【正文】 s A B C D E F G 圖 GSM系統(tǒng)的接口 1） A接口。 （ 5）移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器（ EIR）：也是一個(gè) 數(shù)據(jù)庫 ，存儲(chǔ)有關(guān)移動(dòng)臺(tái) 設(shè)備識(shí)別碼 （ IMSI）。 ?外部網(wǎng)絡(luò)用戶與 GSM用戶之間呼叫時(shí)，外部網(wǎng)絡(luò)用戶首先被接到 入口 移動(dòng)交換中心 （ GMSC－網(wǎng)關(guān)移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心），它負(fù)責(zé)獲取 移動(dòng)用戶的 位置 信息，并把 呼叫轉(zhuǎn)移到 可向被叫用戶提供服務(wù)的 MSC。 ? 基站控制器（ BSC）：具有對(duì) 一個(gè) 或 多個(gè) BTS進(jìn)行控制 的功能，主要負(fù)責(zé) 無線資源管理 、 小區(qū)配置數(shù)據(jù) 管理、 功率控制 、 定位 和 切換 等。 安全性高： 通過鑒權(quán)、加密和 TMSI（臨時(shí)用戶識(shí)別碼）號(hào)碼的使用，實(shí)現(xiàn)了安全保護(hù)， 鑒權(quán) 用來驗(yàn)證用戶的入網(wǎng)權(quán)力 ， 加密 防止有人跟蹤而 泄漏地理位置 。 缺點(diǎn)是小區(qū)半徑小 ,抗快衰落和多普勒效應(yīng)的能力低于 FDD,終端移動(dòng)速度不能超過 120km/h。 如圖所示。 軟切換是先接后斷切換 ，軟切換 可靠性高 。 CDMA 無線信道容量 比 FDMA大近 10倍 。同 一個(gè)頻道 就可供 幾個(gè)用戶同時(shí) 進(jìn)行通信。 ?常用的多址方式： 頻分多址 （ FDMA） 、 時(shí)分多址 （ TDMA） 和 碼分多址 （ CDMA） 。 ? 3G以 寬帶 多媒體移動(dòng)通信 為目標(biāo)，數(shù)據(jù)傳輸速率： 高速移動(dòng) 環(huán)境－ 144kbit/s； 步行慢速移動(dòng) 環(huán)境－ 384kbit/s； 室內(nèi)靜態(tài) 環(huán)境－ 2Mbit/s； ? 3G世界三大主流標(biāo)準(zhǔn)： WCDMA、 CDMA 202 TDSCDMA（ 我國(guó)提出的標(biāo)準(zhǔn) ）。 頻率資源有限： ITU對(duì) 無線頻率 的劃分 有嚴(yán)格規(guī)定 ，要設(shè)法提高系統(tǒng)的頻率利用率。 ?按照 移動(dòng)體 所處的 運(yùn)動(dòng)區(qū)域 不同，移動(dòng)通信可分為 陸地移動(dòng)通信 、 海上移動(dòng)通信 和 空中移動(dòng)通信 。 2022/5/24 3 噪聲和干擾嚴(yán)重： 移動(dòng)臺(tái)在 移動(dòng)時(shí) 即受到 環(huán)境噪聲 的干擾，又有 系統(tǒng) 干擾。 2022/5/24 5 第二節(jié) 移動(dòng)通信的發(fā)展歷程 ? 80年代發(fā)展起來的第一代 模擬 移動(dòng)通信系統(tǒng)。 ? GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)采用 高斯預(yù)濾波最小移頻鍵控GMSK。 （ 3）采用 單路單載波 （ SCPC）設(shè)計(jì)，需使用高性能的 射頻 （ RF） 帶通濾波器 來減少鄰道干擾，成本較高。 （ 4）移動(dòng)臺(tái) 復(fù)雜 ，它需要 處理復(fù)雜 的 數(shù)字信號(hào) 。小區(qū)呼吸功能是指 負(fù)荷量動(dòng)態(tài)控制 。 