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ISDN是什么?
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综合业务数字网（Integrated Services Digital Network,ISDN）是一个数字电话网络国际标准,是一种典型的电路交换网络系统.它通过普通的铜缆以更高的速率和质量传输语音和数据.ISDN是欧洲普及的电话网络形式.GSM移动电话标准也可以基于ISDN传输数据.
因为ISDN是全部数字化的电路,所以它能够提供稳定的数据服务和连接速度,不像模拟线路那样对干扰比较明显.在数字线路上更容易开展更多的模拟线路无法或者比较困难保证质量的数字信息业务.例如除了基本的打电话功能之外,还能提供视频、图像与数据服务.ISDN需要一条全数字化的网络用来承载数字信号（只有0和1这两种状态）,与普通模拟电话最大的区别就在这里.
另外, ISDN也特指使用这项技术建立保持和断开电路交换的协议组 或是 isosorbide dinitrate二硝酸异山梨酯的缩写.
CCITT对ISDN的定义是： ISDN是以综合数字电话网(IDN)为基础发展演变而成的通信网,能够提供端到端的数字连接,用来支持包括话音和非话在内的多种电信业务.ISDN用户－网络接口和业务接入点配[编辑本段]用户和产业预测
对于ISDN主要有2种观点.最普遍的观点是用户希望有一个从家庭连接到电话和数据网络的好于普通模拟调制解调器性能的数字连接.典型的最终用户的互联网连接就是基于这种观点的,而对各种调制解调器的比较以及运营商的产品以及价目(性能,价格)等等都是从这点出发的.大部分这方面的讨论都是基于这种观点,但是实际上作为数据连接服务,ISDN事实上已经被ADSL技术淘汰.
然而还有另外一种观点：对于电信产业,ISDN还没有完全被判死刑.一个电话网可以被看作一个不同交换系统之间的有线连接集合. 它也作为智能网技术通过端到端的电路交换数字服务为公共交换电话网 (PSTN)提供更多得新服务.
ISDN自始至终没有在美国的电话网络上得到广泛应用,现在已经是一种过时的技术.不过在录音工作室它还有一些用处,特别是配音演员和导演制片不在一个地方的时候,ISDN在这时就凸显了失时非over-the-Internet服务的优势,其逼真的语言质量堪比POTS服务.[编辑本段]结构
ISDN有2种信道 B和D:
B信道 用于数据和语音信息
D信道 用于信号和控制 (也能用于数据).
B代表 承载, D代表Delta.
ISDN有2种访问方式:
基本速率接口(BRI)由2个B信道,每个带宽64kbps和一个带宽16kbps的D信道组成.三个信道设计成2B+D.
主速率接口(PRI) - 由很多的B信道和一个带宽64Kbps的D信道组成,B信道的数量取决于不同的国家:
北美和日本: 23B+1D, 总位速率1.544 Mbit/s (T1)
欧洲,澳大利亚：30B+D,总位速率2.048 Mbit/s (E1)
语音呼叫通过数据通道(B)传送,控制信号通道(D)用来设置和管理连接.呼叫建立的时候,一个64K的同步信道被建立和占用,制导呼叫结束.每一个B通道都可以建立一个独立的语音连接.多个B通道可以通过复用合并成一个高带宽的单一数据信道.
D信道也可以用于发送和接受X.25数据包,接入X.25报文网络.（实际上,很少广泛使用）.[编辑本段]参考点
一系列 参考点 在ISDN 国际标准中被定义用来在电话交换局和用户终端设备之间提供特定结点.
R接口 - 定义非ISDN设备和终端适配器 (TA) 之间的传输转换
S接口 - 定义ISDN设备和 网络终端类型2 (NT 2)设备之间的接口
T接口 - 定义NT-2 和NT-1设备1
U接口 - 定义NT-1和电话交换机之间的节点2
Image:Isdn-referenzpunkte.png1大多数NT-1设备都包含NT-2设备的功能, 参考点S和T一般合并为S/T参考点
2在北美,NT-1设备属于用户自备设备,用户必须自己来维护,因此电话公司提供给用户U接口.在其他国家,NT-1设备由电信公司维护,他们提供给客户S/T接口.[编辑本段]物理特性
接通市电的NTBA
为了保证在市电事故（停电）时也能拨通例如报警或者火警电话,ISDN电话还有一个独立的位于本地交换中心的供电系统(紧急电力供应).在发生电力故障时能够提供最大400mW的功率.[编辑本段]逻辑特性
德国的ISDN起源于1TR6,从1991年开始形成了一个统一的欧洲公用标准(E-DSS-1). 在欧洲以外也存在着其他的实现方式.
美国的ISDN叫NI-1 (美国国家ISDN 阶段1) 和 NI-2. 相对应于DSS1标准,该标准不存在自己的信号通道(D-通道),取而代之的是信号数据通过用户通道(B-通道)进行传输,相应的容量也下降为56kbit/s.
日本和香港的ISDN系统名字是INS-Net 64,澳大利亚叫TPH 1962.
语音数据被ISDN系统的8K赫兹数字化 (PCM)编码器调制, 利用对数特性曲线(ITU-T-标准 G.711, &-law/a-Law) 信号由12压缩为8,以考虑到人类特定的行为特征. 占用的带宽是300到3400赫兹.
B信道 用于控制和同步, 达到运用不同传输协议的目的.为了达到传输率加倍的效果,连接基本接口的这两条B-通道也gebündelt. 如果最终能够实现终端设备同步,那么该系统就可以称为成功.(例如视频会议系统).
