【正文】 閑模式到專用模式的變化需要在MS與BTS之間交換信息，這就是接入過程。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，改善傳輸質量。信道就對應“Slot”的概念，是一個二維的矩形。信道在時域上總是周期性的，周期的長短、“Slot”的數量隨信道類型而變，周期的同步可以通過系統(tǒng)同步機制獲得每個小區(qū)都有一個參考時鐘用以定義時隙位置，除此之外還要遵循系統(tǒng)中所有信道周期所規(guī)定的時間安排。正因此，可以大大減少收發(fā)信機的數量。按照上面的排列結構，SACCH的周期為4268（BP）= 480ms。從MS的角度看，這是由于傳播時延的影響。一般0載頻保留不用，所以在25MHz上可以存在122個有用頻隙。用于調制的比特包一般由有用信息，加上一個訓練序列 （Training Sequency）和兩端的各三個0 bit組成。常規(guī)Burst：這是一種長Burst，用于除上述幾種情況之外的所有其他場合。② S Burst僅用于下行SCH，與標準Burst長度相等，但結構不同，如圖310所示。在Burst中使用了一種編址機制，收端在解調之后就可以得到這個信息，從而分別采取不同的解碼方式，這個用于區(qū)別的信息稱為偷幀標志（Stealing Flag）。在沒交織前，若連續(xù)錯碼為100bit，假設從序號1到100，這樣就有一段消息都錯；交織后，還是連續(xù)100個錯碼，此時為第一幀的57bit加上第二幀的43bit，再恢復為原序列后，則只有序號為1，2，9，10，17，18，25，26，……非連續(xù)出錯，可通過信道編碼來糾正。當解調器采用最大似然估計方法時，可以產生十分有效的糾錯結果。而解調則是一個逆過程。假如此MS在寄存器中找不到LAI，它就向該業(yè)務區(qū)的MSC/VLR發(fā)送位置更新請求消息，通知網絡它是此位置區(qū)的新用戶。因此分離與附著程序都與IMSI有關。 移動中的MS，由于接收信號質量的原因，通過無線空中接口不時地改變與網絡的連接，這種能力就稱為漫游。一個正常業(yè)務狀態(tài)的MS，收聽由業(yè)務小區(qū)廣播的頻率表，從中獲得同一PLMN（公用陸地移動網）中鄰近小區(qū)的標志信道（CCCH），MS逐一與這些標志信道同步，以解調出每個BCCH上的信息，從中可以確定PLMN和位置區(qū)（LA）標志以及各種無線參數。第二步是由新的MSC向HLR發(fā)送位置更新請求信息。除此之外，還有鄰近MSC之間交換消息的協(xié)議，稱為MAP/E（移動應用部分—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TCH供MS切換后使用。此時MSC向原來的BSC1發(fā)出執(zhí)行切換命令，經BTS到MS。當主呼MSC（MSCA）發(fā)送執(zhí)行切換消息給另一個MSC（MSCB）時，消息中包含MSCB分配無線信道的部分參數，并應標明呼叫所切換到的基站（BS）。移動臺完成無線信道切換后，發(fā)送證實消息給MSCB，然后MSCB發(fā)送結束信號給MSCA。將有關用戶數據加密的信息傳給移動臺，MS對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TMSI給MS）。在GSM系統(tǒng)中，移動用戶電話號碼的結構是基于ISDN的編號方式，因此稱為MSISDN。VLR返回該MS的移動臺漫游號碼（MSRN），并由HLR返回給GMSC（第一部分查詢HLR以前）。然后，MS向BS和MSC返回尋呼響應信息。此過程與MS主呼中的相應過程一樣。RR子層分配專用控制信道（DCCH），并在公共控制信道（CCCH）上發(fā)送立即指配消息給MS。固定網發(fā)出的初始地址（IAM0）就是移動用戶號碼。MSC發(fā)給MS 連接命令，MS發(fā)回響應并轉入通話，至此，完成了MS 主呼進程。 移動臺呼出步驟如下：① 原先工作在廣播控制信道（BCCH）上，后MS向BS發(fā)出申請信道的請求，收到BS發(fā)來的立即分配消息后，MS轉到指定的專用信道（DCCH）上② MS申請業(yè)務信道（由BS發(fā)給MSC），MSC向VLR發(fā)送請求以獲得移動臺的參數，網絡要求對MS進行鑒權，產生一128 bit的RAND傳給MS，MS處理后發(fā)送鑒權響應給網絡，VLR向MSC回送信息證實，由網絡方面判斷此用戶的合法性。MSCB發(fā)出地址完成消息（ACM）并開始無線信道的切換。位置區(qū)發(fā)生變化時，它還要進行位置更新。MSC與BSC2建立新路徑到BTS（新小區(qū)），即MSC向BSC2發(fā)出切換請求。 BSC內的切換這是最簡單的切換過程。