2022/5/24 15 ?CDMA系統(tǒng)的 多址干擾 直接限制 容量 的擴(kuò)大。 優(yōu)點(diǎn)是收、發(fā)信號(hào)同時(shí)進(jìn)行，時(shí)延小，技術(shù)成熟，缺點(diǎn)是設(shè)備成本高。 ?主要特點(diǎn) 頻譜效率高：采用了高效調(diào)制器、信道編碼和語音編碼等技術(shù)，系統(tǒng)具有高頻譜效率。 其結(jié)構(gòu)方框圖見圖 2022/5/24 27 2022/5/24 28 B T SB S CB T SO M CM S C / V L RH L R / A U CE I R基 站 子 系 統(tǒng) （ B S S ） 交 換 子 系 統(tǒng) （ N S S ）M SU m 接 口 A 接 口A b i s 接 口 7 號(hào) 信 令M S — 移 動(dòng) 臺(tái) B T S 基 站 收 發(fā) 信 系 統(tǒng) B S C 基 站 控 制 器M S C 移 動(dòng) 交 換 中 心 V L R 來 訪 位 置 寄 存 器 H L R 歸 屬 位 置 寄 存 器A U C — 鑒 權(quán) 中 心 E I R 設(shè) 備 識(shí) 別 寄 存 器 O M C 操 作 管 理 接 口P S T N 公 用 電 話 交 換 網(wǎng) I S D N － 綜 合 業(yè) 務(wù) 數(shù) 字 網(wǎng) P D N － 公 用 數(shù) 據(jù) 網(wǎng)P S T NI S D NP D NSMC 圖 GSM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖 （ MS）： 是移動(dòng)用戶 設(shè)備 部分，由 移動(dòng)終端 和 用戶識(shí)別卡(SIM)兩部分組成，移動(dòng)終端是“機(jī)”， SIM卡是“身份卡”，存有認(rèn)證用戶身份的所有信息。 （ NSS）： 由 移動(dòng)業(yè)物交換中心（ MSC）、 來訪用戶位置寄存器 （ VLR）、 歸屬用戶位置寄存器 （ HLR）、 鑒權(quán)中心 （ AUC）和 移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器 （ EIR）、 短消息業(yè)物中心 （ SMC)等單元組成。 （ 3）歸屬用戶位置寄存器（ HLR）：它也是一個(gè)數(shù)據(jù)庫 ， 存儲(chǔ)著 該 GSM系統(tǒng)業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi) 所有移動(dòng)用戶 的有關(guān)數(shù)據(jù)。 5. GSM的網(wǎng)絡(luò)接口 如圖 。 是基站子系統(tǒng)的 BSC與 BTS之間的 通信接口 。 GSM通過移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心 MSC 與 PSTN、 ISDN等 公用網(wǎng)絡(luò) 連接，一般采用 接口，其物理連接是 。 業(yè)務(wù)信道（ TCH） 用于傳送 數(shù)字話音 或 數(shù)據(jù) ，還有少量 控制信令 。 接入許可信道 （ AGCH）、尋呼信道 （ PCH）、 小區(qū)廣播控制信道 （ CBCH）和隨機(jī)接入信道 （ RACH）。 波形 編碼，可分為三個(gè)步驟： ⑴ 采樣 ⑵ 量化 ⑶ 編碼 PCM方式編碼 數(shù)字話信號(hào)的 速率 是： 8bit（一個(gè)字節(jié)） 8000次 /s＝ 64Kbit/s ?8個(gè) 時(shí)隙 的 速率 ： 64kbit/s 8=512kbit/s。 ?信道編碼的糾錯(cuò)方式 ：主要用于 糾錯(cuò) ，糾錯(cuò)效果好。 ?