【正文】 （ 9） Gf接口。 GGSN與 外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) IP、 之間的 接口參考點(diǎn) 。選用 Gc接口，GGSN可 直接 從 HLR中獲得 MS的 位置信息 。 2022/6/1 63 （ 7） Gc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 。 （ 6） Gs接口。 SGSN與 HLR之間的接口。Gp接口的功能與 Gn相似，它還提供 邊緣網(wǎng)關(guān)（ BG）、 防火墻 及不同 PLMN間 互聯(lián)功能 ，如 安全 和 路由 等。 2022/6/1 62 （ 4） Gp接口。 Gb接口 即傳送 信令 又傳送 話務(wù) 信息，提供 流量控制 ，支持 移動(dòng)管理 和 會(huì)話 功能，如 GPRS 附著 /分離 、 安全 、 路由更新 、數(shù)據(jù)連接信息的 激活 /去活 等，支持 移動(dòng)臺(tái)分組業(yè)務(wù) 經(jīng) BSS到 SGSN的 傳輸 。 2022/6/1 60 GPRS GGSN SGSN Gn Gs PSTN/ISDN Inter (TCP/IP) MSC HLR BSC BTS MS Gb 圖 GPRS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 2022/6/1 61 三、 GPRS的網(wǎng)絡(luò)接口和參考點(diǎn) （ 1） Um接口： 無線空中接口， 射頻部分 與 GSM 相同 ， 邏輯信道 增加了 分組信道 PDCH, 采用了 4種新的編碼方式，并支持 多時(shí)隙 傳輸方式，最多可傳輸 8個(gè) 時(shí)隙。 （ 3） GGSN 的功能：是 網(wǎng)關(guān) 作用，可以和多種不同的 數(shù)據(jù)網(wǎng) 連接，如 ISDN、 LAN、 PSPDN 等， GPRS 提供了 移動(dòng)網(wǎng) 到 TCP/IP 或 的網(wǎng)絡(luò)接口。 如圖 。 （ 3） GPRS用戶訪問 互聯(lián)網(wǎng) 時(shí)，保持著 邏輯上 的 連接 ，可使 GPRS用戶 “ 實(shí)時(shí)在線 ” ,按用戶下載 流量計(jì)費(fèi) 。 實(shí)際的非對(duì)稱速率只有 1443kbit/s ，但仍使圖片、視頻等多媒體業(yè)務(wù)的應(yīng)用成為現(xiàn)實(shí)。 2022/6/1 58 第六節(jié) GPRS 系統(tǒng) GPRS是 通用分組無線業(yè)務(wù) 的英文簡(jiǎn)寫，是 GSM向 3G演進(jìn)的 第一階段 ， GPRS 也稱為 G 。 ? 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 。 2022/6/1 57 四、越區(qū)切換 越區(qū)切換是指通信期間，當(dāng) MS從 一個(gè)小區(qū)進(jìn)入另一個(gè)小區(qū)時(shí) ， 網(wǎng)絡(luò) 進(jìn)行實(shí)時(shí)控制把 MS 在原小區(qū)所用的 信道轉(zhuǎn)換 到新小區(qū)的 某一信道 的過程。 被叫 MS摘機(jī) 時(shí)，向 VMSC 發(fā)送“ 連接 ”信息。 被叫 MS 收到 信令 后，向 BS和VMSC 發(fā)回“ 呼叫證實(shí) ” 信息，表明 MS 已可進(jìn)入 通信狀態(tài) 。 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。 MS 收到 尋呼請(qǐng)求信息 后，在“ 隨機(jī)信道 RACH ”向 BS 發(fā)送“ 信道請(qǐng)求 ”，由 BS 分配“ 專用控制信道 DCCH ”，在“ 公用控制信道 CCCH ”上給 MS 發(fā)送“ 立即分配 ” 指令。 VMSC 向該 VLR 查詢有關(guān)的“ 呼叫參數(shù) ”，獲得成功后，再向相關(guān)的基站 BS 發(fā)出“ 尋呼請(qǐng)求 ”。 GMSC即向相應(yīng)的 HLR 查詢 路由 信息， HLR 在保存的 用戶位置 數(shù)據(jù)庫中，查出被叫 MS 所在的 地區(qū) ，并向該區(qū) VLR 查詢?cè)? MS 的 漫游號(hào)碼MSRN， VLR 把該 MS 的 MSRN 送到 HLR,并轉(zhuǎn)發(fā)給查詢路由信息的 GMSC。 