第7章_gsm数字蜂窝移动通信系统课件

第7章 GSM数字蜂窝移动通信 系统 本章提示 GSM数字移动通信系统是基于TDMA的 数字移动通信系统。GSM系统是世界上第 一个对数字调制、网络层结构和业务做了 明确规定，而且技术标准透明化的蜂窝系 统。如今，GSM系统已遍及全世界“全 球通”。 本章提示 GSM系统的TDMA时隙和帧结构以及逻 辑信道在物理信道上的组合方法，是设计 其他无线数据传输系统的很好样板。 本章提示 GSM系统是个时分多址系统，其功率发 射是在严格规定的时间窗内，以突发形式 不停地发射；所以接收机与发射机要保持 严格地定时同步。无论移动台在小区任何 位置，系统会随时调整移动台的发射定时 提前量，以保证基站及手机的正确接收。 本章提示 GSM系统是一个数字蜂窝系统。为了便 于系统管理，它有条件安排9种逻辑信道， 如何将这么多逻辑信道映射到TDMA的物理 信道上（即信道组合）是很值得学习的。 本章提示 GPRS是GSM网络向3G演进的重要一步 ，被称为2.5G技术。GPRS是基于GSM网 无线接口所开发的分组数据传输业务；是 按需分配占用信道资源，频谱利用率高。 理论上数据传输速率最高可达到 171.2kbit/s，适合各种突发性强的数据传 输。 第7章 GSM数字蜂窝移动通信系统 7.1 GSM数字蜂窝移动通信系统概述 7.2 GSM数字蜂窝移动通信系统的无线传 输方式 7.3 GSM数字蜂窝移动通信系统主要技术 7.4 GSM数字蜂窝移动通信系统向3G系统 的过渡 7.1 GSM数字蜂窝移动通信系统概述 7.1.1 概述 7.1.2 GSM系统与蜂窝结构的关系 7.1.3 GSM系统的基本特点 7.1.4 网络结构及功能 7.1.5 接口和接口协议 7.1.1 概述 欧洲电信管理部门（CEPT）于1982年成立 了一个被称为GSM（移动特别小组）的专 题小组，开始制定适用于泛欧各国的一种 数字移动通信系统的技术规范。 7.1.1 概述 在GSM标准中，未对硬件进行规定，只对 功能和接口等进行了详细规定，便于不同 公司产品的互联互通。它包括GSM900和 DCS1800两个并行的系统。这两个系统功 能相同，其差别只是工作频段不同。两个 系统均采用TDMA接入方式。 7.1.1 概述 美国的数字蜂窝系统研制较欧洲稍晚一些 。双方研制的大目标不尽相同，泛欧GSM 系统是为了打破国界，实现漫游通话；美 国的D-AMPS系统是为了扩大容量，实现与 模拟系统兼容。D-AMPS系统即IS-54标准 。另外，还有日本的PDC系统也采用 TDMA多址方式。 7.1.2 GSM系统与蜂窝结构的关系 泛欧GSM数字蜂窝移动通信系统是在频分 多址下的时分多址，当它工作在跳频方式 时，又引入了码分多址。 数字移动通信系统也是蜂窝系统，即蜂窝 区群结构和频率复用。 7.1.2 GSM系统与蜂窝结构的关系 蜂窝区群小区数的多少以及小区半径的大 小，取决于数字系统保证正常通信所需载 干比和本地区业务量的分布和大小。 构成区群的小区数目越少，半径越小，系 统的频谱效率就越高。 7.1.2 GSM系统与蜂窝结构的关系 图7-1 TDMA蜂窝系统区群结构 7.1.3 GSM系统的基本特点 GSM数字蜂窝移动通信系统（简称GSM系 统）是完全依据欧洲通信标准委员会（ ETSI）制定的GSM技术规范研制成的，任 何一家厂商提供的GSM数字蜂窝移动通信 系统都必须符合GSM技术规范。 7.1.3 GSM系统的基本特点 GSM系统作为一种开放式结构和面向未来 设计的系统，具有下列主要特点。 GSM系统是由几个分系统组成的，并且 可与各种公用通信网（如PSTN、ISDN、 PDN等）互联互通，各分系统之间或各分 系统与各种公用通信网之间都明确和详细 定义了标准化接口规范，保证任何厂商提 供的GSM系统或子系统能互联。 7.1.3 GSM系统的基本特点 GSM系统能提供穿过国际边界的自动漫 游功能，全部GSM移动用户都可进入GSM 系统而与国别无关。 