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第六章第六章GSMGSM移动通信系统移动通信系统内容第一节GSM系统的业务及其特点第二节GSM系统的结构第三节GSM系统的信道第四节GSM系统的无线数字传输第五节GSM的信令协议第六节接续和移动性管理第七节通用分组无线业务（GPRS）GSM业务就是GSM系统为了满足一个特殊用户的通信要求而向用户提供的服务分类GSM支持的基本业务分别介绍电信业务承载业务附加业务GSM系统的业务及其特征业务业务基本业务基本业务附加业务附加业务电信业务电信业务承载业务承载业务图6－1GSM系统业务分类GSM支持的基本业务基本业务分类功能电信业务（Teleservices）又称用户终端业务为用户通信提供包括终端设备功能在内的完整能力承载业务（BearerServices）提供用户接入点（也称“用户/网络”接口）间信号传输的能力电信业务终端设备终端设备数字蜂窝数字蜂窝PLMNPLMN传输网传输网终端网终端网终端设备终端设备承载业务承载业务图图66－－2GSM2GSM支持的基本业务支持的基本业务电信业务其中，短消息业务的传送过程见下页电信业务类型业务码电信业务名称功能话音传输11电话为数字移动通信系统的用户和其它所有与其联网的用户之间提供双向电话通信紧急呼叫12通过一种简单而同一的手续将用户接到就近的紧急业务中心21MS终端的点对点短消息业务22MS起始的点对点短消息业务2362自动三类传真使用户以传真编码信息文件的形式自动交换各种函件由短消息业务中心完成存储和前转功能61交替语音和三类传真语音与三类传真交替传送小区广播短消息业务传真短消息短消息业务的传送过程BSSBSSMSCMSCVLR移动台始呼的短消息移动台被呼的短消息短消息NSSNSS空中接口空中接口AA接口接口图图66－－33短消息服务（源端到终端）过程短消息服务（源端到终端）过程NSS小区广播的短消息业务BSSBSSNSS操作维护接口空中接口A接口图图66－－44短消息服务（小区广播）过程短消息服务（小区广播）过程承载业务注1.承载业务61和81中的数据为3.1KHz信息传送能力的承载业务21-342.表中“T”表示透明；“NT”表示不透明业务码承载业务名称业务码承载业务名称33同步4.8kbps双工电路型同步9.6kbps双工电路型异步PAD接入1.2kbps电路型异步PAD接入2.4kbps电路型异步PAD接入4.8kbps电路型异步PAD接入9.6kbps电路型话音后接数据31同步1.2kbps双工电路型T41异步PAD接入1.2kbps电路型NT344244454681透明属性21异步300bps双工电路型22异步1.2kbps双工电路型24异步2.4kbps双工电路型25异步4.8kbps双工电路型26异步9.6kbps双工电路型32同步2.4kbps双工电路型61交替话音/数据注1T或NT附加业务计费提示–AOC交替线业务(ALS)-个人或商业来话限制-BAIC当漫游在HPLMN之外时，限制所有来话在国外时限制来话呼出限制-BOC限制所有打出去的国际电话-BOIC限制所有打出去的国际电话，除了打到HPLMN国家的电话遇忙呼叫前转-CFB无应答呼叫前转-CFNA无条件呼叫前转-CFU呼叫保持呼叫等待-CW主叫线识别显示-CLIP主叫线识别限制-永久或预呼-CLIR中央交换业务会议呼叫-CONF运营者确定的呼叫限制(ODB)附加业务附加业务是基是基本本电电信信业业务增务增强强或或补补充充。。GSM系统的结构总体结构总体结构功能单元功能单元GSM系统的总体结构图6-5GSM系统的总体结构短消息业务中心（SC）功能实体可通过与SSS的连接实现点对点短消息业务，可通过与BSS的连接完成小区广播短消息业务。