【正文】 )，兩段各 39 bit的加密比特和 bit的保護(hù)間隔 (見圖 38)。 第 3章 GSM系統(tǒng) 3. 同步突發(fā) (SB)脈沖序列 同步突發(fā)脈沖序列用于移動臺的時間同步。 第 3章 GSM系統(tǒng) 2. 頻率校正突發(fā) (FB)脈沖序列 頻率校正突發(fā)脈沖序列用于移動臺的頻率同步，它相當(dāng)于一個帶頻移的未調(diào)載波，它的“固定比特”全部是 0，可使調(diào)制器發(fā)送一個未調(diào)載波。由于每載頻最多 8個客戶，因此必須保證各自時隙發(fā)射時不相互重疊?！?TB”(尾比特 )總是 000，用于幫助均衡器判斷起始位和中止位。借用標(biāo)志是表示此突發(fā)脈沖序列是否被某個信道借用。 第 3章 GSM系統(tǒng) 圖 38 突發(fā)脈沖序列的格式 第 3章 GSM系統(tǒng) 1. 常規(guī)突發(fā) (NB)脈沖序列 常規(guī)突發(fā)脈沖序列 也稱普通突發(fā)脈沖序列，用于攜帶業(yè)務(wù)信道及除接入信道、同步信道和頻率校正信道以外的控制信道上的信息 (關(guān)于信道的有關(guān)問題將在下面論述 )。不同的突發(fā)信息格式攜帶不同的邏輯信道。 第 3章 GSM系統(tǒng) 圖 37 GSM系統(tǒng)各種幀結(jié)構(gòu)及時隙的格式 第 3章 GSM系統(tǒng) 時隙是構(gòu)成物理信道的基本單元，在時隙內(nèi)傳送的脈沖串叫做“突發(fā)” (burst)脈沖序列。 26幀的復(fù)幀包括 26個 TDMA幀，這種復(fù)幀持續(xù)時長為 120 ms，主要用于業(yè)務(wù)信息的傳輸，也稱做業(yè)務(wù)復(fù)幀。 GSM系統(tǒng)各種幀結(jié)構(gòu)及時隙的格式如圖 37所示。每 2 715 648個 TDMA幀為一個超高幀，每一個超高幀又可分為 2048個超幀，一個超幀持續(xù)時間為 s，每個超幀又是由復(fù)幀組成的。有了 TDMA幀號，移動臺就可判斷控制信道 TS0上傳送的是哪一類邏輯信道 (后續(xù) )。 第 3章 GSM系統(tǒng) 圖 36 FDMA和 TDMA結(jié)合的接入方式 (a) ?FDMA； (b) ?TDMA 第 3章 GSM系統(tǒng) GSM的幀結(jié)構(gòu) 在 TDMA中，每個載頻被定義為一個 TDMA幀，在信息傳輸中要有 TDMA 幀號 (FN)，這是因為 GSM的特性之一 —客戶保密性好是通過在發(fā)送信息前對信息進(jìn)行加密實(shí)現(xiàn)的。因此，一個載頻最多可有 8個移動客戶同時使用，如圖 36所示。在這種接入方式中， GSM共 25 MHz的頻段被分為 124個頻道，頻道間隔是 200 kHz。如 GSM 900 MHz系統(tǒng)中，移動和聯(lián)通兩系統(tǒng)間應(yīng)有約 400 kHz的保護(hù)帶寬； GSM 1800 MHz與其他無線電系統(tǒng)的頻率相鄰時，應(yīng)考慮系統(tǒng)間的相互干擾情況，留出足夠的保護(hù)頻帶。如使用第 9組的小區(qū)可借用第 2組頻道等，如圖 35所示。 第 3章 GSM系統(tǒng) 一般對于有方向性天線，采用 12分組方式，即 4個基站、12組頻率 (見圖 33)或 9分組方式，即 3個基站、 9組頻率 (見圖34)。但是，頻率分組數(shù)的減少也使同頻道復(fù)用距離減小，導(dǎo)致系統(tǒng)中平均 C/I值降低。頻率復(fù)用方式就是指將可用頻道分成若干組，若所有可用的頻道數(shù)為 N(如 94)，分成 F組 (如 9組 )，則每組的頻道數(shù)為 N/F(94/9???，即有些組的頻道數(shù)為 10個，有些為 11個 )。 第 3章 GSM系統(tǒng) 4．頻率復(fù)用方式 頻率復(fù)用是指在不同的地理區(qū)域上用相同的載波頻率進(jìn)行覆蓋。 例： 對于 40W的功率，按 dBm單位進(jìn)行折算后的值應(yīng)為： 10lg（ 40W/1mw） =10lg（ 40000） =46dBm。當(dāng)計算 A的功率相比于 B大或小多少個 dB時，可按公式 10 lg A/B計算。