GSM全球移动通信系统概述-2
GSM网络基础概述
GSM发展简史 GSM发展简史
GSM：（Global communication）全球移动通讯系统， GSM：（Global System of Mobile communication）全球移动通讯系统， ：（ 是当前应用最为广泛的移动电话标准。 是当前应用最为广泛的移动电话标准。 全球超过200个国家和地区超过10亿人正在使用GSM电话。 全球超过200个国家和地区超过10亿人正在使用GSM电话。 200个国家和地区超过10亿人正在使用GSM电话 标准通过“漫游协定” GSM 标准通过“漫游协定”使得移动电话在不同运营商之间自由漫游变得很 平常。 平常。 较之它以前的标准最大的不同在于GSM GSM使用的信令和语音信道都是数字 GSM 较之它以前的标准最大的不同在于GSM使用的信令和语音信道都是数字 式的，因此GSM被看作是第二代（2G）移动电话系统。 式的，因此GSM被看作是第二代（2G）移动电话系统。 GSM被看作是第二代 GSM的发展历程： GSM的发展历程： 的发展历程
交换网络 子系统 鉴权中心
拜访位置寄存器（VLR） 拜访位置寄存器（VLR） 归属位置寄存器（HLR） 归属位置寄存器（HLR） 鉴权中心（AUC） 鉴权中心（AUC）
SS
MSC关口局 关口局
AUC
短信网关 短信网关
SMS-GMSC SMS-IWMSC
GMSC
归属位置 寄存器
HLR MSC VLR
T
DX 200 HLR/AC/EIR
NSS - 网 络 子 系统
PSTN ISDN PSPDN
NSS 位 置
NMS / 2000 网络 管理 系统
Air
Abis
A
SMSC
5
GSM网络结构图 GSM网络结构图
GSM系统概述
课程内容
第一部分 GSM系统发展简史
第二部分 GSM系统结构 GSM网络编号 业务过程 GSM无线参数
第三部分 CME20系统简介
第一部分
GSM系统发展简史
通信系统的发展
1G：表示第一代移动通信技术。如现在已淘汰的模拟 移动网。
2G：表示第二代移动通信技术。代表为GSM。以数字 语音传输技术为核心。
小区:一个基站区划分为若干个小区,它是网络 中一个基本的无线覆盖的区域.由小区识别码 (CGI)识别位置区内的小区.
小区简介
目前的移动通信系统一般采用小区制,即将整个 网络划分为若干小区,每个小区用以负责本小区 移动通信的联络和控制等功能.因此移动网络的 覆盖区可以看成是由若干正六边行的无线小区 相互领接而构成的面状服务区,.由于这种服务 区的形状很像蜂窝,便将这种系统称之为蜂窝式 移动通信系统,与之相对应的网络称之为蜂窝式 网络。
GSM系统各功能实体之间的接口定义明确,GSM 规范对各接口所使用的分层协议也作了详细的 定义,通过各个接口相互传递有关的消息用不同 形式的物理连路，完成各自特定的功能,传递各 自特定的信息,这些都由相应的信令协议来实现.
GSM系统的接口
BSS与MS之间的接口为“Um”接口 BTS与BSC之间的接口为“A-bis”接口 BSC与MSC之间的接口为“A”接口 MSC和VLR之间的接口为“B”接口 MSC和HLR之间的接口为“C”接口 HLR和VLR之间的接口为“D”接口 MSC之间的接口为“E”接口 MSC和EIR之间的接口为“F”接口 VLR之间的接口为“G”接口
一套完整的蜂窝移动通信系统主要是有: 交换网络子系统(SS) 无线基站子系统(BSS) 移动台(MS) 操作维护子系统(OMC)
移动通信第9章 GSM数字移动通信系统 C2要点
重庆大学 Chongqing University
第九章 GSM数字移动通信系统
4 GSM升级到GPRS
BSC需要增加处理分组数据及无线分组信 道管理的模块PCU（Packet Control Unit）
用于处理数据业务量，并将数据业务量从 GSM话音业务量中分离出来。
增加了分组功能，可控制无线链路，并允许 许多用户占用同一无线资源。
2018年10月4日星期四
重庆大学 Chongqing University
第九章 GSM数字移动通信系统
2.5 GPRS的优势
永远在线：只要激活GPRS应用后，将永远保持在线， 不存在掉线问题；类似于一种无线专线网络。 按量计费：虽然可以保持永远在线，但不必担心费用问 题；因为只有产生通信流量时才计费。她是一种面向使用 的计费，计费方式更加科学合理。
2018年10月4日星期四
重庆大学 Chongqing University
第九章 GSM数字移动通信系统
GPRS
1.概述 2.网络结构 3.空中接口 4.GSM升级到GPRS
2018年10月4日星期四
重庆大学 Chongqing University
第九章 GSM数字移动通信系统
4 GSM升级到GPRS
C类：只支持GPRS业务或手工选择GPRS与GSM电路型业务。
终端的主要改进：多时隙接收和发射能力、新的空 中接口（信道编码等）、新的数据协议。目前一般仅 有B、C类手机。
2018年10月4日星期四
重庆大学 Chongqing University
第九章 GSM数字移动通信系统
End & Thanks!
