信令与协议
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21
通常，使用的GSM 系统结构一般把VLR 和 MSC 集成在同一实体内，大多数厂商的交换 机都采用这种结构相应的，B接口变成内部 接口；C接口和D接口可以走同一物理连接； E接口和G接口可以走同一物理连接 在 GSM 系统中，信令消息在不同的接口有 不同的形式，也就是有不同的信令协议，其 中一个重要原因就是迁就已经存在的标准比 如无线接口上的LAPDm协议就是从LAPD 修 改而来
4
接口与协议
接口：两个相邻实体之间的连接点 协议：说明连接点上交换信息需要遵守的规 则，是各个功能实体之间共同语言 两个实体之间通过接口传递特定的信息流， 这种信息流必须按照规定的语言传递，双方 才能相互理解 一种协议在传递过程中要经过若干个接口， 或者说同一个接口要用到多种协议
5
通信网络的OSI 七层模型
15
16
Um接口是MS 与BTS 之间的接口对于移动通信来说 ，大部分的信令都是和MS相关移动台虽然只和BTS 有接口，但发往BTS 和从BTS 发往MS 的信令消息 中还包括了MS 与GSM网中其他设备之间的通信信 息，即要在无线接口上传输各种不同的协议 物理层建立在无线信道上 链路层为LAPDm 网络层协议称为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 线连接处理和测量报告处理 无 线 接 口 三 层 信 令 包 含 无 线 资 源 管 理 （ Radio Resource ， RR ） 、 移 动 性 管 理 （ MobilityManagement ， MM ） 和 连 接 管 理 （ Connection Management，CM）三个子层
重庆邮电大学通信与信息工程学院 3
在通信系统中把协调不同实体所需的信息， 交换设备之间相互交换的信息必须遵守一定 的协议和规则，这些协议和规则就称为信令 信令 信令系统指导系统各部分相互配合，协同运 行，共同完成某项任务 GSM 系统中，信令消息具体体现在接口的协 议和规范上，下面将从子系统互连和接口的 分层模式来说明GSM 系统中主要协议的结构 和相互关系
7
OSI是从逻辑上将功能分组，每一层完成一 特定功能，功能类似或相关的归于一层，各 层功能明确且易于管理；每一层的真正功能 是为其上一层提供服务 通信实体之间的通信是各层之间的通信，各 层只和自己相同的层次进行信息交换
8
OSI模型各层的基本功能
物理层：提供为建立、维护和拆除物理链路所需的 机械的、电气的、功能和规程的特性；提供有关在 传输介质上传输非结构的位流及物理链路故障检测 指示 数据链路层：为网络层实体提供点到点无差错帧传 输功能，并进行流控制 网络层：为传输层实体提供端到端的交换网络数据 传送功能，使得传输层摆脱路径选择、交换方式、 拥挤控制等网络传输细节；可以为传输层实体建立 、维持和拆除一条或多条通信路径；对网络传输中 发生的不可恢复的差错予以报告
19
各种内部接口的功能之一
1.B接口：MSC与VLR接口，MSC通过该接口向VLR 传送漫游用户位置信息，并在呼叫建立时向VLR查 询漫游用户的有关用户数据，通常MSC与VLR合设 ，其间采用内部接口。 2.C接口：MSC与HLR接口，MSC通过该接口向HLR 查询被叫移动台的路由信息，HLR提供路由。 3.D接口：VLR与HLR接口，此接口用于两个位置 寄存器之间传送用户数据信息（位置信息、路由 信息、业务信息等）。
9
OSI模型各层的基本功能
传输层:为会话层实体提供透明的、可靠的数 据传输服务，保证端到端的数据完整性；选 择网络层能提供的最适宜的服务；提供建立 、维护和拆除传输连接功能 会话层:为彼此合作的表示层实体提供建立、 维护和结束会话连接的功能完成通信进程的 逻辑名字与物理名字间的对应；提供会话管 理服务 表示层:为应用层进程提供能解释所交换信息 含义的一组服务，如代码转换、格式转换、 文本压缩、文本加密与解密等
第4章 GSM网络信令与 协议
1
无线电损耗
GSM信令与协议的相关知识就必须进行掌握， 特别是无线空中接口中的3 层信令是必须要有 所了解的，下面就对整个GSM网络中的信令和 协议进行简单讲解
重庆邮电大学通信与信息工程学院
2