利用特殊的路由器可以把全部30个可用信道合并成一个逻辑接口,这个接口可以提供2.048 kb的带宽.这项技术主要应用于企业众多的计算机接入互联网.
ISDN-地址是由ITU-T-策略E.164确定的.该ISDN地址由ISDN-呼号和子地址组成.例如,ISDN呼号是由一个参与者连接一个基础接口.子地址最大32个字符长度,提供例如到局域网中的主机地址(必须通过网关与ISDN网络连接).该子地址对于ISDN网络而言是透明的,只有使用中的参与者能够识别.[编辑本段]发展历程
1970年代产生了电话网的数字技术取代机械交换.这项技术给用户提供了更好的功能和更佳的通话质量. 标准化组织国际电报电话咨询委员会 (CCITT, 今国际电信联盟 (ITU))1980年为数字电话网制定了以“ISDN”命名的技术规范.
. 1988年欧洲电信标准组织(ETSI)EG-Kommission起草一个标准, 这个标准用于建立一个通用的数字电话网络.日来自20个欧洲国家的26个电信运营商接收了 Euro-ISDN标准,这一标准统一作为各国的国家ISDN系统,并对相关技术进行优化.199312月产生了Euro-ISDN摘要,这就是《欧洲ISDN Implementation谅解备忘录》基础. 德国
德国邮政于1979决定将德国所有本地电话数字化.当时对这一技术的风险也有人提出警告.绿党的一些数据保护专家评论说,ISDN为完全捕获数据产生了“质的飞跃”,因为这一技术为捕获和保存所有连接数据提供了可能
到1994年5月份,所有必要的局端软件升级都已经完成,德国具备放线能力了.从1995年开始全部电话网完成数字化,ISDN线路遍布大街小巷.到1996年年仲,德国电信积极推广ISDN技术.新装的线路费用最多至300德国马克,另加电话的话大约到700德国马克.2003初有106万3千用户使用窄带ISDN(大约占总装机的1/3)另外还有12万2500线宽带ISDN用户.
奥地利电话系统由邮政和电报部主持于1978年开始数字化. Ab 1986 wurde die OES-Technik fl&chendeckend umgesetzt. 1992年2月维也纳本地网话务区"Dreihufeisengasse" 开始ISDN试用,到那年低已经安装200多线.到1999年奥地利完成数字化总共有24万七千247.000线.2002年这一数字达到43万8千.
瑞士,日本和法国
1988年瑞士建立第一个以“瑞士网络1号”命名的数字ISDN网络.1996年总计超过25万用户,到2004年电话终端超过90万线.
在日本1999年到[[2001年]间存在很多用户,但是现在大部分已经在ADSL引入后,大量减少.NTT作为主要的日本电话公司,现在还提供名为INS64和INS1500的ISDN业务.
在法国, 法兰西电信的ISDN业务名称位Numeris(基本速率) .被称为RNIS的ISDN业务在法国还有一定市场.ADSL业务抢占了ISDN的数据和互联网访问业务,但是在郊区和乡下还有一定量的用户存在.
美国1992年开始部署名字为NI-1的ISDN系统, 这个系统与DSS1有很大不同.后来又部署了改进的版本NI-2 .AT&T现在还有称为5ESS的ISDN系统.但是因为市场推广不力,价格上也没有多少优势,ISDN在美国基本上已经称为鸡肋..
中国电信产业发展很快,但是在ISDN大面积部署的时候,中国还没有引入此项技术.因此当在欧美国家ISDN很普遍的时候,中国才开始安装局端设备.而此时,ADSL技术已经成熟而且象市场推广了.
这样九十年代中期只有在北京,上海,广州等少数几个试点城市ISDN安装的比较多,其他城市只是小面积的使用.推就根本原因在于运营商需要投入巨额资金用于设备改造.当时中国电信提供的2B＋D方案是窄带ISDN标准,只能提供128Kbps的速率.用户需要承担接近1.5倍普通电话的费用.而网上业务没有真正展开,用户需要的服务和内容都得不到支持.
ISDN不像ADSL那样语音与数据容易分离,因此用户必须使用全部数字化的设备,这就造成运营商和用户都要投资的状况.一方面运营商要不断满足飞速增长的网络连接需求,另一方面还有发展固定电话业务.ISDN不能灵活的适应中国需求多样化的市场,只能淡出市场角逐.而DSL高带宽,大容量和低廉的改造费用让运营商很快投入到DSL网络建设.[编辑本段]ISDN的特点
（1）、多种业务的兼容性 利用一对用户线可以提供电话、传真、可视图文用数据通信等多种业务.若用户需要更高速率的信息,可以使用一次群用户接口,连接用户交换机、可视电话、会议电视或计算机局域网.此外ISDN用户在每一次呼叫时,都可以根据需要选择信息速率、交换方式等.
（2）、数字传输 ISDN能够提供端到端的数字连接,即终端到终端之间的通道已完全数字化,具有优良的传输性能,而且信息传送速度快.
（3）、标准化的接口 ISDN能够提供多种业务的关键在于使用标准化的用户接口.该接口有基本速率接口和一次群速率接口.基本速率接口有两条64kbit/s的信息通路和一条16kbit/s的信令通路,简称2B+D；一次群接口有30条64kbit/s的信息通路和一条64kbit/s的信令通路,简称30B+D.标准化的接口能够保证终端间的互通.1个ISDN的基本速率用户接口最多可以连接8个终端,而且使用标准化的插座,易于各种终端的接入.
