ERICSSON CME20.doc

第二篇CME20基础本篇主要讲述ERICSSONCME20系统的基础知识，使学员对CME20系统的工作原理有一个基本的认识。本篇将以下几章的内容进行讲解：第一章：CME20系统简介第二章：识别号码第三章：CME20的无线接口 第四章：小区规划与频率分配第五章：交换系统第六章：基站系统 第七章：信令系统第八章：CME20的网络结构第九章：操作支持系统OSS第十章：呼叫相关流程教学目标： 学员在学完本篇以后，应该掌握以下内容： CME20系统的分层结构 CME20系统的无线接口 交换相关网元与功能 小区规划与频率分配 基站系统功能与分类 NO.7信令系统基础 信令结构与网络结构 OSS及呼叫相关流程 第一章CME20系统简介爱立信公司在设计和制造蜂窝系统方面具有长期的实践经验，CME20是按GSM建议实现的爱立信系统。用于GSM的CME20系统是在AXE10数据交换机基础上开发设计的，主要用来实现全双工的移动电话业务和各种数据业务。爱立信的CME20系统是蜂窝移动通信市场的主导产品之一。AXE10数据交换机是一种全数字的集中控制的程控交换机，可在移动网及公网上使用。AXE采用了模块化的结构、面向未来的实用化系统。这种模块化的结构使系统更容易操作，成本降低，同时为适应电信业务发展的需要，更增强了其灵活性。AXE控制系统的结构具有集中和分布在两个控制层。改善了可靠性和呼叫的处理效率。AXE10由APZ和APT两大部分组成。其系统结构如下：AXE10APZAPTCPSRPSIOSMASTCSTSSGSSREDABTBTUBTR系统层1系统层2子系统层。功能块层。 功能单元层（软件或硬件） (图-1) 每个子系统或功能块都是通过硬件加软件或完全由软件来实现的。AXE的系统层是最高层，它可以分为APZ系统和APT系统。APT系统层处理业务、计费、及相关的操作维护等。APZ系统层负责对系统功能，I/O功能及业务功能等等的操作。APT和APZ可以独立的开发和改进，它们的发展是相互独立的。APT和APZ可以分为几个子系统，形成子系统层。由于AXE可以对子系统层进行选择，因此它可以在任何的电信环境中工作，并通过增加新的可选子系统实现AXE的新功能的扩展。AXE将类似的功能放在同一个子系统内。子系统所属的功能又可以进一步的分为几个独立的功能块，每个功能块设立定义好的单元，有自己的数据并能进行标准信令的互通。每个单元只对特定的信号即代表一组信息的一组数据做响应，信息就这样在不同的功能块间传递。功能块层是AXE的基本组成块，每个功能块由不同的功能单元组成。一个功能块是由以下几种功能单元组成： 硬件单元 局域软件单元，处理日常工作，如对硬件设备的扫描等 中心软件单元，负责必要的更复杂的分析功能，例如呼叫建立等可以看出，控制系统结构中的集中控制和分布控制在每个功能块中都有体现。CME20系统的软件是分阶段开发的，它可能通过AXE系统中所固有的系统模块化的特性，做一些修改、补充和删除而不影响现有的系统的操作。此外，还可以按照不断增加的性能要求和最新技术进行硬件的开发。由于AXE的开放式结构，将来会不断的引入新的硬件。CME20系统对整个网络的管理是通过OSS进行的，可以通过OSS实现对交换数据、小区数据、用户数据及各种功能的管理。整个CME20的系统模型如下： (图-2)CME20系统基本上可分为两部分：交换系统（SS）和基站系统（BSS）。附图给出1981年以来ERICSSON公司开发的产品和支持的通信规范。YearStandardMobile Telephone SystemEricsson implement1981NMT450Nordic Mobile TelephonyCMS451983AMPSAdvanced Mobile Phone SystemCMS88001985TACSTotal Access Communication SystemCMS88101986NMT900Nordic Mobile TelephoneCMS891991GSMGlobal System for Mobile CommunicationCME201991D-AMPSDigital AMPSCMS8800-D1992DCS1800Digital Cellular System CME201994PDCPersonal Digital CellularCMS301995PCS1900Personal Communication ServicesCMS40(表-1)爱立信的对设备的安装与调测、操作与维护等都设立专门的资料库，主要有以下几种：A-Module Library Survey B-Module O&M Manuals C-Module EX. Description