通信基础知识

基础知识

GSM：全球移动通信系统(Global System for Mobile communications.)

ITU: 国际电信同盟（International Telecommunication Union）

ETSI：欧洲电信标准学会（European Telecommunication Standards Institute）TDMA：时分多址（Time Division Multi Address）

CDMA：码分多址（Code Division Multi Address）

FDMA：频分多址(Frequency Division Multi Address)

帧中继：FR(FRAME RELAY)

GPRS：通用无线分组业务（GENERAL PACKET RADIO SERVICE）

CCITT：国际电报与电话咨询委员会

移动用户国际ISDN码：MSISDN=CC+NDC+SN（CC=国家代码、NDC=国内目的地代码、SN=用户号码）

国际移动用户标识：IMSI=MCC+MNC+MSIN（MCC=移动网国家代码（三位）、MNC=移动网代码（两位）、MSIN=移动用户识别码（十位））

移动台漫游号：MSRN=CC+NDC+SN（CC=国家代码(被访问国家)、NDC=国内目的地代码（服务的网络）、SN=用户号码（临时与IMSI相关的内部号））

位置区标识：LAI=MCC+MNC+LAC（ MCC＝移动网国家代码（被访问国家）、MNC＝移动网代码（服务的PLMN）、LAC=位置区代码（四位十六进制））

全球小区标识CGI=MCC+MNC+LAC+CI 切换号HON＝CC+NDC+SN

位置更新类型：1、位置登记（开机）2、一般性的3、周期性的

位置登记时，成功登记后，网络向移动台发送两个号码：LAI和TMSI

执行切换两个原因：1.由于测量结果引起的切换2.由于话务量的原因引起的切换

由于测量结果引起的切换由所在BSC控制，由于通信量的原因引起的切换由MSC控制

四种不同类型的切换：1.小区内——BSC内切换2.小区间——BSC内切换3.小区间——BSC 间切换4.MSC间切换切换优先级：干扰〉上行质量〉下行质量〉上行电平〉下行电平GSM使用三种算法用于鉴权和加密的目的，这些算法是：A3,A5和A8。

A3被用于鉴别，A8用于产生加密密钥，A5用于加密。

A3和A8位于SIM卡模块和鉴权中心中，A5位于移动台和BTS中。

1、根据发送信息的特性，业务可分为（话音业务）和（数据业务）。

2、另一区分：①基本业务，可自动获得②补充业务

GSM900和GSM1800技术规范描述的业务标准类别：电信业务、承载业务

语音业务：T11 紧急呼叫：T12 短信收：T21 短信发：T22 小区广播：T23

为了建立呼叫的被叫的位置请求，称之为“HLR Enquiry”.

Erlang是网络通信的测量单位，一个Erlang等于连续使用移动设备一小时。

xErlangs=(每小时的呼叫数)*（通话平均时间）/3600s

服务GPRS支持点(SGSN)是一个路由器，它保持移动台的位置信息，网关GPRS支持点(GGSN)

使得数据分组被传递至另一分组交换网。

蜂窝网使用的分集方式：时间、空间、频率

白噪声是指功率谱密度在整个频域内均匀分布的噪声。CCITT.703 电子，704帧结构

OMC功能有FM（Faulty），PM（Performance执行），CM（Configuration）

信令部分

CAS：时隙0通常用于传同步和告警，16时隙传输同一PCM线中其它TSL的信令

CCS：通话和信令是独立分开的，信令可以采用除了TSL0外的任何一个TSL。

MTP：消息传送部分，包括三个子层。

TUP:电话用户部分，负责接收、发送和作用这些消息。

NUP：CCITT允许各国家内部对消息做小的变动，，称为国内用户部分，和TUP非常相似。

ISUP：ISDN用户部分，随着综合业务数字网（ISDN）出现，而出现。

SCCP：信令连接控制部分，功能是提供虚连接和无连接信令

BSSAP：基站子系统应用部分，被分为两个子层：DTAP用于MSC/MS间直接通信；BSSMAP用于MSC/BSC间通信。

MAP：移动应用部分，用于NSS组件间的信令通信，用于MSC-HLR，MSC-VLR，HLR-VLR (MSC-MSC

之间是采用呼叫无关信令)

