通信類外文文獻翻譯-gsm移動通信系統(tǒng)綜述

1、<p><b>　　中文6335字</b></p><p>　　GSM移動通信系統(tǒng)綜述</p><p><b>　　GSM的歷史</b></p><p>　　在十九世紀八十年代，蜂窩電話系統(tǒng)在歐洲迅速發(fā)展起來，特別是在斯堪的納維亞和聯(lián)合國，還有法國和德國。每個國家發(fā)展自己的系統(tǒng)，在設備和運營方面和別的其他國家不相

2、同。這是一個不受歡迎的情況，因為移動設備不僅受國界的限制，（這在統(tǒng)一的歐洲變的越來越不重要），而且還受每種設備類型的市場限制，以至于如此的經濟規(guī)模和儲蓄不能被實現。</p><p>　　歐洲首先認識到這種情況，在1982年歐洲郵電行政大會成立了一個歐洲移動特別小組，簡稱GSM，形成這個小組為了研究和發(fā)展歐洲的移動陸地通信系統(tǒng)，所提出的這個系統(tǒng)必須遵循以下幾個標準；</p><p><

3、b>　　好的話音質量。</b></p><p><b>　　低的終端服務成本。</b></p><p><b>　　支持國際漫游。</b></p><p><b>　　支持手持終端。</b></p><p>　　支持新的服務和設備。</p>&l

4、t;p><b>　　高效的光譜。</b></p><p><b>　　ISDN兼容性。</b></p><p>　　在1989年，GSM的責任是被歐洲電訊學會標準所接受。GSM規(guī)范的第一階段于1990年被公布，商業(yè)服務在1991年被推行，到1993年 ，在22個國家有36個GSM網絡。雖然標準定型在歐洲，但GSM不只是歐洲的標準，超過200

5、個GSM網絡（包括DCS1800和PCS1900）在世界上110個國家運營。。在1994年初，世界上有1.3百萬個用戶，到1997年10月已經超過了55百萬個用戶。 北美洲進入GSM領域比較晚，而且隨之有一個GSM派生物叫PCS1900，GSM在每個大陸存在，而縮寫詞GSM代表了全球移動通信系統(tǒng)。</p><p>　　GSM 的發(fā)展選擇了一個（在時間上）被分割的數字系統(tǒng)，相反的是，像美洲的AMPS和聯(lián)合國TACS

6、 一樣標準的模擬的細胞系統(tǒng)。他們相信那個處于壓縮狀態(tài)的算法和數字信號處理器的進展，允許實現原來的標準和在連續(xù)不斷改進的系統(tǒng)方面的質量和費用。超過八千頁的GSM系統(tǒng)介紹盡量允許給中間供給者以靈活性和競爭性，但是足夠的標準化保證在系統(tǒng)組成部分之間互相交織。這個被通過為每個在系統(tǒng)中的定義的功能實體提供功能和交織描述。</p><p>　　GSM所提供的服務</p><p>　　從開始，GSM的

7、計劃者想在提供的服務和信號使用的控制方面考慮ISDN 的兼容性。然而，無線傳輸限制，帶寬方面和費用，不允許ISDNB標準的通道點率64KPS被實際達到。</p><p>　　使用ITU-T定義，電訊服務被劃分為送信人服務，電話服務和其它補充服務。最基本的電話是被GSM支持的電話。比如其它通信，語音被進行數字化編碼，作為數字流通過GSM網絡被傳輸。有一種緊急服務，在最近的緊急事件發(fā)生處，服務提供者被通知撥打三位電話

8、號碼（比如911）。 </p><p>　　各種各樣的數據服務被提供。GSM使用者可以發(fā)送和接收數據給使用者通過POPTS（普通的老的電話服務）、ISDN、轉換公共數據的網絡包和轉換公共數據網絡的電路，使用多樣化的接口方法和協(xié)議，比如X.25或X.32。速率可以達到9600bps，由于GSM是一個數字網絡，在用戶和GSM網之間是不需要調制解調器的，但是調制解調器要求在GSM網和POTS里交織工作。

