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1、移动通信系统移动通信系统电子教案电子教案学习项目学习项目2其次代移动通信系统其次代移动通信系统 2.1GSM2.1GSM数字蜂窝移动通信系统结构数字蜂窝移动通信系统结构l一、教学目标一、教学目标1.1.能画出能画出GSMGSM系统的典型结构图系统的典型结构图2.2.能正确说明能正确说明GSMGSM系统各个功能实体及各接口的作用系统各个功能实体及各接口的作用3.3.能识别和应用能识别和应用GSMGSM系统的编号系统的编号l二、教学重点二、教学重点1.GSM1.GSM系统各个功能实体之间的关系系统各个功能实体之间的关系2.GSM2.GSM系统的编号的意义系统的编号的意义3.GSM3.GSM网络接口
2、网络接口l三三 、教学重点、教学重点GSMGSM系统各个功能实体之间的关系系统各个功能实体之间的关系 2.1GSM2.1GSM数字蜂窝移动通信系统结构数字蜂窝移动通信系统结构一、简介一、简介19911991年在欧洲开通了第一个年在欧洲开通了第一个GSMGSM系统系统GSMGSM更名为更名为“全球移动通信系统全球移动通信系统”（Global System for Global System for Mobile communicationsMobile communications）。）。GSMGSM系统运用两个频段，系统运用两个频段，900MHz900MHz和和1 800MHz1 800MHz
3、，分别称作，分别称作GSM900 GSM900（G G网）和网）和DCS1800DCS1800（D D网）。网）。19941994年底，广东首先开通年底，广东首先开通GSMGSM数字移动电话网。数字移动电话网。运用双频手机就可以在运用双频手机就可以在G G网和网和D D网中漫游通话网中漫游通话 2 2.1 GSM.1 GSM数字蜂窝移动通信系统的结构数字蜂窝移动通信系统的结构 二、GSMGSM系统的组成系统的组成l4 4个子系统组成：个子系统组成：l移动台子系统（移动台子系统（MSMS）l基站子系统（基站子系统（BSSBSS）l网络子系统（网络子系统（NSSNSS）l操作支持系统（操作支持系统
4、（OSSOSS）。图图1 GSM1 GSM系统的典型结构系统的典型结构 2.1 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的结构数字蜂窝移动通信系统的结构 GSMGSM系统的实体部分：系统的实体部分：移动台移动台MS MS 网络子系统网络子系统NSSNSS：移动业务交换中心（移动业务交换中心（MSCMSC）归归属属（原原籍籍）用用户户位位置置寄寄存存器器（HLRHLR）访问用户位置寄存器（访问用户位置寄存器（VLRVLR）鉴权中心（鉴权中心（AUCAUC）设备识别寄存器（设备识别寄存器（EIREIR）组成）组成基站子系统基站子系统BSSBSS：基站限制器（基站限制器（BSCBSC）基站收发信机（基站收发
5、信机（BTSBTS）2.1 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的结构数字蜂窝移动通信系统的结构 1 1移动台移动台MS MS 1 1）.通过无线接口接入通过无线接口接入GSMGSM系统系统2 2）.用户能够干脆接触的整个用户能够干脆接触的整个GSMGSM系统中的唯一设备系统中的唯一设备 3 3）.分为车载型、便携型和手持型分为车载型、便携型和手持型3 3种类型种类型 4 4）.MS.MS的重要组成部分是用户识别卡的重要组成部分是用户识别卡 SIM SIM卡卡（Subscriber Identity ModuleSubscriber Identity Module）7 SIMSIM卡智能作用卡智能
6、作用 SIM SIM卡是用户入网登记的凭证卡是用户入网登记的凭证 用户的全部资料几乎都存储在用户的全部资料几乎都存储在SIMSIM卡内，供卡内，供GSMGSM系系 统对用户身份进行鉴别，统对用户身份进行鉴别，用户通过它完成与系统的连接和信息保存与交换。用户通过它完成与系统的连接和信息保存与交换。2.1 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的结构数字蜂窝移动通信系统的结构 卡机分别卡机分别 SIMSIM卡是带有微处理器的芯片卡，内有卡是带有微处理器的芯片卡，内有3 3个存储器个存储器 2.1 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的结构数字蜂窝移动通信系统的结构 SIMSIM卡结构卡结构SIMSIM卡芯片
