第6、7章 GSM數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)

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1、2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 業(yè)務(wù)、業(yè)務(wù)、2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.1 引言引言 6.2 GSM的電信業(yè)務(wù)的電信業(yè)務(wù) 6.3 GSM結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 6.4 GS

2、M較模擬網(wǎng)的優(yōu)勢較模擬網(wǎng)的優(yōu)勢 6.5 GSM網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接口 6.6 GSM的編號、的編號、鑒權(quán)與加密鑒權(quán)與加密 6.7 GSM無線信道無線信道 6.8 GSM呼叫接續(xù)呼叫接續(xù) 6.9 GSM通向通向3G的一個(gè)重要里程碑的一個(gè)重要里程碑GPRS本章內(nèi)容 2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.1 引引 言言 表表6-1 全球移動通信系統(tǒng)全球移動通信系統(tǒng)GSM的發(fā)展里程碑的發(fā)展里程碑 日日 期期 成成 果果 1982年年“移動通信特別組移動通信特別組”（Group

3、Special Mobile）在歐洲郵政與電）在歐洲郵政與電信大會信大會(CEPT)內(nèi)成立內(nèi)成立 1986年年 建立一永久核心建立一永久核心 1987年年 在在1986年圓形系統(tǒng)評價(jià)的基礎(chǔ)上年圓形系統(tǒng)評價(jià)的基礎(chǔ)上,選擇了主要無線傳輸技術(shù)選擇了主要無線傳輸技術(shù) 1988年年 18個(gè)國家簽署諒解備忘錄個(gè)國家簽署諒解備忘錄,并決定將并決定將GSM正式定名為正式定名為“全球移全球移動通信系統(tǒng)動通信系統(tǒng)”(Global System for Mobile Communications)1989年年 GSM成立歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會的一個(gè)技術(shù)委員會成立歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會的一個(gè)技術(shù)委員會 1990年年 第一階段第一

4、階段GSM 900規(guī)范規(guī)范(1987-1990年制定年制定)被凍結(jié)被凍結(jié),開始開始DCS1800的修改的修改 1991年年 第一個(gè)系統(tǒng)在第一個(gè)系統(tǒng)在Telecom 91展示會上運(yùn)行展示會上運(yùn)行 DCS1800規(guī)范被凍結(jié)規(guī)范被凍結(jié) 1992年年 歐洲各大歐洲各大GSM900營運(yùn)者開始商業(yè)營運(yùn)營運(yùn)者開始商業(yè)營運(yùn) 2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.2 GSM的電信業(yè)務(wù)的電信業(yè)務(wù) 圖6-1 電信業(yè)務(wù)和承載業(yè)務(wù) 用戶終端GSM網(wǎng)可能的傳輸網(wǎng)端網(wǎng)用戶終端承載業(yè)務(wù)電信業(yè)務(wù)2

5、022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.2.1 承載業(yè)務(wù)承載業(yè)務(wù) 表表6-2列出了列出了GSM的承載業(yè)務(wù)。的承載業(yè)務(wù)。業(yè)業(yè) 務(wù)務(wù) 內(nèi)內(nèi) 容容 異步數(shù)據(jù)異步數(shù)據(jù) 3009600 b/s 同步數(shù)據(jù)同步數(shù)據(jù) 12009600 b/s PAD接入接入 3009600 b/s,分組打包和拆包，分組打包和拆包，為為GSM用戶接入分組網(wǎng)提用戶接入分組網(wǎng)提供一個(gè)異步連接。該業(yè)務(wù)只能由移動臺主叫發(fā)起供一個(gè)異步連接。該業(yè)務(wù)只能由移動臺主叫發(fā)起 分組接入分組接入 24009600 b/s，

6、為，為GSM用戶接入分組網(wǎng)提供一個(gè)同步連接。用戶接入分組網(wǎng)提供一個(gè)同步連接。該業(yè)務(wù)只能由移動臺主叫發(fā)起該業(yè)務(wù)只能由移動臺主叫發(fā)起 話音話音/數(shù)據(jù)交數(shù)據(jù)交替替 在呼叫過程中在呼叫過程中,提供話音和數(shù)據(jù)的交替提供話音和數(shù)據(jù)的交替 話音后數(shù)據(jù)話音后數(shù)據(jù) 先話音連接先話音連接,而后進(jìn)入數(shù)據(jù)連接而后進(jìn)入數(shù)據(jù)連接 2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.2.2 電信業(yè)務(wù)電信業(yè)務(wù) 1.電話電話 電話業(yè)務(wù)是電話業(yè)務(wù)是GSM移動通信網(wǎng)提供的最重要業(yè)務(wù)。經(jīng)過移動通信網(wǎng)提供的最重要業(yè)務(wù)。

7、經(jīng)過GSM網(wǎng)和網(wǎng)和PSTN網(wǎng)，能為數(shù)字移動客戶之間、數(shù)字蜂窩移動網(wǎng)，能為數(shù)字移動客戶之間、數(shù)字蜂窩移動電話網(wǎng)客戶與模擬蜂窩移動電話網(wǎng)客戶之間以及與固定網(wǎng)客電話網(wǎng)客戶與模擬蜂窩移動電話網(wǎng)客戶之間以及與固定網(wǎng)客戶之間，提供實(shí)時(shí)雙向通信，其中包括各種特服呼叫、各類戶之間，提供實(shí)時(shí)雙向通信，其中包括各種特服呼叫、各類查詢業(yè)務(wù)和申告業(yè)務(wù)，以及提供人工、自動無線電尋呼業(yè)務(wù)。查詢業(yè)務(wù)和申告業(yè)務(wù)，以及提供人工、自動無線電尋呼業(yè)務(wù)。2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 緊急呼叫業(yè)務(wù)來源

8、于電話業(yè)務(wù)，它允許數(shù)字移動客戶在緊急呼叫業(yè)務(wù)來源于電話業(yè)務(wù)，它允許數(shù)字移動客戶在緊急情況下，進(jìn)行緊急呼叫操作，即撥緊急情況下，進(jìn)行緊急呼叫操作，即撥119或或110或或120等時(shí)，等時(shí)，依據(jù)客戶所處基站位置，就近接入火警中心依據(jù)客戶所處基站位置，就近接入火警中心(119)、匪警中、匪警中心心(110)、急救中心、急救中心(120)等。當(dāng)客戶按緊急呼叫鍵等。當(dāng)客戶按緊急呼叫鍵(SOS鍵鍵)時(shí)，時(shí)，應(yīng)向客戶提示如何撥叫緊急中心。應(yīng)向客戶提示如何撥叫緊急中心。緊急呼叫業(yè)務(wù)優(yōu)先于其它業(yè)務(wù)，在移動臺沒有插入客戶緊急呼叫業(yè)務(wù)優(yōu)先于其它業(yè)務(wù)，在移動臺沒有插入客戶識別卡識別卡(SIM)或移動客戶處于鎖定狀態(tài)時(shí)

