手机开机呼叫流程通信
手机开机后的步骤:
1. 首先搜索 124 个信道，即所有的 BCH 通道, 决定收到的广播信道 BCH 强度, (BCH 的
承载的信息是距 Mobile 最近的 BTS; 呼叫信息);
2. 跟网络同步时间和频率, 由 FCH/SCH 调整频率和时间
3. 解码 BCH 的子通道 BCCH.
4. 网络检查 SIM 卡的合法身份.是否是网络允许的 SIM 卡。
5. 手机的位置更新.
6. 网络鉴权
手机主叫(MOC)过程:l
1. 手机给基站发送通道需求，即手机发送一个短的随即接入突发脉冲.(RACH Burst)
2. 由 BCH 指定传输信道. SDCCH
3. 手机和基站在独立专用信道(SDCCH)上通信.
4. 权限认证
5. 指定手机在一个业务信道(TCH)上通信.
6. 在 TCH 上进行语音通信.
手机被叫 l
1. BTS 在 PCH 呼叫通道上使用 SIM 中的 IMSI 号码来呼叫用户。
2. 由手机发送 RACH
3. 通道指定在 BCH.
4. 手机和基站在 SDCCH 上通信
5. 手机用户被鉴权
6. 手机被指定 TCH 通道。
7. 在 TCH 通道上进行语音和数据通信。
紧急呼叫：l
1. GSM 规格定义了 112 为紧急呼叫号码
2. 112 在手机有无 SIM 卡的情况下均可呼叫。
3. 在 RACH 上, 手机 112 建立紧急呼叫。
Authentication 鉴权：l
1. 目的：验证用户身份（IMSI /SIM）; 提供手机新的加密键。
2. 鉴权是在什么情况下：每一次注册、每次呼叫或被叫企图、执行一些增值服务、漫游
时的位置更新。
切换 handover: 切换是手机通信从一个小区/信道到另外一个小区/信道。l
1. 上行和下行的接收质量报告
2. 上行和下行的接收信号强度
3. 距离，迁时
4. 干扰层。
5. 功率预算。
6. 切换包括：同一小区内部信道/时隙之间的切换。小区于小区之间。
加密 ciphering: 语音和数据的保密、信号信息的保密；l
手机位置更新 location update:l
1. MSC 应知道呼叫手机的位置。
2. 手机连续的改变位置，手机在改变位置时通知 MSC 关于新位置。由 MSC 处理位置更
新。
3. 手机位置更新过程：（location area identity LAI）
a) 手机改变位置区
b) 手机从 BCCH 上读新的位置区
c) 发送 RACH, 为通道需求。
d) 在 AGCH 上获得一个 SDCCH.
e) 在 SDCCH 发送 IMSI 和新旧 LAI 位置更新需求给 MSC
f) MSC 开始认证
g) 如果认证成功，更新手机位置在 VLR 上
h) 发送确认信息给手机
i) 手机离开 SDCCH, 进入空闲模式。
上行和下行：上行是手机通过上行频率发信息给基站，下行是相反。上行和下行组成一
对频率对（45MHZ 分割），上行滞后下行 3 个时隙；上行和下行使用相同的时隙号；上行和
下行使用相同的通道号；上行和下行使用不同的波段。（间隔 45MHZ）。l
功率等级：l
由于手机在小区内移动，它的发射功率要随着移动，当他靠近基站时，防止干扰别的用户
功率要减小，当他远离基站是为防止衰减要增大发射功率。总共有 19 个功率等级, 功率等
级存于手机的 EEPROM 中. 功率控制的好处是：手机可以省电、基站减少干扰。
1. 由基站在 SACCH 上发送命令手机改变发射功率
2. 改变功率是和路径的衰减成比例。TX Level 5 –33dbm ，19---5dbm。
3. 每个等级之间是间隔 2dbm.