（4）、使用方便 用户可以根据需要,在一对用户线上任意组合不同类型的终端,例如可以将电话机、传真机和PC机连接在一起,可以同时打电话,发传真或传送数据.
（5）、终端移动性 ISDN的终端可以在通信过程中暂停正在进行的通信,然后在需要时再恢复通信.这一性能给用户带来了很大的方便,用户可以在通信暂停后将终端将移至其它的房间,插入插座后再恢复通信.同时还可以设置恢复通信的身份密码.
（6）、费用低廉 ISDN是通过电话网的数字化发展而成的,因此只需在已有的通信网中增添或更改部分设备即可以构成ISDN通信网,ISDN能够将各种业务综合在一个网内,以提高通信网的利用率,此外ISDN节省了用户线的投资,可以在经济上获得较大的利益.[编辑本段]ISDN相对于传统电话的优点
1) 综合的通信业务：一条电话线可当两条用,可以使用两部电话,在上网的同时拨打、接听电话、收发传真；还可以使用两台计算机同时上网.通过配置适当的终端设备,也可以实现可视电话或会议电视功能.
2) 呼叫速度快：现在通过Modem上网传输速率低、质量差；ISDN呼叫连接速度快,用户线传输速率是64Kbps或128Kbps.用Modem上网需40秒左右,用ISDN仅需3-10秒.
3) 传输质量高：ISDN采用端到端数字传输,接收用户端声音失真很小,而数据传输比特误码性能比传统电话线路至少改善十倍.
4) 使用灵活方便：用户使用一个入网接口和普通电话号码就能从网络得到多种服务,用户可在这个接口上连接不同种类的终端.
5) 费用适宜：由于使用单一网络提供多种服务,提高了网络资源利用率,可用低廉的费用向用户提供服务.
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&&&&&&&&第一代移动通信系统&&&&The1stGenerationMobileCommunicationSystem&&&&&&&&1&&&&&&&&&&&&模拟语音风靡江湖&&&&?&&&&&&&&大哥大的起源&&&&&&&&大哥大与老大&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&什么是移动通信&&&&?&&&&&&&&第一代无线通信技术的一大贡献就是去掉了将电话连接到网络的电话线，用户第一次能够在移动状态下无线接收和拨打电话。&&&&&&&&手机与固话&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&模拟技术+频分多址&&&&?&&&&&&&&第一代模拟移动通信系统主要采用模拟和频分多址（FDMA）技术。&&&&&&&&大哥大的频分多址&&&&&&&&&&&&无敌砖头的商用情况&&&&&&&&&&&&第一代移动通信的收费模式商用之初&&&&&&&&模拟移动通信制式分布&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&大哥大的呼叫流程&&&&&&&&移动台被呼的过程&&&&&&&&移动台主呼的过程&&&&&&&&&&&&我国的商用情况&&&&&&&&摩托罗拉的大哥大机型&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&大砖头的不足之处&&&&&&&&&&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&&&&&业务单一，模拟移动通信的通话质量较差。覆盖与容量的局限，模拟移动通信的网络覆盖范围小。体型庞大，急需减肥，模拟手机体积大、重量沉、样式陈旧。保密性太差，模拟移动电话是没有手机卡的，由此带来的后果就是电话可以被窃听和盗打。&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&大砖头的不足之处&&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&&&&&各系统间没有公共接口；频谱利用率太低；无法与固定网向数字化推进相适应。价格太贵，正如前面所言，买个大哥大，算上入网费和话费，这开销还真不是个小数目，通信费用、入网费和终端的整体降价是不可避免的了，随后数字移动电话应运而生。&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&大砖头的不足之处&&&&&&&&大哥大的不足&&&&&&&&//56&&&&&&&&&&&&第二代移动通信系统&&&&The2ndGenerationMobileCommunicationSystem&&&&&&&&1111&&&&&&&&&&&&内容提要（Contents）&&&&?第二代移动通信综述&&&&AnOverviewonThe2ndGenerationMobileCommunicationSystems&&&&&&&&?GSM系统概述&&&&ABriefIntroductiontoGSMSystem&&&&&&&&?GSM系统组成&&&&TheConsistofGSMSystem&&&&&&&&?GSM系统承载业务&&&&TheServicesofGSMSystem&&&&//56&&&&&&&&&&&&内容提要（Contents）&&&&?第二代移动通信综述&&&&AnOverviewonThe2ndGenerationMobileCommunicationSystems&&&&&&&&?GSM系统概述&&&&ABriefIntroductiontoGSMSystem&&&&&&&&?GSM系统组成&&&&TheConsistofGSMSystem&&&&&&&&?GSM系统承载业务&&&&TheServicesofGSMSystem&&&&//56&&&&&&&&&&&&2G系统的产生原因&&&&?1G系统的弊端&&&&?模拟调制，频谱效率低?安全性差?无法漫游?终端体积大&&&&&&&&?2G的目标&&&&?采用数字调制，提高频谱效率?解决漫游问题，实现“全球通”?数字加密、鉴权，提高安全性?SIM卡技术，实现终端机卡分离//56&&&&&&&&&&&&第二代蜂窝移动通信系统特点&&&&2G系统又称“数字蜂窝移动通信系统”,特点是：&&&&?覆盖与频率复用&&&&?蜂窝制、区域/全球漫游&&&&&&&&?带宽与调制方式&&&&?