GSM 是一个复杂的移动通信系统，其中传送 的除了话音信息以外，还有大量的信令信息需 要传送，为完成不同设备的互联，以及通讯接 续过程，设备或各个子系统之间必须通过各种 接口按照规定的协议实现互连，分散的设备需 要相互配合才能完成某项任务，这样在执行任 务时就需要交换信息，使通信网中的各种设备 协调动作，因此各设备之间必须相互交流各设 备状态的监视和控制信息，以说明各自的运行 情况，提出对相关设备的接续要求，从而使各 设备之间协调运行
24
链路层
当数据通过物理层在收发之间进行传送时，需要把 这些数据变成码流，而且提供一定的纠错能力，能 够完成这些功能的信令协议处于数据链路层中 主要目的是在移动台和基站之间建立可靠的专用数 据链百度文库，L2 协议基于ISDN的D 信道链路接入协议 LAPD，但作了更动，因而在Um 接口的L2 协议称 之为LAPDm GSM网络的数据链路层上有下面几种协议：
A接口以及MSC和其他网络实体之间走的是No.7 系统中的 MTP2层 Abis 接口是通过LAPD信令传送 Um接口是通过根据LAPD协议修改的LAPDm协议传送信令
25
网络层
当数据经过数据链路层形成码流后，需要对这些信 息流进行组织和路由选择，把信息传送到指定的目 的地，这就需要网络层协议进行协调调度。 是实际负责控制和管理的协议层，把用户和系统控 制过程中的特定信息按一定的协议分组安排在指定 的逻辑信道上。 L3 包括三个基本子层：无线资源管理 、移动性 无线资源管理RR、 无线资源管理 管理MM和接续管理 和接续管理CM。一个接续管理子层中含 管理 和接续管理 有多个呼叫控制CC单元，提供并行呼叫处理。 为支持补充业务和短消息业务，在CM 子层中还包 括补充业务管理 单元 短消息业务管理 补充业务管理SS 短消息业务管理SMS 单 补充业务管理 单元和短消息业务管理 元。
10
信令的方式：
随路信令CAS； 随路信令 共路信令CCS 共路信令
No.7 系统属于共路信令系统，也就是信令信 道和业务信道完全分开，在公共的数据链路 上以消息的形式传送所有中继线和所有通信 业务的信令信息，这是共路信令系统的基本 特征
11
七号信令系统由一个公共的消息传递部分（ Message Transfer Part，MTP）和若干个用户部分（ User Part，UP）组成 MTP提供一个可靠的传递系统，保证两个不同地点 UP之间传递的信令消息无差错、不丢失、不错序、 不重复 MTP的功能是在只负责各信令点之间正确无误的传 送信令消息，不负责消息内容的检查和解释，用户 部分则是为各种不同电信业务应用设计的功能模块 ，负责信令的生成、语法检查、语义分析和信令过 程控制它们体现了No.7 信令系统对不同应用的适应 性和可扩充性
6
OSI
OSI 采用分层结构化技术，将整个网络的通 信功能分为7 层，由低到高分别如下：
物理层（Physical Layer）； 数据链路层（Data Link layer）； 网络层（Network Layer）； 传输层（Transport Layer）； 会话层（Session Layer）； 表示层（Presentation Layer）； 应用层（Application Layer）
17
Abis-接口
Abis 接口是BTS与BSC接口 Abis 接口的物理层是PCM传输 Abis 接口的链路层是以LAPD(GSM08.56)协 议传送信息 Abis 接口的网络层是以基站管理层（BTS Management，BTSM）和RR进行控制的 BTSM用于支持分配传输路径和测量报告处 理，其承载方式是LAPD信令协议
26
用户层
移动网络的用户层中，交换子系统侧各接口采用 MAP协议，MAP 是交换子系统各功能实体之间的 协议，它采用交换协议数据与会话的方式，主要传 递与移动台漫游相关的信息。 MAP 程序包括移动业务、操作与维护、呼叫处理 等。MAP 通过TCAP 传送，而TCAP使用MTP和 SCCP提供的业务。 基站子系统和交换子系统之间的A接口采用的是 BSSAP协议，它承载于MTP和SCCP之上。BSSAP 涉及移动网中两大子系统——基站子系统和交换子 系统之间的信息交互，所以非常重要。另外，移动 网与其它网络之间由于主要完成呼叫接续的功能， 所以采用TUP和ISUP。
20
各种内部接口的功能之二
4. E接口：MSC与MSC接口，用于越局频道转接。该接口 要传送控制两个MSC之间话路接续的常规的电话网局 间信令。 5. F接口：MSC与EIR接口，MSC向EIR查询移动台设备合 法性 6. G接口：VLR之间的接口，当移动台由某一VLR进入另 一VLR覆盖区域时，新老VLR通过该接口交换必要的 信息，仅用于数字移动通信系统。 7. MSC与PSTN的接口：是常规的电话网局间信令接口， 用于建立移动网至公用电话网的话路接续。
