【正文】 IM卡 ——用戶識別號碼模塊 ? SIM卡插入每部 GSM手機。 大小有兩種規(guī)格：信用卡大小的標準SIM卡，及郵票大小的微型 SIM卡。 ? 在 SIM卡上存放著所有唯一的用戶信息。 – 用戶識別號碼 IMSI（ International Mobile subscriber Identification)； – 用戶所屬的網絡號和國家號（ MCC和 MNC）； – 其它的一些用戶專用信息，如縮位號碼、存貯器等。 ? 沒有插入 SIM卡的 GSM手機都是一樣的， SIM卡使每個手機有了自己的身份。如果一個叫 Fred 的用戶在出差時帶著他的 SIM卡，并把它插入租來的汽車的 GSM移動臺中，車載臺的身份就由所插入的 SIM卡決定了。 Fred所屬網絡提供的各項接入功能、縮位撥號等功能將自動轉移到租用的車載臺上。 ? 更重要的是， SIM同時附帶著你的電話號碼，如果 Fred所在的辦公室想呼中他，他們只需撥打他正常的移動手機號碼，網絡將會從 Fred的 SIM卡得知他的手機所處的位置，然后將呼叫轉移到他租來的車載臺上。 ? 為了滿足測試的需要，有一種特殊的 SIM卡 TestSIM卡。它允許手機進入一種特殊的環(huán)回模式中來進行接收機誤碼測試。 2022/6/2 SIPIVT 69 SDCCH示圖 2022/6/2 SIPIVT 70 SIM示圖 2022/6/2 SIPIVT 71 打開手機 ? 手機尋找 BCH： – 當一個手機剛開機時，它將在下行的 124個信道上搜索信號，根據接收信號的強弱把它們排序，并檢查它是否是一個 BCH信道。 ? 頻率和時序同步： – 一旦手機發(fā)現一個 BCH信道，它就會根據 FCH和 SCH信號調整內部的頻率和時序。 ? 解碼 BCH子信道（ BCCH），通過 SIM檢查網絡是否允許接入： – 然后檢查這個 BCH信號是否屬于自己的公用陸地移動網（ PLMN）。這是通過比較 SIM卡上的網絡號和國家號是否與 BCCH信道上的相應信息一致來實現的。 – 手機將重復這一過程。直到我到一個好的廣播信道。 2022/6/2 SIPIVT 72 打開手機（續(xù)） ? 位置更新： – 如果手機發(fā)現當前的小區(qū)與它原來所屬小區(qū)不同時，它就需要告訴網絡它所在處。網絡必須跟蹤每個手機的具體位置，這樣才能夠將對某一個手機的呼叫轉移至到相應的小區(qū)中去。 – 通知網絡手機所處位置的過程被稱為位置更新。 ? 身份驗證： – 手機發(fā)送一個 RACH請求信號，然后進入指定的 SDCCH信道，和基站交換控制信息，最后結束呼叫，通常用戶是感覺不到這個過程發(fā)生的。這樣就完成了向網絡登錄。 ? 有些網絡要求手機進行“ IMSI attach”過程。即使手機沒有移動到新的小區(qū)，每次開機時它也需要作位置更新 。 2022/6/2 SIPIVT 73 位置更新 ? 位置更新的過程是從手機向系統(tǒng)發(fā)出位置更新請示開始的。 ? 系統(tǒng)將詢問手機的身份和 HLR，并對其身份確認，以驗證這是一個合法的手機用戶。 ? 然后，基站將決定是否啟用加密方式。 ? 新的 MSC 將手機登錄在它的訪問寄存器 VLR，并通知手機歸屬寄存器 HLR手機當前的最新位置，及所在的 MSC。 2022/6/2 SIPIVT 74 手機主叫 ? 登錄以后的手機就可以發(fā)送和接收呼叫。當用戶在手機上輸入一個號碼，按了發(fā)送鍵以后，呼叫就開始了。 ? 手機了送 RACH脈沖串，信道設定到 BCH的 AGCH子信道： – 手機將首先在與 BCH信道號對應的上行 信道中發(fā)送一個短的 RACH脈沖串，基站將通過 CCCH中的 AGCH信號應答手機的呼叫。 – 當手機接收到 BCH上的 AGCH以后，將進行指令解碼，然后轉移到一個新的 ARFCN和時隙上，與基站在 SDCCH信道上進行雙向通信。 ? 手機與基站在 SDCCH上雙向通信： – 手機首先要做的是接收 SDCCH 中的 SACCH信號。一旦它接收到SACCH信號，它就獲得了基站發(fā)來的時序調整和功率控制信號。 – 此前基站已從 RACH脈沖串到達的時間計算出正確的時序調整時間。 – 在接收到時序調整時間后，手機就可以發(fā)送正常長度的脈沖串了。 ? 身份驗證： – 在 SDCCH信道上雙向交換的信息主要完成振鈴響應和身份確認等過程。 ? 在一到二秒之后，手機就可以從 SDCCH信道轉移到 TCH信上。這時話音信息就可以在上行和下行鏈路上進行傳送了。 2022/6/2 SIPIVT 75 手機被叫 ? 從基站發(fā)出呼叫的過程也是非常相似的?；驹?CCCH上的 PCH 信道上發(fā)出一個呼叫。當手機接收到以后，就會回送一個 RACH信號，其余過程和手機主叫是完全一致的。 ? 我們可以想辦法把 GSM脈沖通過 AM解調，形成音頻信號。比較一個呼叫過程中不同信道解調出來的聲音是銀有趣的。其中一個較好的辦法是把 GSM手機放在傳統(tǒng)的有線電話機邊，在這個設備中你可以聽到因為對 GSM脈沖 AM解調出來的干擾聲。 ? RACH脈沖的聲音是單個的“ Ticl”聲，在它之后是 SDCCH的“ Tat——tat——tat， tat——tat——tat…” 聲，幾秒種后，就可以聽到 TCH連通時的“ Buzzzzzzzzzz”聲。 ? 當手機要發(fā)出一個呼叫時，它首先向基站發(fā)出 信道請求。手機將很快地被分配到一個 SDCCH信道中，并對身份認證命令作出響應，以證明它是個合法的用戶，然后，基站將決定是否采用加密方式進行通信。此后，手機就可以進入正常的呼叫建立狀態(tài)。系統(tǒng)將分配給手機一個頻點和時隙。當接續(xù)完成以后，手機就進入了通話狀態(tài)，信息就如我們前面所講的，進行雙向傳送了（接收，發(fā)送、鄰近小區(qū) BCH測量，以及這一過程的重復）。 2022/6/2 SIPIVT 76 中同步字及均衡作用 ? 在一個時隙的結構中，我們可以看到在中間有 26個比特，這 26個比特就是中同步字，或訓練比特。 ? 中同步字被放在脈沖的中央。以減少各個比特的時序偏差。 ? 中同步字還有一些其他的用途。其中最重要的是起均衡作用。以減少比特均衡技術誤碼。 ? 手機事先可以從基站傳遞給它的信息中得知它將收到何種訓練比特。在話務信道中，這個已知比特序列長 26位。 ? 當手機接收到這個訓練比特之后，將與應當收到的理想的訓練比特作比較。通過二者之間的差異。手機可以估算在這一傳輸信道的沖激響應，知道了信道的沖激響應之后，手機可以計算出傳輸信道的反向傳遞函數。 ? 將這個反向傳遞函數作用于訓練比特兩端的數據塊，就可以有效地降低比特誤碼率。這就是通常所說的無線均衡。 ? 均衡技術是大多數手機中最機密的內容，它也是手機生產廠家競爭最激烈的領域之一。 2022/6/2 SIPIVT 77 多徑傳播及補償 ? 多徑傳播及補償示圖 ? 在這張圖上，我們可以看到一個基站、一個車載臺、一條直達的傳輸鏈路，和一條由于山體和建筑物引起的強反射信號鏈路。 ? 車載臺的運動還會造成一定的頻率偏侈。 ? 車載臺知道它應當從基站收到什么樣的色碼，通過計算射頻路徑對中同步字的影響，手機可以有效地的重建脈沖的其余的部分，減少誤碼發(fā)生的可能性。 2022/6/2 SIPIVT 78 信令層 1， 2， 3 ? 在 GSM信令中，信令分為很多層。這些分層是從開放系統(tǒng)互連OSI七層協議中演化而來的， GSM系統(tǒng)使用 OSI模型的低三層。 ? 第一層完成在物理信道上進行比特傳輸的功能。這包括檢索，時序調整、功率控制信道編碼和邏輯信道到物理信道的映射。如：在 HPIB總線中，第一層就是總線上實際的比特或電平。 ? 第二層提供了手機和網絡之間的可靠傳輸的鏈路規(guī)程。這種規(guī)程可以是基于 ISDN的 LAP（ ISDN數據通道的鏈路接入協議）或GSM專用的 LAP—Dm。在 HPIB總線中，第二層就是聽者和言者的握手協議。 ? 第三層主要是關于手機和網絡控制的規(guī)程。它又可進一步分為三個子層：無線資源管理 RRM（ radio resource management）、移動管理 MM（ mobility management）和接續(xù)管理 CM（ connection Management）。在 HPIB的總線中，第三層就是總線上的各種高層控制信號。 2022/6/2 SIPIVT 79 DTX和 DRX ? DRX： 非連續(xù)接收； DTX：非連續(xù)發(fā)送； ? 手機可通過 DRX和 DTX來節(jié)省電池耗電，手機將根據它們的用戶身份號 IMSI 的不同，被劃分不同的尋呼組群。由于相應的尋呼信息只在該尋呼組群對應的時隙發(fā)送 ,所以手機只需在指定的時隙中監(jiān)聽接收網絡傳給它的信息。 ? 在 DRX模式中，手機首先處于“睡眠”模式，以節(jié)省電池。只在預定的時刻“醒來”接收網絡尋呼信息，然后又回到“睡眠”模式。 ? 當 GSM手機的用戶只聽不說時，就可以使用 DTX模式。為了節(jié)省電池，手機只在需要傳遞信息時，才發(fā)送脈沖信號 (手機中信號發(fā)射的功耗最大 )。 ? 當啟用 DTX模式時，系統(tǒng)將插入一些“柔和”的噪聲 (fort noise)。這時遠端的用戶就可以知道鏈路仍然保持著。 2022/6/2 SIPIVT 80 GSM的未來 ? 和其它的技術一樣，剛開始接觸 GSM系統(tǒng)可能會使你感到很疑惑，要想真正地理解這個系統(tǒng)，需要把這份資料多通讀幾遍。 在 1985年，只有 ETSI的幾個專家從事 GSM的工作。如今已有數以千計的人投入到 GSM的事業(yè)中去。 GSM不再是一項高深的技術，只是一項普通的技術而已。無論是對 ETSI委員會的成員，還是從事維修服務的技術人員和經理而言，對 GSM系統(tǒng)的正確認識都是非常重要的。 GSM的未來： PhaseII+標準：涉及 EMAIL、可視電話、系統(tǒng)交互、多重時隙通信。 半速率傳輸標準：全部制定，傳輸質量降低。 增強全速率傳輸標準：專為 PCS1900系統(tǒng)制定， GSM 900系統(tǒng)到 DCS1800系統(tǒng)的移植。