D-Module Functional Product Documents E-Module Software Documents F-Module Hardware Documents I -Module Exchange Data G-Module Mounting Details H-Module Installation Test Instructions K-Module Power Supply Documents M-Module Signalling Interwork In formation S-Module Fault-Locating in Software T-Module Correction of Central Software第二章 识别号码为了将一个呼叫接至某个移动用户，需要调用相应的实体。因此要正确寻址，识别号码就非常重要。1） 移动台识别号码（MSISDN），即我们用的手机号码。其格式为MSISDN=CC+NDC+SN（采用E.164建议）CC=国家码，中国为86。NDC=国内目的地码，即网路接入号。中国移动为135、136、137、138、139，中国联通为130、131、133。SN=客户号码。MSISDN号可以是变长的，不包括字冠，最长为15位数字，它是唯一的识别移动电话的签约号码，每次签约都接至一个HLR。 (图-3)2）国际移动客户识别码（IMSI）为了在无线路径和整个GSM移动通信网上正确地识别某个移动客户，就必须给移动客户分配一个特定的识别码，这个识别码称为国际移动客户识别码（IMSI），存储在客户识别模块（SIM）卡、HLR、MSC/VLR。IMSI=MCC+MNC+MSIN(采用E.212建议)MCC=移动国家号码，中国为460。MNC=移动网号。中国移动为00，中国联通为01。MSIN=移动客户识别码。IMSI在国际上唯一的识别一个移动用户，它的最大长度为15位数字。其中MCC3位数字，MNC两位数字，MSIN最多10位数字。 (图-4) 3）移动客户漫游号码（MSRN）。被叫用户所归属的HLR知道目前是处于哪一个MSC/VLR业务区，为了提供给入口GMSC一个用于选路由的临时号码，HLR请求被叫所在的MSC/VLR给该被叫分配一个MSRN。并将此号码送至HLR，HLR收到后再发给GMSC，GMSC根据此号码选路由，将呼叫接至被叫用户目前正在访问的MSC/VLR。路由一旦建立，此号码就可立即释放。它的号码的格式和MSISDN是完全一样的。其实就是MSC专门拿出一个千号段来作为MSRN的。MSRN=CC+NDC+SN(采用E.164建议)CC为国家号码，中国为86NDC为国内目的地码即网络接入号码。SN为用户号码。 (图-5)4）临时移动用户识别码（TMSI）TMSI只在本地有效，其结构由管理部门来定，由MSC自行分配，用于对用户的保密，一般不超过四个字节。5）国际移动台识别码（IMEI）IMEI用于设备识别，它唯一的识别一个移动台，也是由四部分组成：IMEITACFACSNRSPTAC为型号认证码，由GSM一个核心部门来定。FAC为最终装配码，识别厂商SNR为序号，一个六位数字的排序号码，用以唯一的识别每个TAC和FAC中的某个设备。SP为备用，将来使用。一般TAC为6位数字，FAC为2位数字，SNR为6位数字，SP为1位数字。6）位置区识别码（LAI）用于移动台的位置更新，它也由三部分组成。LAI=MCC+MNC+LACMCC为移动国家号码MNC为移动网号LAC=位置区号码，它的最大长度为16位，一个GSMPLMN中最多可以定义65536个不同位置区。 (图-6)7）全球小区识别码（CGI）用于识别一个位置内的小区，它是在LAI后面加上一个小区识别码（CI）组成的。CGI=MCC+MNC+LAC+CICI=小区识别码，最多为16位。 (图-7)8）基站识别码BSICBSIC可以使移动台区别相邻的基站。BSICNCCBCCNCC为网络色码，识别GSMPLMN，在定义NCC的时候，我们要注意，确保相邻PLMN不使用相同的NCC。BCC为基站色码，来识别基站。9）MSC/VLR号码13900M1M2M3或13740M1M2M3，在NO.7信令中使用，代表MSC/VLR号码。10）HLR号码139H1H2H3000，在NO.7信令中使用，代表HLR号码。8）切换号码（HON），为MSRN号码的一部分，在交换局间越局切换时使用。第三章CME20的无线接口与小区规划在本节中，将对以下几个方面进行讲解：一、 几种多址方式二、 无线接口参数三、 话音编码过程四、 几个常见概念五、 无线数字信道六、 关于帧的分类3 1 几种接入方式移动通信的无线接入有三种方式，也就是FDMA、TDMA和CDMA。