4. BTS 需要在上行开始的 Rxlev、Rxqual
5. 每 480ms 发送报告给 BSC 关于 Rxlev、Rxqual。
6. 每一定时间跟初始的进行比较。
动态基站功率控制：l
1. 目标是减少平均干扰
2. 基于 MS 发送的测量报告计算
3. 是否和 BCH 载波
4. 非强制性的
DTX 不连续发射：l
1. 当语音中断的大部分时间里，允许无线发射器关掉。
2. 有 DTX Handler 处理器： 在发射端有语音激活检测、在发射端有背景声噪音、在切断
时产生舒适噪音。
3. 不连续发射在上行和下行都有执行。不连续发射、不连续接收；
4. 在手机上执行不连续发射和不连续接收。
5. 在 BTS 接收时有不连续接收
时迁（定时提前）:l
Timing advance 就是为了保证信号能在准确的时间内到达 BS, 当 MS 移动时, 随着 MS 距
离 BS 的远近, 上行传递的时延的可变，基站命令移动台提前发送。 由 BS 在 SACCH 信道
上命令 MS 来改变它的迁时的大小. 手机在空闲模式时接收机站和解码 BCH，在 BCH 中的
SCH 允许手机调整它的内部时间，当手机接收到 SCH 时不知道距离基站多远，通过 SACH
特殊的 短突发。当手机在下行的 SACCH 上获得迁时信息，才发送正常的突发，30KM 手
机设置迟延 100US.
信道介绍:l
1. BCH 广播信道:
BCH 就象灯塔, 在每一小区的任何时候, 都有 BCH 在 ARFCN 上，使手机能发现网络, 并
使手机同步于网络，并且 BCH 信号的强度告诉手机那个是距它最近的 GSM 网络; 手机几乎
每 30 秒会报告相邻小区的 BCH 功率, 以便于由基站决定是否切换.?? 每一小区使用的 BCH
频率通道都不同, 通道被远距离的小区重复使用; 小区中的所有的手机接收 BCH. 在 ARFCN
上有 BCH 信道. BCH 的信息在下行的通道 0 时系, 其他时系用于业务信息 TCH; 使 MS 同
步, 运载控制信息和呼叫信息. 和网络身份信息。所有手机的呼叫信息都在 BCH 上。BCH
由 FCH、SCH、BCCH、CCCH、SDCCH、SACCH 组成。基站产生的 BCH 在零时隙，
a) FCH: frequency correction channel 在 BCH 上重复使用特别的 BURST, 让手机开机时调
整它的频率.
b) SCH: synchronization channel, 在 FCH 后, 调整时间.
c) BCCH: 广播控制信道, 带有网络身份.
d) CCCH: 共用控制信道, 它的子通道 PCH(PAGING CHANNEL)在 CCCH 上. 手机能认出
并用一个 RACH 作出反应.; 还有子通道 AGCH 访问认可通道, 命令手机进入 SDCCH 或
TCH.
2. CCCH 共用控制信道: 是双向控制信道, CCCH 和 BCH 在多帧上分享 0 时隙；CCCH 包
括 RACH; PCH; AGCH; CBCH; PCH 呼叫通道 用于运载 IMSI 报知手机有呼叫、PCH 是下
行通道，
3. DCCH 专用控制信道: 双向控制信道, 由三个子通道组成：SDCCH,FACCH,SACCH.。
SDCCH 独立专用控制信道：指定 TCH 之前的过渡信道，话务建立和用户验证. SDCCH
独立专用控制信道: 在呼叫建立时, 于 BCH 和 TCH 之间起连接作用.u
SACCH 慢速相关控制信道:u
上行: 接收信号质量报告、接收信号 RX LEVEL 报告、相邻小区的 BCH 功率报告。通
道功率;手机的状态.