式下承载用户数据的信道
GSM基础知识和移动通信原理
GSM系统中的主要组件
基站
基站是GSM网络的核心组件，用 于与移动设备进行通信并提供信 号覆盖。
移动设备
移动设备（如手机）通过基站与 GSM网络进行通信，将语音和数 据传输到目标位置。
移动交换中心
移动交换中心是GSM网络的核心 节点，负责呼叫控制和用户数据 交换。
GSM通信过程
1
注册
移动设备在GSM网络中注册，获得一个临时标识符，以便进行通信。
2
呼叫连接
用户通过拨号建立通话连接，GSM网络将呼叫路由到目标用户。
3呼叫释放Fra bibliotek通话结束后，GSM网络将释放连接并释放资源以供其他用户使用。
GSM网络的优点和局限性
1 覆盖广泛
GSM网络在全球范围内提供广泛的通信覆盖，为用户提供了连续无缝的通信体验。
2 兼容性强
GSM设备的标准化使其与其他网络和设备兼容，方便用户在不同地区和网络间切换。
GSM加密
GSM使用加密算法保护通信内容， 确保用户的隐私和数据安全。
移动通信原理
1 信道分配
2 信号传输
3 网络交互
GSM使用时分多址技术， 将通信频谱划分为不同的 时隙，以实现同时多用户 通信。
移动通信通过无线电频率 在基站和移动设备之间传 输信号，实现语音和数据 传输。
GSM网络通过基站和移动 交换中心之间的传输路径， 实现用户之间的通信和互 联网接入。
GSM网络架构
基站子系统 (BSS)
包括基站控制器 (BSC) 和 天线系统 (BS)，负责无线信号和用户数据传输。
网络子系统 (NSS)
由移动交换中心 (MSC) 和 访问控制器 (AC) 组成，处理用户数据和呼叫控制。
02-GSM基础知识普及
编号计划
在GSM系统中，出于识别的目的，定义了如下的一些编号： 为了确定GSM移动用户： 永久性编码： IMSI MSISDN 临时性编码： LMSI TMSI MSRN HON
编号计划
为了识别NSS网络组件： MSC Number VLR Number HLR Number 为了识别位置区： LAI 为了识别BSS网络组件： CGI BSIC
HLR的功能 HLR的功能
归属用户位置寄存器(HLR)是GSM系统的中央数据库，存储该 HLR控制的所有存在的移动用户的相关信息. 所有移动用户的重要数据都存储在HLR中.包括用户识别号码， 访问能力、用户类别和补充业务等数据，HLR也存储部分漫游 移动用户所在MSC区域的有关动态数据.
AUC的功能 AUC的功能
主要接口（Um接口） 接口） 主要接口（Um接口
Um 接口（空中接口）定义为移动台与基站收发信台（BTS） 之间的通信接口，用于移动台与GSM系统的固定部分之间的互 通. 其物理链接通过无线链路实现. 传递的信息包括无线资源管理，移动性管理和接续管理等.
GSM基础知识
GSM基础知识1、术语及概念1.1 GSM：全球移动通信系统（Global System for Mobile communications）。
1.2 CGI: 小区全球识别码用于识别一个位置区内的小区。
CGI＝MCC＋MNC＋LAC＋CI其中：MCC（Mobile Country Code）：三个十进制数组成，取值范围为十进制的000 ～999。
MNC（Mobile Network Code）：二个十进制数，取值范围为十进制的00～99。
LAC（Location Area Code）：范围为1～65535。
CI（Cell Identity）：小区识别代码，范围为0～65535。
1.3移动台的国际身份号码ISDN（MSISDN），即用户手机号码结构：MSISDN＝CC＋NDC＋SNCC：国家码，即在国际长途电话通信网中的号码，中国为86；NDC：移动服务访问码，移动为135——139，联通为130。
SN：用户号码，其中H1H2H3是HLR标识码，表明用户所属的HLR例如GSM移动手机号码8613981080001，86是国家码CC；139便是NDC，用于识别网号；81080001是用户号码SN，8108用于识别归属区。
1.4国际移动用户识别码（International Mobile Subscriber Identity ，IMSI），用户身份证号码IMSI＝MCC＋MNC＋MSINMCC：Mobile Country Code移动用户的国家号，中国是460；MNC：Mobile Network Code移动用户的所属PLMN网号；中国移动为00，联通为01例：460-00-XXXX…XXX（15位）1.5临时移动用户识别码（Temporary Mobile Subscriber Identity ，TMSI）用TMSI，用户身份保密、寻呼容量为IMSI两倍。
1.6 BCCH载波频率（BCCHNO）按照GSM系统要求，在每个小区中必须有且只有一个载频用于发送一些广播消息。
GSM系统概述
ISDN
PDN
TE
MS
OMC BST BSC 网络子系统
AUC
EIR
返回
基站子系统
