【正文】 的公共控制信道。在接續(xù)過程中，小區(qū)首先向本小區(qū)廣播尋呼被叫MS?？臻e模式下的MS可以接收幾個小區(qū)的廣播信息，并從中選擇一個接收質量最好的小區(qū)作為當前小區(qū)。用于完成接入過程指令的信道定義為公共控制信道CCCH，它是面向全體MS的，為它們同時提供接續(xù)的信道類型。從空閑模式到專用模式的變化需要在MS與BTS之間交換信息，這就是接入過程。當MS處于激活狀態(tài)（開電源）而未進入專用模式時，稱其為空閑模式，但實際上MS也要保持與BTS的聯(lián)系，收聽BTS對它的尋呼，監(jiān)視當前無線環(huán)境，以便選擇最佳的BTS。因此TCH就有專用和空閑兩個基本模式。 GSM系統(tǒng)空閑模式下的信道由于無線頻譜資源有限，在GSM系統(tǒng)中不可能每個用戶獨立占有一條TCH。而在呼叫期間，把FACCH幀代替TCH上的用戶數(shù)據(jù)，形同用戶數(shù)據(jù)丟失而產生傳輸錯誤，因此我們把它稱為“偷”幀。實際上，F(xiàn)ACCH不是一個獨立的信道，只是用戶TCH的一部分，接收端可以通過TCH信息中的一個特定bit來區(qū)分它們。這種方式多用作為不緊要的控制消息的傳輸，如無線測量數(shù)據(jù)的傳送。為了實現(xiàn)信令流與用戶數(shù)據(jù)的同時傳輸，GSM系統(tǒng)為此提供了兩種方法。除了用戶數(shù)據(jù)，還有另一類信息需要傳送，這就是信令流。同樣，數(shù)據(jù)業(yè)務的速率也被限制在12kbit/s、6kbit/，、。不同的信道可以同時傳輸不同的流，這種比特流是按照傳輸方案復合而成的。多路接入技術是實現(xiàn)無線資源共享的普遍方法，GSM采用頻分多路（FDMA）和時分多路（TDMA）混合技術，具有較高的頻譜利用率。帶內信息使TRAU可以知道收到信息的種類（全速語音、半速語音、數(shù)據(jù)等），以及采用何種適用的方法用于上行或下行傳輸。如果這個時間差沒有調整好，就會在傳輸上產生一個附加時延，最大可達20ms。 13kbit/s的語音碼按每20ms，260bit分塊，其中不含任何另收端可以判別塊首bit的信息，這個同步需要另外提供。 在系統(tǒng)設備一側完成13kbit/s與64kbit/s之間變換的功能實體稱為TRAU單元。DTX模式下，當用戶有效講話時編碼成13kbit/s，而在其他時候僅保持在500bit/s，用于模擬背景噪聲，使收端能產生連續(xù)信號以避免聽者以為連接中斷。 GSM語音傳輸方面還引入了一個非連續(xù)傳輸模式概念，即DTX。信號采樣值按自適應脈沖編碼調制方式編碼（ADPCM），它需要按最大幅度的比值分別編碼，而PCM是按固定尺度直接編碼。激勵信號在濾波器輸入端通過插入空值采樣而重組，使它變成8kHz采樣的信號。每一幀的濾波系數(shù)各不相同，由語音幀傳遞。LTP濾波器是把一個信號與其Nr次延時采樣br倍延時相加的輸出，Nr和br值在語音幀中每5ms傳一次。這樣無線接口上20ms一幀的數(shù)據(jù)流，也就是13kbit/s流中不包括任何幫助收端定位幀標志的信息。 語音編碼GSM采用的編碼方案是13kbit/s RPE—LTP碼（規(guī)則脈沖激勵長期預測）。無線路徑上的語音傳輸設計需要特別注意的是頻譜效率，以盡可能低的數(shù)據(jù)速率得到可接受的通話質量。BTS或TRAU執(zhí)行13kbit/s到64kbit/s的變換，以適應固定網(wǎng)的傳輸。 GSM系統(tǒng)的語音編碼與其他通信一樣，MS首先要把語音信號轉換成模擬電信號，以及其反變換，這就是話筒和聽筒的功能。為保證MSC具有ISDN的交換能力，TRAU可以放在傳輸鏈中BTS與MSC之間的不同的地方，如圖32所示。MSC中的傳輸規(guī)范很接近ISDN的規(guī)范，不僅電路交換的基礎是64kbit/s，而且A接口的低層規(guī)范也與ISDN相應規(guī)范一致。