第四章 GSM和 CDMA数字蜂窝移动通
信系统
4.1 GSM系统
4.1.1 GSM历史
由于模拟系统有四大缺点,
1,各系统间没有公共接口；
2,很难开展数据承载业务；
3,频谱利用率低无法适应大容量的需求；
4,安全保密性差, 易被窃听, 易做, 假
机, 。
? 1982年北欧国家为了方便全欧洲统一使
用移动电话, 需要一种公共的系统, 向
CEPT（ 欧洲邮电行政大会 ） 提交了一份
建议书, 要求制定 900MHz频段的公共欧
洲电信业务规范 。 在这次大会上就成立
了一个在欧洲电信标准学会 （ ETSI） 技
术委员会下的, 移动特别小组＼ Group
SpecialMobile） 简称, GSM”,来制定有
关的标准和建议书 。
? 1987年 5月 GSM成员国就数字系统采用
窄带时分多址 TDMA,规则脉冲激励
线性预测 RPE一 LTP话音编码和高斯滤
波最小移频键控 GMSK调制方式达成
一致意见
? 1991年在欧洲开通了第一个系统，将
GSM更名为“全球移动通信系统”
（ Globa1 system for Mobile
communications）
? 移 动 特 别 小 组 还 完 成 了 制 定
1800MHz频段的公共欧洲电信业务
的规范, 名为 DCSI800系统 。
? 1993年我国开通了第一个数字蜂窝
移动通信网。
4.1.2 GSM系统组成
MS,移动台 ; BSS,基站子系统
NSS,网络子系统
4.1.3 GSM系统结构
4.1.4 系统接口
4.1.5 我国 GSM通信网结构
采用独立网号方式来组网的 。
?, 中 国 电 信, GSM 网 路 接 入 号 为
,139”,
?, 中 国 联 通, GSM 网 路 接 入 号 为
,130” 。
? 全国 GSM移动电话网按大区设立一级汇接
中心, 省内设立二级汇接中心, 移动业
务本地网设立端局构成三级网路结构 。
三级网路结构组成了一个完全独立的数
字移动通信网路 。
? GSM数字移动通信网与 PSTN网相重叠 。 公
用电话网有它的国际出口局, 而 GSM数字
移动通信网却无国际出口局, 国际间的
通信仍然还需借助于公用电话网的国际
局 。
? 在, 中国联通, GSM移动交换局所在地,
联通网和主网 (邮电部门的 GSM移动通信
网和 PSTN网 )之间各设一个网间接口局,
联通网和主网 经过网间接口局连通 。
? 省内 GSM移动通信网的网路结构
省内设若干个移动业务汇接中心 (即二
级汇接中心 )。 二级汇接中心可以是单独
设臵的汇接中心 (即不带客户, 只作汇接 )，
也可兼作移动端局 (与基站相连, 可带客
户 )。 省内 GSM移动通信网中一般设臵二
三个移动汇接局较为适宜, 最多不超过
四个, 每个移动端局至少应与省内两个
二级汇接中心相连 。
? 移动业务本地网的网路结构
全国可划分为若干个移动业务本
地网, 每个移动业务本地网中应设
立一个 HLR和一个或若干个移动业
务交换中心 (MSC),还可以几个移
动业务本地网共用一个 MSC。
? 信令网路结构
在建网初期, 由于国内的 No.7信令网
不适宜传输 MAP（ 移动应用部分 ） 消息,
作为过渡, 可先建立移动专用 No.7信令
网 。
4.1.6 GSM的区域、号码、地址与识别
1,区域定义
服
务
区
PLMN
…
PLMN
MSC
MSC
…
位置区
位置区
基站
基站
…
…
扇区
扇区
…
PLMN,Public Land Mobile Network
公用陆地移动通信网
2,号码与识别
(1)国际移动客户识别码 (IMSI)
GSM移动通信网给移动客户分配一个
特定的识别码 。 存储在客户识别模块
(SIM),HLR,VLR中 。
IMSI号码结构为,
MCC(3位 ) MNC(1或 2位 ) MSIN
|------------国际移动客户识别 ------------|
|--国内移动客户识别 --|
MCC,移动国家号码, 由 3位数字组成, 我
国为 460。
MNC,移动网号, 由 2位数字组成,
邮电部门 GSM PLMN网为 00,
, 中国联通公司, GSM PLMN网为 0l。
MSIN,移动客户识别码, 采用等长 11位
数字构成 。