18
A-接口
A接口是BSC与MSC之间的通信接口，MSC通过该 接口连接MS此接口传递的信息包括移动台管理、 基站管理、移动性管理、呼叫处理等功能 A接口的物理层是数字传输2048Kbit/S 的传输 A接口的数据链路层基于No.7 信令系统MTP2 A接口的网络层由MTP3和SCCP共同组成 接口的网络层由 和 共同组成 A 接口在用户部分上传送的是基站子系统应用层（ Base Station Subsystem Application Part，BSSAP） 协议和Um3层信令 BSSAP用以支持各种连接处理和切换过程，BSSAP 消息的传送是以SCCP为载体的
22
GSM 系统中层次结构和协议
23
物理层
无线接口的最低层，提供传送比特流所需的 物理链路（例如无线链路），为高层提供各 种不同功能的逻辑信道，包括业务信道和逻 辑信道，每个逻辑信道有它自己的服务接入 点 Um接口的物理层建立在无线信道上，也就 是GSM L1层 其余接口的物理层建立在PCM传输上
12
No.7 信令消息实际上就是通信网上各节点， 比如交换机控制处理器之间通信的数据分组 ，在信令链路上以分组交换的原理传送信令 ，因此No.7 信令网本质上为数据通信网，是 一种特殊的分组交换网，它形成了一个独立 的七号信令网
13
5.2 GSM网络接与协议
重庆邮电大学通信与信息工程学院
14
GSM 的接口
随着通信和计算机两大领域的互相渗透以及各种电信 新业务的问世，电信网需要和许多智能数据终端相连 ，需要传送大量与电路无关的数据，包括各种复杂的 网络管理和业务控制信息这就要求信令系统具有更大 的灵活性和开放性，能够适应计算机通信和电信网智 能化发展的需要 为了解决不同系统的互连问题，国际标准化组织（ International Organization for Standardization，ISO）于 1977 年提出了一种不基于特定机型、操作系统或公 司的网络体系结构，即“开放系统互连参考模型”（ Open System Interconnection，OSI） OSI定义了异种机连网的标准框架，为连接分散的“ 开放”系统提供了基础，既任何两个遵守OSI标准的 系统可以进行互连
27
GSM 网络中的Um、Abis 和A 接口是网络优 化中经常涉及到的，包括的协议也最多，因 此对它们要进行重点掌握。
28
Um 空中接口
Um接口是MS和系统连接的接口，该接口上 面的信息全部在空中传送。
29
Um接口信令协议分层结构 接口信令协议分层结构
Layer1——传输层（物理层）：此层为无线接口最 1. Layer1 低层，提供无线链路的传输通道，为高层提供不同 功能的逻辑信道，包括业务信道和控制信道。 2. Layer2——数据链路层：此层为MS和BTS之间提供了 Layer2 可靠的专用数据链路，是基于ISDN的D信道链路接入 协议（LAPD），但加入了一些移动应用方面的GSM特 有的协议，我们称之为 LAPDm协议。 3. Layer3 ——应用层：此层主要负责控制和管理的协 议层，把用户和系统控制过程的信息按一定的协议 分组安排到指定的逻辑信道上。它包括了CM、MM、 RR三个子层，分别可完成呼叫控制（CC）、补充业 务管理（SS）和短消息业务管理（SMS）等功能。
通常，使用的GSM 系统结构一般把VLR 和 MSC 集成在同一实体内，大多数厂商的交换 机都采用这种结构相应的，B接口变成内部 接口；C接口和D接口可以走同一物理连接； E接口和G接口可以走同一物理连接 在 GSM 系统中，信令消息在不同的接口有 不同的形式，也就是有不同的信令协议，其 中一个重要原因就是迁就已经存在的标准比 如无线接口上的LAPDm协议就是从LAPD 修 改而来
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接口与协议
接口：两个相邻实体之间的连接点 协议：说明连接点上交换信息需要遵守的规 则，是各个功能实体之间共同语言 两个实体之间通过接口传递特定的信息流， 这种信息流必须按照规定的语言传递，双方 才能相互理解 一种协议在传递过程中要经过若干个接口， 或者说同一个接口要用到多种协议
5
通信网络的OSI 七层模型
