⑴ 無線通信
手機通信流程
GSM無線系統中,GSM手機所有的工作流程都是在CPU的作用下進行的,具體的劃分包括如下5個流程。這些流程都是以軟體數據的
形式存儲於手機的EEPROM和FLASHROM中,其初始工作流程見下面:
1.開機流程
當手機的供電模塊檢測到電源開關鍵被按下後,會將手機電池的電壓轉化為適合手機電路各部分使用的電壓值,供應給相
應電源模塊,當時鍾電路得到供電電壓後會產生振盪信號,送入邏輯電路,CPU在得到電壓和時鍾信號後會執行開機程序,首先從
ROM中讀出引導碼,執行邏輯系統的自檢。並且使所有的復位信號置高,如果自檢通過,則CPU給出看門狗(Watchdog)信號給各
模塊,然後電源模塊在看門狗信號的作用下,維持開機狀態。
2.上網流程
手機開機後,即收索廣播控制信道(BCCH)的載頻。因為系統隨時都向在小區中的各用戶發送出用廣播控制信息。手機收
集到最強的(BCCH)對應的載頻頻率後,讀取頻率校正信道(FCCH),使手機(MS)的頻率與之同步。所以每一個用戶的手機在
不同的位置(即不同的小區)的載頻是固定的,它是由GSM網路運營商組網時確定,而不是由用戶的GSM手機來決定。手機讀取同
步信道(SCH)的信息後找出基地站(BTS)的認別碼,並同步到超高幀TDMA的幀號上。手機在處理呼叫前要讀取系統的信息。如
:領近小區的情況、現在所處小區的使用頻率及小區是否可以使用移動系統的國家號碼和網路號碼等等,這些信息都以BCCH上得
到。手機在請求接入信道(RACH)上發出接入請求的信息,向系統傳送SIM卡帳號等信息。系統在鑒權合格後,通過允許接入信道
(AGCH)使GSM手機接入信道上並分配給GSM手機一個獨立專用控制信道(SDCCH)。手機在SDCCH上完成登記。在慢速隨路控制信
道(SACCH)上發出控制指令。然後手機返回空閑狀態,並監聽BCCH和CCCH公共控制信道上的信息。此時手機已做好了尋呼的准備
工作。
3.待機流程
用戶在監測BCCH時,必須與相近的基站取得同步。通過接收FCCH、SCH、BCCH信息,用戶將被鎖定到系統及適當的BCCH上
。
4.呼叫流程
4.1手機作主叫
我們考慮GSM系統中由手機發出呼叫的情況。首先,用戶在監測BCCH時,必須與相近的基站取得同步。通過接收FCCH、SCH
、BCCH信息,用戶將被鎖定到系統及適當的BCCH上。
為了發出呼叫,用戶首先要撥號,並按壓GSM手機上的發射鍵。手機用鎖定它的基站系統的ARFCN來發射RACH數據突發序列。然後
基站以CCCH上的AGC信息來響應,CCCH為手機指定一個新的信道進行SDCCH連接。正在監測BCCH中TS0的用戶,將從AGCH接收到它的
ARFCN和TS安排,並立即轉到新的ARFCN和TS上,這一新的ARFCN和TS分配就是SDCCH(不是TCH)。一旦轉接到SDCCH,用戶首先等
待傳給它的SACCH幀(等待最大持續26幀或129ms)。
該幀信息告知手機要求的定時提前量和發射功率。基站根據手機以前的RACH傳輸數據能夠決定出合適的定時提前量和功率
級,並且通過SACCH發送適當的數據供手機處理。在接收和處理完SACCH中的定時提前量信息後,用戶能夠發送正常的、話音業務
所要求的突發序列消息。當PSTN從撥號端連接到MSC,且MSC將話音路徑接入服務基站時,SDCCH檢查用戶的合法性及有效性,隨後
在手機和基站之間發送信息。幾秒鍾後,基站經由SDCCH告知手機重新轉向一個為TCH安排的ARFCN和TS。一旦再次接到TCH,語音
信號就在前向和反向鏈路上傳送,呼叫成功建立,SDCCH被騰空。
4.2手機作被叫
當從PSTN發出呼叫時,其過程與上述過程類似。基站在BCCH適當幀內的TS0期間,廣播一個PCH消息。鎖定於相同ARFCN上
的手機檢測對它的尋呼,並回復一個RACH消息,以確認接收到尋呼。當網路和服務基站聯接後,基站採用CCCH上的AGCH將手機分