BTS與BSC之間的協(xié)議稱為RSM（無線分系統(tǒng)管理），用于支持分配傳輸路徑和測量報告處理，其承載方式是Abits接口上的LAPD信令協(xié)議。當它鎖定在新的BCCH的載頻上，并在BCCH消息中得知此時它所處的位置區(qū)及所屬業(yè)務區(qū)。 ② 在同一業(yè)務區(qū)的不同位置區(qū)（特征：屬于同一MSC）（如圖中B）, 當MS從LA1向LA2移動時，信號強度會減弱，當它移動到邊界附近某一點時，MS就會因原來小區(qū)信號太弱而決定轉到鄰近信號強的新的無線頻率上。為了正確選擇無線頻率，MS要對周圍的鄰近小區(qū)的BCCH載頻的信號強度進行連續(xù)測量，當發(fā)現(xiàn)新的BTS發(fā)出的BCCH載頻信號強度優(yōu)于原小區(qū)時，MS就鎖定于這個新的載頻上，這就是移動臺的切換。最后由MSC向MS發(fā)送位置更新證實信息，這個過程就算完成，至此MS已在HLR和VLR中注冊登記。BCCH是個小容量信道， S傳一個23字長的消息。解調的功能是接收信號，從一個受調的電磁波中還原發(fā)送的數據。編碼的基本方法是在原始數據上附加一些冗余信息，增加的bit是通過某種約定從原始數據經計算產生的。交織技術就是把一條消息中的相繼比特隔開傳輸，以非相繼方式被傳送。雖然兩者都使用標準Burst，但卻有不同的信道編碼。 這是一種較短的Burst，是BTS在上行方向上解調的第一個Burst，結構及曲線如圖39。這種情況出現(xiàn)在上行方向的RACH上，是一種短Burst。在這個時間間隔內，激勵的幅度由0值快速變到正常值，把信號相位調制成一個發(fā)送的bit包，然后幅度迅速回歸0值。頻隙的中心頻點以200kHz間隔分布，在25MHz上總計有124個頻隙，如圖36所示。3BP延時在GSM系統(tǒng)中是一個常數，也就是上行時隙號是其對應下行時隙號的3BP的偏移。以此類推，TN2的SACCH在TDMA12的TN2，TN3的SACCH在TDMA25的TN3……。因此，可以用TN定義8個不同類型的TACH/F，具有相同模8整數倍的兩個TACH/F共存于同一個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15/26ms長和200kHz寬的矩形，“Slot”在頻域上的這個相同的間隔稱為頻隙（Frequency Slot），在GSM規(guī)范中定義為無線信道。每個頻率的中心頻帶為200kHz，將所給頻帶890—915MHz等間隔（200kHz）分成125個載頻，每個載頻又分成8個時隙，每個時隙為一個信道，總計為1000個信道。在接續(xù)過程中，小區(qū)首先向本小區(qū)廣播尋呼被叫MS。當MS處于激活狀態(tài)（開電源）而未進入專用模式時，稱其為空閑模式，但實際上MS也要保持與BTS的聯(lián)系，收聽BTS對它的尋呼，監(jiān)視當前無線環(huán)境，以便選擇最佳的BTS。實際上，F(xiàn)ACCH不是一個獨立的信道，只是用戶TCH的一部分，接收端可以通過TCH信息中的一個特定bit來區(qū)分它們。同樣，數據業(yè)務的速率也被限制在12kbit/s、6kbit/，、。如果這個時間差沒有調整好，就會在傳輸上產生一個附加時延，最大可達20ms。 GSM語音傳輸方面還引入了一個非連續(xù)傳輸模式概念，即DTX。LTP濾波器是把一個信號與其Nr次延時采樣br倍延時相加的輸出，Nr和br值在語音幀中每5ms傳一次。BTS或TRAU執(zhí)行13kbit/s到64kbit/s的變換，以適應固定網的傳輸。MSC與BSC的主要功能在于控制和交換，而不是傳輸。采樣值線性量化成13bit的數字值，最后13bit經A律壓縮為8bit碼。如果把GSM看成是一個整體，則從MS到MSC為一個本地段，中間路徑所涉及的PSTN、ISDN為長途段，從端局到被叫用戶看成是另一個本地段，當被叫是MS用戶時，兩個本地段具有相同的意義。第一階段的指標如下：頻段： 上行線路 MS發(fā)，BTS收的頻段為890—915MHz； 下行線路 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個時隙，包含8個全速信道，16個半速信道；每個時隙的信道速率：；信道總速率：270kbit/s；調制方式：GMSK，高斯濾波最小頻移鍵控；接入方式：TDMA；話音編碼：規(guī)則脈沖激勵線性預測編碼RPE—LPC 13kbit/s；分集接收：跳頻每秒217跳，交錯信道編碼，自適應均衡。⑤ 國際移動臺設備識別碼（IMEI）IMEI是唯一用來識別移動臺設備的號碼，稱作系列號或串號，它可防止非法移動臺設備使用移動臺業(yè)務。② 國際移動用戶識別碼（IMSI）國際移動用戶識別碼（IMSI）是PLMN網中唯一識別移動用戶的號碼。