【无线射频技术】-GSM技术资料

1/1GSM技术资料(1).2GSM系统的技术规范及其主要性能GSM标准共有12章规范系列，即：01系列：概述02系列：业务方面03系列：网络方面04系列：MS－BS接口和规约（空中接口第2、3层）05系列：无线路径上的物理层（空中接口第1层）06系列：话音编码规范07系列：对移动台的终端适配08系列：BS到MSC接口（A和Abis接口）09系列：网络互连10系列：暂缺11系列：设备和型号批准规范12系列：操作和维护(2).3GSM系统关键技术工作频段的安排(2)-1.工作频段我国陆地公用蜂窝数字移动通信网GSM通信系统采纳900MHz频段：890～915（移动台发、基站收）935～960（基站发、移动台收）双工间隔为45MHz，工作带宽为25MHz，载频间隔为200kHz。随着业务的进展，可视需要向下扩展，或向1.8GHz频段的GSM1800过渡，即1800MHz频段：1710～1785（移动台发、基站收）1805～1880（基站发、移动台收）双工间隔为95MHz，工作带宽为75MHz，载频间隔为200kHz。(2)-2.频道间隔相邻两频道间隔为200kHz。每个频道采纳时分多址接入（TDMA）方式，分为8个时隙，即8个信道（全速率）。每信道占用带宽200kHz/8＝25kHz。将来GSM采纳半速率话音编码后，每个频道可容纳16个半速率信道。(2)-3多址方案GSM通信系统采纳的多址技术：频分多址（FDMA）和时分多址（TDMA）结合，还加上跳频技术。GSM在无线路径上传输的一个基本概念是：传输的单位是约一百个调制比特的序列，它称为一个“突发脉冲”。脉冲持续时间优先，在无线频谱中也占一有限部分。它们在时间窗和频率窗内发送，我们称之为间隙。精确地讲，间隙的中心频率在系统频带内间隔200kHz支配（FDMA状况），它们每隔0.577ms（更精确地是15/26ms）消失一次（TDMA状况）。对应于相同间隙的时间间隔称为一个时隙，它的持续时间将作为一种时间单位，称为BP（突发脉冲周期）。这样一个间隙可以在时间/频率图中用一个长15/26ms，宽200KHz的小矩形表示（见图）。统一地，我们将GSM中规定的200KHz带宽称为一个频隙。(2)-4在时域和频域中的间隙GSM系统中，每个载频被定义为一个TDMA帧，相当于FDMA系统的一个频道。每帧包括8个时隙（TS0－7）。每个TDMA帧有一个TDMA帧号。TDMA帧号是以3小时28分53秒760毫秒（2048?51?26?8BP或者说2048?51?26个TDMA帧）为周期循环编号的。每2048?51?26个TDMA帧为一个超高帧，每一个超高帧又可分为2048个超帧，一个超帧是51?26个TDMA帧的序列（6.12秒），每个超帧又是由复帧组成。复帧分为两种类型。26帧的复帧：它包括26个TDMA帧（26?8BP），持续时长120ms。51个这样的复帧组成一个超帧。这种复帧用于携带TCH（和SACCH加FACCH）。51帧的复帧：它包括51个TDMA帧（51?8BP），持续时长3060/13ms。26个这样的复帧组成一个超帧。这种复帧用于携带BCH和CCCH。(2)-5无线接口管理在GSM通信系统中，可用无线信道数远小于潜在用户数，双向通信的信道只能在需要时才安排。这与标准电话网有很大的区分，在电话网中无论有无呼叫，每个终端都与一个交换机相连。在移动网中，需要依据用户的呼叫动态地安排和释放无线信道。不论是移动台发出的呼叫，还是发往移动台的呼叫，其建立过程都要求用特地方法使移动台接入系统，从而获得一条信道。在GSM中，这个接入过程是在一条专用的移动台－－基站信道上实现的。这个信道与用于传送寻呼信息的基站――移动台信道一起称为GSM的公用信道，由于它同时携带发自/发往很多移动台的信息。相反地，在肯定时间内安排给一单独移动台的信道称作专用信道。由于这种区分，可以定义移动台的两种宏状态：空闲模式：移动台在侦听广播信道，此时它不占用任一信道。专用模式：一条双向信道安排给需要通信的移动台，使它可以利用基础设施进行双向点对点通信。接入过程使移动台从空闲模式转到专用模式。(3)4GSM信道GSM中的信道分为物理信道和规律信道，一个物理信道就为一个时隙（TS），而规律信道是依据BTS与MS之间传递的信息种类的不同而定义的不同规律信道，这些规律信道映射到物理信道上传送。从BTS到MS的方向称为下行链路，相反的方向称为上行链路。规律信道又分为两大类，业务信道和掌握信道。(3)-1.业务信道（TCH）：用于传送编码后的话音或客户数据，在上行和下行信道上，点对点（BTS对一个MS，或反之）方式传播。(3)-2.掌握信道：用于传送信令或同步数据。依据所需完成的功能又把掌握信道定义成广播、公共及专用三种掌握信道，它们又可细分为：(3)-2-1.保密措施GSM系统在平安性方面有了显著的改进，GSM与保密相关的功能有两个目标：第一，包含网络以防止未授权的接入，（同时爱护用户不受哄骗性的假冒）；其次，爱护用户的隐私权。防止未授权的接入是通过鉴权（即插入的SIM卡与移动台供应的用户标识码是否全都的平安性检查）实现的。从运营者方面看，该功能是头等重要的，尤其在国际漫游状况下，被访问网络并不能掌握用户的记录，也不能掌握它的付费力量。爱护用户的隐私是通过不同手段实现时，对传输加密可以防止在无线信道上窃听通信。大多数的信令也以用同样方法爱护，以防止第三方了解被叫方是谁。另外，以一个临时替代用户标识是使第三方无法在无线信道上跟踪GSM用户的又一机制。(3)-2-2.PIN码这是一种简洁的鉴权方法。在GSM系统中，客户签约等信息均被记录在SIM卡中。SIM卡插到某个GSM终端设备中，便视作自己的电话机，通话的计费帐单便记录在此SIM卡名下。为防止盗打，帐单上产生讹误计费，在SIM卡上设置了PIN码操作（类似计算机上的Password功能）。PIN码是由4～8位数字组成，其位数由客户自己打算。如客户输入了一个错误的PIN码，它会给客户一个提示，重新输入，若连续3次输入错误，SIM卡就被闭锁，即使将SIM卡拔出或关掉手机电源也无济于事，必需向运营商申请，由运营商为用户解锁。(3)-2-3.鉴权鉴权，其中RAND是网络侧对用户的提问，只有合法的用户才能够给出正确的回答SRES。RAND是由网络侧AUC的随机数发生器产生的，长度为128比特，它的值随机地在0～2128－1（成千上万亿）范围内抽取。SRES称为符号响应，通过用户唯一的密码参数（K