【正文】 的公共控制信道。在接續(xù)過(guò)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(gè)小區(qū)的廣播信息，并從中選擇一個(gè)接收質(zhì)量最好的小區(qū)作為當(dāng)前小區(qū)。用于完成接入過(guò)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(shí)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(guò)程。當(dāng)MS處于激活狀態(tài)（開(kāi)電源）而未進(jìn)入專用模式時(shí)，稱其為空閑模式，但實(shí)際上MS也要保持與BTS的聯(lián)系，收聽(tīng)BTS對(duì)它的尋呼，監(jiān)視當(dāng)前無(wú)線環(huán)境，以便選擇最佳的BTS。因此TCH就有專用和空閑兩個(gè)基本模式。 GSM系統(tǒng)空閑模式下的信道由于無(wú)線頻譜資源有限，在GSM系統(tǒng)中不可能每個(gè)用戶獨(dú)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(chǎn)生傳輸錯(cuò)誤，因此我們把它稱為“偷”幀。實(shí)際上，F(xiàn)ACCH不是一個(gè)獨(dú)立的信道，只是用戶TCH的一部分，接收端可以通過(guò)TCH信息中的一個(gè)特定bit來(lái)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(wú)線測(cè)量數(shù)據(jù)的傳送。為了實(shí)現(xiàn)信令流與用戶數(shù)據(jù)的同時(shí)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(wù)的速率也被限制在12kbit/s、6kbit/，、。不同的信道可以同時(shí)傳輸不同的流，這種比特流是按照傳輸方案復(fù)合而成的。多路接入技術(shù)是實(shí)現(xiàn)無(wú)線資源共享的普遍方法，GSM采用頻分多路（FDMA）和時(shí)分多路（TDMA）混合技術(shù)，具有較高的頻譜利用率。帶內(nèi)信息使TRAU可以知道收到信息的種類（全速語(yǔ)音、半速語(yǔ)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(gè)時(shí)間差沒(méi)有調(diào)整好，就會(huì)在傳輸上產(chǎn)生一個(gè)附加時(shí)延，最大可達(dá)20ms。 13kbit/s的語(yǔ)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(gè)同步需要另外提供。 在系統(tǒng)設(shè)備一側(cè)完成13kbit/s與64kbit/s之間變換的功能實(shí)體稱為TRAU單元。DTX模式下，當(dāng)用戶有效講話時(shí)編碼成13kbit/s，而在其他時(shí)候僅保持在500bit/s，用于模擬背景噪聲，使收端能產(chǎn)生連續(xù)信號(hào)以避免聽(tīng)者以為連接中斷。 GSM語(yǔ)音傳輸方面還引入了一個(gè)非連續(xù)傳輸模式概念，即DTX。信號(hào)采樣值按自適應(yīng)脈沖編碼調(diào)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(lì)信號(hào)在濾波器輸入端通過(guò)插入空值采樣而重組，使它變成8kHz采樣的信號(hào)。每一幀的濾波系數(shù)各不相同，由語(yǔ)音幀傳遞。LTP濾波器是把一個(gè)信號(hào)與其Nr次延時(shí)采樣br倍延時(shí)相加的輸出，Nr和br值在語(yǔ)音幀中每5ms傳一次。這樣無(wú)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(biāo)志的信息。 語(yǔ)音編碼GSM采用的編碼方案是13kbit/s RPE—LTP碼（規(guī)則脈沖激勵(lì)長(zhǎng)期預(yù)測(cè)）。無(wú)線路徑上的語(yǔ)音傳輸設(shè)計(jì)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(zhì)量。BTS或TRAU執(zhí)行13kbit/s到64kbit/s的變換，以適應(yīng)固定網(wǎng)的傳輸。 GSM系統(tǒng)的語(yǔ)音編碼與其他通信一樣，MS首先要把語(yǔ)音信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬電信號(hào)，以及其反變換，這就是話筒和聽(tīng)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(chǔ)是64kbit/s，而且A接口的低層規(guī)范也與ISDN相應(yīng)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(wù)共用的部分稱為移動(dòng)終端（MT），用于語(yǔ)音業(yè)務(wù)類的就是MT0，即手機(jī)形式。收端可以經(jīng)過(guò)一套對(duì)應(yīng)的逆變換，恢復(fù)語(yǔ)音信號(hào)。