GSM系统除了可以开放语音业务外，还 可以开放各种承载业务、补允业务和与 ISDN相关的业务。 GSM系统具有加密和鉴权功能，能确保 用户保密和网络安全。 7.1.3 GSM系统的基本特点 GSM系统具有灵活和方便的组网结构， 频率重复利用率高，移动业务交换机的话 务承担能力一般都很强，保证在语音和数 据通信两个方面都能满足用户对大容量、 高密度业务的要求。 7.1.3 GSM系统的基本特点 GSM系统抗干扰能力强，覆盖区域内的 通信质量高。 GSM系统终端设备（手持机和车载机） ，随着大规模集成电路技术的进一步发展 ，移动机将向更小型、更轻巧和增强功能 趋势发展。 7.1.4 网络结构及功能 GSM数字蜂窝通信系统的主要组成部分可 分为移动台、基站子系统和网络子系统， 如图7-2所示。 7.1.4 网络结构及功能 图7-2 GSM数字蜂窝通信系统的网络结构 7.1.4 网络结构及功能 基站子系统（简称基站BS）由基站收发台 （BTS）和基站控制器（BSC）组成；网 络子系统由移动交换中心（MSC），操作 维护中心（OMC）以及原籍位置寄存器（ HLR）、访问位置寄存器（VLR）、鉴权 中心（AUC）和设备标志寄存器（EIR）等 组成。 1移动台（MS） 移动台是公用GSM移动通信系统中用户使 用的设备，也是用户能够直接接触的整个 GSM系统中的唯一设备。 1移动台（MS） 根据应用与服务情况，移动台可以是单独 的移动终端（MT）、手持机、车载机，或 者是由移动终端（MT）直接与终端设备（ TE）传真机相连接而构成，或者是由移动 终端（MT）通过相关终端适配器（TA）与 终端设备（TE）相连接而构成。 1移动台（MS） 移动台另外一个重要的组成部分是用户识 别模块（SIM），它基本上是一张符合ISO 标准的“智慧”卡，它包含所有与用户有关 的被储存在用户无线接口一边的信息，其 中也包括鉴权和加密信息，使用GSM标准 的移动台都需要插入SIM卡，只有当处理异 常的紧急呼叫时，可以在不用SIM卡的情况 下操作移动台。 2基站子系统（BSS） 基站子系统（BSS）是GSM系统中与无线 蜂窝方面关系最直接的基本组成部分。 它通过无线接口直接与移动台相接，负责 无线发送、接收和无线资源管理。 另一方面，基站子系统与网络子系统（ NSS）中的移动业务交换中心（MSC）相 连，实现移动用户之间或移动用户与固定 网络用户之间的通信连接，传送系统信号 和用户信息等。 2基站子系统（BSS） 基站子系统是由基站收发信台（BTS）和 基站控制器（BSC）这两部分功能实体构 成。 2基站子系统（BSS） 图7-3 一种典型BSS组成方式 2基站子系统（BSS） （1）基站收发信台（BTS）。 基站收发信台（BTS）属于基站子系统的 无线部分，由基站控制器（BSC）控制， 服务于某个小区的无线收发设备，完成 BSC与无线信道之间的转换，实现BTS与 移动台（MS）之间通过空中接口的无线传 输及相关的控制功能，BTS主要分为基带 单元、载频单元、控制单元三大部分。 2基站子系统（BSS） （2）基站控制器。 基站控制器（BSC）是基站子系统（BSS ）的控制部分，起着BSS的变换设备的作 用，即承担各种接口及无线资源和无线参 数管理的任务。 2基站子系统（BSS） BSC主要由下列部分构成： 朝向与MSC相接的A接口或与码变换器 相接的Ater接口的数字中继控制部分； 朝向与BTS相接的Abis接口或BS接口的 BTS控制部分； 公共处理部分，包括与操作维护中心相 接的接口控制。 3网路子系统（NSS） 网路子系统（NSS）主要包含GSM系统的 交换功能和用户数据与移动性管理、安全 性管理所需的数据库功能，它对GSM移动 用户之间的通信和GSM移动用户与其他通 信网用户之间的通信起着管理作用。 3网路子系统（NSS） （1）移动业务交换中心（MSC）。 （2）访问用户位置寄存器（VLR）。 （3）归属用户位置寄存器（HLR）。 （4）鉴权中心（AUC）。 （5）移动用户识别寄存器（EIR）。 7.1.5 接口和接口协议 GSM系统的公用陆地移动通信网的信令系 统是以7号信令网络为基础的。 1主要接口 GSM系统的主要接口是指A接口、Abis接 口和Um接口。 1主要接口 图7-4 GSM系统的主要接口 1主要接口 （1）A接口。 （2）Abis接口。 （3）Um接口（空中接口）。 2网络子系统内部接口 网络子系统由移动业务交换中心（MSC） 、访问用户位置寄存器（VLR）、归属用 户位置寄存器（HLR）等功能实体组成。 2网络子系统内部接口 图7-5 网络子系统内部接口示意图 2网络子系统内部接口 （1）D接口。 （2）B接口。 （3）C接口。 （4）E接口。 （5）F接口。 （6）G接口。 3GSM系统与其他公用电信网的接口 其他公用电信网主要是指公用电话网（ PSTN）、综合业务数字网（ISDN）、分 组交换公用数据网（PSPDN）和电路交换 公用数据网（CSPDN）。 GSM系统通过MSC与这些公用电信网互连 ，其接口必须满足原CCITT的有关接口和信 令标准及各个国家邮电运营部门制定的与 这些电信网有关的接口和信令标准。 4各接口协议 图7-6 GSM系统主要接口的协议分层示意图 7.2 GSM数字蜂窝移动通信系统的无线传 输方式 7.2.1 TDMA/FDMA接入方式 7.2.2 信道及其组合 7.2.3 时隙的格式 7.2.4 信道的组合方式 7.2.1 TDMA/FDMA接入方式 1时隙 GSM蜂窝系统采用时分多址、频分多址和 频分双工（TDMA/FDMA/FDD）制式。 在25MHz的频段中共分125个频道，频道间 隔200kHz。每载波含8个（以后可扩展为 16个）时隙，时隙宽为0.577ms。 8个时隙构成一个TDMA帧，帧长为 4.615ms，如图7-7所示。 1时隙 对双工载波各用一个时隙构成一个双向物 理信道，这种物理信道共有125 8 = 1000 个，根据需要分配给不同的用户使用。 移动台在特定的频率上和特定的时隙内， 以猝发方式向基站传输信息，基站在相应 的频率上和相应的时隙内，以时分复用的 方式向各个移动台传输信息。 1时隙 图7-7 TDMA/FDMA接入方式 2频率与频道序号 GSM系统工作在以下射频频段： 上行（移动台发、基站收）为890MHz 915MHz 下行（基站发、移动台收）为935MHz 960MHz 收、发频率间隔为45MHz。 移动台采用较低频段发射，传播损耗较低 ，有利于补偿上、下行功率不平衡的问题 。 2频率与频道序号 由于载频间隔是0.2MHz，因此GSM系统整 个工作频段分为124对载频。其频道序号用 n表示，则上、下两频段中序号为n的载频 可用下式计算： 下频段 fl (n) = (890 + 0.2n)MHz 上频段 fh (n) = (935 + 0.2n)MHz 3调制方式 GSM的调制方式是高斯型最小移频键控（ GMSK）方式，矩形脉冲在调制器之前先 通过一个高斯滤波器。 4载频复用与区群结构 GSM系统中，基站发射功率为每载波500W ，每时隙平均为500/8=62.5W。 移动台发射功率分为0.8W、2W、5W、8W 和20W五种，可供用户选择。 4载频复用与区群结构 小区覆盖半径最大为35km，最小为500m 。前者适用于农村地区，后者适用于市区 。 由于系统采取了多种抗干扰措施，如自适 应均衡、跳频和纠错编码等，同频道射频 防护比可降到C/I = 9dB，因此在业务密集 区，可采用3小区9扇区的区群结构。 7.2.2 信道及其组合 1帧结构 图7-8给出了GSM系统各种帧及时隙的格式 。 1帧结构 图7-8 GSM系统各种帧及时隙的格式 1帧结构 图7-9 上行帧号和下行帧号所对应的时间关 系 2信道分类 图7-10 GSM系统的信道分类 2信道分类 （1）业务信道。 