《移动通信原理》课程-第15章-c

•移动网络的概念与特点•GSM/GPRS/WCDMA网络组成•其它移动网络构成主要内容215.1移动网络的概念与特点•••路由与交换蜂窝式网络结构移动通信的服务质量(QOS)3路由与交换1.无线网络中的业务路由选择在无线网络中所传输的业务类型决定了其网络路由选择的策略，所采用的协议以及呼叫处理技术。网络常用的路由选择机制有两种：1)面向连接的选择机制，又称为虚电路路由选择机制，它在整个传输过程中通信路由是不改变的。2)虚连接选择机制，又称为数据包选择机制。其路由选择不用建立一个固定的连接，而采用分组(包)

交换方式，即由若干个数据包组成一个消息，而每个数据包则独立选择路由，因此一个消息中的若干个数据包可能是经不同的路由传输，且所用的时间也不相等。•272.电路交换•电路交换就是把两个用户终端通过局站的交换机接通一条专用的通道，使它们之间能相应通信直至通信结束，而且只有在通信结束后该信道才能供其它用户终端使用。他提供的是面向连接的业务。最典型的是电话业务。•在移动通信中，基站和PSTN间的话音信道由移动交换中心

MSC分配给特定的用户，无线信道被移动用户与MSC间双向通信所独占直至通信结束，因而它是通过电路交换实现面向连接的话音业务。•电路交换只适合于话音传输或者持续时间长的数据业务，而对于突发而暂短的数据业务电路交换不大适用。283.分组交换•分组交换将一个消息分解为若干个数据分组

(包)，每个分组(包)中由目的(宿)地址、编号和各种控制比特等组成一个包头，它有点像邮政信封按地址在各交换点转接与交换。每份消息的各个分组(包)可以在同一路由上传送，称它为虚电路方式，也可以经过不同路由传送，称它为虚连接或数据报，它可以在接收端收到后按发送编号重新组成这个消息。每个消息包可进行差错控制；收端可以根据数据分组(包)的编号检测信息包的丢失。29•一个典型的分组数据格式如下图所示：1)帧标志是一个特殊的顺序号，代表一帧的开始和结束；2)地址段包含用于传输消息与接收应答的信源和信宿地址；控制段含有传输的确认信息、自动请求重发ARQ以及分组排序的功能；3)用户信息段包含用户信息且其长度是不确定的；4)帧序号段包含帧段校验字段或CRC(循环冗余校验)，用于校验错误。

30•分组交换是无连接(或虚连接)业务中最常用的技术，它允许许多数据用户与同一物理信道保护虚电路连接，用户可随时接入网中无需通过呼叫建立专用的独占线路。•与电路交换相比较，分组交换只有在发送和接收信息包分组(包)时信道才被占用，虽然每个分组(包)要占用一定比例的信息头，但是它对突发性强的较短的数据信息的传输仍具有更高的信道利用率。•数据传输中，采用分组交换的比较多，最主要的有，

