2.1 GSM移动通信系统的组成

移动终端的组成原理框图如图所示
接收
解调
均衡
信道分离
解密
信道解码
语音解码
D/A
天 线 转 换
VCO
频率合成器
控制器
终端适配
数据终端
跳变单元
键盘、显示
发送
调制
TDMA 帧形成
加密 处理部分
信道编码
语音编码
A/D 接口部分
无线部分
SIM卡与UIM卡
手机与SIM卡共同构成移动通信终端设备。GSM手机用户在 “入网”时会得到一张 SIM 卡，机卡分离式 CDMA 手机“入网” 时也需配置UIM卡，即“用户识别模块”的意思。 手机卡是一张符合通信网络规范的“智能”卡，它内部包 含了与用户有关的、被存储在用户这一方的信息。 SIM 卡内部 保存的数据可以归纳为以下四种类型：
第二代移动通信系统概述 CDMA（Code Division Multiple Access）是 码分多址的英文缩写，它是在扩频通信技术 的基础上发展起来的一种崭新而成熟的无线 通信技术。
CDMA技术的出现源于人们对更高质量无 线通信的需求。
2.1.1 GSM移动通信系统技术的标准规划

在GSM标准中，只对系统功能、接口制定了详细规划，
第二代移动通信系统
GSM系统结构
移动交换子系统（MSS） 主要包含有GSM系统的交换功能和用于用 户数据与移动性管理、安全性管理所需要的 数据库功能，它对GSM移动用户之间的通信和 GSM移动用户与其它通信网用户之间通信起着 管理作用。
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GSM系统结构
移动交换子系统（MSS） （1）移动业务交换中心（MSC） （2）归属位置寄存器（HLR）
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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。
移动设备识别寄存器（EIR）
EIR存贮着移动设备的国际移动设备识 别号（IMEI），通过核查白色清单、黑色清 单、灰色清单这三种表格，分别列出准许使 用、出现故障需监视、失窃不准使用的移动 设备识别号（IMEI）。运营部门可据此确定 被盗移动台的位置并将其阻断，对故障移动 台能采取及时的防范措施。
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第二代移动通信系统
GSM系统结构
归属位置寄存器（HLR）
HLR是GSM系统的中央数据库，存贮着该 HLR控制的所有存在的移动用户的相关数据， 一个HLR能够控制若干个移动交换区域或整 个移动通信网，所有用户的重要的静态数据 都存贮在HLR中，包括移动用户识别号码、 访问能力、用户类别和补充业务等数据。 HLR还存储且为MSC提供移动台实际漫游所在 的MSC区域的信息（动态数据），这样就使 任何入局呼叫立即按选择的路径送往被叫用 户。
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短消息中心（SC）
提供在GSM网络中移动用户和固定用户 或移动用户和移动用户之间发送讯息长度较 短的信息。
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操作维护子系统OSS
OSS是维护人员和系统设备之间的中介， 它实现了系统的集中操作和维护，完成包括 移动用户管理、移动设备管理及网络操作维 护等功能。 用于操作维护的设备成为操作维护中心 OMC，它又分为OMC-S和OMC-R两部分， 其中OMC-S用于MSC、HLR和VLR的维护 和管理，OMC-R用于整个BSS系统的操作与 维护。
以便不同公司产品相互联通。它包含12项内容。
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2.1.2 GSM系统结构
GSM移动通信网结构
MS BTS DCS1 8 00 MS Um GSM OMC MS ：移动台 SC：短信息业务中心 VLR：来访位置寄存器 EIR ：移动设备识别寄存器 PSP DN ：分组交换公用数据网 BSS ：基站子系统 OMC：操作维护中心 HLR：归属位置寄存器 BSC：基站控制器 PST N：公用电话网 X.2 5 或No .7 NSS ：网络交换子系统 MSC：移动业务交换中心 AUC：鉴权中心 BTS ：基站收发信台 ISDN：综合业务数字网 BTS A bis BSC X.2 5 SC No .7 BSSAP A HLR / AUC EIR MSC / VLR
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GSM系统结构
基站控制器BSC 是BSS的控制部分，在BSS中起交换作用。 BSC一端可与多个BTS相连，另一端与MSC和操 作维护中心（OMC）相连，BSC面向无线网络， 主要负责完成无线网络、无线资源管理及无线 基站的监视管理，并能完成对基站子系统的操 作维护功能。
BSS中的BSC所控制的BTS的数量随业务量 的大小而改变。
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移动台（ MS ）
移动台是GSM系统的用户设备，包括车载 台、便携台和手持机。
