GSM移动通信系统

Mackey2046

GSM移动通信系统　　GSM移动通信系统是基于TDMA的数字蜂窝移动通信系统。GSM是世界上第一个对数字调制、网络层结构和业务作了规定的蜂窝系统。GSM是为了解决欧洲第一代蜂窝系统四分五裂的状态而发展起来的。在GSM之前，欧洲各国在整个欧洲大陆上采用了不同的蜂窝标准，对用户来讲，就不能用一种制式的移动台在整个欧洲进行通信。另外由于模拟网本身的弱点，使得它的容量也受到了限制。为此欧洲电信联盟在1980初期就开始研制一种覆盖全欧洲的移动通信系统，即现在被人们称为GSM的系统。如今GSM移动通信系统已经遍及全世界，即所谓"全球通"，目前我国的移动通信网就是以GSM系统为基础的移动网络系统。　　GSM移动通信系统是一种典型的基于TDMA的数字蜂窝移动通信系统，GSM系统总体结构由以下功能单元组成： 　　1.移动台(MS)：它包括移动设备(ME)和用户识别模块(SIM)。根据业务的状况，移动设备可包括移动终端(MT)，终端适配功能(TAF)和终端设备(TE)等功能部件。　　2.基站子系统(BSS) 　　基站(BTS)：为一个小区服务的无线收发信设备。　　1)基站控制器(BSC):具有对一个或多个BTS进行控制以及相应呼叫控制的功能，BSC以及相应的BTS组成了BSS(基站子系统)。BSS是在一定的无线覆盖区中，由移动业务交换中心(MSC)控制，与MS进行通信的系统设备。　　a.接口管理　　b.BTS－BSC之间的地面信道管理　　c.无线参数及无线资源管理　　d.测量和统计　　e.切换　　2)基站发信台(BTS)：受控于基站控制器(BSC)，属于基站子系统(BSS)的无线部分，服务于某小区的无线收发信设备，实现BTS与移动台(MS)空中接口的功能。BTS主要分为基带单元、载频单元和控制单元三部分。基带单元主要用于话音和数据速率适配以及信道编码等；载频单元主要用于调制/解调与发射机/接收机间的耦合；控制单元则用于BTS的操作与维护。 BTS中存储编码算法A5和密钥Kc，用于解密接收到的密文形式的用户数据和信令数据（包括解密）。　　3.网络子系统(NSS) 　　网络子系统主要包含GSM系统的交换功能和用户数据系统新管理、安全性管理所需的数据库功能，它对GSM移动用户之间的通信和GSM移动用户与其他通信网用户之间的通信起着管理作用。NS由一系列功能实体构成，整个GSM系统内部，即NSS的各功能实体之间和NSS与NSS之间都通过符合源CCITT信令系统No.7协议和GSM规范的7号信令网络互相通信　　1)移动业务交换中心(MSC)：对于位于它管辖区域中的移动台进行控制、交换的功能实体。　　2)拜访位置寄存器(VLR)：MSC为所管辖区域中MS的呼叫接续，所需检索信息的数据库。VLR存储与呼叫处理有关的一些数据，例如用户的号码，所处位置区的识别，向用户提供的服务等参数。　　3)归属位置寄存器(HLR)：管理部门用于移动用户管理的数据库。每个移动用户都应在其归属位置寄存器注册登记。HLR主要存储两类信息，有关用户的参数和有关用户目前所处位置的信息。　　4)设备识别寄存器(EIR)：存储有关移动台设备参数的数据库。主要完成对移动设备的识别、监视、闭锁等功能。　　5)鉴权中心(AUC)：认证移动用户的身份和产生相应鉴权参数(随机数RAND，符号响应SRES，密钥Kc)的功能实体。　　4.操作支持子系统(OSS) 　　操作维护系统中的各功能实体。依据厂家的实现方式可分为无线子系统的操作维护中心(OMC-R)和交换子系统的操作维护中心(OMC-S)。　　GSM系统可通过MSC实现与多种网络的互通，包括PSTN、ISDN、PLMN和PSPDN。　　GSM系统的编号方案 　　1.国际移动用户识别码(IMSI)　　给每个用户分配一个唯一的国际移动用户识别码，此码在GSM系统所有服务区中都是有效的。在呼叫建立与位置更新时，需要用到IMSI，并同时存贮在HLR和VLR中。 　　2.临时移动用户识别码(TMSI)　　考虑到移动用户的安全性，空中接口传递的IMSI用TMSI代替。VLR可给来访的每一用户分配一个唯一的TMSI，在每次鉴权后分配。只在某一VLR管辖区内有效，当用户离开此VLR服务区后，即释放此号码。在呼叫建立和位置更新时可使用TMSI。其总长不超过4个字节。结构由当地电信部门自定。 　　3.国际移动设备识别码(IMEI)　　唯一地识别一个移动台设备　　4.移动台国际ISDN号码(MSISDN)　　此号码是指主叫用户为呼叫移动用户而拨叫的号码 　　CC－国家码，即移动台登记注册的国家码，中国为86　　NDC－国内地区码，每个PLMN有一个NDC　　SN－移动用户号码　　5.位置区识别(LAI)　　在检测位置更新和切换的需求时，要使用位置区识别LAI 　　LAC－位置区码，用于识别移动通信网中的一个位置区，最多为2个字节长度的16进制编码，全部为0的编码不用于表示某个位置区。LAC可由各运营部门自定。　　6.基站识别色码(BSIC)　　用于采用相同载频的相邻不同基站发信台(BTS)的识别。特别用于识别在不同国家的边界地区采用相同载频的不同相邻BTS，BSIC为一个6比特编码 　　NCC－PLMN色码，用来唯一识别相邻国家不同的PLMN　　BCC－BTS色码，用来唯一识别采用相同载频的相邻BTS.