X.25、帧中继、ATM和IP；在移动通信中有蜂窝数字分组数据CDPD、通用无线分组业务GPRS，以及

CDMA20001x数据业务与CDMA20001xEV-DO等。3115.1.4蜂窝式网络结构•上世纪七十年代美国贝尔实验室提出了蜂窝网概念，使移动通信正式走向商用化。•移动通信网利用蜂窝小区结构实现了频率的空间复用，从而大大提高了系统的容量。蜂窝的概念也真正解决了公用移动通信系统要求容量大与有限的无线频率资源之间的矛盾。•蜂窝网不仅成功的用于第一代模拟移动通信系统，第二代、第三代也继续延用了蜂窝网的概念，并在原有基本蜂窝网基础上进一步改进和优化，比如多层次的蜂窝网结构等等。39•为了实现无缝隙覆盖，一个个天线辐射源产生的覆盖圆形必然会产生重叠。在通信中重叠区就是干扰区。那么在理论上采用什么样的多边形无缝隙结构才能使实际的天线覆盖圆圈重叠最小呢？•无缝隙的正多边形来逼近圆形覆盖小区的一些例子与参数如下：•由此可见，在服务区面积一定的情况下，蜂窝式的正六边形重叠面积最小，是最佳形式的小区形状。40小区形状正三角形正方形正六边形(蜂窝)邻区距离r小区面积1.3r22r22.6r2重叠区面积1.2πr20.73πr20.35πr2移动通信网中蜂窝区群结构与组成：在蜂窝移动通信系统中为了避免干扰，显然相邻近小区不能采用相同的信道，若想要实现同一信道在服务区内重复使用，同信道小区之间应有足够的空间隔离距离。区群组成的基本条件：区群之间可以互相邻接，且无缝隙、无重叠的进行覆盖；相互邻接的区群应保证各个相邻同信道小区之间的距离相等注：满足空间隔离距离的区域称为空间复用区。在同一个空间复用区内的小区组成了一个蜂窝区群，且只有在不同的区群间的小区才能实现信道再用。4142可以证明，区群内的小区数应满足下式：式中，i，j为正整数。[->确定同频(信道)小区的位置]N的可能取值：见表14-4，0123411371321247121928391319273741621283748表15.4区群内小区数N的取值NijN的可能取值相应的区群形状i,j的意义（确定同频(信道)小区的位置[区群内小区数不同的情况下]：如图5-13所示．自某一小区A(如图中1区)出发，先沿边的垂线方向跨j个小区，再向左(或向右)转60°[统一规则，都为左或右]，再跨i个小区，这样就到达同信道小区A。示意图同信道小区的确定（N=12,j=2,i=2）示意图同信道小区的确定（N=7,j=2,i=1）示意图同信道小区的确定（N=19,j=3,i=2）示意图两种激励方式(a)中心激励；(b)顶点激励区群与基站：实际系统结构： 第一代模拟移动通信网中：经常采用7／21区群结构，即每个区群中包含7个基站，而每个基站覆盖3个小区，每个频率只用一次。在第二代数字式GSM系统中，经常采用4／12模式，其结构如图15.15所示。图15.154基站／12小区模式•蜂窝网的概念实质上是一种系统级的概念，它采用许多小功率的发射机形成的小覆盖区来代替采用大功率发射机形成的大覆盖区，并将大覆盖区内较多的用户分配给不同蜂窝小区的小覆盖区以减少用户间和基站间的干扰，同时再通过区群间空间复用的概念满足用户数量不断增长的需求。4415.1.5移动通信的服务质量(QOS)ITU-T建议E-800对通信服务质量(QOS)作了如下定义：“通信性能的综合效果，决定了用户对其服务的满意程度”。在移动通信中，QOS的需求对网络规划设计以及网络成本均具有很大影响。QOS主要取决于下列四个因素：1)业务支撑。主要通过辅助性服务(信息、供应和收费等)反映出来；2)使用便利性；3)传输的完整性；4)适用性。它是指网络在需要时建立呼叫和维持通信的能力。•以上四个要素中适用性最为重要。45在移动话音通信网络中，QOS参数主要与话音呼叫过程和通话质量密切相关，它通常与下列四个阶段有关：(1)在开始呼叫阶段与网络能否提供服务有关，或者称为拒呼率，即移动台始终处于“网络寻找”模式，寻找不到登记注册的网络。它与网络覆盖质量和业务容量有关。(2)在网络可用时呼叫失败，或称为呼损率。当移动台开始呼叫并拨号以后，该移动台返回至空闲状态或网络搜索模式，而被叫移动台接收到一个忙音信号。这个参数也与网络覆盖有关。(3)呼叫成功建立后发生中断，语音通信中断并收到忙音或没有声音。这个参数一般与切换和每个小区的容量有关。(4)一次通话完成，但通话质量低劣。46•在数字与数据通信系统中，一般采用平均误码率Pe(BER

)来描述QOS性能，它又可分为：平均误码率BER，平均误帧率FER或者平均误包(分组)率

PER。•若为数字话音，按前面呼叫通话的四个阶段又可细分为：多信道冲突概率(一般小于20%)，虚、假呼叫(告警)概率，呼叫失败(呼损)概率，错误呼叫(同步丢失)概率，平均误帧率，信号处理时延(一般小于1～10ms)。•话音的QOS除了上述数字化传送过程的以客观测试指标为主的一系列指标以外，还与人的主观接受系统的性能有关。话音的最终评判准则一般采用与主观用户评估的MOS得分来度量。4715.2从GSM网络到GSM/GPRS网络•GSM网络结构•GSM/GPRS网络5415.2.1GSM网络结构•GSM是欧洲电信标准委员会ETSI为第二代移动通信制定的，可以国际漫游的泛欧数字式蜂窝移动通信系统的标准。•下面以表格形式给出GSM900第一、第二两阶段以及DCS1800第一、第二两阶段无线接口(空中接口)的主要性能:55GSM900(一阶段)GSM900(二阶段)DCS1800(一阶段)DCS1800(二阶段)上行890～915MHz880～915MHz1710～1785MH01710～1785MHz下行935～960MHz925～960MHz1805～1880MHz1805～1880MHz信道号范围1至1241至124和975至1023512至885512至885收、发间隔(频率)45MHz45MHz95MHz95MHz收、发间隔(时间)3个时隙3个时隙3个时隙3个时隙调制数据率270.833Kbps270.833Kbps270.833Kbps270.833Kbps帧周期4.615ms4.615ms4.615ms4.615ms时隙周期576.9μs576.9μs576.9μs576.9μs比特周期3.692μs3.692μs3.692μs3.692μs调制方式0.3GMSK0.3GMSKO.3GMSK0.3GMSK信道间隔200kHz200kHz200kHz200kHz时隙数8888移动台最大功率20W20W1W1W移动台最小功率13dBm=?W5dBm4dBm0dBm功控调节次数0～150～190～130～15语音比特率13Kbps13Kbps13Kbps13Kbps表15.5GSM主要性能•GSM信道可以分为物理信道和逻辑信道。所谓物理信道，这里是指实际物理承载的传输信道，而逻辑信道则是按信道的功能来划分的。逻辑信道是通过物理信道传送的。1.物理信道与帧结构•GSM是一类数字式移动通信体制，它主要是通过时分多址TDMA方式来实现的，亦即用户间是以时间分割的不同时隙方式来传送不同用户信息的。•GSM仅有8个时隙，它不足以满足每个小区内的实际用户数的需求，因此GSM系统是采用以时分为主体时分、频分相结合的方式(TDMA/FDMA方式)。57GSM的帧结构：GSM最大特色是时分多址，而时分是利用帧结构来实现的，其结构如右图所示：2.GSM逻辑信道•GSM逻辑信道结构如下所示：2.GSM逻辑信道•GSM逻辑信道结构如下所示：逻辑信道[按照功能划分]：主业务信道和为了配合业务正常进行的辅助性控制信道两大类型。(1)业务信道TCH[TrafficChannel]又可分为语音与数据两类。语音信道分为全速率语音信道(TCH／FS)和半速率语音信道(TCH／HS)，分别为13Kbps和6.5Kbps。