下行：命令 MS 的 TX 功率控制的命令、小区信道配置、迁时、跳频。
FACCH 快速相关控制信道：由 BTS 用作命令手机切换，u
上行： 中断 TCH 信号、切换时快速信息交换。
下行： 中断 TCH. 控制 BITS
SACCH 和 FACCH 的区别: SACCH 报告基站说有另外的小区可提供给手机更好的信号质
量, 切换是必要的.在段时间内, 由于 SACCH 没有足够的带宽, 所以在短时间内由 FACCH
取代 TCH; 切换就发生了. FACCH 象一个 TCH. 当听到语音有小的中断时, 可能发生了切
换.u
4. TCH 业务信道: 通话时使用的信道. 运载语音信息、是双向的用于手机和基站交换语音
信息 ,TCH full rate 26 frames 是 120ms。包含 24carry speech, 1 个 idle , 1 个 sacch。TCH half
rate 26 frames 是 120ms ; 包含 24carry speech , 2 个 sacch.
5. RACH 随机接入信道:
由手机发送短的突发给基站，即呼叫需求；由 MS 使用来从基站获取注意; 手机并不知道
路经的迟延, 所以手机发短的 BURST, 当手机在下行的 RACH 上获得迁时时, 手机才发正常
的 BURST.
6. 手机测量报告：
SACCH 的测量报告提供给 GSM 系统。每个手机测量服务小区的功率，也测量相邻小区
的 BCH 功率；手机也测量在 TCH 上接收的信号的强度和质量。通过 SACCH 将接收 RxLev
（dbm）和 RXQuaL(be mapped directly to bit error ratio)报告给所在服务小区。
手机通信网络组成：
1. BTS 基站：base transceiver station 基站首要是收发器，收发器的多少决定小区的容量，
一个收发器能支持 8 个用户。一个小区由 3 个天线，一个发射，两个接收（分级接收）。（收
发器和天线的关系）？？？
a) 每个 BTS 都会有一套收发器。
b) 一个 BTS 覆盖一个小区，BTS 发送 BCH 信号在 RF 信道的 0 时隙。BCH 帮助 Mobile
识别/寻找网络。
c) 小区的手机用户容量依靠信道数
d) GSM 空中接口的数据传输速率是 13Kbps, 即 BTS 收发语音数据速率是 13KB/S.
e) 有 BTS 命令手机设置其发射功率、迁时、切换。
2. BSC base station controller 基站控制器：
a) 几个 BTS 基站连接一个 BSC, 基站安排信道配置、切换、和 BTS 连接 BSC; 所有的 BSC
连接至 MSC,
b) 每个 BTS 连结 BSC 用 abis 接口，是 2Mbps 的连接。使用 microwave link、optical
fiber、 co-axial line 等方式连接.
c) Microwave link 经常是最好的连接方式选择。
d) BSC 连结 MSC 使用的是 A 口
e) 在 BSC 可提供小区广播等服务。
3. MSC mobile switching center 是网络的核心，呼叫建立、保持、和释放；链接 BSC 和
PSTN、 认证、呼叫转接、短信息、收费等。当用户增加到一定数量时，可增加 MSC；MSC
与 MSC 之间使用 GMSC 连结（GATEWAY）
a) 当呼叫建立时，MSC 起到保持通话和断开通话的功能。
b) 存储所有的用户数据和它们的相关特征。
c) 介于 MS 和 PSTN 之间，交换通信数据.
d) MSC 是 GSM 网络的心脏。是与别的 GSM 网络、非 GSM 网络的连接口。
e) MSC 主要功能：认证、位置更新、连接、收费、呼叫转接、SMS。
f) 当用户增加时，超过一个 MSC 的容量， 就需要多一个 MSC， 就增加一倍的用户
4. TRAN------Trans coding/rate adapter unit 速率适配器。
a) TRAN 转换 13KB/S 的 GSM 速率为标准的 64KB/S; TRAN 作为一 MSC 的一部分。
b) Trans coding 也使用在下行时，将 64kbps 转换成 16kbps.