9、 </p><p>　　其他數據服務包括組3傳真，作為在ITU-T協(xié)議T.30中被描述，這個被傳真編劇的使用者所支持，GSM的唯一特性就是在較老的類似系統(tǒng)中找不到，是短信息系統(tǒng)（SMS），SMS是一種字母數字的雙向的信息服務。消息被傳輸采用一種存儲轉交的形式。對于點對點的SMS，一條信息被發(fā)送到另一個用戶，收到的謝意被提供給發(fā)送人。SMS能被用于細胞—播送模式，用來發(fā)送諸如交通更新資料或消息更新資料。消息能被存

10、儲在SIM卡里。</p><p>　　補充的服務被提供在電話服務或送信人服務之上。在第一階段的說明中，他們包括若干形式的呼叫轉接如呼叫轉接當移動用戶不能到達網絡時），外出呼叫，或入局呼叫，比如在其它國家漫游時。在第二階段的規(guī)范中許多補充服務將被提供，比如呼叫者識別，呼叫等待，多政黨談話。</p><p><b>　　信道控制</b></p><p

11、>　　普通的信道模式能被分為兩類：專用呼叫信道模式和標明空閑信道模式。普通的信道被空閑模式使用，從而改變要求變成專用信道的信號信息。專用信道方式監(jiān)控周圍的基站和其它信息，普通信道被定義在51幀，以及專用信道使用26幀，TCH結構仍然能監(jiān)控信道，普通信道包括：</p><p>　　廣播控制信道（BCCH） 連續(xù)不斷的發(fā)送，在下行鏈路上，消息包括基站識別，頻率分配和跳頻序列 </p><p

12、>　　頻率校正信道（FCCH）和同步信道（SCH） 同步突發(fā)脈沖序列用于移動臺的時間同步。在GSM蜂窩網絡中，廣播確切的指一個頻率校正信道和一個同步信道。</p><p>　　隨機接入信道（RACH） 被移動臺使用的時隙提出入網。</p><p>　　尋呼信道(PCH) 對下一個呼叫向移動臺發(fā)出報警。</p><p>　　傳輸基站準許接入信道（AGCH

13、） 尋呼移動臺的信息。分配獨立專用信道（為了獲得一個獨立專用信道），對RACH作出應答。</p><p><b>　　信道編碼和調制</b></p><p>　　由于自然的和人為的電磁干擾，語音編碼或數據信號通過無線電接口傳輸必是從差錯保護的。GSM使用編碼，并阻塞交錯達到這個保護，這個算法使用由于語音和不同的數據率而不同，用于語音的方法塊將被描述如下：</p

14、><p>　　取消語音編碼每20ms產生一個260點塊的抽樣，從主觀測試來看，一些點塊感知的語音量比其他人感知的更重要。這些點被分為3類：</p><p>　　Ia類 50比特 對點差錯最敏感</p><p>　　Ib類 132比特 對點差錯適中敏感</p><p>　　II類 78比特 對點差錯最不敏感</p><p&g

15、t;　　Ia類為錯誤檢測出有3比特的循環(huán)冗余碼，如果一個錯誤被檢測出，偵被判定被損壞，而需要被丟棄。如果它稍微被削弱而被換以前正確接收到的偵。這53個比特，和Ib類132比特以及4比特尾巴序列一起（總數189比特）被輸入1/2長度為4的譯碼。每個輸入比特被兩個輸出比特譯碼，是基于以前4輸入比特的譯碼。譯碼器輸出378 比特，在保持II類位的基礎上增加了78個比特這是不被保護的。每20ms語音采樣被作為456比特譯碼。</p>

16、<p>　　進一步為了避免無線電接口帶來的突發(fā)誤差，每一個采樣被隔行掃描，456比特輸出被譯碼劃分為8個點塊的，這些點塊被8個連續(xù)的時間傳輸，時隙脈沖。每一個時隙攜帶兩個57點塊，每個脈沖從兩個不同的語音采樣中開始。</p><p><b>　　話音編碼</b></p><p>　　GSM是一個數字系統(tǒng)，所以語音被固定的模擬而且被數字化。這種方法被ISD