数据信道则可分为以下5种类型：9.6Kbps全速率数据业务(TCH／F9.6)；4.8Kbps全速率数据业务(TCH／F4.8)；≤2.4Kbps全速率数据业务(TCH／F2.4)；4.8Kbps半速率数据业务(TCH／H4.8)；2.4Kbps半速率数据业务(TCH／H2.4)。(2)控制信道CCH(ControlChannel)：传送信令和同步信号。它可分为3种类型：2.GSM逻辑信道广播信道(下行,BCH)，它包含,校正信道FCCH(FrequencyCorrectionCH):是一个特定数据突发序列，它允许用户将内部频率标准（本振）和基站的精确频率进行同步。同步信道SCH(SynchronizationCH):调整指定移动用户的定时，使得基站接收到的信号与基站时钟同步。广播控制信道BCCH(BroadcastCCH):用于广播一些消息（小区和网络识别、小区运行特征[当前控制信道结构、信道利用率和阻塞]等）公共控制信道CCCH(CommonCCH)，它包含，[联系呼叫过程tell]

下行的寻呼信道PCH：从基站向小区内所有移动用户提供寻呼信号，通知指定的移动台接收发自PSTN的呼叫；也可用来向所有用户提供小区广播的ASCII文本消息。上行的随机接入信道RACH：用来使移动台发出一个呼叫[MS主呼时使用信道firststep]。2.GSM逻辑信道上行的随机接入信道RACH：用来使移动台发出一个呼叫[MS主呼时使用信道firststep]。准予接入信道AGCH：被基站用来向移动台提供前向链路通信，即分配一个独立专用控制信道[分配，并向MS发送“立即分配”指令，要求MS切换至专用控制信道DCCH]。专用控制信道(上、下行,DCCH=DedicatedCCH)，它包含独立专用控制信道和两类(快、慢)随路控制信道，[MS与BS间建立信令链路，有鉴权、业务信道分配、回铃音]独立专用控制信道SDCCH(Stand-aloneDedicatedCCH)：用于在分配业务信道前传送有关信令[登记、鉴权等信令，确认后，再分配业务信道TCH]，(慢)随路控制信道SACCH(SlowAssociatedCCH)：载有MS和BTS中间的一般信息（慢速的每个用户传输功率级指令、接收信号长度、TCH的质量等，如不断报告正在服务的基站和邻近基站的信号强度。）。(快)随路控制信道FACCH(FastAssociatedCCH)：载有紧急信息，内容SDCCH相同[在没有分配SDCCH时，使用该通道]。[图中SDCCH置上，ACCH细分为两类]3.GSM网络组成GSM移动通信网络:属于小区制大容量移动通信网（小区半径0.5-20KM），在它的服务区内设置有很多基站，移动通信网在此服务区内，具有控制、交换功能，以实现位置更新、呼叫接续、越区切换及漫游服务等功能。