9、，也可按或移動客戶處于鎖定狀態(tài)時(shí)，也可按SOS鍵或鍵或撥撥112(歐洲統(tǒng)一使用的緊急呼叫服務(wù)中心號碼，目前我國歐洲統(tǒng)一使用的緊急呼叫服務(wù)中心號碼，目前我國使用的移動臺均符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)使用的移動臺均符合歐洲標(biāo)準(zhǔn))，即可接通緊急呼叫服務(wù)中，即可接通緊急呼叫服務(wù)中心心(目前我國目前我國GSM移動通信網(wǎng)是用送輔導(dǎo)音方式，提示客戶移動通信網(wǎng)是用送輔導(dǎo)音方式，提示客戶撥不同緊急呼叫服務(wù)中心號碼呼叫不同緊急服務(wù)中心，因撥不同緊急呼叫服務(wù)中心號碼呼叫不同緊急服務(wù)中心，因我國各緊急呼叫服務(wù)中心尚未聯(lián)網(wǎng)我國各緊急呼叫服務(wù)中心尚未聯(lián)網(wǎng))。2022年9月4日星期日College of Computer and Comm

10、unication,Lanzhou University of Technology 3.短信息業(yè)務(wù)（短信息業(yè)務(wù)（SMS）GSM可以提供給用戶的短消息業(yè)務(wù)，使可以提供給用戶的短消息業(yè)務(wù)，使GSM用戶無需同用戶無需同時(shí)攜帶尋呼機(jī)。時(shí)攜帶尋呼機(jī)。GSM設(shè)計(jì)者還允許移動用戶發(fā)送短消息，即設(shè)計(jì)者還允許移動用戶發(fā)送短消息，即開展雙向短消息業(yè)務(wù)。對于開展雙向短消息業(yè)務(wù)。對于MO/PP(SMS-MT/PP-Mobil Terminated Short Message Service)和和MT/PP(SMS-MO/PP mobile-originated Short Message Service)兩類短消息

11、業(yè)務(wù)兩類短消息業(yè)務(wù) 業(yè)務(wù)中心是作為存儲轉(zhuǎn)發(fā)中心，業(yè)務(wù)中心是作為存儲轉(zhuǎn)發(fā)中心，該業(yè)務(wù)中心在功能上與該業(yè)務(wù)中心在功能上與GSM網(wǎng)絡(luò)分開。所有網(wǎng)絡(luò)分開。所有GSM點(diǎn)對點(diǎn)短消點(diǎn)對點(diǎn)短消息都來自或去向該業(yè)務(wù)中心。息都來自或去向該業(yè)務(wù)中心。GSM允許短消息在一次呼叫中允許短消息在一次呼叫中發(fā)送或空閑時(shí)發(fā)送。發(fā)送或空閑時(shí)發(fā)送。2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 4.可視圖文接入可視圖文接入 5.智能用戶電報(bào)傳送智能用戶電報(bào)傳送 6.傳真?zhèn)髡?2022年9月4日星期日College

12、 of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 表表 6-3 電電 信信 業(yè)業(yè) 務(wù)務(wù)業(yè)業(yè) 務(wù)務(wù) 內(nèi)內(nèi) 容容 話音服務(wù)話音服務(wù) 全速（全速（13 kb/s），），半速（半速（6.5 kb/s）。）。這項(xiàng)服務(wù)提供語音這項(xiàng)服務(wù)提供語音信息和語音信號到網(wǎng)絡(luò)的傳輸信息和語音信號到網(wǎng)絡(luò)的傳輸 緊急呼叫緊急呼叫 典型的是，典型的是，緊急電話在一些受限的情況下，緊急電話在一些受限的情況下，更具有優(yōu)先更具有優(yōu)先權(quán)。權(quán)。一般只提供移動用戶主叫發(fā)起一般只提供移動用戶主叫發(fā)起 短消息服務(wù)（到移動短消息服務(wù)（到移動電話終端，電話終端，MT/

13、PP）短字符消息，小于短字符消息，小于160個(gè)字符。這項(xiàng)服務(wù)用于消息處理系統(tǒng)個(gè)字符。這項(xiàng)服務(wù)用于消息處理系統(tǒng)（服務(wù)中心）提供短消息給移動用戶（服務(wù)中心）提供短消息給移動用戶 短消息服務(wù)短消息服務(wù)（移動電話發(fā)起，（移動電話發(fā)起，MO/PP）短字符消息，小于短字符消息，小于160個(gè)字符。這項(xiàng)服務(wù)用于移動用戶給消個(gè)字符。這項(xiàng)服務(wù)用于移動用戶給消息處理系統(tǒng)（服務(wù)中心）提供短消息。以下由移動用戶發(fā)息處理系統(tǒng)（服務(wù)中心）提供短消息。以下由移動用戶發(fā)起的呼叫可以進(jìn)行傳輸：一個(gè)在存儲器中預(yù)先存儲的消息；起的呼叫可以進(jìn)行傳輸：一個(gè)在存儲器中預(yù)先存儲的消息；從撥號盤上發(fā)起的一串?dāng)?shù)字；從另外的鍵盤或設(shè)備終端與從撥號

14、盤上發(fā)起的一串?dāng)?shù)字；從另外的鍵盤或設(shè)備終端與移動臺相連的信息移動臺相連的信息 短消息傳輸（小區(qū)廣短消息傳輸（小區(qū)廣播）播）短字符消息，小于短字符消息，小于93個(gè)字符。這項(xiàng)服務(wù)用于傳輸對小區(qū)范個(gè)字符。這項(xiàng)服務(wù)用于傳輸對小區(qū)范圍內(nèi)的所有的移動用戶。這是一點(diǎn)對多點(diǎn)的服務(wù)圍內(nèi)的所有的移動用戶。這是一點(diǎn)對多點(diǎn)的服務(wù) 自動傳真自動傳真 第第3類傳真。這項(xiàng)服務(wù)自動提供第類傳真。這項(xiàng)服務(wù)自動提供第3類呼叫和被呼模式傳真類呼叫和被呼模式傳真 2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.2