工作原理： 在保持 MSK較好的頻譜特性和較低的誤碼率基礎(chǔ)上，在 MSK之前加入一 高斯濾波器 ，輸入的 基帶信號(hào) 經(jīng)過 高斯濾波器 形成的 高斯脈沖包絡(luò) 無 陡峭沿 、 拐點(diǎn) ，經(jīng) 調(diào)制 后的信號(hào) 比較平滑 ，改善了 頻譜特性 。 ：防止第三者 竊聽 。 MSC向 VLR發(fā)送“開始接入請(qǐng)求”應(yīng)答信令， VLR收到后，經(jīng) MSC和 BS向 MS發(fā)出“鑒權(quán)請(qǐng)求”，其中包含一隨機(jī)數(shù)（ RAND）， MS按鑒權(quán)算法 A3進(jìn)行處理后，向 MSC發(fā)回“鑒權(quán)”響應(yīng)信息。 當(dāng)被叫固定用戶 摘機(jī) 后， MSC 向 BS和 MS 發(fā)送“ 連接 ”指令，待 MS 發(fā)回 “ 連接 ” 確認(rèn) 后，即轉(zhuǎn)入 通話狀態(tài) ，完成整個(gè) 接續(xù)過程 。 VMSC接到 MS 的 “ 尋呼相應(yīng) ”后，向 VLR 發(fā)送“ 開始接入請(qǐng)求 ”，按著啟動(dòng)常規(guī)的“ 鑒權(quán) ”和“ 置密模式 ”的過程之后， VLR 即向 VMSC 發(fā)回“ 開始接入應(yīng)答 ” 和 “ 完成呼叫 ” 的請(qǐng)求。 ?GSM系統(tǒng)采取了 移動(dòng)臺(tái)輔助 切換法（ MAHO） ,MS測(cè)量 本基站 和 周圍基站 的 信號(hào)強(qiáng)度 ,把測(cè)得的結(jié)果送給 MSC分析和處理 ,從而 作出越區(qū)切換的決定 。 如圖 。 2022/5/24 61 （ 4） Gp接口。 是用來支持 SGSN和 MSC/VLR配合工作 的，使SGSN可以向 MSC/VLR發(fā)送 MS的 位置信息 或 接 收來自 MSC/VLR的 尋呼信息 。 （ 9） Gf接口。 ?接收端：使用 完全相同 的 偽隨機(jī)碼 ，與接收的被擴(kuò)展的寬帶信號(hào)作 相關(guān)解調(diào) ，把 寬帶信號(hào) 換成 原信息數(shù)據(jù) 的 窄帶信號(hào) 即 解擴(kuò) ,以實(shí)現(xiàn)信息通信。 ?Gp 值越大，系統(tǒng)的 信噪比 改善程度越大， 通信質(zhì)量 也越好。 ?當(dāng)用這樣的 地址碼 對(duì)于不同的 低頻用戶信息 進(jìn)行擴(kuò)頻 后 ,被 調(diào)制 的 高頻信號(hào) 就可以在空中傳播，接收端接收到 已調(diào)制高頻信號(hào) ，經(jīng) 載波同步解調(diào)后，再用 同樣 的 地址碼 對(duì) 擴(kuò)頻的寬帶信號(hào) 進(jìn)行 解擴(kuò) 處理，就可以正確地獲得 低頻用戶信息 。偽隨機(jī)序列是一種貌似 隨機(jī) 但實(shí)際上是 有規(guī)律的周期性 二進(jìn)制序列。 ?每個(gè) 信道 的 基帶速率 有多種，最高達(dá)到 , 每個(gè) 基帶數(shù)據(jù)流 與 64碼片長(zhǎng) 的 Walsh序列相乘后，總速率為 64＝ 。 2022/5/24 77 CDMA 反向信道 （ MS 到 BS方向） CDMA有兩種反向信道： 接入信道 和 業(yè)務(wù)信道 。 功率控制方式： 前向功率控制 和 反向功率控制 。 結(jié)論 ： CDMA 功率控制 是一種 合并機(jī)制 ，在幾種機(jī)制共同作用下，不斷地調(diào)整 發(fā)射功率 以彌補(bǔ) 無線信道 的 衰減變化 ，保證 通信質(zhì)量 和提高 系統(tǒng)容量 。 硬切換 需要 MS變更 收發(fā)頻率 ，即 先切斷 原來的 收發(fā)頻率 ，再搜索 使用 新的頻道 ，會(huì)造成無線鏈路的 瞬間中斷 ，如切換時(shí)間大于 200ms，將影響 用戶通信 。 