现代移动通信 蔡跃明 第三版 习题参考答案(7)

第七章 思考题与习题

1. GSM系统采取了哪几种抗衰落、抗干扰的技术措施？

答：GSM系统采取了自适应均衡、跳频、纠错码、分集、扩频、采用扇区天线、多波束天线和自适应天线阵列等抗衰落、干扰的技术措施

2. TDMA系统可以采用移动台辅助越区切换，而FDMA系统则不能，为什么？

答：移动台辅助切换法其主要指导思想是把越区切换的检测和处理等功能部分地分散到各个移动台，即由移动台来测量本基站和周围基站的信号强度，把测得的结果送给MSC进行分析和处理，从而作出有关越区切换的决策。而TDMA系统在一帧分为多个时隙，而移动台最多占用两个时隙分别进行发射和接收，在其余的时隙内，可以对周围基站的BCCH进行信号强度的测量。当移动台发现它的接收信号变弱，达不到或已接近于信干比的最低门限值而又发现周围某个基站的信号很强时，它就可以发出越区切换的请求，由此来启动越区切换过程。切换能否实现还应由MSC根据网中很多测量报告作出决定。如果不能进行切换，BS会向MS发出拒绝切换的信令。而FDMA是用频率来划分的，并不能空出一定的时间来对周围的信号进行检测，不能够发出越区切换的请求。

3. 试画出GSM系统的总体结构图。

基站子系统网络子系统VLRMSBTSTEMSBSCMSCHLRAUCEIROMCBTSBSCPSTNISDNPDN

4. 试画出GSM

图。

语音语音系统话音处理的一般框

数字化和信源编码信源解码信道编码信道解码交 织解交织突发序列格式化突发序列格式化加 密解 密31

调 制无线信道解调

5. GSM系统为什么要采用突发发射方式？都有哪几种突发格式？普通突发携带有哪些

信息？试画出示意图说明。

答：GSM采用TDMA 接入方式，一个用户在一帧中仅在某些时隙工作，所以必须采用突发方式。它有以下几种突发格式：常规突发、频率校正突发、同步突发、接入突发。常规突发又称为普通突发，携带有6位尾比特、26位训练比特、8.25位保护比特、1位表示此数据的性质是业务信号或控制信号和116位信息比特。可用下图表示：

6. 常规突发中的训练序列有何作用？为何将训练比特放在帧中间位置？

答：常规突发中的训练序列用来消除多径效应产生的码间干扰；

将训练序列放在两段信息的中间位置，是考虑到信道会快速发生变化，这样做可以使前后两部分信息比特和训练序列所受信道变化的影响不会有太大的差别。

7. 何谓TDMA系统的物理信道和逻辑信道？那么多种逻辑信道又是如何组合道物理信

道之中传输的？请举例说明。

答：TDMA系统的物理信道指的是BTS与MS之间的无线传输通道。

TDMA系统的逻辑信道指的是根据BTS与MS之间传递信息种类不同而定义的信道。多种逻辑信道是通过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）来组合物理信道之中传输的。例如：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。作为一种复帧。以出现一个空闲作为复帧的结束，在空闲帧之后，复帧再从F、S开始进行新的复帧。依此方法进行重复。 8. 简述GSM系统的鉴权中心产生鉴权三参数的原理以及鉴权原理

答：GSM系统的鉴权中心产生鉴权三参数时首先，产生一个随机数（RAND）；通过密钥算法（A8）和鉴权算法（A3），用RAND和Ki分别计算出密钥（Kc）和符号响应（SRES）；RAND、SRES和Kc作为一个三参数组一起送给HLR。

鉴权的原理：当MS发出入网请求时，MSC/VLR就向MS发送RAND，MS使用该RAND以及与AUC内相同的鉴权键Ki和鉴权算法A3，计算出符号响应SRES，然后把SRES回送给MSC/VLR，验证其合法性。

9. 突发中的尾比特有何作用？接入突发中的保护期为何要选得比较长？

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答：在无线信道上进行突发传输时，起始时载波电平必须从最低值迅速上升到额定值；突发脉冲序列结束时，载波电平又必须从额定值迅速下降到最低值（例如-70 dB）。有效的传输时间是载波电平维持在额定值的中间一段，在时隙的前后各设置3bit尾比特，允许载波功率在此时间内上升和下降到规定的数值。

当移动台在RACH信道上首次接入时，基站接收机开始接收的状况往往带有一定的偶然性。它既不知道接收电平、频率误差、MS和BS之间的传播时延，也不知道确切的接收时间。因此，为了提高解调成功率， AB序列的训练序列及始端的尾比特都选择得比较长。