(2) 临时移动客户识别码 (TMSI)
为了对 IMSI保密, MSC／ VLR可给来访移
动客户分配一个唯一的 TMSI号码, 仅限
在本 MSC业务区内使用 。
(3) 国际移动台设备识别码 (IMEI)
唯一地识别一个移动台设备的编码, 为
一个 15位的十进制数数字, 其结构是,
6位数字 2位数字 6位数字 l位数字
TAC FAC SNR SP
TAC,型号批准码 ;
FAC,工厂装配码, 表示生产厂家及其
装配地 。
SNR,序号码,
SP,备用, 备作将来使用 。
(3) 移动台 ISDN号码 (MSISDN)
主叫客户为呼叫数字公用陆地蜂窝移动通
信网中客户所需拨的号码 。 号码的结构
为,
CC NDC SN
|-----------国际移动客户 ISDN号码 ----------------|
|-- 国内有效移动客户 ISDN号码 --|
? CC,国家码 。 我国为 86。
? NDC,国内目的地码, 即网路接入号,
邮电部门 GSM网为 139,,中国联
通公司, GSM网为 130。
? SN＝ 客户号码, 采用等长 7位编号计划 。
(4) 移动客户漫游号码 (MSRN) (与 MSISDN
结构相同）
移动客户漫游号码 (MSRN)结构是,
CC NDC SN
|---------国际移动客户 ISDN号 -----------------|
|--国内有效移动客户 ISDN号码 |
(5) 位臵区识别码 (LAI)
位臵区识别码用于移动客户的位臵更新,
其号码结构是,
3位数字 2位数字 最大 16bit
MCC MNC LAC
|------------LAI-------------|
MCC,移动客户国家码, 同 IMSI中的前三位数
字 。
MNC,移动网号, 同 IMSI中的 MNC。
LAC,位臵区号码, 为一个 2字节 BCD编码,
在一个 GSM PLMN网中可定义 65536个
不同的位臵区 。
(6) 全球小区识别码 (CGI)
CGI是用来识别一个位臵区内的小区, 它
是在位臵区识别码 (LAI)后加上一个小区
识别码 (CI),其结构是,
3位数字 2位数字 最大 16bit 最大 16bit
MCCMNC LAC CI
|---------------------LAI-----|
|---------------------------------------CGI-------|
CI是一个 2字节 BCD编码, 由各 MSC自定
(7) 基站识别码 (BSIC)
BSIC主要用于识别相邻国家的具有相同载
频的相邻基站, 为 6bit编码, 其结构是,
3bit 3bit
NCC BCC
|--------BSIC-----------------|
NCC,PLMN色码 (国家色码 ),为 XY1Y2。
X,运营者 (邮电 X＝ 1,联通＝ 0)
主要用来区分国界各侧的运营者 (国内区别
不同的省 ),为 XY1Y2
Y1Y2的分配
Y2 Y1
0
1
0
吉林、甘肃、西藏、
广西、福建、湖北、
北京、江苏
黑龙江、辽宁、
宁夏、四川、海
南、江西、天津、
山西、山东
1
新疆、广东、河北、
安徽、上海、贵州、
陕西
内蒙古、青海、
云南、河南、浙
江、湖南
BCC,基站色码, 识别基站 。 由运营设定
4.1.7 GSM系统主要业务
4.2 GSM系统的无线传输方式及其
特征
? GSM系统采用 TDMA和 FDMA两种多址
方式。区群内小区数为 3,4或 7个，每个
小区含多个载频，每个载频含有 8个时隙。
? 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,8
和 20W,供用户选择。
? 小区半径为最大 35km(用于农村 )，最小
为 500m(市区 )。
? 采用多种抗干扰技术如自适应均衡、跳
频和纠错码等。
4.2.1 GSM工作频段
(1) 欧洲 GSM通信系统在以下的射频频段,
上行, 890～ 915MHz（ 移动台发, 基站收 ）
下行, 935～ 960MHz（ 基站发, 移动台收 ）
? 收发频率间隔为 45MHz。
? 载频间隔,0.2MHz
? 系统载频数, (915-890)/0.2-1=124(对 )；