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(gè)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(lǐng)域的基本碼型。在移動(dòng)端由于限制于語(yǔ)聲平面時(shí)比較簡(jiǎn)單的，而在網(wǎng)絡(luò)一側(cè)，IWF就要取決于互連網(wǎng)的語(yǔ)音傳輸模式。如果把GSM看成是一個(gè)整體，則從MS到MSC為一個(gè)本地段，中間路徑所涉及的PSTN、ISDN為長(zhǎng)途段，從端局到被叫用戶看成是另一個(gè)本地段，當(dāng)被叫是MS用戶時(shí)，兩個(gè)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(hào)流中恢復(fù)發(fā)話方的語(yǔ)音。為了與固定網(wǎng)的傳輸標(biāo)準(zhǔn)一致，經(jīng)過(guò)一種碼型變換器（TC—Transcoder），把13kbit/s變換成64kbit/s速率。數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)高頻調(diào)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(biāo)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(gè)時(shí)隙，包含8個(gè)全速信道，16個(gè)半速信道；每個(gè)時(shí)隙的信道速率：；信道總速率：270kbit/s；調(diào)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(lì)線性預(yù)測(cè)編碼RPE—LPC 13kbit/s；分集接收：跳頻每秒217跳，交錯(cuò)信道編碼，自適應(yīng)均衡。GSM的傳輸包括連接移動(dòng)用戶的無(wú)線傳輸技術(shù)，以及連接交換網(wǎng)絡(luò)的有線傳輸技術(shù)?；咀R(shí)別碼（BSIC） 主要供移動(dòng)臺(tái)區(qū)分相鄰基站使用，結(jié)構(gòu)BSIC = NCC + BCC。位置區(qū)識(shí)別碼（LAI） 組成結(jié)構(gòu)MCC+ MNC+ LAC，代表MSC業(yè)務(wù)區(qū)中的不同位置區(qū)。⑤ 國(guó)際移動(dòng)臺(tái)設(shè)備識(shí)別碼（IMEI）IMEI是唯一用來(lái)識(shí)別移動(dòng)臺(tái)設(shè)備的號(hào)碼，稱作系列號(hào)或串號(hào)，它可防止非法移動(dòng)臺(tái)設(shè)備使用移動(dòng)臺(tái)業(yè)務(wù)。當(dāng)移動(dòng)用戶每次呼叫時(shí)，VLR分配一個(gè)唯一的TMSI號(hào)碼，僅在本地使用，是4字節(jié)的BCD編碼。當(dāng)一個(gè)HLR管轄多個(gè)MSC時(shí)，它們可公用一個(gè)端局號(hào)。它存儲(chǔ)于SIM卡、歸屬位置寄存器（HLR）和拜訪位置寄存器（VLR）中，其結(jié)構(gòu)如下： IMSI = MCC + MNC + MSINMCC為移動(dòng)國(guó)家號(hào)，中國(guó)是460；MNC為移動(dòng)網(wǎng)號(hào)；MSIN是移動(dòng)用戶識(shí)別碼。② 國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)別碼（IMSI）國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)別碼（IMSI）是PLMN網(wǎng)中唯一識(shí)別移動(dòng)用戶的號(hào)碼。 GSM系統(tǒng)的編號(hào)計(jì)劃編號(hào)就是用于識(shí)別身份的各種號(hào)碼，以便正確尋址。短消息小區(qū)廣播業(yè)務(wù)這種業(yè)務(wù)是向特定地區(qū)的移動(dòng)臺(tái)周期性地廣播數(shù)據(jù)信息，移動(dòng)臺(tái)能連續(xù)地監(jiān)測(cè)廣播信息顯示給用戶。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短消息業(yè)務(wù)一種是移動(dòng)臺(tái)接收點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短消息（SMSMT/PP），另一種是移動(dòng)臺(tái)發(fā)送點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的短消息業(yè)務(wù)（SMSMO/PP）。PSTN采用的是電路傳輸技術(shù)，GSM可以有幾種方式接入PSPDN。目前，GSM望所能提供的業(yè)務(wù)必須是PSTN傳輸網(wǎng)能支持的業(yè)務(wù)，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(biāo)準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)高于2400bit/s的異步數(shù)據(jù)傳輸。