【正文】 為了解決上述問題， GSM系統(tǒng)采用了強(qiáng)制登記的措施。我國(guó)各省郵電部門的數(shù)字 PLMN構(gòu)成郵電部全國(guó) GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，以網(wǎng)絡(luò)號(hào)“ 00”表示；“中國(guó)聯(lián)通公司”各省的數(shù)字 PLMN構(gòu)成“中國(guó)聯(lián)通公司”全國(guó) GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)號(hào)用“ 01” 表示。 LAC為位置區(qū)域碼，它是唯一地識(shí)別我國(guó)數(shù)字 PLMN中每個(gè)位置區(qū)的，是一個(gè) 2字節(jié) 16進(jìn)制的 BCD碼，表示為 L1L2L3L4（范圍 0000～ FFFF，可定義 65536個(gè)不同的位置區(qū)。 (3) 移動(dòng)用戶號(hào)（ ABCD） 第 31 頁(yè) 共 41 頁(yè) 此資料來(lái)自 ABCD為每個(gè) HLR中移動(dòng)用戶的號(hào)碼，由各 HLR自行分配。 移動(dòng)交換子系統(tǒng) MSS 內(nèi)部接 口如下圖所示。 在 Ater 接口中，其傳輸內(nèi)容與 A 接口類似，不同的只是話音信道在兩接口中的傳輸速率： A 接口中的話音信號(hào)為 64kbit/sA 律 PCM 編碼信號(hào)，而在 Ater 接口中的話音信號(hào)仍然為 13kbit/sRPELTP 編碼信號(hào)。 Layer3—— 應(yīng)用層。 就 GSM 系統(tǒng)與外界的聯(lián)系，可劃分為三大邊界，因而也有了三大外部接口： 24 G S M運(yùn)營(yíng)者外部網(wǎng)絡(luò)用戶O S SNSS BSCMS 首先，在用戶側(cè)，有移動(dòng)臺(tái) MS 和用戶之間的界面，可認(rèn)為是一個(gè)人機(jī)界面。 短消息業(yè)務(wù)（ SHORT MESSAGE SERVICE： SMS）提供在 GSM 網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)用戶和固定用戶之間或移動(dòng)用戶和移動(dòng)用戶之間發(fā)送訊息長(zhǎng)度較短的信息。另外，為了建立至移動(dòng)臺(tái)的呼叫路由，每個(gè) MSC還完成 GMSC的功能，即查詢移動(dòng)臺(tái)位置信息的功能。 圖 3－ 2 為典型的 BSS 子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。 2. 基站子系統(tǒng) BSS BSS系統(tǒng)是在一定的無(wú)線覆蓋區(qū)中由 MSC控制，與 MS 進(jìn)行通信的系統(tǒng)設(shè)備，完成信道的分配、用戶的接入和尋呼、信息的傳送等功能。 GSM中選擇在鑒權(quán)期間計(jì)算密鑰 Kc；然后把密鑰存貯于 SIM卡的永久內(nèi)存中。其中 RAND是網(wǎng)絡(luò)側(cè)對(duì)用戶的提問，只有合法的用戶才能夠給出正確的回答 SRES。快速隨路控制信道（ F ACCH ）： 它與一個(gè) T CH 相關(guān)，工作于借用模式，即在話音傳輸過(guò)程中如果突然需要以比 S ACCH 所能處理的高得多的速度傳送信令信息，則借用20 ms 的話音（數(shù)據(jù)）來(lái)傳送。 1. 業(yè)務(wù)信道（ TCH）：用于傳送編碼后的話音或客戶數(shù)據(jù)， 在上行和下行信道上，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（ BTS對(duì)一個(gè) MS，或反之）方式傳播。 51幀的復(fù)幀：它包括 51個(gè) TDMA幀（ 51?8BP），持續(xù)時(shí)長(zhǎng) 3060/13ms。 GSM在無(wú)線路徑上傳輸?shù)囊粋€(gè)基本概念是： 傳輸?shù)膯挝皇羌s一百個(gè)調(diào)制比特的序列，它稱為一個(gè)“突發(fā)脈沖”。 