【正文】 法 19二、跳頻的優(yōu)點(diǎn) 20三、跳頻序列 20第六節(jié) 語(yǔ)音的傳輸過(guò)程 21一、語(yǔ)音編碼 21二、信道編碼 21三、交織技術(shù) 23四、加密 24五、調(diào)制和解調(diào) 24第四章 呼叫處理過(guò)程 24第一節(jié) 小區(qū)的選擇與重選 24一、 小區(qū)選擇過(guò)程 24二、小區(qū)重選過(guò)程 25三、不連續(xù)接收模式DRX和尋呼信道的定義 27第二節(jié) 初始化過(guò)程 28一、信道申請(qǐng) 28二、初始信道的分配 30三、初始化報(bào)文 31第三節(jié) 鑒權(quán)加密過(guò)程 32一、 鑒權(quán)加密過(guò)程的三參數(shù)組 32二、 鑒權(quán)過(guò)程 33三、加密過(guò)程 34四、 TMSI重新分配過(guò)程 34第四節(jié) 位置更新 35一、 位置區(qū)的概念 35二、正常位置更新流程（越位置區(qū)的位置更新） 36三、IMSI 附著和分離過(guò)程 37四、周期性位置更新過(guò)程 38第五節(jié) MS 主叫過(guò)程分析 39一、呼叫建立過(guò)程 39二、呼叫釋放過(guò)程 43第六節(jié) MS被叫過(guò)程分析 44一、 查詢(xún)過(guò)程 44二、尋呼過(guò)程 45三、被叫的呼叫建立過(guò)程 46第七節(jié) 無(wú)線(xiàn)鏈路控制 48一、無(wú)線(xiàn)鏈路故障 48二、呼叫重建 49第八節(jié) 切換 50一、 切換過(guò)程 50二、 切換準(zhǔn)備 51三、 觸發(fā)切換的原因 53四、 切換的種類(lèi) 54五、 切換流程分析 55第九節(jié) 功率控制 60一、功率控制 60二、不連續(xù)發(fā)射（DTX） 62第九節(jié) 掉話(huà)分析（針對(duì)北電） 63第五章 信令協(xié)議 68第一節(jié) 信令協(xié)議概述 68一、 接口與協(xié)議 68二、GSM通信系統(tǒng)內(nèi)部接口 69三、無(wú)線(xiàn)接口信令協(xié)議 70四、A接口信令協(xié)議 71第二節(jié) 鏈路層信令協(xié)議 71一、幀結(jié)構(gòu) 72二、檢錯(cuò)和糾錯(cuò) 72三、復(fù)用 73四、流量控制 74五、LAPD和LAPDm幀比較 74第三節(jié) 網(wǎng)絡(luò)層信令協(xié)議 75一、BSS網(wǎng)絡(luò)層 76二、NSS網(wǎng)絡(luò)層 79第四節(jié) GSM信令網(wǎng) 81一、 信令網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 81二、信令網(wǎng)路組織 82三、信令點(diǎn)編碼方案 82四、信令網(wǎng)尋址方式 84第一節(jié) 工作頻段的分配 一、我國(guó)GSM網(wǎng)絡(luò)的工作頻段 我國(guó)陸地蜂窩數(shù)字移動(dòng)通信 網(wǎng)GSM通信系統(tǒng)采用900MHz與1800MHz頻段: GSM900MHz頻段為：890~915(移動(dòng)臺(tái)發(fā),基站收),935~960(基站發(fā),移動(dòng)臺(tái)收)。（目前通過(guò)中國(guó)移動(dòng)TACS網(wǎng)的壓頻，為GSM網(wǎng)留出了更大的空間，因而GSM實(shí)際可用頻點(diǎn)號(hào)要遠(yuǎn)大于該范圍）中國(guó)聯(lián)通公司：909~915MH（上行），954~960MHz（下行），共6M帶寬，29個(gè)頻道，頻道號(hào)為96~124。我國(guó)模擬移動(dòng)通信網(wǎng)TACS就是采取的FDMA技術(shù)。這些邏輯信道是通過(guò)BTS來(lái)影射到不同的物理信道上來(lái)傳送。 頻率校正信道（FCCH）：FCCH信道攜帶用于校正MS頻率的消息，它的作用是使 MS可以定位并解調(diào)出同一小區(qū)的其它信息。在上行方向上由RACH信道來(lái)傳送專(zhuān)用信道的請(qǐng)求消息。這些消息主要包括通信質(zhì)量、LAI號(hào)、CELLID、鄰小區(qū)的標(biāo)頻信號(hào)強(qiáng)度等信息、NCC的限制、小區(qū)選項(xiàng)、TA值、功率控制級(jí)別。