7、有卡芯片有8 8个触点，通常与移动设备连接须要个触点，通常与移动设备连接须要6 6个触个触点。点。存储数据 用户身份认证所需的信息：国际移动用户识别码(IMSI)、临 时 移动用户识别码(TMSI)、用户鉴权键Ki等 存储平安保密有关的信息：如加密密钥Kc、密钥序号n、PIN码、PUK码等 存储与网络和用户有关的管理数据：位置区域识别码LAI 存储用户的个人信息：计费费率、由用户自己存入的数据 2.1 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的结构数字蜂窝移动通信系统的结构 对用户进行鉴权，以确定用户的合法性对用户进行鉴权，以确定用户的合法性 SIMSIM卡作用卡作用10防止窃用功能 SIM卡都可设置
8、一个密码（个人识别PIN码）用来对用户上锁 激活PIN码后，每次开机要输入PIN码才能登录 PIN码连续输错三次后SIM卡将闭锁，SIM卡解锁需输入正确的个人解锁PUK码。PUK码连续输错10次，SIM将报废。SIM卡很难仿造，可确 保用户侧的信息平安。2.1 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的结构数字蜂窝移动通信系统的结构 2.1 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的结构数字蜂窝移动通信系统的结构 2基站子系统基站子系统BSS在在GSM系统中担当无线发送接收和无线资源管理的任务系统中担当无线发送接收和无线资源管理的任务基站子系统基站子系统BSS：基站限制器（基站限制器（BSC）基站收发信机（基
9、站收发信机（BTS）1）BSC BSC是限制部分，管理无线网络资源、无线参数及是限制部分，管理无线网络资源、无线参数及管理限制各种接口。一个基站限制器依据话务量的须要管理限制各种接口。一个基站限制器依据话务量的须要可以限制一个可以限制一个BTS也可以限制多个也可以限制多个BTS。（2）BTS 无线接口设备，由无线接口设备，由BSC限制，通常设置在小区中心，限制，通常设置在小区中心，实现实现BTS与与MS之间接口的无线传输及相关的限制功能。之间接口的无线传输及相关的限制功能。2.1 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的结构数字蜂窝移动通信系统的结构 2.1 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的结构数
10、字蜂窝移动通信系统的结构 网络子系统网络子系统NSSNSS：移动业务交换中心（移动业务交换中心（MSCMSC）归属（原籍）用户位置寄存器（归属（原籍）用户位置寄存器（HLRHLR）访问用户位置寄存器（访问用户位置寄存器（VLRVLR）鉴权中心（鉴权中心（AUCAUC）设备识别寄存器（设备识别寄存器（EIREIR）组成）组成3 3网络子系统网络子系统NSSNSS GSM GSM网络的核心，对用户之间的通信起着管理作用。网络的核心，对用户之间的通信起着管理作用。完成完成GSMGSM系统的交换功能、用户数据与移动性管理、平安系统的交换功能、用户数据与移动性管理、平安性管理所需的数据库功能。性管理所需
11、的数据库功能。2.1 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的结构数字蜂窝移动通信系统的结构（1 1）移动业务交换中心）移动业务交换中心MSCMSC MSC MSC是是NSSNSS的核心，也是整个的核心，也是整个GSMGSM网络的核心网络的核心 MSC MSC供应面对系统其他功能实体和固定网的接口供应面对系统其他功能实体和固定网的接口 用户之间的通信起着交换与连接的作用用户之间的通信起着交换与连接的作用 对系统的正常工作进行集中限制管理。对系统的正常工作进行集中限制管理。2.1 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的结构数字蜂窝移动通信系统的结构（2 2）归属（原籍）用户位置寄存器）归属（原籍）用户位置
12、寄存器HLRHLR GSM GSM网络的中心数据库网络的中心数据库每个首次入网的移动客户都应在其每个首次入网的移动客户都应在其HLRHLR注册登记，将移动注册登记，将移动用户相关的入网信息存储在用户相关的入网信息存储在HLRHLR中中存储有关移动用户漫游时的动态信息数据，如移动台漫游存储有关移动用户漫游时的动态信息数据，如移动台漫游号码等。号码等。（3 3）访问用户位置寄存器）访问用户位置寄存器VLRVLR GSM GSM网络的动态用户数据库网络的动态用户数据库存储进入其限制区域内已登记的来访移动用户的相关信息存储进入其限制区域内已登记的来访移动用户的相关信息数据。数据。（4 4）鉴权中心）鉴