每个移动台都有自己的识别码，即国际 移动设备识别号IMEI，IMEI主要由型号许可 代码和厂家有关的产品号构成。 每个移动用户有自己的国际移动用户识 别号IMSI，这个号码全球唯一，存储在用户 的SIM卡上。
No .7 MAP MSC / VLR No .7 MAP TUP No .7 TUP PLMN PSTN ISDN PSPDN
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GSM系统结构
组成GSM的四大部分 由系统结构图可以看出，GSM由MS（移 动台）、 BSS（基站子系统） 、 MSS（移动 交换子系统，也叫网络子系统-NSS）和OSS （操作维护子系统）这四部分组成。
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码型变换器TC 主要完成13kbit/s RPE-LTP（规则脉冲激 励长期预测）编码和64kbit/s A律PCM之间的语 音变换。在典型的实施方案中，ZXG10-TC位于 MSC与BSC之间。 当TC位于MSC侧时，通过MSC和BSC之间以及 BSC和BTS之间的传输线路子复用器SM、BIE，可 以充分利用在空中接口使用的低语音编码传输 速率，降低传输线路的成本。 BSC与TC之间的接口称为Ater接口，TC与 MSC之间的接口称为A接口。
SIM卡的构造 SIM 卡是带有微处理器的芯片，包括五个 模块，每个模块对应一个功能：微处理器、 程序存储器、工作存储器、数据存储器和串 行通信单元。 最少有五个端口：①电源；②时钟；③数 据；④复位；⑤接地端。
卡触点功能
SIM卡座
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基站子系统（BSS）
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。
（3）拜访位置寄存器（VLR）
（4）鉴权中心（AUC）
（5）设备识别寄存器（EIR）
（6）短消息中心（SC）
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移动业务交换中心（MSC)
MSC 是网络的核心。它提供交换功能， 把移动用户与固定网用户连接起来，或把移 动用户互相连接起来。为此，它提供到固定 网（即 PSTN 、 ISDN 、 PDN 等）的接口，及与 其它MSC互连的接口。 MSC 从三种数据库 —— 归属位置寄存器 （HLR）、拜访位置寄存器（VLR）和鉴权中 心（AUC） ——中取得处理用户呼叫请求所 需的全部数据。反之， MSC 根据其最新数据 更新数据库。
– （1）由SIM卡生产商存入的系统原始数据，如生产厂商代码、生产串号、 SIM卡资源配置数据等基本参数。 – （2）由GSM网络运营商写入的 SIM卡所属网络与用户有关的、被存储在 用户这一方的网络参数和用户数据等，包括：① 鉴权和加密信息Ki(Kc 算法输入参数之一：密钥号 )②国际移动用户号（ IMSI ）；③移动电话 机用户号码、呼叫限制信息等。 – （3）由用户自己存入的数据。如缩位拨号信息、电话号码簿等。 – （4）用户在使用SIM卡过程中自动存入及更新的网络接续和用户信息。
第二代移动通信系统概述
在欧洲电信标准协会的领导下，GSM
（Global System for Mobile Communications）。于1990
年完成了GSM900的规范并开始在欧洲投入试运
行，1991年，移动特别小组还制定了1 800 MHz
频段的规范，命名为DCS 1800系统。
第二代移动通信系统
第二章 第二代移动通信系统 2.1 GSM数字蜂窝移动通 信系统 2.2 窄带CDMA系统
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）。
第二代移动通信系统
在实际使用中有两种功能相同而形式不同 的SIM卡：
–(1)卡片式(俗称大卡)SIM卡，这种形式的SIM卡 符合有关IC卡的ISO标准，类似IC卡。 –(2) 嵌 入 式 ( 俗 称 小 卡 )SIM 卡 ， 其 大 小 只 有 25 mm×15 mm，是半永久性地装入到移动台设备中 的卡。
SIM卡外形
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GSM系统结构
BTS BIE MS Um接口 Abis接口 BSC Q3接口 BIE OMC
BTS BS接口
SM
SM TC Ater接口 A接口
MSC
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基站收发信台BTS
完成无线与有线的 转换，属于基站系统的 无线部分，是由BSC控 制，服务于小区的无线 收发信设备，完成BSC 与无线信道之间的转换， 实现BTS与MS之间通过 空中接口的无线传输及 相关的控制功能。
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鉴权中心（AUC）
AUC属于HLR的一个功能单元部分，专用 于GSM系统的安全性管理。鉴权中心（AUC） 存储着鉴权信息与加密密钥，用来进行用户 鉴权及对无线接口上的话音、数据、信令信 号进行加密，防止无权用户接入和保证移动 用户通信安全。
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