15、.3 補(bǔ)充業(yè)務(wù)補(bǔ)充業(yè)務(wù) 表表5-4 GSM支持的補(bǔ)充業(yè)務(wù)支持的補(bǔ)充業(yè)務(wù) 2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 表表6-4 GSM支持的補(bǔ)充業(yè)務(wù)支持的補(bǔ)充業(yè)務(wù) 2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.3 GSM結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 圖6-2 GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) BTSBTSBTSBTSBTSBTSOMC-RadioBSCBSCMSCMSCVLRAUCEIRV

16、LRBTSHLRPSTND 接口Um接口A-Bis接口A接口B接口B,C,D,E,FMAP接口E 接口C 接口F 接口業(yè)務(wù)與信令信令注：2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou Universi

17、ty of Technology 表表6-5 GSM900系統(tǒng)的移動臺功率等級系統(tǒng)的移動臺功率等級 2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 表表6-6 DCS1800系統(tǒng)的移動臺功率等級系統(tǒng)的移動臺功率等級 2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.3.2無線基站子系統(tǒng)（無線基站子系統(tǒng)（BSS）包括：基站包括：基站控制器控制器(BSC)和基站收

18、發(fā)信機(jī)（和基站收發(fā)信機(jī)（BTS）表表6-7 基站的功率等級基站的功率等級 2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.3.2.1 基站控制器（基站控制器（BSC）具有對一個(gè)或多個(gè)具有對一個(gè)或多個(gè)BTS進(jìn)行控制的功能，它主要進(jìn)行控制的功能，它主要負(fù)責(zé)無線網(wǎng)路資源的管理、小區(qū)配置數(shù)據(jù)管理、功率負(fù)責(zé)無線網(wǎng)路資源的管理、小區(qū)配置數(shù)據(jù)管理、功率控制、定位和切換等，是個(gè)很強(qiáng)的業(yè)務(wù)控制點(diǎn)?？刂?、定位和切換等，是個(gè)很強(qiáng)的業(yè)務(wù)控制點(diǎn)。2022年9月4日星期日College of Comp

19、uter and Communication,Lanzhou University of Technology 2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.3.2.3 發(fā)送編碼器和速率適配器單元（發(fā)送編碼器和速率適配器單元（TRAU）TRAU網(wǎng)絡(luò)單元負(fù)責(zé)對網(wǎng)絡(luò)單元負(fù)責(zé)對16kb/s到到64kb/s的用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)的用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送編碼及速率適配。送編碼及速率適配。在物理上，在物理上，TRAU可以在可以在BTS任何一邊，即在任何一邊，即在BTS和和BSC的的BTS邊；或在

20、邊；或在BSC和和MSC的的BSC邊或邊或MSC邊。通常在邊。通常在BSC和和MSC的的BSC邊。邊。2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 1 移動業(yè)務(wù)交換中心（移動業(yè)務(wù)交換中心（MSC）GSM系統(tǒng)的核心，系統(tǒng)的核心，對應(yīng)于它所覆蓋區(qū)域中的移動臺進(jìn)行控制和完成話路交換的對應(yīng)于它所覆蓋區(qū)域中的移動臺進(jìn)行控制

21、和完成話路交換的功能實(shí)體，功能實(shí)體，是移動通信系統(tǒng)與其它公用通信網(wǎng)之間的接口。是移動通信系統(tǒng)與其它公用通信網(wǎng)之間的接口?？赏瓿删W(wǎng)路接口、公共信道信令系統(tǒng)和計(jì)費(fèi)等功能，還可完可完成網(wǎng)路接口、公共信道信令系統(tǒng)和計(jì)費(fèi)等功能，還可完成成BSS、MSC之間的切換和輔助性的無線資源管理、移動性管之間的切換和輔助性的無線資源管理、移動性管理等。理等。為了建立至移動臺的呼叫路由，每個(gè)為了建立至移動臺的呼叫路由，每個(gè)MS、還應(yīng)能完成入口、還應(yīng)能完成入口MSC（GMSC）的功能，即查詢位置信息的功能。）的功能，即查詢位置信息的功能。2022年9月4日星期日College of Computer and Commu

22、nication,Lanzhou University of Technology 2 歸屬位置寄存器（歸屬位置寄存器（HLR）存儲管理部門用于移動客戶管理的數(shù)據(jù)庫。每個(gè)移存儲管理部門用于移動客戶管理的數(shù)據(jù)庫。每個(gè)移動客戶都應(yīng)在其歸屬位置寄存器（動客戶都應(yīng)在其歸屬位置寄存器（HLR）注冊登記。）注冊登記。它主要存儲兩類信息：它主要存儲兩類信息：一是有關(guān)客戶的參數(shù)；一是有關(guān)客戶的參數(shù)；二是有關(guān)客戶目前所處位置的信息，以便建立至移動二是有關(guān)客戶目前所處位置的信息，以便建立至移動臺的呼叫路由，例如臺的呼叫路由，例如MSC、VLR地址等地址等2022年9月4日星期日College of Compute

23、r and Communication,Lanzhou University of Technology 3 訪問者位置寄存器（訪問者位置寄存器（VLR）存儲存儲MSC為了處理所管轄區(qū)域中為了處理所管轄區(qū)域中MS（統(tǒng)稱拜訪客（統(tǒng)稱拜訪客戶）的來話、去話呼叫所需檢索的信息的數(shù)據(jù)庫，戶）的來話、去話呼叫所需檢索的信息的數(shù)據(jù)庫，例如客戶的號碼，所處位置區(qū)域的識別，向客戶提例如客戶的號碼，所處位置區(qū)域的識別，向客戶提供的服務(wù)等參數(shù)。供的服務(wù)等參數(shù)。2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Techno

24、logy 4 鑒權(quán)中心（鑒權(quán)中心（AUC）認(rèn)證移動用戶的身份以及產(chǎn)生相應(yīng)認(rèn)證參數(shù)的功能認(rèn)證移動用戶的身份以及產(chǎn)生相應(yīng)認(rèn)證參數(shù)的功能實(shí)體。實(shí)體。用于產(chǎn)生為確定移動客戶的身份和對呼叫保密所需用于產(chǎn)生為確定移動客戶的身份和對呼叫保密所需鑒權(quán)、加密的三參數(shù)（隨機(jī)號碼鑒權(quán)、加密的三參數(shù)（隨機(jī)號碼RAND，符合響應(yīng)，符合響應(yīng)SRES，密鑰，密鑰Kc）的功能實(shí)體。）的功能實(shí)體。AUC只與只與HLR通信。通信。2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 5 設(shè)備識別寄存器（設(shè)備識別寄存器（

