用控制信道（SDCCH）40MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第5章GSM系统的无线接口与系统消息77 用于传送信道分配等信号。它可分为独立专用控制信道（SDCCH/8）与CCCH相组合的独立专用控制信道（SDCCH/4）。②慢速随路控制信道（SACCH）它与一条业务信道或一条SDCCH联用，在传送用户信息期间带传某些特定信息，例如无线传输的测量报告。该信道包含下述几种：????TCH/F随路控制信道（SACCH/TF）。TCH/H随路控制信道（SACCH/TH）。SDCCH/4随路控制信道（SACCH/C4）。SDCCH/8随路控制信道（SACCH/C8）。③快速随路控制信道（FACCH）与一条业务信道联用，携带与SDCCH同样的信号，但只在未分配SDCCH时才分配FACCH，通过从业务信道借取的帧来实现接续，传送诸如“越区切换”等指令信息。FACCH可分为如下几种：??TCH/F随路控制信道（FACCH/F）。TCH/H随路控制信道（FACCH/H）。除了上述三类控制信道外，还有一种小区广播控制信道（CBCH），它用于下行线，载有短消息业务小区广播（SMSCB）信息，使用像SDCCH相同的物理信道。图5-9归纳了上述逻辑信道的分类。4177 MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第5章GSM系统的无线接口与系统消息逻辑信道控制信道CCH专用控制信道DCCH独立专用控制信道SDCCH上行线随路控制信道ACCH业务信道TCH广播控制信道BCCH公共控制信道CCCH下行线FCCHSCHBCCH(BCCH1)(BCCH2)(BCCH3)PCHAGCHRACHSACCHFACCH下行线下行/上行线图5-9逻辑信道类型3.信道组合可能的信道组合有多种，例如：TCH/F+FACCH/F+SACCH/TFTCH/H+FACCH/H+SACH/THFCCH+SCH+BCCH+CCCHFCCH+SCH+BCCH+CCCH+SDCCH/4+SACCH/C4BCCH+CCCHSDCCH/8+SACCH/C851—复帧77 26—复帧其中CCCH=PCH+RACH+AGCH；上述组合的第3和第4种，严格地分配到小区配置的BCCH载频的时隙0位置上。图5-10和图5-11示出了全速率情况下，支撑广播、公共控制和业务信道的复帧格式。42MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3BCCH/CCCH复帧（下行线）：第5章GSM系统的无线接口与系统消息51帧FSBCFSCCFSCCFSCCFSCCIRACH复帧（上行）：51帧RF=FCCHS=SCHB=BCCHC=CCCH（PCH，AGCH）R=RACHI=空闲帧图5-10广播和公共控制信道的复帧TCH/SACH复帧：26帧TTTATTTIT=TCH或T=FACH（借取模式）A=SACCHI=空闲帧图5-11业务信道的复帧5.3系统消息5.3.1系统消息的作用77 在GSM移动通信系统中，系统消息的发送方式有两种，一种是广播消息，另一种是随路消息。移动台在空闲模式下，与网络设备间的联系是通过广播的系统消息实现的。网络设备向移动台广播系统消息，使得移动台知道自己所处的位置，以及能够获得的服务类型，在广播的系统消息中的某些参数还控制了移动台的小区重选。移动台在进行呼叫时，与网络设备间的联系是通过随路的系统消息实现的。网络设备向移动台发送的随路系统消息中的某些内容，控制了移动台的传输、功率控制与切换等行为。广播的系统消息与随路的系统消息是紧密联系的。在广播的系统消息中的内容可以与随路的系统消息中的内容重复。随路的系统消息中的内容可以与广43MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第5章GSM系统的无线接口与系统消息播的系统消息中的内容不一致，这主要是由于随路的系统消息只影响一个移动台的行为，而广播的系统消息影响的是所有处于空闲模式下的移动台。5.3.2系统消息包含种类及内容1.系统消息1系统消息1为广播消息。内容：???小区信道描述：为移动台跳频提供频点参考。77 随机接入信道控制参数：控制移动台在初始接入时的行为。系统消息1的剩余字节：通知信道位置信息。2.系统消息2系统消息2为广播消息。内容：???邻近小区描述：移动台监视邻近小区载频的频点参考。网络色码允许：控制移动台测量报告的上报。随机接入信道控制参数：控制移动台在初始接入时的行为。3.系统消息2bis系统消息2bis为广播消息。内容：???邻近小区描述；移动台监视邻近小区载频的频点参考。随机接入信道控制参数：控制移动台在初始接入时的行为。系统消息2bis剩余字节：填充位，无有用信息。4.系统消息2ter系统消息2ter为广播消息。内容：???附加多频信息：要求的多频测量报告数量。邻近小区描述：移动台监视邻近小区载频的频点参考。系统消息2ter剩余字节：填充位，无有用信息。5.系统消息3系统消息3为广播消息。77 44MA0000GSM数字移动通信原理Issue3.3第5章GSM系统的无线接口与系统消息内容：???????小区标识：当前小区的标识。位置区标识：当前小区的位置区标识。控制信道描述：小区的控制信道的描述信息。小区选项：小区选项信息。小区选择参数：小区选择参数信息。随机接入信道控制信息：控制移动台在初始接入时的行为。系统消息3剩余字节：小区重选参数信息与3类移动台控制信息。6.系统消息4系统消息4为广播消息。内容：??????位置区标识：当前小区的位置区标识。小区选择参数：小区选择参数信息。随机接入信道控制信息。控制移动台在初始接入时的行为。小区广播信道描述：小区的广播短消息信道描述信息。小区广播信道移动分配信息：小区广播短信道跳频频点信息。系统消息4剩余字节；小区重选参数信息。7.系统消息577 系统消息5为随路消息。内容：?邻近小区描述：移动台监视邻近小区载频的频点参考。8.系统消息5bis系统消息5bis为随路消息。内容：?邻近小区描述；移动台监视邻近小区载频的频点参考。9.系统消息5ter系统消息5ter为随路消息。内容：??附加多频信息：要求的多频测量报告数量。邻近小区描述；移动台监视邻近小区载频的频点参考。45百度搜索“就爱阅读”,专业资料,生活学习,尽在就爱阅读网92to.com,您的在线图书馆百度搜索“就爱阅读”,专业资料、生活学习,尽在就爱阅读网92to.com,您的在线图书馆!77