結(jié)論 ： CDMA是 寬帶系統(tǒng) ，有較高的 擴(kuò)頻增益 ，在 C/I為 負(fù)值 時(shí)仍能得到 較好的 服務(wù)質(zhì)量，在同等條件下比 GSM 傳播距離大 倍左右。 ?其基本特征如下： （ 1）全球 普及 和全球 無縫漫游 的系統(tǒng)。 3G系統(tǒng)引入時(shí)， 2G網(wǎng)絡(luò)已具有相當(dāng)規(guī)模，3G網(wǎng)絡(luò)一定要在 2G網(wǎng)絡(luò) 的基礎(chǔ)上逐漸靈活過渡 ，并應(yīng)與固定網(wǎng)絡(luò) 兼容 。 2022/5/24 91 二、 3G的核心網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn) （ 1） Evolved GSM MAP 標(biāo)準(zhǔn)。 ?WCDMA 制式是由 歐洲 、 日本 提出的 3G制式 ，是許多 GSM運(yùn)營(yíng)商的選擇。 當(dāng) 時(shí)延 超過檢測(cè)脈沖 符號(hào)寬度 的 10％ 時(shí)，符號(hào)間 干擾 會(huì) 明顯 地出現(xiàn)，從而 限制 移動(dòng)通信的 數(shù)據(jù)速率 。 （ 2）信道編碼。 （ 6）切換技術(shù)。 ?1個(gè) BSC根據(jù) 話務(wù)量需要 可以控制 數(shù)十個(gè) BTS。 2022/5/24 103 2022/5/24 104 BTS TC BSC TC BTS MSC MSC BTS BSC TC MSC BSC 64kbit/s 16kbit/s 16kbit/s 16kbit/s 64kbit/s 64kbit/s Abis接口 Abis接口 A接口 Abis接口 A接口 A接口 圖 TC在 BTS和 MSC之間不同位置形成的結(jié)構(gòu) 第二節(jié) 基站主設(shè)備 ?基站 主設(shè)備功能 ?通過 無線空中 接口（ Um）與 移動(dòng)臺(tái) （ MS）進(jìn)行 通信 ，實(shí)現(xiàn) BT。 典型的 BSS組成如圖 。 2022/5/24 98 六 . 3G的頻段 （ 1） 時(shí)分雙工 （ TDD）方式工作頻段： ? 主要工作頻段： 1880－ 1920MHz 2022－ 2025MHz ? 補(bǔ)充工作頻段為： 2300－ 2400MHz （ 2） 頻分雙工 （ FDD）方式工作頻段： ? 主要工作頻段： 1920－ 1980MHz 2110－ 2170MHz ? 補(bǔ)充工作頻段： 1755－ 1785MHz 1850－ 1880MHz 2022/5/24 99 ? GSM 基站子系統(tǒng) （ BSS）為 GSM網(wǎng)絡(luò)的 固定部分 和 無線部分 提供 中繼 。 （ 3）功率控制。 CDMA系統(tǒng) 是一個(gè) 功率受限 系統(tǒng)，來自本小區(qū) 和鄰近小區(qū) 用戶的干擾 決定了系統(tǒng)的 容量 和 性能 是否 受到限制 。 2022/5/24 93 （ 2） TD－ SCDMA的技術(shù)特點(diǎn) ?TDSCDMA 是 我國(guó) 提出的 3G 制式 。 包括： WCDMA 和 TDSCDMA，都是由 GSM 網(wǎng)絡(luò) 向上 過渡 而成的。 （ 5）高服務(wù)質(zhì)量。 2022/5/24 88 （ 2）具有支持多媒體業(yè)務(wù)能力。 2022/5/24 85 第三節(jié) 移動(dòng)通信無線頻率的分配 一、 GSM 900MHz系統(tǒng)的工作頻率（ 載頻 ） ?上行 (MS發(fā)， BS收）工作頻率范圍： 890－ 915MHz ?下行（ BS發(fā)， MS收）工作頻率范圍： 935－ 960MHz ?工作帶寬： 25MHz ?雙工間隔： 45MHz ?載頻間隔： 200KHz