GSM总体体系结构图如下所示。GSM网络由三个面向和四个组成部分构成：面向用户的移动台MS

与基站系统的两个组成部分；面向外部网络(一般为本地核心网PSTN)的网络子系统NSS部分；面向运营者的操作支撑系统OSS部分。•GSM的网络结构如下图所示：GSM的网络结构由下列四个主要部分组成：MS、BSS、NSS和OSS。移动台MS(MobileStation)：两种类型，它们是手机车载台(便携式)结构：包含移动设备ME和用户识别模块SIM[SubscriberIdentityModule]两个部分，而SIM卡中存有每个用户及其服务的所有信息，它是个人身份的特征。基站子系统BSS(BaseStationSubsystem)：有两个部分。是组成蜂窝小区的基本组成部分基站收／发信台BTS(BaseTransceiverStation)：基站控制器BSC(BSController)：一个BSC可以控制数十个BTS。BSC是在第二代移动通信网络中才引入的一个新设备，它的引入使BSC与MSC间数据接口标准化[解释引入前后的变化]，这样运营商可以使用不同制造商的BSC与MSC设备。62连接方式：BTS可以直接与BSC连接;当距离较远时，也可通过基站接口设备BIE采用远端控制的连接方式。在BSC与移动业务交换中心的MSC之间的BSC一侧，还应包括码变换器TC和相应子复用设备SM。网络子系统NSS(NetworkSubsystem)：它主要满足GSM的语音与数据业务的交换功能及相应的辅助控制功能。它主要包含有：移动交换中心MSC[与常规交换机的不同之处]：MSC为网络的核心。对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制和完成话路交换的功能实体；是移动通信系统与其它公用通信网之间的接口；负责移动性管理(包括越区切换、漫游、用户位置登记管理等)和无线资源管理(负载、功率、资源预留、业务QoS保证及分配调度)。62访问位置动态寄存器VLR(VisitorLocationRegister)：VLR是一个数据库，它存储进入其控制区域内来访移动用户的有关数据（从该移动用户的归属位置寄存器获取并进行暂存），用户离开该VLR控制区域，则临时存储的该用户数据将被删除。动态用户数据库：如果用户进入和退出该管辖区，它具有写入／删除功能，亦即仅负责管辖区内用户临时存储注册数据；管辖区中MS呼叫所需检索信息的数据库；提供用户号码、所处理的识别号码，并向用户提供本地用户服务等参数。VLR功能总是在每个MSC中综合实现。当漫游用户进入某MSC区域中时，必须要向MSC相关的VLR进行登记，并被分配一个移动通信漫游号码(MSRN)，在VLR中建立相关信息[这些信息是从相应HLR中传递过来的]。一个VLR负责一个或若干个MSC区域。62归属位置静态寄存器HLR(HomeLocationRegister)：是一个数据库，存储该HLR管辖区的所有移动用户的有关数据（号码、访问能力、用户类别等）；HLR还暂存移动用户漫游时的有关动态信息数据。管理部门用于移动用户管理的静态数据库GSM系统中央数据库：主要存储两类信息：目前移动用户所处位置的信息，以便于建立至移动台的呼叫路由；用户一切有用的相关信息与参数，如移动用户识别号、用户类别、访问能力和补充业务等。鉴权中心AUC(AuthenticationCenter)：它一般与HLR合设置于一个物理实体中，完成对移动用户的身份认证和产生相应的鉴权参数[随机数、符号响应RES和密钥Ki]的功能实体62短消息业务中心SMSC(ShortMessagengServiceCenter)：它负责短消息[一种电信业务，主要是指长度不超过160字符的简短文本消息]处理，它主要是通过控制的信令信道[whichchannel=SDCCH（184bps,240ms），SACCH(小于每480ms传送168bit)传送，利用手机SIM卡作为用户短消息数据库存储短消息，并可利用手机显示屏直接显示短消息内容。[独立专用控制信道和慢随路控制信道,seediagramkkk1]62(移动)设备识别寄存器EIR(EquipmentIdentityRegister)：是一个数据库，存储有关移动台设备参数[移动设备ME的国际移动设备识别码IMEI]。通过IMEI鉴别被接入网络的ME的可用和合法性。主要完成对移动设备的识别、监视、闭锁等功能，以防止非法移动台的使用。黑名单：失窃，禁用的移动设备识别号；白名单：准予使用，合法的移动设备识别号;灰名单：运营商决定是否允许使用，针对有故障或未经型号认证的移动设备识别号。网关(入口)移动业务交换中心GMSC(GatewayMSC)：是移动通信系统与其它公用固定通信网之间的接口。对本MSC覆盖区内的移动台业务完成交换与控制功能；完成本MSC覆盖区内无线资源管理和移动性管理；支持智能网业务；62OMC(OperationMaintenanceCenter)：为了向运营部门提供方便且高效的操作维护功能而设立的对GSM系统的集中式操作、维护功能实体，并且它支持电信管理网TMN的综合性操作与管理。其主要功能有：网络监视，路由改变；全部网络单元间的平衡及服务质量的保证；支持运营部门网络改造和发展；支持有效的维护等。操作支持子系统OSS(OperationSupportSystem)：它主要面向运营商，而相对独立于GSM的核心BSS与NSS，设立的一个管理服务中心。它主要包含：网络管理中心NMC安全管理中心SEMC用户识别卡管理中心PCS用于集中计费管理的数据后处理系统DPPS。**5.9**stop**62GSM的区域定义[分层结构]:(1)GSM服务区：服务区是指移动台可获得服务的区域，即不同通信网(如PSTN或ISDN)用户无需知道移动台的实际位置而可与之通信的区域。

一个服务区可由一个或若干个公用陆地移动通信网(PLMN)组成。从地域而言，可以是一个国家或是一个国家的一部分，也可以是若干个国家。(2)公用陆地移动通信网(PLMN)：由一个或若干个移动交换中心组成。在该区内具有共同的编号制度和共同的路由计划。PLMN与各种固定通信网之间的接口是MSC，由MSC完成呼叫接续。(3)MSC区：指一个移动交换中心所控制的区域。通常它连接一个或若干个基站控制器，每个基站控制器控制多个基站收发信机。从地理位置来看，MSC包含多个位置区。(4)位置区：由若干个小区(或基站区)组成，移动台在位置区内移动无需进行位置更新。通常呼叫移动台时，向一个位置区内的所有基站同时发寻呼信号。(5)基站区：指基站收发信机有效的无线覆盖区，简称小区。(6)扇区：当基站收发信天线采用定向天线时，基站区分为若干个扇区。若采用120°定向天线，一个小区分为3个扇区；若采用60°定向天线，则一个小区分为6个扇区。区域的相互关系：GSM服务区=若干个公用陆地移动通信网(PLMN)；PLMN=若干个移动交换中心（MSC）；MSC=多个位置区LA（LoctionArea,又称为登记区[RegisterArea]）；(与区群的关系？？？)LA=若干个小区(或基站区)；基站区（小区）=若干个扇区（采用定向天线）。示意图