1、FDMA（FREQUENCE DIVIDEMULTIPLE ADRESS）：频分多址，在模拟蜂窝移动系统中就应用这种技术。它为每个用户分配一个频带，同一小区内的用户必须占用不同的频点进行通信，这种方式的缺点是干扰严重，保密性差，容量小。它的主要特点有： 每路一个载频，每个频道只传送一路话音。 连续传送，当系统分配给MS和基站一个FDMA的信道，则MS和基站之间连续传送，不会间断，直到通话结束，信道释放后收回。 FDMA不需要复杂的成帧、同步和突发脉冲序列的传输，移动台的设备相对简单。2、TDMA（TIME DIVIDE MULTIPLE ADRESS）：时分多址，目前的GSM数字移动系统就使用这种技术。它的每一频带上有8个时隙，最多可有8个移动用户使用同一频带，它们使用不同的时隙进行传输，各个移动台在指定的时隙内向移动台发送信号，基站接收这些按顺序发送来的信号，经过处理后传送出去，由于移动台在分配的时隙内传送，所以不会相互干扰，移动台发送到基站的信号按时间进行分隔，互相间有保护时隙。时分多址在传送话音信息时，话音必须先进行模数转换，再送到调制解调器进行载波的调制，然后以突发信号的形式发送出去。它主要有以下几个特点： 频谱的利用率高，减小了基站的工作频道数，降低了基站的造价。 以突发脉冲串序列传送。 传输速率高，自适应均衡。 方便非话音业务的传送。 抗干扰能力强。 需要全网同步，技术比较复杂。 移动台较复杂。3、CDMA（CODE DIVIDE MULTIPLE ADRESS）：码分多址。CDMA是以不同的代码序列实现通信的。以往的蜂窝系统对相邻小区必须提供不同的频率配置，而CDMA则可重复使用所有小区全部频谱，或者说所有小区使用同一无线信道传送不同的信息。其基本原理是使用一组正交的伪随机噪声序列（简称伪随机码），通过相关处理实现多客户共享频率的同时入网接续的功能。因此CDMA技术是最有效的频率复用技术。联通的CDMA网络及现在正在开发的三代产品都是采用这种方式。目前码分多址应用较多的主要有两种类型，一种是直接扩频DS，一种是跳频FH。CDMA相对于其它的两种多址方式有很明显的优势，主要表现在以下几点： 系统容量大，CDMA在蜂窝移动网中，CDMA的容量是TDMA系统的4到6倍，是FDMA系统的20倍。但是系统容量与小区的话音质量是成反比的。 软越区切换，切换方式是先通后断，不会出出现乒乓效应。 系统可共用一个无线波道，无需复杂的频率管理或分配。 抗干扰能力强，扩频通信系统的扩展频谱越宽，处理增益越高，抗干扰能力越强。抗干扰能力强是扩频通信的最突出的优点。 保密性好，由于扩展频谱被扩展到很宽的频带上，单位频带内的功率很小，即信号的功率谱密度很低。所以，直接序列扩频通信系统可以在信道噪声和热噪声的背景下，信号被淹没在噪声里通信。想进一步检测信号的参数就很难了。 抗多径效应，在接收端用相关技术从多径信号中提取和分离出最强的有用信号，或把多个路径来的同一码序列的小波形相加合成，变害为利，提高接收信噪比。 能精确的定时和测距，利用电磁波的传播特性和伪随机码的相关性，可以正确的测出两个物体之间的距离。现在应用的GPS就是利用这一点来实现定位的。 网内所有的用用户使用同一载波，各个用户可以同时的发送和接收信号。3 2 无线接口参数在GSM系统中，按照使用的频带的不同，GSM又可以分为GSM900系统、DCS1800系统和PCS1900系统。对于GSM900系统，它的常见的参数如下：频段：上行：（890915）MHz，移动台发，基站收。下行：（935960）MHz，基站发，移动台收。频带宽度：25 MHz。上、下行频率间隔：45 MHz。载频间隔：200KHz。频点：25 MHz/200K Hz=125，共124个可用频点。通信方式：全双工信道分配：每载频8个时隙，含8个全速率信道或16个半速率信道。TDMA帧长：4.615ms话音编码速率：13Kbit/s话音信道编码速率：22.8 Kbit/s空中接口速率：270 Kbit/s调制方式：GMSK（有高斯滤波的最小频移键控），这是一种数字调制方式，即要发送的信息是数字的。它可以是数据或数字化语音。该调制可以看作是一种相位调制器。 载频相位的变化将随送入调制器的信息比特而定。在一个突发脉冲串的时间内，GMSK具有恒定包络调制的特性。为了在改变相位时仍得到平滑的曲线形状，基带信号经过高斯带通滤波器的滤波。采用GMSK方式能得到比普通MSK更窄的带宽，但这样做的代价是降低了对噪声的抵抗能力。接入方式：TDMA。话音编码：RPE-LPC 13Kbit/s规则脉冲激励线性预测编码。分集接收：分集的方法有空间分集、频率分集、极化分集、角度分集、时间分集和场分量分集等多种。空间分集即天线空间分集，利用两付接收天线，独立接收同一信号，当合成来自两付天线的信号时，衰弱的程度能被减小。