BSSBSSAAGGDDMSCMSCEIREIRHLR/AUCHLR/AUCVLRVLRVLRVLRSMCSMCMSMSUmBBCCEFFPSTNPSTNISDNISDNPLMNPLMNPSPDNPSPDNSSSSSSAbisAbisBTSBTSBSCBSCOMCOMCMSCMSC注注GSM系统的功能单元子单元功能MS（移动台）包括ME(移动设备)和SIM(用户识别模块)HLR（归属位置寄存器）管理部门用于移动用户管理的数据库存储有关用户的参数和目前所处位置的信息BTS（基站）为一个小区服务的无线收发信设备BSC（基站控制器）对一个或多个BTS进行控制以及相应呼叫控制MSC（移动业务交换中心）对于位于它管辖区域中的移动台进行控制、交换VLR（拜访位置寄存器）存储与呼叫处理有关的一些数据EIR（设备识别寄存器）对移动设备的识别、监视、闭锁存储有关移动台设备参数的数据库AUC（鉴权中心）认证移动用户的身份和产生相应鉴权参数OMC（操作维护中心）操作维护系统中的各功能实体GSM系统可通过MSC实现与多种网络的互通，包括PSTN、ISDN、PLMN和PSPDNGSM系统的信道物理信道与逻辑信道物理信道逻辑信道物理信道与逻辑信道的配置突发脉冲帧偏离、定时提前量与半速率信道物理信道GSM系统多址接入技术采用频分多址接入（FDMA）和时分多址接入（TDMA）混合技术FDMA是说在规定频率范围内分配n个载频TDMA是说在每个载频上按时间分为8个时间段，每个时隙段称为一个时隙（slot），一个载频上连续的8个时隙组成一个帧(Frame)物理信道是指TDMA中的时隙即GSM的一个载频上可提供8个物理信道我国GSM技术体制对频率配置的规定工作频段频道间隔双工收发间隔频道配置频率复用方式干扰保护比保护频带时隙0时隙1时隙2时隙3时隙4时隙5时隙6时隙7图图66－－66时分多址接入原理示意图时分多址接入原理示意图工作频段注：国家无委分配的900MHz频段包括原来分配的TACS频段和新分配的ETACS频段GSM网络总的可用频带为100MHz中国电信扩展频段方式充分利用900MHz的频率资源，可视不同需要向下扩展900MHz频段，相应地向ETACS频段压缩模拟公用移动电话网的频段在900MHz频率无法满足用户容量需求时，可启用1800MHz频段考虑远期需要，向频率管理单位申请新的1800MHz频率分类频段移动台发、基站收基站发、移动台收900MHz频段890-915MHz935-960MHz1800MHz频段1710-1785MHz1805-1880MHz国家无委分配给900MHz频段（注）886-909MHz931-954MHz中国电信的频段1800MHz频段1710-1720MHz1805-1815MHzGSM900/1800频段频道间隔&双工收发间隔&频道配置900MHz频段1800MHz频段频道间隔相邻频道间隔为200KHz每个频道采用时分多址接入(TDMA)方式分为8个时隙，即8个信道双工收发间隔45MHz95MHz频道序号1～124512～885频道数124374上行下行其中，上行下行其中，频道序号和频道标称中心频率的关系等间隔频道配置()()1890.20010.200fnMHznMHz=+−×()()11710.2005120.200fnMHznMHz=+−×1~124n=()()145hfnfnMHz=+()()195hfnfnMHz=+512,513,...,885n=频率复用方式在建网初期及邻省之间协调时应使用4×3的复用方式即N=4，采用定向天线，每基站用3个120°或60°方向性天线构成3个扇形小区，如图6－7所示业务量较大的地区可采用其它的复用方式如3×3，2×6，1×3复用方式若采用全向天线应采用N=7的复用方式其频率可从4×3复用方式的12组中任选7组，频道不够用的小区可从剩余频率组中借用频道，但相邻频率组尽量不在相邻小区使用，如图6－8所示在话务密度高的地区，应适当采用新技术提高频谱利用率如同心圆小区覆盖技术；智能双层网技术；微蜂窝技术等等在微蜂窝的频率配置时，可根据需要保留出一些专用频率226610102266101022661010226610103377111133771111337711113377111111559911559911559911559944881212448812124488121244881212图图66－－7474××33复用模式复用模式图图66－－8787组复用模式组复用模式77997777999911111111111111555555333333888888干扰保护比与保护频带干扰保护比保护频带原则确保数字蜂窝移动通信系统能满足干扰保护比要求。