TMSI 是一個(gè)由業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)給用戶指定的臨時(shí)識(shí)別號(hào)，以防止有人跟蹤而泄漏其地理位置。為了方便全歐洲統(tǒng)一使用移動(dòng)電話，需要一種公共的系統(tǒng)。現(xiàn)在愛立信等公司以與 NTT DoCoMo 公司合作，共同提出無(wú)線傳輸技術(shù)采用 WCDMA，而核心網(wǎng)路則沿用 GSM 5 網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，其目的在于能從 GSM 演進(jìn)到第三代 IMT20xx。 （ 3）歐洲郵電聯(lián)合會(huì) CEPT 的移動(dòng)通信特別小組（ SMG）在 88 年制定了 GSM 第一階段標(biāo)準(zhǔn)phase1，工作頻帶為 900MHz 左右， 90 年投入商用；同年，應(yīng)英國(guó)要求，工作頻帶為 1800MHz的 GSM 規(guī)范產(chǎn)生。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)試運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)在芝加哥開通時(shí)，美國(guó)第一個(gè)蜂窩系統(tǒng) AMPS（高級(jí)移動(dòng)電話業(yè)務(wù)）在 1979 年成為現(xiàn)實(shí)。 現(xiàn)在存在于世界各地比較實(shí)用的、容量較大的系統(tǒng)主要有： （ 1）北美的 AMPS；（ 2）北歐的 NMT450/900；（ 3）英國(guó)的 TACS；其工作頻帶都在 450MHz和 900MHz 附近，載頻間隔在 30kHz 以下。 上述三種產(chǎn)品的共同點(diǎn)是數(shù)字化，時(shí)分多址、話音質(zhì)量比第一代好，保密性好、可傳送數(shù)據(jù)、能自動(dòng)漫游等。 ? 歐洲的 TDCDMA 歐洲西門子和阿爾卡特等公司提出了一種 TDCDMA。 1982年在歐洲郵電行政大會(huì)（ CEPT）上成立“移動(dòng)特 別小組”（ Group Special Mobile）簡(jiǎn)稱“ GSM”，開始制定使用于泛歐各國(guó)的一種數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范。 6. 與 ISDN、 PSTN等的互連。脈沖持續(xù)時(shí)間優(yōu)先，在無(wú)線頻譜中也占一有限部分。 26個(gè)這樣的復(fù)幀組成一個(gè)超幀。 2. 控制信道：用于傳送信令或同步數(shù)據(jù)。這一般在切換時(shí)發(fā)生。 RAND是由網(wǎng)絡(luò)側(cè) AUC的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的，長(zhǎng)度為 128比特，它的值隨機(jī)地在 0～ 2128－ 1（成千上萬(wàn)億） 范圍內(nèi)抽取。在網(wǎng)絡(luò)一側(cè)，這個(gè)“潛在”的密鑰也存貯于拜訪 MSC/VLR中，以備加密開始時(shí)使用。 3. 移動(dòng)臺(tái) MS MS 是 GSM系統(tǒng)的移動(dòng)用戶設(shè)備，它由兩部分組成，移動(dòng)終端和客戶識(shí)別卡（ SIM卡）。 MSAte r 接口BS 接口Um 接口B S CB I EB T SB T SB I EAbis 接口SM SM TCA 接口M S COM CQ3 接口 圖 3－ 2 BSS 子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 其中： TC TransCoder 碼型變換器 SM SubMultiplexing 子復(fù)用 BIE Base station Interface Equipment 基站接口設(shè)備 如上圖， BSS 的組成： （ 1）基站收發(fā)信臺(tái)（ BTS）： 基站收發(fā)信臺(tái)（ BTS）包括基帶單元、載頻單元和控制單元三部分，屬于基站系統(tǒng)的無(wú)線部分，是由基站控制器控制，服務(wù)于某個(gè)小區(qū)的無(wú)線收發(fā)信設(shè)備，完成 BSC 與無(wú)線信道之間的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn) BTS 與 MS 之間通過(guò)空中接口的無(wú)線傳輸及相關(guān)的控制功能。 