基站子系统（简称BS），由基站收发台（BTS）和基 站控制器（BSC）组成。 基站子系统是和移动通信终端通过空中接口直接进行 通信的部分，是高端系统的前沿；它的建立需要考虑无线 信号的接收与发射、功率控制、信道分配、频率合成、小 区设置、小区天线设置等等一些重要的内容。
返回
CCCH:公共控制信道
是一点对多点的双向控制信号，传输呼叫接续阶段 传输链路所需要的各种控制信号。 寻呼信道（PCH）：传呼基站寻呼移动台的信息； 随机接入信道（RACH）：移动台申请入网时，向 基站发送入网请求信息； 准许接入信道（AGCH）：呼叫接续开始阶段，基 站向移动台发送分配专用控制信道的信令。
控制信道
广播信道 BCH
同步信道SCH
广播控制信道BCCH
寻呼信道PCH
公共控制信 道CCCH
准许接入信道AGCH 随机接入信道RACH 独立专用控制信道SDCCH
信道分类
专用控制信 道DCCH
慢速辅助控制信道SACCH 快速辅助控制信道FACCH
业务信道
返回
帧的格式
1超高帧=2048超帧=2715648帧 (3h28min53s760ms
0
1
2
3
4
5
6
7
返回
时隙结构格式
1帧长4.615ms 时隙长度576us 训练序 F 业务57 列26 1
T 3
业务57
F 1
T 保护8.25 3
业务时隙结构
T 3 固定比特142 T 保护8.25 3 T 保护8.25 3 T 同步 数据 T 3 41 3 39 保护68.25
GSM全球移动通信系统概述
GSM全球移动通信系统概述►无线通信系统的基本概念、蜂窝通信►GSM系统组成、网络结构、接口与协议、业务功能►GSM无线传输原理、标准、语音编码、信道编码与调制解调►移动台登记、漫游、切换、呼叫接续过程1 蜂窝无线通信系统的基本概念1.2 蜂窝无线通信系统蜂窝概念是解决频率不足和用户容量问题的一个重大突破，是一种系统级的概念。
其思想是用许多小功率的发射机（小覆盖区）来代替单个的大功率发射机（大覆盖区），每一个小覆盖区只提供服务范围内的一小部分覆盖。
每个基站分配整个系统可用信道中的一部分，相邻基站则分配另外一些不同的信道，这样基站之间（以及在它们控制下的移动用户之间）的干扰就最小。
只要基站间的同频干扰在可以接受的范围以内，可用信道就可以尽可能的复用。
1.2.1 频率复用蜂窝无线系统依赖于整个覆盖区域内信道的分配及复用。
每一个蜂窝基站分配一组无线信道，这组无线信道作用于一个小区。
给相邻小区的基站分配一个信道组，所包含的信道全部不能在相邻小区内使用。
通过将基站天线的覆盖范围限制在小区边界以内，相同的信道组就可用于覆盖不同的小区，只要距离足够远，相互间的干扰就可以接受。
为整个系统中1.2.2 越区切换当一个移动台正在通话的时候，从一个基站移动到另一个基站，为了使通话不被中断，系统自动地将呼叫转移到新基站的信道上。
这种切换操作不仅要识别一个新基站，而且要求将话音和信令信号分派到新基站的信道上，此过程不需要用户的介入。
在小区内分配空闲信道时，许多切换策略都使切换请求优先于呼叫初始请求。
系统设计者必须要指定一个启动切换的最恰当的信号强度，一旦将某个特定的信号强度指定为基站接收机中可接受的话音质量的最小可用信号（一般在–90 dBm到–100 dBm之间），稍微强一点的信号强度就可作为启动切换的门限，两者之间的信号强度之差值∆的选择必须慎重。
在决定何时切换的时候，很重要的一点是要保证所检测到的信号电平的下降不是因为瞬时的衰减，而是由于移动台正在离开当前服务的基站，所以基站在准备切换之前先对信号监视一段时间。
GSM系统理论知识2
第一节工作频段的分配一、我国GSM网络的工作频段我国陆地蜂窝数字移动通信网GSM通信系统采用900MHz与1800MHz频段:GSM900MHz频段为：890~915(移动台发,基站收),935~960(基站发,移动台收);DCS1800MHz频段为：1710~1785(移动台发,基站收),1805~1880(基站发,移动台收);二、频道间隔相邻两频点间隔为为200kHz，每个频点采用时分多址（TDMA）方式，分为8个时隙，既8个信道（全速率），如GSM采用半速率话音编码后，每个频点可容纳16个半速率信道，可使系统容量扩大一倍，但其代价必然是导致语音质量的降低。
三、频道配置绝对频点号和频道标称中心频率的关系为：GSM900MHz频段为:fl(n)=890.2MHz + (n-1)×0.2MHz (移动台发,基站收）；fh(n)=fl(n)+45MHz (基站发,移动台收); n∈[1，124]GSM1800MHz频段为：fl(n)=1710.2MHz + (n-512)×0.2MHz (移动台发,基站收）；fh(n)=fl(n)+95MHz (基站发,移动台收）；n∈[512，885]其中：fl(n)为上行信道频率、fh(n)为下行信道频率,n为绝对频点号（ARFCN）。
注：1、在我国GSM900使用的频段为：905~915MHz 上行频率950~960MHz 下行频率频道号为76~124, 共10M带宽。
中国移动公司：905~909MH（上行），950~954MHz（下行），共4M带宽，20个频道，频道号为76~95。
