【正文】 第九章 GSM 移動通信系統(tǒng) 內(nèi)容 ? 第一節(jié) GSM系統(tǒng)的業(yè)務及其特點 ? 第二節(jié) GSM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) ? 第三節(jié) GSM系統(tǒng)的信道 ? 第四節(jié) GSM系統(tǒng)的無線數(shù)字傳輸 ? 第五節(jié) GSM的信令協(xié)議 ? 第六節(jié)接續(xù)和移動性管理 ? 第七節(jié)通用分組無線業(yè)務（ GPRS） GSM業(yè)務 就是 GSM系統(tǒng)為了滿足一個特殊用戶的通信要求而向用戶提供的服務 分類 GSM支持的基本業(yè)務 分別介紹 電信業(yè)務 承載業(yè)務 附加業(yè)務 業(yè)務 基本業(yè)務 附加業(yè)務 電信業(yè)務 承載業(yè)務 圖 91 GSM系統(tǒng)業(yè)務分類 GSM支持的基本業(yè)務 基本業(yè)務分類 功能 電信業(yè)務 （ Teleservices） 又稱用戶終端業(yè)務 為用戶通信提供包括終端設(shè)備功能在內(nèi)的完整能力 承載業(yè)務 （ Bearer Services） 提供用戶接入點（也稱“用戶 /網(wǎng)絡(luò)”接口 ）間信號傳輸?shù)哪芰? 電信業(yè)務 終端設(shè)備 數(shù)字蜂窩 PLMN 傳輸網(wǎng) 終端網(wǎng) 終端設(shè)備 承載業(yè)務 圖 92 GSM支持的基本業(yè)務 電信業(yè)務 其中，短消息業(yè)務的傳送過程見下頁 電信業(yè)務類型 業(yè)務碼 電信業(yè)務名稱 功 能 話音傳輸 11 電 話 為數(shù)字移動通信系統(tǒng)的用戶和 其它所有與其聯(lián)網(wǎng)的用戶之間 提供雙向電話通信 緊急呼叫 12 通過一種簡單而同一的手續(xù)將用戶接到就近的緊急業(yè)務中心 短消息 21 MS終端的點對點短消息業(yè)務 由短消息業(yè)務中心完成存儲和 前轉(zhuǎn)功能 22 MS起始的點對點短消息業(yè)務 23 小區(qū)廣播短消息業(yè)務 傳真 61 交替語音和三類傳真 語音與三類傳真交替?zhèn)魉? 62 自動三類傳真 使用戶以傳真編碼信息文件的形式自動交換各種函件 短消息業(yè)務的傳送過程 BSS MSC VLR 移動臺始呼的短消息 移動臺被呼的短消息 短消息 NSS 空中接口 A接口 圖 93 短消息服務（源端到終端）過程 NSS 小區(qū)廣播的短消息業(yè)務 BSS BSS NSS 操作維護接口 空中接口 A接口 圖 94 短消息服務（小區(qū)廣播）過程 承載業(yè)務 ? 注 1. 承載業(yè)務 61和 81中的數(shù)據(jù)為 2134 2. 表中“ T”表示透明；“ NT”表示不透明 業(yè)務碼 承載業(yè)務名稱 業(yè)務碼 承載業(yè)務名稱 透明屬性 21 異步 300bps雙工電路型 33 同步 kbps雙工電路型 T或 NT 22 異步 kbps雙工電路型 34 同步 kbps雙工電路型 24 異步 kbps雙工電路型 42 異步 PAD接入 kbps電路型 25 異步 kbps雙工電路型 44 異步 PAD接入 kbps電路型 26 異步 kbps雙工電路型 45 異步 PAD接入 kbps電路型 32 同步 kbps雙工電路型 46 異步 PAD接入 kbps電路型 61 交替話音 /數(shù)據(jù) 81 話音后接數(shù)據(jù) 注 1 31 同步 kbps雙工電路型 T 41 異步 PAD 接入 kbps電路型 NT 附加業(yè)務 計 費 提 示 – AOC 交 替 線 業(yè) 務 (ALS) 個人 或 商 業(yè) 來 話 限 制 BAIC 當 漫 游 在 HPLMN 之 外 時 ， 限 制 所 有 來 話 在 國 外 時 限 制 來 話 呼 出 限 制 BOC 限 制 所 有 打 出 去 的 國 際 電 話 BOIC 限 制 所 有 打 出 去 的 國 際 電 話 ，除了打到 HPLMN國家的電話 遇 忙 呼 叫 前 轉(zhuǎn) CFB 無 應 答 呼 叫 前 轉(zhuǎn) CFNA 無 條 件 呼 叫 前 轉(zhuǎn) CFU 呼 叫 保 持 呼 叫 等 待 CW 主 叫 線 識 別 顯 示 CLIP 主 叫 線 識 別 限 制 永 久 或 預 呼 CLIR 中 央 交 換 業(yè) 務 會 議 呼 叫 CONF 運 營 者 確 定 的 呼 叫 限 制 (ODB) 附加業(yè)務 是基 本 電 信 業(yè) 務增 強 或 補 充 。 