【正文】 閑模式到專(zhuān)用模式的變化需要在MS與BTS之間交換信息，這就是接入過(guò)程。上面提及的FCCH、SCH、BCCH、PCH和AGCH都是下行的公共控制信道。它規(guī)則地改變MS到BTS上的傳輸載頻，能提供抗多徑衰落的能力，改善傳輸質(zhì)量。信道就對(duì)應(yīng)“Slot”的概念，是一個(gè)二維的矩形。信道在時(shí)域上總是周期性的，周期的長(zhǎng)短、“Slot”的數(shù)量隨信道類(lèi)型而變，周期的同步可以通過(guò)系統(tǒng)同步機(jī)制獲得每個(gè)小區(qū)都有一個(gè)參考時(shí)鐘用以定義時(shí)隙位置，除此之外還要遵循系統(tǒng)中所有信道周期所規(guī)定的時(shí)間安排。正因此，可以大大減少收發(fā)信機(jī)的數(shù)量。按照上面的排列結(jié)構(gòu)，SACCH的周期為4268（BP）= 480ms。從MS的角度看，這是由于傳播時(shí)延的影響。一般0載頻保留不用，所以在25MHz上可以存在122個(gè)有用頻隙。用于調(diào)制的比特包一般由有用信息，加上一個(gè)訓(xùn)練序列 （Training Sequency）和兩端的各三個(gè)0 bit組成。常規(guī)Burst：這是一種長(zhǎng)Burst，用于除上述幾種情況之外的所有其他場(chǎng)合。② S Burst僅用于下行SCH，與標(biāo)準(zhǔn)Burst長(zhǎng)度相等，但結(jié)構(gòu)不同，如圖310所示。在Burst中使用了一種編址機(jī)制，收端在解調(diào)之后就可以得到這個(gè)信息，從而分別采取不同的解碼方式，這個(gè)用于區(qū)別的信息稱(chēng)為偷幀標(biāo)志（Stealing Flag）。在沒(méi)交織前，若連續(xù)錯(cuò)碼為100bit，假設(shè)從序號(hào)1到100，這樣就有一段消息都錯(cuò)；交織后，還是連續(xù)100個(gè)錯(cuò)碼，此時(shí)為第一幀的57bit加上第二幀的43bit，再恢復(fù)為原序列后，則只有序號(hào)為1，2，9，10，17，18，25，26，……非連續(xù)出錯(cuò)，可通過(guò)信道編碼來(lái)糾正。當(dāng)解調(diào)器采用最大似然估計(jì)方法時(shí)，可以產(chǎn)生十分有效的糾錯(cuò)結(jié)果。而解調(diào)則是一個(gè)逆過(guò)程。假如此MS在寄存器中找不到LAI，它就向該業(yè)務(wù)區(qū)的MSC/VLR發(fā)送位置更新請(qǐng)求消息，通知網(wǎng)絡(luò)它是此位置區(qū)的新用戶(hù)。因此分離與附著程序都與IMSI有關(guān)。 移動(dòng)中的MS，由于接收信號(hào)質(zhì)量的原因，通過(guò)無(wú)線(xiàn)空中接口不時(shí)地改變與網(wǎng)絡(luò)的連接，這種能力就稱(chēng)為漫游。一個(gè)正常業(yè)務(wù)狀態(tài)的MS，收聽(tīng)由業(yè)務(wù)小區(qū)廣播的頻率表，從中獲得同一PLMN（公用陸地移動(dòng)網(wǎng)）中鄰近小區(qū)的標(biāo)志信道（CCCH），MS逐一與這些標(biāo)志信道同步，以解調(diào)出每個(gè)BCCH上的信息，從中可以確定PLMN和位置區(qū)（LA）標(biāo)志以及各種無(wú)線(xiàn)參數(shù)。第二步是由新的MSC向HLR發(fā)送位置更新請(qǐng)求信息。除此之外，還有鄰近MSC之間交換消息的協(xié)議，稱(chēng)為MAP/E（移動(dòng)應(yīng)用部分—E ），它只是MAP的一部分，用于支持MSC之間的交換處理。BSC與新小區(qū)的BTS建立鏈路，并在新小區(qū)中給MS分配一個(gè)TCH供MS切換后使用。此時(shí)MSC向原來(lái)的BSC1發(fā)出執(zhí)行切換命令，經(jīng)BTS到MS。當(dāng)主呼MSC（MSCA）發(fā)送執(zhí)行切換消息給另一個(gè)MSC（MSCB）時(shí)，消息中包含MSCB分配無(wú)線(xiàn)信道的部分參數(shù)，并應(yīng)標(biāo)明呼叫所切換到的基站（BS）。移動(dòng)臺(tái)完成無(wú)線(xiàn)信道切換后，發(fā)送證實(shí)消息給MSCB，然后MSCB發(fā)送結(jié)束信號(hào)給MSCA。