17、N和采用在高速中繼線和光纖上的多路復用技術的當前的電話系統(tǒng)所使用，被稱作脈幅調制。從PCM流出的信息流是64KBPS，太高的速率通過無線電線路不是切實可行的。GSM小組在主觀語音質量和復雜性上研究若干語音編碼。（這關系到費用，延遲處理和消費力量的執(zhí)行）基本上，來自以前的采樣信息不會迅速的改變，而是被用來預測當前采樣信息。以前的采樣信息的線性結合的系數，再加上剩余的編碼形式，以及預測和實際的采樣中的不同，來代表信號。語音被分為50HZ的采

18、樣頻率間隔，每個間隔被分為260個比特，這就是所謂的呼叫充足率語音編碼，近來提高充足率語音編碼算法被一些美國GSM1900運營商所執(zhí)行。這就是說通過使用現有的13bps的點率改進語音質量。</p><p><b>　　功率控制</b></p><p>　　有五個不同的移動臺被定義，根據它們的高峰傳輸功率，額定功率分別為20，8，5，2瓦特。為了最小化次通道干擾和保持功

19、率，移動臺和基站收發(fā)信臺以最小功率運行，這將會保持一個可以接受的信號質量，功率水平能被加強或減弱2dB從最高功率下降到最小功率為13dBm.</p><p>　　移動臺測量信號強弱和信號質量（主要通過比特差錯率），通過發(fā)送信息到基站臺控制器，這將最終決定功率水平是否被改變。功率控制應該被細心處理，因為那有可能的不穩(wěn)定性，這是因為移動臺在次通道細胞中不斷增加它們的功率來回應由其它移動臺在增加功率時造成的次通道干擾。

20、這在實際中不可能發(fā)生但它可以用于理論研究。</p><p><b>　　跳頻</b></p><p>　　移動臺已經不得不采用跳頻，意味著GSM 可以在一個TDMA幀內接收，傳輸，監(jiān)控時隙，這樣在不同的頻率間改變從而使用頻率靈活性來執(zhí)行慢頻率跳變。這里移動臺和收發(fā)信臺在不同的載波頻率上傳輸TDMA幀。跳頻算法在廣播控制通道上進行。由于多徑衰落是依靠載頻，緩慢的頻率跳躍

21、來提高抗干擾性能的，此外，次通道實際上是干擾隨機化。</p><p><b>　　多路均衡</b></p><p>　　在900MHZ頻段，無線電波受建筑物，汽車，飛機等等的影響。許多反射信號，都有不同的頻段，可以到達一個天線。平等被用來從不需要反映的信號中提取想要得到的信號。它通過查明一個已知發(fā)射的信號怎樣通過多徑衰落被改進，建造一個反轉的濾波器去提取想要得到的信號

22、。這個已知的信號是26比特點序列在中間所有的時間突發(fā)。這個均衡器的實際執(zhí)行不是被指定在GSM中。</p><p><b>　　間斷傳輸</b></p><p>　　最大限度的減少通道干擾是蜂窩系統(tǒng)的目標，由于它允許給一個特定的小區(qū)提供更好的服務，或者為更小的小區(qū)使用，從而增加系統(tǒng)的容量。不連續(xù)的傳輸（DTX）是一種方法，利用一個人在正常交談中講話不少于40%的時間，通

23、過在無語音信號時關閉發(fā)射器。DTX的另一個增加的好處是功率在移動單元中被保存。DTX最重要的組成部分是語音激活檢測。它必須在聲音和噪音輸入時區(qū)分開，一個任務就是不和它出現時一樣考慮到背景噪音。如果一個聲音信號被作為噪音信號曲解，立即關閉發(fā)射機。一個非常討厭的稱作剪輯的東西被在接收端聽到。如果，另一方面，噪音也會被做為一種聲音信號曲解，間斷傳輸的功效就會被減小。要考慮的另一個因素是當發(fā)射機關閉時，在接收端就完全無話音，這是由于數字GSM的

24、性質。為了保證接收者檢測出的是無話音，通過盡力與發(fā)射端背景噪聲相匹配在接受端建立舒適噪聲。</p><p><b>　　間斷接收</b></p><p>　　另一種在移動臺上保存功率的辦法是間斷接收。尋呼信道通過一個入局的呼叫給基站一個信號，被構造成次通道。每一個移動臺僅僅需要聽到自己的次信道。這時在連續(xù)的尋呼次信道中，當沒有被使用的功率時，移動臺可以進入休眠模式。&

