【文章內(nèi)容簡介】 ISDN進(jìn)行信令連接與控制部分(SCCP)的尋址。例如一個GSM移動用戶的手機(jī)號碼為8613501019346，86是國家碼CC；135是NDC，用于標(biāo)識網(wǎng)號；01019346是用戶SN，9346用于識別歸屬區(qū)。（IMSI）為了在無線路徑和整個GSM移動通信網(wǎng)上正確的識別某個移動用戶，必須給移動用戶分配一個特定的識別碼，這個識別碼稱為國際移動用戶識別碼（ISMI），分別存儲在用戶識別卡（SIM）、HLR和MSC/VLR上。IMSI在所在的用戶漫游位置都有效，GSM網(wǎng)用它識別用戶和對用戶進(jìn)行安全鑒別，以判定其是否有權(quán)建立呼叫或位置更新。ISMI也是15位長。MSINMNC 兩位數(shù)字MCC 3位數(shù)字 它的組成如下： ISMI=MCC+MNC+MSIN MCC：移動用戶的國家號碼，中國是460. MNC：移動網(wǎng)號，中國移動為00，中國聯(lián)通為01. MSIN：移動用戶識別碼，在某一PLMN內(nèi)MS惟一的識別編碼格式為H1H2H3H4SXXXXX。IMSI是國際上惟一的識別一個移動用戶的號碼，它的最大長度為15位數(shù)字。其中MCC3位數(shù)字，MNC兩位數(shù)字，MSIN最多10位數(shù)字。3. BCCH絕對頻道號按照GSM系統(tǒng)要求，在每個小區(qū)中必須有且只有一個載頻用于發(fā)送一些廣播消息。在這里用BCCHNO表示這個載頻的絕對頻道號。基站用BCCHNO對應(yīng)的頻率值向各小區(qū)發(fā)送廣播消息，這些廣播消息包括:頻率同步和時間同步信息、基站的BSIC等。MS在移動過程中，不斷監(jiān)聽本小區(qū)和相鄰小區(qū)的BCCH載頻，MS根據(jù)接收到的BCCH載頻使MS與系統(tǒng)同步并判斷出該載頻所屬基站的BSIC以供切換使用4 基站識別碼（BSIC）在GSM系統(tǒng)中，每個基站都分配有一個本地色碼，稱為基站識別碼BSIC (Base Station Identify Code)。若在某個物理位置上，移動臺能同時收到兩個小區(qū)的BCCH載頻，且它們的頻道號相同，則移動臺以BSIC來區(qū)分它們?；咀R別碼(BSIC)由國家色碼(NCC)和基站色碼(BCC)組成，用于識別相鄰國家的相鄰基站，為6bit ，其中：NCC=國家色碼(3bit)，主要用來區(qū)分國界各側(cè)的運營者(國內(nèi)區(qū)別不同的省)，為XY1Y2。X:運營者(移動X=1，聯(lián)通=0)，YY2:分配見表３－１表３－１基站識別碼中Y1和Y2的分配編碼Y1 Y2010吉林、甘肅、西藏、廣西、福建、湖北、北京、江蘇黑龍江、遼寧、寧夏、四川、海南、江西、天津、山西、山東1新疆、廣東、河北、安徽、上海、貴州、陜西內(nèi)蒙古、青海、云南、河南、浙江、湖南 BCC=基站色碼(3bit),識別基站。由運營商設(shè)定。BSIC在每個小區(qū)的同步信道(SCH)上發(fā)送。其最主要的作用是:當(dāng)移動臺在通話過程中，MS必須對鄰區(qū)BCCH載頻的電平進(jìn)行測量并報告給基站。同時在上行的測量報告中對每一個頻率點，移動臺必須給出它所測量到的該載頻的BSIC。