行動通訊
CHAPTER 10 現有無線系統
10.1 簡介
當兩個設備要成功地進行通訊，表示接收端 要如實獲得來自發送端的資訊，而這必須是 發送端及接收端皆遵循一組規則，即通訊協 定。
行動通訊 第十章 第243頁
10.2 AMPS
AMPS是美國所使用的第一代行動電話系統
用頻率調變（FM）來傳送聲音訊號。
重要的控制訊號是以數位形式透過頻率鍵控
（FSK）傳送。
10.2.1 AMPS的特色
AMPS使用824 MHz至849 MHz的頻帶來從手機 上傳至基地台，稱為上行通道（reverse link或uplink）。
另外使用869 MHz 至 894 MHz 的頻帶從基 地台下傳至手機，又稱為下行通道
（forward link或 downlink）。
行動通訊 第十章 第244頁
10.2.1 AMPS的特色
其中3 kHz的類比聲音訊號調變至30 kHz頻 道。在傳送資料時，該系統使用曼徹斯特
（Manchester）調變技術，其編碼速率為10 kbps。
在AMPS中，每八個聲音傳收器
（transreceiver）搭配一個控制傳收器。
行動通訊 第十章 第244頁
10.2.1 AMPS的特色
行動通訊 第十章 第244頁 表10.1
10.2.2 AMPS的運作
行動通訊 第十章 第245頁 圖10.1
10.2.2 AMPS的運作
AMPS系統中有三個識別號碼用以進行不同功 能：
1. 電子序號（Electronic serial number, ESN）：此號碼是製造商在出廠時即建立的一個 32位元二進位號碼。
2. 系統識別碼（System identification numbers, SID）：手機系統所擁有的一個15位元號碼。
3. 手機識別碼（Mobile identification number, MIN）：一個由MS的10位數電話號碼所產生出來 的號碼。
行動通訊 第十章 第245-246頁
10.2.2 AMPS的運作
有兩種重要的控制通道：順行控制通道
（forward control channel; FOCC）是從 BS至MS，以及逆行控制通道（reverse control channel; RECC）是從MS至BS。
10.3 IS-41
IS-41是一個過渡性標準，它讓不同MSC所控 制的BS之間能夠進行換手，並允許在本籍系 統之外進行漫遊。
行動通訊 第十章 第248-249頁 圖10.5
10.3 IS-41
除了AMPS的三種識別號碼，交換機號碼
（switch number; SWNO）是用來識別一群 交換機中的某一交換機。
此參數可將SID與交換機識別碼（switch identification; SWID）串接而得。
行動通訊 第十章 第249頁
10.3 IS-41
行動通訊 第十章 第250頁 圖10.6
10.3 IS-41
行動通訊 第十章 第250頁 圖10.7
10.4 GSM
行動通訊 第十章 第252頁 圖10.8
10.4 GSM
BSC：BSC的主要功能是看顧多個BTS以確保正常運 作。
MSC：MSC基本上負責系統的交換功能，控制與其他 電話與資料系統的來話與發話。
驗證中心（authentication center; AUC）：AUC 提供驗證與加密參數，以便確認用戶的身分並確保 各通話的機密性。
設備身分資料庫（equipment identity register;
EIR）：EIR是一個含有行動設備身分的資料庫，以 避免通話被竊取，以及避免未授權或有問題的MS。
10.4.1 頻率帶與通道
為降低可能的干擾，MS與BS各自使用不同的 頻率範圍。
BS或MS所傳送的任兩個訊框之間都會使用一 個8.25位元的保護訊框（guard frame）。
行動通訊 第十章 第253頁
10.4.1 頻率帶與通道
行動通訊 第十章 第253頁 圖10.9
10.4.1 頻率帶與通道
行動通訊 第十章 第254頁 表10.3
10.4.1 頻率帶與通道
GSM系統使用各種控制通道來確保MS與BS之 間的通訊順暢。有三種控制通道是用來向所 有MS廣播資訊之用：
廣播控制通道（broadcast control channel;
BCCH）
頻率校正通道（frequency correction channel; FCCH）
同步通道（synchronization channel; SCH）
行動通訊 第十章 第254頁
10.4.1 頻率帶與通道
有三種一般控制通道是用來建立MS與BS之間 的連結，以及話務管理：
隨機存取通道（random-access channel;
RACH）
傳呼通道（paging channel）
存取允許通道（access-grant channel）
行動通訊 第十章 第254頁
10.4.1 頻率帶與通道
有兩種專屬控制通道（搭配流量通道）是用 來傳送實際通訊中的任何控制資訊：
慢關連控制通道（slow associated control channel; SACCH）
獨立專用控制通道（stand-alone dedicated control channel; SDCCH）