MSC與BSC的主要功能在于控制和交換，而不是傳輸。信息承載在900MHz或1800MHz頻段。MS中所有業(yè)務共用的部分稱為移動終端（MT），用于語音業(yè)務類的就是MT0，即手機形式。收端可以經(jīng)過一套對應的逆變換，恢復語音信號。采樣值線性量化成13bit的數(shù)字值，最后13bit經(jīng)A律壓縮為8bit碼。每個采樣值經(jīng)量化壓縮編碼為8bit碼，其輸出為64kbit/s。64kbit/s PCM編碼是電信領域的基本碼型。在移動端由于限制于語聲平面時比較簡單的，而在網(wǎng)絡一側，IWF就要取決于互連網(wǎng)的語音傳輸模式。如果把GSM看成是一個整體，則從MS到MSC為一個本地段，中間路徑所涉及的PSTN、ISDN為長途段，從端局到被叫用戶看成是另一個本地段，當被叫是MS用戶時，兩個本地段具有相同的意義。如果受話方是PSTN用戶，它就可以按PCM解碼規(guī)則從64kbit/s數(shù)字信號流中恢復發(fā)話方的語音。為了與固定網(wǎng)的傳輸標準一致，經(jīng)過一種碼型變換器（TC—Transcoder），把13kbit/s變換成64kbit/s速率。數(shù)字信號經(jīng)過高頻調制、功率放大等處理，以電磁波的形式發(fā)送到自由空間。第一階段的指標如下：頻段： 上行線路 MS發(fā)，BTS收的頻段為890—915MHz； 下行線路 BTS發(fā)，MS收的頻段為935—960MHz；頻帶寬度：25MHz；上下行頻率間隔：45MHz；載頻間隔：200KHz；通信方式：全雙工；信道分配：每載頻8個時隙，包含8個全速信道，16個半速信道；每個時隙的信道速率：；信道總速率：270kbit/s；調制方式：GMSK，高斯濾波最小頻移鍵控；接入方式：TDMA；話音編碼：規(guī)則脈沖激勵線性預測編碼RPE—LPC 13kbit/s；分集接收：跳頻每秒217跳，交錯信道編碼，自適應均衡。GSM的傳輸包括連接移動用戶的無線傳輸技術，以及連接交換網(wǎng)絡的有線傳輸技術?；咀R別碼（BSIC） 主要供移動臺區(qū)分相鄰基站使用，結構BSIC = NCC + BCC。位置區(qū)識別碼（LAI） 組成結構MCC+ MNC+ LAC，代表MSC業(yè)務區(qū)中的不同位置區(qū)。⑤ 國際移動臺設備識別碼（IMEI）IMEI是唯一用來識別移動臺設備的號碼，稱作系列號或串號，它可防止非法移動臺設備使用移動臺業(yè)務。當移動用戶每次呼叫時，VLR分配一個唯一的TMSI號碼，僅在本地使用，是4字節(jié)的BCD編碼。當一個HLR管轄多個MSC時，它們可公用一個端局號。它存儲于SIM卡、歸屬位置寄存器（HLR）和拜訪位置寄存器（VLR）中，其結構如下： IMSI = MCC + MNC + MSINMCC為移動國家號，中國是460；MNC為移動網(wǎng)號；MSIN是移動用戶識別碼。② 國際移動用戶識別碼（IMSI）國際移動用戶識別碼（IMSI）是PLMN網(wǎng)中唯一識別移動用戶的號碼。 GSM系統(tǒng)的編號計劃編號就是用于識別身份的各種號碼，以便正確尋址。短消息小區(qū)廣播業(yè)務這種業(yè)務是向特定地區(qū)的移動臺周期性地廣播數(shù)據(jù)信息，移動臺能連續(xù)地監(jiān)測廣播信息顯示給用戶。點對點短消息業(yè)務一種是移動臺接收點對點短消息（SMSMT/PP），另一種是移動臺發(fā)送點對點的短消息業(yè)務（SMSMO/PP）。PSTN采用的是電路傳輸技術，GSM可以有幾種方式接入PSPDN。目前，GSM望所能提供的業(yè)務必須是PSTN傳輸網(wǎng)能支持的業(yè)務，GSM用戶之間的通信與GSM用戶和PSTN用戶間的連接是相同的。采用標準化的ISDN數(shù)據(jù)格式，在64kbit/s鏈路上傳送低速數(shù)據(jù)，這種方式可實現(xiàn)高于2400bit/s的異步數(shù)據(jù)傳輸。