【正文】 上，點(diǎn)對點(diǎn)（ BTS 對一個 MS，或反之）方式傳播。這個信 培訓(xùn)教材――移動通信基本知識 11 道與用于傳送尋呼信息的基站――移動臺信道一起稱為 GSM 的公用信道，因?yàn)樗瑫r攜帶發(fā)自 /發(fā)往許多移動臺的信息。 51 幀的復(fù)幀：它包括 51 個 TDMA 幀（ 51?8BP），持續(xù)時長 3060/13ms。每幀包括 8 個時隙（ TS0－ 7）。 GSM 在無線路徑上傳輸?shù)囊粋€基本概念是： 傳輸?shù)膯挝皇羌s一百個調(diào)制比特的序列，它稱為一個“突發(fā)脈沖”。終端設(shè)備可以租借，仍可達(dá)到用戶號碼不變，計(jì)費(fèi)帳號不變的目的。 TMSI 是一個由業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)給用戶指定的臨時識別號，以防止有人跟蹤而泄漏其地理位置。 3. 話音質(zhì)量。為了方便全歐洲統(tǒng)一使用移動電話，需要一種公共的系統(tǒng)。但是在 IMT20xx 頻譜分配上，各國家和地區(qū)的考慮并不相同，不可能完全遵照這樣的頻譜安排?，F(xiàn)在愛立信等公司以與 NTT DoCoMo 公司合作，共同提出無線傳輸技術(shù)采用 WCDMA，而 培訓(xùn)教材――移動通信基本知識 5 核心網(wǎng)路則沿用 GSM 網(wǎng)絡(luò)平臺，其目的在于能從 GSM 演進(jìn)到第三代 IMT20xx。而隨著科學(xué)技術(shù)和通信業(yè)務(wù)的發(fā)展，需要的將是一個綜合現(xiàn)有移動電話系統(tǒng)功能和提供多種服務(wù)的綜合業(yè)務(wù)系統(tǒng)，所以國際電聯(lián)要求在 20xx 年實(shí)現(xiàn)商用化的第三代移動通信系統(tǒng)，即 IMT20xx，它 的關(guān)鍵特性有： （ 1）包含多種系統(tǒng)； （ 2）世界范圍設(shè)計(jì)的高度一致性； （ 3） IMT20xx 內(nèi)業(yè)務(wù)與固定網(wǎng)絡(luò)的兼容； （ 4）高質(zhì)量； （ 5）世界范圍內(nèi)使用小型便攜式終端。 （ 3）歐洲郵電聯(lián)合會 CEPT 的移動通信特別小組（ SMG）在 88 年制定了 GSM 第一階段標(biāo)準(zhǔn) phase1，工作頻帶為 900MHz左右， 90年投入商用；同年，應(yīng)英國要求，工作頻帶為 1800MHz的 GSM 規(guī)范產(chǎn)生。 D) 安全 .利用率低，易于被竊聽，易做 假機(jī) 。當(dāng)?shù)谝粋€試運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)在芝加哥開通時，美國第一個蜂窩系統(tǒng) AMPS（高級移動電話業(yè)務(wù)）在 1979 年成為現(xiàn)實(shí)。 培 訓(xùn) 教 材 移動通信基本知識 深圳市中興通訊股份有限公司 培訓(xùn)教材――移動通信基本知識 2 第一章 引言 隨著社會的進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)、程控交換、數(shù)字通信的發(fā)展，近些年來，移動通信系統(tǒng)以其顯著的特點(diǎn)和優(yōu)越性能得以迅猛發(fā)展，應(yīng)用在社會的各個方面，到目前為止，全球移動用戶超過 1億 ，預(yù)計(jì)到本世紀(jì)末用戶數(shù)將達(dá)到 2億。 現(xiàn)在存在于世界各地比較實(shí)用的、容量較大的系統(tǒng)主要有： （ 1）北美的 AMPS；（ 2）北歐的 NMT450/900；（ 3）英國的 TACS；其工作頻帶都在 450MHz和 900MHz 附近，載頻間隔在 30kHz 以下。 這些致命的弱點(diǎn)將妨礙其進(jìn)一步發(fā)展，因此模擬蜂窩移動通信將逐步被數(shù)字蜂窩移動通信所替代。 上述三種產(chǎn)品的共同點(diǎn)是數(shù)字化，時分多址、話音質(zhì)量比第一代好，保密性好、可傳送數(shù)據(jù)、能自動漫游等。 具有代表性的第三代移動通信系統(tǒng)技術(shù)： 主要存在兩個標(biāo)準(zhǔn)： （ 1）以 Qualm 公司為代表提出的與 IS95 系統(tǒng)反向兼容的寬帶 cdmaOne 建議。 ? 歐洲的 TDCDMA 歐洲西門子和阿爾卡特等公司提出了一種 TDCDMA。 移動通信：對于通話的雙方，只要有一方處于移動狀態(tài)，即構(gòu)成移動通信方式。 1982 年在歐洲郵電行政大會（ CEPT）上成立“移動特 別小組”（ Group Special Mobile）簡稱“ GSM”，開始制定使用于泛歐各國的一種數(shù)字移動通信系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范。鑒于數(shù)字傳輸技術(shù)的特點(diǎn)以及 GSM 規(guī)范中有關(guān)空中接口和話音編碼的定義，在門限值以上時，話音質(zhì)量總是達(dá)到相同的水平而與無線傳輸質(zhì)量無關(guān)。 