数字移动电话系统的技术特点与组成.ppt

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1、1技术特点技术特点一、数字移动电话系统的技术一、数字移动电话系统的技术特点与组成特点与组成数字移动电话系统主要技术特点：数字移动电话系统主要技术特点：（1）语语音音数数字字化化将将语语音音的的模模拟拟信信号号转转换换为为数数字字化化信信号号（语语音音编编码码），以以二二进进制制数数码码组组的的形形式式表表示示并并传传播播，接接收收端端将将数字语音信号转换为模拟信号（语音解码），受话器发出声音。数字语音信号转换为模拟信号（语音解码），受话器发出声音。（2）信信道道编编码码数数字字移移动动电电话话系系统统为为克克服服电电波波干干扰扰与与噪噪声声影影响响带带来来的的错错码码，在在信信道道信信息息编编

2、码码与与传传送送时时添添加加监监督督码码和和校校验验码，增强纠错能力，提高通信的准确性、可靠性与安全性。码，增强纠错能力，提高通信的准确性、可靠性与安全性。（3）时时分分多多址址数数字字移移动动电电话话同同一一频频道道上上各各台台手手机机通通话话时时的的数数据据传传送送是是分分时时段段进进行行，彼彼此此不不会会窜窜扰扰。时时分分多多址址可可容容纳纳更更多的用多的用户户数。数。数字蜂数字蜂窝窝式手机主要式手机主要优优点：点：采用采用时时分多址技分多址技术术可容可容纳纳更多的移更多的移动电话动电话用用户户。语语音音信信号号数数字字化化，数数字字信信号号传传输输纠纠错错能能力力强强，强强抗抗噪噪性性

3、和抗干和抗干扰扰性，音性，音质质高，高，语语音音质质量高，防止窃听。量高，防止窃听。安全性能好，手机的安全性能好，手机的“识别识别卡卡”储储存用存用户资户资料和密料和密码码。为为移移动动用用户户提提供供自自动动漫漫游游、确确定定位位置置和和交交换换地地址址等等服服务务功能。功能。2GSM 系系统统介介绍绍组组成成：手手机机、基基站站系系统统、移移动动业业务务交交换换中中心心、维维护护中中心心，如如图图所示。所示。（1）手手机机沟沟通通用用户户与与蜂蜂窝窝网网络络的的设设备备，符符合合数数字字蜂蜂窝窝技技术术系系统规统规范。用范。用户识别户识别卡（卡（SIM），存），存储储用用户户的有关信息。的

4、有关信息。（2）基基站站子子系系统统包包括括两两部部分分,基基站站控控制制器器和和基基站站收收发发信信机机。手手机机通通过过无无线线信信号号与与基基站站收收发发机机联联络络，基基站站控控制制器器对对手手机机进行越区管理，适时切换到新的工作区域，保持通话的连续性。进行越区管理，适时切换到新的工作区域，保持通话的连续性。（3）移移动动业业务务交交换换区区其其核核心心是是数数字字移移动动电电话话交交换换机机，负负责责控控制制网网络络的的话话务务和和所所有有通通话话的的交交换换，还还起起着着移移动动电电话话网网与与其其他外部网之间的接口作用。他外部网之间的接口作用。（4）用用户户数数据据库库主主要要的

5、的两两个个数数据据库库：本本地地用用户户位位置置登登记器（记器（HLR）外来业务用户位置登记器（外来业务用户位置登记器（VLR）。）。HLR：存存储储所所有有注注册册手手机机用用户户的的资资料料，手手机机号号码码、接接入入的的优优先先等等级级、用用户户当当前前所所在在位位置置、注注册册使使用用的的电电信信业业务务和和传传真真业业务等服务数据。务等服务数据。VLR：只存储进入覆盖区的手机用户信息，是动态数据库。只存储进入覆盖区的手机用户信息，是动态数据库。认认证证中中心心（AUC）：为为本本地地用用户户登登记记器器提提供供一一个个与与用用户户有有关的安全方面的鉴别参数与加密密钥。关的安全方面的鉴

6、别参数与加密密钥。设设备备识识别别器器（EIR）：检检查查手手机机设设备备的的识识别别码码（IMEI），防防止止非非法法盗盗用用的的、有有故故障障的的、未未经经许许可可的的移移动动通通信信设设备备。它它与与移移动动业业务务交交换换中中心心连连接接，移移动动业业务务交交换换中中心心利利用用它它来来检检查查使使用用设备识别码的有效性。设备识别码的有效性。（5）运运行行维维护护中中心心功功能能实实体体，通通过过它它监监控控数数字字移移动动电电话话网网络络。主要功能：主要功能：报报警与警与备备用用设备设备的激活。的激活。系系统统故障故障诊诊断与断与处处理。理。话务话务量量统计统计和数据的和数据的记录记