? 下频段, fl(n)=(890+0.2n)MHz；
? 上频段, fh(n)=(935+0.2n)MHz；
? n=1~124,
? 每个载频有 8个时隙, 系统共有物理
信道
124?8=992(个 )
(2) 我国陆地公用蜂窝数字移动通信网 GSM
通信系统采用 900MHz频段,
上行,905～ 915（ 移动台发, 基站收 ）
下行,950～ 960（ 基站发, 移动台收 ）
? 下频段, fl(n)=[890.200＋ (n-1)? 0.200]MHz;
? 上频段, fh(n)=[fl(n)＋ 45]MHz;
? n= 76～ 124频道
? 每个载频有 8个时隙, 系统共有物理信道
49?8=392(个 )
? 随着业务的发展, 可向下扩展, 或向
1, 8 GHz 频 段 的 DCSI800 过渡, 即
1800MHz频段,
上行,1710～ 1785（ 移动台发, 基站收 ）
下行,1805～ 1880（ 基站发, 移动台收 ）
2,频道间隔
相邻两频道间隔为 200kHz,每个频
道采用时分多址接入 （ TDMA） 方式,
分为 8个时隙, 即 8个信道 。 每信道占用
带宽 200kHz／ 8=25kHz
3,频率复用形式
按信道分配原则，把 n个信道分为 12组。
复用方式, (1) 采用定向天线
区群内 4个小区
每小区 3组频率
区群内 3个小区
每小区 3组频率
(2) 采用全向天线,12组选 7，区群内 7个
小区
我国每小区可用频道数都是在可用频段为
10MHz情况下,
邮电部,使用 4MHz,序号为 76～ 95
中国联通公司：使用 6MHz,序号为 95～
124 。
邮电部建的 GSM数字移动通信网如采用 4
／ 12频率复用方式时，每小区可用频道
数最大仅有 2个 (16个信道 )，有些只能用
到 1个 (8个信道 )。为此，邮电部下属大部
分邮电管理局将 4MHz带宽向下端扩展
2MHz,即占用模拟 B网 2MHz。
4.2.2 信道类型及其组合
1,时分多址技术（ TDMA）
在 GSM中, 无线路径上是采用时分多址
（ TDMA） 方式 。 每一频点 （ 频道或叫
载频 TRX） 上可分成 8个时隙, 每一时隙
为一个信道, 因此, 一个 TRX最多可有 8
个移动客户同时使用 。
FDMA
TDMA
(1) TDMA系统具有如下特性,
a.每载频多路 ;
b.突发脉冲序列 ;
c.传输速率高, 自适应均衡 ;
d.传输开销大 ;
e.对于新技术是开放的 ;
f.共享设备的成本低 ;
g.移动台较复杂 。
（ 2） TDMA的帧 结构
(3) TDMA信道概念
物理信道, 一个时隙 (TS)
信道 控制信道（ CCH）
逻辑信道
业务信道 (TCH)
逻辑信道要映射到物理信道上传送。
① 业务信道（ TCH）,用于传送编码后的
话音或客户数据，和少量的随路控制信
令 。
话音业务信道
业务信道
数据业务信道
? 全速率业务信道 (TCH/F)；
? 半速率业务信道 (TCH/H):所用时隙是全
速率所用时隙的一半。
② 控制信道 (CCH),用于传送信令或同步
数据。根据所需完成的功能又把控制信
道分为广播、公共及专用三种控制信道。
? 广播信道 (BCH),是“一点对多点”的单
向控制信道，用于基站向移动台广播公
用的信息。
广播信道又分为：频率校正信道 (FCCH)、
同步信道 (SCH)和广播控制信道 (BCCH)。
? 公用控制信道 (CCCH),是一种双向控制
信道，用于呼叫接续阶段传输链路连接
所需要的控制信令。又分为寻呼信道
(PCH),随机接入信道 (RACH)和准许接
入信道 (AGCH);
? 专用控制信道 (DCCH),实施“点对点”
的双向控制信道。用于呼叫接续阶段及
通信进行当中，在移动台与基站之间传
输必要的控制信息。
又分为 独立专用控制信道 (SDCCH),慢速
随路控制信道 (SACCH)和快速随路控制
信道 (FACCH)。
（ 4）时隙格式
TDMA信道上一个时隙中的信息格式
称为突发脉冲序列。共有五种类型。
① 常规 (普通 )突发脉冲 (NB,Nornal
Burst)序列, 用于传输业务信道 TCH和专
用控制信道 (DCCH)的信息。