窄带数字调制：GMSK、&&&&&&&&?&&&&4&&&&&&&&QPSK&&&&&&&&?网络、多址与业务&&&&?网络层次结构、TDMA/CDMA多址接入?主要业务：声码话、低速数据、部分3G业务&&&&&&&&?终端&&&&?推出SIM卡，实现机卡分离?小巧、省电//56&&&&&&&&&&&&典型的2G系统&&&&?GSM&&&&?欧洲电信管理部门（CEPT）主推并最终成为国际标准的第一个数字蜂窝移动通信系统。（TDMA）&&&&&&&&?IS-95&&&&?由Qualcomm公司设计，由美国TIA推出的第一个窄带CDMA标准，也成为国际标准。（CDMA）&&&&&&&&?PDC&&&&?日本推出的国家标准，并在其本土成功应用的窄带数字蜂窝移动通信系统。（TDMA）&&&&&&&&?D-AMPS&&&&?美国TIA推出的窄带TDMA数字蜂窝移动通信系统，也称IS-54规范?北美地区标准。（TDMA）&&&&//56&&&&&&&&&&&&几个典型2G系统的主要技术参数&&&&表7-1主要2G系统技术参数对照表&&&&蜂窝网参数多址方式频率/MHz移动台（发）基站（发）载频间隔/kHz时隙数/载频调制方式加差错保护后的语音速率/（kbps）信道传输速率/（kbps）TDMA帧长/ms交织跨度/ms欧洲GSMTDMA/FDMA890~2008/16GMSK22.540美国D-AMPSTDMA/FDMA824~303/6日本PDCTDMA/FDMA940~956/~826//6&&&&&&&&π/4-QPSK&&&&&&&&&&&&π/4-QPSK&&&&&&&&&&&&//56&&&&&&&&&&&&2G系统发展现状&&&&?目前仍然是全球主流运营系统&&&&?GSM：欧洲、中国?IS-95：北美、韩国、中国、日本?IS-54：北美?PDC：日本&&&&?演进系统&&&&&&&&?GSM：GPRS、EDGE?IS-95：IS-95A、B、C、cdmaone、IS-99、IS-657&&&&&&&&2G系统运营在全球取得空前成功。&&&&//56&&&&&&&&&&&&内容提要（Contents）&&&&?第二代移动通信综述&&&&AnOverviewonThe2ndGenerationMobileCommunicationSystems&&&&&&&&?GSM系统概述&&&&ABriefIntroductiontoGSMSystem&&&&&&&&?GSM系统组成&&&&TheConsistofGSMSystem&&&&&&&&?GSM系统承载业务&&&&TheServicesofGSMSystem&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的由来&&&&?GSM的含义&&&&?欧洲移动通信特别小组（Group?Special?Mobile），简称GSM；?全球移动通信系统（Global?System?for?Mobile?Communications?），简称GSM。&&&&&&&&?GSM含义变化的背后&&&&?先进性：采用众多数字处理新技术，很好解决1G问题；?开放性：标准对全球开放，统一定义接口与协议，不规定硬件实现方式?拓展性：规范为全球布局和系统扩展有预留&&&&&&&&事实上，GSM就是最具全球性的2G系统。&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的成长历程（1）&&&&?为解决欧洲第一代蜂窝系统四分五裂的状态发展起来的；?1982年，成立“移动特别小组(Group?Special?Mobile)”简称“GSM”来制定有关的标准和建议书；?1990年完成了GSM900的技术规范，不同建议书分组成为一套12系列；?1991年在欧洲开通了第一个系统，并将GSM更名为“全球移动通信系统”(Global?system?for?Mobile?communications)。同年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DCS1800系统；?是世界上第一个对数字调制、网络层结构和业务作了规定的蜂窝系统；&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的成长历程（2）&&&&?1992年大多数欧洲GSM运营者开始商用业务；?1993年底，南美、亚洲和澳洲的几个国家也采用了GSM；?现已成为世界上最流行、最大的蜂窝系统，其成功超出了每个人的预想；?DCS1800是GSM的等效技术标准，它提供个人通信业务，工作在1.8GHz~2.0GHz的频段上；?1993年欧洲第一个DCS1800系统投入运营；?GSM具有开放的接口和统一标准，是目前开放性和标准化最好的。&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的技术规范&&&&?GSM技术规范（全球开放）&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&概述业务方面网络方面MS-BS接口与协议无线链路上的物理层话音编码规范MS终端适配器BS-MSC接口网络互通业务互通设备和型号认可规范操作和维修&&&&&&&&1982年春，第一阶段第一版完成，1992年底基本冻结；1993年底，完成第二阶段标准主要部分，1994年底基本冻结；1994年6月，开始考虑第2+阶段，后并入第二阶段，并宣布不会有第三阶段。&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的特色&&&&?采用数字调制的TDMA接入系统?解决了全欧（最终全球）漫游问题?世界上第一个明确规范数字调制、网络层次和承载业务的移动通信系统?引入SIM卡概念?采用空口数字加密?只定义接口规范，不管设备实现?技术规范全球开放&&&&&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的网络结构（1）&&&&&&&&GSM系统网络结构框图&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的网络结构（2）&&&&?框图解释&&&&?主要子系统&&&&?移动台（MSmobilestation）?