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Um接口是MS 与BTS 之间的接口对于移动通信来说 ，大部分的信令都是和MS相关移动台虽然只和BTS 有接口，但发往BTS 和从BTS 发往MS 的信令消息 中还包括了MS 与GSM网中其他设备之间的通信信 息，即要在无线接口上传输各种不同的协议 物理层建立在无线信道上 链路层为LAPDm 网络层协议称为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 线连接处理和测量报告处理 无 线 接 口 三 层 信 令 包 含 无 线 资 源 管 理 （ Radio Resource ， RR ） 、 移 动 性 管 理 （ MobilityManagement ， MM ） 和 连 接 管 理 （ Connection Management，CM）三个子层
重庆邮电大学通信与信息工程学院 3
在通信系统中把协调不同实体所需的信息， 交换设备之间相互交换的信息必须遵守一定 的协议和规则，这些协议和规则就称为信令 信令 信令系统指导系统各部分相互配合，协同运 行，共同完成某项任务 GSM 系统中，信令消息具体体现在接口的协 议和规范上，下面将从子系统互连和接口的 分层模式来说明GSM 系统中主要协议的结构 和相互关系
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OSI是从逻辑上将功能分组，每一层完成一 特定功能，功能类似或相关的归于一层，各 层功能明确且易于管理；每一层的真正功能 是为其上一层提供服务 通信实体之间的通信是各层之间的通信，各 层只和自己相同的层次进行信息交换
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OSI模型各层的基本功能
物理层：提供为建立、维护和拆除物理链路所需的 机械的、电气的、功能和规程的特性；提供有关在 传输介质上传输非结构的位流及物理链路故障检测 指示 数据链路层：为网络层实体提供点到点无差错帧传 输功能，并进行流控制 网络层：为传输层实体提供端到端的交换网络数据 传送功能，使得传输层摆脱路径选择、交换方式、 拥挤控制等网络传输细节；可以为传输层实体建立 、维持和拆除一条或多条通信路径；对网络传输中 发生的不可恢复的差错予以报告
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各种内部接口的功能之一
1.B接口：MSC与VLR接口，MSC通过该接口向VLR 传送漫游用户位置信息，并在呼叫建立时向VLR查 询漫游用户的有关用户数据，通常MSC与VLR合设 ，其间采用内部接口。 2.C接口：MSC与HLR接口，MSC通过该接口向HLR 查询被叫移动台的路由信息，HLR提供路由。 3.D接口：VLR与HLR接口，此接口用于两个位置 寄存器之间传送用户数据信息（位置信息、路由 信息、业务信息等）。
9
OSI模型各层的基本功能
传输层:为会话层实体提供透明的、可靠的数 据传输服务，保证端到端的数据完整性；选 择网络层能提供的最适宜的服务；提供建立 、维护和拆除传输连接功能 会话层:为彼此合作的表示层实体提供建立、 维护和结束会话连接的功能完成通信进程的 逻辑名字与物理名字间的对应；提供会话管 理服务 表示层:为应用层进程提供能解释所交换信息 含义的一组服务，如代码转换、格式转换、 文本压缩、文本加密与解密等
第4章 GSM网络信令与 协议
1
无线电损耗
GSM信令与协议的相关知识就必须进行掌握， 特别是无线空中接口中的3 层信令是必须要有 所了解的，下面就对整个GSM网络中的信令和 协议进行简单讲解
重庆邮电大学通信与信息工程学院
2
GSM 是一个复杂的移动通信系统，其中传送 的除了话音信息以外，还有大量的信令信息需 要传送，为完成不同设备的互联，以及通讯接 续过程，设备或各个子系统之间必须通过各种 接口按照规定的协议实现互连，分散的设备需 要相互配合才能完成某项任务，这样在执行任 务时就需要交换信息，使通信网中的各种设备 协调动作，因此各设备之间必须相互交流各设 备状态的监视和控制信息，以说明各自的运行 情况，提出对相关设备的接续要求，从而使各 设备之间协调运行
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链路层