這是由于地形不規(guī)則性及本地散射體的形狀、類型及數(shù)量不同，以及其他一些因素 (如天線類型、方向性及高度，站址的標(biāo)高及位置，當(dāng)?shù)氐母蓴_源數(shù)目等 )所造成的。 解 fl(131)?= MHz+(131－ 1)? MHz ?? = MHz fh(131)=fl(131)+45 MHz ????= MHz 第 3章 GSM系統(tǒng) 例 32 計算第 131號信道的上、下行工作頻率。如 m=11，則 n=11/8=，取 n=2，代入式 (31)計算。其中，中國移動為1～ 94頻道，中國聯(lián)通為 95～ 124頻道。 第 3章 GSM系統(tǒng) 隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，可視需要向下擴(kuò)展，或向 GHz頻段的 DCS 1800過渡，即 1800 MHz頻段： 上行鏈路： 1710～ 1785 MHz(移動臺發(fā)、基站收 ) 下行鏈路： 1805～ 1880 MHz(基站發(fā)、移動臺收 ) 可用帶寬為 75 MHz，雙工收 /發(fā)頻率間隔為 95 MHz。 第 3章 GSM系統(tǒng) GSM系統(tǒng)的頻譜分配和頻道劃分 1．頻率配置 除美國外，全球基本 GSM 900的頻率范圍是 890～ 915 MHz(上行 25 MHz)， 935～ 960 MHz(下行 25 MHz)；擴(kuò)展 GSM 900的頻率范圍是 880～ 915 MHz(上行 35 MHz)，925～ 960 MHz(下行 35 MHz)。 第 3章 GSM系統(tǒng) 3． GSM系統(tǒng)與其他公用電信網(wǎng)接口 其他公用電信網(wǎng)主要是指公用電話網(wǎng) (PSTN)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng) (ISDN)、分組交換公用數(shù)字網(wǎng) (PSPDN)和電路交換公用數(shù)據(jù)網(wǎng) (CSPDN)。 第 3章 GSM系統(tǒng) (5) ?F接口：即 MSC與 EIR之間的接口，用于 MSC檢驗移動臺 IMEI(國際移動設(shè)備識別碼 )時使用。同時，HLR還要通知前一個為移動用戶服務(wù)的 VLR刪除該移動客戶的信息。 第 3章 GSM系統(tǒng) (3) ?D接口：即 HLR與 VLR之間的接口，用于交換移動臺位置和用戶管理的信息。 (1) ?B接口：即 MSC與 VLR之間的接口，用于 MSC向VLR詢問有關(guān)移動臺當(dāng)前位置的信息或通知 VLR有關(guān)移動臺的位置更新信息等。此接口主要傳遞呼叫處理、移動性管理、基站管理、移動臺管理等信息。 Abis接口支持向用戶提供的所有服務(wù)，并支持對 BTS無線設(shè)備的控制和無線頻率的分配，其物理鏈接通過采用標(biāo)準(zhǔn)的 Mb/s或者 64 kb/s PCM數(shù)字傳輸鏈路來實(shí)現(xiàn)。此接口傳遞的信息包括無線資源管理、移動性管理和連接管理等。這三種主要接口的定義和標(biāo)準(zhǔn)化可以保證不同廠家生產(chǎn)的移動臺、基站子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)設(shè)備能夠納入同一個GSM移動通信網(wǎng)運(yùn)行和使用。下面對這些接口做詳細(xì)介紹。 GSM系統(tǒng)各部分之間的接口如圖 32所示。GSM系統(tǒng)是通過 SIM卡來識別移動電話用戶的，這為今后發(fā)展個人通信打下了基礎(chǔ)。它基本上是一張符合 ISO標(biāo)準(zhǔn)的“智能”卡，其中包含與用戶有關(guān)的無線接口的信息，也包括鑒權(quán)和加密的信息。這些都?xì)w類為移動臺的重要組成部分之一 — 移動設(shè)備。此外，移動臺必須提供與使用者之間的接口，例如，為完成通話呼叫所需要的 話筒、揚(yáng)聲器、顯示屏和各種按鍵； 或者提供與其他一些終端設(shè)備之間的接口 ，如與個人計算機(jī)或傳真機(jī)之間的接口。 移動臺類型可分為手持臺、車載臺和便攜式臺。 第 3章 GSM系統(tǒng) 3．