將有關(guān)用戶(hù)數(shù)據(jù)加密的信息傳給移動(dòng)臺(tái)，MS對(duì)此消息返回密碼模式完成消息給MSC，（如果需要，VLR將重新分配一個(gè)TMSI給MS）。在GSM系統(tǒng)中，移動(dòng)用戶(hù)電話(huà)號(hào)碼的結(jié)構(gòu)是基于ISDN的編號(hào)方式，因此稱(chēng)為MSISDN。VLR返回該MS的移動(dòng)臺(tái)漫游號(hào)碼（MSRN），并由HLR返回給GMSC（第一部分查詢(xún)HLR以前）。然后，MS向BS和MSC返回尋呼響應(yīng)信息。此過(guò)程與MS主呼中的相應(yīng)過(guò)程一樣。RR子層分配專(zhuān)用控制信道（DCCH），并在公共控制信道（CCCH）上發(fā)送立即指配消息給MS。固定網(wǎng)發(fā)出的初始地址（IAM0）就是移動(dòng)用戶(hù)號(hào)碼。MSC發(fā)給MS 連接命令，MS發(fā)回響應(yīng)并轉(zhuǎn)入通話(huà)，至此，完成了MS 主呼進(jìn)程。 移動(dòng)臺(tái)呼出步驟如下：① 原先工作在廣播控制信道（BCCH）上，后MS向BS發(fā)出申請(qǐng)信道的請(qǐng)求，收到BS發(fā)來(lái)的立即分配消息后，MS轉(zhuǎn)到指定的專(zhuān)用信道（DCCH）上② MS申請(qǐng)業(yè)務(wù)信道（由BS發(fā)給MSC），MSC向VLR發(fā)送請(qǐng)求以獲得移動(dòng)臺(tái)的參數(shù)，網(wǎng)絡(luò)要求對(duì)MS進(jìn)行鑒權(quán)，產(chǎn)生一128 bit的RAND傳給MS，MS處理后發(fā)送鑒權(quán)響應(yīng)給網(wǎng)絡(luò)，VLR向MSC回送信息證實(shí)，由網(wǎng)絡(luò)方面判斷此用戶(hù)的合法性。MSCB發(fā)出地址完成消息（ACM）并開(kāi)始無(wú)線(xiàn)信道的切換。位置區(qū)發(fā)生變化時(shí)，它還要進(jìn)行位置更新。MSC與BSC2建立新路徑到BTS（新小區(qū)），即MSC向BSC2發(fā)出切換請(qǐng)求。 BSC內(nèi)的切換這是最簡(jiǎn)單的切換過(guò)程。BTS與BSC之間的協(xié)議稱(chēng)為RSM（無(wú)線(xiàn)分系統(tǒng)管理），用于支持分配傳輸路徑和測(cè)量報(bào)告處理，其承載方式是Abits接口上的LAPD信令協(xié)議。當(dāng)它鎖定在新的BCCH的載頻上，并在BCCH消息中得知此時(shí)它所處的位置區(qū)及所屬業(yè)務(wù)區(qū)。 ② 在同一業(yè)務(wù)區(qū)的不同位置區(qū)（特征：屬于同一MSC）（如圖中B）, 當(dāng)MS從LA1向LA2移動(dòng)時(shí)，信號(hào)強(qiáng)度會(huì)減弱，當(dāng)它移動(dòng)到邊界附近某一點(diǎn)時(shí)，MS就會(huì)因原來(lái)小區(qū)信號(hào)太弱而決定轉(zhuǎn)到鄰近信號(hào)強(qiáng)的新的無(wú)線(xiàn)頻率上。為了正確選擇無(wú)線(xiàn)頻率，MS要對(duì)周?chē)泥徑^(qū)的BCCH載頻的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行連續(xù)測(cè)量，當(dāng)發(fā)現(xiàn)新的BTS發(fā)出的BCCH載頻信號(hào)強(qiáng)度優(yōu)于原小區(qū)時(shí)，MS就鎖定于這個(gè)新的載頻上，這就是移動(dòng)臺(tái)的切換。最后由MSC向MS發(fā)送位置更新證實(shí)信息，這個(gè)過(guò)程就算完成，至此MS已在HLR和VLR中注冊(cè)登記。BCCH是個(gè)小容量信道， S傳一個(gè)23字長(zhǎng)的消息。解調(diào)的功能是接收信號(hào)，從一個(gè)受調(diào)的電磁波中還原發(fā)送的數(shù)據(jù)。編碼的基本方法是在原始數(shù)據(jù)上附加一些冗余信息，增加的bit是通過(guò)某種約定從原始數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算產(chǎn)生的。