25、EIR）一個(gè)存儲有關(guān)移動臺設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫。一個(gè)存儲有關(guān)移動臺設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫。主要完成對移動設(shè)備的識別、監(jiān)視、閉鎖等功能，主要完成對移動設(shè)備的識別、監(jiān)視、閉鎖等功能，以防止非法移動臺的使用。以防止非法移動臺的使用。2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.3.4 操作維護(hù)子系統(tǒng)（操作維護(hù)子系統(tǒng)（OMC）主要是對整個(gè)主要是對整個(gè)GSM網(wǎng)路進(jìn)行管理和監(jiān)控。通過它網(wǎng)路進(jìn)行管理和監(jiān)控。通過它實(shí)現(xiàn)對實(shí)現(xiàn)對GSM網(wǎng)內(nèi)各種部件功能的監(jiān)視、狀態(tài)報(bào)告、網(wǎng)內(nèi)各種部件功能的監(jiān)視、狀態(tài)報(bào)告

26、、故障診斷等功能。故障診斷等功能。OMC與與MSC之間的接口目前還未開放，因?yàn)橹g的接口目前還未開放，因?yàn)镃CITT對電信網(wǎng)路管理的對電信網(wǎng)路管理的Q3接口標(biāo)準(zhǔn)化工作尚未完接口標(biāo)準(zhǔn)化工作尚未完成。成。2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.4 GSM較模擬網(wǎng)的優(yōu)勢較模擬網(wǎng)的優(yōu)勢 6.4.1 GSM系統(tǒng)在抗瑞利衰落及干擾方面均優(yōu)于系統(tǒng)在抗瑞利衰落及干擾方面均優(yōu)于TACS系統(tǒng)系統(tǒng) 1.GSM系統(tǒng)具有較為完善的對抗瑞利衰落和符號間干擾的系統(tǒng)具有較為完善的對抗瑞利衰落和符號

27、間干擾的措施措施 （1）天線（空間）分集。）天線（空間）分集。當(dāng)分集天線間距當(dāng)分集天線間距56m時(shí)，時(shí)，最大可獲得約最大可獲得約6dB的分集增益。的分集增益。2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology（2）跳頻跳頻 由于瑞利衰落的衰落谷點(diǎn)隨頻率不同而發(fā)生在不同地點(diǎn)，因由于瑞利衰落的衰落谷點(diǎn)隨頻率不同而發(fā)生在不同地點(diǎn)，因此，使載頻在幾個(gè)頻率點(diǎn)上變化（跳頻），可減少信息損失，此，使載頻在幾個(gè)頻率點(diǎn)上變化（跳頻），可減少信息損失，然后通過復(fù)雜的信息處理過程重新恢復(fù)全部信息。然后通

28、過復(fù)雜的信息處理過程重新恢復(fù)全部信息。跳頻只對慢速移動用戶有好處，其得益約為跳頻只對慢速移動用戶有好處，其得益約為14dB（當(dāng)無天線（當(dāng)無天線分集時(shí)，最多可達(dá)分集時(shí)，最多可達(dá)4dB,當(dāng)有二重分集時(shí)，最多可有當(dāng)有二重分集時(shí)，最多可有2.5 dB）。）。但是，當(dāng)一個(gè)基站或小區(qū)只有但是，當(dāng)一個(gè)基站或小區(qū)只有2個(gè)載波時(shí)，不能獲得跳頻增益。個(gè)載波時(shí)，不能獲得跳頻增益。(3）均衡）均衡GSM規(guī)范要求均衡器能處理時(shí)延高達(dá)規(guī)范要求均衡器能處理時(shí)延高達(dá)15us的反射信號，大約相的反射信號，大約相當(dāng)于當(dāng)于4bit時(shí)間。時(shí)間。2022年9月4日星期日College of Computer and Communica

29、tion,Lanzhou University of Technology 2.要求干擾保護(hù)比低要求干擾保護(hù)比低無跳頻時(shí)要求無跳頻時(shí)要求C/I12dB有跳頻時(shí)要求有跳頻時(shí)要求C/I9dB鄰道干擾保護(hù)比要求鄰道干擾保護(hù)比要求C/I-9dB，載波偏離載波偏離400 kHz時(shí)，要求時(shí)，要求C/I-41dB。2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou Universi

30、ty of Technology 6.4.2 GSM系統(tǒng)與系統(tǒng)與TACS系統(tǒng)的性能比較系統(tǒng)的性能比較 1.GSM系統(tǒng)頻率利用率高、系統(tǒng)容量高系統(tǒng)頻率利用率高、系統(tǒng)容量高(1)TACS系統(tǒng)系統(tǒng) 共有共有400個(gè)頻道，按個(gè)頻道，按73復(fù)用方式計(jì)算，每個(gè)扇區(qū)只有復(fù)用方式計(jì)算，每個(gè)扇區(qū)只有(19-1)18個(gè)話音頻道可用。每個(gè)用戶忙時(shí)話務(wù)量個(gè)話音頻道可用。每個(gè)用戶忙時(shí)話務(wù)量0.027erl計(jì)算，一個(gè)計(jì)算，一個(gè)3小區(qū)的基站可負(fù)荷小區(qū)的基站可負(fù)荷13.385（有頻道呼損率有頻道呼損率）3=40.155 erl的話的話務(wù)量或可容務(wù)量或可容1487個(gè)用戶。個(gè)用戶。2022年9月4日星期日College of C

31、omputer and Communication,Lanzhou University of Technology (2)GSM系統(tǒng)系統(tǒng) 10MHz共有共有50個(gè)載波個(gè)載波400個(gè)頻道，按個(gè)頻道，按43復(fù)用方式計(jì)算，每復(fù)用方式計(jì)算，每個(gè)扇區(qū)有個(gè)扇區(qū)有31或或32個(gè)話音信道，一個(gè)個(gè)話音信道，一個(gè)3扇區(qū)的基站可負(fù)荷扇區(qū)的基站可負(fù)荷78.292erl的話務(wù)量或可容的話務(wù)量或可容2899個(gè)用戶。如果按個(gè)用戶。如果按33復(fù)用方式，復(fù)用方式，則每個(gè)扇則每個(gè)扇區(qū)有區(qū)有42或或43個(gè)話音信道，一個(gè)個(gè)話音信道，一個(gè)3扇區(qū)的基站可負(fù)荷扇區(qū)的基站可負(fù)荷110.713erl的的話務(wù)量或可容話務(wù)量或可容4100個(gè)用戶