当数据通过物理层在收发之间进行传送时，需要把 这些数据变成码流，而且提供一定的纠错能力，能 够完成这些功能的信令协议处于数据链路层中 主要目的是在移动台和基站之间建立可靠的专用数 据链百度文库，L2 协议基于ISDN的D 信道链路接入协议 LAPD，但作了更动，因而在Um 接口的L2 协议称 之为LAPDm GSM网络的数据链路层上有下面几种协议：
A接口以及MSC和其他网络实体之间走的是No.7 系统中的 MTP2层 Abis 接口是通过LAPD信令传送 Um接口是通过根据LAPD协议修改的LAPDm协议传送信令
25
网络层
当数据经过数据链路层形成码流后，需要对这些信 息流进行组织和路由选择，把信息传送到指定的目 的地，这就需要网络层协议进行协调调度。 是实际负责控制和管理的协议层，把用户和系统控 制过程中的特定信息按一定的协议分组安排在指定 的逻辑信道上。 L3 包括三个基本子层：无线资源管理 、移动性 无线资源管理RR、 无线资源管理 管理MM和接续管理 和接续管理CM。一个接续管理子层中含 管理 和接续管理 有多个呼叫控制CC单元，提供并行呼叫处理。 为支持补充业务和短消息业务，在CM 子层中还包 括补充业务管理 单元 短消息业务管理 补充业务管理SS 短消息业务管理SMS 单 补充业务管理 单元和短消息业务管理 元。
10
信令的方式：
随路信令CAS； 随路信令 共路信令CCS 共路信令
No.7 系统属于共路信令系统，也就是信令信 道和业务信道完全分开，在公共的数据链路 上以消息的形式传送所有中继线和所有通信 业务的信令信息，这是共路信令系统的基本 特征
11
七号信令系统由一个公共的消息传递部分（ Message Transfer Part，MTP）和若干个用户部分（ User Part，UP）组成 MTP提供一个可靠的传递系统，保证两个不同地点 UP之间传递的信令消息无差错、不丢失、不错序、 不重复 MTP的功能是在只负责各信令点之间正确无误的传 送信令消息，不负责消息内容的检查和解释，用户 部分则是为各种不同电信业务应用设计的功能模块 ，负责信令的生成、语法检查、语义分析和信令过 程控制它们体现了No.7 信令系统对不同应用的适应 性和可扩充性
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OSI
OSI 采用分层结构化技术，将整个网络的通 信功能分为7 层，由低到高分别如下：
物理层（Physical Layer）； 数据链路层（Data Link layer）； 网络层（Network Layer）； 传输层（Transport Layer）； 会话层（Session Layer）； 表示层（Presentation Layer）； 应用层（Application Layer）
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Abis-接口
Abis 接口是BTS与BSC接口 Abis 接口的物理层是PCM传输 Abis 接口的链路层是以LAPD(GSM08.56)协 议传送信息 Abis 接口的网络层是以基站管理层（BTS Management，BTSM）和RR进行控制的 BTSM用于支持分配传输路径和测量报告处 理，其承载方式是LAPD信令协议
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用户层
移动网络的用户层中，交换子系统侧各接口采用 MAP协议，MAP 是交换子系统各功能实体之间的 协议，它采用交换协议数据与会话的方式，主要传 递与移动台漫游相关的信息。 MAP 程序包括移动业务、操作与维护、呼叫处理 等。MAP 通过TCAP 传送，而TCAP使用MTP和 SCCP提供的业务。 基站子系统和交换子系统之间的A接口采用的是 BSSAP协议，它承载于MTP和SCCP之上。BSSAP 涉及移动网中两大子系统——基站子系统和交换子 系统之间的信息交互，所以非常重要。另外，移动 网与其它网络之间由于主要完成呼叫接续的功能， 所以采用TUP和ISUP。
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各种内部接口的功能之二
4. E接口：MSC与MSC接口，用于越局频道转接。该接口 要传送控制两个MSC之间话路接续的常规的电话网局 间信令。 5. F接口：MSC与EIR接口，MSC向EIR查询移动台设备合 法性 6. G接口：VLR之间的接口，当移动台由某一VLR进入另 一VLR覆盖区域时，新老VLR通过该接口交换必要的 信息，仅用于数字移动通信系统。 7. MSC与PSTN的接口：是常规的电话网局间信令接口， 用于建立移动网至公用电话网的话路接续。