TCAP：事务处理能力应用部分，负责为MAP提供多个组件间处理MAP事务消息的服务TRXSIG：呼叫的建立、维持、释放；位置更新；切换；测量报告；功率控制

BCFSIG：基站软件包的下载；控制状态；从基站收集告警；比较软件版本

MTP-1:物理连接层，接入物理媒介“BIT流”。定义了物理和电气连接

MTP-2：数据链路控制层，实现相邻两点间的可靠传输。定义帧结构；纠检错，信令单元SU 的界定，拥塞的检出，监视重发的次数。

MTP-3:网络层，消息处理功能，信令网管理。

MTP第二层消息分为三种：MSU（消息信令单元）（真正用来传送信令消息），FISU（填充信令单元）（空闲时发送），LSSU（链路状态信令单元）（用于检测相邻两点间的链路状态）SCCP可向用户提供提供面向连接服务（CONS）和面向无连接服务（CLNS），共有如下4类协议：0类---基本无连接服务，1类---有序无连接服务，2类---基本面向连接服务，3类---流量控制面向连接服务。其中在GSM系统中使用0类-基本无连接服务用于MAP消息，2类-基本面向连接服务用于BSSAP（除了PAGING）。SCCP的寻址方式有：DPC+SSN（子系统编码）和DPC+GT两种。

每条ccs7可以支持500~1000tch（？半速率）

NA0—国内网，NA1---备份的国内网，GSM网中用于BSC。INT0—国际网，INT1—国际网的备份；SP—信令点，SPC—信令点编码，在一个信令网中是唯一的。OPC---源信令点编码，DPC—目的地信令点编码，STP---信令转接点，SEP—信令终结点

SL：信令链路，两个信令点之间的一条通路。64KB/S，占一个Tsl。

SLS:一个信令网中相邻两点之间的所有信令链路构成一个SLS，一个SLS中最多有16条LINK SR:SR是一个事先定义好的通路，包含从OP到DP的所有SPs（其中有STPs）

SRS:所有两个SP之间的SR构成了SRS，一个SRS中最多可以有8条ROUTE，

无线传输

GSM900:上行890~915，下行935~960；GSM1800:上行1710~1785，下行1805~1880

GSM900和1800天线距离6/3米

频率范围被分成一个个载波频率，间隔为200kHz。GSM900中的总的载波数是124，而GSM1800则为374。最低和最高信道不使用以避免与使用相邻频率的业务相互干扰。

三种调制处理类型：调频、调幅、调相

在GSM空中接口上，比特速率为270Kbits/S，每个用户的速率为33.8kb/s。每位持续的时间为 3.69s。语音数据每20ms一采样，从A口过来的语音块20ms*64kb/s=1280bit=160*8bit，对每一个8bit进行压缩，压缩至2bit（B1、B2），此时是320bit，然后经过TR16中的DSP进行PRE-LTP编码，形成260bit的VOCODED BLOCK，（HF 的则是112bit），加入60bit成为320bit的TRAU帧，(TRAU帧结构：头两行固定为0,共16个0；C1-C21为控制信息,C17作为DTX是否开启标志；T1-T4为时间定位；19个1作为定位符；总共60个冗余带宽。)送至BTS，经过块编码，分成50+3+132+4+78，然后卷积编码：（50+3+132+4）*2+78=456（22.8KB/S），在经过两次交织，和前后语音块的各1/2混合组成8个burst发送出去。每burst持续时间576.9s,长度为 156.25bit。

GSM的时帧结构有5个层次，分别是高帧、超帧、复帧、TDMA时帧和时隙。

8个时隙构成一个TDMA时帧。TDMA时帧构成复帧(51/26)，复帧是业务信道和控制信道进行组合的基本单元。由复帧构成超帧，超帧构成高帧，在高帧内对TDMA帧顺序进行编号。