當(dāng)在某種特定的環(huán)境下，即某小區(qū)的鄰區(qū)中包含兩個或兩個以上的小區(qū)采用相同的BCCH載頻時，基站可以依靠BSIC來區(qū)分這些小區(qū)，從而避免錯誤的越區(qū)切換，甚至切換失敗。（LAI） 位置區(qū)識別碼（LAI）代表MSC業(yè)務(wù)區(qū)的不同位置區(qū)，用于移動用戶的位置更新。，表達(dá)為 LAI=MCC+MNC+LAC MCC：移動國家號碼，用于識別一個國家。 MNC：移動網(wǎng)號，用于識別國內(nèi)的GSM網(wǎng)號。 LAC：位置區(qū)號碼，用于識別一個GSM網(wǎng)中的位置區(qū)，LAC的最大長度為16位。一個GSM PLMN中最多可以定義65536各不同的位置區(qū)。BCCH絕對頻道號MNCLACMCC LAI的組成6. 小區(qū)全球識別碼（CGI）作為一個全球性的蜂窩移動通信系統(tǒng)，GSM對每個國家的每一個GSM網(wǎng)絡(luò)，乃至每個網(wǎng)絡(luò)中的每一個位置區(qū)、每個基站和每個小區(qū)都進(jìn)行了嚴(yán)格的編號，以保證全球范圍內(nèi)的每個小區(qū)都有唯一的號碼即小區(qū)全球識別碼與之對應(yīng)。小區(qū)全球識別碼(CGI)構(gòu)成為:CGI=LAI+Cl在上式中LAI =MCC+MNC+LAC為位置區(qū)識別碼，用于位置區(qū)識別、越區(qū)切換和位置更新。MCC、MNC的含義和IMSI中相同。CI為一個2字節(jié)的BCD編碼，由各MSC自定。 整個通信系統(tǒng)中還有其它的很多號碼，比如移動用戶漫游號碼（MSRN）、臨時移動用戶識別碼（TMSI）、國際移動臺識別碼（IMEI）、基站識別碼（BSIC）、MSC/VLR號碼、HLR號碼、切換號碼（HON）等。由于文章篇幅原因，在這里不再做一一講解。 移動通信的區(qū)域組成建設(shè)GSM蜂窩移動通信系統(tǒng)時，由于基站設(shè)置多，必須合理的分布它的各個子系統(tǒng)。根據(jù)子系統(tǒng)的功能，將整個網(wǎng)絡(luò)分成大小不同的區(qū)域，使各個區(qū)域內(nèi)的子系統(tǒng)能夠有機(jī)的配合。GSM與其它的現(xiàn)代移動通信網(wǎng)都是在理論上以正六邊形小區(qū)覆蓋整個服務(wù)區(qū)為基礎(chǔ)進(jìn)行研究的，由于正六邊形酷似蜂窩，故將這種小區(qū)制移動通信網(wǎng)稱為蜂窩。因為蜂窩的優(yōu)點之一就是我們最為關(guān)心的——提高了頻率使用率。只有了解了蜂窩系統(tǒng)的各個區(qū)域，才能清楚信號傳輸與交換過程。為此，原CCITT（國際電話電報咨詢委員會）將蜂窩網(wǎng)的區(qū)域劃分為小區(qū)、位置區(qū)、MSC區(qū)、PLMN區(qū)和服務(wù)區(qū)等。（1） 小區(qū) GSM蜂窩系統(tǒng)的服務(wù)區(qū)由一個個的小區(qū)（cell）組成，小區(qū)是GSM系統(tǒng)最小的區(qū)域單位。每個小區(qū)有一個基站覆蓋。小區(qū)的規(guī)模是可變的，人口越密集的地方，小區(qū)越小。當(dāng)移動用戶在網(wǎng)絡(luò)中移動時，用戶通過所在小區(qū)的基站接入業(yè)務(wù)。小區(qū)的準(zhǔn)確形狀依賴于該地區(qū)的地理情況，高山和高大的建筑物可能會阻擋信號。