GSM的区域定义GSM的号码、地址与识别:GSM网络结构点评：比较复杂，它包含无线、有线信道，并与其它网络如PSTN、ISDN、公用数据网或其它PLMN网互相连接。为了将一次呼叫接续传至某个移动用户，需要调用相应的实体。号码的意义：正确寻址非常重要，各种号码被用于识别不同的移动用户、不同的移动设备以及不同的网络。分为：用户号（固定、临时可变、区别设备以监视、呼叫拨号、漫游号）位置区号基站号SIM卡号。各种号码的定义及用途如下：(1)移动用户识别码IMSI[InternationalMobileSubscriblerIdentity]：国际上可以惟一地标识一个移动用户。MSI的总长不超过15位数字，每位数字使用0～9的数字。在GSM系统中，每个用户均分配一个惟一的国际移动用户识别码IMSI。此码在所有位置(包括在漫游区)都是有效的。

通常在呼叫建立和位置更新[进入某个访问区需要进行位置登记时，它向该区的MSC发出“位置登记请求LR”含IMSI]时，需要使用IMSI。存储于SIM卡、HLR、VLR中。Kkk2IMSI的组成如下图所示。IMSI组成说明(作用)：MCC(MobileCountryCode)：由国际电联管理的，用来标识国家或特定地区的代码，占3位数字，中国的MCC规定为460。MNC：移动网号码，最多由两位数字组成，用于识别不同运营者的网络。例如中国移动的GSM网为00，中国联通的GSM网为01；MSIN；移动用户识别码，用以识别某一移动通信网(PLMN)中的移动用户。由MNC和MSIN两部分组成国内移动用户识别码(NMSI)。例如:460003234577860[CHECKCAPACITY](2)临时移动用户识别码TMSI：即空中接口无线传输的移动用户识别码。TMSI总长不超过4个字节，其格式可由各运营部门决定。考虑到移动用户识别码的安全性，GSM系统能提供安全保密措施，即空中接口无线传输的识别码采用临时移动用户识别(TMSI)代替IMSI。

移动用户识别码IMSI与临时移动用户识别码TMSI的联系：两者之间可按一定的算法互相转换。访问位置寄存器(VLR)可给来访的移动用户分配一个TMSI(只限于在该访问服务区使用)；IMSI在起始入网登记时使用；在后续的呼叫中使用TMSI，以避免通过无线信道发送其IMSI，从而防止窃听者检测用户的通信内容，或者非法盗用合法用户的IMSI。(3)国际移动设备识别码：国际移动设备识别码(IMEI)是区别移动台设备的标志，用于监控被窃或无效的移动设备。[MSC/VLR要求MS发送其IMEI，与EIR中的名单核对，以决定是否终止呼叫建立]IMEI的组成如下图所示。TAC：型号批准码，由欧洲型号标准中心分配。FAC：装配厂家号码。SNR：产品序号，用于区别同一个TAC和FAC中的每台移动设备。SP：备用。(4)移动台的号码：在呼叫接续时所需拨的号码，其编号规则应与各国的编号规则相一致。移动台的号码类似于PSTN中的电话号码，

移动台的号码有下列两种：移动台国际ISDN号码(MSISDN)。MSISDN为呼叫GSM系统中的某个移动用户所需拨的号码。移动台漫游号码MSRN(MobileStationRoamingNumber)：当移动台漫游到一个新的服务区时，由VLR给它分配一个临时性的漫游号码，并通知该移动台的HLR，用于建立通信路由。一旦该移动台离开该服务区，此漫游号码即被收回，并可分配给其它来访的移动台使用。移动台国际ISDN号码组成格式如下图所示。移动台国际ISDN号码组成格式：CC：由国际电联管理的用来标识国家或特定地区的代码，即移动台注册登记的国家代号，中国为86。NDC：又称网号。国内目的地码，标记一个网络的号码，即网络接入号，每个PLMN有一个NDC。例如：中国移动GSM网为139，中国联通GSM网络为130。可扩充，如138，131；SN：移动用户号码。H0H1H2H3:为移动本地网的HLR标识码。ABCD:客户号码。由NDC和SN两部分组成国内ISDN号码，其长度不超过13位数。国际ISDN号码长度不超过15位数字。目前长度为13位。例如：