基站子系统（BSSbasestationsubsystem）?网络交换子系统（NSSnetworkswitchingsubsystem）?操作支持子系统（OSSoperationsupportsubsystem）&&&&&&&&?主要接口&&&&?Um无线空中接口：移动台(MS)与基站子系统(BSS)之间?Abis接口：BTS和BSC之间?A接口：BSC和MSC之间，采用SS7协议?O接口：OMC与BSC或MSC之间&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的无线传输特征（1）&&&&?GSM无线传输采用FDD全双工成对信道&&&&链上行路&&&&&&&&下&&&&890MHz915MHz&&&&&&&&路链行&&&&&&&&935MHz&&&&&&&&960MHz&&&&&&&&0&&&&&&&&124&&&&&&&&0&&&&&&&&124&&&&&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的无线传输特征（2）&&&&?GSM频段分配与信道配置&&&&?工作频段（以我国为例）&&&&?900MHz频段（上行：905—915；下行：950—960）?1800MHz频段（上行：；下行：）&&&&&&&&?信道间隔?200kHz，分8个时隙，采用TDMA接入。?信道配置&&&&?频道号为1—124，共124对频点。&&&&&&&&?双工间隔?45MHz。?干扰保护:&&&&?同道：C/I=9dB?邻道：C/I=-9dB&&&&&&&&fl(n)?(890?0.2n)MHz&&&&fh(n)=(935+0.2n)MHz&&&&&&&&?复用方式：（略）?保护带宽：400kHz&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的无线传输特征（3）&&&&?GSM采用TDMA/FDD帧结构&&&&&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的无线传输特征（4）&&&&?GSM的突发脉冲序列格式&&&&在GSM系统中，每帧含8个时隙，时隙的宽度为0.577ms，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。?常规突发（NB，NormalBurst）脉冲序列?频率校正突发（FB，FrequencyCorrectionBurst）脉冲序列?同步突发（SB，SynchronizationBurst）脉冲序列?接入突发（AB，AccessBurst）脉冲序列&&&&&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的无线传输特征（5）&&&&?GSM延迟反向（上行）TDMA帧&&&&&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的无线传输特征（6）&&&&?GSM的信道类型&&&&?物理信道：BTS与MS之间的无线传输通道。&&&&?例如，对于FDMA系统，相当于一个频道；对于TDMA系统，相当于一个载频上的TDMA帧的一个时隙；对于CDMA系统，相当于一个载频上的码。&&&&&&&&?逻辑信道：根据物理信道上传递信息种类不同而定&&&&义的信道，有业务信道和逻辑信道两类。?业务信道携带数字化的用户编码或用户数据，在前向链路和反向链路上具有相同的功能和格式。?控制信道在基站和移动台之间传输信令和同步指令，某些类型的控制信道只定义给前向链路或反向链路。&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的无线传输特征（7）&&&&?逻辑信道&&&&?业务信道?控制信道&&&&&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的无线传输特征（8）&&&&?逻辑信道与物理信道的映射&&&&?问题：一个载频只有8个物理信道，而逻辑信道数远远大于物理信道数，如何配置？?方法：将公共控制信道复用，即在一个或两个物理信道上复用公共控制信道。?举例1：BCCH和CCCH在TS0上的复用&&&&BCCH和CCCH共占用51个TS0时隙，尽管只占用了每一帧的TS0时隙，但从时间上讲长度为51个TDMA帧（控制复帧51个帧）。作为一种复帧，以出现一个空闲帧作为复帧的结束，在空闲帧之后，复帧再从F、S开始进行新的复帧。以此方法进行重复。&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的无线传输特征（9）&&&&?GSM的TDMA/FDMA接入&&&&GSM系统中，有若干个小区（3个，4个或7个）构成一个区群，区群内不能使用相同频点（道），同频点距离保持相等，每个小区含有多个载频点，每个载频点上含有8个时隙，即每个载频点有8个物理信道（即无线信号传输的实际通道），因此GSM系统是时分多址/频分多址的接入方式—即每用户在某次接入时占某一时隙的某一频点传输以示区别，当然频点是逐帧跳变的，即所谓慢跳频。&&&&&&&&GSM系统分配给不同用户的物理信道可用时隙和频点组合加以区分，所以称之为TDMA/FDMA接入。&&&&&&&&fn&&&&&&&&fn?1&&&&fn?2fn?3fn?4&&&&&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的无线传输特征（10）&&&&?GSM的跳频与间断传输&&&&?采用每帧改变频率的方法，以提高抗干扰能力，即每隔4.615ms改变载波频率，亦即跳频速率为1/4.615ms＝217跳/秒。?采用话音激活技术实现间断传输，以减少干扰。&&&&&&&&f0&&&&&&&&f1f2&&&&&&&&fn&&&&&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的无线传输特征（11）&&&&?GSM无线传输关键技术&&&&&&&&?&&&&&&&&?&&&&&&&&TDMA（帧结构与信道结构）空间分集信道均衡基站与移动台时间同步话音压缩编码：RPE-LTP信道编码：CC、BC时域交织数字调制：GMSK慢速跳频系统加密&&&&&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的分区与号码（1）&&&&?