② 數(shù)字業(yè)務在GSM技術規(guī)范中列舉了35種數(shù)字業(yè)務，主要是以下幾類：與公眾電話通信網(wǎng)（PSTN）用戶相連的數(shù)字業(yè)務PSTN中最常用的數(shù)字業(yè)務有三類傳真和可視圖文（VIDEOTEX），數(shù)字網(wǎng)GSM要與PSTN相連接，必須使用MODEM，GSM能處理9600bit/s速率以下的全雙工方式下的數(shù)據(jù)。使用緊急業(yè)務不收費，也不需要認證使用者身份的合法性。① 電話業(yè)務緊急呼叫是由電話業(yè)務引申出來的一種特殊業(yè)務。如果不存在，則選擇第二替補信道，直至選中一個空閑信道，使移動臺切換到該信道上繼續(xù)通信。移動臺在通話期間，不斷向所在工作區(qū)基站報告本區(qū)及相鄰區(qū)的無線環(huán)境的詳細數(shù)據(jù)，當需要越區(qū)切換時，移動臺主動向本區(qū)基站發(fā)出越區(qū)切換請求。④ 越區(qū)切換功能在微蜂窩移動通信網(wǎng)絡中，高頻率的越區(qū)切換是不可避免的。③ 具有較好的保密功能保密措施通過“認證中心”實現(xiàn)，認證方式是一個“詢問——響應”過程。這樣，當固定用戶呼叫漫游移動用戶時，撥移動臺的DN碼，DN碼首先經(jīng)公用交換網(wǎng)絡接至最靠近的本地GSM移動業(yè)務交換中心（GSMC），GSMC利用DN碼訪問母局位置登記器即歸屬位置寄存器（HLR），從中獲取漫游臺的MSRN碼，GSMC根據(jù)此碼將呼叫接至被訪問的移動業(yè)務交換中心（VMSC），VMSC接到MSRN號碼后，證實漫游臺是否仍在本區(qū)工作，經(jīng)確認后，VMSC將MSRN碼轉換成國際移動臺識別碼（IMSI），通過基站，在無線信道上向漫游臺發(fā)出呼叫，從而建立通話。當A區(qū)的移動臺進入B區(qū)后，它會自動搜索該區(qū)基站的廣播信道，從中獲得位置信息。根據(jù)上述三個識別碼，可以準確無誤地識別某個移動臺。 移動性管理MM和呼叫接續(xù)管理CM在BSC內是透明傳輸?shù)摹TP包含有更多的網(wǎng)絡協(xié)議，并集中了全部的鏈路層協(xié)議。 Abis接口的協(xié)議與Um接口協(xié)議稍有不同，它的物理層為64kbit/s地面線路，鏈路層為LAPD。 第三層L3為最高層，稱作應用層，它包括各類消息和程序，對業(yè)務進行控制。 無線接口Um的協(xié)議第一層為物理層，記作L1，它是最低層，包括各類信道，為高層信息的傳輸提供基本無線信道。相鄰層次中的實體通過共同層面相互作用。 OSI參考模型的基本結構是分層，根據(jù)分層的概念，通信處理過程可以看作由最低層到最高層的若干有序的邏輯層次構成。 G接口是拜訪位置寄存器VLR之間的接口，當某個移動臺使用臨時移動臺號碼TMSI在新的VLR中登記時，通過G接口在VLR之間交換有關信息。 E接口是移動交換中心之間的接口，在兩個MSC之間交換有關越區(qū)切換信息。VLR將歸屬于HLR的移動臺當前位置通知HLR，在再提供該移動臺的漫游號碼；HLR向VLR發(fā)送支持該移動臺服務所需的所有數(shù)據(jù)。當固定網(wǎng)不能查詢HLR以獲得所需移動用戶位置信息時，有關的關口交換局GMSC就應查詢此用戶歸屬的HLR，以獲得被呼移動臺的漫游號碼，再傳遞給固定網(wǎng)。 C接口是移動交換中心MSC與歸屬位置寄存器HLR之間的接口，主要用于傳遞管理與路由選擇信息。 B接口是移動交換中心MSC與拜訪位置寄存器VLR之間的接口。將MAP/X表示成X接口的MAP協(xié)議，X從B一直到I。 Abis接口是基站系統(tǒng)中基站控制器BSC與基站收發(fā)信臺BTS之間的無線接口，支持所有向用戶提供的服務，著重支持對BTS無線設備的控制和分配的無線資源管理。 