8613901234567Dothisinclass移动台漫游号码MSRN(MobileStationRoamingNumber)：当移动台漫游到一个新的服务区时，由VLR给它分配一个临时性的漫游号码，并通知该移动台的HLR，用于建立通信路由。一旦该移动台离开该服务区，此漫游号码即被收回，并可分配给其它来访的移动台使用。

漫游号码的组成格式：与移动台国际(或国内)ISDN号码相同。我国GSM移动通信网技术体制规定：139后第一个为0的MSISDN号码为移动客户漫游号码。例如：1390M1M2M3ABCD，M1M2M3为MSC的号码。(5)位置区和基站的识别码。short位置区识别码(LAI)：在检测位置更新和信道切换时，要使用位置区识别码(LAI)。位置区识别码(LAI)组成结构：MCC[国家代号]和MNC[网号]均与IMSI的MCC和MNC相同；位置区码(LAC)用于识别GSM移动通信网中的一个位置区，最多不超过两个字节，采用十六进制编码，由各运营部门自定。在LAI后面加上小区的标志号(CI=2字节BCD编码)，还可以组成小区识别码（CGI）。基站识别色码(BSIC)：用于移动台识别相同载频的不同基站，特别用于区别在不同国家的边界地区采用相同载频且相邻的基站。BSIC为一个6比特编码。

基站识别色码(BSIC)组成格式：

NCC：PLMN色码，用来识别相邻的PLMN网。BCC：BTS色码，用来识别相同载频的不同的基站。(6)SIM卡组成格式：长度：20位数字前6位（898600）：中国的代号；第7位：业务接入号，对应于135、136、137、138、139中的5、6、7、8、9；第8位：SIM卡的功能位；第9、10位：各省的编码；第11、12位：年号；第13位：供应商代码；第14-19位：用户识别码；

第20位：校验位。

例如：中国的代号

业务接入号

功能位

省编码

年号89860055220306489007

SIM卡内保存的数据可以归纳为以下四种类型：

<1>生产厂：由SIM卡生产厂商存入的系统原始数据。

<2>运营商：由GSM网络运营部门或者其他经营部门在将卡发放给用户时，注入的网络参数和用户数据。包括：用户鉴权键Ki：个人用户密码或密钥[又称用户鉴权密钥]。（A8算法输入参数之一密钥号，A3算法输入参数之一）；国际移动用户识别码（IMSI）；A2：加解密算法。对传至网络侧的IMSI和Ki（第一次接入）进行传输的加解密，以防空中接口失密。[为DES算法]

A3：鉴权算法。[IMSI认证算法][Ki与RAND通过A3得出用户侧的识别符号响应SRES，未公开]；

A5：加密算法。[Kc和语音通过A5实现对用户侧的语音/数据加解密]；A8：用户密钥Kc生成算法。[Ki与RAND通过A8得出用户侧的密钥Kc]；(这三种算法均为128位)

<3>用户：用户自己存入的数据。如短消息、固定拨号、缩位拨号、性能参数、话费记数等。

<4>用户在用卡过程中自动存入和更新的网络接续和用户信息类数据。包括最近一次位置登记时的手机所在位置区识别号（LAI），设置的周期性位置更新间隔时间，临时移动用户号（TMSI）等。。GSM系统主要接口关系如图15.20所示64注：GCR；群呼寄存器。GSM系统特色：设计成一个开放的系统[GSM取得成功的最主要因素之一]，统一规定了国际上建议的接口标准和协议要求，并对所有国家、地区、厂家开放，以此可实现网络系统中不同功能实体的不同厂家设备的互连互通。GSM系统中主要接口有3个MS与BSS间的空中接口Um：又称为空中或无线接口，其定义最为复杂，功能也最全。[其中除了MS与BTS两个协议栈间L1，L2，L3(仅RR子层)连接以外，还包括MS与MSC两个协议栈之间的连接，它主要包含L3层的MM与CM两个子层间的连接。]BTS与BSC间的Abis接口：BTS与BSC间的消息传输接口。对于语音业务，Abis接口支持的速率为64Kbps；对于数据／信令业务，Abis接口支持的速率为16Kbps。BSS与MSC间的A接口：是二个开放式接口，其物理层采用2Mbps的CCITT连接，采用的通信协议为SS7协议。其它的接口：主要是NSS内部各功能实体之间的接口。其中，B，C，D，E，F，G已标准化，但需要移动应用部分MAP来交换必要的数据，提供移动业务，而H与I接口目前尚未标准化，其中I接口是MSC与群呼叫寄存器GCR(它为一个管理数据库)间的接口，而GCR供语音群或广播呼叫用。