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A-接口
A接口是BSC与MSC之间的通信接口，MSC通过该 接口连接MS此接口传递的信息包括移动台管理、 基站管理、移动性管理、呼叫处理等功能 A接口的物理层是数字传输2048Kbit/S 的传输 A接口的数据链路层基于No.7 信令系统MTP2 A接口的网络层由MTP3和SCCP共同组成 接口的网络层由 和 共同组成 A 接口在用户部分上传送的是基站子系统应用层（ Base Station Subsystem Application Part，BSSAP） 协议和Um3层信令 BSSAP用以支持各种连接处理和切换过程，BSSAP 消息的传送是以SCCP为载体的
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GSM 系统中层次结构和协议
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物理层
无线接口的最低层，提供传送比特流所需的 物理链路（例如无线链路），为高层提供各 种不同功能的逻辑信道，包括业务信道和逻 辑信道，每个逻辑信道有它自己的服务接入 点 Um接口的物理层建立在无线信道上，也就 是GSM L1层 其余接口的物理层建立在PCM传输上
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No.7 信令消息实际上就是通信网上各节点， 比如交换机控制处理器之间通信的数据分组 ，在信令链路上以分组交换的原理传送信令 ，因此No.7 信令网本质上为数据通信网，是 一种特殊的分组交换网，它形成了一个独立 的七号信令网
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5.2 GSM网络接与协议
重庆邮电大学通信与信息工程学院
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GSM 的接口
随着通信和计算机两大领域的互相渗透以及各种电信 新业务的问世，电信网需要和许多智能数据终端相连 ，需要传送大量与电路无关的数据，包括各种复杂的 网络管理和业务控制信息这就要求信令系统具有更大 的灵活性和开放性，能够适应计算机通信和电信网智 能化发展的需要 为了解决不同系统的互连问题，国际标准化组织（ International Organization for Standardization，ISO）于 1977 年提出了一种不基于特定机型、操作系统或公 司的网络体系结构，即“开放系统互连参考模型”（ Open System Interconnection，OSI） OSI定义了异种机连网的标准框架，为连接分散的“ 开放”系统提供了基础，既任何两个遵守OSI标准的 系统可以进行互连
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GSM 网络中的Um、Abis 和A 接口是网络优 化中经常涉及到的，包括的协议也最多，因 此对它们要进行重点掌握。
28
Um 空中接口
Um接口是MS和系统连接的接口，该接口上 面的信息全部在空中传送。
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Um接口信令协议分层结构 接口信令协议分层结构
Layer1——传输层（物理层）：此层为无线接口最 1. Layer1 低层，提供无线链路的传输通道，为高层提供不同 功能的逻辑信道，包括业务信道和控制信道。 2. Layer2——数据链路层：此层为MS和BTS之间提供了 Layer2 可靠的专用数据链路，是基于ISDN的D信道链路接入 协议（LAPD），但加入了一些移动应用方面的GSM特 有的协议，我们称之为 LAPDm协议。 3. Layer3 ——应用层：此层主要负责控制和管理的协 议层，把用户和系统控制过程的信息按一定的协议 分组安排到指定的逻辑信道上。它包括了CM、MM、 RR三个子层，分别可完成呼叫控制（CC）、补充业 务管理（SS）和短消息业务管理（SMS）等功能。