② 频率校正突发 (FB,Frequency
Correction Burst)脉冲序列,用于校正
移动台的载波频率
③同步突发 (SB,Synchronisation Burst)
脉冲序列,：用于移动台的时间同步。
④接入突发 (AB,Access Burst)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。
⑤空闲突发脉冲序列（ DB）,此突发脉冲
序列在某些情况下由 BTS发出，不携带任
何信息。它的格式与普通突发脉冲序列
相同，其中加密比特改为具有一定比恃
模型的混合比特。
（ 5）信道的组合方式 (逻辑信道到物理信
道的映射 )
① 业务信道的组合
C0C1? Cn-1 表示每个基站的 n个载频 ;
C0为主载频。
TS0TS1…TS 7表示每个载频的 8个时
隙
业务信道的复帧 (26帧 )与物理信道
(一个时隙 )的映射关系,
② 控制信道的组合方式
控制信道复帧 (51帧）
F(FCCH):频率校正信道 ;S(SCH):同步信道；
B(BCCH):广播控制信道； I(IDEL):空闲信道。
SDCCH,专用控制信道；
SACCH,慢速随路控制信
道。
公用控制信道和专用道的综合复用
4.2.3 语音和信道编码
数字化话音信号在无线传输时主要面临三
个问题,
1,选择低速率的编码方式，以适 应有限
带宽的要求；
2,选择有效的方法减少误码率，即信道编
码问题；
3,选用有效的调制方法，减小杂波辐射，
降低干扰。
GSM话音和信道编码组成框图
? 交织编码
在陆地移动通信这种变参信道上, 比特
差错经常是成串发生的 。
信道编码仅在检测和校正单个差错和不
太长的差错串时才有效 。
希望能找到把一条消息中的相继比特
分散开的方法, 再用信道编码纠错功能
纠正差错, 恢复原消息, 这种方法就是
交织技术 。
4.2.4 跳频和间断传输技术
1,跳频
? 采用跳频技术是为了确保通信的秘密性
和抗干扰性 。
? 跳频技术是靠躲避干扰获得抗干扰能力 。
Bw,跳变频率范围；
Bc,最小跳变的频率间隔 。
c
w
p B
BG lg10?
? 采用每帧改变频率的方法
2,间断传输
4.3 GSM系统的控制与管理
1,位置登记
2,鉴权与加密
? 鉴权的是为了确认移动台的合法性。
作用是保护网路，防止非法盗用。
同时通过拒绝假冒合法客户的,入
侵” 而保护 GSM移动网路的客户。
2,加密
GSM系统中的加密是指无线路径上的加
密, 是指 BTS和 MS之间交换客户信息和
客户参数时不被非法个人或团体所得或
监听 。
密钥
解密）明文
加密）密文
:
(),(
(),(
c
c
c
k
kCDm
kmEC
?
?
3,设备识别
系统识别的目的是确保系统中使用的设备
不是盗用的或非法的。
4,用户识别码 (IMSI)保密
4,用户识别码 (IMSI)保密 表：位置更新时产生新的 TMSI
4.2.5 呼叫接续
1,移动用户主呼
2,移动台用户被呼
4.2.6 过区切换
当移动台从一个小区或扇区进入另一
个小区或扇区是要进行过区切换。
GSM采取移动台辅助切换法
切换有三种情况,
1,同一 BSC控制区内不同小区切换；
2,同一 MSC/VLR业务区不同 BSC间的切
换；
3,不同 MSC/VLR的区间切换。
4.4 GPRS(通用分组无线业务 )
? GSM网络采用线路交换的方式,主要用于
语音通话，因特网上的数据传递则采用
分组交换的方式，因而导致网络彼此独
立运行的情况。
? 制定 GPRS( General Packet Radio Service
通用分组无线业务 )标准的目的：是改变
两种网络互相独立的现状，使 GSM网轻
易地实现与高速数据分组的接入。
GPSR是 GSM通向 3G的一个重要里程碑 。
4.5 WAP(无线通信协议 )
由于因特网上的通信协议不适用于
无线传输环境，因此在 1997年成立的
WAP论坛上，将各通信厂商开发的适用
于无线传输的通信协议整合后，形成统
一标准的无线通信协议，称为
WAP( Wireless Application Protocol )。
WAP协议针对无线传输的信道带宽
窄、易受干扰的特点，加入许多特殊的
改良和设计，使得移动台与基站系统间