25、lt;/p><p>　　在GSM中的信號協(xié)議結構</p><p>　　在GSM中，信號協(xié)議被分為三層，依賴于接口，當時引入了數字3，第一層是物理層，它為物理層提供無線信道，第二層是數據鏈路層，通過Um接口，數據鏈路層使用在ISDN中被LAPD協(xié)議，叫做LAPDm，通過A接口，7號信令的信息傳輸層被使用，GSM的第3層，被分為3個子層。</p><p>　　無線資源管理

26、 控制建立，維持，終止無線電裝置和固定信道，包括轉發(fā)器。</p><p><b>　　連接控制功能</b></p><p>　　處理呼叫控制 與CCITT協(xié)議的Q.931相似，管理補充服務和短信息服務。</p><p>　　信號在網絡的固定部分的不同實體之間，比如歸屬位置寄存器和訪問位置寄存器，它們通過移動應用部分協(xié)議完成。移動應用協(xié)議是

27、被建立在7號信令部分的最高層。MAP的說明非常復雜，超過了500頁，是GSM協(xié)議中最長的文件。</p><p><b>　　無線資源管理 </b></p><p>　　無線資源管理層在移動臺和移動交換中心之間的一層接口協(xié)議。主要的功能組成部分是移動臺，和基站控制器，還有移動交換中心。無線資源管理層與無線資源管理-會議的管理有關，這里移動臺有一個專門的功能，無線通信信

28、道的結構包括無線信道的分配。一個無線管理層協(xié)議總是移動臺通過接口協(xié)議開始，或者是一次向外的呼叫，或者是調度信息的接口，這個接口和調度程序的細節(jié)，如同當一個專用信道被分配在移動臺上和調度次信道結構被在無線資源管理層被處理。另外，它處理無線電特性包括功率控制，間斷傳輸和接收。</p><p><b>　　轉發(fā)器</b></p><p>　　在一個蜂窩網中，無線電和固定聯(lián)系

29、不是永久的被分配在依次呼叫間。轉發(fā)器是一個對向外呼叫給不同的信道和蜂窩的開關，轉發(fā)器所需要的執(zhí)行器和測量方法是無線資源管理層最基本的功能之一。</p><p>　　在GSM系統(tǒng)中有四個不同類型的轉發(fā)器，包括轉移呼叫：</p><p>　　在一個蜂窩網中的信道（時隙）。</p><p>　　在同一基站控制器下的基站移動臺。</p><p>　　

30、在不同基站控制器控制下的細胞，但是屬于在相同的移動交換中心</p><p>　　在不同的移動交換中心。</p><p>　　前兩種類型的轉發(fā)器，叫內部轉發(fā)器，只包括基站控制器，為了節(jié)省信號帶寬，它們利用基站控制器不包括移動交換中心，除此之外在完成轉發(fā)時通知它。最后兩種轉發(fā)器稱做外部轉發(fā)器，被移動交換中心所處理。GSM一個重要的方面是原始移動交換中心，仍然對其余的呼叫相關功能起作用。除了后來

31、的內部基站控制器外，轉發(fā)器在新的移動交換中心控制下，被稱作中繼器。</p><p>　　轉發(fā)器能被其它移動臺或移動交換中心所啟動。在一個空閑時隙里，移動臺掃描相鄰的16個蜂窩中的廣播控制信道，對于可能的轉發(fā)器形成一張六個最好的侯選列表，基于收到的信號的強度。這個信息通過基站控制器和移動交換中心運用轉發(fā)算法被使用，至少每秒一次，</p><p>　　算法適用在當轉發(fā)器決定應該被用在GSM協(xié)議

32、中時。有兩個基本的運算法則被使用，都密切被束縛在功率控制中，這是因為基站控制器通常不知道弱信號是否因為多徑衰落或移動臺移動到另一個蜂窩網中了。這種情況在郊區(qū)蜂窩網中確實是存在。</p><p>　　最小的可以接受的性能算法為轉發(fā)器優(yōu)先，以致于在一定的點上，當信號減弱時移動臺的功率在增強。如果功率一直增加而不改變信號的話，這個轉發(fā)器是可以考慮使用的。這是一個既簡單又普通的方法，但是當一個移動臺以很高的功率從一段距離