32、。以上按目前采用的全速率（個(gè)用戶。以上按目前采用的全速率（FR）計(jì)）計(jì)算所得結(jié)果，算所得結(jié)果，如按半速率（如按半速率（HR）考慮，）考慮，則有：則有：43復(fù)用方式可容復(fù)用方式可容177.82 erl的話務(wù)量或可容的話務(wù)量或可容6586個(gè)用戶；個(gè)用戶；33復(fù)用方式可容復(fù)用方式可容244.83 erl的話務(wù)量或可容的話務(wù)量或可容9067個(gè)用戶。個(gè)用戶。2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology(3)GSM與與TACS兩個(gè)系統(tǒng)的頻譜利用率及容量比較，見表兩個(gè)系統(tǒng)的頻譜利用率及容量

33、比較，見表5-8。表表6-8 GSM與與TACS的頻譜利用率及容量比較的頻譜利用率及容量比較 2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 2.GSM系統(tǒng)具有開放的接口和通用的接口標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)具有開放的接口和通用的接口標(biāo)準(zhǔn) 3.GSM系統(tǒng)支持電信業(yè)務(wù)、系統(tǒng)支持電信業(yè)務(wù)、承載業(yè)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù)承載業(yè)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù) 4.GSM系統(tǒng)的保密性和安全性大大提高系統(tǒng)的保密性和安全性大大提高 利用用戶識別鑒權(quán)可以防止無權(quán)用戶使用利用用戶識別鑒權(quán)可以防止無權(quán)用戶使用GSM系統(tǒng)。系統(tǒng)。利用用利用用戶識別

34、保密，則可使竊聽者不能確定在無線路徑上使用資源的是戶識別保密，則可使竊聽者不能確定在無線路徑上使用資源的是哪一個(gè)用戶，以保證用戶識別系統(tǒng)的安全與保密。哪一個(gè)用戶，以保證用戶識別系統(tǒng)的安全與保密。2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.5 GSM網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接口 VLRVLRHLREIRMSCBTSBSCAbisMSCMSUmAEFCBDG2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou Univers

35、ity of Technology BTSBTSBTSBTSBTSBTSBTS去BSC去BSCRIL-3LAPDmRF層空中接口6.5.1 空中接口（空中接口（Um）圖圖6-3 空中接口的協(xié)議堆?？罩薪涌诘膮f(xié)議堆棧 每個(gè)每個(gè)RF八個(gè)時(shí)隙八個(gè)時(shí)隙 ISDN協(xié)議的改進(jìn)型協(xié)議的改進(jìn)型 2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 圖圖6-4 A-bis的接口協(xié)議堆棧的接口協(xié)議堆棧 6.5.2 A-bis 接口接口 BTSBTSBTSBTSBTSBTSBTS去MSC去MSCRIL-3

36、LAPD物理層A-bis 接口BSCBSCOMC-Radio物理接口物理接口E12022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.5.3 A接口接口 圖6-5 A接口協(xié)議堆棧 去PSTN,其他MSCBSSMAPSCCPA接口BSCOMC-RadioMSCBSCMTP 3MTP 2MTP 12022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.5.4 PSTN接口

37、接口GSM結(jié)構(gòu)是建立在結(jié)構(gòu)是建立在ISDN接入的基礎(chǔ)上的。接入的基礎(chǔ)上的。為了充分利用為了充分利用ISDN業(yè)務(wù)的優(yōu)點(diǎn)，業(yè)務(wù)的優(yōu)點(diǎn)，MSC通過以通過以CCS7為基礎(chǔ)的為基礎(chǔ)的協(xié)議如協(xié)議如ISUP連接公共交換電話網(wǎng)連接公共交換電話網(wǎng)PSTN。在在GSM中，無中，無ISUP信令方案連接，信令方案連接，PSTN就無法支持基本呼就無法支持基本呼叫。叫。2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.5.5 移動應(yīng)用部分（移動應(yīng)用部分（MAP）圖圖6-6 MAP界面協(xié)議堆棧界面協(xié)議堆棧

38、 TCAPSCCPB,C,D,E,FMAP接口MTP 3MTP 2MTP 1MSCMSCD 接口VLRAUCEIRVLRHLRB 接口去PSTNE 接口C 接口F 接口2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 1.MAP-B 2.MAP-C 3.MAP-D 4.MAP-E 5.MAP-F 2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.6 GSM的編號

39、、鑒權(quán)與加密的編號、鑒權(quán)與加密 6.6.1 編號和路由編號和路由 1.移動用戶移動用戶ISDN號（號（MSISDN）移動用戶漫游號（移動用戶漫游號（MSRN）MSISDN包含國家代碼（包含國家代碼（CC）、）、國家目的代碼（國家目的代碼（NDC）和）和用戶碼（用戶碼（SN）2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 2.國際移動用戶識別碼（國際移動用戶識別碼（IMSI）圖6-7 IMSI結(jié)構(gòu) 15位數(shù)字3位數(shù)字2位數(shù)字移動國家號碼移動網(wǎng)號移動用戶識別碼 MCCMNCMSIN

40、2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 3.臨時(shí)移動用戶識別號臨時(shí)移動用戶識別號 存儲在移動臺和存儲在移動臺和SIM卡中的信息卡中的信息 圖6-8 在GSM中用于記數(shù)和鑒別的參數(shù)2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 網(wǎng)絡(luò)使用的路由信息網(wǎng)絡(luò)使用的路由信息 圖圖6-9 在在GSM中用于記數(shù)和鑒別的參數(shù)中用于記數(shù)和鑒別的參數(shù)呼叫流程呼叫流程.exe2

41、022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 4.位置區(qū)域位置區(qū)域(location areas)圖圖6-9 定位區(qū)域和小區(qū)識別參數(shù)定位區(qū)域和小區(qū)識別參數(shù) 移動用戶網(wǎng)絡(luò)代碼：惟一確認(rèn)用戶在該 國的經(jīng)營商網(wǎng)絡(luò)位置區(qū)域碼：確定區(qū)群小區(qū)識別碼：惟一確認(rèn)每個(gè)小區(qū)2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology (1)位置識別碼（位置識別碼（LAI）和小區(qū)識別碼）和小區(qū)識別