天线间的距离应使两天线上信号之间的相关性很小。在GSM900 MHz频段，天线间距为4m6m时，可得到6db左右的增益，效果最好。跳频实质上是频率分集。跳频每秒217跳，交错信道编码，自适应均衡。总信道数：1248992个信道。 124个频点中，195为中国移动所用，96124为中国联通所有。对于DCS1800系统，它的参数如下：收发频段：上行：（17101785）MHz，移动台发，基站收。下行：（18051880）MHz，基站发，移动台收。频带宽度：75 MHz。上，下行频率间隔：95 MHz。载频间隔：200KHz频点总数：75 MHz/200KHz=375，共374个频点。对于PCS1900系统频段：上行：（18501910）MHz，移动台发，基站收。下行：（19301990）MHz，基站发，移动台收。频带宽度：60MHz。上，下行频率间隔：80MHz。载频间隔：200KHz。频点：60MHz/200KHz=300，共299个频点。3 3 话音编码过程话音的编码过程如下图所示：(图-8)上图的上半部分为发射的编码过程，下半部分为接收的解码过程。下面以发射信号为例进行讲解。1、 模数转换，即通过PCM脉冲编码调制，经过抽样、量化、编码三个阶段将模拟信号转换为数字信号。2、 话音编码， 话音编码有三种编码技术，也就是：波形编码、声源编码（参量编码）和混合编码。GSM中话音编码采用混合编码，编码方式为RPE-LPC，也就是规则脉冲激励线性预测编码。其编码过程分为两个阶段。第一阶段将话音分段，64KBIT/S的话音分成20MS一段的小单元。第二阶段进行编码，每20MS话音单元编成260BIT的数字编码。即比特速率为260bit/20ms=13Kbit/S，这样每路话音的比特速率从64Kbit/S降至13Kbit/S。3、 信道编码，作用是克服无线信道中传输过程的误码。GSM中采用分组编码和卷积编码两种编码方式。把话音编码产生的260比特分成50个最重要比特，132个重要比特和78个不重要比特。对50个比特先添加3个奇偶检验比特（分组编码）。再与132个重要比特和4 个尾比特一起卷积编码，比率为12，形成378个比特。另外78个不重要比特不予保护。信道编码后共形成：37878456个比特。速率为4562022.8比特/秒。如下图所示： (图-9) 图5 GSM数字话音的信道编码4、 交织，信道编码只在检测和校正不太长的差错串时才最有效，为克服比特差错经常成串发生，可利用交织可把一条消息中相继比特隔开，将它们以非相继的方式发送，从而使很长串的差错转化为较短的差错串。习惯上采用二次交织的方法，一次交织在20MS话音内进行，二次交织在相邻的两个20MS话音间进行。采用一次编码时，一个突发脉冲串的丧失，会丧失25%的比特，如果采用二次交织的方法，那么这种损失就会减小到12.5%。二次交织示意图如下图所示：(图-10)5、 加密。信息的加密一般分为两种，一种是信道加密，不改变信息的形态，只对信道进行保护，如扩频通信就使用这种加密方法。另一种为信息保密方式，GSM通信系统采用这种加密方式，主要是采用一些算法比如密钥控制数字码元的置换和倒序实现信息的加密。6、 突发脉冲串的形成，在TDMA信道上，一个时隙中的信息格式称为突发脉冲序列（burst），即以固定的时间间隔发送某种信息，共有五种类型的突发脉冲序列。7、 调制发射，在CME20统中采用有高斯滤波的最小频移键控（GMSK）调制方式，这种调制方式比普通的MSK有更窄的带宽，但代价是减小了对噪声的抵抗能力。经过调制之后，信号通过无线接口发射出去。对于接收解调的过程，则是相对于上面的一个相反的过程，我们采用分集接收的方法进行接收，分集接收的方法有空间分集、频率分集、极化分集、角度分集、时间分集和场分量分集等多种。34 几个常见概念下面我们来介绍在无线通信中几个常用的概念：341时间色散：在接收端，由于射频信号的反射作用，接收机接收到的信号是多种多样的，其中有的反射信号来自远离接收天线的物体，比直射的信号经过的路程长很多，因而形成相邻符号间的相互干扰，这种现象称为时间色散。在GSM系统中，比特速率为270Kbit/s，则每一比特时间为3.7us，也即是一比特对应1.1Km。出现时间色散的典型环境为山区、丘陵、城市、高层金属建筑。出现时间色散的条件：反射路径直射路径 1.1公里。避免有害的时间色散的方法：（1）将BTS尽可能建在离建筑物近的地方。（2）将BTS背对反射物，天线有高的前背比。（3）MS不要离反射物太远。342 时间提前量：由于采用了TDMA技术，因此要求移动台必须在指配给它的时隙内发送，而在其余时间则必须保持沉默。否则它将对使用同一载频上不同时隙的另一些移动台的呼叫造成干扰。