语音业务信道。 数据业务信道。 2信道分类 （2）控制信道。 广播信道（BCH）。 公用控制信道（CCCH）。 专用控制信道（DCCH）。 独立专用控制信道（SDCCH） 慢速辅助控制信道（SACCH） 快速辅助控制信道（FACCH） 7.2.3 时隙的格式 在GSM系统中，每帧含8个时隙，时隙的宽 度为0.577ms，其中包含156.25bit。 TDMA信道上一个时隙中的信息格式称为突 发脉冲序列。 1常规突发（Normal Burst，NB）脉冲 序列 常规突发脉冲序列也称普通突发脉冲序列 ，用于业务信道及专用控制信道，其组成 格式如图7-11所示。 1常规突发（Normal Burst，NB）脉冲 序列 图7-11 常规、频率校正、同步突发脉冲序列 的格式 1常规突发（Normal Burst，NB）脉冲 序列 图7-12 GSM训练序列的自相关函数 1常规突发（Normal Burst，NB）脉冲 序列 图7-13 常规突发序列的振幅图 2频率校正突发（Frequency Correction Burst，FCB）脉冲序列 频率校正突发脉冲序列用于校正移动台的 载波频率，其格式比较简单，如图7-11所 示。 3同步突发（Synchronization Burst， SB）脉冲序列 同步突发脉冲序列用于移动台的时间同步 ，其格式如图7-11所示，主要组成包括 64bit的同步信号（扩展的训练序列）以及 两段各39bit的数据，用于传输TDMA帧号 和基站识别。 4接入突发（Access Burst，AB）脉冲 序列 接入突发脉冲序列用于上行传输方向，在 随机接入信道（RACH）上传送，用于移动 用户向基站提出入网申请。 接入突发脉冲序列的格式如图7-14所示。 4接入突发（Access Burst，AB）脉冲 序列 图7-14 接入突发脉冲序列的格式 4接入突发（Access Burst，AB）脉冲 序列 图7-15 接入突发脉冲序列的振幅图和时间限 制框 4接入突发（Access Burst，AB）脉冲 序列 图7-16 接入序列突发的时延 4接入突发（Access Burst，AB）脉冲 序列 除了上述四种格式之外，还有一种不发送 实际信息的时隙格式，称为“虚设时隙”格 式，用于填空，其结构和NB格式相同，但 只发送固定的比特序列。 7.2.4 信道的组合方式 逻辑信道组合是以帧为基础的，“组合”是 将各种逻辑信道装载到物理信道上去。 逻辑信道与物理信道之间存在着映射关系 。 信道的组合形式与通信系统在不同阶段（ 接续或通话）所需要完成的功能有关，也 与传输的方向（上行或下行）有关，还与 业务量有关。 1业务信道的组合方式 业务信道有全速率和半速率之分，下面只 考虑全速率情况。 业务信道的复帧含26个 TDMA帧，其组成 的格式和物理信道（一个时隙）的映射关 系如图7-17所示。 1业务信道的组合方式 图7-17 业务信道的组成格式 2控制信道的组合方式 控制信道的复帧含51帧，其组合方式类型 较多，而且上行传输和下行传输的组合方 式也是不相同的。 （1）BCH和CCCH在TS0上的复用。 （2）SDCCH和SACCH在TS1上的复用。 （3）公用控制信道和专用控制信道均在 TS0上复用。 2控制信道的组合方式 图7-18 BCH和CCCH在TS0上的复用 2控制信道的组合方式 图7-19 TS0上RACH的复用 2控制信道的组合方式 图7-20 SDCCH和SACCH（下行）在TS1上 的复用 2控制信道的组合方式 图7-21 TS0上控制信道综合复用 7.3 GSM数字蜂窝移动通信系统主要技术 7.3.1 话音和信道编码技术 7.3.2 跳频和间断传输技术 7.3.3 调制与解调技术 7.3.4 鉴权与加密技术 7.3.5 位置登记 7.3.6 GSM系统的区域与号码 7.3.7 主要业务 7.3.1 话音和信道编码技术 数字化话音信号在无线传输时主要面临三 个问题： 一是选择低速率的编码方式，以适应有限 带宽的要求； 二是选择有效的方法减少误码率，即信道 编码问题； 三是选用有效的调制方法，减小杂波辐射 ，降低干扰。