GSM基础知识

一、简述GSM移动通信系统

(一)GSM移动通信系统组成

GSM数字移动通信系统是欧洲主要电信运营者和制造厂家组成的标准化委员会设计

出来的,它是在蜂窝系统的基础上发展而成的。 蜂窝移动通信系统主要是由交换网络子系统(NSS)、无线基站子系统(BSS)和移动台(MS)三大部分组成,如图1-1所示。其中NSS与BSS之间的接口为“A”接口,BSS与MS之间的接口为“Um”接口。

图1-1 蜂窝移动通信系统的组成

GSM系统框图如图1-2,A接口往右是NSS系统,它包括有移动业务交换中心(MSC)、

拜访位置寄存器(VLR)、归属位置寄存器(HLR)、鉴权中心(AUC)和移动设备识别寄存器(EIR),A接口往左Um接口是BSS系统,它包括有基站控制器(BSC)和基站收发信台(BTS)。Um接口往左是移动台部分(MS),其中包括移动终端(MS)和客户识别卡(SIM)。

图1-2 GSM系统框图

交换网络子系统 :交换网路子系统(NSS)主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能。 NSS 由一系列功能实体所构成,各功能实体介绍如下: MSC:是GSM系统的核心,是对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制和完成话路交换的功能实体,也是移动通信系统与其它公用通信网之间的接口。它可完成网络接口、公共信道信令系统和计费等功能,还可完成BSS、MSC之间的切换和辅助性的无线资源管理、移动性管理等。另外,为了建立至移动台的呼叫路由,每个MS、还应能完成入口MSC(GMSC)

的功能,即查询位置信息的功能。

VLR:是一个数据库,是存储MSC为了处理所管辖区域中MS(统称拜访客户)的来话、去话呼叫所需检索的信息,例如客户的号码,所处位置区域的识别,向客户提供的服务等参数。

HLR:也是一个数据库,是存储管理部门用于移动客户管理的数据。每个移动客户都应在其归属位置寄存器(HLR)注册登记,它主要存储两类信息:一是有关客户的参数;二是有关客户目前所处位置的信息,以便建立至移动台的呼叫路由,例如MSC、VLR地址等。 AUC:用于产生为确定移动客户的身份和对呼叫保密所需鉴权、加密的三参数(随机号码RAND,符合响应SRES,密钥Kc)的功能实体。

EIR:也是一个数据库,存储有关移动台设备参数。主要完成对移动设备的识别、监视、闭锁等功能,以防止非法移动台的使用。

无线基站子系统 :BSS系统是在一定的无线覆盖区中由MSC控制,与MS进行通信的系统设备,它主要负责完成无线发送接收和无线资源管理等功能。功能实体可分为基站控制器(BSC)和基站收发信台(BTS)。 BSC:具有对一个或多个BTS进行控制的功能,它主要负责无线网路资源的管理、小区配置数据管理、功率控制、定位和切换等,是个很强的业务控制点。

BTS:无线接口设备,它完全由BSC控制,主要负责无线传输,完成无线与有线的转换、无线分集、无线信道加密、跳频等功能。

移动台:移动台就是移动客户设备部分,它由两部分组成,移动终端(MS)和客户识别卡(SIM)。 移动终端就是“机”,它可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。 SIM卡就是“身份卡”,它类似于我们现在所用的IC卡,因此也称作智能卡,存有认证客户身份所需的所有信息,并能执行一些与安全保密有关的重要信息,以防止非法客户进入网路。SIM卡还存储与网路和客户有关的管理数据,只有插入SIM后移动终端才能接入进网,但SIM卡本身不是代金卡。

(二) GSM移动通信系统的呼叫处理

1移动客户至固定客户出局呼叫流程 (移动台做主叫)

移动台始发呼叫流程图见图1-3。

图1-3 MS始发呼叫流程图

图中流程说明如下:

(1) 在服务小区内,一旦移动客户拨号后,移动台向基站请求随机接入信道。 (2) 在移动台MS与移动业务交换中心MSC之间建立信令连接的过程。

(3) 对移动台的识别码进行鉴权,如果需加密则设置加密模等,进入呼叫建立的起始阶段。

(4) 分配业务信道的过程。

(5) 采用七号信令的客户部分(1SUP/TUP),建立与固定网(ISDN/PSTN)至被叫客户的通路,并向被叫客户振铃,向移动台回送呼叫接通证实信号。

(6) 被叫客户取机应答,向移动台发送应答连接消息,最后进入通话阶段。 2) 固定客户至移动客户入局呼叫的基本流程(移动台做被叫) 移动台终结呼叫流程图如图1-4所示。

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