某一移动台非常靠近基站，指配给它的是时隙2（TS2），它只能利用该时隙进行呼叫，在该移动台呼叫期间，它向远离基站的方向移动。因此，从基站发出的信息，将会越来越迟地到达移动台，与此同时，移动台的应答信息也将越来越迟地到达基站。如果不采取任何措施，则该时延将会长到使该移动台在TS2发送的信息与基站在TS3接收到的信息相重迭起来。引起相邻时隙的相互干扰。所以，在呼叫期间，要监视呼叫到达基站的时间，并向移动台发出指令，使移动台能够随着它离开基站距离的增加，逐渐提前发送信号，这个移动台提前发送信号的时间称为定时提前时间（TA）。小区参数中TALIM=0-63，TAMAX=63,对应小区范围为35KM。因此TA是决定小区大小的一个参数。3.7S633 m/s=70km3.7S:每个比特的时长63：时间调整的最大比特数3 m/s：电波速率其覆盖半径：35km当一个特定连接建立时，BTS不断测量自己脉冲时隙与收到的MS时隙之间偏移量。基于这个测量，它可以向MS提供要求的时间提前量，并在SACCH上以每秒2次的频度通知MS。343 跳频： 为了提高信道编码及交织的有效性可选用跳频技术。在呼叫期间，载波频率在几个频率上变化，以克服瑞利衰落。因瑞利衰落谷点只是对某一个频点有效，对另一个频点无效。另外，跳频与不连续发射可以降低干扰，但当大负荷时，所有的发信机都同时打开，碰撞的机会很大，跳频的作用体现不出来。若按照4/12分组方案，邻频碰撞也无妨，但若采用多频复用技术，邻频的距离小于12，彼此干扰变大，若采用跳频技术，且负荷不大时，可以减小碰撞机会。跳频的速率为217次/跳，支持BCCH的物理信道不跳频，所有连至一个BTS的移动台，跳频序列是同步的。跳频可以看做是频率分集的一种体现。跳频的速率是由使用的要求来决定的，一般的说，跳频的频率越高，系统的抗干扰能力就越强，但是相应的复杂性和成本的要求也越高。跳频有快跳频和慢跳频两种：慢跳频，跳频速率低于信息的编码速率，也就是连续几个信息比特跳频一次。GSM中的跳频是慢跳频。快跳频，跳频速率高于信息的编码速率，也就是每个信息比特跳频一次以上。慢跳频的基本原则是每个MS根据算法导出的一系列频率发送其时隙。跳频在两个时隙之间发生。一个MS在一个时隙内用固定频率发送或接收，然后在该时隙前须跳到下一个TDMA帧，由于监测其他基站需要时间，故允许跳频的时间约为1MS，收发频率为双工频率。跳频在一个小区内是正交的，即同一小区的通信不会发生冲突。在具有相同RF载频信道或相同小区配置的小区，也就是小区之间跳频是相互的、独立的。跳频由两种方式，一种是基带跳频，一种是射频跳频。基带跳频是指按照规定的路由传送到相应的发射机上。基带信号的切换速度达到每秒217次，基带信号由一部发射机转到另一部发射机来实现跳频。这种方法必须按照不同的频率配置若干个单独的收发信机，也就是频率和发射机之间是一一对应的关系。基带跳频适合收发信机数量较多的高业务量小区。射频跳频是指信息在指定的频率上发射，发射机的工作频率不断的由一个频率转移到另一个频率。支持BCCH的物理信道不跳频。344全速率信道和半速率信道：无线接口的信道可以分为全速率信道与半速率信道以及加强型全速率信道。它们信道速率有所不同。全速率信道的速率可以达到13KBPS，半速率信道的速率为6.5KBPS，如果采用半速率信道，那么一个物理信道就可以同时进行两个移动台的呼叫，系统的容量也就增加了一倍，一个移动台也可以分配两个半速率信道，一个用于语音，而另一个用于呼叫，也就是ISDN的思想。345位置更新：当手机发现自己的SIM卡中的LAI与从BCCH上得到的LAI不一样时,手机就会发生位置更新。比如手关机后又开机，MS接受到的LAI（LAI是在空中接口上连续发送的广播信息的一部分）与它SIM卡中原来存储的LAI不一致，那么它也是立即向MSC发送“位置更新请求”，MSC要判断原有的LAI是否是自已服务区的位置，如判断为肯定，MSC只需对该MS的SIM卡原来的LAI改写成新的LAI码，并在MS的IMSI作“附着”标记即可；。346切换： 也就是移动台在通话过程中，在不间断话务的前提下，将通话从一个小区转移到另外一个小区的过程。它主要分为三种情况： BSC内部的切换 同一MSC业务区内不同BSC之间的切换 不同MSC业务区内的切换3 5 无线数字信道信号从天线发射出去就进入了无线信道，下面我们就来讲一讲无线数字信道的基本知识。无线接口也就是MS和BTS之间的接口的统称，从BTS到MS的方向定为下行，相反的方向定为上行。无线信道分为物理信道和逻辑信道，逻辑信道又可以分为业务信道和控制信道两种。物理信道：一个载频上的TDMA帧的一个时隙称之为一个物理信道。它相当于一个FDMA的一个频道。每个用户通过一系列频率中的一个接入系统。GSM系统中每个载频有8个物理信道（时隙07），在一个TS中发出的信息称为一个突发脉冲序列。