33、的原始的蜂窩邊界進入另一個蜂窩時，它‘抹去’了一些蜂窩邊界。功率預算法使用轉發(fā)器在相同或更小的功率水平上去維持或改進信號質量。它優(yōu)先于功率控制法。避免了‘抹去’細胞邊界的問題，減少了次信道的干擾，但是非常復雜。</p><p><b>　　移動管理</b></p><p>　　移動管理層是建立在無線資源管理的上一層，和處理用戶移動和安全，鑒權方面的問題。位置管理與程序

34、有關，這程序是使系統(tǒng)能夠知道當前加強移動臺功率的程序，這樣的話，入局呼叫路由選擇能被完成。</p><p><b>　　位置更新</b></p><p>　　信號最強的基站被入局呼叫通過尋呼信號通知。一個極端就是在網絡中的一個尋呼對應一次呼叫，這顯然是一種資源的浪費。另一個極端就是為了移動用戶通知系統(tǒng)，經當前位置更新信息使它的當前位置在一個單獨的細胞中。這將需要尋呼信

35、息被確切地發(fā)送到一個細胞中，但是這將會對于大量更新的位置信息造成浪費。一個折衷的被使用在GSM系統(tǒng)中的辦法就是在位置區(qū)域組成蜂窩網。當在位置區(qū)域之間移動時，要求更新信息。移動臺在它們當前位置的區(qū)域中被尋呼。</p><p>　　位置更新程序和后來的呼叫路由選擇，使用移動交換中心和兩個位置寄存器：歸屬位置寄存器，訪問位置寄存器。當移動臺在一個新的位置區(qū)域被轉換時或者它移動到一個新的位置區(qū)域時或不同運營商的公共陸地移

36、動網，它必須向網絡登記表明它當前的位置。在正常情況下，一個位置更新信息被發(fā)送到新的移動交換中心/訪問位置寄存器，這時記錄當前位置然后發(fā)送當前位置信息給用戶歸屬位置寄存器。被送到歸屬位置寄存器的信息正常是新的訪問位置寄存器的SS7地址，雖然它只可能是一個路由選擇數字。路由選擇數字的原因不是正常的被指定，甚至它將減少信號。是在新的移動交換中心/訪問位置寄存器里可以得到的路由選擇數字里的有限的數字，它們按入局呼叫的要求分配。如果用戶有權享受服

37、務，歸屬位置寄存器發(fā)送用戶信息的一個子集，為了呼叫控制需要新的移動交換中心/歸屬位置寄存器。然后發(fā)送信息到舊的移動交換中心/訪問位置寄存器去取消舊的登記信息。由于可靠性的原因，GSM也有一種位置更新程序，如果一個歸屬位置寄存器或移動交換中心不能工作了，同時有每一次移動臺登記更新新的數據將造成超載的情況，然而當更新位置信息發(fā)生時，數據庫也被更新，且能夠周期性的更新，且被運</p><p>　　一個關系到位置更新的過

38、程是IMSI的附加且派遣。派遣讓網絡知道移動臺是不可能到達的，并避免不必要的分配信道和發(fā)送尋呼信息，附加類似于位置更新，通知系統(tǒng)移動用戶是可以到達的。IMSI附加/派遣激活到一個單獨的細胞基礎上運行。</p><p><b>　　鑒權與安全</b></p><p>　　由于無線媒介能被任何人訪問，使用者的鑒定為了證明他們是誰，這是一個移動網絡中非常重要的部分，鑒定包括

39、兩個功能實體，SIM卡和認證中心。每一個用戶被一把秘密的鑰匙，一部分被儲存在SIM卡里，其它的儲存在認證中心，在認證期間，認證中心產生一個隨機號碼把它發(fā)送到移動用戶，然后認證中心和移動終端使用這個隨機號碼。一種秘密算法稱作A3算法，產生一個回應信號（SRES）被返回到認證中心。如果被移動用戶發(fā)送的數字和被認證的一樣，那么用戶被鑒別。同樣的初始隨機碼和用戶鑰匙被使用一種的秘密鑰匙叫A8，這個秘密鑰匙與TDMA偵一道，使用A5算法去創(chuàng)建一個