交織技術(shù)就是把一條消息中的相繼比特隔開(kāi)傳輸，以非相繼方式被傳送。雖然兩者都使用標(biāo)準(zhǔn)Burst，但卻有不同的信道編碼。 這是一種較短的Burst，是BTS在上行方向上解調(diào)的第一個(gè)Burst，結(jié)構(gòu)及曲線(xiàn)如圖39。這種情況出現(xiàn)在上行方向的RACH上，是一種短Burst。在這個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)，激勵(lì)的幅度由0值快速變到正常值，把信號(hào)相位調(diào)制成一個(gè)發(fā)送的bit包，然后幅度迅速回歸0值。頻隙的中心頻點(diǎn)以200kHz間隔分布，在25MHz上總計(jì)有124個(gè)頻隙，如圖36所示。3BP延時(shí)在GSM系統(tǒng)中是一個(gè)常數(shù)，也就是上行時(shí)隙號(hào)是其對(duì)應(yīng)下行時(shí)隙號(hào)的3BP的偏移。以此類(lèi)推，TN2的SACCH在TDMA12的TN2，TN3的SACCH在TDMA25的TN3……。因此，可以用TN定義8個(gè)不同類(lèi)型的TACH/F，具有相同模8整數(shù)倍的兩個(gè)TACH/F共存于同一個(gè)TDMA幀中。通常，上下行保持固定的45MHz頻率間隔（900MHz情況下）或90MHz頻率間隔（1800MHz情況下）。由圖可知，“Slot”是一個(gè)15/26ms長(zhǎng)和200kHz寬的矩形，“Slot”在頻域上的這個(gè)相同的間隔稱(chēng)為頻隙（Frequency Slot），在GSM規(guī)范中定義為無(wú)線(xiàn)信道。每個(gè)頻率的中心頻帶為200kHz，將所給頻帶890—915MHz等間隔（200kHz）分成125個(gè)載頻，每個(gè)載頻又分成8個(gè)時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙為一個(gè)信道，總計(jì)為1000個(gè)信道。在接續(xù)過(guò)程中，小區(qū)首先向本小區(qū)廣播尋呼被叫MS。當(dāng)MS處于激活狀態(tài)（開(kāi)電源）而未進(jìn)入專(zhuān)用模式時(shí)，稱(chēng)其為空閑模式，但實(shí)際上MS也要保持與BTS的聯(lián)系，收聽(tīng)BTS對(duì)它的尋呼，監(jiān)視當(dāng)前無(wú)線(xiàn)環(huán)境，以便選擇最佳的BTS。實(shí)際上，F(xiàn)ACCH不是一個(gè)獨(dú)立的信道，只是用戶(hù)TCH的一部分，接收端可以通過(guò)TCH信息中的一個(gè)特定bit來(lái)區(qū)分它們。同樣，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的速率也被限制在12kbit/s、6kbit/，、。如果這個(gè)時(shí)間差沒(méi)有調(diào)整好，就會(huì)在傳輸上產(chǎn)生一個(gè)附加時(shí)延，最大可達(dá)20ms。 GSM語(yǔ)音傳輸方面還引入了一個(gè)非連續(xù)傳輸模式概念，即DTX。LTP濾波器是把一個(gè)信號(hào)與其N(xiāo)r次延時(shí)采樣br倍延時(shí)相加的輸出，Nr和br值在語(yǔ)音幀中每5ms傳一次。BTS或TRAU執(zhí)行13kbit/s到64kbit/s的變換，以適應(yīng)固定網(wǎng)的傳輸。MSC與BSC的主要功能在于控制和交換，而不是傳輸。采樣值線(xiàn)性量化成13bit的數(shù)字值，最后13bit經(jīng)A律壓縮為8bit碼。如果把GSM看成是一個(gè)整體，則從MS到MSC為一個(gè)本地段，中間路徑所涉及的PSTN、ISDN為長(zhǎng)途段，從端局到被叫用戶(hù)看成是另一個(gè)本地段，當(dāng)被叫是MS用戶(hù)時(shí)，兩個(gè)本地段具有相同的意義。