区域定义&&&&?GSM服务区：指移动台可获得服务的区域。一个服务区可由一个或若干个公用陆地移动网（PLMN）组成。?PLMN区：由一个或若干个MSC区组成，在该区内具有共同的编号制度和共同的路由计划。?MSC区：指一个MSC所控制的区域，通常它连接一个或若干个BSC，每个BSC控制多个BTS。?位置区：由若干个小区（或基站区）组成，移动台在位置区内移动无需位置更新。?基站区：BTS的有效无线覆盖区，简称小区?扇区：当采用定向天线时，小区分为若干个扇区。&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的分区与号码（2）&&&&&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的分区与号码（3）&&&&?号码&&&&&&&&GSM网络比较复杂，各种号码用于识别不同的移动用户、不同移动设备以及不同网络，以实现正确寻址。?移动用户ISDN号（MSISDN）：类似于PSTN中的电话号码，为呼叫接续时所用。它由国家码(中国大陆:86)+?网路接入号(联通:130)+客户号码组成，例如?国际移动用户识别码（IMSI）:每个用户均分配一个全球唯一的IMSI，由国家码（中国大陆：460）+?移动网号（中国移动：00）+移动用户识别码组成。?临时移动用户识别码（TMSI）：为保证IMSI的安全性，GSM空中无线传输的识别码采用TMSI代替IMSI。TMSI&&&&仅在VLR控制的区域有效，即使拦截也无多大用处。&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的分区与号码（4）&&&&?号码（续）&&&&?国际移动设备识别码（IMEI）:防止被窃的手机登入网络，及监视或防止手机使用者蓄意干扰网络。它由型号批准码（6位，由欧洲型号标准中心分配）+?装备厂家号码（2位，如MOTOROLA杭州东信：92）+产品序号（由厂家分配）＋备用码（备作将来使用）组成。?移动台漫游号码（MSRN）：当移动台漫游到一个新的服务区时，由VLR给它分配一个临时性的漫游号码，并通知该移动台的HLR，用户建立通信路由。&&&&&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的分区与号码（5）&&&&?号码（续）&&&&?位置区和基站识别码&&&&?位置区识别码（LAI）：用于检测位置更新和信道切换时的位置区识别，由移动用户所属国家号＋移动网号＋位置区码组成。?位置区码(LAC)：用于识别GSM网中的一个位置区,最多不超过两个字节，由各运营部门定。?基站识别色码(BSIC)：用于移动台识别相同载频的不同基站，特别用于区别在不同国家的边界地区采用相同载频且相邻的基站。BSIC为一个6比特编码，由PLMN色码（用于识别相邻的网）＋BTS色码（用于识别相同载频的不同的基站）&&&&//56&&&&&&&&&&&&内容提要（Contents）&&&&?第二代移动通信综述&&&&AnOverviewonThe2ndGenerationMobileCommunicationSystems&&&&&&&&?GSM系统概述&&&&ABriefIntroductiontoGSMSystem&&&&&&&&?GSM系统组成&&&&TheConsistofGSMSystem&&&&&&&&?GSM系统承载业务&&&&TheServicesofGSMSystem&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的基本组成&&&&&&&&MS：移动站BSC：基站控制器HLR:：归属位置寄存器MSC：移动交换中心EIR：设备识别寄存器&&&&&&&&BTS:：基站MSC:：移动交换中心网关VLR：访问位置寄存器AuC：鉴权中心OMC：操作维护中心&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM子系统功能描述（1）&&&&?GSM移动台子系统&&&&移动台就是移动用户设备部分，功能实体可分为以下2个主要部分：?移动终端（MT）&&&&就是通常所说的“手机”，它可以完成话音编码、信道编码/译码、信息加密/解密、信息调制/解调、信息发送/接收等。&&&&?&&&&&&&&用户识别卡（SIM）&&&&就是用户“身份卡”，存有认证用户所需要的所有信息，并能执行一些与安全保密有关的重要信息处理，防止非法用户进入网络。&&&&&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM子系统功能描述（2）&&&&?&&&&&&&&GSM移动终端的SIM卡&&&&?&&&&&&&&SIM卡的作用&&&&无线传输比固定传输更易被窃听，如果不提供特别的保护措施，很容易被窃听或被假冒一个注册用户。八十年代的模拟系统令用户深受其害。因此，GSM首先引入了SIM卡技术，它通过鉴权来防止未授权的接入，这样保护了网络运营者和用户不被假冒的利益；通过对传输加密可以防止在无线信道上被窃听，从而保护了用户的隐私；另外，它以一个临时代号替代用户标识，使第三方无法在无线信道上跟踪GSM用户，而且这些保密机制全由运营者进行控制，用户不必加入更显安全。&&&&&&&&?&&&&&&&&SIM卡的特点&&&&1、客户与设备分离；2、通信安全可靠；3、成本低。&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM子系统功能描述（3）&&&&?&&&&&&&&GSM移动终端的SIM卡（续)&&&&?&&&&&&&&SIM卡的构成&&&&SIM卡是带有微处理器的智能芯片卡，它的构成是以下几个模块：?CPU?程序存储器(ROM)?工作存储器(RAM)?数据存储器(EPROM或E2PROM)?串行通信单元&&&&&&&&&&&&&&&&SIM卡的寿命&&&&SIM卡的平均寿命约为4年左右&&&&&&&&SIM卡功能&&&&SIM卡的主要完成两种功能：存储数据(控制存取各种数据)和在安全条件下(个人身份号码PIN、鉴权钥Ki正确)完成客户身份鉴权和客户信息加密算法的全过程。