下面着重讨论GSM系统中话 音编码和信道编码中的主要特点。 7.3.1 话音和信道编码技术 图7-22 GSM系统的话音编码和信道编码的 组成方框图 7.3.1 话音和信道编码技术 图7-23 GSM系统的编码流程 7.3.1 话音和信道编码技术 图7-24 GSM系统的交织方式 7.3.2 跳频和间断传输技术 1跳频 跳频是指载波频率在很宽频率范围内按某 种图案（序列）进行跳变。 1跳频 图7-25 GSM系统的跳频示意图 1跳频 跳频系统的抗干扰原理与直接序列扩频系 统是不同的。 直接序列扩频是靠频谱的扩展和解扩处理 来提高抗干扰能力的，而跳频是靠躲避干 扰来获得抗干扰能力的。 抗干扰性能用处理增益GP表征，GP的表达 式为 2间断传输 为了提高频谱利用率，GSM系统还采用了 话音激活技术。 这个被称为间断传输（DTx）技术的基本原 则是只在有话音时才打开发射机，这样可 以减小干扰，提高系统容量。采用DTx技术 ，对移动台来说更有意义，因为在无信息 传输时即关闭发射机，可以减少电源消耗 。 7.3.3 调制与解调技术 1调制技术 调制器接收来自加密单元的比特流，并产 生射频信号。 调制方式为高斯滤波最小移频键控（ GMSK），其归一化带宽BT = 0.3。 调制速率是= kbit/s，即近似为 270.833kbit/s。 1调制技术 GMSK调制是下述两者之间的折中选择： 相当高的无线频谱效率（1bit/Hz数量级） 和合理的解调复杂性。 1调制技术 图7-26 GSMK调制频谱 2解调技术 解调器对所收的失真信号，必须做调制数 据序列估计。 为使解调器完成此项工作，在每个突发脉 冲序列中都含有一个接收机能识别的预定 序列，如训练序列，以便接收机能估计出 传播引起的信号失真。 2解调技术 现有的解调算法很多，GSM规范也没有规 定必须采用哪一种算法，但对信道译码纠 错以后所测的总性能是有要求的。 一个重要的限制是算法必须能应付在16s （约4个比特的持续时间）间隔中接收两条 路径的等功率信号。 2解调技术 这种情况下的字符干扰与调制本身引入的 字符间干扰相比较，是有惊人的增加。简 单的解调技术克服不了这样严重的字符间 干扰，所以采用均衡是必不可少的。 7.3.4 鉴权与加密技术 由于空中接口极易受到侵犯，GSM系统为 了保证通信安全，采取了特别的鉴权与加 密措施。 鉴权是为了确认移动台的合法性，而加密 是为了防止第三者窃听。 7.3.4 鉴权与加密技术 鉴权中心（AUC）为鉴权与加密提供了三 参数组，即RAND、SRES和Kc，在用户入 网签约时，用户鉴权键Ki连同IMSI一起分 配给用户，每一个用户均有唯一的Ki和 IMSI，它们存储于AUC数据库租SIM用户 识别卡中。 7.3.4 鉴权与加密技术 图7-27 AUC产生三个参数组 7.3.4 鉴权与加密技术 首先，产生一个随机数（RAND）。 再通过密钥算法（A8）和鉴权算法（A3） ，用RAND和Ki分别计算出密钥（Kc）和 符号响应（SRES）。 最后，RAND、SRES和Kc作为一个三参数 组一起送给HLR。 1鉴权 无论是移动台主呼或被呼，都有鉴权过程 ，鉴权程序如图7-28所示。 鉴权过程主要涉及AUC、HLR、MSC/VLR 和MS，它们均各自存储着用户有关的信息 或参数。 1鉴权 当MS发出入网请求时，MSC/VLR就向MS 发送RAND，MS使用该RAND以及与 AUC 内相同的鉴权键K i和鉴权算法A3，计算出 符号响应SRES，然后把SRES回送给 MSC/VLR，验证其合法性。 2加密 GSM系统为确保用户信息（语音或非语音 业务）以及与用户有关信令信息的私密性 ，在BTS与MS之间交换信息时专门采用了 一个加密程序，如图7-29所示。 