假設(shè)不考慮這些因素，無線電波的覆蓋區(qū)域是以無線電收發(fā)信機(jī)為圓心的一個扇形區(qū)域。離基站越遠(yuǎn)信號強(qiáng)度就越弱，所以小區(qū)的邊界是移動終端不再可靠發(fā)送和接收信號的界限。但是，無線電信號在邊界處不會自動停止，這就有可能對相鄰小區(qū)產(chǎn)生干擾。因此，小區(qū)的覆蓋范圍與周圍基站的位置及信號強(qiáng)度、噪聲的干擾等因素有關(guān)。當(dāng)一個小區(qū)周圍沒有任何基站小區(qū)的覆蓋范圍遠(yuǎn)到信噪比高于手機(jī)靈敏度的任何區(qū)域。若小區(qū)周圍有其他的基站，小區(qū)的邊界為兩個基站信號的交叉點。手機(jī)通過交叉點將要進(jìn)行通話轉(zhuǎn)接和位置更新。 小區(qū)根據(jù)覆蓋范圍的大小，可以分為許多類： ◆全方向性小區(qū)：基站發(fā)射的信號在各個方向上的強(qiáng)度都相同的小區(qū)稱為全方向性小區(qū)，一個全方向性小區(qū)只有一個基站，這種小區(qū)通常用于農(nóng)村地區(qū)?！罄m(xù)章節(jié)的仿真小區(qū)即是此處所講的全方向性小區(qū) ◆扇形小區(qū)：當(dāng)基站收發(fā)信機(jī)天線采用定向天線時，基站區(qū)分為若干個扇區(qū)，如采用120度定向天線時，一個小區(qū)分為3個扇區(qū)；若采用60度定向天線時，一個小區(qū)分為6各扇區(qū)。◆宏小區(qū)：天線一般假設(shè)在高大建筑物的頂端。 ◆微小區(qū)：天線安裝在特定的區(qū)域，如機(jī)場，隧道和地鐵等場所。 ◆微微小區(qū)：天線一般安裝在更小的小區(qū)，如大樓內(nèi)的一個樓層。（2） 位置區(qū) 許多小區(qū)組成一個位置區(qū)（LA），在這個區(qū)域中，移動臺可以任意移動但不需要進(jìn)行位置更新。每個LA都有一個識別碼（LAI），系統(tǒng)就是根據(jù)手機(jī)目前所在區(qū)域的LAI來確認(rèn)其位置的。當(dāng)系統(tǒng)需要與手機(jī)建立通話時，只需對該手機(jī)所在的LA進(jìn)行呼叫即可。（3） MSC區(qū) 一個位置區(qū)只由一個MSC控制，但一個MSC能同時控制多個位置區(qū)。一個MSC所控制的所有位置區(qū)就構(gòu)成了一個MSC區(qū)， 所示.ＢＴＳＢＴＳＢＴＳＢＴＳＢＳＣＢＳＣMSC　　位置區(qū)示意圖當(dāng)系統(tǒng)要跟某部手機(jī)建立通話時，MSC從訪問位置寄存器（VLR）中查出該手機(jī)目前所在的位置區(qū)，然后將信號交換到該位置區(qū)的BSC上，由BSC送出信號對該位置區(qū)進(jìn)行呼叫。（4）PLMN區(qū)運營商通常會同時經(jīng)營多個，這些區(qū)域就構(gòu)成了PLMN區(qū)。一個PLMN區(qū)實際上就是一家運營商經(jīng)營的范圍，如圖 所示。PLMN區(qū)內(nèi)至少有一個歸屬寄存器（HLR），用來記錄用戶數(shù)據(jù)。VLR分布在各MSC區(qū)內(nèi)，同一個地區(qū)通常有數(shù)家運營商，它們的PLMN區(qū)可能會有一定的重疊。（5）服務(wù)區(qū)全球所有的PLMN區(qū)就構(gòu)成了服務(wù)區(qū)。