15.2.2GSM/GPRS网络GPRS(GeneralPacketRadioService)即通用分组无线业务，其标准是欧洲电信标准化协会ETSI从1993开始制订并于1998年完成的。GPRS是从GSM系统基础上发展起来的，与GSM共用频段、共用基站并共享GSM系统与网络中的一些设备和设施。GPRS大为拓广了GSM业务的服务范围，在GSM原有电路交换的话音与数据业务的基础上提供了一个平行的分组交换的数据与话音业务的网络平台。66•GPRS的主要功能是在移动蜂窝网中支持分组交换业务，按时隙，而不是占用整个通路，将无线资源分配给所需的移动用户，收费亦按占用时隙计算，故能为用户提供更为经济的低价格服务；利用分组传送实现快速接入、快速建立通信线路大大缩短用户呼叫建立时间，实现了几乎“永远在线”服务，并利用分组交换提高网络效率。•GPRS不仅可应用于GSM系统，还可以用于其它基于X.25与IP的各类分组网络中，为无线因特网业务提供一个简单的网络平台，为第三代3GPPWCDMA提供了过渡性网络演进平台。671.GPRS的物理信道结构GPRS信道：与GSM一样，物理信道逻辑信道。68短消息定义：类似于因特网中对等实体间的立即消息业务。SMS用户可交换160个字符(映射域140Byte)的包括字母和数字的消息，并且消息的提交在几秒内即可完成。通信特点：只要有GSM，就可提供SMS服务。SMS业务在目标MS处于激活状态时，几乎立即传送业务；而在MS关机时，则存储并转发业务。SMS业务：主要有两类业务，小区广播服务：如天气预报、股票价格等，它属于无确认单向服务；点对点PTP服务；它利用MS手机数字键盘、PDA或连接笔记本电脑，或呼叫呼中心将消息发送给另一个MS。近来SMS还可通过拨号服务中心和因特网发送，发送方可请求接收方确认，而接收方亦可发送确认消息。73SMS传输通道：占用GSM的逻辑信道，不管是否有呼叫消息都会被传送并可能得到确认。在空中接口，SMS占用控制信道的时隙来传送，它可分几种情况。若MS处于空闲状态，则在独立专用控制信道SDCCH上传送短消息，其速率为184bps，时间大约为240ms。若MS处于激活状态，这时SDCCH用于呼叫建立和维持，则采用慢速随路控制信道SACCH来传送短消息，每480ms大概传送168bit或更低速率。若SMS在传送过程中，MS状态产生了变化，则报告传送失败，短消息需重传。在小区广播情况下，如发送天气预报或广播其它短消息给多个BSC的MS，它采用小区广播信道CBCH来传[CHECK传输逻辑信道]73SMS的网络结构如图15.28所示。SMS的网络协议栈如图15.29所示。SMS传输：采用GSM／GPRS网络结构协议和物理层来传送和管理消息，它具有存储转发特征。SMSC存储和传送每条消息，并对消息恰当地分类和路由，消息采用SS7在网中传送。两种方式，来自移动台MS：来自移动台的短消息SMS，首先进入MSC处理，MSC中有一个专门功能的SMS-互通(SMS-IWMSC)将SM转发至SMSC。发往移动台MS：移动台接收到的SM是由SMSC转发给MSC中的SMS-网关(SMS-GMSC)，再由MSC送至MS。73图15.28SMS的网络结构传送：

在GSM中，SM在HLR中排队或直接发送给接收方的本地MSC中的SMS-GMSC，然后SM再转发给恰当的MSC，再由这个MSC将消息传送至MS。而传送是通过查询VLR中MS位置的详细信息和BSC控制的BTS提供的对MS的覆盖等完成。73图15.29SMS的网络协议栈协议过程：SMS协议包含4层：应用层AL、传输层TL、中继层RL和链路层LL。SM-AL显示包含字母、数字和单字的消息；SM-TL为SM-AL提供服务，与SM交换消息并接受接收方SM的确认消息，它在每个方向上都可获得传递报告或发送SM的状态；SM-RL通过SM-LL中继短消息协议数据单元SMSPDU。而SMS有6种不同的PDU，用它们来传送从SMSC到MS的短消息和相反方向的短消息、传送失败的原因、传送状态报告和命令。空中的信道：在空中接口，SMS占用控制信道的时隙来传送。若MS处于空闲状态，则在独立专用控制信道SDCCH上传送短消息，其速率为184bps，时间大约为240ms。若MS处于激活状态，这时SDCCH用于呼叫建立和维持，则采用慢速随路控制信道SACCH来传送短消息，每480ms大概传送168bit或更低速率。若SMS在传送过程中，MS状态产生了变化，则报告传送失败，短消息需重传。在小区广播情况下，如发送天气预报或广播其它短消息给多个BSC的MS，它采用小区广播信道CBCH来传送。

15.3第三代(3G)移动通信与3GPP网络••••IMT2000简介WCDMA简介WCDMA的网络结构从第二代(2G)网络向第三代(3G)网络的平滑过渡与演进83IMT-2000原含义为InternationalMobileTelecommunications，工作于2000MHz频段，大约于2000年左右商用。IMT-2000的目标与要求：全球同一频段、统一体制标准、无缝隙覆盖，全球漫游；提供以下不同环境下的多媒体业务：车速环境：144Kbps，步行环境：384Kbps，室内环境：2Mbps；具有接近固定网络业务服务质量；与现有移动通信系统相比，具有更高的视频利用率，可以很灵活地引入新业务；易于从第二代平滑过渡和演变；具有更高的保密性能；较低价格袖珍多媒体实用化手机。**5.14***