逻辑信道：大量的信息传递于BTS和MS之间，我们根据信息种类的不同将逻辑信道分为不现的种类。它的分类如下： 1、业务信道（TCH） 用于传送编码后的话音或数据信息，是上行和下行的点对点通信的信道。 2、控制信道（CCH） 分为广播信道、公共控制信道、专用控制信道。 1）广播信道（BCH） 广播信道分为频率校正信道、同步信道、广播控制信道三种。 频率校正信道（FCCH）：用于向移动台传送频率校正信号，使移动台能调谐到相应的频率上，是下行单向信道，一点对多点通信。 同步信道 （SCH）：该信道向移动台传送帧同步（TDMA帧号）和基站识别码（BSIC）等信息，是下行单向信道，一点对多点通信。 广播控制信道（BCCH）：该信道向移动台传送小区的所有能用消息，是下行单向信道，一点对多点通信。 2）公共控制信道（CCCH） 公共控制信道包括寻呼信道、随机接入信道、允许接入信道三种。 寻呼信道（PCH）：用于寻呼移动台，是点对点的下行单向信道。 随机接入信道（RACH）：用于移动台接入系统申请，移动台通过此信道申请SDCCH。它是上行单向信道，点对点通信。 允许接入信道（AGCH）：用于系统分配给该移动台的SDCCH，是下行单向信道，点对点通信。 3）专用控制信道（DCCH） 专用控制信道包括独立专用控制信道（SDCCH）、慢速随路控制信道（SACCH）、快速随路控制信道（FACCH）。 独立专用控制信道（SDCCH）：用于移动台呼叫建立之前传送系统信息。如登记和鉴权等，是上行和下行的点对点通信的信道。 慢速随路控制信道（SACCH）：与一个TCH或一个SDCCH相关，它是一个传送连续信息的连续数据信道。如传送服务小区及相邻小区的信号强度、移动台功率等级等数据等，测量报告以每480MS在SACCH上发送。SMS在手机空闲的状态下，在SDCCH上发送。SMS在手机忙的状态下，在SACCH上发送。是上/下行双向信道，点对点通信。 快速随路控制信道（FACCH）：这个信道传送的消息与SDCCH相同，差别是SDCCH是一个独立存在的信道，而FACCH寄生于TCH，它工作于借用模式，也就是说在话音的传送过程中，如果突然需要以比SACCH所能处理的高的多的速率传送信令信息，则借用20ms话音时隙来传送信令，一般在切换时发生。它主要用于传送速度要求高的信令信息。是上/下行双向信道，点对点通信。36 关于帧的分类在TDMA中，每个载频被定义为一个TDMA帧，相当于一个FDMA系统的一个频道，每帧包括8个时隙（TS0-7）。加密机制要用TDMA帧号作为参数之一，因此BTS必须以循环形式对每一帧进行编号，选定的循环的长度为2715648，相当于3小时28分53秒760毫秒。这种结构的帧称为超高帧。一个超高帧分为2048个超帧，每个超帧的时间为6.12秒。一个超帧又可以分两种类型的复帧，也就是业务复帧和控制复帧，业务复帧含26个TDMA帧，长度为120MS，用于携带TCH和SACCH，51个这样的帧组成一个超帧。控制复帧含有51个TDMA帧，长度为3060/13MS，用于携带BCH和CCCH，26个这样的帧形成一个超帧。在TDMA信道上一个时隙内的信息格式称为突发脉冲序列。共有五种类型，也就是普通突发脉冲序列、频率校正突发脉冲序列、同步突发脉冲序列、接入突发脉冲序列、空闲突发脉冲序列。突发脉冲串与帧的分类与关系如下图所示：(图-11)第四章小区规划与频率分配所有的小区规划最初都建立在标准规划之上，也就是依据一个理论的模式，给出BTS网络的几何分布与频率分配，这是规划过程中的重要的第一步。所规划的小区的形状根据天线的类型及功率的不同而不同，通常用到的天线有两种，一种是全向天线，它在各个方向上发射的功率相同，一种是定向天线，它的功率的发射集中在一个扇区。我们最常用的是120度的定向天线，小区分布为三叶草形。 要达到无缝覆盖的要求，考虑到干扰的情况与频率的有效利用，经过实践证明，最好的小区的形状是六边形。最初建设网络时，要考虑到各个方面的因素，包括成本、容量、地形、人口分布等情况，根据这些具体的情况来确定小区的规划方案，然后进行基站选址，建站、建设传输网络等。最后开启该基站投入使用。基站建设完成后，需要为其分配频率，频率资源是有限的，因些，我们要考虑频率复用的情况，也就是同一个频点在本小区利用后，在相隔几个小区后再次利用这个频点，这个距离必须足够大，不能出现同频干扰。同频干扰也就是两个小区使用了同一个频率，因为距离太近，信号产生相互干扰的情况。一个小区一般包括如下的参数： 一个基站内所有的小区的公共参数 小区的识别参数，如基站识别码与色码等 信道配置数据 SACCH上广播的系统信息数据 本小区的定位参数 相邻小区的定位参数 同一BSC内各小区的公共定位参数 硬件损耗 天线信息 用于BTS及TRI交换的分配数据关于频率的分配还要考虑到的一个问题就是邻频干扰，两个相邻的频点使用在了相邻的小区或在同一个小区，因为两个频点之间没有足够的保护带宽，造成信号相互干扰。