13、权中心AUCAUC存储着用于系统平安的鉴权信息和加密密钥存储着用于系统平安的鉴权信息和加密密钥用来对移动用户鉴权认证，防止无权用户接入系统用来对移动用户鉴权认证，防止无权用户接入系统对无线接口上的语音、数据和信号信息进行保密对无线接口上的语音、数据和信号信息进行保密 2.1 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的结构数字蜂窝移动通信系统的结构 2.1 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的结构数字蜂窝移动通信系统的结构(5)设备识别寄存器设备识别寄存器EIR完成移动设备管理，确保网络内所运用的移动设备的唯完成移动设备管理，确保网络内所运用的移动设备的唯一性和平安性。一性和平安性。存储了移动设备的设备识
14、别码（存储了移动设备的设备识别码（IMEI），使得运营部门），使得运营部门对移动设备进行正确识别对移动设备进行正确识别4操作支持系统操作支持系统OSS一个服务管理中心，为运营部门供应一种手段，用来限一个服务管理中心，为运营部门供应一种手段，用来限制和维护制和维护MS、BSS和和NSS这些实际运行部分。这些实际运行部分。2.1 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的结构数字蜂窝移动通信系统的结构 图图3-2 GSM3-2 GSM网络接口网络接口 三、三、GSM GSM网络接口网络接口 lGSMGSM网络的主要接口：网络的主要接口：UmUm接口、接口、A A接口和接口和AbisAbis接口是接口是l网
15、络子系统内部接口：网络子系统内部接口：B B、C C、D D、E E、F F、G G接口接口图图3 3 GSM GSM网络接口网络接口 2.1 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的结构数字蜂窝移动通信系统的结构 1.1.空中接口空中接口UmUmlMSMS与与BTSBTS之间的无线通信接口之间的无线通信接口l传递的信息包括无线资源管理、移动性管理和接续管传递的信息包括无线资源管理、移动性管理和接续管理等。理等。2.通信接口通信接口A AlMSCMSC与与BSSBSS之间的通信接口之间的通信接口l功能实体功能实体MSCMSC与与BSCBSC间的互连接口间的互连接口.2.1 GSMGSM数字蜂窝移动通
16、信系统的结构数字蜂窝移动通信系统的结构 3、通信接口通信接口AbisAbisl基站子系统的两个功能实体基站子系统的两个功能实体BSCBSC和和BTSBTS之间的通信接口之间的通信接口4、内部接口内部接口B BlMSCMSC与与VLRVLR之间的接口之间的接口l用于用于MSCMSC向向VLRVLR询问有关询问有关MSMS当前的位置信息或者通知当前的位置信息或者通知VLRVLR有关有关MSMS的位置更新信息等。的位置更新信息等。5、内部接口内部接口C ClMSCMSC与与HLRHLR之间的接口之间的接口l传递路由选择和管理信息传递路由选择和管理信息 2.1 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的结构数
17、字蜂窝移动通信系统的结构 6、内部接口、内部接口DHLR与与VLR之间的接口之间的接口交换有关移动用户的位置和用户管理的信息，保证移动交换有关移动用户的位置和用户管理的信息，保证移动台在整个服务区内建立和接收呼叫。台在整个服务区内建立和接收呼叫。7、内部接口、内部接口E限制相邻区域的不同限制相邻区域的不同MSC之间的接口之间的接口移动用户在移动用户在MSC之间进行越区切换过程中交换有关信息，之间进行越区切换过程中交换有关信息，以启动和完成切换。以启动和完成切换。2.1 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的结构数字蜂窝移动通信系统的结构 8、内部接口内部接口F FlMSCMSC与与EIREIR之间
18、的接口之间的接口l交换移动设备识别码的管理信息。交换移动设备识别码的管理信息。9、内部接口内部接口G Gl不同的不同的VLRVLR之间的接口之间的接口 10、外部接口、外部接口SmSml用户与用户与GSMGSM网络间的接口（移动用户与移动台的接口、网络间的接口（移动用户与移动台的接口、用户识别卡用户识别卡SIMSIM与移动终端间的接口）与移动终端间的接口）11、GSMGSM系统与其他公用电信网的接口。系统与其他公用电信网的接口。2.1 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的结构数字蜂窝移动通信系统的结构 四、四、号码识别与编号号码识别与编号为了识别不同的移动用户，不同的移动设备以及不同的网络，为了