② 數(shù)字業(yè)務(wù)在GSM技術(shù)規(guī)范中列舉了35種數(shù)字業(yè)務(wù)，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(wù)PSTN中最常用的數(shù)字業(yè)務(wù)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(wù)不收費(fèi)，也不需要認(rèn)證使用者身份的合法性。① 電話業(yè)務(wù)緊急呼叫是由電話業(yè)務(wù)引申出來(lái)的一種特殊業(yè)務(wù)。如果不存在，則選擇第二替補(bǔ)信道，直至選中一個(gè)空閑信道，使移動(dòng)臺(tái)切換到該信道上繼續(xù)通信。移動(dòng)臺(tái)在通話期間，不斷向所在工作區(qū)基站報(bào)告本區(qū)及相鄰區(qū)的無(wú)線環(huán)境的詳細(xì)數(shù)據(jù)，當(dāng)需要越區(qū)切換時(shí)，移動(dòng)臺(tái)主動(dòng)向本區(qū)基站發(fā)出越區(qū)切換請(qǐng)求。④ 越區(qū)切換功能在微蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)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(guò)“認(rèn)證中心”實(shí)現(xiàn)，認(rèn)證方式是一個(gè)“詢問(wèn)——響應(yīng)”過(guò)程。這樣，當(dāng)固定用戶呼叫漫游移動(dòng)用戶時(shí)，撥移動(dòng)臺(tái)的DN碼，DN碼首先經(jīng)公用交換網(wǎng)絡(luò)接至最靠近的本地GSM移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（GSMC），GSMC利用DN碼訪問(wèn)母局位置登記器即歸屬位置寄存器（HLR），從中獲取漫游臺(tái)的MSRN碼，GSMC根據(jù)此碼將呼叫接至被訪問(wèn)的移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（VMSC），VMSC接到MSRN號(hào)碼后，證實(shí)漫游臺(tái)是否仍在本區(qū)工作，經(jīng)確認(rèn)后，VMSC將MSRN碼轉(zhuǎn)換成國(guó)際移動(dòng)臺(tái)識(shí)別碼（IMSI），通過(guò)基站，在無(wú)線信道上向漫游臺(tái)發(fā)出呼叫，從而建立通話。當(dāng)A區(qū)的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入B區(qū)后，它會(huì)自動(dòng)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(gè)識(shí)別碼，可以準(zhǔn)確無(wú)誤地識(shí)別某個(gè)移動(dòng)臺(tái)。 移動(dòng)性管理MM和呼叫接續(xù)管理CM在BSC內(nèi)是透明傳輸?shù)?。MTP包含有更多的網(wǎng)絡(luò)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L(zhǎng)APD。 第三層L3為最高層，稱作應(yīng)用層，它包括各類消息和程序，對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行控制。 無(wú)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(wú)線信道。相鄰層次中的實(shí)體通過(guò)共同層面相互作用。 OSI參考模型的基本結(jié)構(gòu)是分層，根據(jù)分層的概念，通信處理過(guò)程可以看作由最低層到最高層的若干有序的邏輯層次構(gòu)成。 G接口是拜訪位置寄存器VLR之間的接口，當(dāng)某個(gè)移動(dòng)臺(tái)使用臨時(shí)移動(dòng)臺(tái)號(hào)碼TMSI在新的VLR中登記時(shí)，通過(guò)G接口在VLR之間交換有關(guān)信息。 E接口是移動(dòng)交換中心之間的接口，在兩個(gè)MSC之間交換有關(guān)越區(qū)切換信息。VLR將歸屬于HLR的移動(dòng)臺(tái)當(dāng)前位置通知HLR，在再提供該移動(dòng)臺(tái)的漫游號(hào)碼；HLR向VLR發(fā)送支持該移動(dòng)臺(tái)服務(wù)所需的所有數(shù)據(jù)。當(dāng)固定網(wǎng)不能查詢HLR以獲得所需移動(dòng)用戶位置信息時(shí)，有關(guān)的關(guān)口交換局GMSC就應(yīng)查詢此用戶歸屬的HLR，以獲得被呼移動(dòng)臺(tái)的漫游號(hào)碼，再傳遞給固定網(wǎng)。 C接口是移動(dòng)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(dòng)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(tái)BTS之間的無(wú)線接口，支持所有向用戶提供的服務(wù)，著重支持對(duì)BTS無(wú)線設(shè)備的控制和分配的無(wú)線資源管理。 