第一階段的指標(biāo)如下：頻段： 上行線(xiàn)路 MS發(fā)，BTS收的頻段為890—915MHz； 下行線(xiàn)路 BTS發(fā)，MS收的頻段為935—960MHz；頻帶寬度：25MHz；上下行頻率間隔：45MHz；載頻間隔：200KHz；通信方式：全雙工；信道分配：每載頻8個(gè)時(shí)隙，包含8個(gè)全速信道，16個(gè)半速信道；每個(gè)時(shí)隙的信道速率：；信道總速率：270kbit/s；調(diào)制方式：GMSK，高斯濾波最小頻移鍵控；接入方式：TDMA；話(huà)音編碼：規(guī)則脈沖激勵(lì)線(xiàn)性預(yù)測(cè)編碼RPE—LPC 13kbit/s；分集接收：跳頻每秒217跳，交錯(cuò)信道編碼，自適應(yīng)均衡。⑤ 國(guó)際移動(dòng)臺(tái)設(shè)備識(shí)別碼（IMEI）IMEI是唯一用來(lái)識(shí)別移動(dòng)臺(tái)設(shè)備的號(hào)碼，稱(chēng)作系列號(hào)或串號(hào)，它可防止非法移動(dòng)臺(tái)設(shè)備使用移動(dòng)臺(tái)業(yè)務(wù)。② 國(guó)際移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別碼（IMSI）國(guó)際移動(dòng)用戶(hù)識(shí)別碼（IMSI）是PLMN網(wǎng)中唯一識(shí)別移動(dòng)用戶(hù)的號(hào)碼。PSTN采用的是電路傳輸技術(shù)，GSM可以有幾種方式接入PSPDN。使用緊急業(yè)務(wù)不收費(fèi)，也不需要認(rèn)證使用者身份的合法性。④ 越區(qū)切換功能在微蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中，高頻率的越區(qū)切換是不可避免的。根據(jù)上述三個(gè)識(shí)別碼，可以準(zhǔn)確無(wú)誤地識(shí)別某個(gè)移動(dòng)臺(tái)。 第三層L3為最高層，稱(chēng)作應(yīng)用層，它包括各類(lèi)消息和程序，對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行控制。 G接口是拜訪(fǎng)位置寄存器VLR之間的接口，當(dāng)某個(gè)移動(dòng)臺(tái)使用臨時(shí)移動(dòng)臺(tái)號(hào)碼TMSI在新的VLR中登記時(shí)，通過(guò)G接口在VLR之間交換有關(guān)信息。 C接口是移動(dòng)交換中心MSC與歸屬位置寄存器HLR之間的接口，主要用于傳遞管理與路由選擇信息。 Um接口是移動(dòng)臺(tái)與基站收發(fā)信臺(tái)之間的無(wú)線(xiàn)接口，包含信令接口和物理接口兩方面的含義，無(wú)線(xiàn)接口的不同是數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)與模擬移動(dòng)通信網(wǎng)主要區(qū)別之一。一個(gè)位置區(qū)含有幾個(gè)小區(qū)，且可能和一個(gè)或幾個(gè)BSC有關(guān)，它是定位和尋呼區(qū)。移動(dòng)網(wǎng)與固定網(wǎng)相連之處稱(chēng)為關(guān)口交換中心（GMSC），將全部入局（網(wǎng)）呼叫接至一個(gè)或多個(gè)GMSC，它們作為該移動(dòng)網(wǎng)的入網(wǎng)匯接交換機(jī)，具有為呼叫查詢(xún)、選擇呼叫路由的功能。GSM系統(tǒng)采用用戶(hù)識(shí)別模塊SIM（Subscriber Identity Module），將模塊做成信用卡的形式。一個(gè)基站分系統(tǒng)只有一個(gè)BSC，而有多套BTS。認(rèn)證參數(shù)包括隨機(jī)號(hào)碼RAND、信號(hào)響應(yīng)SREC和密匙KC。HLR所存儲(chǔ)的信息分兩類(lèi)：一類(lèi)是有關(guān)用戶(hù)參數(shù)的信息，例如用戶(hù)類(lèi)別、所提供的服務(wù)、用戶(hù)的各種號(hào)碼、識(shí)別碼，以及用戶(hù)的保密參數(shù)等；另一類(lèi)是用戶(hù)當(dāng)前的位置信息，例如移動(dòng)臺(tái)漫游號(hào)碼、VLR地址等，用于建立至移動(dòng)臺(tái)的呼叫路由。GMSC首先根據(jù)移動(dòng)用戶(hù)的電話(huà)號(hào)碼找到該用戶(hù)所屬的歸屬位置寄存器HLR，然后從HLR中查詢(xún)到該用戶(hù)目前的VMSC。 