操作維護(hù)子系統(tǒng) (OSS) 操作維護(hù)子系統(tǒng) (OSS)主要包括三個部分的功能：對電信設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)操作與維護(hù)、注冊管理和計費(fèi)、移動設(shè)備管理；OSS要完成的任務(wù)都需要 BSS或 NSS中的一些或全部基礎(chǔ)設(shè)施以及提供業(yè)務(wù)公司之間的相互作用；通過網(wǎng)絡(luò)管理中心、安全性管理中心、用戶識別卡管理個人化中心等功能實(shí)體，以實(shí)現(xiàn)對移動用戶注冊管理、收費(fèi)和記賬管理、移動設(shè)備管理與網(wǎng)絡(luò)操作和維護(hù)?；鶐卧饕糜诒匾恼Z音和數(shù)據(jù)傳輸速率適配以及信道編碼等。 第 3章 GSM系統(tǒng) 基站收 /發(fā)信臺 (BTS)：是無線接口設(shè)備，它完全由 BSC控制，主要 負(fù)責(zé)無線傳輸，完成無線與有線的轉(zhuǎn)換、無線分集、無線信道加密、調(diào)頻等功能 。 通常，NSS中的一個 MSC控制一個或多個 BSC，每個 BSC控制多個BTS。 第 3章 GSM系統(tǒng) 2．基站子系統(tǒng) (BSS： Base Station Subsystem ) BSS是 GSM系統(tǒng)的基本組成部分，它是在一定的無線覆蓋區(qū)中由 MSC控制的，與 MS進(jìn)行無線通信的系統(tǒng)設(shè)備，它主要負(fù)責(zé)完成無線發(fā)送、接收和無線資源管理等功能。 灰名單 包括有故障的及未經(jīng)型號認(rèn)證的移動臺設(shè)備，由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商決定。 第 3章 GSM系統(tǒng) 舉例：黑名單 實(shí)際上，黑白名單的機(jī)制不僅僅出現(xiàn)在移動通信領(lǐng)域，在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信中早有應(yīng)用：例如一個局域網(wǎng)上的用戶要訪問服務(wù)器，除了要有正確的用戶名和密碼外還在服務(wù)器上設(shè)定的那些 IP地址的用戶可以使用，那些不能使用，這不就是白名單和黑名單的最好例子嗎？！ 在 EIR中存有三種名單： 白名單 包括已分配給可參與運(yùn)營的 GSM各國的所有設(shè)備識別序列號碼。它將用戶提供的本機(jī) IMEI號碼與它所存儲的白色、黑色和灰色三種清單進(jìn)行對照，在表格中分別列出準(zhǔn)許使用的、失竊不準(zhǔn)使用的、出現(xiàn)異常需要監(jiān)視的移動設(shè)備的 IMEI號碼，當(dāng)發(fā)現(xiàn)該 IMEI號碼屬于黑色或灰色清單中的一種時，便不準(zhǔn)或讓用戶暫停使用。 當(dāng)然， AUC不僅僅存儲密鑰，同時還存儲了用戶對手機(jī)的使用權(quán)限的相關(guān)信息， 比如，當(dāng)我們的手機(jī)已經(jīng)欠費(fèi)時，這個欠費(fèi)的信息將會影響到我們無法繼續(xù)使用手機(jī)打電話。只有通話雙方能夠聽到正確的信息。 如果是手機(jī)，就沒有被竊聽的可能了？為什么？ AUC就可以提供這個方面的服務(wù)。 AUC屬于 HLR的一個功能單元部分，專用于 GSM系統(tǒng)的安全性管理。） 第 3章 GSM系統(tǒng) 4) 鑒權(quán)中心 (AUC： Authentication Center ) AUC是為了防止非法用戶進(jìn)入 GSM系統(tǒng)而設(shè)置的安全措施。 要說明的一點(diǎn)是： VLR數(shù)據(jù)庫是一個臨時數(shù)據(jù)庫，也就是說，當(dāng)你離開上海時，上海 VLR中你的數(shù)據(jù)就自動清除了。每個子系統(tǒng)都是由當(dāng)?shù)氐倪\(yùn)營商分公司獨(dú)立運(yùn)營，為各自服務(wù)區(qū)域的用戶提供獨(dú)立的通信服務(wù)，當(dāng)然產(chǎn)生的費(fèi)用就是當(dāng)?shù)剡\(yùn)營分公司的收入。即被叫時的呼叫號碼 )。 