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。

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

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)。

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。