15.3.1IMT2000简介国际电联ITU-R/TG8-1组于1999年10月25日至11月5日在芬兰赫尔辛基会议上通过建议草案“IMT-2000无线接口规范”，共列有以下：IMT-2000CDMA-DS，它含UTRA/WCDMA和美、日、韩提出的W-CDMA等；IMT-2000CDMA-MS，主要含CDMA2000-1x；IMT-2000CDMA-TDD，主要含UTRA-TDD和我国提出的TD-SCDMA;IMT-2000TDMA-SC，主要含UMC136；IMT-2000TDMA-MC，主要含DECT。851992年，在世界无线电大会上将2GHz频段上大约230MHz频段分配给当时的FPLMTS和卫星业务。其核心频段为1885~2025MHz和2110~2200MHz。其中1980~2010MHz和2170~2200MHz仅供卫星使用。后来为第三代增加了以下的额外频带：即806~960MHz，1710~1885MHz，2500~2690MHz三个新频段，各国可根据市场需求和各国情况具体选择，但需要进行统一协调。86•IMT-2000无线接口主要参数要求：环

境室内办公室(比特率．BER)步

行(比特率，BER)车辆(比特率，BER)典型语音低时延8-16-32Kbps≤10-3语音激活50%8-16-32Kbps≤10-3语音激活50％8-16-32Kbps≤10-3语音激活50％电路交换短时延数据64-144-384-512-1024-2048Kbps≤10-664-144--384Kbps≤10-664-144Kbps≤10-6环

境室内办公室步

行车

辆电路交换长时延数据64-144-384-512-1024-2048Kbps≤10-664-144-384Kbps≤10-664-144Kbps≤10-6分组交换数据64-144-384-512-1024-2048Kbps≤10-6泊松到达64-144-384Kbps≤10-6泊松到达64-144Kbps≤10-6泊松到达3GPP与3GPP2是一个跨国的标准化组织的第三代伙伴计划。3GPP由欧洲ETSI、日本ARIB、TTC，韩国TTA以及美国TI等组成，其宗旨是制定以GSM网络为核心网，以UTRA(UniversalTerrestrialRadioAccess)为无线接口标准。它于1998年12月正式成立。3GPP2由美国ANSI(TIA)，日本ARIB、TTC、韩国TTA等组成，其宗旨是制定以北美ANSI/IS-41网络为核心网，以MA-2000以及UMC-136为无线接口标准。它于1999年1月正式成立。8915.3.2WCDMA简介•WCDMA:WideBandCDMA,直接序列扩频的码分多址(DS-CDMA)技术。核心频段(上行1920MHz～1980MHz，下行2110MHz～2170MHz)提供服务。在我国，联通WCDMA采用的是2100MHz频段。1998年6月提交到ITU的第三代移动通信无线传输技术(RTT)共有10个提案，其中涉及DS-CDMA的有6个，它们是：欧洲ETSIUTRA-UMTS(WCDMA)；日本ARIBJ.W-CDMA；美国TIAWIMSW-CDMA；美国TIPWCDMA／NA；韩国TTACDMAII；中国TD-SCDMA(TDD方式)。以欧洲提案为主体融合其它方案形成最后的3GPPWCDMA方案。•3GPP的WCDMA方案分为WCDMA-FDD方式和WCDMA-TDD方式，TDD方式主要包含我国TD-SCDMA与UTRAWCDMA-TDD方案(以德国西门子公司为代表)。90实现过程：WCDMA系统与网络是分阶段实现的，目前是按R99(Release99)标准来部署的。R99标准基于ATM，其CN采用GSM/GPRS增强型，UE和UTRAN则是基于全新的WCDMA无线接口协议。接口：与第二代GSM类似，第三代WCDMA网络主要接口有Uu、Iub和Iu。另外在3G中还增加了一个RNC之间的Iur接口，主要用于软切换。101信道带宽5MHz双工方式FDD码元速率3.84Mcps帧长10ms下行链路和RF信道结构直扩扩频调制方式上行：双信道QPSK；下行：平衡QPSK；复扩频电路数据调制方式上行：BPSK；下行：QPSK信道编码交织或Turbo码相干检测上行/下行：用户专用的时间复用导频下行；共用导频上行信道复用控制和导频信道时分复用；数据和控制信道I&Q复用下行信道复用数据和控制信道时分复用多速率可变扩频和多码扩频因子4～256功率控制开环和快速闭环1.5kHz下行扩频码可变长度的正交序列码(OVSF)划分信道；218-1的Gold序列码区分小区和用户(周期10ms)上行扩频码可变长度的正交序列码(OVSF)划分信道；225-l的Gold序列码区分用户(I／Q时间偏移不同，lOms)切换软切换，频率间切换WCDMA的主要参数•WCDMA信道可以划分为物理信道、传输信道和逻辑信道。物理信道是以物理承载特性定义的，比如占用频带、时隙、码资源等（频率+扩频码+扰码）。传输信道：传输格式（BLOCK的大小、传输周期），以数据通过空中接口的方式和特征来定义的。逻辑信道：消息类型，按信道的功能来划分。•在WCDMA系统中是采用码分为主体，码分、频分相结合的方式来实现。