GSM的系統(tǒng)構(gòu)成GSM系統(tǒng)由以下分系統(tǒng)構(gòu)成：交換分系統(tǒng)（MSS）；基站分系統(tǒng)（BSS）；移動(dòng)臺(tái)（MS）和操作與維護(hù)分系統(tǒng)（OMS）。當(dāng)然，新小區(qū)的發(fā)射功率也應(yīng)該下降，通過(guò)檢查在新舊小區(qū)邊界接收到的功率，并令它們相等來(lái)得到新小區(qū)的發(fā)射機(jī)功率。 鄰頻干擾可以通過(guò)精確的濾波和信道分配而減到最小。 同頻干擾 使用同一組頻率的同頻小區(qū)之間的信號(hào)干擾叫做同頻干擾，減小同頻干擾必須在物理上隔開(kāi)一個(gè)最小的距離。 在固定的信道分配策略中，每個(gè)小區(qū)分配給一組預(yù)先確定好的語(yǔ)音信道。標(biāo)有相同字母的小區(qū)使用相同的頻率，相同顏色的小區(qū)組成一個(gè)簇，并在覆蓋區(qū)域上進(jìn)行復(fù)制。如果簇在系統(tǒng)中共復(fù)制了M次，則雙向信道的總數(shù)可以作為容量的一個(gè)度量C = M k N = M S。 頻率復(fù)用 蜂窩無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)依賴(lài)于整個(gè)覆蓋區(qū)域內(nèi)信道的分配及復(fù)用。模擬無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)只采用FDD。GSM全球移動(dòng)通信系統(tǒng)概述 ? 無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的基本概念、蜂窩通信? GSM系統(tǒng)組成、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、接口與協(xié)議、業(yè)務(wù)功能? GSM無(wú)線(xiàn)傳輸原理、標(biāo)準(zhǔn)、語(yǔ)音編碼、信道編碼與調(diào)制解調(diào)? 移動(dòng)臺(tái)登記、漫游、切換、呼叫接續(xù)過(guò)程1 蜂窩無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的基本概念。在美國(guó)的AMPS標(biāo)準(zhǔn)中，反向信道比前向信道的頻率低45MHz(即手機(jī)的發(fā)比收低45MHz)。只要基站間的同頻干擾在可以接受的范圍以?xún)?nèi)，可用信道就可以盡可能的復(fù)用。共同使用全部 可用頻率的N個(gè)小區(qū)叫做一簇（Cluster）。 圖11說(shuō)明了蜂窩頻率復(fù)用的思想。 信道分配 信道分配策略可以分為兩類(lèi)：固定的和動(dòng)態(tài)的。蜂窩系統(tǒng)中兩種主要的干擾是：同頻干擾和鄰頻干擾。鄰頻干擾是由于接收濾波器不理想，使得相鄰頻率的信號(hào)泄漏到了傳輸帶寬內(nèi)而引起的。例如，將一個(gè)半徑為R的小區(qū)分裂為半徑為R/2的新小區(qū)，則需要4個(gè)新小區(qū)才能覆蓋原來(lái)的范圍。在1995年初，全世界就已有69個(gè)國(guó)家約118個(gè)經(jīng)營(yíng)者簽字參加了MOU。GMSC的作用是查詢(xún)用戶(hù)的位置信息，并把路由轉(zhuǎn)到移動(dòng)用戶(hù)當(dāng)時(shí)所拜訪(fǎng)的移動(dòng)交換局（VMSC）。在數(shù)字蜂窩網(wǎng)中，應(yīng)包括一個(gè)或多個(gè)HLR。④ 認(rèn)證（鑒權(quán)）中心（AUC——Authentication Center） 它直接與HLR相連，是認(rèn)證移動(dòng)用戶(hù)身份及產(chǎn)生相應(yīng)認(rèn)證參數(shù)的功能實(shí)體。① 基站控制器（BSC）BSC的一側(cè)與移動(dòng)交換分系統(tǒng)相連接，另一側(cè)與BTS相連接。 移動(dòng)臺(tái)（MS）移動(dòng)臺(tái)靠無(wú)線(xiàn)接入進(jìn)行通信，線(xiàn)路不固定，因此它必須具備用戶(hù)的識(shí)別號(hào)碼。將MSC/VLR又可分為若干個(gè)位置區(qū)（LA），最小的單元為小區(qū)（Cell）。一個(gè)位置區(qū)只屬于某個(gè)MSC/VLR業(yè)務(wù)區(qū)，利用位置