c) Trans coding 在 MSC\BSC\BTS 中。
5. HLR Home location register 归属位置寄存器。
a) 在 MSC 中有所有的用户数据库存在于 HLR。HLR 中有永久用户数据库。
b) 用户发出呼叫时，MSC 从 HLR 之中获得用户数据。是用户核心数据库，大部分在 SIM
卡中的数据都可以在 HLR 中获得。
6. VLR visiting location register 访问位置寄存器。
a) 在 VLR 中有被激活的所有的用户号码。
b) 当别的 MSC 中的用户漫游到新的 MSC 时，MSC 和 HLR 之间通信，新的 MSC 就将漫
游的用户注册到它的 VLR 中。
c) 当手机漫游时，用户访问区被别的网络覆盖，而且归属位置网络批准它使用被访问的
网络，它的用户信息将从 HLR 被拷贝到 VLR(访问位置寄存器)中暂存。
7. 鉴权中心 AUC----Authentication center
a) 是 SIM 卡的验证过程。
b) 每个 SIM 卡有一个 IMSI， 在 IMSI 有加密码
c) 在 HLR 中有 IMSI 和密码
d) 手机通信时，首先验证 SIM 卡的合法性，由 AUC 进行验证。
8. 装备身份注册：EIR----Equipment identify register
a) 包含了 IMEI 信息。所有的手机 IMEI 都存储在 EIR 中，是手机的数据库。
b) 在 GSM 中有助于验证当手机遗失时，运营商可以禁止已经报失手机的使用。
c) EIR 分类：Permitted list\evaluation list\stolen list\unknown
9. 收费中心 BC---Billing center
a) BC 产生每一个用户的费用状况.
b) 直接连到 MSC, 由 MSC 发送收费信息给 BC（通话时）
c) BC 处理按单位计费。
10. 操作运营中心：OMC----operation and maintenance center.
a) 每个 GSM 网络超过 100 个 BTS 组成，每一个实体需要操作和维护。
b) 一些远程操纵是必要的，检测和远程进入。
c) 有时有两种 OMC(不同的供应商)，OMC-S: Deal with switch; OMC-R :deal with radio
network。
11. 短信中心：SMSC 信息通过短信息中心发到指定的手机。
a) 信息通过 SMSC 传输
b) 信息可通过人工终端（连到 SMSC）发送。
c) 短信中心 SMS CENTER---MSC/VLR----BSC----BTS.----MS
12. 语音服务中心：
a) 它拥有所有语音用户的数据库；
b) 它也存储了语音信息。
13. 设备报警：
a) BTS, BSC, Trans coder failure.
b) Link failure
c) Module failure(transceiver, processor)
小区身份，网络中每个小区都由唯一的识别号，CI: Cell Identity. 一个小区由 56 个用户
可同时通话 l
调制方式: GSM 采用的是 调制 高斯最小频移键控， 是描述滤波器带宽和
比特率的关系,不是相位调制，是一种典型的数字调频调制，实际上是调频。0 和 1 代表的是
载波加减不同的频率+ 和，1 被看作是相位增加 90 度，0 被看作是相
位在相反方向改变，两个频率表示频移键控; 语音编码速率时 13kbps. 数据速率(调制速
率)BIT 传送速率是 。刚好是四倍于射频频移。这样一来就有效的减少调制频谱
和提高了通道利用率. 高斯滤波: 剧烈的频率变化会导致频谱扩散, 所以用滤波器进行滤波
平滑后, 减少频谱扩散; RF 载频加 和减 ; 靠频率转移.l
GSM 网络系统：手机和机站的接口是空中接口， 基站(BS)和基站控制台 BSC 是靠 abis
接口 2Mbps 的连接。（是光纤或者常用微波连接， DCS1800 Abis 接口经常使用微波连
接）, 一个 BSC 控制 20~30 个 BTS；基站控制台 BSC 到交换局是 A 口连接。 手机和基站
的最大距离是 。l