适合传输数据信息。
信系统
4.1 GSM系统
4.1.1 GSM历史
由于模拟系统有四大缺点,
1,各系统间没有公共接口；
2,很难开展数据承载业务；
3,频谱利用率低无法适应大容量的需求；
4,安全保密性差, 易被窃听, 易做, 假
机, 。
? 1982年北欧国家为了方便全欧洲统一使
用移动电话, 需要一种公共的系统, 向
CEPT（ 欧洲邮电行政大会 ） 提交了一份
建议书, 要求制定 900MHz频段的公共欧
洲电信业务规范 。 在这次大会上就成立
了一个在欧洲电信标准学会 （ ETSI） 技
术委员会下的, 移动特别小组＼ Group
SpecialMobile） 简称, GSM”,来制定有
关的标准和建议书 。
? 1987年 5月 GSM成员国就数字系统采用
窄带时分多址 TDMA,规则脉冲激励
线性预测 RPE一 LTP话音编码和高斯滤
波最小移频键控 GMSK调制方式达成
一致意见
? 1991年在欧洲开通了第一个系统，将
GSM更名为“全球移动通信系统”
（ Globa1 system for Mobile
communications）
? 移 动 特 别 小 组 还 完 成 了 制 定
1800MHz频段的公共欧洲电信业务
的规范, 名为 DCSI800系统 。
? 1993年我国开通了第一个数字蜂窝
移动通信网。
4.1.2 GSM系统组成
MS,移动台 ; BSS,基站子系统
NSS,网络子系统
4.1.3 GSM系统结构
4.1.4 系统接口
4.1.5 我国 GSM通信网结构
采用独立网号方式来组网的 。
?, 中 国 电 信, GSM 网 路 接 入 号 为
,139”,
?, 中 国 联 通, GSM 网 路 接 入 号 为
,130” 。
? 全国 GSM移动电话网按大区设立一级汇接
中心, 省内设立二级汇接中心, 移动业
务本地网设立端局构成三级网路结构 。
三级网路结构组成了一个完全独立的数
字移动通信网路 。
? GSM数字移动通信网与 PSTN网相重叠 。 公
用电话网有它的国际出口局, 而 GSM数字
移动通信网却无国际出口局, 国际间的
通信仍然还需借助于公用电话网的国际
局 。
? 在, 中国联通, GSM移动交换局所在地,
联通网和主网 (邮电部门的 GSM移动通信
网和 PSTN网 )之间各设一个网间接口局,
联通网和主网 经过网间接口局连通 。
? 省内 GSM移动通信网的网路结构
省内设若干个移动业务汇接中心 (即二
级汇接中心 )。 二级汇接中心可以是单独
设臵的汇接中心 (即不带客户, 只作汇接 )，
也可兼作移动端局 (与基站相连, 可带客
户 )。 省内 GSM移动通信网中一般设臵二
三个移动汇接局较为适宜, 最多不超过
四个, 每个移动端局至少应与省内两个
二级汇接中心相连 。
? 移动业务本地网的网路结构
全国可划分为若干个移动业务本
地网, 每个移动业务本地网中应设
立一个 HLR和一个或若干个移动业
务交换中心 (MSC),还可以几个移
动业务本地网共用一个 MSC。
? 信令网路结构
在建网初期, 由于国内的 No.7信令网
不适宜传输 MAP（ 移动应用部分 ） 消息,
作为过渡, 可先建立移动专用 No.7信令
网 。
4.1.6 GSM的区域、号码、地址与识别
1,区域定义
服
务
区
PLMN
…
PLMN
MSC
MSC
…
位置区
位置区
基站
基站
…
…
扇区
扇区
…
PLMN,Public Land Mobile Network
公用陆地移动通信网
2,号码与识别
(1)国际移动客户识别码 (IMSI)
GSM移动通信网给移动客户分配一个
特定的识别码 。 存储在客户识别模块
(SIM),HLR,VLR中 。
IMSI号码结构为,
MCC(3位 ) MNC(1或 2位 ) MSIN
|------------国际移动客户识别 ------------|
|--国内移动客户识别 --|
MCC,移动国家号码, 由 3位数字组成, 我
国为 460。
MNC,移动网号, 由 2位数字组成,
邮电部门 GSM PLMN网为 00,
, 中国联通公司, GSM PLMN网为 0l。
MSIN,移动客户识别码, 采用等长 11位
数字构成 。