y当某地GSM900系统与模拟蜂窝移动电话系统共存时，两系统之间(频道中心频率之间)应有约400KHz的保护带宽。y当某地GSM1800系统与其它无线电系统的频率相邻时，应考虑系统间的相互干扰情况，留出足够的保护频带。干扰参考载干比同道干扰C/Ic9dB200kHz邻道干扰C/Ia1－9dB400kHz邻道干扰C/Ia2－41dB逻辑信道概念逻辑信道是指在物理信道所传输的内容，即依据移动网通信的需要，为所传送的各种控制信令和语音或数据业务在TDMA的8个时隙分配的控制逻辑信道或语音、数据逻辑信道形式GSM数字系统在物理信道上传输的信息是大约由100多个调制比特组成的脉冲串，称为突发脉冲序列（Burst）以不同的“Burst”信息格式来携带不同的逻辑信道分类专用信道用于传送用户语音或数据的业务信道，另外还包括一些用于控制的专用控制信道公共信道用于传送基站向移动台广播消息的广播控制信道和用于传送MSC与MS间建立连接所需的双向信号的公共控制信道GSM的各种逻辑信道示意图图6－9GSM定义的各种逻辑信道示意图逻辑信道逻辑信道逻辑信道公共信道公共信道公共信道专用信道专用信道专用信道广播信道广播信道广播信道公共控制信道公共控制信道公共控制信道频率校正信道频率校正频率校正信道信道同步信道同步同步信道信道专业控制信道专业控制信道专业控制信道业务信道业务信道业务信道广播控制信道广播控制广播控制信道信道寻呼信道寻呼寻呼信道信道随机接入信道随机接入随机接入信道信道接入允许信道接入允许接入允许信道信道独立专用控制信道独立专用独立专用控制信道控制信道快速随路信道快速随路快速随路信道信道慢速随路信道慢速随路慢速随路信道信道全速率信道全速率全速率信道信道增强型全速率信道增强型增强型全速率信道全速率信道半速率信道半速率半速率信道信道广播信道（BCH）是从基站到移动台的单向信道公共控制信道（CCCH）是基站与移动台间的一点对多点的双向信道公共信道组成功能频率校正信道（FCCH）同步信道（SCH）广播控制信道（BCCH）传送频率校正信息传送帧同步（TDMA帧号）信息和BTS识别码（BSIC）信息向每个BTS广播通用的信息组成功能上/下行信道寻呼信道（PCH）下行信道上行信道下行信道随机接入信道（RACH）允许接入信道（AGCH）广播基站寻呼移动台的寻呼消息MS随机接入网络时用此信道向基站发送信息并申请指配一独立专用控制信道SDCCH基站向随机接入成功的移动台发送指配了的独立专用控制信道SDCCH专用信道专用控制信道（DCCH）是基站与移动台间的点对点的双向信道业务信道（TCH）是用于传送用户的话音和数据业务的信道分类y根据交换方式的不同分为电路交换信道和数据交换信道y依据传输速率的不同分为全速率信道（13kbit/s）和半速率信道（6.5kbit/s）注：增强全速率业务信道是指，它的速率与全速率信道的速率一样为13kbit/s，只是其压缩编码方案更为优越，所以有较好的话质组成功能独立专用控制信道（SDCCH）慢速随路信道（SACCH）随路信道（ACCH）快速随路信道（FACCH）与独立专用控制信道（SDCCH）或者业务信道公用在一个物理信道上传送信令消息传送基站和移动台间的指令与信道指配信息基站向移动台传送功率控制信息、帧调整信息基站接收移动台发来的移动台接收信号强度报告和链路质量报告传送基站与移动台间的越区切换的信令消息逻辑信道应用实例MS开机拨打电话为例说明逻辑信道的应用：FCCH——接收频率校正信息。S