2加密 图7-28 鉴权程序 2加密 图7-29 加密程序 3设备识别 每一个移动台设备均有一个唯一的移动台 设备识别码（IMEI）。 EIR中使用如下三种设备清单： 白名单合法的移动设备识别号； 黑名单禁止使用的移动设备识别号； 灰名单是否允许使用由运营者决定， 例如有故障的或未经型号认证的移动设备 识别号。 3设备识别 图7-30 设备识别程序 4用户识别码（IMSI）保密 为了防止非法监听进而盗用IMSI，在无线 链路上需要传送IMSI时，均用临时移动用 户识别码（TMSI）代替IMSI。 仅在位置更新失败或MS得不到TMSI时，才 使用IMSI。 MS每次向系统请求一种程序，如位置更新 、呼叫尝试等，MSC/VLR将给MS分配一 个新的TMSI。 4用户识别码（IMSI）保密 图7-31 位置更新时产生新的TMSI程序 7.3.5 位置登记 位置登记（或称注册）是通信网为了跟踪 移动台的位置变化，而对其位置信息进行 登记、删除和更新的过程。 位置信息存储在原籍位置寄存器（HLR） 和访问位置寄存器（VLR）中。 GSM蜂窝通信系统把整个网络的覆盖区域 划分为许多位置区，并以不同的位置区标 志进行区别，如图7-32中的LA1，LA2， LA3， 7.3.5 位置登记 当一个移动用户首次入网时，它必须通过 移动交换中心（MSC），在相应的位置寄 存器（HLR）中登记注册，把其有关的参 数（如移动用户识别码、移动台编号及业 务类型等）全部存放在这个位置寄存器中 ，于是网络就把这个位置寄存器称为原籍 位置寄存器。 7.3.5 位置登记 图7-32 位置区划分的示意图 7.3.5 位置登记 移动台的不断运动将导致其位置的不断变 化。 这种变动的位置信息由另一种位置寄存器 ，即访问位置寄存器（VLR）进行登记。 7.3.5 位置登记 位置区的标志在广播控制信道（BCCH）中 播送，移动台开机后，就可以搜索此BCCH ，从中提取所在位置区的标志。 当移动台进入某个访问区需要进行位置登 记时，它就向该区的MSC发出“位置登记请 求（LR）”。 7.3.5 位置登记 如果MS是利用“临时用户识别码（TMSI）” （由（VLR）0分配的）发起“位置登记请 求”的（VLR）n收到后，必须先向（VLR ）0询问该用户的IMSI，如询问操作成功， （VLR）n再给该MS分配一个新的TMSI， 接下去的过程与上面一样。 如果MS因故未收到“确认”信息，则此次申 请失败，可以重复发送三次申请，每次间 隔至少是10s。 7.3.5 位置登记 移动台可能处于激活（开机）状态，也可 能处于非激活（关机）状态。移动台转入 非激活状态时，要在有关的VLR和HLR中 设置特定的标志，使网络拒绝向该用户呼 叫，以免在无线链路上发送无效的寻呼信 号，这种功能称为“IMSI分离”。当移动台 由非激活状态转为激活状态时，移动台取 消上述分离标志，恢复正常工作，这种功 能称为“IMSI附着”。两者统称为“IMSI分离 附着”。 7.3.5 位置登记 网络通过BCCH通知MS其周期性登记的时 间周期。周期性登记程序中有证实消息， MS只有接收到此消息后才停止发送登记消 息。 7.3.6 GSM系统的区域与号码 1区域定义 GSM系统属于小区制大容量移动通信网。 在它的服务区间，设置很多基站，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、过区切换 及漫游服务等功能。 在由GSM系统组成的移动通信网络结构中 ，其相应的区域定义如图7-33所示。 1区域定义 图7-33 GSM系统的区域定义 1区域定义 （1）GSM服务区。 （2）公用陆地移动通信网（PLMN）。 （3）MSC区。 （4）位置区。 （5）基站区。 （6）扇区。 2号码与识别 （1）移动用户识别码。 （2）临时移动用户识别码。 （3）国际移动设备识别码。 （4）移动台的号码。 