第 3章 GSM系統(tǒng) (2) 位置信息：利用位置信息能正確地選擇路由，接通移動臺呼叫，這是由通過該移動臺當(dāng)前所在區(qū)域提供服務(wù)的 MSC完成的。 HLR存儲以下方面的數(shù)據(jù)。當(dāng)一個人購買 移動 網(wǎng)的移動臺時， 他將被登記在該網(wǎng)絡(luò)的HLR中， HLR與各營業(yè)點(diǎn)的終端相連。因此， VLR是一個動態(tài)數(shù)據(jù)庫。 VLR服務(wù)于某一特定區(qū)域，當(dāng)移動用戶進(jìn)入某一 MSC管轄區(qū)域時 ,由 MSC通知 VLR， VLR通過外部接口從 HLR中獲取所有的用戶數(shù)據(jù)。入口交換機(jī)負(fù)責(zé)從 HLR中獲取移動用戶的位置信息，且把呼叫轉(zhuǎn)接到移動用戶所在的 MSC那里。 對于容量比較大的移動通信網(wǎng)，一 個網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng) (NSS)可包括若干個MSC、 VLR和 HLR。 第 3章 GSM系統(tǒng) MSC通常是一個相當(dāng)大的數(shù)字程控交換機(jī)，能控制若干個基站控制器 (BSC)。 原來搞不清楚是為什么，我們平時打電話撥完號后就可以直接通話了，怎么還要別人轉(zhuǎn)接呢？現(xiàn)在搞清楚了，那個女兵就是接線員。另外，為了建立至移動臺的呼叫路由，每個 MSC還應(yīng)能完成入口 MSC(GMSC)的功能，即查詢位置信息的功能。反之，MSC也根據(jù)其最新得到的用戶請求信息 (如位置更新、越區(qū)切換等 )更新數(shù)據(jù)庫的部分?jǐn)?shù)據(jù)。 第 3章 GSM系統(tǒng) 1) 移動業(yè)務(wù)交換中心 (MSC) MSC是 GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的核心，是對位于它所覆蓋區(qū)域中的移動臺進(jìn)行 控制和完成話路交換 的功能實(shí)體，也是移動通信系統(tǒng)與其他公用通信網(wǎng)之間的接口。 1 2 3 4 5 6 第 3章 GSM系統(tǒng) P37 圖 31 GSM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 第 3章 GSM系統(tǒng) 1．交換網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng) (NSS： Network Switching Subsystem) 交換網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng) (NSS)主要完成 交換功能和客戶數(shù)據(jù)與移動性管理、安全性管理所需的數(shù)據(jù)庫功能 。 第 3章 GSM系統(tǒng) GSM系統(tǒng)的組成 GSM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 蜂窩移動通信系統(tǒng) GSM主要由交換網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng) (NSS)、基站子系統(tǒng) (BSS)、操作維護(hù)子系統(tǒng) (OSS)和移動臺 (MS)四大部分組成，如圖 31所示。 特點(diǎn)之三，成本低。 特點(diǎn)之二，通信安全可靠。 第 3章 GSM系統(tǒng) 特點(diǎn)之一，客戶與設(shè)備分離 (人機(jī)分開 )。 補(bǔ)充業(yè)務(wù)：是對兩類基本業(yè)務(wù)的改進(jìn)和補(bǔ)充， 它不能單獨(dú)向用戶提供，必須與基本業(yè)務(wù)一起提供。包括：話音業(yè)務(wù)；點(diǎn)對點(diǎn)短消息業(yè)務(wù) (SMS－ PP)，在 UMTS和 GSM接入網(wǎng)間提供無縫隙的點(diǎn)對點(diǎn)短消息；小區(qū)廣播短消息業(yè)務(wù) (SMS－ CB)，在 UMTS和 GSM接入網(wǎng)間提供無縫隙的小區(qū)廣播短消息；緊急呼叫，