Um接口是移動臺與基站收發(fā)信臺之間的無線接口，包含信令接口和物理接口兩方面的含義，無線接口的不同是數(shù)字移動通信網(wǎng)與模擬移動通信網(wǎng)主要區(qū)別之一。 公眾陸地移動網(wǎng)（PLMN）的接口GSM系統(tǒng)的各種接口如圖23所示。接口是指兩個相鄰實體之間的連接點，協(xié)議是說明在連接點上交換信息需要遵守的規(guī)則。利用基站識別碼（BSIC）移動臺能區(qū)分各小區(qū)。一個位置區(qū)含有幾個小區(qū)，且可能和一個或幾個BSC有關，它是定位和尋呼區(qū)。在一個位置區(qū)內發(fā)射廣播消息，以便找到移動用戶，是一個尋呼區(qū)域。 位置區(qū)（LA）每個MSC/VLR業(yè)務區(qū)分成幾個位置區(qū)。 MSC/VLR業(yè)務區(qū)MSC服務區(qū)表示網(wǎng)絡中由一個MSC所覆蓋的部分。移動網(wǎng)與固定網(wǎng)相連之處稱為關口交換中心（GMSC），將全部入局（網(wǎng)）呼叫接至一個或多個GMSC，它們作為該移動網(wǎng)的入網(wǎng)匯接交換機，具有為呼叫查詢、選擇呼叫路由的功能。對于一個國家（或少數(shù)幾個國家）的移動網(wǎng)，稱為公眾陸地移動網(wǎng)（PLMN——Public Land Mobile Network）服務區(qū)，這個服務區(qū)又可分為多個MSC/VLR服務區(qū)。 GSM系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構GSM系統(tǒng)可構成全球移動通信系統(tǒng)。移動設備只有插入SIM卡后才能進網(wǎng)使用。GSM系統(tǒng)采用用戶識別模塊SIM（Subscriber Identity Module），將模塊做成信用卡的形式。同時，要傳送較低速率數(shù)據(jù)信號時，也需經(jīng)過TRAU變成標準信號。BTS還有一個重要的部件稱為 碼型轉換器（Transcoder）和 速率適配器（Rate Adaptor），簡稱TRAU。② 基站收發(fā)信臺（BTS）BTS負責無線傳輸，每個BTS有多部收發(fā)信機（TRX），即占用多個頻率點，每部TRX占用一個頻率點，而每個頻率點又分成8個時隙，這些時隙就構成了信道。一個基站分系統(tǒng)只有一個BSC，而有多套BTS。它由基站控制器（BSC——Base Station Controller）和 基站收發(fā)信臺（BTS——Base Transceiver Station）兩部分組成。 基站分系統(tǒng)（BSS）BSS包含GSM數(shù)字移動通信系統(tǒng)中無線通信部分的所有地面基礎設施，通過無線接口直接與移動臺實現(xiàn)通信連接。⑤ 設備標志寄存器（EIR——Equipment Identification Register） EIR是存儲有關移動臺設備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫，用來實現(xiàn)對移動設備的識別、監(jiān)視、閉鎖等功能。認證參數(shù)包括隨機號碼RAND、信號響應SREC和密匙KC。由于MSC與VLR之間交換信息很多，所以兩者的設備通常合在一起。MSC在處理入網(wǎng)和出網(wǎng)呼叫時需要查訪VLR中的有關信息。③ 拜訪位置寄存器（VLR——Visitor Location Register） VLR是存儲用戶位置信息的動態(tài)鏈接庫，當漫游用戶進入某個MSC區(qū)域時，必須在MSC相關的VLR中進行登記，VLR分配給移動用戶一個漫游號（MSRN）。HLR所存儲的信息分兩類：一類是有關用戶參數(shù)的信息，例如用戶類別、所提供的服務、用戶的各種號碼、識別碼，以及用戶的保密參數(shù)等；另一類是用戶當前的位置信息，例如移動臺漫游號碼、VLR地址等，用于建立至移動臺的呼