MSC從三種數(shù)據(jù)庫(kù)，拜訪位置寄存器（ VLR）、歸屬位置寄存器（ HLR） 和鑒權(quán)中心（ AUC）中取得處理用戶呼叫請(qǐng)求所需的全部數(shù)據(jù)。短消息業(yè)務(wù)功能是一種類似于傳呼機(jī)的業(yè)務(wù)功能，但是它具有尋呼網(wǎng)絡(luò)無(wú)法具備的優(yōu)點(diǎn)：即保證到達(dá)和雙向?qū)ず艄δ堋Ｔ?GSM規(guī)范中定義了一個(gè) SIMME 接口，這里 SIM 是一張智能卡，包含存貯在無(wú)線端口的用戶一側(cè)上所有與用戶有關(guān)的信息， ME 代表移動(dòng)設(shè)備。包括 BSS 應(yīng)用規(guī)程（ BSSAP）和 BSS 操作維護(hù)應(yīng)用規(guī)程（ BSSOMAP），完成基站系統(tǒng)的資源和連接的維護(hù)管理，業(yè)務(wù)的接續(xù)及拆除的控制。在 Ater 接口中傳輸?shù)男帕钚盘?hào)為 CCS7，信令信道占用 TS16。 29 1. B 接口： MSC 與 VLR 接口， MSC 通過(guò)該接口向 VLR 傳送漫游用戶位置信息，并在呼叫建立時(shí)向 VLR 查詢漫游用戶的有關(guān)用戶數(shù)據(jù)，通常 MSC 與VLR合設(shè)，其間采用內(nèi)部接口。 2. 國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)別碼（ IMSI） IMSI是在 PLMN網(wǎng)中唯一識(shí)別一個(gè)移動(dòng)用戶的號(hào)碼，由 15位數(shù)字組成： M C C M N C M S I N國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)別國(guó)內(nèi)移動(dòng)用戶識(shí)別 MCC＝移動(dòng)國(guó)家號(hào)碼，由 3位數(shù)字組成，唯一地識(shí)別移動(dòng)用戶所屬的國(guó)家。） 撥號(hào)方式 撥號(hào)方式是使客戶通過(guò)撥十進(jìn)制數(shù)字實(shí)現(xiàn)本地呼叫、國(guó)內(nèi)長(zhǎng)途呼叫及國(guó)家長(zhǎng)途呼叫的一種方式。 GSM業(yè)務(wù)區(qū)是由全球各個(gè)國(guó)家的 PLMN網(wǎng)路所組成的。要求 MS 每過(guò)一定時(shí)間登記一次，這就是周期性登記。在這兩種情況下，該用戶若被尋呼，系統(tǒng)就會(huì)不斷地發(fā)出尋呼消息， 無(wú)效占用無(wú)線資源。每個(gè)國(guó)家有一個(gè)或多個(gè)。 6. 位置區(qū)識(shí)別碼（ LAI） LAI是用來(lái)識(shí)別位置區(qū)的，其號(hào)碼 結(jié)構(gòu)是： MCC＋ MNC＋ LAC 其中： MCC和 MNC同 IMSI的 MCC和 MNC。一個(gè) HLR可包含一個(gè)或若干個(gè) H1H2H3數(shù)值。 GSM 特有的，與呼叫不相關(guān)的信令對(duì)應(yīng)于許多不同協(xié)議，組合在 MAP（移動(dòng)應(yīng)用單元）中。 Ater 接口為 ZXG10BSS 系統(tǒng)內(nèi)部自己定義的接口。 其中 MTP2 是 HDLC（高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制）協(xié)議的一種變體，幀結(jié)構(gòu)分別是由標(biāo)志字段、控制字段、信息字段、校驗(yàn)字段和標(biāo)志序列所組成； MTP3 和 SCCP（信令連接控制部分）則主要完成信令路由選擇等功能。