PSTN采用的是電路傳輸技術，GSM可以有幾種方式接入PSPDN。使用緊急業(yè)務不收費，也不需要認證使用者身份的合法性。④ 越區(qū)切換功能在微蜂窩移動通信網絡中，高頻率的越區(qū)切換是不可避免的。根據上述三個識別碼，可以準確無誤地識別某個移動臺。 第三層L3為最高層，稱作應用層，它包括各類消息和程序，對業(yè)務進行控制。 G接口是拜訪位置寄存器VLR之間的接口，當某個移動臺使用臨時移動臺號碼TMSI在新的VLR中登記時，通過G接口在VLR之間交換有關信息。 C接口是移動交換中心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接口是移動臺與基站收發(fā)信臺之間的無線接口，包含信令接口和物理接口兩方面的含義，無線接口的不同是數字移動通信網與模擬移動通信網主要區(qū)別之一。一個位置區(qū)含有幾個小區(qū)，且可能和一個或幾個BSC有關，它是定位和尋呼區(qū)。移動網與固定網相連之處稱為關口交換中心（GMSC），將全部入局（網）呼叫接至一個或多個GMSC，它們作為該移動網的入網匯接交換機，具有為呼叫查詢、選擇呼叫路由的功能。GSM系統(tǒng)采用用戶識別模塊SIM（Subscriber Identity Module），將模塊做成信用卡的形式。一個基站分系統(tǒng)只有一個BSC，而有多套BTS。認證參數包括隨機號碼RAND、信號響應SREC和密匙KC。HLR所存儲的信息分兩類：一類是有關用戶參數的信息，例如用戶類別、所提供的服務、用戶的各種號碼、識別碼，以及用戶的保密參數等；另一類是用戶當前的位置信息，例如移動臺漫游號碼、VLR地址等，用于建立至移動臺的呼叫路由。GMSC首先根據移動用戶的電話號碼找到該用戶所屬的歸屬位置寄存器HLR，然后從HLR中查詢到該用戶目前的VMSC。 GSM的系統(tǒng)構成GSM系統(tǒng)由以下分系統(tǒng)構成：交換分系統(tǒng)（MSS）；基站分系統(tǒng)（BSS）；移動臺（MS）和操作與維護分系統(tǒng)（OMS）。當然，新小區(qū)的發(fā)射功率也應該下降，通過檢查在新舊小區(qū)邊界接收到的功率，并令它們相等來得到新小區(qū)的發(fā)射機功率。 鄰頻干擾可以通過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)之間的信號干擾叫做同頻干擾，減小同頻干擾必須在物理上隔開一個最小的距離。 在固定的信道分配策略中，每個小區(qū)分配給一組預先確定好的語音信道。標有相同字母的小區(qū)使用相同的頻率，相同顏色的小區(qū)組成一個簇，并在覆蓋區(qū)域上進行復制。如果簇在系統(tǒng)中共復制了M次，則雙向信道的總數可以作為容量的一個度量C = M k N = M S。 頻率復用 蜂窩無線系統(tǒng)依賴于整個覆蓋區(qū)域內信道的分配及復用。模擬無線系統(tǒng)只采用FDD。GSM全球移動通信系統(tǒng)概述 ? 無線通信系統(tǒng)的基本概念、蜂窩通信? GSM系統(tǒng)組成、網絡結構、接口與協(xié)議、業(yè)務功能? GSM無線傳輸原理、標準、語音編碼、信道編碼與調制解調? 移動臺登記、漫游、切換、呼叫接續(xù)過程1 蜂窩無線通信系統(tǒng)的基本概念。在美國的AMPS標準中，反向信道比前向信道的頻率低45MHz(即手機的發(fā)比收低45MHz)。只要基站間的同頻干擾在可以接受的范圍以內，可用信道就可以盡可能的復用。共同使用全部 可用頻率的N個小區(qū)叫做一簇（Cluster）。 圖11說明了蜂窩頻率復用的思想。 信道分配 信道分配策略可以分為兩類：固定的和動態(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泄漏到了傳輸帶寬內而引起的。例如，將一個半徑為R的小區(qū)分裂為半徑為R/2的新小區(qū)，則需要4個新小區(qū)才能覆蓋原來的范圍。在1995年初，全世界就已有69個國家約118個經營者簽字參加了MOU。GMSC的作用是查詢用戶的位置信息，并把路由轉到移動用戶當時所拜訪的移動交換局（VMSC）。在數字蜂窩網中，應包括一個或多個HLR。④ 認證（鑒權）中心（AUC——Authentication Center） 它直接與HLR相連，是認證移動用戶身份及產生相應認證參數的功能實體。① 基站控制器（BSC）BSC的一側與移動交換分系統(tǒng)相連接，另一側與BTS相連接。 移動臺（MS）移動臺靠無線接入進行通信，線路不固定，因此它必須具備用戶的識別號碼。將MSC/VLR又可分為若干個位置區(qū)（LA），最小的單元為小區(qū)（Cell）。一個位置區(qū)只屬于某個MSC/VLR業(yè)務區(qū)，利用位置