這兩種復(fù)幀是為滿(mǎn)足不同速率的信息傳輸而設(shè)定的，區(qū)別是：26幀的復(fù)幀：包含26個(gè)TDMA幀，時(shí)間間隔為120ms，它主要用于TCH（SACCH/T）和FACCH等業(yè)務(wù)信道。 在每種突發(fā)脈沖的格式中，都包括以下內(nèi)容：l 尾比特（tail bits）:它總是0，以幫助均衡器來(lái)判斷起始位和終止位以避免失步。它的訓(xùn)練序列放在了兩個(gè)消息字段的中間被稱(chēng)為中間對(duì)位，它的唯一缺陷是接收機(jī)在能解調(diào)之前需要存儲(chǔ)突發(fā)脈沖的前一部分。我們從幀的分級(jí)結(jié)構(gòu)知道，51幀的復(fù)幀是用于攜帶SCH和CCCH，因此51幀的復(fù)幀共有51個(gè)TS0，也就是說(shuō)將51個(gè)連續(xù)TDMA幀的8個(gè)時(shí)隙中的TSO都取出來(lái)以組成一個(gè)51幀的復(fù)幀。當(dāng)某小區(qū)業(yè)務(wù)量很高時(shí)，它可把C0的TS0配置成為mainBCCH，并可在TSTSTS6上擴(kuò)展三個(gè)組合集，使用CCCH的配置形式，該配置形式包括除SCH和FCCH外的TS0的所有組合，因?yàn)檫@兩個(gè)信道只能出現(xiàn)在C0的TS0上。它有兩個(gè)作用，一方面是針對(duì)全速率TCH信道，在呼叫接續(xù)的狀態(tài)下，為了預(yù)同步它的相鄰小區(qū)，移動(dòng)臺(tái)可利用IDLE時(shí)隙所在的第26個(gè)空閑幀所提供的這一段時(shí)間的間隔，去讀取其鄰小區(qū)的基站識(shí)別碼BSIC；另一方面是針對(duì)半速率TCH信道，在此時(shí)該時(shí)隙用于傳輸另一個(gè)TCH/H業(yè)務(wù)信道的SACCH。六、系統(tǒng)消息 MS為了能得到或提供各種各樣的服務(wù)通常需要從網(wǎng)絡(luò)來(lái)獲得許多消息。 小區(qū)選擇中包括：PWRC（功率控制指示）、DTX（不連續(xù)發(fā)射指示）、RADIOLINKTIMEOUT（無(wú)線(xiàn)鏈路超時(shí)值） 小區(qū)選擇參數(shù)包括：小區(qū)重選滯后值、MSTXPWRMAXCCH（移動(dòng)臺(tái)接入小區(qū)應(yīng)使用的最大TX功率電平）、RXLEVACCESSMIN（允許接入系統(tǒng)的移動(dòng)臺(tái)的最小接入電平）。通過(guò)研究我們發(fā)現(xiàn)該衰落符合以下公式的規(guī)律：Pr=Pt(λ/4πd)2 .G1G2其中，Pr為接收機(jī)的接收功率，Pt為發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率（單位為瓦或毫瓦），λ為波長(zhǎng)（即c/f），d為接收機(jī)和發(fā)射機(jī)之間的距離，G1為發(fā)射機(jī)的天線(xiàn)增益，G2為接收機(jī)的天線(xiàn)增益。又因?yàn)槠浣邮請(qǐng)鰪?qiáng)中值是受電磁場(chǎng)陰影而變化的所以又稱(chēng)為陰影衰落。多普勒頻移符合下面的公式： fI=f0fDcosθI= f0（v/λ）cosθIfI為合成后的頻率，f0為工作頻率，fD為最大多普勒頻移，θI為多徑信號(hào)合成的傳播方向與移動(dòng)臺(tái)行進(jìn)方向的夾角，v為移動(dòng)臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度，λ為波長(zhǎng)，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)快速遠(yuǎn)離基站時(shí)為fI=f0fD，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)快速靠近基站時(shí)為fI=f0+fD。為獲得相同的相關(guān)系數(shù)，基站兩分集天線(xiàn)之間的垂直距離應(yīng)大于水平距離。典型的移動(dòng)臺(tái)在一個(gè)時(shí)隙間接收，在頻率上平移45MHz，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間（3個(gè)突發(fā)脈沖減去傳播的校正時(shí)間后發(fā)送，然后可能再次平移監(jiān)視其它信道，并使接收頻率移動(dòng)到能重新開(kāi)始整個(gè)周期。