（目前通过中国移动TACS网的压频，为GSM网留出了更大的空间，因而GSM实际可用频点号要远大于该范围）中国联通公司：909~915MH（上行），954~960MHz（下行），共6M带宽，29个频道，频道号为96~124。
2、目前只有中国移动公司拥有GSM1800网络，拥有1800网络的移动分公司大多申请10M的带宽，频道号为512~562。
第二代移动通信系统
基站子系统（BSS）
第二代移动通信系统
GSM系统结构
功能：基站子系统BSS在GSM网络的固定部分和无线部 分之间提供中继，BSS通过无线接口直接与移动台实 现通信连接，同时BSS又连接到网络端的移动交换机。
第二代移动通信系统
GSM系统结构
BTS
BIE
BIE
MS Um接口
Abis接口
OMC
BSC Q3接口
如果能控制住用户的信号强度，在保持高质量通 话的同时，我们就可以容纳更多的用户。体现软容量 的另一种形式是小区呼吸功能。
第二代移动通信系统
CDMA 基本特点
软容量 （小区呼吸功能） 当相邻小区的负荷一重一轻时，负荷重的
小区降低导频信道的发射功率，使本小区边缘 的用户切换到临近小区，从而实现负荷分担， 也相当于增加了系统容量。
第二代移动通信系统
GSM系统结构
拜访位置寄存器（VLR）
VLR存储进入其覆盖区的移动用户的全部有关信 息，这使得MSC能够建立呼入/呼出呼叫。可以把它 看作动态用户数据库。VLR从移动用户的归属位置寄 存器（HLR）处获取并存储必要的数据，一旦移动用 户离开该VLR的控制区域，则重新在另一个VLR登记， 原VLR将取消临时记录的该移动用户数据。
第二代移动通信系统
第二代移动通信系统概述 GSM系统结构 GSM系统接口 GSM寻呼流程 CDMA系统组成 CDMA 基本特点
第二代移动通信系统
第二代移动通信系统概述
20世纪80年代中期到21世纪初，数字移动通 信系统得到了大规模应用，其代表技术是欧洲 的GSM和美国的CDMA，也就是通常所说的第二 代移动通信技术（2G）。
GSM接口
Um接口： BTS与MS之间的接口 A接口： BSC与MSC之间的接口 Abis接口： BSC与BTS之间的接口
gsm简介
MSC
GMSC
HLR
MSC
GMSC
SSP
三级结构：北京、广东等
二级结构：湖北、湖南等
HSTP：High signal transit point 高级信令转接点，负责省际之间的信令转接 LSTP：Low signal transit point 低级信令转接点，负责省内之间的信令转接 MSC： Mobile Service switch center移动交换中心，负责处理本地话务
• 中国移动长途七号信令网始建于1998年底，目前已完成了三期扩 容工程，逐步形成了较为完善的中国移动七号长途信令网网路架 构。 • 在除西藏以外的30个省各建设了一对独立的HSTP，以A、B平面 的组网方式组成双平面的GSM移动长途NO.7信令网。同一平面内 的HSTP网状网相连，不同平面间同省市的HSTP相连（其中一个 平 面 采 用 华 为 的 C&C08STP 设 备 ， 另 一 平 面 采 用 上 海 贝 尔 的 S1240STP设备。） • 广东、江苏、辽宁、山东、浙江省的HSTP负责处理省际信令，另 外五省还各建设有一对独立的LSTP负责处理省内信令。 • 其余25个省/市的HSTP还兼做本省/市的LSTP，负责处理省际、省 内信令，西藏的LSTP连接到北京的一对HSTP上
二、第二代数字移动通信系统
2、GSM和IS－95 CDMA技术比较 、 和 － 技术比较
标准化程度 技术先进性 设备成熟性 业务 容量 终端设备 话音质量 GSM 标准化程度高，具有开放的 A 接口和人机接口 在 无 线 技 术 是 80 年 代的 技 术，是各厂家妥协的产物 设备供应商多 在业务方面有一定优势，如智 能业务和国际漫游等 频率利用率低，相同频率资源 下无线网络容量小 终端设备种类丰富 实现了机卡分离 引入 EFR 之前，话音编码技术 落后 IS-95 CDMA 标准化程度较差， 无线技术有一定的先进性 设备供应商较少 在数据业务方面有一定优势 频谱利用率高，无线网络容量 大 分离的手机全面上市要到 2001 年之后 与 GSM 引入 EFR 之后的话音质 量基本相当
GSM全球移动通信系统概述-2解析
4 GSM全球移动通信系统的工作过程4.1 移动台的位臵登记4.1.1 第一次登记当移动台开机后,在它所处的小区,通过空中接口搜索BCCH(广播控制信道,内含有位臵区域识别码(LAI信息(在GSM900规范中定义小区分配编码占用16bit,这个信息在BCCH上规则的广播,以便手机知道自己目前的位臵小区。
BCCH是个小容量信道,每0.235 S传一个23字长的消息。
移动台依靠收到的频率校正本身的频率,通过同步信息校正本身的信号,锁定到一个正确频率上,从该频率的信道上接收寻呼信号和其它信息。
假如此MS在寄存器中找不到LAI,它就向该业务区的MSC/VLR发送位臵更新请求消息,通知网络它是此位臵区的新用户。