移动台国际ISDN号码（MSISDN）。 移动台漫游号码（MSRN）。 2号码与识别 图7-34 国际移动用户识别码（IMSI）的格式 2号码与识别 图7-35 国际移动设备识别码（IMEI）的格式 2号码与识别 图7-36 移动台国际ISDN号码格式 2号码与识别 （5）位置区和基站的识别码 位置区识别码（LAI）。 位置区码（LAC）。 基相识别色码（BSIC）。 2号码与识别 图7-37 位置区识别码（LAI）的格式 2号码与识别 图7-38 基站识别色码（BSIC）的格式 7.3.7 主要业务 GSM系统定义的所有业务是建立在综合业 务数字网（ISDN）概念基础上的，并考虑 移动特点做了必要修改。 GSM系统可提供的业务分为基本通信业务 和补充业务。 补充业务只是对基本通信业务的扩充，它 不能单独向用户提供。 1通信业务分类 2业务定义 （1）电话业务。 （2）紧急呼叫业务。 （3）短消息业务。 （4）可视图文接入。 （5）智能用户电报传送。 （6）传真。 7.4 GSM数字蜂窝移动通信系统向3G系统 的过渡 7.4.1 GSM 2.5G 数据高速传送技术 *7.4.2 GPRS 7.4.1 GSM 2.5G 数据高速传送技术 1通用分组无线业务（GPRS） GPRS是GSM无线信道中产生附加虚拟时 隙的技术。 GPRS能使时隙被若干用户共享，数据被封 装成包，在当前空闲的时隙发送出去。 GPRS是一个能在GSM上实现IP能力的技 术。 运用GPRS能有效地处理大量通信负载，提 供远程监控、多媒体信息等业务。 2高速电路交换数据（HSCSD） 通常情况下，一个用户占用一路时隙，而 HSCSD能使一个用户占用多路时隙，以此 直接提升数据传送速率。如果一个用户占 用4路时隙，那么其传送速率将达到 57.6kbit/s。 HSCSD将由GPRS产生的虚拟时隙分配给 需要高速数据传送的用户，即能分配给用 户8路实时隙和2路虚时隙。 3GSM增强数据库改进（EDGE） EDGE这种新技术能将每路时隙的传送速率 提高至64kbit/s。 *7.4.2 GPRS 1GPRS的功能 GPRS是通用分组无线业务（General Packet Radio Service）的简称. GPRS仅通过增加相应的功能实体和对现有 的基站系统进行部分改造，增加一些硬件 设备和软件升级，形成一个新的网络逻辑 实体来实现分组交换，使现有的移动通信 网和数据网结合起来。 1GPRS的功能 GPRS系统以分组交换技术为基础，采用IP 数据网络协议，使现有GSM网的数据业务 突破了最高速率为9.6kbit/s的限制，最高 数据速率可以达到170kbit/s，用户通过 GPRS可以在移动状态下使用各种高速率数 据业务，包括收发电子邮件、Internet浏览 等IP业务功能。 1GPRS的功能 GPRS系统与现有的GSM语音系统最根本 的区别是：GPRS是一种分组交换系统，而 原有的GSM系统是一种电路交换系统。 2GPRS的特征 GPRS具有以下一些特征。 在广域网中能实现低成本的数据通信方 式，而且用户总是在线，不用拨号上网。 从信息技术角度上，GPRS与IP类似， 通过网络管理有效使用网络资源。 当GPRS业务转换成IP时，能够通过新 的全球网络传输，而且电话可以采用本地 双向工作呼叫方式。 2GPRS的特征 采用GPRS技术可以极其有效地利用现 有频谱进行传送。 在一般的学校和家庭提供无线LAN的通 信能力。 用户进行站到端的分组交换。 GPRS + IP等于Internet和Intranet。 GPRS是一种完全成熟的信息传输技术 。 2GPRS的特征 第三代移动通信系统将与GPRS后向兼 容，所以GPRS的投资效益在未来的发展中 可以得到保障。GPRS特别适合于间断性的 、突发性的或者频繁的、少量的数据传输 ，也适用于偶尔的大数据量传输。 3GPRS的业务 （1）承载业务 点到点（PTP）业务