6. 與 ISDN、 PSTN 等的互連。 培訓(xùn)教材――移動通信基本知識 9 系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 我國陸地公用蜂窩數(shù)字移動通信網(wǎng) GSM 通信系統(tǒng)采用 900MHz 頻段： 890～ 915（移動臺發(fā)、基站收） 935～ 960（基站發(fā)、移動臺收） 雙工間隔為 45MHz，工作帶寬為 25 MHz，載頻間隔為 200 kHz。脈沖持續(xù)時間優(yōu)先，在無線頻譜中也占一有限部分。每個 TDMA 幀有一個 TDMA幀號。 26 個這樣的復(fù)幀組成一個超幀。相反地，在一定時間內(nèi)分配給一單獨(dú)移動臺的信道稱作專用信道。 2. 控制信道：用于傳送信令或同步數(shù)據(jù)。專用控制信道（ DCCH ）獨(dú)立專用控制信道（ S DCCH ）： 用在分配 T CH 之前呼叫建立過程中傳送系統(tǒng)信令。這一般在切換時發(fā)生。 碼 這是一種簡單的鑒權(quán)方法。 RAND 是由網(wǎng)絡(luò)側(cè) AUC 的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的，長度為 128 比特，它的值隨機(jī)地在 0～2128－ 1（成千上萬億） 范圍內(nèi)抽取。 加密和解密是對 114個無線突發(fā)脈沖編碼比特與一個由特殊算法產(chǎn)生的 114 比特加密序列進(jìn)行異或運(yùn)算（ A5 算法）完成的。在網(wǎng)絡(luò)一側(cè)，這個“潛在”的密鑰也存貯于拜訪 MSC/VLR 中，以備加密開始時使用。 在可能的情況下通過使用臨時移動用戶身份號 TMSI 替代用戶身份 IMSI，可以得到保護(hù)。 3. 移動臺 MS MS 是 GSM 系統(tǒng)的移動用戶設(shè)備，它由兩部分組成，移動終端和客戶識別卡（ SIM 卡）。 BS C MS C/VL RHL R/AU C E I R MS C/VL ROMCSCP L MNP S T NI S DNP S P DNBT SUmAbisABT SNo .7 BS S APNo .7 MA PNo .7 MA P T UPNo .7 T UP信令 話路 圖 3－ 1 PLMN 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 其中： BSC Base Station Controller 基站控制器 BTS Base Transceiver Station 基站收發(fā)信機(jī) MSC Mobile services Switching Center 移動交換中心 OMC Operation and Maintenance Center 操作維護(hù)中心 AUC Authentication Centre 鑒權(quán)中心 EIR Equipment Identification Register 設(shè)備識別登記器 HLR Home Location Register 歸屬位置登記器 VLR Vistor Location Register 拜訪位置登記器 MS Mobile Station 移動臺 ISDN Intergrated Service Digital Network 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng) PSTN Public Switching Telephone Network 公用電話交換網(wǎng) PSPDN Public Switched Data Network 公用數(shù)據(jù)交換網(wǎng) PLMN PublicL and Mobile Network 公用陸地移動網(wǎng) 子系統(tǒng) 基站子系統(tǒng) BSS 為 PLMN 網(wǎng)絡(luò)的固定部分和無線部分提供中繼，一方面 BSS 通過無線接口直接與移動臺實(shí)現(xiàn)通信連接，另一方面 BSS 又連接到移動交換子系統(tǒng) MSS 的移動交換中心 MSC。 MSAte r 接口BS 接口Um 接口B S CB I EB T SB T SB I EAbis 接口SM SM TCA 接口M S COM CQ3 接口 圖 3－ 2 BSS 子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 其中： TC TransCoder 碼型變換器 SM SubMultiplexing 子復(fù)用 BIE Base station Interface Equipment 基站接口設(shè)備 如上圖， BSS 的組成： （ 1）基站收發(fā)信臺（ BTS）： 基站收發(fā)信臺（ BTS）包括基帶單元、載頻單元和控制單元三部分，屬于基站系統(tǒng)的無線部分，是由基站控制器控制，服務(wù)于某個小區(qū)的無線收發(fā)信設(shè)備，完成 BSC 與無線信道之間的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn) BTS 與 MS 之間通過空中接口的無線傳輸及相關(guān)的控制功能。 