Um接口是移動(dòng)臺(tái)與基站收發(fā)信臺(tái)之間的無(wú)線接口，包含信令接口和物理接口兩方面的含義，無(wú)線接口的不同是數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)與模擬移動(dòng)通信網(wǎng)主要區(qū)別之一。 公眾陸地移動(dòng)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(gè)相鄰實(shí)體之間的連接點(diǎn)，協(xié)議是說(shuō)明在連接點(diǎn)上交換信息需要遵守的規(guī)則。利用基站識(shí)別碼（BSIC）移動(dòng)臺(tái)能區(qū)分各小區(qū)。一個(gè)位置區(qū)含有幾個(gè)小區(qū)，且可能和一個(gè)或幾個(gè)BSC有關(guān)，它是定位和尋呼區(qū)。在一個(gè)位置區(qū)內(nèi)發(fā)射廣播消息，以便找到移動(dòng)用戶，是一個(gè)尋呼區(qū)域。 位置區(qū)（LA）每個(gè)MSC/VLR業(yè)務(wù)區(qū)分成幾個(gè)位置區(qū)。 MSC/VLR業(yè)務(wù)區(qū)MSC服務(wù)區(qū)表示網(wǎng)絡(luò)中由一個(gè)MSC所覆蓋的部分。移動(dòng)網(wǎng)與固定網(wǎng)相連之處稱為關(guān)口交換中心（GMSC），將全部入局（網(wǎng)）呼叫接至一個(gè)或多個(gè)GMSC，它們作為該移動(dòng)網(wǎng)的入網(wǎng)匯接交換機(jī)，具有為呼叫查詢、選擇呼叫路由的功能。對(duì)于一個(gè)國(guó)家（或少數(shù)幾個(gè)國(guó)家）的移動(dòng)網(wǎng)，稱為公眾陸地移動(dòng)網(wǎng)（PLMN——Public Land Mobile Network）服務(wù)區(qū)，這個(gè)服務(wù)區(qū)又可分為多個(gè)MSC/VLR服務(wù)區(qū)。 GSM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)GSM系統(tǒng)可構(gòu)成全球移動(dòng)通信系統(tǒng)。移動(dòng)設(shè)備只有插入SIM卡后才能進(jìn)網(wǎng)使用。GSM系統(tǒng)采用用戶識(shí)別模塊SIM（Subscriber Identity Module），將模塊做成信用卡的形式。同時(shí)，要傳送較低速率數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，也需經(jīng)過(guò)TRAU變成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。BTS還有一個(gè)重要的部件稱為 碼型轉(zhuǎn)換器（Transcoder）和 速率適配器（Rate Adaptor），簡(jiǎn)稱TRAU。② 基站收發(fā)信臺(tái)（BTS）BTS負(fù)責(zé)無(wú)線傳輸，每個(gè)BTS有多部收發(fā)信機(jī)（TRX），即占用多個(gè)頻率點(diǎn)，每部TRX占用一個(gè)頻率點(diǎn)，而每個(gè)頻率點(diǎn)又分成8個(gè)時(shí)隙，這些時(shí)隙就構(gòu)成了信道。一個(gè)基站分系統(tǒng)只有一個(gè)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(tái)（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(dòng)通信系統(tǒng)中無(wú)線通信部分的所有地面基礎(chǔ)設(shè)施，通過(guò)無(wú)線接口直接與移動(dòng)臺(tái)實(shí)現(xiàn)通信連接。⑤ 設(shè)備標(biāo)志寄存器（EIR——Equipment Identification Register） EIR是存儲(chǔ)有關(guān)移動(dòng)臺(tái)設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)設(shè)備的識(shí)別、監(jiān)視、閉鎖等功能。認(rèn)證參數(shù)包括隨機(jī)號(hào)碼RAND、信號(hào)響應(yīng)SREC和密匙KC。由于MSC與VLR之間交換信息很多，所以兩者的設(shè)備通常合在一起。MSC在處理入網(wǎng)和出網(wǎng)呼叫時(shí)需要查訪VLR中的有關(guān)信息。③ 拜訪位置寄存器（VLR——Visitor Location Register） VLR是存儲(chǔ)用戶位置信息的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)，當(dāng)漫游用戶進(jìn)入某個(gè)MSC區(qū)域時(shí)，必須在MSC相關(guān)的VLR中進(jìn)行登記，VLR分配給移動(dòng)用戶一個(gè)漫游號(hào)（MSRN）。HLR所存儲(chǔ)的信息分兩類：一類是有關(guān)用戶參數(shù)的信息，例如用戶類別、所提供的服務(wù)、用戶的各種號(hào)碼、識(shí)別碼，以及用戶的保密參數(shù)等；另一類是用戶當(dāng)前的位置信息，例如移動(dòng)臺(tái)漫游號(hào)碼、VLR地址等，用于建立至移動(dòng)臺(tái)的呼