19、识别不同的移动用户，不同的移动设备以及不同的网络，须要须要GSMGSM系统有一套编号支配，用来正确寻址和识别身份。系统有一套编号支配，用来正确寻址和识别身份。1 1移动台国际移动台国际ISDNISDN号码号码 （MSISDNMSISDN）主叫用户呼叫主叫用户呼叫GSMGSM系统中某一个移动用户所需拨的号码。系统中某一个移动用户所需拨的号码。图图4 4 移动台国际移动台国际ISDNISDN号码（号码（MSISDN)MSISDN)2.1 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的结构数字蜂窝移动通信系统的结构 lCCCC：国家代码，中国为：国家代码，中国为8686。lNDCNDC：国内地区码：国内地区码l
20、SNSN：4 4位移动用户号码（位移动用户号码（ABCDABCD）。）。l国内手机电话号码一般为国内手机电话号码一般为13X H0H1 H2 H3ABCD13X H0H1 H2 H3ABCD。l2 2移动台漫游号码（移动台漫游号码（MSRNMSRN）l移动台漫游到一个新的业务区后，移动台漫游到一个新的业务区后，VLRVLR安排的一个临时性漫安排的一个临时性漫游号码游号码l用于建立通信路由为使用于建立通信路由为使GSMGSM移动通信网能再进行路由选择移动通信网能再进行路由选择 2.1 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的结构数字蜂窝移动通信系统的结构 3 3国际移动用户识别码（国际移动用户识别码（
21、IMSIIMSI）用来在整个用来在整个GSMGSM移动通信网中正确识别某个移动用户，移动通信网中正确识别某个移动用户，IMSIIMSI码存储在用户识别卡（码存储在用户识别卡（SIMSIM）GSMGSM系统中，每个移动用户均安排一个唯一的系统中，每个移动用户均安排一个唯一的IMSIIMSI码码 图图5 5 国际移动用户识别码（国际移动用户识别码（IMSIIMSI）MCCMCC：用于唯一地识别移动用户所归属的国家，中国的：用于唯一地识别移动用户所归属的国家，中国的MCCMCC为为460460。MNCMNC：用于识别移动用户所归属的移动通信网。中国移动：用于识别移动用户所归属的移动通信网。中国移动的
22、的MNCMNC为为0000，中国联通的，中国联通的MNCMNC为为0101。MSINMSIN：用于识别某一移动通信网（：用于识别某一移动通信网（PLMNPLMN）中的移动用户）中的移动用户 2.1 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的结构数字蜂窝移动通信系统的结构 2.1 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的结构数字蜂窝移动通信系统的结构l4临时移动用户识别码（临时移动用户识别码（TMSI）l后续的呼叫中用后续的呼叫中用TMSI代替代替IMSI，保密，保密IMSIl5国际移动台设备识别码（国际移动台设备识别码（IMEI）l安排给每一个移动台安排给每一个移动台l用来唯一识别一个移动台设备的号码，可用
23、于监控被用来唯一识别一个移动台设备的号码，可用于监控被窃或无效的移动设备。窃或无效的移动设备。2.1 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的结构数字蜂窝移动通信系统的结构lTACTAC：型号批准码，由欧洲型号标准中心安排。：型号批准码，由欧洲型号标准中心安排。lFACFAC：装配厂家号码，表示生产厂家及其装配地。：装配厂家号码，表示生产厂家及其装配地。lSNRSNR：产品序号，用于唯一地识别同一个：产品序号，用于唯一地识别同一个TACTAC和和FACFAC中的中的每台移动设备。每台移动设备。lSPSP：备用数字。：备用数字。图图6 6 国际移动设备识别码（国际移动设备识别码（IMEIIMEI）2.
24、1 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的结构数字蜂窝移动通信系统的结构l6位置区识别码（位置区识别码（LAI）l在检测位置更新和信道切换时，要运用在检测位置更新和信道切换时，要运用LAI码码l7全球小区识别码（全球小区识别码（CGI）l在位置区识别标记（在位置区识别标记（LAI）后面加上小区的标记号）后面加上小区的标记号（CI），就可以组成），就可以组成CGI，用于识别一个位置区内的，用于识别一个位置区内的小区。小区。l8基站识别色码（基站识别色码（BSIC）lBSIC用于移动台识别接受相同载频且相邻的基站用于移动台识别接受相同载频且相邻的基站2.1 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的结构数字蜂