现在网络中常用到的几种分配方案如下： 7/217个基站21个小区 ，可用于TACS的频率分组 4/124个基站12个小区，可用于GSM的分组（不跳频时） 3/93个基站9个小区，可用于GSM跳频时的分组，也可用于小功率小区（微蜂窝）。 对于4/12的分配方法把所有频率分成12组，用于支持12个小区，这12个小区覆盖一定的区域，而其它区域将会再次使用这些频率，在一PLMN网络中将有很多同频小区，为区分这些小区而设置了一识别码BSIC。4/12的分区方案如下图示：A1948270584634B1938169574533C1928068564432D1917967554331A2907866544230B2897765534129C2887664524028D2877563513927A3867462503826B3857361493725C3847260483624D3837159473523 (表-2) BSIC结构图如下： (图-12)同时对于业务量较大的地区以及各个小区之间的空隙这两种情况，我们也有相应的方案来解决。对于人口集中、话务量大的地区，我们采用子小区结构，对于各小区间的空隙，我们可以采用伞状结构的小区。它们的结构图下： (图-13)在移动台接入时，各小区分如下等级；LAYERPRIORITYNAME3LOWUMBRELLA2MEDIAMNORMAL1HIGHMICRO(表-3)第五章交换系统交换系统（SS）包括下列功能单元： （再加LSTP，TR，HSTP、TMSC等）移动业务交换中心MSC拜访位置寄存器VLR归属位置寄存器HLR入口移动交换中心GMSC鉴权中心AUC设备识别寄存器EIR低级信令转接点LSTP高级信令转接点HSTP高级话务汇接局TMSC低级话务汇接局TR整个系统的实现形式是各个无线小区相互邻接而形成网络，这些小区共同提供整个服务区的的全部覆盖。每个小区有一基站收发信台BTS，它工作在一组无线电频道上，为避免干扰，这一组频道与用于相邻各小区的频道不同，一个BTS由一个基站控制器BSC控制。BSC控制诸如切换和功率控制等功能。一个移动业务交换中心MSC为多个基站控制器服务，它控制与PSTN，ISDN，PLMN，CDCN等的呼叫。为了随时的追踪用户的数据，需要在建立MS终端的呼叫，否则会出现问题。主叫者甚至不知道被叫者处在什么位置，为此，要在网络中设置一些数据库，用来保存MS的踪迹，也就是HLR，归属位置寄存器。一个MSC控制多个基站控制器BSC，它控制移动用户自GSM至PSTN、ISDN、PLMN、公用数据网的呼叫。移动汇接和网络入口功能都由MSC来实现。MSC完成呼叫的交换，并是位置更新和切换的控制点。这基本上负责呼叫建立，呼叫控制与计费。 HLR寄存用户的鉴约信息，如补充业务、鉴权参数，此外还有MS的位置信息和IMSI，ISDN码等。 AUC与HLR相连，是向HLR提供出于安全原因而使用的鉴权参数和密钥。即三参数组。VLR是一个动态数据库，它一般与MSC合设在一起，它包含了当前位于相应的MSC服务区的全部MS的有关信息（IMSI码和位置信息LAI）。VLR还包括当前的MSC中该MS的更为详细的位置信息，它是一个纯软件的功能单元，一般和MSC合设在一起。VLR中每个用户记录包括以下内容： 用户状态 位置区 MSISDN IMSI HLR地址 用户类别 SC 与其它网络的接口通过GMSC，GMSC称为入口移动交换中心（GATE WAY网关或门道交换局）。它与PLMN及其它的网络相连。GMSC具有路由查询能力，它可以向HLR查询用户信息，选择合适的路由。 如果公共电话交换网的用户打电话给GSM的用户，则PSTN的交换机把呼叫转移到PSTN的网关局，PSTN的网关局再转到移动网的GMSC，然后向HLR查询该用户所在的位置，HLR向GMSC提供MS所在的MSC的地址，然后GMSC将呼叫转移到MS所在的MSC进行呼叫，完成呼叫的过程。用户侧的移动台包括两部分，一部分是用户识别卡（SIM卡），它寄存用户的签约信息。没有SIM卡，MS不能接入GSM网络，但是当用于紧急业务时除外。另一部分是用户设备（即话机，也可以使用另一个话机），这样为防失窃，系统配置了EIR，用来检验设备的合法性，可以禁止末经批准的话机设备使用。用户鉴权与用户设备是分开的，用户设备只是一台有权收发信机。 三种名单：白名单-合法设备 黑名单-非法设备 灰名单-故障设备TMSC1局负责接续省际话务，同时充当国际来话的GW。TR是低级话务汇接局,负责地区级的话务的转接。LSTP为低级信令转接点,对应分信令区,负责地区级的信令的转接,HSTP为高级信令转接点,对应于主信令区,负责省际信令的转接。