但在某些情況下，客觀(guān)需要基站能覆蓋更遠(yuǎn)的地方，比如在沿海地區(qū)，如需用來(lái)覆蓋較大范圍的一些海域或島嶼。基帶跳頻是通過(guò)腔體合成器來(lái)實(shí)現(xiàn)的，而射頻跳頻是通過(guò)混合合成器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而射頻跳頻采用的混合合成器的容量較小,最多可配置4個(gè)發(fā)信機(jī),而且衰耗大,當(dāng)為H2D時(shí),當(dāng)基站配置較大時(shí),采用混合合成器的基站的覆蓋要小.腔體合成器對(duì)頻段的要求不如混合合成器靈活,混合合成器所帶的發(fā)信機(jī)可以使用一組頻率,頻點(diǎn)的間隔要求為200 K。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)以高速移動(dòng)時(shí)，在同一信道上接收兩個(gè)相鄰?fù)话l(fā)脈沖期間（相隔8個(gè)時(shí)隙，）,移動(dòng)臺(tái)位置的差別對(duì)于驅(qū)除信號(hào)瑞利變化的相關(guān)性以足夠了,在這種情況下,因?yàn)槭殖謾C(jī)的用戶(hù)通常運(yùn)動(dòng)速度較慢,或處于靜止?fàn)顟B(tài),在此時(shí)跳頻優(yōu)越性就顯示出來(lái)了,. 跳頻可起到干擾源分集作用 在業(yè)務(wù)量密集的地方，網(wǎng)絡(luò)的容量將受到由于頻率復(fù)用產(chǎn)生的干擾限制。 MAIO因需描述跳頻重復(fù)功能的起點(diǎn)，所以偏移的可能值與參與跳頻的頻率數(shù)一樣多。第六節(jié) 語(yǔ)音的傳輸過(guò)程一、語(yǔ)音編碼由于GSM系統(tǒng)是一種全數(shù)字系統(tǒng)，話(huà)音和其它信號(hào)都要進(jìn)行數(shù)字化處理，因此移動(dòng)臺(tái)首先要將語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)，以及其反變換，移動(dòng)臺(tái)再把這模擬電信號(hào)轉(zhuǎn)換成13Kbit/s的數(shù)字信號(hào)，用于無(wú)線(xiàn)傳輸。此后將完成信道的編碼。GSM使用的編碼方式主要有塊卷積碼、糾錯(cuò)循環(huán)碼（FIRE CODE）、奇偶碼（PARITY CODE）。 BCCH、PCH、AGCH、SDCCH、FACCH、SACCH信道的編碼LAPDm是數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議（第二層），在連接模式下被用于傳送信令。在每個(gè)SCH信道有25比特的消息字段，其中19比特是幀號(hào)，6比特用于BSCI號(hào)。首先，我們給它加上6個(gè)比特的色碼，這六個(gè)比特的色碼是通過(guò)將6個(gè)比特的BSIC和6個(gè)比特的奇偶校驗(yàn)碼取模2而獲得的。在GSM系統(tǒng)中，在信道編碼后進(jìn)行交織，交織分為兩次，第一次交織為內(nèi)部交織，第二次交織為塊間交織。我們不象話(huà)音交織一樣，要用到3個(gè)話(huà)音塊。在接收端再產(chǎn)生相同的泊松隨機(jī)序列，與所收到的加密序列進(jìn)行同或操作便可得到所需要的數(shù)據(jù)了。第四章 呼叫處理過(guò)程 在這一章中，我們重點(diǎn)來(lái)研究一下，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)處于空閑狀態(tài)時(shí)的工作情況及移動(dòng)臺(tái)與網(wǎng)絡(luò)之間的信令處理過(guò)程。 RXLEV_ACCESS_MIN 為允許移動(dòng)臺(tái)接入的最小接收電平。小區(qū)重選采用的算法為C2算法，計(jì)算公式如下：當(dāng)PENALTY_TIME不等于11111時(shí)：C2=C1+CELL_RESELECT_OFFSET–TEMPORARY_OFFSETH(PENALTY_TIME–T)； 當(dāng)PENALTY_TIME等于11111時(shí)：C2=C1CELL_RESELECT_OFFSET； 其中當(dāng)X0時(shí),函數(shù)H(x)=0。