&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM子系统功能描述（4）&&&&?GSM无线基站子系统&&&&BSS子系统在一定的无线覆盖区域内由MSC控制，与MS进行通信的系统设备，它主要负责完成无线发送接收和无线资源管理等功能。功能实体可分为以下2个主要部分：?基站控制器（BSC）&&&&具有对一个或多个BTS进行控制的功能，它主要负责无线网络资源的管理、小区配置数据管理、功率控制、定位和切换等，是一个很强的业务控制点。&&&&?&&&&&&&&基站收发信台（BTS）&&&&无线接口设备，它完全由BSC控制，主要负责无线传输，完成无线与有线的转换、无线分集、编码调制、无线信道加密、跳频等。&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM子系统功能描述（5）&&&&?GSM网络交换子系统&&&&?&&&&&&&&移动交换中心（MSC）&&&&是系统的核心，是对它所在覆盖区内移动台进行控制和完成话路交换的功能实体，也是移动通信系统与其它公用通信网之间的接口。&&&&&&&&?&&&&&&&&访问位置寄存器（VLR）&&&&是一个数据库，是储存MSC为了处理所管辖区域内来访MS的来话、去话呼叫所需检索的信息，比如用户号码、所处位置、向用户提供的服务等。&&&&&&&&&&&&&&&&归属位置寄存器（HLR）&&&&也是一个数据库，是储存管理部门用于移动用户管理的数据。&&&&&&&&鉴权中心（AUC）&&&&用于产生用户鉴权、加密所需三参数（随机号码RAND、符合响应SRES、密钥Kc）的功能实体。&&&&&&&&?&&&&&&&&移动设备识别寄存器（EIR）&&&&也是一个数据库，用于储存移动台设备参数的。&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM子系统功能描述（6）&&&&?GSM网络交换子系统（续）&&&&?IWF?实现GSM网络与其它网络的互联?GMSC（MSC网关）?与其它公用通信网之间的接口&&&&&&&&?GSM操作支持子系统&&&&?基本功能：支持一个或多个操作维护中心(OMC)，其中OMC对&&&&系统中的每一个设备实体进行控制和维护。?主要功能?维护特定区域内所有通信硬件和网络?管理所有收费过程?管理系统中的所有设备?GSM规范中对OMC的规定仅限于功能性接口，具体实现留给各制造厂家。&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的接口&&&&?主要接口&&&&?Um：BS与MS间的空中接口?A：BS与MSC间接口?Abis：BTS与BSC间接口&&&&&&&&?网络子系统内部&&&&?B：MSC与VLR间接口&&&&?C：MSC与HLR间接口D：HLR与VLR间接口E：MSC与MSC间接口F：MSC与EIR间接口G:VLR与VLR间接口&&&&&&&&?与其它公用电信网接口&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的接口示意图&&&&GSM接口定义图&&&&&&&&PTSN、PDSN、ISDN&&&&&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的接口说明&&&&A接口：A接口定义为&&&&Um&&&&&&&&MS&&&&&&&&BTSBSCA&&&&&&&&AbisHLRCVLRBGVLRD&&&&&&&&MSC&&&&&&&&E&&&&&&&&MSCF&&&&&&&&PTSN、PDSN、ISDN&&&&&&&&EIR&&&&&&&&网络子系统（NSS）与基站子系统（BSS）之间的通信接口。从系统的功能实体而言，就是移动交换中心（MSC）与基站控制器（BSC）之间的互连接口，其物理连接是通过采用标准的2.048MbpsPCM数字传输链路来实现的。此接口传送的信息包括对移动台及基站管理、移动性及呼叫接续管理等。&&&&&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的接口说明&&&&Abis接口：Abis接口&&&&Um&&&&&&&&MS&&&&&&&&BTSBSCA&&&&&&&&AbisHLRCVLRBGVLRD&&&&&&&&MSC&&&&&&&&E&&&&&&&&MSCF&&&&&&&&PTSN、PDSN、ISDN&&&&&&&&EIR&&&&&&&&定义为基站子系统的BSC与BTS两个功能实体之间的通信接口，用于BTS（不与BSC放在一处）与BSC之间的远端互连方式。它是通过采用标准的2.048Mbps或64kbpsPCM数字传输链路来实现的。此接口支持所有向用户提供的服务，并支持对BTS无线设备的控制和无线频率的分配。&&&&&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的接口说明&&&&Um&&&&&&&&MS&&&&&&&&BTSBSCA&&&&&&&&AbisHLRCVLRBGVLRD&&&&&&&&MSC&&&&&&&&E&&&&&&&&MSCF&&&&&&&&PTSN、PDSN、ISDN&&&&&&&&EIR&&&&&&&&Um接口：Um接口（空中接口）定义为MS与BTS之间的无线通信接口，它是GSM系统中最重要、最复杂的接口。此接口传递的信息包括无线资源管理、移动性管理和接续管理等，下一讲详细讨论。&&&&&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统的接口说明&&&&C接口：C接口定义为&&&&Um&&&&&&&&MS&&&&&&&&BTSBSCA&&&&&&&&AbisHLRCVLRBGVLRD&&&&&&&&MSC与HLR之间的接口，用于传递路由选择和管理信息。两者之间是采用标准的2.048MbpsPCM数字传输链路实现的。&&&&&&&&MSC&&&&&&&&E&&&&&&&&MSCF&&&&&&&&B接口：B接口定义为&&&&MSC与VLR之间的内部接口。用于MSC向VLR询问有关移动台（MS）当前位置信息或者通知VLR有关MS的位置更新信息等。