(2) 临时移动客户识别码 (TMSI)
为了对 IMSI保密, MSC／ VLR可给来访移
动客户分配一个唯一的 TMSI号码, 仅限
在本 MSC业务区内使用 。
(3) 国际移动台设备识别码 (IMEI)
唯一地识别一个移动台设备的编码, 为
一个 15位的十进制数数字, 其结构是,
6位数字 2位数字 6位数字 l位数字
TAC FAC SNR SP
TAC,型号批准码 ;
FAC,工厂装配码, 表示生产厂家及其
装配地 。
SNR,序号码,
SP,备用, 备作将来使用 。
(3) 移动台 ISDN号码 (MSISDN)
主叫客户为呼叫数字公用陆地蜂窝移动通
信网中客户所需拨的号码 。 号码的结构
为,
CC NDC SN
|-----------国际移动客户 ISDN号码 ----------------|
|-- 国内有效移动客户 ISDN号码 --|
? CC,国家码 。 我国为 86。
? NDC,国内目的地码, 即网路接入号,
邮电部门 GSM网为 139,,中国联
通公司, GSM网为 130。
? SN＝ 客户号码, 采用等长 7位编号计划 。
(4) 移动客户漫游号码 (MSRN) (与 MSISDN
结构相同）
移动客户漫游号码 (MSRN)结构是,
CC NDC SN
|---------国际移动客户 ISDN号 -----------------|
|--国内有效移动客户 ISDN号码 |
(5) 位臵区识别码 (LAI)
位臵区识别码用于移动客户的位臵更新,
其号码结构是,
3位数字 2位数字 最大 16bit
MCC MNC LAC
|------------LAI-------------|
MCC,移动客户国家码, 同 IMSI中的前三位数
字 。
MNC,移动网号, 同 IMSI中的 MNC。
LAC,位臵区号码, 为一个 2字节 BCD编码,
在一个 GSM PLMN网中可定义 65536个
不同的位臵区 。
(6) 全球小区识别码 (CGI)
CGI是用来识别一个位臵区内的小区, 它
是在位臵区识别码 (LAI)后加上一个小区
识别码 (CI),其结构是,
3位数字 2位数字 最大 16bit 最大 16bit
MCCMNC LAC CI
|---------------------LAI-----|
|---------------------------------------CGI-------|
CI是一个 2字节 BCD编码, 由各 MSC自定
(7) 基站识别码 (BSIC)
BSIC主要用于识别相邻国家的具有相同载
频的相邻基站, 为 6bit编码, 其结构是,
3bit 3bit
NCC BCC
|--------BSIC-----------------|
NCC,PLMN色码 (国家色码 ),为 XY1Y2。
X,运营者 (邮电 X＝ 1,联通＝ 0)
主要用来区分国界各侧的运营者 (国内区别
不同的省 ),为 XY1Y2
Y1Y2的分配
Y2 Y1
0
1
0
吉林、甘肃、西藏、
广西、福建、湖北、
北京、江苏
黑龙江、辽宁、
宁夏、四川、海
南、江西、天津、
山西、山东
1
新疆、广东、河北、
安徽、上海、贵州、
陕西
内蒙古、青海、
云南、河南、浙
江、湖南
BCC,基站色码, 识别基站 。 由运营设定
4.1.7 GSM系统主要业务
4.2 GSM系统的无线传输方式及其
特征
? GSM系统采用 TDMA和 FDMA两种多址
方式。区群内小区数为 3,4或 7个，每个
小区含多个载频，每个载频含有 8个时隙。
? 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,8
和 20W,供用户选择。
? 小区半径为最大 35km(用于农村 )，最小
为 500m(市区 )。
? 采用多种抗干扰技术如自适应均衡、跳
频和纠错码等。
4.2.1 GSM工作频段
(1) 欧洲 GSM通信系统在以下的射频频段,
上行, 890～ 915MHz（ 移动台发, 基站收 ）
下行, 935～ 960MHz（ 基站发, 移动台收 ）
? 收发频率间隔为 45MHz。
? 载频间隔,0.2MHz
? 系统载频数, (915-890)/0.2-1=124(对 )；