手機(jī)只要在服務(wù)區(qū)內(nèi)就可以系統(tǒng)提供的通信服務(wù)。由于全球基站數(shù)目不斷增加，所以服務(wù)區(qū)也不斷擴(kuò)大。 頻率復(fù)用的概念GSM建網(wǎng)初期，要考慮成本、容量、地形、人口分布等情況，以此確定小區(qū)的規(guī)劃方案，然后進(jìn)行基站選址、建站、建設(shè)傳輸網(wǎng)絡(luò)等?；窘ㄔO(shè)完成后，需要為其分配頻率，但是頻率資源是十分有限的，比如根據(jù)GSM體制的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，我國GSM蜂窩移動通信系統(tǒng)主要使用900MHZ和1800MHZ兩個頻段，因此必須考慮頻率復(fù)用的情況。頻率復(fù)用距離必須足夠大，才能不出現(xiàn)同頻干擾。關(guān)于頻率復(fù)用還要考慮的一個問題是鄰頻干擾，兩個相鄰的頻點使用在相鄰的小區(qū)，或在同一小區(qū)里因為兩個頻點之間沒有足夠的保護(hù)帶寬，會造成信號相互干擾。頻率復(fù)用是蜂窩移動通系統(tǒng)的核心概念。蜂窩結(jié)構(gòu)的價值就是借助頻率復(fù)用突破了頻譜資源的限制，產(chǎn)生出無限的系統(tǒng)容量。頻率復(fù)用技術(shù)是指同一組頻率（信道）用于覆蓋不同的小區(qū)，這些小區(qū)彼此之間通過設(shè)定有效的距離來避免相互干擾。圖 解釋了蜂窩網(wǎng)頻率復(fù)用的概念，圖中字母相同的小區(qū)使用相同的信道頻率。在典型的頻率復(fù)用中要用到以下幾個參數(shù)： ◆D——使用相同的頻段（也稱為同一信道）的蜂窩區(qū)的最小中心間距。 ◆R——一個蜂窩小區(qū)的半徑。 ◆d——相鄰蜂窩小區(qū)的中心距離。 ◆N——一個復(fù)用模型的小區(qū)個數(shù)，術(shù)語稱為復(fù)用因子（reuse factor）。頻率復(fù)用因子k為1/N?！?C/I——同頻干擾保護(hù)比。為了理解頻率復(fù)用的概念，考慮一個共有S條可用雙工信道的蜂窩系統(tǒng)。如小區(qū)都分配k條信道（kN），并且S條信道在N小區(qū)中分為各不相同的、各自獨立的信道組，而且每個信道組有相同的信道數(shù)目，則可用無線信道的總數(shù)為 S=kN共同使用全部可用頻率的N個小區(qū)就是一簇。若簇在系統(tǒng)中共復(fù)制了M次，則雙工信道的總數(shù)C為 C=M*kN=M*S從上式可以看出，蜂窩系統(tǒng)的容量直接與簇在某一固定范圍內(nèi)復(fù)制的次數(shù)成比例。通常，N的典型值為7或12 。 頻率復(fù)用的方式根據(jù)GSM體制，許多GSM運營商采用傳統(tǒng)的4*3復(fù)用方式，即頻率每隔12個小區(qū)復(fù)用一次。由于GSM系統(tǒng)本身采用了許多抗干擾技術(shù)，如跳頻、自動功率控制、基于語音激活的非連續(xù)發(fā)射和天線分集等，將這些技術(shù)合理、有效的利用，將會C/I。 因此，可以采用更密集的頻率復(fù)用方式，也就是說，在一定帶寬條件下提高單位面積的信道數(shù)，希望建立盡可能少的基站，每個基站設(shè)置盡可能多的收發(fā)信機(jī)，以此增加頻率復(fù)用系數(shù)，提高頻譜利用率。