25、窝移动通信系统的结构图图7 7 位置区识别码（位置区识别码（LAILAI码）码）2.1 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的结构数字蜂窝移动通信系统的结构l9MSC/VLR号码号码lMSC/VLR号码是在号码是在No.7信令消息中运用的，代表信令消息中运用的，代表MSC的号码。的号码。l10HLR号码号码lHLR号码是在号码是在No.7信令消息中运用的代表信令消息中运用的代表HLR的号码。的号码。l11切换号码（切换号码（HON）lHON是指当越区切换时，目标是指当越区切换时，目标MSC（即要求切换到的（即要求切换到的MSC）临时安排给移动用户的一个号码，用于路由选）临时安排给移动用户的一个号码
26、，用于路由选择。择。2.1 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的结构数字蜂窝移动通信系统的结构l五、五、GSMGSM系统的业务系统的业务l GSMGSM系统业务类型：基本电信业务和补充业务系统业务类型：基本电信业务和补充业务。l1基本电信业务基本电信业务l（1）电话业务）电话业务l（2）紧急呼叫业务）紧急呼叫业务l（3）短消息业务）短消息业务l（4）传真和数据通信业务）传真和数据通信业务l（5）语音信箱业务）语音信箱业务l（6）智能用户电报传送）智能用户电报传送2.1 GSMGSM数字蜂窝移动通信系统的结构数字蜂窝移动通信系统的结构l2补充业务补充业务l补充业务是基本业务的增值业务，不能单独供应
27、，必补充业务是基本业务的增值业务，不能单独供应，必需和电信业务一起供应应用户需和电信业务一起供应应用户l（1）号码识别业务）号码识别业务l（2）呼叫转移业务）呼叫转移业务l（3）呼叫限制业务）呼叫限制业务l（4）呼叫完成业务）呼叫完成业务l（5）多方通信）多方通信l（6）计费类补充业务）计费类补充业务学习项目学习项目2其次代移动通信系统其次代移动通信系统复习回顾：复习回顾：1.GSM1.GSM数字蜂窝移动通信系统的结构数字蜂窝移动通信系统的结构4 4个子系统组成：个子系统组成：移动台子系统（移动台子系统（MSMS）基站子系统（基站子系统（BSSBSS）网络子系统（网络子系统（NSSNSS）操作
28、支持系统（操作支持系统（OSSOSS）2.GSM2.GSM网络接口网络接口3.3.号码识别与编号号码识别与编号l一、教学内容一、教学内容l2.2.GSM2.2.GSM系统的多址方式与频率配置系统的多址方式与频率配置l2.3.GSM2.3.GSM系统的信道类型系统的信道类型 l二、教学目标二、教学目标l1.1.能区分物理信道与逻辑信道、各个逻辑信道的作用能区分物理信道与逻辑信道、各个逻辑信道的作用l2.2.能说明多址方式与频率配置的实际意义能说明多址方式与频率配置的实际意义l三三 、教学重点、教学重点l多址方式与频率配置多址方式与频率配置l四四 、教学难点、教学难点l各个逻辑信道的区分各个逻辑信
29、道的区分学学习项习项目目2 2 其次代移其次代移动动通信系通信系统统2.2.GSM2.2.GSM系系统统的的多址方式与多址方式与频频率配置率配置一、多址方式一、多址方式 1.1.工作频段工作频段上行（上行（MSMS发，发，BSBS收）收）890890915MHz915MHz；下行（下行（BSBS发，发，MSMS收）收）935935960MHz960MHz2.2.时分多址时分多址/频分多址（频分多址（TDMA/FDMATDMA/FDMA）（1 1）频分多址）频分多址上、下行上、下行25MHz25MHz频率范围分成频率范围分成124124个载波频率，各个载频之间的个载波频率，各个载频之间的间隔为间
30、隔为200kHz200kHz上行与下行载频是成对的，合起来共有上行与下行载频是成对的，合起来共有124124对载频。对载频。2.2 GSM2.2 GSM系统的多址方式与频率配置系统的多址方式与频率配置（2 2）时分多址）时分多址将每个载频按时间分为将每个载频按时间分为8 8个时隙，个时隙，每个用户占用不同的时每个用户占用不同的时隙进行通信。隙进行通信。3.3.物理信道物理信道 将每个载频按时间分为将每个载频按时间分为8 8个时隙，个时隙，这样的时隙叫做信道，这样的时隙叫做信道，或叫做物理信道。或叫做物理信道。GSMGSM系统共有系统共有124124 8=9928=992个物理信道。个物理信道。