為了減小這一問(wèn)題的影響，GSM設(shè)立了小區(qū)重選滯后這一參數(shù)，要求其鄰小區(qū)（位置區(qū)與本區(qū)不同）信號(hào)電平必須比服務(wù)小區(qū)的信號(hào)電平大出重選滯后所規(guī)定的值后，才允許觸發(fā)小區(qū)重選。小區(qū)接入限制（CELL_BAR_ACCESS,CBA）和小區(qū)禁止限制（CELL_BAR_QUALIFY,CBQ） 對(duì)于小區(qū)重疊的地區(qū)，根據(jù)每個(gè)小區(qū)容量的大小，業(yè)務(wù)量的大小及小區(qū)功能的差異，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商們都希望移動(dòng)臺(tái)在小區(qū)選擇中優(yōu)先選擇某些小區(qū)，即設(shè)定小區(qū)的優(yōu)先級(jí)。但用小區(qū)優(yōu)先級(jí)為手段去做網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化時(shí)，應(yīng)注意，它只影響小區(qū)選擇而對(duì)小區(qū)重選不起作用，因而要真正達(dá)到網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的目的必須結(jié)合使用小區(qū)優(yōu)先級(jí)和C2算法。 應(yīng)注意同一位置區(qū)的所有小區(qū)的尋呼子信道容量應(yīng)盡量一樣，因?yàn)橥晃恢脜^(qū)的任何一個(gè)尋呼消息必須同時(shí)在該位置區(qū)的所有小區(qū)發(fā)送。在有時(shí)由于一個(gè)位置區(qū)的尋呼業(yè)務(wù)量特別大，為了防止僅用一個(gè)物理時(shí)隙發(fā)送尋呼消息不夠用，因而GSM規(guī)范允許在攜帶有BCCH信道的載頻上，可以多配置幾個(gè)CCCH信道，但只要求在時(shí)隙0、6上使用。后果有兩個(gè)，一是網(wǎng)絡(luò)收到在此時(shí)隙上的一個(gè)突發(fā)脈沖的電平，要明顯的比另一個(gè)高，這樣網(wǎng)絡(luò)就會(huì)處理電平較高的這個(gè)隨機(jī)接入請(qǐng)求。在經(jīng)過(guò)最大重發(fā)次數(shù)后，若仍得不到系統(tǒng)的立即指派命令，移動(dòng)臺(tái)則返回到空閑狀態(tài)下。當(dāng)必須要用此辦法來(lái)降低業(yè)務(wù)量時(shí)，可隨意由BSC來(lái)決定任意一種被禁止的用戶(hù)類(lèi)別如類(lèi)別1或2等，通過(guò)這種措施可使業(yè)務(wù)量統(tǒng)計(jì)的降低10%、20%…等，除了特殊情況如需緊急呼叫等屬于禁止類(lèi)別的移動(dòng)臺(tái)不能接入網(wǎng)絡(luò)，但為公正起見(jiàn)如系統(tǒng)過(guò)載持續(xù)的時(shí)間較長(zhǎng)，BSC必須定期改變?cè)试S接入的類(lèi)別集（這種處理必須要很小心，因?yàn)樗械却恢酶碌囊苿?dòng)臺(tái)都要將在它們的類(lèi)別被允許時(shí)試圖接入，系統(tǒng)必須要有處理這個(gè)業(yè)務(wù)高峰期的能力）。二是當(dāng)目前網(wǎng)絡(luò)無(wú)可指派的信道時(shí)，就可以通過(guò)發(fā)送給移動(dòng)臺(tái)一條立即指派拒絕（immediate assignment reject）的 報(bào)文來(lái)拒絕移動(dòng)臺(tái)的信道申請(qǐng)，從而在系統(tǒng)規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（T3122）禁止移動(dòng)臺(tái)接入網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)這種機(jī)制可防止在系統(tǒng)無(wú)資源的情況下用戶(hù)頻繁的發(fā)送信道請(qǐng)求的消息來(lái)無(wú)謂的增大網(wǎng)絡(luò)RACH和PAGCH信道的負(fù)荷（一般T3122設(shè)為10s，SDCCH信道的業(yè)務(wù)量很大時(shí)可設(shè)為30s），當(dāng)信道的業(yè)務(wù)量較輕松時(shí)該定時(shí)器應(yīng)盡量的小一些，否則這會(huì)大大增加系統(tǒng)的業(yè)務(wù)時(shí)間，這將在用戶(hù)側(cè)會(huì)感覺(jué)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的下降。