特別應(yīng)指出的是，采用更、緊密的復(fù)用方式之后，頻率的復(fù)用距離減少，使干擾增加，因此必須采用如跳頻或不連續(xù)發(fā)射等技術(shù)，比較常用的更緊密的頻率復(fù)用方式有3*2*1*3復(fù)用方式，傘狀結(jié)構(gòu)復(fù)用，普通同心圓復(fù)用及多重頻率復(fù)用?！罄m(xù)章節(jié)仿真設(shè)計中采用的是1*3的頻率復(fù)用方式 頻率分配在介紹頻率分配之前，先介紹頻率與頻點的概念。 在移動通信中，頻率是指無線信號的發(fā)射頻率，包括移動臺發(fā)送給基站的上行信號和基站發(fā)送給移動臺的下行信號；而頻點是給固定頻率編號。假設(shè)給定頻率范圍為890~915MHZ，頻率間隔200KHZ，按此間隔從890MHZ，，...,915MHZ分為125個無線頻率段，對每個頻段進(jìn)行編號，分別為1，2，3，…，125。這些對固定頻率的編號就是我們所說的頻點。頻率（頻道或波道）分配是頻率復(fù)用的前提。頻率分配有兩層含義：一是頻道分組，根據(jù)移動網(wǎng)的需要將全部信道分成若干組；二是頻道指配，以固定的或動態(tài)的分配方法指配給蜂窩網(wǎng)的用戶使用。下面主要討論頻道指配的方法。頻道指配有兩種方法：固定頻道分配和動態(tài)頻道分配。下面將分別介紹。 固定頻道分配固定信道分配主要解決3個問題：確定頻道組數(shù)和每組的頻道數(shù)，以及頻道的頻率指配。這里只討論蜂窩網(wǎng)固定頻道分配。固定頻道分配有兩種：一是分區(qū)分組分配法；二是等頻距分配法。（1） 分區(qū)分組分配法分區(qū)分組分配法應(yīng)遵循的原則是盡量減少占用的總頻段，以提高頻段的利用率；同一區(qū)群內(nèi)不能使用相同的信道，以避免同頻干擾；小區(qū)內(nèi)采用無三階互調(diào)的相容信道組，以避免互調(diào)干擾。例如，給定的頻段以等間距劃分信道，按順序分別標(biāo)明各信道的號碼為：1，2，3，…。若每個區(qū)群有7個小區(qū)，每個小區(qū)需6條信道，按上述原則分配，可得： 第一組 1 5 14 20 34 36 第二組 2 9 13 18 21 31 第三組 3 8 19 25 33 40 第四組 4 12 16 22 37 39 第五組 6 10 27 30 32 41 第六組 7 11 24 26 29 35 第七組 15 17 23 28 38 42 上述每一組信道分配給區(qū)群內(nèi)的一個小區(qū)，這里使用42條信道，而且只占用了這42條信道的頻段，這是最佳的分配方案。信道分配的前提是要避免三階互調(diào)，但未考慮同一信道組中的頻率間隔，可能出現(xiàn)較大的鄰道干擾，這是分區(qū)分組分配法的主要缺點。（2） 等頻距分配法 等頻距分配法是按等頻率間隔來配置信道的，只要選頻選的足夠大，就可以有效的避免鄰道干擾。這樣的頻率配置可能正好滿足產(chǎn)生互調(diào)的頻率關(guān)系，但因為頻距大，干擾易于被接收機(jī)輸入濾波器濾除，也就避免了互調(diào)干擾。等頻距分配時可根據(jù)區(qū)內(nèi)的小區(qū)數(shù)N來確定同一信道組內(nèi)各個信道之間的頻率間隔。例如，第一組用（1，1+N，1+2N，…），第二組用（2，2+N，2+2N，…）等。假設(shè)N=7，則信道的配置如下： 第一組 1 8 15 22 29 第二組 2 9 16 23