31、2.2 GSM2.2 GSM系统的多址方式与频率配置系统的多址方式与频率配置二、二、频率配置频率配置 1 1频道编号频道编号124124个载频序号用个载频序号用n n表示，表示，n n=1=1124124序号为序号为n n的载频可以用下式计算：的载频可以用下式计算：F FL L(n n)=890MHz+0.2)=890MHz+0.2n nMHzMHz（下频段）（下频段）f fH H(n n)=)=F FL L(n n)+45MHz)+45MHz（上频段）（上频段）或或 f fH H(n n)=935MHz+0.2)=935MHz+0.2n nMHzMHz2.2 GSM2.2 GSM系统的多址方
32、式与频率配置系统的多址方式与频率配置2 2放射标识放射标识GSMGSM系统的业务信道和限制信道放射标识为系统的业务信道和限制信道放射标识为271kF7W271kF7W。271kHz271kHz：必要带宽。：必要带宽。F F：主载波调制方式为调频。：主载波调制方式为调频。7 7：调制主载波的信号性质。：调制主载波的信号性质。W W：被发送信息的类型。：被发送信息的类型。2.2 GSM2.2 GSM系统的多址方式与频率配置系统的多址方式与频率配置3载波干扰爱护比（载波干扰爱护比（C/I）（1）概念：）概念：接收到的有用信号电平与干扰电平之比接收到的有用信号电平与干扰电平之比（2）分类）分类同频干扰
33、载干比：小区的载频功率与同频的无用信号功同频干扰载干比：小区的载频功率与同频的无用信号功率之比率之比规范规范9dB，工程值，工程值 12dB。邻道干扰载干比：小区的载频功率与相邻频道的干扰功邻道干扰载干比：小区的载频功率与相邻频道的干扰功率之比，率之比，规范规范9dB，工程值，工程值 6dB。2.2 GSM2.2 GSM系统的多址方式与频率配置系统的多址方式与频率配置l载波偏离载波偏离400kHz400kHz时的载干比：小区的载频功率与载波时的载干比：小区的载频功率与载波偏离偏离400kHz400kHz时产生干扰功率之比时产生干扰功率之比l规范规范41dB41dB，工程值，工程值 38dB38
34、dB。l4 4爱护频带爱护频带l防止干扰防止干扰lGSMGSM系统运用的频率与其他无线系统间留出的爱护频带系统运用的频率与其他无线系统间留出的爱护频带l爱护频带一般为约爱护频带一般为约400kHz400kHz。2 2.3GSM.3GSM系统的信道类型系统的信道类型一、信道类型1.作用传输和限制用户信息、通信所需的各种信令、限制信息2.逻辑信道依据在物理信道所传输信息的种类，可人为定义不同逻辑信道：业务信道（TCH）、限制信道（CCH）2 2.3GSM.3GSM系统的信道类型系统的信道类型 图图1 GSM1 GSM系统的逻辑信道分类系统的逻辑信道分类 2 2.3GSM.3GSM系统的信道类型系统
35、的信道类型（1 1）业务信道（）业务信道（TCHTCH）作用：作用：用于在用于在MSMS和和BSBS之间传送数字语音或数据等用户信息的双向之间传送数字语音或数据等用户信息的双向信道信道（2 2）限制信道（）限制信道（CCHCCH）分类：分类：广播广播公共控制公共控制专用控制专用控制作用：作用：传递信令或同步数据传递信令或同步数据下行信道用于发送呼叫移动台的寻呼信号下行信道用于发送呼叫移动台的寻呼信号上行信道用于移动用户主呼时发送主呼信号上行信道用于移动用户主呼时发送主呼信号 2 2.3GSM.3GSM系统的信道类型系统的信道类型2 2.3GSM.3GSM系统的信道类型系统的信道类型l广播信道（
36、广播信道（BCHBCH）：l作用：作用：l基站到移动台的单向下行信道，用于基站同时向多个移动基站到移动台的单向下行信道，用于基站同时向多个移动台广播公用信息，信息内容为移动台入网和呼叫建立所需的台广播公用信息，信息内容为移动台入网和呼叫建立所需的相关信息。相关信息。l分类：分类：l广播限制信道（广播限制信道（BCCHBCCH）l同步信道（同步信道（SCHSCH）l频率校正信道（频率校正信道（FCCHFCCH）l公共限制信道（公共限制信道（CCCHCCCH）l作用：作用：lCCCHCCCH是基站与移动台间的一点对多点的双向信道。是基站与移动台间的一点对多点的双向信道。l分类：分类：l寻呼信道（寻
37、呼信道（PCHPCH）l随机接入信道（随机接入信道（RACHRACH）l接入允许信道（接入允许信道（AGCHAGCH）2 2.3GSM.3GSM系统的信道类型系统的信道类型2 2.3GSM.3GSM系统的信道类型系统的信道类型l专用限制信道（专用限制信道（DCCHDCCH）l作用：作用：lDCCHDCCH是呼叫接续和通信过程中，在基站与移动台间点是呼叫接续和通信过程中，在基站与移动台间点对点传输必需的限制信息，是双向信道。对点传输必需的限制信息，是双向信道。l分类：分类：l快速随路限制信道（快速随路限制信道（FACCHFACCH）l慢速随路限制信道（慢速随路限制信道（SACCHSACCH）l独