當(dāng)在移動(dòng)臺(tái)發(fā)起申請(qǐng)后如在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)（定時(shí)器T3120）收不到網(wǎng)絡(luò)的立即指派命令，則需進(jìn)行報(bào)文的重發(fā)，但重發(fā)也要遵循一定的原則。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)需要同網(wǎng)絡(luò)建立通信時(shí)，就需通過(guò)RACH信道來(lái)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送一個(gè)報(bào)文以申請(qǐng)接入。CCCH可以由一個(gè)物理信道承擔(dān)，也可以有多個(gè)物理信道共同承擔(dān)，且CCCH可以與SDCCH信道共用一個(gè)物理信道。我們可以根據(jù)CCCH信道的配置類(lèi)型、BS_AG_BLKS_RES(在51復(fù)幀中有幾個(gè)塊用于A(yíng)GCH塊)、BS_PA_MFRMS(以多少個(gè)51復(fù)幀作為尋呼子信道的一個(gè)循環(huán))來(lái)計(jì)算出每個(gè)小區(qū)尋呼子信道的個(gè)數(shù)。通過(guò)設(shè)置小區(qū)優(yōu)先級(jí)我們可以對(duì)一些擁塞較嚴(yán)重的小區(qū)和其相鄰的小區(qū)來(lái)進(jìn)行話(huà)務(wù)平衡，即將它們的優(yōu)先級(jí)設(shè)為低使它的鄰小區(qū)將其話(huà)務(wù)量吸收過(guò)去一部分，這也相當(dāng)于將其實(shí)際的覆蓋范圍減小，但這種做法不同于將其功率降低，后者可能會(huì)引起網(wǎng)絡(luò)覆蓋的盲點(diǎn)和通話(huà)質(zhì)量的下降。因此當(dāng)MS要在其尋呼子信道上譯碼時(shí)，若成功則DSC加1，若失敗，則DSC減4，當(dāng)DSC為0時(shí)，則斷定出現(xiàn)了下行信令故障。在高速公路等覆蓋區(qū)可使用懲罰時(shí)間。當(dāng)減小該值時(shí)，將擴(kuò)大小區(qū)允許接入的范圍（其下限是移動(dòng)臺(tái)接收靈敏度），但在邊緣地帶的通話(huà)質(zhì)量會(huì)很惡劣易引起掉話(huà)，而且此時(shí)由于上下行信號(hào)很弱，會(huì)導(dǎo)致在功率控制下移動(dòng)臺(tái)以最大功率發(fā)射，從而增加上行信號(hào)干擾。若MS可正確解碼BCCH的數(shù)據(jù)，并當(dāng)數(shù)據(jù)表明該小區(qū)屬于所選的PLMN、參數(shù)C1值大于0、該小區(qū)并未被禁止接入、移動(dòng)臺(tái)的接入等級(jí)并未被該小區(qū)禁止時(shí)，移動(dòng)臺(tái)方可選擇該小區(qū)。GSM系統(tǒng)中承載信息的是電磁場(chǎng)的相位，即調(diào)相方式。四、加密在數(shù)字傳輸系統(tǒng)的各種優(yōu)點(diǎn)中，能提供良好的保密性是很重要的特性之一。設(shè)進(jìn)行完內(nèi)部交織后，將一語(yǔ)音塊B的456比特分為八組，再將它的前四組（B0、BBB3）與上一個(gè)語(yǔ)音塊的A的后四組（AAAA6）進(jìn)行塊間交織，最后由（BO，A4）、（B1，A5）、（B2，A6）、（B3，A7）形成了4個(gè)突發(fā)脈沖，為了打破相連比特的相鄰關(guān)系，使塊A的比特占用突發(fā)脈沖的偶數(shù)位置，塊B的比特占用奇數(shù)位置，即B0占奇數(shù)位，A4占偶數(shù)位。這是由于持續(xù)較長(zhǎng)的深衰落谷點(diǎn)會(huì)影響到相繼一串的比特。再將這39個(gè)比特按照1：2的卷積編碼速率，便得到了78個(gè)比特的消息。通過(guò)這種碼型來(lái)監(jiān)測(cè)無(wú)線(xiàn)鏈路，來(lái)確認(rèn)是否SACCH消息塊是否被正確的接收到。無(wú)論如何處理，全速率TCH編碼都將在信道編碼后,在每20ms內(nèi)將形成456比特的編碼序列。在TCU側(cè)，通