移动通信第七章,GSM移动通信系统

第七章,GSM移动通信系统

7.1全球移动通信系统网络组成:

移动台(MS):移动用户设备部分,分为移动终端和用户识别卡(SIM鉴权)。
基站子系统(BSS):分为基站收发信机(BTS)和基站控制器(BSC)。
网络子系统(NSS):首要任务是完成话音的接续,即交换功能。
原籍位置寄存器(HLR)和访问位置寄存器(VLR)共同组成了寄存器。
设备识别寄存器(EIR):存储有关移动台设备的参数,进行识别、监视和闭锁。
鉴权中心(AuC):确定用户的身份和对呼叫进行加密。
操作维护中心(OMC):对GSM网内各种部件功能的监视、状态报告、故障诊断。
BSC-BTS中Abis接口一开始不通用,导致各公司跑马圈地,后来的新标准改进。

7.1.1GSM编码:满足唯一性和便于检索性。

国际ISDN号码(MSISDN):国家码(+86中国)目的码用户码。
国际用户识别码(IMSI):用于通信设备识别用户,存在SIM卡、HLR和VLR中
移动台漫游号码(MSRN):由用户漫游地的MSC/VLR临时分配的。
临时移动用户识别码(TMSI):在无线链路上传递时代替IMSI来标识用户的,由VLR分配给在其覆盖区内漫游的移动用户的标识码(便于保密),只在本地有效。
国际移动台设备识别码(IMEI):用于唯一识别某个移动台设备,国内少见。
位置区识别码(LAI):用于识别不同的位置区,用于移动用户的位置更新。
全球小区识别码(CGI):用于识别某个位置区下的一个小区,作用同上。
基站识别码(BSIC):不是唯一的,主要用于移动台识别相邻的、采用相同载频的、不同基站收发信机。

7.2 GSM空中接口物理层:

空中接口的种种信道设计,就其本质而言,都是为了提高频谱资源的利用效率。
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7.2.1 GSM物理信道:
TDMA帧分配给MS一个时隙,该时隙就称为GSM物理信道。突发脉冲序列都在时隙上传送,也就是在物理信道上传送。

7.2.1.1空中接口(UM):(TMDA/FDMA)
(1)物理层,为高层信息传输提供无线信道,能支持在物理媒介上传输信息所需的全部功能,如频率配置、信号划分、传输定时、比特或时隙同步、功率设定、调制解调。
(2)数据链路层,它向第三层提供服务,并接受第一层的服务。其主要功能是为网络提供必需的数据传输结构,并对数据传输进行控制。
(3)网络层,它的主要功能是管理链路连接,控制呼叫过程,支持附加业务和短消息业务,以及进行移动管理和无线资源管理等, 网络层包括连接管理、移动管理、无线资源管理。
双工FDD信道间隔200KHZ,上行890-915K,下行935-960K有效信道总数为124对,每个信道分8个时隙,共992个物理信道。
TDMA帧→复帧→超帧→超高帧
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7.2.2 GSM逻辑信道: 决定跑什么内容。
当同一个物理信道承载不同的突发脉冲时,它就成了不同的逻辑信道。例如,当承载TCH脉冲时,它就是业务信道;当承载BCCH脉冲时,它就是广播信道;当承载SCH脉冲时,它就是同步信道。

控制信道:凡是有资源的地方就得有控制,起到提醒和锁频的作用。
BCCH:广播信道,当移动台开机但没有通话时,会周期性地监视BCCH中的信息。
RACH/AGCH(随机/允许接入信道):MS通过RACH信道申请分配一个独立专用控制信道,可作为对寻呼的响应或者MS主叫/登记时的接入;AGCH用于为MS分配一个独立专用控制信道。
PCH/CBCH (寻呼信道/小区广播信道):寻人,PCH是在位置区范围内寻呼MS;CBCH是在小区范围内传递需要广播到小区中所有移动台的信息。
SDCCH (独立专用控制信道):引导作用,用在分配TCH之前在呼叫建立过程中传送系统信令,如登记和鉴权,空闲情况下短消息和小区广播也在其上发送。
FACCH/SACCH(快速/慢速辅助控制信道):SACCH,上行方面传递MS接收的当前服务小区以及相邻小区的信号强度的测试报告,以及链路质量报告,下行方面,传递功率控制和定时信息。

7.2.3波形设计:TDMA信道上一个时隙中的信息格式称为突发脉冲序列,共有4种类型:
常规突发NB:用于业务信道及除了RACH、SCH、FCCH控制信道上的信息
频率校正突发FB:用于校正移动台的载波频率
同步突发SB:用于传输TDMA帧号和基站识别码
接入突发AB:用于移动用户向基站提出入网申请

7.3 GSM应用:
手机空闲状态:考虑下行和上行,会进行小区重选,运营商不希望过多的小区重选,因此加入pt惩罚时间,重选指数C2=C1+CRO(偏置)-TO×H(PT-T)。
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手机专用模式下:

1、立即指配:移动台提出入网申请,网络根据情况分配一条信道。例如被人寻呼了想接入网络,作为主叫接入网络,发短消息,上报位置消息等等。
2、鉴权:验证是不是自己人,山寨卡不行。
3、传输管理:
(1)无线信道的修改:系统指配SDCCH。
(2)加密模式的管理:Kc每鉴权产生一个,由ki和随机序列经过A8算法产生
(3)不连续发射模式(DTX)的管理:通话的时候采取13kbit/s的语音编码,在通话的间隙传输500bit/s的低速编码,有时影响通话质量。
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