7、录。各种资料的具体分析和显示。各种资料的具体分析和显示。二、二、GSM 系系统统的主要技的主要技术术指指标标1工作频段工作频段GSM 系系统统制制式式标标准准是是由由欧欧洲洲的的 16 个个国国家家共共同同制制定定。主主要要技术性能：技术性能：采用双频双工通信方式，基站发射频率为采用双频双工通信方式，基站发射频率为 935 96 MHz，手机发射频率为手机发射频率为 890 915 MHz，双工间隔为，双工间隔为 45 MHz。2载频间隔载频间隔相相邻邻载载波波频频率率之之间间的的间间隔隔，GSM 制制的的载载频频间间隔隔为为 200 kHz，这这样样 25 MHz 工工作作频频段段提提供供

8、124 个个载载频频。GSM 系系统统各各载载频频序序号对应的发射频率和接收频率见教材号对应的发射频率和接收频率见教材 P9 表表 1.1。GSM系系统统采采用用时时分分多多址址方方式式。每每一一频频段段分分成成 8 个个时时分分信信道道，GSM系系统统 125 各各载频载频可提供可提供 124 8=992 个信道。个信道。3多址方式多址方式4信道速率信道速率是是指指分分信信道道每每秒秒传传送送的的二二进进制制数数码码位位数数，单单位位 bit/s，GSM 系系统统的信道速率的信道速率为为 270.83 kbit/s。5小区半径小区半径最小最小 0.5 km，最大，最大 35 km。将数字基带

9、信号转换成射频信号的过程。将数字基带信号转换成射频信号的过程。GSM 系统选用高系统选用高斯滤波最小频移键控（斯滤波最小频移键控（GMSK）调制方式，调制指数为）调制方式，调制指数为 0.3。6数字数字调调制方式制方式 7语音编码方式语音编码方式采采用用规规则则脉脉冲冲激激励励线线性性预预测测编编码码（RPE-LTP），数数据据传传输输速率为速率为 13 kbit/s。信信道道的的配配置置方方式式如如图图所所示示。每每个个载载频频上上分分成成 8 个个时时隙隙 （TS0 TS7），每每个个时时隙隙供供一一个个手手机机使使用用，可可容容纳纳 8 个个手手机机同同时时通通话话。三、三、GSM 的信

10、道结构与信的信道结构与信令令同同一一信信道道的的上上行行信信号号时时隙隙与与下下行行信信号号错错开开 3 个个编编号，减少号，减少窜扰窜扰。GSM 系系统统中中规规定定了了业业务务信信道道与与控控制制信信道道两两种种不同的信道结构。不同的信道结构。1业务信道业务信道传传送送数数字字语语音音信信号号和和用用户户数数据据。如如图图所所示示为为 GSM 系系统统业业务务时时分分信信道道结结构构示示意意图图，每每个个时时隙隙持持续续时时间间为为 577 s，占占有有 156.25 bit 数数码码，8 个个时时隙隙为为一一个个循循环环，8 个个时时隙隙为为一一帧帧，每每帧帧的持续时间是的持续时间是 4

11、.62 ms。复复帧帧：26 帧帧，20 ms。24 帧帧用用于于传传送送数数字字语语音音信信号号，1 帧帧 A 是是专专用用控控制制信信令令帧帧，最最后后一一帧帧 I 是是空空闲闲帧帧，作作为为复复帧帧尾尾部部的的标标志。志。A 帧包括两类信令：帧包括两类信令：独独立立专专用用控控制制信信令令（SDCCH）：手手机机与与基基站站建建立立联联系系之之前前，传送建立联系及信道分配的信令数据。传送建立联系及信道分配的信令数据。慢慢速速随随路路控控制制信信令令（SACCH）：传传送送通通话话中中的的特特定定信信息息，如功率调整、帧调整、信号强度测量数据等。如功率调整、帧调整、信号强度测量数据等。快快

12、速速随随路路控控制制信信令令（FACCH）：越越区区切切换换和和严严重重干干扰扰时时使使用。用。2控制信道控制信道用用于于传传送送基基站站与与手手机机之之间间的的信信令令与与同同步步数数据据。由由 51 帧帧组组成成复复帧帧，时长时长 235.28 ms，每，每 10 帧帧 1 组组，分，分 5 组组。每每组组包包括括：同同步步频频率率帧帧 F（FCCH）、同同步步帧帧 S（SCH）、广广播播控控制制帧帧 B（BCCH）、公公共共控控制制帧帧 C（CCCH）等等，复复帧帧最最后一后一帧为帧为空空闲帧闲帧，作，作为结为结束束标标志。构成如志。构成如图图所示。所示。（1）同步频率帧）同步频率帧 F

13、传送校准手机频率的信息。传送校准手机频率的信息。（2）同步帧）同步帧 S向手机传送同步帧信号和基站识别码。向手机传送同步帧信号和基站识别码。（3）广播控制）广播控制帧帧 B由基站向手机广播小区特定信息。由基站向手机广播小区特定信息。（4）公公共共控控制制帧帧 C在在专专用用控控制制信信道道分分配配给给手手机机之之前前，建建立起手机与基站的连接。包括三种信令：立起手机与基站的连接。包括三种信令：寻呼信令用于寻呼手机，属下行信号。寻呼信令用于寻呼手机，属下行信号。随随机机接接入入信信令令作作为为对对寻寻呼呼的的响响应应或或手手机机主主叫叫登登记记的的接接入，属上行信号。入，属上行信号。允允许许接接