BSC 與 TC 之間的接口稱為 Ater 接口；在 TC 與 MSC 之間的接口稱為 A接口。 MSC 從三種數(shù)據(jù)庫，拜訪位置寄存器（ VLR）、歸屬位置寄存器（ HLR） 和鑒權(quán)中心（ AUC）中取得處理用戶呼叫請求所需的全部數(shù)據(jù)。鑒權(quán)中心產(chǎn)生鑒權(quán)三參數(shù)組（隨機(jī)數(shù) RAND、符號響應(yīng) SRES、加密鍵 Kc），用來鑒權(quán)用戶身份的合法性以及對無線接口上的話音、數(shù)據(jù) 、信令信號進(jìn)行加密，防止無權(quán)用戶接入和保證移動用戶通信的安全。短消息業(yè)務(wù)功能是一種類似于傳呼機(jī)的業(yè)務(wù)功能，但是它具有尋呼網(wǎng)絡(luò)無法具備的優(yōu)點(diǎn)：即保證到達(dá)和雙向?qū)ず艄δ堋? （ OMC） OMC 系統(tǒng)按照功能 劃分成幾大模塊，各大模塊又分為前臺和后臺兩個子模塊，強(qiáng)調(diào)各模塊的獨(dú)立性以及模塊間接口的通用性，以適應(yīng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變化及功能的增加。在 GSM規(guī)范中定義了一個 SIMME 接口，這里 SIM 是一張智能卡，包含存貯在無線端口的用戶一側(cè)上所有與用戶有關(guān)的信息， ME 代表移動設(shè)備。 遵循《 ETSIGSM 系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范書 08.??》， A接口特性包括： 在 A接口中，它遵循 GSM 規(guī)范 08 系列的要求。包括 BSS 應(yīng)用規(guī)程（ BSSAP）和 BSS 操作維護(hù)應(yīng)用規(guī)程（ BSSOMAP），完成基站系統(tǒng)的資源和連接的維護(hù)管理，業(yè)務(wù)的接續(xù)及拆除的控制。 Layer3—— 在上層部分，主要傳輸 BTS 的應(yīng)用部分，包括無線鏈路管理（ RLM）功能和操作維護(hù)功能（ OML）。在 Ater 接口中傳輸?shù)男帕钚盘枮?CCS7，信令信道占用 TS16。 第三層，信號鏈路層 3：此層主要負(fù)責(zé)控制和管理的協(xié)議層，把用戶和系統(tǒng)控制過程的信息按一定的協(xié)議分組安排到指定的邏輯信道上。 培訓(xùn)教材――移動通信基本知識 28 1. B 接口： MSC 與 VLR 接口， MSC通過該接口向 VLR 傳送漫游用戶位置信息，并在呼叫建立時向 VLR 查詢漫游用戶的有關(guān)用戶數(shù)據(jù)，通常 MSC 與 VLR 合設(shè)，其間采用內(nèi)部接口。 培訓(xùn)教材――移動通信基本知識 29 第四章 編號計(jì)劃和撥號方式 本節(jié)介紹 GSM 移動通信網(wǎng)中識別客戶身份的各種號碼的編號計(jì)劃。 2. 國際移動用戶識別碼（ IMSI） IMSI 是在 PLMN 網(wǎng)中唯一識別一個移動用戶的號碼，由 15 位數(shù)字組成： M C C M N C M S I N國際移動用戶識別國內(nèi)移動用戶識別 MCC＝移動國家號碼，由 3 位數(shù)字組成，唯一地識別移動用戶所屬的國家。該號碼在接續(xù)完成后即可釋放給其他用戶使用。） 撥號方式是使客戶通過撥十進(jìn)制數(shù)字實(shí)現(xiàn)本地呼叫、國內(nèi)長途呼叫及國家長途呼叫的一種方式。 培訓(xùn)教材――移動通信基本知識 32 第五章 無線覆蓋的區(qū)域結(jié)構(gòu) 在 GSM 系統(tǒng)中，由于用戶的移動性，位置信息是一個很關(guān)鍵的參數(shù)，其表示方法如圖1－ 3 所示： GSM 業(yè)務(wù)區(qū) （全部成員國）PLMN 業(yè)務(wù)區(qū) （每國一個或多個）MSC 業(yè)務(wù)區(qū) （由一個 MSC 控制的區(qū)域）小區(qū) （一特定 BTS 覆蓋的區(qū)域）位置區(qū) （定位和尋呼區(qū)） 圖 1－ 3 GSM 各區(qū)之間的關(guān)系 GSM 網(wǎng)路的最小不可分割的區(qū)域是由一個基站（全向天線）或一個基站的一個扇形天線所覆蓋的區(qū)域，或稱小區(qū)或 cell。 GSM 業(yè)務(wù)區(qū)是由全球各個國家的 PLMN 網(wǎng)路所組成的。 2. MS 關(guān)機(jī)，從網(wǎng)絡(luò)中“分離”。要求 MS 每過一定時間登記一次，這就是周期性登記。 （ 3） . VLR 修改這個 MS 的數(shù)據(jù)，將位置區(qū)號碼改成當(dāng)前的位置區(qū)號碼，然后向 BSC 發(fā)一個應(yīng)答消息。這樣，一個同一 MSC 局內(nèi)的位置更新過程就結(jié)束了。 當(dāng)移動臺更換位置區(qū)時，移動臺發(fā)現(xiàn)其存儲器中的 LAI 與接收到的 LAI 發(fā)生了變化，便執(zhí)行登記。當(dāng)該用戶被尋呼后， HLR 向拜訪 MSC/VLR 要漫游號碼