此消息经BSS到MSC,最后到VLR。
VLR对消息中含有的国际移动用户识别码(IMSI或临时移动台识别码(TMSI以及位臵信息进行分析。
此时MSC/VLR就认为该MS被激活,在其数据字段中做“附着”标记,这个标记与IMSI有关。
MSC/VLR向HLR发送位臵更新请求信息。
HLR位臵更新操作完成后,向VLR 发送位臵更新接受消息。
最后由MSC向MS发送位臵更新证实信息,这个过程就算完成,至此MS已在HLR和VLR中注册登记。
4.1.2 分离与附着程序当一个MS被激活时,对MS标有“附着”标记(IMSI标志;当MS关机时,有IMSI 分离程序能使MS通知网络该移动用户为无效用户,此后不再发送寻呼此MS的消息。
因此分离与附着程序都与IMSI有关。
当MS关机时,MS向网络发送的最后一条消息是处理分离请求消息,MSC/VLR 收到“分离”消息后,就在该MS对应的IMSI上作“分离”标记。
归属位臵寄存器(HLR 并没有得到这个分离消息,只有拜访位臵寄存器(VLR已“分离”信息作了更新。
当MS 再开机时,若它仍处于发送分离消息时的位臵区,则只要完成附着程序即可;若不在原位臵区,它仍要执行位臵更新程序。
4.2 移动台的漫游与位臵更新4.2.1 漫游的解释对于处在开机但空闲状态下的MS,它要不断地移动,在某一个时刻它被锁定于一个已定义的无线频率上,即某个小区的BCCH载频上。
全球移动通信系统
第二，实现全欧洲统一的标准，以支持跨越国界的漫游。这在以前是不可能做到的，因为各国使用的是互不 兼容的模拟系统 。
之后的若干年里，几家公司为这种系统提出了一些建议。这些建议几乎涵盖了不同技术领域的所有可能技术 措施。提出的多址方式包括时分多址(TDMA)，频分多址(FDMA)和码分多址(CDMA）提议采用的调制技术有高斯最 小频移键控(GMSK)、四进制频移键控(4FSK)、正交幅度调制(QAM)和自适应差分脉冲调制(ADPM）。所有提出的 系统都进行了现场测试和信道模拟器测试。除了技术因素，市场和政治因素也影响了决策的进程。由于FDMA需要 在移动台处进行天线分集，因此基于FDMA的方案就不在最终的考虑之列。尽管这种分集的技术可行性已经为日本 的数字系统所证明，增大的天线尺寸使之仍然不能成为一个理想的选择。CDMA最终也被排除在外，因为在那时采 用CDMA方式所必需的信号处理看上去造价过高且不够可靠。因此，只有TDMA系统在这一抉择过程中得以保留。
安全需求
GSM系统安全的目标是使系统如公共交换络(PSTN)一样安全。系统中的无线路径系统是最脆弱的部分，因为 无线信号能被轻易地截获。移动站有一鲜为人知的安全问题：使用MS进行窃听在技术上是可能的(如作为“窃听 器”)。就算已经关机，还是可以通过空中接口将它打开，所以最好的保护方法是将电池取出。GSM MoU组 (Memorandum ofUnderstanding Group)认为，安全的技术特性只是安全要求的一小部分，最大的威胁来自较简 单的攻击如加密密钥的泄漏、不安全的计费系统或贪污腐败。因此，要采取有各方面综合措施以确保这些安全过 程满足安全要求，此外，也必须考虑安全措施的费效比 。
GSM基础知识介绍--GOOD分解
1、专业基础1.1GSM基础1.1.1GSM综述1、GSM的概念GSM是Global System for Mobile Communication“全球移动通信系统”的简称。
它是一种数字移动通信，较之以往的模拟移动通信，有较多的优点。
GSM的起源：泛欧数字蜂窝移动通讯网简称GSM系统，GSM原意为“移动通信特别小组”（Group Special Mobile），是1982年欧洲邮电主管部门会议（CEPT）为开发第二代数字移动蜂窝移动系统而成立的机构。
1987年GSM 成员国经现场测试和论证比较，就数字系统采用窄带时分多址TDMA、规则脉冲激励长期预测RPE-LTP话音编码和高斯滤波最小移频键控（GMSK）调制方式达成一致意见。
1988年十八个欧洲国家达成GSM谅解备忘录（MOU）。
1989年GSM标准生效。
1991年GSM系统正式在欧洲问世，网路开通运行。
1992年世界上第一个GSM网在芬兰投入使用。
从此，移动通信跨入了第二代。
GSM的组织结构：ETSI（欧洲电信标准协会）增设了“特别移动小组”（TC-SMG），用以负责有关数字移动业务标准的制定。
2、GSM系统的技术性能1）使用频段、双工间隔：√GSM900：890~915MHz（上行）、935~960 MHz（下行）。
双工间隔：45 MHz，带宽：200KHzGSM1800：1710~1785 MHz（上行）、1805~1880 MHz（下行）。
双工间隔：95 MHz，带宽：200KHzGSM1900：1850~1910 MHz（上行）、1930~1990 MHz（下行）。