38、立专用限制信道（独立专用限制信道（SDCCHSDCCH）2 2.3GSM.3GSM系统的信道类型系统的信道类型二、二、GSMGSM的帧结构的帧结构1 1帧结构帧结构（1 1）TDMATDMA帧：帧：每个载频分为每个载频分为8 8个时隙（个时隙（TSTS0 0TSTS7 7），这相同频率的），这相同频率的8 8个个时隙被称为一个时隙被称为一个TDMATDMA帧帧一个一个TDMATDMA帧长帧长4.615ms4.615ms。（2 2）GSMGSM时隙帧结构时隙帧结构时隙、时隙、TDMATDMA帧、复帧、超帧和超高帧帧、复帧、超帧和超高帧5 5个层次个层次 2 2.3GSM.3GSM系统的信道类型系
39、统的信道类型图图2 GSM2 GSM系统分级帧结构的示意图系统分级帧结构的示意图 2 2.3GSM.3GSM系统的信道类型系统的信道类型2突发脉冲序列突发脉冲序列在在TDMATDMA帧的一个时隙中发送的信息称为一个突发脉冲序帧的一个时隙中发送的信息称为一个突发脉冲序列，共列，共156.25bit156.25bit，长度为，长度为577s577s。图图3 3 一般突发脉冲序列的结构一般突发脉冲序列的结构l一、教学内容一、教学内容l2.4GSM2.4GSM系统接受的有关技术和措施系统接受的有关技术和措施l二、教学目标二、教学目标l能够针对现实的通信问题，选择相关技术和措施解决能够针对现实的通信问题
40、，选择相关技术和措施解决l三三 、教学重点、教学重点l跳频技术、话音间断传输技术跳频技术、话音间断传输技术DTXDTX、交织技术，均衡技术、交织技术，均衡技术l鉴权加密技术鉴权加密技术l四四 、教学难点、教学难点lGSMGSM系统接受多种通信技术的实现系统接受多种通信技术的实现学学习项习项目目2 2 其次代移其次代移动动通信系通信系统统2.4GSM系统接受的有关技术和措施系统接受的有关技术和措施一、一、GSMGSM系统接受多种通信技术的目的系统接受多种通信技术的目的1 1、保证移动通信系统在多径和衰落信道条件下正常工作、保证移动通信系统在多径和衰落信道条件下正常工作2 2、增加系统容量、增加系
41、统容量3 3、提高系统在移动环境下的通信牢靠性和通信质量。、提高系统在移动环境下的通信牢靠性和通信质量。二、二、GSM GSM系统接受的通信技术系统接受的通信技术1 1、信道技术：语音压缩编码、信道编码、数字调制、信道技术：语音压缩编码、信道编码、数字调制2 2、数字传输技术：跳频、分集接收、均衡、交织编码、数字传输技术：跳频、分集接收、均衡、交织编码3 3、网络技术：多址、组网技术、越区与漫游、网络技术：多址、组网技术、越区与漫游2.4GSM系统接受的有关技术和措施系统接受的有关技术和措施图图4 GSM4 GSM移动台原理框图移动台原理框图一、教学目标一、教学目标能够针对现实的通信问题，选择
42、相关技术和措施解决能够针对现实的通信问题，选择相关技术和措施解决二、教学重点二、教学重点跳频技术、话音间断传输技术跳频技术、话音间断传输技术DTXDTX、交织技术，均衡技术、交织技术，均衡技术鉴权加密技术鉴权加密技术三三 、GSMGSM系统接受多种通信技术的实现系统接受多种通信技术的实现2.4GSM系统接受的有关技术和措施系统接受的有关技术和措施2.4GSM系统接受的有关技术和措施系统接受的有关技术和措施三、三、跳频技术跳频技术1作用作用确保通信的保密性和抗干扰性确保通信的保密性和抗干扰性改善处于多径环境中的慢速移动的移动台的通信质量改善处于多径环境中的慢速移动的移动台的通信质量2.实现实现语
43、音信号的放射频率在很宽的频率范围内按某种频率序语音信号的放射频率在很宽的频率范围内按某种频率序列在几个频点上跳变列在几个频点上跳变 2.4GSM系统接受的有关技术和措施系统接受的有关技术和措施图图5 5 基带跳频实施框图基带跳频实施框图3.3.分类分类基带跳频：语音信号的放射运用不同放射频率的放射机基带跳频：语音信号的放射运用不同放射频率的放射机射频跳频：射频跳频是语音信号运用固定的放射机，但射频跳频：射频跳频是语音信号运用固定的放射机，但放射频率按某种频率序列跳变。放射频率按某种频率序列跳变。GSMGSM系统接受每帧跳频一次（慢跳频）技术系统接受每帧跳频一次（慢跳频）技术 2.4GSM系统接