10. 试说明MSISDN、MSRN、IMSI、TMSI的不同含义及各自的作用。

答：MSISDN：移动台国际ISDN号码；MSISDN为呼叫GSM系统中的某个移动用户所需拨的号码。

MSRN：移动台漫游号码；用于建立通信路由。

IMSI：国际移动用户识别码；在GSM系统中，每个用户均分配一个唯一的国际移动用户识别码（IMSI）。此码在所有位置（包括在漫游区）都是有效的。通常在呼叫建立和位置更新时，需要使用IMSI。

TMSI：临时移动用户识别码；考虑到移动用户识别码的安全性，GSM系统能提供安全保密措施，即空中接口无线传输的识别码采用临时移动用户识别码（TMSI）代替IMSI。 11. 试画出一个移动台呼叫另一个移动台的接续流程。

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MS“信道请求”“立即分配”指令“业务请求”“业务请求”“开始接入请求”应答“鉴权请求”“鉴权请求”“鉴权”BSMSCVLR“鉴权”响应“鉴权”响应“鉴权”确认“置密模式”“置密模式”指令“置密模式”指令“置密模式完成”“开始接入请求”应答“TMSI”指令“TMSI”响应对分配新的“TMSI”的应答要求“传送建立呼叫所需信息”“传送建立呼叫所需信息”“建立呼叫请求”“建立呼叫请求”“TMSI”响应“TMSI”指令分配新的“TMSI”“置密模式完成”“呼叫开始”指令“信道分配”指令“信道指配完成”“回铃音”“连接”指令“信道指配完成”“信道分配”指令“呼叫开始”指令VLRHLRBSMSVMSC询问“路由信询问“路由信息”息”“MSRN”“MSRN”拨号信息询问“呼叫参数”“呼叫请求”“寻叫请求”“寻叫请求”“信道请求”接续“连接完成”“回铃音”“连接”指令“连接”确认“连接”确认“立即指配”命令“开始接入请“寻呼”响应“寻呼”响应求”“鉴权请求”“鉴权请求”“鉴权”“鉴权”响应“鉴权”响应“鉴权确认”“置密”指令“置密”指令“置密模式”“开始接入应“置密”完成“置密”完成答完”成呼请求““呼叫建立”“呼叫建立”叫”“呼叫证实”“呼叫证实”信道“指配请“信道指配”求”“指配完成“指配完成“拨号应答”“回铃音”“连接”“连接”确认“回铃音”“连接”“连接”确认 12. GPRS系统在GSM系统的基础上主要增加了哪些功能单元？选用移动通信频段的依

据是什么？

答：GPRS系统在GSM系统的基础上主要增加了PCU（Packet Control Unit）是分组控制单元；SGSN（Serving GPRS Supporting Node）是服务GPRS支持节点；GGSN（Gateway GPRS Supporting Node）是网关GPRS支持节点；DNC为域名服务器；BG为边界网关；CG为计费网关。

13. 说明GPRS的业务种类。

答：GPRS的业务有：短消息业务、通用无线分组业务、高速电路型数据业务。 14. 简述SGSN、GGSN的功能和作用。

答：SGSN的主要功能是：负责GPRS与无线端的接入控制、路由选择、加密、鉴权、

移动管理；完成它与MSC、SMS、HLR、IP及其它分组网之间的传输与网络接口；SGSN可以看作为一个无线接入路由器。作用：类似于MSC，专管分组。

GGSN的主要功能是：是与外部因特网及X.25分组网连接的网关，GGSN可看作提供移动用户IP地址的网关路由器；还可以包含防火墙Firewall）和分组滤波器等；提供网间安全机制。另外，GGSN根据移动台的位置，为其指定一个SGSN。其作用类似于GMSC。 15. 简述慢跳频在GSM系统中的作用。

答：跳频技术改善了无线信号的传输质量，可以明显地降低同频干扰和频率选择性衰落。为了避免在同一小区或邻近小区中，在同一个突发脉冲序列期间，产生频率击中现象（即跳变到相同频率），必须注意两个问题：一是同一个小区或邻近小区不同的载频采用相互正交的伪随机序列；二是跳频的设置需根据统一的超帧序列号以提供频率跳变顺序和起始时间。

需要说明的是，尽管单纯采用慢跳频不能起到对符号的频率分集作用，但是，采用慢跳频可将深衰落发散开来，同时若将慢跳频与交织编码结合，可构成具有时间分集和频率分集作用的隐分集。另外，BCCH和CCCH信道没有采用跳频。

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