40、114突發(fā)點序列，譯成密碼是相當大膽的選擇，由于信號已經被以一種TDMA偵方式編碼，掃描和傳輸。這樣以免受到所有的保護，而采用專用竊聽器。</p><p>　　另一個水平的安全是在移動設備本身執(zhí)行，與移動用戶相反。正如以前提到的，每一個移動終端被唯一的國際移動設備識別號碼辨別，網絡中的一張IMEIS</p><p>　　在識別登記設備中被存儲，狀態(tài)回應到EIR的IMEI是下列之一：<

41、/p><p>　　白色單：合法的移動設備識別號。</p><p>　　灰色單：是否允許由運營商所決定。</p><p>　　黑色單：終端既沒有被報告偷竊，也沒有被類型認可，禁止使用的移動設備識別號。</p><p>　　Overview of the Global System for Mobile Communications</p>

42、;<p>　　History of GSM</p><p>　　During the early 1980s,analog cellular telephone systems were experiencing rapid growth in Europe, particularly in Scandinavia and the United Kingdom, but also in F

43、rance and Germany. Each country developed its own system , which was income paible with everyone else's in equipment and operation .This was an undesir-</p><p>　　able sitution, because not only was the

44、 mobile equipment limited to operation within national boundaries, which in a unified Europe were increasingly unimportant , but there was also a very limited market for each type of equipment , so economies of sca

45、le and the subsequent savings could not be realized. </p><p>　　The Europeans realized this early on , and in 1982 the Conference of European Posts and Telegraphs (CEPT) formed a study group called the Group

46、e Spécial Mobile (GSM) to study and develop a pan-European public land mobile system .The proposed system had to meet certain criteria: </p><p>　　Good subjective speech quality </p><p>　　Lo

47、w terminal and service cost </p><p>　　Support for international roaming </p><p>　　Ability to support handheld terminals </p><p>　　Support for range of new services and facilities &l

48、t;/p><p>　　Spectral efficiency </p><p>　　ISDN compatibility </p><p>　　In 1989, GSM responsibility was transferred to the EuropeaTelecommunication Standards Institute (ETSI), and phase

49、 I of the GSM specifications were published </p><p>　　in 1990. Commercial service was started in mid-1991 , and by 1993 there were 36 GSM networks in 22 countries.Although standardized in Europe, GSM is n

50、ot only a European standard. Over 200 GSM networks ( including DCS1800 andPCS1900) are operational in 110 countries around the world. In the beginning of 1994, there were 1.3 million subscribers worldwide which had

51、 grown to more than 55 million by October 1997. With North America making a delayed entry into the GSM field with derivative</p><p>　　The developers of GSM chose an unproven (at the time)digital system,a

52、s opposed to the then-standard analog cellular systems like AMPS in the United States TACS in the United Kingdom. They had faith that advancements in compressionalgorithm and digital signal processors would allow the

53、fulfillment of the original criteria and the continual improvement of the system interms of quality and cost . The over 8000 pages of GSM recommendations try to allow flexibility and cometitive innovation am</p>

54、;<p>　　Services provided by GSM</p><p>　　From the beginning, the planners of GSM wanted ISDN compatibility in terms of the services offered and the control signalling used . However, radio transmis

55、sion limitations, in terms of bandwidth and cost, do not allow the standard ISDN B-channel bit rate of 64 kbps to be practically achieved. </p><p>　　Using the ITU-T definitions , telecommunication services

56、be divided into bearer services, teleservices , and supplementary services . The basic teleservice supported by GSM is telephony . As with anothercommunications , speech is digitally encoded and transmitted through the

57、GSM network as a digital stream . There is emergency service , where the narest emergency- service provider is notified by dialing three digits (similar to 911). </p><p>　　A variety of data services is offer