44、受的有关技术和措施系统接受的有关技术和措施2.4GSM系统接受的有关技术和措施系统接受的有关技术和措施四、信道均衡技术四、信道均衡技术1 1作用作用自适应均衡技术削减自适应均衡技术削减GSMGSM系统中存在比较严峻的码间干扰系统中存在比较严峻的码间干扰2.2.实现实现从时间响应考虑，预料信道的冲激响应，依据预料来补偿信从时间响应考虑，预料信道的冲激响应，依据预料来补偿信道失真，使整个系统的冲激响应满足无码间串扰的条件道失真，使整个系统的冲激响应满足无码间串扰的条件如何预料来补偿信道失真？如何预料来补偿信道失真？2.4GSM系统接受的有关技术和措施系统接受的有关技术和措施时域均衡系统的主体是时变
45、滤波器（均衡器），时域均衡系统的主体是时变滤波器（均衡器），均衡器可以依据信道的随机变更，动态地调整其参数和特性，均衡器可以依据信道的随机变更，动态地调整其参数和特性，能够跟踪信道的变更，对失真做出更精确的补偿，能够跟踪信道的变更，对失真做出更精确的补偿，使包括均衡器在内的整个系统的冲激响应满足无码间串扰的使包括均衡器在内的整个系统的冲激响应满足无码间串扰的条件。所以条件。所以GSMGSM接受的是自适应均衡技术。接受的是自适应均衡技术。2.4GSM系统接受的有关技术和措施系统接受的有关技术和措施五、交织编码技术五、交织编码技术1 1作用作用交织编码是一种信道改善方法交织编码是一种信道改善方法,
46、降低信道中的突发差错，克降低信道中的突发差错，克服传输干扰。服传输干扰。2.2.实现实现假设假设:在突发差错信道中收到一个突发干扰在突发差错信道中收到一个突发干扰:新二组（新二组（2 2扰扰2 2扰扰2 2扰扰2 2扰扰）在接收端去交织后：（在接收端去交织后：（1212扰扰34123412扰扰34123412扰扰34123412扰扰3434）原来信道中的突发连续差错，经交织与去交织后变成了随机差原来信道中的突发连续差错，经交织与去交织后变成了随机差错。错。2.4GSM系统接受的有关技术和措施系统接受的有关技术和措施63五、五、信道均衡技术信道均衡技术 1.1.作用作用 削减削减GSMGSM系统
47、中存在比较严峻的码间干扰系统中存在比较严峻的码间干扰 2.2.均衡的概念均衡的概念 对数字传输系统中的线性失真进行校正（补偿）的过程称对数字传输系统中的线性失真进行校正（补偿）的过程称为均衡为均衡 2.4GSM系统接受的有关技术和措施系统接受的有关技术和措施64 通过均衡电路使得失真波形成为码间干扰和噪声效果最通过均衡电路使得失真波形成为码间干扰和噪声效果最 小的、宜于在输出端抽样判决的波形小的、宜于在输出端抽样判决的波形 什么波形适合抽样的判决？什么波形适合抽样的判决？波形幅度大且波峰旁边变更平坦，相邻码间干扰尽可能少波形幅度大且波峰旁边变更平坦，相邻码间干扰尽可能少 上述条件是均衡器设计基
48、础上述条件是均衡器设计基础 2.4GSM系统接受的有关技术和措施系统接受的有关技术和措施3.3.实现实现从时间响应考虑，利用波形补偿的方法对失真波形干脆从时间响应考虑，利用波形补偿的方法对失真波形干脆进行校正，使包括均衡器在内的整个传输系统的冲激进行校正，使包括均衡器在内的整个传输系统的冲激响应满足无码间串扰条件响应满足无码间串扰条件如何预料来补偿信道失真？如何预料来补偿信道失真？2.4GSM系统接受的有关技术和措施系统接受的有关技术和措施661 1）.冲激信号与冲激响应冲激信号与冲激响应 (t=0)(t)=0 (t 0)冲激信号冲激信号冲激信号波形冲激信号波形视作矩形脉冲的极限视作矩形脉冲的
49、极限储能状态为零的系统，在单位冲激信号作用下产生的零状态响应称储能状态为零的系统，在单位冲激信号作用下产生的零状态响应称为为冲激响应冲激响应，记为，记为h h(t t)当当(t)(t)输入志向低通滤波器时，则冲激响应输入志向低通滤波器时，则冲激响应 传输的脉冲序列以传输的脉冲序列以2fc=c/2fc=c/的速率传输时的速率传输时（fcfc为志向低通信道的截止频率）为志向低通信道的截止频率）在抽样时刻上的码间串扰是不存在的在抽样时刻上的码间串扰是不存在的志向低通幅频特性与相志向低通幅频特性与相频特性频特性682 2）原理）原理 时域均衡是通过横向滤波器来实现时域均衡是通过横向滤波器来实现 横向滤
50、波器横向滤波器通常被设置在接收滤波器与抽样判决器之间通常被设置在接收滤波器与抽样判决器之间l 时域均衡功能：时域均衡功能：l 将输入端（将输入端（来自接收滤波器的输出端）来自接收滤波器的输出端）抽样时刻上有码间干扰的基带抽样时刻上有码间干扰的基带信号信号波形波形变换成抽样时刻上无码间干扰的变换成抽样时刻上无码间干扰的波形波形 脉冲脉冲形成器形成器发送发送滤波器滤波器信信道道接收接收滤波器滤波器抽样抽样判决器判决器码元码元再生电路再生电路位同步位同步提取电路提取电路定时脉冲定时脉冲噪声噪声n(t)输入输入dkd(t)GT()C()GR()y(t)CPdk输出输出g(t)693 3）横向滤波器组成