双工间隔：80 MHz，带宽：200KHz2）、选址方式√FDMA/TDMA：Freq division multiple access /Time division multiple access（频分/时分多址）3）、调制类型：√GMSK（BT=0.3）实际应用3、GSM系统的技术规范及主要应用范围GSM规范共有12章规范系列：01系列：概述02系列：业务方面03系列：网络方面04系列：MS-BS接口和规范（空中接口第2、3层）05系列：无线路径上的物理层（空中接口第1层）06系列：话音编码规范07系列：对移动台的终端适配08系列：BS到MSC接口（A和Abis接口）09系列：网络互连10系列：暂缺11系列：设备和型号批准规范12系列：操作和维护重点掌握04、05、08系列4、GSM的主要特点：√1）频谱效率由于采用了高效调制器，信道编码、交织、均衡和话音编码技术，使系统更具高频谱效率。
GSM
1.概述 2.发展历史 3.具体介绍 4. GSM的系统结构 5. GSM安全和技术特点
GSM
国内全球移动通信系统企业三大巨头
全球移动通讯系统（Global System of Mobile communication）就是众所周知的 GSM，是当前应用最为广泛的移 动电话标准。全球超过200个国 家和地区超过10亿人正在使用 GSM电话。GSM标准的无处不 在使得在移动电话运营商之间签 署"漫游协定"后用户的国际漫游 变得很平常。 GSM 较之它以前 的标准最大的不同是他的信令和 语音信道都是数字式的，因此 GSM被看作是第二代 (2G)移动 电话系统。 这说明数字通讯从很 早就已经构建到系统中。GSM是 一个当前由3GPP开发的开放标 准。
GSM技术特点
GSM使用上直观的特点： GSM系统有几项重要特点：防盗拷能力佳、网络容量大、 手机号码资源丰富、通话清晰、稳定性强不易受干扰、信息 灵敏、通话死角少、手机耗电量低。 其主要技术特点如下： 1.频谱效率。由于采用了高效调制器、信道编码、交织、 均衡和语音编码技术，使系统具有高频谱效率。 2.容量。由于每个信道传输带宽增加，使同频复用栽干 比要求降低至9dB，故GSM系统的同频复用模式可以缩小到 4/12或3/9甚至更小（模拟系统为7/21）；加上半速率话音编 码的引入和自动话务分配以减少越区切换的次数，使GSM系 统的容量效率（每兆赫每小区的信道数）比TACS系统高3～ 5倍。 3.话音质量。鉴于数字传输技术的特点以及GSM规范中 有关空中接口和话音编码的定义，在门限值以上时，话音质 量总是达到相同的水平而与无线传输质量无关。
第二代移动通信系统-GSM系统
第二代移动通信系统-GSM系统第二代移动通信系统 GSM 系统在现代通信技术的发展历程中，第二代移动通信系统（2G）的出现是一个具有重要意义的里程碑。
其中，GSM 系统（Global System for Mobile Communications，全球移动通信系统）更是 2G 时代的代表，为人们的通信方式带来了巨大的变革。
GSM 系统诞生于 20 世纪 80 年代末，它的出现主要是为了解决第一代移动通信系统（1G）存在的诸多问题，如频谱利用率低、通话质量不稳定、系统容量有限等。
GSM 系统采用了数字通信技术，相较于1G 的模拟通信，具有更好的抗干扰能力、更高的频谱效率和更丰富的业务功能。
GSM 系统的核心组成部分包括移动台（手机）、基站子系统（BSS）和网络子系统（NSS）。
移动台是用户直接使用的设备，具备通话、短信、数据传输等功能。
基站子系统负责与移动台进行无线通信，包括基站收发信台（BTS）和基站控制器（BSC）。
网络子系统则主要负责移动性管理、呼叫控制、用户数据管理等功能，由移动交换中心（MSC）、归属位置寄存器（HLR）、拜访位置寄存器（VLR）等组成。
在通信原理方面，GSM 系统采用了时分多址（TDMA）技术。
简单来说，就是将一个频段的频谱资源按照时间划分成多个时隙，每个用户在不同的时隙上进行通信，从而实现多个用户共享同一频段的资源。
这种技术大大提高了频谱利用率，使得系统能够容纳更多的用户同时通信。
GSM 系统的一大优势是其良好的漫游能力。
无论用户身处何地，只要有 GSM 网络覆盖，就能够使用自己的手机进行通信。
这得益于其完善的用户数据管理和移动性管理机制。
当用户从一个网络区域移动到另一个网络区域时，系统能够自动完成用户数据的切换和更新，保证通信的连续性。
在业务功能方面，GSM 系统除了支持基本的语音通话和短信服务外，还逐渐发展出了一些增值业务，如彩信、WAP 上网等。
虽然这些业务在如今看来可能已经显得十分简陋，但在当时却为人们的生活和工作带来了极大的便利。
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4 GＳM全球移动通信系统的工作过程4.１移动台的位置登记４．１．1 第一次登记当移动台开机后,在它所处的小区,通过空中接口搜索BCCH（广播控制信道)，内含有位置区域识别码(ＬＡI)信息（在GSM９０0规范中定义小区分配编码占用1６bit)，这个信息在BCＣH上规则的广播,以便手机知道自己目前的位置小区。
ＢCＣH是个小容量信道，每0.2３5 Ｓ传一个23字长的消息。
移动台依靠收到的频率校正本身的频率,通过同步信息校正本身的信号,锁定到一个正确频率上，从该频率的信道上接收寻呼信号和其它信息。