14、入入信信令令为为手手机机分分配配一一个个专专用用控控制制信信道道，属属下下行行信号。信号。1开机入网开机入网过过程程（1）开开机机后后自自动动搜搜索索最最强强的的广广播播信信道道对对应应载载频频 读读取取控控制制信道同步信道同步频频率率帧帧 F 调谐调谐手机的手机的频频率与之同步。率与之同步。（2）读读取取控控制制信信道道的的同同步步帧帧 S 信信息息 找找出出基基站站识识别别码码 手机的手机的 TDMA 帧帧与基站与基站发发射的射的帧帧同步信号同步。同步信号同步。（3）读读取广播控制取广播控制帧帧 B 的小区通用信息。的小区通用信息。四、数字手机的工作过程四、数字手机的工作过程2手机登手机登

15、记过记过程程（1）手机通）手机通过过公共控制公共控制帧帧 C 的随机接入信令的随机接入信令发发出接入出接入请请求。求。（2）系系统统接接到到请请求求后后，通通过过公公共共控控制制帧帧 C 的的允允许许接接入入信信令令为为手机分配一个手机分配一个专专用控制信道（用控制信道（SDCCH）。）。（3）手手机机在在 SDCCH 上上完完成成登登记记 在在 SACCH 传传输输控控制制指指令令 返回待机状返回待机状态态 监监听听B和和C的信令，完成通的信令，完成通话话准准备备工作。工作。3手机被呼手机被呼过过程程（1）寻寻呼呼主主叫叫呼呼叫叫手手机机，通通过过基基站站控控制制信信道道发发出出呼呼叫叫信信

16、息。息。（2）寻寻呼呼响响应应手手机机从从基基站站接接收收下下行行控控制制信信号号 向向基基站站发发出出寻寻呼呼响响应应信信号号 基基站站接接收收信信息息后后传传送送给给移移动动交交换换中中心心，确确定定手机手机处处于哪一个小区。于哪一个小区。（3）建建立立阶阶段段移移动动交交换换中中心心通通过过允允许许信信令令为为手手机机指指配配一一个个独独立立专专用用控控制制信信道道，交交换换必必要要信信息息，通通过过慢慢速速随随路路控控制制信信令令传传送交送交换换信息。信息。（4）摘摘机机通通话话系系统统向向手手机机发发送送振振铃铃信信号号手手机机响响铃铃后后摘摘机机基站基站识别识别摘机信号，移摘机信号

17、，移动动交交换换中心完成接中心完成接续续工作，通工作，通话话。4手机主叫手机主叫过过程程（1）发发呼呼叫叫信信号号按按键键拨拨号号，数数码码存存入入手手机机存存储储器器 按按“发发送送”键键后后发发出出呼呼叫叫 本本机机识识别别码码和和被被呼呼叫叫码码一一同同从从随随机机接接入入信信道道发发出去出去 基站接收通知移基站接收通知移动动交交换换中心。中心。（2）建建立立阶阶段段移移动动交交换换中中心心对对拨拨号号手手机机的的识识别别码码进进行行验验证证，确确定定是是否否有有权权通通过过通通信信系系统统对对有有权权的的用用户户通通过过允允许许介介入入信信令令为为手手机机分分配配专专用用控控制制信信道

18、道，系系统统与与移移动动用用户户之之间间建建立立必必要要交交换换的信息。的信息。（3）通通话话系系统统给给手手机机分分配配一一个个业业务务通通道道，移移动动交交换换中中心心完成被叫呼叫的市完成被叫呼叫的市话话用用户户或其他移或其他移动动用用户户的接的接续续，开始通，开始通话话。5越区切越区切换换（1）守守候候状状态态下下切切换换手手机机监监听听本本小小区区控控制制帧帧的的同同时时，还还监监听听周周边边 6 个个小小区区的的无无线线环环境境，并并保保送送本本小小区区基基站站 基基站站分分析析是是否否需需要要切切换换、何何时时切切换换、切切换换到到哪哪个个基基站站 择择优优选选取取基基站站进进行行

19、切切换换 向向原原小小区区基基站站发发送送分分离离请请求求，向向新新小小区区发发送送接接收收请请求求 基基站站通通过过公公共共控控制制帧帧 C 的的允允许许接接入入信信令令为为手手机机分分配配一一个个专专用用控控制制信信道道（SDCCH）手手机机在在新新的的 SDCCH 上上完完成成登登记记，在在SACCH 上上传输传输控制指令，返回待机状控制指令，返回待机状态态。（2）通通话话状状态态下下越越区区切切换换通通话话期期间间，手手机机利利用用空空闲闲帧帧测测量量周周边边小小区区的的无无线线环环境境，并并完完成成对对测测量量结结果果的的分分析析，在在SACCH 上上与与基基站站交交流流信信息息 需需要要切切换换时时，手手机机转转到到 FACCH 向向基基站站发发送送越越区区切切换换请请求求 基基站站上上报报移移动动交交换换中中心心，在在短短时时间间内完成新小区的信道分配。内完成新小区的信道分配。