快關連控制通道（fast associated control channel; FACCH）
10.4.2 GSM的訊框
GSM系統使用 TDMA方案，其使用一個4.615 ms長的訊框，分成八個各0.557 ms的時隙。
各訊框以時間作量測為156.25位元長度，其 中8.25位元是保護位元。有148個位元是用 於傳送資訊。
多個訊框結合在一起組成多重訊框
（multiframe）、超級訊框（superframe）
與超高訊框（hyperframe）。
行動通訊 第十章 第255頁
10.4.2 GSM的訊框
行動通訊 第十章 第255頁 圖10.10
10.4.3 GSM系統所使用的識別號碼
GSM系統有許多識別號碼，如下：
國際行動用戶識別碼（international mobile subscriber identity; IMSI）
使用者認證模組（subscriber identity module; SIM）
手機ISDN號碼（mobile system ISDN;
MSISDN）
位置區域識別碼（location area identity;
LAI）
行動通訊 第十章 第256-257頁
10.4.3 GSM系統所使用的識別號碼
國際手機設備識別碼（international MS equipment identity; IMSEI）
手機漫遊號碼（MS roaming number; MSRN）
暫時行動用戶識別碼（temporary mobile subscriber identity; TMSI）
行動通訊 第十章 第257-258頁
10.4.4 GSM的介面、功能面與協定層
在蜂巢式網路，可能的介面包括BS與BTS之 間的空中介面
BSC與BTS之間的介面
BSC與MSC之間的介面A
行動應用部分（mobile application part;
MAP）
行動通訊 第十章 第258頁
10.4.4 GSM的介面、功能面與協定層
10.4.4 GSM的介面、功能面與協定層
GMS的驗證是透過固接網路的協助來可靠地 比較MS的IMSI號碼。
行動通訊 第十章 第260頁 圖10.17
10.4.5 換手
GSM的換手可分為四種主要類型：
細胞內（intracell）／BTS內（intra-BTS）的 換手
細胞之間（intercell）／BSC內（intra-BSC）
的換手
BSC之間（inter-BSC）／MSC之內（intra- MSC）的換手
行動通訊 第十章 第261頁
10.4.5 換手
MSC之間的換手
基本換手：當MS從本籍MSC漫遊至客籍MSC。
續換手（subsequent handoff）：當MS從一個客籍 MSC漫遊至另一個客籍MSC。
行動通訊 第十章 第261-262頁 圖10.18
10.5 PCS
PCS可以分為高階（high-tier）與低階
（low-tier）標準高階系統。
行動通訊 第十章 第263-264頁 表10.5-10.6
10.6 IS-95
IS-95使用現有的12.5 MHz蜂巢式頻帶來產 生10個不同的CDMA頻帶（各頻帶為1.25 MHz）。
因為即使在相鄰細胞都可使用相同頻率，頻 率重複使用係數（frequency reuse factor）為1。
CDMA利用多重路徑衰減的優點來做到空間分 集（space diversity）。
行動通訊 第十章 第267頁
10.6 IS-95
10.6 IS-95
CDMA的邏輯通道是控制通道與流量通道。
控制通道有導頻通道（順行）、傳呼通道
（順行）同步通道（順行）、存取通道（逆 行）。
流量通道是用來在BS與MS之間傳送用戶資 訊，以及信令流量。
行動通訊 第十章 第268頁
10.6 IS-95
行動通訊 第十章 第269頁
10.7 IMT-2000
IMT-2000是統稱所有3G系統的名稱。
行動通訊 第十章 第274頁 圖10.34
10.7.2 第三代蜂巢式系統所提供的服務
高速率的能力
標準
歐洲（ETSI: European Telecommunications Standardization Institute） UMTS（W- CDMA）
日本（ARIB: Association of Radio Industries and Businesses） WCDMA
美國（TIA: Telecommunications Industry Association） cdma2000
行動通訊 第十章 第275頁
10.7.2 第三代蜂巢式系統所提供的服務
行動通訊 第十章 第275頁 圖10.35
10.7.5 UMTS
它一部分是基於3G規範，同時也保留部分2G 的成分。
10.7.5 UMTS
新架構的重大改變是在無線電存取網路
（radio access network; RAN），其也叫 做UMTS地面無線電存取網路（UMTS terrestrial RAN; UTRAN）。
行動通訊 第十章 第279頁
UTRAN的架構
UTRAN包含一組無線電網路子系統（radio network subsystems; RNSs）。
RNS有兩個主要元素：Node B與RNC。
行動通訊 第十章 第279頁 圖10.38