假如此MS在寄存器中找不到LＡI，它就向该业务区的MSＣ／VＬR发送位置更新请求消息,通知网络它是此位置区的新用户。
此消息经BSS到MSC，最后到ＶLR。
VLR对消息中含有的国际移动用户识别码(IMSI)或临时移动台识别码（TＭSI）以及位置信息进行分析。
此时MSC／ＶLR就认为该MS被激活,在其数据字段中做“附着”标记,这个标记与I ＭSI有关。
MＳC/ＶＬＲ向HLR发送位置更新请求信息。
ＨLR位置更新操作完成后，向VLＲ发送位置更新接受消息。
最后由ＭＳC向ＭS发送位置更新证实信息，这个过程就算完成,至此MS已在ＨLＲ和ＶLＲ中注册登记。
4.１.2 分离与附着程序当一个MＳ被激活时,对MＳ标有“附着”标记(IＭSI标志)；当MS关机时，有IMＳＩ分离程序能使ＭS通知网络该移动用户为无效用户，此后不再发送寻呼此ＭS的消息。
因此分离与附着程序都与ＩMSI有关。
当MS关机时，ＭS向网络发送的最后一条消息是处理分离请求消息,MSC/VLR收到“分离”消息后，就在该ＭS对应的ＩMＳＩ上作“分离”标记。
归属位置寄存器（HL Ｒ）并没有得到这个分离消息，只有拜访位置寄存器（ＶLR）已“分离”信息作了更新。
当MS再开机时，若它仍处于发送分离消息时的位置区，则只要完成附着程序即可；若不在原位置区，它仍要执行位置更新程序。
4．２移动台的漫游与位置更新4.２.1 漫游的解释对于处在开机但空闲状态下的ＭS,它要不断地移动，在某一个时刻它被锁定于一个已定义的无线频率上，即某个小区的ＢCCH载频上。
当MS向远离此小区的方向上移动时,信号强度就会减弱，当它移动到两个小区理论边界附近的某一点时,ＭS就会因原来小区的信号太弱而决定转到附近信号强的新的无线频率上。
为了正确选择无线频率，ＭS要对周围的邻近小区的BCCH载频的信号强度进行连续测量，当发现新的BTS发出的BCCH 载频信号强度优于原小区时，MS就锁定于这个新的载频上，这就是移动台的切换。
MS所接收的BCCH载频的改变并没通知给网络。
移动中的ＭS，由于接收信号质量的原因，通过无线空中接口不时地改变与网络的连接,这种能力就称为漫游。
４.２．２移动台的位置更新位置更新过程是由MS引发。
在GＳM系统中有三个地方需要知道位置信息，即ＨL Ｒ、ＶLR和MＳ(或ＳIM卡)。
当这个信息发生变化时,需要保持三者的一致。
ＭＳ开机后就会对周围进行测试,并连接到接收性能最好的广播信道上。
如图4-1所示,移动台所处的区有三种情况:①在同一位置区内的不同小区(特征:属于同一BSC）(如图中A)其锁定的ＢＣCH载频不同,但没有位置区的变化,无需位置更新。
②在同一业务区的不同位置区(特征：属于同一ＭSＣ）(如图中Ｂ）,当MS从ＬA1向LA２移动时,信号强度会减弱,当它移动到边界附近某一点时,ＭS就会因原来小区信号太弱而决定转到邻近信号强的新的无线频率上。
为了正确选择无线频率,MS要对周围的邻近小区的ＢCＣH载频的信号强度进行连续测量,当发现新的ＢTS发出的BCCH载频信号强度优于原小区时,MS就锁定于这个新的载频上（小区选择的规则主要来自无线传播条件,以达到最佳传输质量为目的。
一个正常业务状态的MS，收听由业务小区广播的频率表，从中获得同一PLMN（公用陆地移动网）中邻近小区的标志信道（ＣCCH),MＳ逐一与这些标志信道同步,以解调出每个ＢCCH上的信息，从中可以确定ＰLMN和位置区(LA)标志以及各种无线参数。
MＳ对允许接入的小区计算其无线环境并与当前环境比较，这些处理是与当前小区寻呼信道的接收并行的。
当MS在同一ＬＡ内发现一个更好的小区时,就切换到这个小区并收听新小区的寻呼信道，同时监视新的标识信道表。
位置区的变化要通知网络的MSＣ,MS要求接入网络来进行MSC/VLR内的位置更新。
此时，VLR中MＳ的位置就由原来的LA1改为LA２。
③在不同业务区（特征:属于不同MSC）(如图中C)MS的业务区改变必须通知网络,以便能找到漫游的移动台,MS开机后就得报告网络它目前所处位置。
当它锁定在新的BＣCH的载频上,并在BＣCH消息中得知此时它所处的位置区及所属业务区。
首先ＭS向网络发出位置更新请求，此信息通过空中接口传到LA1的ＢSC，再由它传送到新的MSC。
第二步是由新的MＳC向ＨLR发送位置更新请求信息。
从HLR向新的MSＣ发回位置更新请求接受，这个消息通过ＬA１所属的BSC到新小区的BＴS,再通过空中接口传送给MS，这就是位置更新证实。
此时ＭS已在新的MSC业务区，它必须删除旧的MSC中的位置信息,否则它的位置就有两处,无法准确找到它。
此时由HＬR向旧的ＭＳC发送位置删除信息，旧的MSC得到此信息后,在ＶＬR删除此移动用户的位置信息，并向ＨＬＲ报告位置删除接受，至此，MS已属新MSC／VＬＲ中的一个用户。
4．３移动台的切换过程切换处理分成几个级别:BTS内的切换类型由BTS自主决定;BTS之间、BSC之内的切换由BＳＣ决定；ＢSC之间、MSC之内的切换由MSＣ处理；MSC之间的切换由GMSC决定。