&&&&//56&&&&&&&&PTSN、PDSN、ISDN&&&&&&&&EIR&&&&&&&&&&&&GSM系统的接口说明&&&&E接口：E接口为相邻区域的&&&&Um&&&&&&&&MS&&&&&&&&BTSBSCA&&&&&&&&AbisHLRCVLRBGVLRD&&&&&&&&不同移动交换中心之间的接口。用于移动台从一个MSC控制区到另一个MSC控制区时交换有关信息，以完成越区切换。此接口的物理链接方式是采用标准的2.048MbpsPCM数字传输链路实现的。&&&&&&&&MSC&&&&&&&&E&&&&&&&&MSCF&&&&&&&&D接口：D接口定义为&&&&HLR与VLR之间的接口，用于交换移动台位置和用户管理的信息，保证移动台在整个服务区内能建立和接受呼叫。由于VLR综合于MSC中，因此D接口的物理链路与C接口相同。//56&&&&&&&&PTSN、PDSN、ISDN&&&&&&&&EIR&&&&&&&&&&&&GSM系统的接口说明&&&&F接口：F接口定义为MSC与&&&&Um&&&&&&&&MS&&&&&&&&BTSBSCA&&&&&&&&AbisHLRCVLRBGVLRD&&&&&&&&EIR之间的接口，用于交换相关的管理信息。此接口的物理链接方式也是采用标准的2.048MbpsPCM数字传输链路实现的。。&&&&&&&&MSC&&&&&&&&E&&&&&&&&MSCF&&&&&&&&G接口：G接口定义为两&&&&个VLR之间的接口。当采用临时移动用户识别码（TMSI）时，此接口用于向分配TMSI的VLR询问此移动用户的国际移动用户识别码（IMSI）的信息。G接口的物理链接方式与E接口相同。//56&&&&&&&&PTSN、PDSN、ISDN&&&&&&&&EIR&&&&&&&&&&&&GSM系统的接口说明&&&&Um&&&&&&&&MS&&&&&&&&BTSBSCA&&&&&&&&AbisHLRCVLRBGVLRD&&&&&&&&MSC&&&&&&&&E&&&&&&&&MSCF&&&&&&&&PTSN、PDSN、ISDN&&&&&&&&EIR&&&&&&&&GSM系统通过MSC与公用电信网互连。一般采用7号信令系统接口。其物理链接方式是MSC与PSTN或ISDN交换机之间采用2．048Mbps的PCM数字传输链路实现的。&&&&//56&&&&&&&&&&&&内容提要（Contents）&&&&?第二代移动通信综述&&&&AnOverviewonThe2ndGenerationMobileCommunicationSystems&&&&&&&&?GSM系统概述&&&&ABriefIntroductiontoGSMSystem&&&&&&&&?GSM系统组成&&&&TheConsistofGSMSystem&&&&&&&&?GSM系统承载业务&&&&TheServicesofGSMSystem&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统承载业务列表&&&&分类号12电信业务类型话音传输短消息务编号电信业务名称电话紧急呼叫点对点MS终止的短消息电对点MS起始的短消息小区广播短消息智能用户电报可视图文接入子集1可视图文接入子集1可视图文接入子集1智能用户电报交替的话音和三类传真机自动三类传真机透明非透明实现阶段E1E1AAAAAAAAE2AFSFS&&&&&&&&34&&&&&&&&MHS接入可视图接入&&&&&&&&56&&&&&&&&智能用户电报传递传真&&&&&&&&透明非透明&&&&&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统承载业务说明（一）&&&&?话音业务&&&&?GSM系统最主要业务。可提供移动用户与固定网电话用户之间实时双向会话（信号需要转码），也可提供任两个移动用户之间的实时双向会话。&&&&&&&&?紧急呼叫业务&&&&?在紧急情况下，移动用户通过一种简单的拨号方式即时可拨通紧急服务中心。这种简单的拨号可以是拨打紧急服务中心号码（在欧洲统一使用112，美国911，在我国统一使用火警特殊号119）。有些GSM移动台具有“SOS”键，一按此键就可接通紧急服务中心。紧急呼叫业务优先于其它业务，在移动台没有插入用户识别卡情况下，也可按键后接通紧急服务中心。无需SIM卡！&&&&&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统承载业务说明（二）&&&&?短消息业务&&&&?短消息业务包括移动台之间点对点短消息业务，以及小区广播式短消息业务。?点对点短消息业务是由短消息业务中心完成存储和转发功&&&&能的。短消息业务中心是与GSM系统相分离的独立实体，不仅可服务于GSM用户，也可服务于具备接收短消息业务功能的固定网用户。点对点消息的发送或接收应在呼叫状态或空闲状态下进行，由控制信道传送短消息业务，其消息量限制为160个字符。&&&&&&&&?小区广播式短消息业务是GSM移动通信网以有规则的间隔&&&&向移动台广播具有通用意义的短消息，例如道路交通信息等。移动台连续不断地监视广播消息，并能在显示器上显示广播消息。此短消息也是在控制信道上传送的，移动台只有在空闲状态下才可接收广播消息，其消息量限制为93个字符。&&&&//56&&&&&&&&&&&&GSM系统承载业务说明（三）&&&&?可视图文接入&&&&?可视图文接入是一种通过网络完成文本、图形信息检索和电子函件功能的业务。&&&&&&&&?智能用户电报传送&&&&?智能用户电报传送能够提供智能用户电报终端间的文本通信业务。此类终端具有文本信息的编辑、存储处理等能力。&&&&&&&&?传真业务&&&&?话音和三类传真交替传送的业务。自动三类传真是指能使用户经PLMN以传真编码信息文件的形式自动交换各种函件的业务。&&&&//56&&&&&&&&&&&&内容回顾与课后思考&&&&?本次课堂内容回顾?2G系统特点、状况?GSM概况：特点、网络架构、接口、频率配置、分区?GSM组成及子系统功能?GSM系统业务说明?思考题?“GSM”缩写演变意义？?试画出GSM系统的总体结构图。?GSM系统采取了哪几种抗衰落、抗干扰的技术措施？&&&&&&&&//56&&&&&&&&&&&&ThanksforYourAttention!&&&&//56&&&&&&&&&&&&&&&&}