GSM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 總體結(jié)構(gòu) 功能單元 GSM系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 圖 95 GSM系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 短消息業(yè)務中心（ SC）功能實體可通過與 SSS的連接實現(xiàn)點對點 短消息業(yè)務，可通過與 BSS的連接完成小區(qū)廣播短消息業(yè)務。 BSS A G D MSC EIR HLR/AUC VLR VLR SMC MS Um B C E F PSTN ISDN PLMN PSPDN SSS Abis BTS BSC OMC MSC 注 GSM系統(tǒng)的功能單元 子單元 功能 MS（移動臺） 包括 ME (移動設(shè)備 )和 SIM (用戶識別模塊 ) BTS（基站） 為一個小區(qū)服務的無線收發(fā)信設(shè)備 BSC（基站控制器） 對一個或多個 BTS進行控制以及相應呼叫控制 MSC（移動業(yè)務交換中心） 對于位于它管轄區(qū)域中的移動臺進行控制、交換 VLR（拜訪位置寄存器） 存儲與呼叫處理有關(guān)的一些數(shù)據(jù) HLR（歸屬位置寄存器） 管理部門用于移動用戶管理的數(shù)據(jù)庫 存儲有關(guān)用戶的參數(shù)和目前所處位置的信息 EIR（設(shè)備識別寄存器） 對移動設(shè)備的識別、監(jiān)視、閉鎖 存儲有關(guān)移動臺設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫 AUC（鑒權(quán)中心） 認證移動用戶的身份和產(chǎn)生相應鑒權(quán)參數(shù) OMC（操作維護中心） 操作維護系統(tǒng)中的各功能實體 GSM系統(tǒng)可通過 MSC實現(xiàn)與多種網(wǎng)絡(luò)的互通，包括 PSTN、 ISDN、 PLMN和 PSPDN GSM系統(tǒng)的信道 物理信道與邏輯信道 物理信道 邏輯信道 物理信道與邏輯信道的配置 突發(fā)脈沖 幀偏離、定時提前量與半速率信道 物理信道 GSM系統(tǒng)多址接入技術(shù) 采用 頻分多址接入（ FDMA）和時分多址接入（ TDMA） 混合技術(shù) FDMA是說在規(guī)定頻率范圍內(nèi)分配 n個載頻 TDMA是說在每個載頻上按時間分為 8個時間段，每個時隙段稱為一個 時隙（ slot），一個載頻上連續(xù)的 8個時隙組成一個 幀 (Frame) 物理信道 是指 TDMA中的時隙 即 GSM的一個載頻上可提供 8個物理信道 我國 GSM技術(shù)體制 對頻率配置的規(guī)定 工作頻段 頻道間隔 雙工收發(fā)間隔 頻道配置 頻率復用方式 干擾保護比 保護頻帶 時隙 0 時隙 1 時隙 2 時隙 3 時隙 4 時隙 5 時隙 6 時隙 7 圖 96 時分多址接入原理示意圖 工作頻段 注： 國家無委分配的 900MHz頻段包括原來分配的 TACS頻段和新分配的 ETACS頻段 GSM網(wǎng)絡(luò) 總的可用頻帶 為 100MHz 中國電信 擴展頻段方式 充分利用 900MHz的頻率資源，可視不同需要向下擴展 900MHz頻段，相應地向 ETACS頻段壓縮模擬公用移動電話網(wǎng)的頻段 在 900MHz頻率無法滿足用戶容量需求時，可啟用 1800MHz頻段 考慮遠期需要，向頻率管理單位申請新的 1800MHz頻率 分 類 頻 段 移動臺發(fā)、基站收 基站發(fā)、移動臺收 GSM900/1800頻段 900MHz頻段 890915MHz 935960MHz 1800MHz頻段 17101785MHz 18051880MHz 國家無委分配給 900MHz頻段 889909MHz 931954MHz 中國電信的頻段 1800MHz頻段 17101720MHz 18051815MHz 頻道間隔 amp。