42、碼(CI)LAI有有MCC、MNC和和LAC（Location Area Code）。在檢測位置更新）。在檢測位置更新和信道切換時(shí)，要使用位置區(qū)識別標(biāo)志。號碼結(jié)構(gòu)為：和信道切換時(shí)，要使用位置區(qū)識別標(biāo)志。號碼結(jié)構(gòu)為：三位數(shù)字三位數(shù)字 兩位數(shù)字兩位數(shù)字 最大最大16 bit MCC MNC LAC (2)基站識別碼基站識別碼(BSIC)結(jié)構(gòu)為：結(jié)構(gòu)為：3 bit 3 bitNCC BCC NCC為網(wǎng)絡(luò)色碼，用來識別相鄰的移動通信網(wǎng)。為網(wǎng)絡(luò)色碼，用來識別相鄰的移動通信網(wǎng)。BCC為為BTS色碼，色碼，用來識別相同載波的不同基站。用來識別相同載波的不同基站。2022年9月4日星期日College of

43、Computer and Communication,Lanzhou University of Technology BTSBTSBTSBTSBTSBTSBTSBTSBTSBSCBSCBSCVLRMSCVLRMSCHLRLA1LA2LA3LA4位置區(qū)劃分的示意圖位置區(qū)劃分的示意圖 2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.6.2 鑒權(quán)與加密鑒權(quán)與加密(Authentication and Ciphering)圖6-10 GSM的鑒權(quán)過程 隨機(jī)數(shù)(RAND)）簽名響應(yīng)

44、(SRES)鑒權(quán)中心RAND,SRESRANDSRES 比較從鑒權(quán)中心和移動臺收到的SRES,如果匹配,則移動臺就鑒權(quán)成功VLRKiSRES A3（1：A3IMSI(1)Ki(1)IMSI(x)Ki(x)訪問者位置寄存器移動臺2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 圖6-11 GSM的加密過程 AUC存儲 HLR 中所有用戶的鑒權(quán)鍵 KiHLRMSC/VLRBTS存儲所有與網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的用戶信息對所有用戶產(chǎn)生三參數(shù)組RAND/Kc/SRES臨時(shí)存儲所有用戶的三參數(shù)組(每用戶

45、110個(gè)）并依請求發(fā)給 VLR存儲所有訪問用戶的三參數(shù)組(每用戶1 7個(gè))RAND/Kc/SRES臨時(shí)存儲 Kc用于與 MS 通話中的加密鑒權(quán)程序啟動加密加密模式命令MMSRANDRANDA8(Kc)KcA5(加密)TDMA帳號加密消息“加密模式完成”A5TDMA幀號Kc解密消息“加密模式完成”成功否是加密模式完成2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.7 GSM無線信道無線信道6.7.1 頻域分析頻域分析 GSM900/1800系統(tǒng)使用系統(tǒng)使用900/1800MH

46、z頻段頻段,收發(fā)頻收發(fā)頻差為差為45/95 MHz。每個(gè)射頻（每個(gè)射頻（RF）信道頻道寬度為）信道頻道寬度為200kHz,共有共有8個(gè)個(gè)時(shí)隙信道。時(shí)隙信道。每個(gè)每個(gè)RF信道由一個(gè)上行和一個(gè)下行頻率對組成，信道由一個(gè)上行和一個(gè)下行頻率對組成，這種方式稱為頻分雙工（這種方式稱為頻分雙工（FDD）。）。由于各基站由于各基站(BTS)會占用頻段中任何一組頻率會占用頻段中任何一組頻率,移動移動臺必須有在整個(gè)頻段上發(fā)送和接收信號的能力。臺必須有在整個(gè)頻段上發(fā)送和接收信號的能力。2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou Univers

47、ity of Technology 6.7.2 時(shí)域分析時(shí)域分析GSM將每個(gè)用戶安排在無線信道的將每個(gè)用戶安排在無線信道的8個(gè)不同時(shí)隙一個(gè)時(shí)隙中并個(gè)不同時(shí)隙一個(gè)時(shí)隙中并只能在該時(shí)隙發(fā)送。時(shí)隙從只能在該時(shí)隙發(fā)送。時(shí)隙從07編碼。編碼。這相同頻率的這相同頻率的8個(gè)時(shí)隙被稱為一個(gè)個(gè)時(shí)隙被稱為一個(gè)TDMA幀。幀。用戶在某一時(shí)隙發(fā)送被稱為突發(fā)時(shí)隙用戶在某一時(shí)隙發(fā)送被稱為突發(fā)時(shí)隙(burst)。一個(gè)突發(fā)長度時(shí)。一個(gè)突發(fā)長度時(shí)隙為隙為577s，一幀為，一幀為4.615ms。若用戶在上行頻率的若用戶在上行頻率的0時(shí)隙發(fā)送，則將在下行頻率的時(shí)隙發(fā)送，則將在下行頻率的0時(shí)隙接時(shí)隙接收。收。2022年9月4日星期日

48、College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 由由 51個(gè)業(yè)務(wù)復(fù)幀或個(gè)業(yè)務(wù)復(fù)幀或 26個(gè)控制復(fù)幀均可組成一個(gè)個(gè)控制復(fù)幀均可組成一個(gè)超幀，超幀的周期為超幀，超幀的周期為1326個(gè)個(gè)TDMA幀，超幀長幀，超幀長 51264.61510-36.12秒。秒。由由2048個(gè)超幀組成超高幀，超高幀的周期為個(gè)超幀組成超高幀，超高幀的周期為204813

49、26=2715648個(gè)個(gè)TDMA 幀，即幀，即12533.76秒，秒，即即 3 小時(shí)小時(shí)28 分分53 秒秒760毫秒。毫秒。幀的編號幀的編號(FN)以超高幀為周期，從以超高幀為周期，從0到到 2715647。2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 70 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7220123423 24 25012

50、347 48 49 501（26幀）的復(fù)幀 26 TDMA幀（120 ms）024250123474849501（51（26幀）的復(fù)幀或者 26（51幀）的復(fù)幀）2 0422 0432 0442 0452 0462 04701234561超高幀 2 048超幀2 715 648 TDMA幀012TDMA幀1超幀 1 326 TDMA幀（6.12 s)1（51幀）的復(fù)幀 51 TDMA幀（235.385 ms）業(yè)務(wù)復(fù)幀業(yè)務(wù)復(fù)幀控制復(fù)幀控制復(fù)幀2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Techno

51、logy 6.7.3 語音編碼語音編碼(Speech Coding)圖6-12 不同GSM接口的語音傳輸示意用戶移動臺MSC&PSTNISDN電話用戶人的語音語音的13 kb/s數(shù)據(jù)序列人的語音語音的13 kb/s數(shù)據(jù)序列TRAUBTS語音的64 kb/s數(shù)據(jù)序列語音的64 kb/s數(shù)據(jù)序列(發(fā)送編碼和速率適配單元)凈速率凈速率260bit/20ms=13k全速率全速率456bit/20ms=22.8k2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 53 bit 4 尾比特37