58、ed.GSM users can send and receive data,at rates up to 9600 bps , tousers on POTS ISDN, Packet Switched Public Data Networks , and Circuit Switched Public Data Networks using a variety of access methods and protocols, suc

59、h as X.25 or X.32.Since GSM is a digital network,a modem is not required between the user and GSM network,although an audio modem is required inside theGSMnetwork to interwork with POTS. </p><p>　　Other data

60、 services include Group 3 facsimile , as described in ITU-T recommend-</p><p>　　dation T.30, which is supported by use of an appropriate fax adaptorA unique feature of GSM, not found in older analog systems,

61、 is the Short Message Service (SMS). SMS is a bidirectional service for short alphanumeric messages . Messages are transported in a store-and-forward fashion.For point -to-point SMS, a message can be sent to another su

62、b scriber to the serviceand anacknowledgement of receipt is provided to the sender . SMS can also be used in a cell-broadcast mode , for sending messages</p><p>　　Supple mentary services are provided on top

63、of teleservices or bearer services.Inthe current (Phase I) specifications, they include several forms of call forward ( such as call forwarding when the mobile subscriber is unreachable by the network ) , and call barrin

64、g of outgoing or incoming calls , for example , when roaming in another country . Many additional supplementary services will be provided in the Phase 2 specifications , such as caller identification, call waiting, mult

65、i-party conversa</p><p>　　Control channels</p><p>　　Common channels can be accessed both by idle mode and dedicated mode mobiles. The common channels are used by idle mode mobiles to exchange th

66、e signallinginforma</p><p>　　tion required to change to dedicated mode . Mobiles already in dedicated mode monitor the surrounding base stations for handover and other information .The common channels are de

67、fined within a 51frame multiframe , so that dedicatedmobile using the 26-frame multiframe TCH structure canstill monitor control channels .The common channels include: </p><p>　　Broadcast Control Channel

68、 (BCCH) </p><p>　　Continually broadcasts, on the downlink, information including base station identity, frequency allocations, and frequency-hopping sequences. </p><p>　　Frequency Correct

69、ion Channel (FCCH) and Synchronisation Channel ( SCH ) </p><p>　　Used to synchronise the mobile to the time slot structure of a cell by defining the boundaries of burst periods , and the time slot numberi

70、ng . Every cell in a GSM network broadcasts exactly one FCCH andone SCH , which are by definition on time slot number 0 (within a TDMA frame). </p><p>　　Random Access Channel (RACH) </p><p>

71、　　Slotted Aloha channel used by the mobile to request access to the network. </p><p>　　Paging Channel (PCH) </p><p>　　Used to alert the mobile station of an incoming call. </p><p>　

72、　Access Grant Channel (AGCH) </p><p>　　Used to allocate an SDCCH to a mobile for signalling (in order to obtain adedicated channel), following a request on the RACH. </p><p>　　Channel coding and

73、 modulation</p><p>　　Because of natural and man-made electromagnetic interference,the encoded speech or data signal transmitted over the radio interface must be protected from errors . GSM uses convolutional

74、 encoding and block interleaving to achieve this protection . The exact algorithms used differ for speech and for different data rates .The method used forspeech blocks will be described below. </p><p>　　Rec

75、all that the speech codec produces a 260 bit block for every 20ms speechsample. From subjective testing , it was found that some bits of this block were more important for perceived speech quality than others . The bits

76、 are divided into three classes: </p><p>　　Class Ia 50 bits - most sensitive to bit errors </p><p>　　Class Ib 132 bits - moderately sensitive to bit errors </p><p>　　Class II 78 bit

77、s - least sensitive to bit errors </p><p>　　Class Ia bits have a 3 bit Cyclic Redundancy Code added for error detection. If an error is detected,the frame is judged too damaged to be comprehensible and itis

78、discarded. It is replaced by a slightly attenuated version of the previous correctly received frame . These 53 bits, together with the 132 ClassIb bits and a 4 bit tail sequence (a total of 189 bits), are input into a 1

79、/2 rate convolutional encoder of constraint length 4 . Each input bit is encoded as two output bits, based on a c</p><p>　　Thus every 20 ms speech sample is encoded as 456 bits.</p><p>　　To