雙工收發(fā)間隔 amp。頻道配置 900MHz頻段 1800MHz頻段 頻道間隔 相鄰頻道間隔為 200KHz 每個頻道采用時分多址接入 (TDMA)方式分為 8個時隙，即 8個信道 雙工收發(fā) 間隔 45MHz 95MHz 等間隔頻道配置 頻道序號 1 ～ 124 512 ～ 885 頻道數(shù) 124 374 頻道序號和頻道標稱中心頻率的關(guān)系 上行 下行 其中， 上行 下行 其中， ? ? ? ?1 8 9 0 . 2 0 0 1 0 . 2 0 0f n M H z n M H z? ? ? ?? ? ? ?1 1 7 1 0 . 2 0 5 1 2 0 . 2 0 0f n M H z n M H z? ? ? ?1 ~ 124n ?? ? ? ?1 45hf n f n M H z?? ? ? ? ?1 95hf n f n M H z??5 1 2 , 5 1 3 , ..., 8 8 5n ?頻率復用方式 在建網(wǎng)初期及鄰省之間協(xié)調(diào)時應使用 4 3的復用方式 即 N=4，采用定向天線，每基站用 3個 120 176。 或60176。 方向性天線構(gòu)成 3個扇形小區(qū)，如圖 97所示 業(yè)務量較大的地區(qū)可采用其它的復用方式 如 3 3， 2 6， 1 3復用方式 若采用全向天線應采用 N=7的復用方式 其頻率可從 4 3復用方式的 12組中任選 7組， 頻道不夠用的小區(qū)可從剩余頻率組中借用頻道，但相鄰頻率組盡量不在相鄰小區(qū)使用，如圖 98所示 在話務密度高的地區(qū)，應適當采用新技術(shù)提高頻譜利用率 如同心圓小區(qū)覆蓋技術(shù)；智能雙層網(wǎng)技術(shù)；微蜂窩技術(shù)等等 在微蜂窩的頻率配置時，可根據(jù)需要保留出一些專用頻率 2 6 10 2 6 10 2 6 10 2 6 10 3 7 11 3 7 11 3 7 11 3 7 11 1 5 9 1 5 9 1 5 9 1 5 9 4 8 12 4 8 12 4 8 12 4 8 12 圖 97 4 3復用模式 圖 98 7組復用模式 7 9 7 7 9 9 1 11 11 11 5 5 5 3 3 3 8 8 8 干擾保護比與保護頻帶 干擾保護比 保護頻帶 原則 確保數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)能滿足干擾保護比要求。 ? 當某地 GSM900系統(tǒng)與模擬蜂窩移動電話系統(tǒng)共存時，兩系統(tǒng)之間(頻道中心頻率之間 )應有約 400KHz的保護帶寬。 ? 當某地 GSM1800系統(tǒng)與其它無線電系統(tǒng)的頻率相鄰時，應考慮系統(tǒng)間的相互干擾情況，留出足夠的保護頻帶。 干擾 參考載干比 同道干擾 C/Ic 9dB 200kHz鄰道干擾 C/Ia1 － 9dB 400kHz鄰道干擾 C/Ia2 － 41dB 邏輯信道 概念 邏輯信道 是指在物理信道所傳輸?shù)膬?nèi)容，即依據(jù)移動網(wǎng)通信的需要，為所傳送的各種控制信令和語音或數(shù)據(jù)業(yè)務在 TDMA的 8個時隙分配的控制邏輯信道或語音、數(shù)據(jù)邏輯信道 形式 GSM數(shù)字系統(tǒng)在物理信道上傳輸?shù)男畔⑹谴蠹s由 100多個調(diào)制比特組成的脈沖串，稱為 突發(fā)脈沖序列 （ Burst） 以不同的“ Burst”信息格式來攜帶不同的邏輯信道 分類 專用信道 用于傳送用戶語音或數(shù)據(jù)的業(yè)務信道，另外還包括一些用于控制 的專用控制信道 公