52、8編碼比特456 bit(8個(gè)子塊,57 bit/子塊)語音編碼器(260 bit)3 bit奇偶校驗(yàn)8時(shí)隙交織半速卷積編碼器II類(78 bit)Ib類(132 bit)Ia類(50 bit)6.7.4 信道編碼信道編碼(Channel Coding)圖6-13 語音編解碼的前向糾錯(cuò)（全速業(yè)務(wù)信道）2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.7.5 交織（交織（Interleaving）交織是用來抗瑞利衰落影響的。交織是用來抗瑞利衰落影響的。瑞利衰落是頻率選擇性衰落，

53、它引起大塊數(shù)據(jù)連續(xù)瑞利衰落是頻率選擇性衰落，它引起大塊數(shù)據(jù)連續(xù)出錯(cuò)，使接收機(jī)上很難正確接收。出錯(cuò)，使接收機(jī)上很難正確接收。GSM所采用的交織是一種既有塊交織又有比特交織的交織所采用的交織是一種既有塊交織又有比特交織的交織技術(shù)。技術(shù)。2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 全速語音的時(shí)塊被交織成全速語音的時(shí)塊被交織成8個(gè)突發(fā)時(shí)隙，即，從語個(gè)突發(fā)時(shí)隙，即，從語音編碼器來的兩個(gè)音編碼器來的兩個(gè)20ms456bit輸出被分裂成輸出被分裂成8個(gè)時(shí)個(gè)時(shí)塊，每個(gè)子塊塊，每個(gè)子塊257

54、個(gè)比特，再將每個(gè)比特，再將每257個(gè)比特個(gè)比特進(jìn)行比特交織，然后再根據(jù)奇偶原則分配到不同進(jìn)行比特交織，然后再根據(jù)奇偶原則分配到不同的突發(fā)塊口。的突發(fā)塊口。2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.7.6 調(diào)制調(diào)制 GSM采用采用GMSK（高斯最小移頻鍵控）（高斯最小移頻鍵控）調(diào)制。調(diào)制。GMSK具有每符號具有每符號bit的有效性，由于這種調(diào)制的有效性，由于這種調(diào)制技術(shù)有個(gè)很窄的功率譜，技術(shù)有個(gè)很窄的功率譜，2022年9月4日星期日College of Computer

55、 and Communication,Lanzhou University of Technology 如接入許可如接入許可CH頻率較正信道FCCH同步信道SCH廣播控制信道BCCH廣播信道 BCH尋呼信道PCH準(zhǔn)許接入信道AGCH隨機(jī)接入信道RACH公用控制信道CCCH獨(dú)立專用控制信道SDCCH慢速輔助控制信道SACCH快速輔助控制信道FACCH專用控制信道DCCH業(yè)務(wù)信道TCH控制信道 CH信道分類（下行）（下行）（下行）（下行）（下行）（上行）（上/下行）（上/下行）（上/下行）6.7.7 信道組成信道組成(Channel Organization)2022年9月4日星期日College

56、 of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 用于用于GSM的各類突發(fā)時(shí)隙的各類突發(fā)時(shí)隙 常規(guī)突發(fā)接入突發(fā)同步突發(fā)TT3數(shù)據(jù)57 bitS1訓(xùn)練序列26 bitS1數(shù)據(jù)58 bitS3 8.25 bitT8訓(xùn)練序列41 bit數(shù)據(jù)36 bit68.25 bitT3T3數(shù)據(jù)39 bit訓(xùn)練序列64 bit數(shù)據(jù)39 bitT38.25 bitT3T38.25 bit固定 bit142 bitn 1幀保護(hù)時(shí)段頻率修正突發(fā)持續(xù)時(shí)間 156.25 bit012345670123456701234567n幀n 1幀2022年

57、9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.7.8 不連續(xù)發(fā)送和話音激活檢測不連續(xù)發(fā)送和話音激活檢測 GSM不連續(xù)發(fā)送（不連續(xù)發(fā)送（DTX）能在通話）能在通話期對話音進(jìn)行期對話音進(jìn)行13kb/s編碼，在停頓期用編碼，在停頓期用500b/s編碼。編碼。2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.7.9 定時(shí)前置和功率控制定時(shí)前置和功率控制 1.定時(shí)前置（定時(shí)

58、前置（Timing Advance）GSM具有非常嚴(yán)格的時(shí)間同步系統(tǒng)，具有非常嚴(yán)格的時(shí)間同步系統(tǒng)，處理傳輸時(shí)延處理傳輸時(shí)延變化的方法是考慮可能的最大傳輸時(shí)延。變化的方法是考慮可能的最大傳輸時(shí)延。在每個(gè)時(shí)隙片的結(jié)尾要留有足夠的保護(hù)時(shí)間作補(bǔ)償。在每個(gè)時(shí)隙片的結(jié)尾要留有足夠的保護(hù)時(shí)間作補(bǔ)償。定時(shí)前置允許對每個(gè)時(shí)隙的上行發(fā)送時(shí)間獨(dú)立控制，定時(shí)前置允許對每個(gè)時(shí)隙的上行發(fā)送時(shí)間獨(dú)立控制，遠(yuǎn)離遠(yuǎn)離BTS的的MS要求比離要求比離BTS近的近的MS發(fā)射早。在發(fā)射早。在GSM中最大的定時(shí)前置限制小區(qū)尺寸在中最大的定時(shí)前置限制小區(qū)尺寸在35km左右左右。2022年9月4日星期日College of Computer

59、 and Communication,Lanzhou University of Technology 2.功率控制功率控制 在在GSM中，功率電平每中，功率電平每60ms變化臺階為變化臺階為2dB（步長）。（步長）。u上行功率控制范圍是上行功率控制范圍是2030dB；u下行功率控制范圍一般可達(dá)下行功率控制范圍一般可達(dá)30dB。BSS是功率控制的管理者，通過指令規(guī)定是功率控制的管理者，通過指令規(guī)定BTS和和MS的功的功率。率。2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.