80、further protect against burst errors commontothe radio interface each sample is interleaved . The 456 bits output by the convolutional encoder are divided into 8 blocks of 57 bits, and these blocks are transmitted in eig

81、ht consecutive time-slot bursts . Since each time-slot burst can carry two 57 bit blocks , each burst carries traffic from two different speech samples. </p><p>　　Speech coding</p><p>　　GSM is

82、 a digital system, so speech which is inherently analog, has to be digitized.</p><p>　　The method employed by ISDN, and by current telephone systems for multiplex-</p><p>　　ing voice lines over

83、high speed trunks and optical fiber lines, is PulseCoded Modulation (PCM) . The output stream from PCM is 64 kbps , too high a rate tobe feasible over a radio link. The 64 kbps signal,although simple to implement contai

84、ns much redundancy. The GSM group studied several speech coding algorithms on the basis of subjective speech quality and complexity ( which is related to cost, processing delay, and power consumption once implemented)

85、before arriving at the choice of a Regu</p><p>　　Power control</p><p>　　There are fiveclasses of mobile stations defined,accordin to their peak transmitter power, rated at 20 , 8, 5, 2, and 0.8

86、watts . To minimize cochannel interference and to conserve power , both the mobiles and the Base Transceiver Stations operate at the lowest power level that will maintain an acceptable signal quality .Power levels ca

87、n</p><p>　　be stepped up or down in steps of 2 dB from the peak power for the class down to a minimum of 13 dBm 。</p><p>　　The mobile station measures the signal strength or signal quality(base

88、don the Bit Error Ratio), and passes the information to the BaseStationController ,which ultimately decides if and when the power level should be changed. Power control should be handled carefully, since there is the

89、 possibility of instability .This arises from having mobiles in co-channel cells alternatingly increase their powerin response toincreased cochannel interference caused by the other mobile increasing its power</p>

90、<p>　　Frequency hopping</p><p>　　The mobile station already has to be frequency agile,meaning it can move between a transmit, receive, and monitor time slot within one TDMA frame,which normally are on

91、 different frequencies. GSM makes use of this inherent frequency agility to implement slow frequency hopping , where the mobile and BTS transmit each TDMA frame on a different carrier frequency. The frequency hopping a

92、lgorithm is broadcast on the Broadcast Control Channel. Since multipath fading idependent on carrier freque</p><p>　　Multipath equalization</p><p>　　At the 900 MHz range, radio waves bounc

93、e off everything – buildings ,hills, cars, airplanes, etc. Thus many reflected signals, each with a different phase , can reach an antenna.Equalization is used to extract the desired signal from the unwanted reflections

94、. It works by finding out howa known transmitted signal is modified by multipath fading, and constructing an inverse filter to extract the rest of the desired signal. This known signal is the 26bit training sequence tr

95、ansmitted in the midd</p><p>　　Discontinuous transmission</p><p>　　Minimizing co-channel interference is a goal in any cellular system, since it allows better service for a given cell size,or th

96、e use of smaller cells, thus increasing the overall capacity of the system. Discontinuous transmission (DTX) is a method that takes advantage of the fact that a person speaks less that 40 percent of the time in norm

97、al conversation, by turning the transmitter off during silence periods . An added benefit of DTX is that power is conserved at the mobile unit. </p><p>　　The most important component of DTX is, of course,

98、Voice Activity Detection. It must distinguish between voice and noise inputs, a task that is not as trivial as it appears, considering background noise.If avoice signal is misinterpreted as noise ,the transmitter is turn

99、ed off and a very annoying effect called clipping is heard at the receiving end. If, on the other hand , noise is misinterpreted as a voice signal too often , the efficiency of DTX is dramatically decreased . Another fac

100、tor to co</p><p>　　is turned off, there is total silence heard at the receiving end, due to the digital nature of GSM. To assure the receiver that the connection is not dead, comfort noise is created at the

101、receiving end by trying to match the characteristics of the transmitting end's back--</p><p>　　ground noise. </p><p>　　Discontinuous reception</p><p>　　Another method used to co

102、nserve power at the mobile station is discontinuous reception . The paging channel, used by the base station to signal an incoming call ,is structured into sub-channels. Each mobile station needs to listen only to it