? 下频段, fl(n)=(890+0.2n)MHz；
? 上频段, fh(n)=(935+0.2n)MHz；
? n=1~124,
? 每个载频有 8个时隙, 系统共有物理
信道
124?8=992(个 )
(2) 我国陆地公用蜂窝数字移动通信网 GSM
通信系统采用 900MHz频段,
上行,905～ 915（ 移动台发, 基站收 ）
下行,950～ 960（ 基站发, 移动台收 ）
? 下频段, fl(n)=[890.200＋ (n-1)? 0.200]MHz;
? 上频段, fh(n)=[fl(n)＋ 45]MHz;
? n= 76～ 124频道
? 每个载频有 8个时隙, 系统共有物理信道
49?8=392(个 )
? 随着业务的发展, 可向下扩展, 或向
1, 8 GHz 频 段 的 DCSI800 过渡, 即
1800MHz频段,
上行,1710～ 1785（ 移动台发, 基站收 ）
下行,1805～ 1880（ 基站发, 移动台收 ）
2,频道间隔
相邻两频道间隔为 200kHz,每个频
道采用时分多址接入 （ TDMA） 方式,
分为 8个时隙, 即 8个信道 。 每信道占用
带宽 200kHz／ 8=25kHz
3,频率复用形式
按信道分配原则，把 n个信道分为 12组。
复用方式, (1) 采用定向天线
区群内 4个小区
每小区 3组频率
区群内 3个小区
每小区 3组频率
(2) 采用全向天线,12组选 7，区群内 7个
小区
我国每小区可用频道数都是在可用频段为
10MHz情况下,
邮电部,使用 4MHz,序号为 76～ 95
中国联通公司：使用 6MHz,序号为 95～
124 。
邮电部建的 GSM数字移动通信网如采用 4
／ 12频率复用方式时，每小区可用频道
数最大仅有 2个 (16个信道 )，有些只能用
到 1个 (8个信道 )。为此，邮电部下属大部
分邮电管理局将 4MHz带宽向下端扩展
2MHz,即占用模拟 B网 2MHz。
4.2.2 信道类型及其组合
1,时分多址技术（ TDMA）
在 GSM中, 无线路径上是采用时分多址
（ TDMA） 方式 。 每一频点 （ 频道或叫
载频 TRX） 上可分成 8个时隙, 每一时隙
为一个信道, 因此, 一个 TRX最多可有 8
个移动客户同时使用 。
FDMA
TDMA
(1) TDMA系统具有如下特性,
a.每载频多路 ;
b.突发脉冲序列 ;
c.传输速率高, 自适应均衡 ;
d.传输开销大 ;
e.对于新技术是开放的 ;
f.共享设备的成本低 ;
g.移动台较复杂 。
（ 2） TDMA的帧 结构
(3) TDMA信道概念
物理信道, 一个时隙 (TS)
信道 控制信道（ CCH）
逻辑信道
业务信道 (TCH)
逻辑信道要映射到物理信道上传送。
① 业务信道（ TCH）,用于传送编码后的
话音或客户数据，和少量的随路控制信
令 。
话音业务信道
业务信道
数据业务信道
? 全速率业务信道 (TCH/F)；
? 半速率业务信道 (TCH/H):所用时隙是全
速率所用时隙的一半。
② 控制信道 (CCH),用于传送信令或同步
数据。根据所需完成的功能又把控制信
道分为广播、公共及专用三种控制信道。
? 广播信道 (BCH),是“一点对多点”的单
向控制信道，用于基站向移动台广播公
用的信息。
广播信道又分为：频率校正信道 (FCCH)、
同步信道 (SCH)和广播控制信道 (BCCH)。
? 公用控制信道 (CCCH),是一种双向控制
信道，用于呼叫接续阶段传输链路连接
所需要的控制信令。又分为寻呼信道
(PCH),随机接入信道 (RACH)和准许接
入信道 (AGCH);
? 专用控制信道 (DCCH),实施“点对点”
的双向控制信道。用于呼叫接续阶段及
通信进行当中，在移动台与基站之间传
输必要的控制信息。
又分为 独立专用控制信道 (SDCCH),慢速
随路控制信道 (SACCH)和快速随路控制
信道 (FACCH)。
（ 4）时隙格式
TDMA信道上一个时隙中的信息格式
称为突发脉冲序列。共有五种类型。
① 常规 (普通 )突发脉冲 (NB,Nornal
Burst)序列, 用于传输业务信道 TCH和专
用控制信道 (DCCH)的信息。
② 频率校正突发 (FB,Frequency