ＢSC与ＭSＣ之间的接口协议称为ＢSSMAP(BSS管理应用部分)，用以支持各种连接处理和切换过程，其承载方式是A接口上的CSS.7信令协议。
BTS与BSＣ之间的协议称为RSM（无线分系统管理)，用于支持分配传输路径和测量报告处理,其承载方式是Abitｓ接口上的LＡPD信令协议。
BＴS与MS之间的协议称为RIL3—RR(无线接口第三层ＲR协议）,它只是整个第三层实体的一部分,用于支持无线连接处理和测试报告处理，其载体是Um接口上的LapDm信令协议。
除此之外，还有邻近MSC之间交换消息的协议，称为MＡＰ／Ｅ（移动应用部分—E )，它只是ＭAＰ的一部分，用于支持ＭSC之间的交换处理,其承载是ＭSC之间的CSS.7信令系统。
越区切换是指移动台正处在呼叫建立状态或忙状态下的无线信道转换过程。
移动台从一个小区移动到另一个小区,两小区的无线频率是不相同的,若想要维持通话，MS的频率必须改变，即从一个小区的一个无线频率下的一个时隙转换到另一个小区的另一个无线频率上,并占有它的一个时隙。
切换是由网络决定的。
通话中的移动台从一个小区移动到另外一个小区，这个小区可能是同一业务区的同一BSC管辖下的小区；也可能是同一业务区不同BSC管辖下的另一小区；还可能是不同业务区中的另一小区。
根据这三种不同情况要进行不同的操作。
4.3．1 BSC内的切换这是最简单的切换过程。
BSC根据ＭS和BＴS的测量报告，经分析处理后，确定此时MS所在区,即MS报告中最强信号的小区。
BSC与新小区的BTＳ建立链路，并在新小区中给MS分配一个TCH供ＭS切换后使用。
MＳ切换后,BＳC向MSC报告，MS由A点移动到B点的情况，此时ＭS仍属BSＣ1管辖。
ＭＳ在切换后继续测量周围小区的信号强度,并接收新小区的信息。
４.３.2同一业务区不同BSC之间的切换移动台从B点移动到Ｃ点就属于这种切换，此时ＭＳ已跨越两个BSC，即从BSC1到BＳＣ2。
切换过程如下：首先是MS向原来的ＭSC1报告其测量结果。
经ＢＳＣ1的分析处理,得知MS所到的小区属BＳC2管辖，做出切换判决,向MSC发切换请求。
MSC与ＢSC2建立新路径到BTＳ(新小区）,即MSC向BSC2发出切换请求。
BSＣ２收到切换请求消息后，与新的BTS建立链路，为MS提供切换用的新TCH，即允许切换，ＢＳC2向MSC发出切换请求证实。
此时MＳC向原来的ＢSC1发出执行切换命令，经ＢＴＳ到MS。
MS切换后，送出切换完成消息到BSC2，即MＳ与MSC2建立通路。
BSC2向ＭSC报告切换完成,送出MＳ接入新TCH信息到ＭＳＣ。
MSC向ＢSC1发出清除命令,释放原来MＳ的信道。
BSC1完成信道释放后向MＳC报告清除完成。
MS到达一个新的位置区后,要继续测量周围小区的信号强度，同时接收BSC2的有关信息。
位置区发生变化时，它还要进行位置更新。
4.3.３不同业务区之间的切换MS从C点移动到D点就属于这种切换,即从MSCＡ，动到MSC B,这是最复杂的切换情况,要进行多种信令的传递过程才能实现。
当主呼ＭSC(MSC A）发送执行切换消息给另一个MSC（ＭSCＢ)时,消息中包含MSC B分配无线信道的部分参数，并应标明呼叫所切换到的基站（ＢS)。
当该基站完成无线信道分配,并且MSC B从其相关ＶＬR取回切换号码后，MSＣB将返回MＳC A无线信道应答消息。
切换号码用于将呼叫从MSＣA接续到ＭSC 。
Ｂ如果MＳCＢ中没有空闲业务信道可用，将告诉ＭSCＡ，并由MSＣA结束切换进程。
MS现存的线路连接将不被消除。
收到无线信道响应消息后,MSＣA用固定网络的信令（IAM）在MSC A和MSＣB之间建立连接。
ＭSC B发出地址完成消息(ＡCM）并开始无线信道的切换。
收到ACＭ后,MSC A 开始切换过程,即向BＳC2和MＳ发出切换命令。
移动台完成无线信道切换后,发送证实消息给MSC B，然后MSC B发送结束信号给MＳC A。
收到此消息后MＳC A释放原有无线信道。
为了不与MSC A和MSC B之间所用的ＰSTN/ＩSＤN信令系统冲突，ＭSC B收到证实后产生回答信令（ANＳ）。
MSCＡ将掌握总的呼叫控制直至固定用户或MS挂机。
然后，MSC A释放至MSＣB的连接，并发送结束信令消息来中止MＡP进程。
MSC-Ｂ将释放RR子层的连接,并发送切换报告消息给其相关的VLR,用来释放切换号码。
4.4 移动台呼出步骤如下：①原先工作在广播控制信道（BCCH)上,后MS向BS发出申请信道的请求,收到BＳ发来的立即分配消息后，MＳ转到指定的专用信道（DCCＨ）上②ＭS申请业务信道(由BS发给MＳC)，ＭSC向VＬR发送请求以获得移动台的参数,网络要求对MS进行鉴权，产生一128 ｂit的RAND传给ＭＳ,MS处理后发送鉴权响应给网络,VLR向MSＣ回送信息证实,由网络方面判断此用户的合法性。
通过鉴权,网络就保密方面考虑向MS发送置密码模式消息（加密模式管理是无线传输性之一，传输是否采用加密取决于MSC的选择,加密模式用于无线路径，管理主要涉及ＭS 和ＢTS,MＳ提供加密参数(KC)到ＢTS，以决定是否选用加密模式）。