60、8 GSM呼叫接續(xù)呼叫接續(xù)(自學(xué)自學(xué))6.9 三種三種TDMA系統(tǒng)分析比較系統(tǒng)分析比較(自學(xué)自學(xué))2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.10 GSM通向通向3G的一個(gè)重要里程碑的一個(gè)重要里程碑 GPRS(通用分組無線業(yè)務(wù)通用分組無線業(yè)務(wù))（了解）（了解）2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology GPRS網(wǎng)絡(luò) BSS(基站系統(tǒng))SS(交換系統(tǒng))

61、AUCMSCBSCIP,X.25網(wǎng)絡(luò)移動臺HLRVLREIRSGSNPCUBTSMSGGSNIP骨干網(wǎng)ISP2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.9.1 GPRS標(biāo)準(zhǔn)制定的過程與階段標(biāo)準(zhǔn)制定的過程與階段GPRS網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各個(gè)部分的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各個(gè)部分的標(biāo)準(zhǔn) 2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 第第1階段：階段：（1）GPRS網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)進(jìn)行點(diǎn)

62、對點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸。網(wǎng)絡(luò)和因特網(wǎng)進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸。（2）定義定義GPRS網(wǎng)絡(luò)所需要的各種識別碼（網(wǎng)絡(luò)所需要的各種識別碼（Identity）。）。這一工作是同這一工作是同GSM網(wǎng)絡(luò)內(nèi)要定義的包括網(wǎng)絡(luò)內(nèi)要定義的包括IMEI、IMSI等識別等識別碼是一樣的。碼是一樣的。（3）當(dāng)當(dāng)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，維護(hù)分組安全的特殊算維護(hù)分組安全的特殊算法（法（Algorithm）。）。（4）根據(jù)傳輸?shù)姆纸M數(shù)據(jù)量確定收費(fèi)的方式。根據(jù)傳輸?shù)姆纸M數(shù)據(jù)量確定收費(fèi)的方式。（5）原有原有GSM網(wǎng)絡(luò)上的短信業(yè)務(wù)（網(wǎng)絡(luò)上的短信業(yè)務(wù)（SMS）如何以）如何以GPRS網(wǎng)絡(luò)來傳送。網(wǎng)絡(luò)來傳送。2022年9月4日星期日

63、College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 第第2階段：階段：（1）GPRS網(wǎng)絡(luò)與因特網(wǎng)的聯(lián)機(jī)，可以是點(diǎn)對點(diǎn)傳輸，網(wǎng)絡(luò)與因特網(wǎng)的聯(lián)機(jī)，可以是點(diǎn)對點(diǎn)傳輸，也可以是點(diǎn)對多點(diǎn)傳輸，如此則因特網(wǎng)上的電子郵件即可同也可以是點(diǎn)對多點(diǎn)傳輸，如此則因特網(wǎng)上的電子郵件即可同時(shí)發(fā)送給很多不同的手機(jī)用戶。時(shí)發(fā)送給很多不同的手機(jī)用戶。（2）定義出當(dāng)定義出當(dāng)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送聲音、圖像或多媒體等應(yīng)網(wǎng)絡(luò)傳送聲音、圖像或多媒體等應(yīng)用業(yè)務(wù)時(shí)，不同的應(yīng)用業(yè)務(wù)所需要不同的傳輸速率與延遲時(shí)用業(yè)務(wù)時(shí)，不同的應(yīng)用業(yè)務(wù)所需要不同的傳輸速率與延

64、遲時(shí)間，間，即各個(gè)應(yīng)用業(yè)務(wù)傳輸時(shí)所需要的服務(wù)品質(zhì)。即各個(gè)應(yīng)用業(yè)務(wù)傳輸時(shí)所需要的服務(wù)品質(zhì)。（3）在許多架設(shè)在許多架設(shè)GPRS網(wǎng)絡(luò)的國家間，如何實(shí)現(xiàn)國際漫網(wǎng)絡(luò)的國家間，如何實(shí)現(xiàn)國際漫游的功能。游的功能。2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.9.2 GPRS網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 1.業(yè)務(wù)設(shè)備結(jié)點(diǎn)業(yè)務(wù)設(shè)備結(jié)點(diǎn)SGSN傳輸傳輸GPRS網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的數(shù)據(jù)分組網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的數(shù)據(jù)分組(類似通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的路由器類似通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的路由器)，將將BSC送出的數(shù)據(jù)分組路由到其他的送出的數(shù)據(jù)分組路

65、由到其他的SGSN，或是由，或是由GGSN將分組傳遞到外部的因特網(wǎng)。將分組傳遞到外部的因特網(wǎng)。GPRS移動通信網(wǎng)絡(luò)與因特網(wǎng)最大的區(qū)別，就是移動通信網(wǎng)絡(luò)與因特網(wǎng)最大的區(qū)別，就是GPRS網(wǎng)網(wǎng)絡(luò) 增 加 了 手 機(jī) 或 終 端 的 移 動 性 管 理（絡(luò) 增 加 了 手 機(jī) 或 終 端 的 移 動 性 管 理（M o b i l i t y Management），同），同GSM網(wǎng)一樣，網(wǎng)一樣，GPRS網(wǎng)絡(luò)同樣有針對網(wǎng)絡(luò)同樣有針對數(shù)據(jù)傳輸?shù)蔫b權(quán)、加密功能數(shù)據(jù)傳輸?shù)蔫b權(quán)、加密功能，2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou Uni

66、versity of Technology 2.網(wǎng)關(guān)設(shè)備結(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)設(shè)備結(jié)點(diǎn)GGSN GGSN是是GPRS網(wǎng)絡(luò)連接外部因特網(wǎng)的一個(gè)網(wǎng)關(guān)，負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)連接外部因特網(wǎng)的一個(gè)網(wǎng)關(guān)，負(fù)責(zé)GPRS網(wǎng)絡(luò)與外部因特網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換。網(wǎng)絡(luò)與外部因特網(wǎng)的數(shù)據(jù)交換。在在GPRS標(biāo)準(zhǔn)的定義內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)的定義內(nèi)，GGSN可以與外部網(wǎng)絡(luò)的路由可以與外部網(wǎng)絡(luò)的路由器、器、ISP的的RADIUS服務(wù)器或是企業(yè)公司的服務(wù)器或是企業(yè)公司的Intranet等等IP網(wǎng)絡(luò)相連接，也可以與網(wǎng)絡(luò)相連接，也可以與X.25網(wǎng)絡(luò)相連接，不過全世界大網(wǎng)絡(luò)相連接，不過全世界大部分的電信營運(yùn)商都傾向于只將部分的電信營運(yùn)商都傾向于只將GPRS網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)與IP網(wǎng)絡(luò)連接。網(wǎng)絡(luò)連接。2022年9月4日星期日College of Computer and Communication,Lanzhou University of Technology 6.9.3 GPRS網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的分層結(jié)構(gòu) SGSN路徑區(qū)域路徑區(qū)域RA（Routing Area）:GSM網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的位置區(qū)域（網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的位置區(qū)域（LA）范圍與）范圍與GPRS網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的絡(luò)內(nèi)的RA區(qū)域范圍并不需要完全相同