1高帧＝2048个超帧，高帧的时长为3小时28分53秒760毫秒。高帧周期与加密及跳频有关，每经过一个高帧时长会重新启动密码与跳频算法。

1个超帧＝51*26=1326个TDMA帧，超帧时长为6.12秒。

复帧有两种结构，一种用于业务信道，其结构形式是由26个TDMA帧构成的复帧；另一种用于控制信道，其结构为51个TDMA帧构成的复帧。

连续的26个TDMA帧构成的复帧，称为26复帧，周期为120ms，用于业务信道和随路控制信道（TCH与SACCH/FACCH）。

连续的51个TDMA帧构成的复帧，称为51复帧，用于控制信道（CCH），周期为3060/13≈235.385ms。

存在五种burst 。

NB（普通burst）：用于承载除开RACH，SCH和FCCH之外的话务和控制信道。3+57+1+26+57+1+3+8.25=156.25(1指示是否工作在偷帧模式)

FB ( 频率校正burst)：纯正弦波，固定bit 均为0

3（TB）+142（Fixed Bits）+3（TB）+8.25（GP警戒时间）=156.25

SB(同步burst )：用于手机定时同步。包含一个长训练序列，承载BSIC和TDMA帧号。BSIC 用于识别BTS的信号强度报告，并指示PLMN运营者的的改变。和FB一起在TDMA帧0时隙广播。

3（TB）+39（加密BIT）+64（同步序列）+39（加密比特） +3（TB）+8.25（GP）=156.25 AB（接入BURST）：用于随机接入。有一个长的GP（68.25BIT，或252us）。因为MS在首次接入或切换后不知道发送所需提前量。根据固定的广播时延，CELL尺寸最大35km，最小100m(GSM)。但还受到MS输出功率的限制。

8（TS）+41（同步序列码）+36（随机接入信息）+3（TB）+68.25（GP）=156.25

DB（空白BURST）：作为填充。格式与NB同。但其114BIT不含任何信息。

逻辑信道12种，分为：公共信道CCH+专用控制信道DCH+业务信道TCH。（注意：专用控制

信道和业务信道全是双向点到点的）

公共信道：广播信道BCH+公共控制信道CCCH 。

BCH：FCCH+SCH+BCCH。CCCH：PCH+RACH+AGCH。DCH=SDCCH+SACCH+FACCH。

FCCH(频率校正信道) 是由全"0"组成的突发脉冲序列，移动台开机后首先搜寻这个信号。SCH（同步信道）当MS锁住频率后，发送MS继续信令所需信息。包括BTS的BSIC（识别码）和RFN（缩减的TDMA帧号，可据此算出TDMA帧号用于加密）。

BCCH（广播控制信道）包含所有频率，跳频序列，信道组合，寻呼群，邻站信息。

*寻呼组：为手机省电，寻呼某一号码的信息只在寻呼中出现，所以MS不必时时侦听所有信号。寻呼信道以只有某一组移动台侦听某一特定的寻呼信道的方式分开，这些称为寻呼组。PCH(寻呼信道)是一下行链路信道，用于在移动终接呼叫时寻呼用

RACH（随机访问信道）是公共控制信道中唯一一个上行链路和第一个点到点信道。它由移动

台使用以便启动一个事务处理，或作为PCH的应答

AGCH（准许访问信道）是对RACH的应答，用于为MS指派一个独立专用控制信道（SDCCH）. SDCCH(独立专用控制信道)双向，用于呼叫建立进程。如鉴权。用于给MS分配一个特定TCH。每个SDCCH和TCH都伴随一个SACCH(慢速随路控制信道)。呼叫建立和进行时，系统要知道是否请求切换。SACCH发送测量报告、功率控制、时间校准和在一些情况下发送短消息。FACCH（快速随路控制信道）用于切换时代替SACCH交换信息，工作于偷帧方式。TCH，FACCH 和SACCH/T采用26帧（120ms）

*：一个用户开机完整通话所用到的信道：

1、FCCH：收听广播锁定f

2、SCH:同步，TDMA:NO号，BSIC=NCC*8+BCC

3、收听网络广播信道：BCCH，

4、申请网络资源：RACH:上行（BTS检测MS发的RACH脉冲。当MS发送RACH，BTS进

行Timing Advance计算，与TS0比较，得到TA。BTS把TA发给MS，用于上行方向同步。

5、AGCH分配SDCCH

6、SDCCH:向上发TMSI号码，鉴权，用的是BSSAP中的DTAP协议栈。然后BSSMAP协议

GT，找到HLR、鉴权三参数。

7、SDCCH：下向发送鉴权三参数

8、SDCCH上行发送SRES