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 。 如果 BS 有空閑“ 業(yè)務(wù)信道 TCH ”，即向 MS 發(fā)出“ 信道指配 ” 指令，當(dāng) MS 得到業(yè)務(wù)信道時(shí)，向 BS 和 MSC 發(fā)送“ 信道指配完成 ”的信息。 接著 MS 向 MSC 發(fā)出“ 建立呼叫請(qǐng)求 ”，MSC收到后，向 VLR 發(fā)出指令，要求它傳送建立呼叫所需的信息。 MS 收到并完成置密后，要向 MSC 發(fā)送“ 置密模式完成 ”的相應(yīng)信息，經(jīng) 鑒權(quán) 、 置密 完成后，VLR才向 MSC 作出“ 開始接入請(qǐng)求 ”應(yīng)答。 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。 MS在發(fā)起呼叫的同時(shí)，設(shè)置一定時(shí)器，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)可 重復(fù)呼叫 。 由 MSC/VLR 分配并定期更換 TMSI,在 無線信道 上傳送的是 TMSI,確保了 IMSI的 安全性 。 EIR中存有 3種名單：即 白名單 （合法）、 黑名單（禁用）、 灰名單 （由運(yùn)營商決定）。 ：防止第三者 竊聽 。 二、鑒權(quán)與加密 GSM系統(tǒng)為了保證 安全 ，采取了 鑒權(quán) 與 加密 。 2022/6/1 49 第五節(jié) GSM的控制和管理 控制 和 管理 對(duì) GSM系統(tǒng)的正常運(yùn)行是 至關(guān)重要 ，本節(jié)僅就 位置登記 和 更新 、 鑒權(quán) 與 保密 、 呼叫接續(xù)和 越區(qū)切換 等控制和管理進(jìn)行討論。 2022/6/1 48 預(yù)調(diào)制濾波器 MSK 輸入 GMSK h= 圖 GMSK調(diào)制原理框圖 二、 GMSK的解調(diào) ? 可以采用正相干解調(diào)，但相干載波提取比較難。 ? 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 。 但會(huì)增加 傳輸時(shí)延 ， 移動(dòng)臺(tái) 和 中繼電路 上增加了回波 抵消器，改善由 時(shí)延 引起的 通話回音 。 ? 辦法是信息中的 相繼比特 分開，把順序相關(guān)的比特 非相關(guān)化 ，使突發(fā)差錯(cuò)信道變?yōu)?離散信道 ，再用 信道編碼 的糾錯(cuò)功能來 糾正差錯(cuò) ，這種辦法就是 交織技術(shù) 。 ：常用最簡(jiǎn)單的 檢測(cè)誤碼 的方法。 ? 信道編碼的糾錯(cuò)方式 ：主要用于 糾錯(cuò) ，糾錯(cuò)效果好。是以 增加比特 而 降低信息量 為代價(jià)的。 8路數(shù)字話的速率是： 13Kbit/s 8＝ 104Kbit/s,滿足了 無線信道帶寬 (200Kbit/s)的傳輸要求。 GSM采用了 規(guī)則脈沖激勵(lì)長期預(yù)測(cè)編碼器 （ RPELTP編碼器） ,來 降低 每路語音 信道編碼 比特率。 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。 ? 一個(gè) 超高幀 由 2048個(gè)超幀 組成，一個(gè) 超幀 的幀長為 ，它由 51業(yè)務(wù)復(fù)幀 或 26個(gè)控制復(fù)幀 組成。 ? 每個(gè)幀的 周期 是 ，包括 8個(gè)時(shí)隙 ： TS0 － TS7, 每個(gè)時(shí)隙占 。 又分為 SDCCH、 SACCH 和 FACCH。 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）。 它們攜帶的 信息目標(biāo) 是 小區(qū)內(nèi) 所有手機(jī)，是 一點(diǎn) 對(duì) 多點(diǎn) 的 單向 的 下行 信道 。 （ 1）廣播信道（ BCH）：用于 基站 向 移動(dòng)臺(tái)廣播公用 2022/6/1 40 用于 基站 向 移動(dòng)臺(tái) 廣播 公用信息 。 