另外在交换系统中还配备有短消息业务单元（SMS），它包括SMSGMSC和SMSIWMSC，它们分别用来实现MS作为被叫的短消息和作为主叫的短消息的业务，它们是MSC和GMSC一起实现的。交换系统的接入可以分为几个子实体： CM：连接管理，协调呼叫建立，呼叫监视和呼叫释放。也支持计费。它下面包含有一些功能块。 MM：移动性管理，处理位置更新功能和鉴权程序。 RR：无线资料管理，协调寻呼，切换和加密启动。它包括表示各个BSC和位置区对应关系的表。还包括用于紧急呼叫的表，表明小区和紧急区域之间的对应关系。第六章 基站系统基站系统由基站控制器BSC和基站收发信机BTS两个部分组成。61 基站控制器（BSC）BSC控制一组基站，其任务是管理无线网络，即管理无线小区及其无线信道，无线设备的操作和维护，移动台的业务过程，并提供基站至MSC之间的接口。将有关无线控制的功能尽量的集中到BSC上来，以简化基站的设备，这是GSM的一个特色。它的功能列表如下： 无线基站的监视与管理，RBS资源由BSC控制，同时通过在话音信道上的内部软件测试及环路测试，BSC还可监视RBS的性能。爱立信的基站采用内部软件测试及环路测试在话音通道上对TRX进行监视。若检测出故障，将重新配置RBS，激活备用的TRX，这样原来的信道组保持不变。 无线资源的管理，BSC为每个小区配置业务及控制信道，为了能够准确的进行重新配置，BSC收集各种统计数据。比如损失呼叫的数量，成功与不成功的切换，每小区的业务量，无线环境等，特殊记录功能可以跟踪呼叫过程的所有事件，这些功能可检测网络故障和故障设备。 处理与移动台的连接，负责与移动台连接的建立和释放，给每一路话音分配一个逻辑信道，呼叫期间，BSC对连接进行监视，移动台及收发信机测量信号强度及话音质量，测量结果传回BSC。由BSC决定移动台及收发信机的发射功率，其宗旨是即保证好的连接质量，又将网络内的干扰降低到最小。 定位和切换，切换是由BSC控制的，定位功能不断的分析话音接续的质量，由此可作出是否应切换的决定，切换可以分为BSC内切换，MSC内BSC间的切换，MSC之间的切换。一种特殊切换称为小区内切换，当BSC发现某连接的话音质量太低，而测量结果中又找不到更好的小区时，BSC就将连接切换到本小区内另外一个逻辑信道上，希望通话质量有所改善。切换同时可以用于平衡小区间的负载，如果一个小区内的话务量太高，而相邻小区话务量较小，信号质量也可以接受，则会将部分通话强行切换到其它的小区上去。 寻呼管理，BSC负责分配从MSC来的寻呼消息，在这一方面，它其实是MSC和MS之间的特殊的透明通道。 传输网络的管理，BSC配置、分配并监视与RBS之间的64KBPS电路，它也直接控制RBS内的交换功能。此交换功能可以有效的使用64K的电路。 码型变换功能，将四个全速率GSM信道复用成一个64K信道的话音编码在BSC内完成，一个PCM时隙可以传输4个话音连接。这一功能是由TRAU来实现的。 话音编码。 BSS的操作和维护，BSC负责整个BSS的操作与维护。诸如系统数据管理，软件安装，设备闭塞与解闭，告警处理，测试数据的采集，收发信机的测试。(图-14)62 无线基站（RBS）RBS是基站内所有设备的总称，在GSM规范中对应的主要部分是BTS，它由BSC来控制，用来提供移动台与系统的无线接口，它是CME20系统中的无线设备部分，主要由无线收发信机构成。它处理被称作“蜂窝小区”（简称小区）范围内的话务，一个基站能控制一个或几个“小区”，移动通信网的地理覆盖区是一个个小区组合而成的，由于在移动通信网内存在大量的基站，故需要对基站的小区进行编号，以便识别和管理。同时负责无线传输、完成无线和有线的转换、RF的测量、无线分集、无线信道的加密、跳频、非连续发射等。在CME20中，RBS包括RBS200和RBS2000两个系列。RBS200可以用于GSM900和DCS1800，RBS2000除可以用于前二者外，还可以用于PCS1900。 RBS2000的集成化程度要比RBS200高得多，设备更小，处理能力更强。200站与2000站在结构上的不同：(图-15)第七章 信令系统信令是电话的一个重要的组成部分，交换机之间的信令携带如占用或释放中继电路、B用户号码等内容，传统的信令方式为随路信令，信令信道和话务信道为同一链路。但现在我们基本上都采用共路信令，它有一个与话间网络完全分开的信令网络。对共路信令来说，它传送的消息可以分为两类，一类是电路相关消息，以逐段转发的方式传送，另一类是电路无关消息，它采用端到端的方式传送。交换节点在CCS网络上交换关于话音信道的信息。整个信令系统可以分为两大部分，即用户部分（UP）和公共的消息传递部分（MTP），其中UP部分常见的又有以