Correction Burst)脉冲序列,用于校正
移动台的载波频率
③同步突发 (SB,Synchronisation Burst)
脉冲序列,：用于移动台的时间同步。
④接入突发 (AB,Access Burst)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。
⑤空闲突发脉冲序列（ DB）,此突发脉冲
序列在某些情况下由 BTS发出，不携带任
何信息。它的格式与普通突发脉冲序列
相同，其中加密比特改为具有一定比恃
模型的混合比特。
（ 5）信道的组合方式 (逻辑信道到物理信
道的映射 )
① 业务信道的组合
C0C1? Cn-1 表示每个基站的 n个载频 ;
C0为主载频。
TS0TS1…TS 7表示每个载频的 8个时
隙
业务信道的复帧 (26帧 )与物理信道
(一个时隙 )的映射关系,
② 控制信道的组合方式
控制信道复帧 (51帧）
F(FCCH):频率校正信道 ;S(SCH):同步信道；
B(BCCH):广播控制信道； I(IDEL):空闲信道。
SDCCH,专用控制信道；
SACCH,慢速随路控制信
道。
公用控制信道和专用道的综合复用
4.2.3 语音和信道编码
数字化话音信号在无线传输时主要面临三
个问题,
1,选择低速率的编码方式，以适 应有限
带宽的要求；
2,选择有效的方法减少误码率，即信道编
码问题；
3,选用有效的调制方法，减小杂波辐射，
降低干扰。
GSM话音和信道编码组成框图
? 交织编码
在陆地移动通信这种变参信道上, 比特
差错经常是成串发生的 。
信道编码仅在检测和校正单个差错和不
太长的差错串时才有效 。
希望能找到把一条消息中的相继比特
分散开的方法, 再用信道编码纠错功能
纠正差错, 恢复原消息, 这种方法就是
交织技术 。
4.2.4 跳频和间断传输技术
1,跳频
? 采用跳频技术是为了确保通信的秘密性
和抗干扰性 。
? 跳频技术是靠躲避干扰获得抗干扰能力 。
Bw,跳变频率范围；
Bc,最小跳变的频率间隔 。
c
w
p B
BG lg10?
? 采用每帧改变频率的方法
2,间断传输
4.3 GSM系统的控制与管理
1,位置登记
2,鉴权与加密
? 鉴权的是为了确认移动台的合法性。
作用是保护网路，防止非法盗用。
同时通过拒绝假冒合法客户的,入
侵” 而保护 GSM移动网路的客户。
2,加密
GSM系统中的加密是指无线路径上的加
密, 是指 BTS和 MS之间交换客户信息和
客户参数时不被非法个人或团体所得或
监听 。
密钥
解密）明文
加密）密文
:
(),(
(),(
c
c
c
k
kCDm
kmEC
?
?
3,设备识别
系统识别的目的是确保系统中使用的设备
不是盗用的或非法的。
4,用户识别码 (IMSI)保密
4,用户识别码 (IMSI)保密 表：位置更新时产生新的 TMSI
4.2.5 呼叫接续
1,移动用户主呼
2,移动台用户被呼
4.2.6 过区切换
当移动台从一个小区或扇区进入另一
个小区或扇区是要进行过区切换。
GSM采取移动台辅助切换法
切换有三种情况,
1,同一 BSC控制区内不同小区切换；
2,同一 MSC/VLR业务区不同 BSC间的切
换；
3,不同 MSC/VLR的区间切换。
4.4 GPRS(通用分组无线业务 )
? GSM网络采用线路交换的方式,主要用于
语音通话，因特网上的数据传递则采用
分组交换的方式，因而导致网络彼此独
立运行的情况。
? 制定 GPRS( General Packet Radio Service
通用分组无线业务 )标准的目的：是改变
两种网络互相独立的现状，使 GSM网轻
易地实现与高速数据分组的接入。
GPSR是 GSM通向 3G的一个重要里程碑 。
4.5 WAP(无线通信协议 )
由于因特网上的通信协议不适用于
无线传输环境，因此在 1997年成立的
WAP论坛上，将各通信厂商开发的适用
于无线传输的通信协议整合后，形成统
一标准的无线通信协议，称为
WAP( Wireless Application Protocol )。
WAP协议针对无线传输的信道带宽
窄、易受干扰的特点，加入许多特殊的
改良和设计，使得移动台与基站系统间
适合传输数据信息。