控制信道（ CCH） 用于傳送 信令 或 同步數(shù)據(jù) 。 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 。 ? 邏輯信道：是根據(jù) BTS 與 MS 之間傳遞的 消息種類 不同而定義的不同 邏輯信道 ， 邏輯信道 要通過 BTS影射 到不同的物理信道上來 傳送 ，從 BTS到 MS的 方向稱為 下行鏈路 ，從 MS到 BTS方向稱為 上行鏈路 。 一、 TDMA 信道 ? TDMA信道：可分為 物理信道 和 邏輯信道 。 ? GSM 采用 FDMA/TDMA 的混和接入方式 。 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 。 NSS內(nèi)部接口有： B接口、 C接口、 D接口、 E接口、F接口、 G接口。 Um接口定義為 MS 和 BTS 之間的 無線通信 接口，是 GSM系統(tǒng)中 最重要 、 最復(fù)雜 的接口，包含 信令接口 和 物理接口 兩方面的含義。 Abis接口支持所有向 用戶 提供的服務(wù)，支持 對(duì)BTS無線設(shè)備的 控制 和 無線資源 的分配。 是基站子系統(tǒng)的 BSC與 BTS之間的 通信接口 。 ? A接口傳送的信息包括對(duì) 移動(dòng)臺(tái) 和 基站 的管理、移動(dòng)性 及 呼叫接續(xù) 管理等。 ? A接口為 NSS與 BSS之間的通信接口。 這三種接口可保證 不同廠商 生產(chǎn)的 MS、 BSS及 NSS等設(shè)備 能夠納入 GSM系統(tǒng)中 正常運(yùn)行 和 使用 。 5. GSM的網(wǎng)絡(luò)接口 如圖 。 2022/6/1 34 4. 操作維護(hù)中心（ OMC） 操作維護(hù)中心，是對(duì) 整個(gè) GSM網(wǎng)絡(luò) 進(jìn)行 控制 和 操作 。 通過核查 白色 、 黑色 和 灰色 三種清單，完成對(duì) 移動(dòng)設(shè)備 的 識(shí)別 、 監(jiān)視 、 閉鎖 功能，以防止 非法 移動(dòng)臺(tái)的使用。 2022/6/1 33 （ 4）鑒權(quán)中心（ AUC）：用于 產(chǎn)生 為確定移動(dòng)用戶 的 身份 和對(duì) 呼叫保密 所需 監(jiān)權(quán) 、 加密 的 3個(gè) 參數(shù)（隨機(jī)數(shù) RAND. 響應(yīng)數(shù) SRES. 密鑰 Kc）。 （ 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)。VLR可以看作是一個(gè) 動(dòng)態(tài)用戶數(shù)據(jù)庫。 2022/6/1 32 （ 2）來訪用戶位置寄存器（ VLR）： 是一個(gè) 動(dòng)態(tài)用戶數(shù)據(jù)庫 ，存儲(chǔ)著 進(jìn)入 其控制區(qū)域內(nèi) 來訪的移動(dòng)用戶 的有關(guān)數(shù)據(jù)。 2022/6/1 31 （ 1） 移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（ MSC）： ? 是 GSM系統(tǒng)的 核心 ，它一側(cè)和 BSS接口，另一側(cè)與 外部網(wǎng)絡(luò) 接口，主要提供 交換功能， MSC可以從 HLR、 VLR和 AUC中 獲取 有關(guān)處理用戶 位置登記和 呼叫請(qǐng)求 的全部數(shù)據(jù)，支持 位置登記 和 更新 、越區(qū)切換 、 漫游 和 計(jì)費(fèi) 功能。 （ 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。完成 無線傳輸 、 有線與 無線轉(zhuǎn)換 、 分集 、 加密 、 跳頻 等。 基站控制器（ BSC)是一個(gè)很強(qiáng)的 業(yè)務(wù)控制點(diǎn) 。 （ BSS）： 由 基站控制器 （ BSC）和 基站收發(fā)信機(jī) （ BTS）兩部分組成，是 GSM系統(tǒng)的基本組成部分。 其結(jié)構(gòu)方框圖見圖 2022/6/1 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