配到一個新的物理信道,以便連接SDCCH和SACCH。一旦用戶在SDCCH上建立了定時提前量並獲准確認後,基站就在SDCCH上重新分
配物理信道,同時也確立了TCH的分配。
5.關機流程
關機時,按下開關鍵,鍵盤檢測模塊向數字邏輯部分發出一個關機請求信號,CPU即撤消開機維持信號,執行關機程序,
供電模塊撤消供電,射頻,邏輯電路即停止工作,從而關機。如果在開機狀態下強制關機(取下電池)有可能會造成內部的軟體
故障。
另外還包含其他軟體工作流程如充電流程、電池檢測、鍵盤掃描、測試流程等。(轉自網路空間)
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NSS (Network Sub-System 網路子系統)
它與 OSS (Operation Sub-System)操作維護子系統 BSS(Base Station Sub-System)基站子系統 和 MS (Mobile Station)移動
台組成了無線通信系統。 NSS包括移動業務交換中心(MSC)、拜訪位置寄存器(VLR)、歸屬位置寄存器(HLR)、設備識別寄存器
(EIR)、鑒權中心(AUC),而BSS有基站(BTS)和基站控制器(BSC)組成。 NSS
NSS (Network Security Services 網路安全服務)
網路安全服務(NSS)是一個旨在支持跨平台的安全功能的客戶端和伺服器應用程序的開發庫。與NSS內置的應用程序可以支持SSL
v2和v3,TLS和的PKCS#5,PKCS#7的,的PKCS#11的PKCS#12的S / MIME,X.509 v3證書和其他安全標准。如
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MSC = Mobile Switching Center,移動交換中心:
MSC是整個GSM網路的核心,它控制所有BSC的業務,提供交換功能及和系統內其它功能的連接,MSC可以直接提供或通過移動網
關GMSC提供和公共電話交換網(PSTN)、綜合業務數字網(ISDN)、公共數據網(PDN)等固定網的介面功能,把移動用戶與移動
用戶、移動用戶和固定網用戶互相連接起來.MSC從核心網系統內的三個資料庫,即歸屬位置寄存器(HLR)、拜訪位置寄存器
(VLR)和鑒權中心(AUC)中獲取用戶位置登記和呼叫請求所需的全部數據。
另外,MSC也根據最新獲取的信息請求更新資料庫的部分數據。作為網路的核心,MSC還支持位置登記、越區切換、自動漫遊等
具有移動特徵的功能及其它網路功能。對於容量比較大的移動通信網,一個NSS(網路子系統)可包括若干個MSC、HLR和VLR。當
某移動用戶A進入到一個拜訪移動交換中心(VMSC),為了建立對該移動用戶A的呼叫,要通過移動用戶A所歸屬的HLR(歸屬位置
寄存器)獲取路由信息。在現有的網路中,一個MSC必然與一個VLR相隨,當用戶漫遊到新的MSC服務區時,與此MSC相聯的VLR就會
向用戶歸屬位置寄存器HLR請求發送用戶數據,以便在新的MSC中提供相應的服務。HLR將用戶信息拷貝到新的VLR中,以完成用戶
位置更新。不過MSC只是支持電路域的業務,並不支持分組域的數據業務。這點千萬要注意。數據業務的核心網是另外組網的。
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BSS:Basic Service Set(基礎服務集合)
是和MSC相連的基站子系統
在整個移動網路中基站主要起中繼作用。基站與基站之間採用無線信道連接,負責無線發送、接收和無線資源管理。而主基站與
移動交換中心(MSC)之間常採用有線信道連接,實現移動用戶之間或移動用戶與固定用戶之間的通信連接。說得更通俗一點,基站
之間主要負責手機信號的接收和發送,把收集到的信號簡單處理之後再傳送到移動交換中心,通過交換機等設備的處理,再傳送
給終端用戶,也就實現了無線用戶的通信功能。所以基站系統能直接影響到手機信號接收和通話質量的好壞。