隨著數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)開放系 統(tǒng)互連模型（ OSI）的出現(xiàn)，我們可以把 GSM 這樣一個(gè)具體系統(tǒng)接口的功能、接口和協(xié)議，在 OSI 模型基礎(chǔ)上來(lái)進(jìn)行分析。 6. 短消息中心（ SC） 短消息中心提供短消息業(yè)務(wù)功能。它完成通話接續(xù)，計(jì) 21 費(fèi)， BSS和 MSC之間的切換和輔助性的無(wú)線資源管理、移動(dòng)性管理等功能?；咀酉到y(tǒng)還應(yīng)包括碼變換器（ TC）和子復(fù)用設(shè)備（ SM）。 17 圖 1－ 1 GSM系統(tǒng)的組成 1. 移動(dòng)交換子系統(tǒng) MSS 完成信息交換、用戶信息管理、呼叫接續(xù)、號(hào)碼管理等功能。 3. 密鑰 Kc 開始加密之前，密鑰 Kc 必須是移動(dòng)臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)同意的。 鑒權(quán) 鑒權(quán)的計(jì)算如下圖所示。上行和下行信道，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)方式傳播。 邏輯信道又分為兩大類，業(yè)務(wù)信道和控制信道。這種復(fù)幀用于攜帶 TCH（和 SACCH加 FACCH）。 多址方案 GSM通信系統(tǒng)采用的多址技術(shù)：頻分多址（ FDMA）和時(shí)分多址（ TDMA）結(jié)合，還加上跳頻技術(shù)。加密用于空中接口，由 SIM 卡和網(wǎng)絡(luò) AUC的密鑰決定。但是模擬系統(tǒng)有一些限制：第一，盡管在 80年代初的過(guò)低估計(jì)下，移動(dòng)業(yè)務(wù)的潛在需求也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)當(dāng)時(shí)模擬蜂窩網(wǎng)的預(yù)計(jì)容量；第二，運(yùn)營(yíng)中的不同系統(tǒng)不能向用戶提供兼容性：一個(gè) TACS終端不能進(jìn)入 NMT網(wǎng)，一個(gè) NMT終端也不能進(jìn)入 TACS網(wǎng)。在支持 ITU 的 IMT20xx 家族及接口概念基礎(chǔ)上，有意參照無(wú)線傳輸技術(shù)的合作方式，支持歐洲的 GSM UMTS 的網(wǎng)絡(luò)概念。 （ 2）日本的 JDC（現(xiàn)已更名為 PDC）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在 1990 年制定， 93 年使用，只限于本國(guó)使用。 移動(dòng)通信系統(tǒng)從 40年代發(fā)展至今，根據(jù)其發(fā)展歷程和發(fā)展方向，可以劃分為三個(gè)階段： 第一代――模擬蜂窩通信系統(tǒng) 第一代移動(dòng)電話系統(tǒng)采用了蜂窩組網(wǎng)技術(shù)，蜂窩概念由貝 爾實(shí)驗(yàn)室提出， 70 年代在世界許多地方得到研究。 鑒于移動(dòng)通信用戶的特點(diǎn)：一個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)不僅要滿足區(qū)內(nèi)，越區(qū)及越局自動(dòng)轉(zhuǎn)接信道的功能，還應(yīng)具有處理漫游用戶呼叫（包括主被叫）的功能。 三種不同制式各有其優(yōu)點(diǎn)， PDC 系統(tǒng)頻譜利用率很高，而 DAMPS 系統(tǒng)容量最大，但 GSM技術(shù)最成熟，而且它以 OSI 為基礎(chǔ)，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)公開，發(fā)展規(guī)模最大。該方案將 FDMA/TDMA/CDMA 組合在一起。 1990年完成了 GSM900的規(guī)范，產(chǎn)生一套 12章規(guī)范系列。與其他網(wǎng)絡(luò)的互連通常利用現(xiàn)有的接口，如ISUP或 TUP等。它們?cè)跁r(shí)間窗和頻率窗內(nèi)發(fā)送，我們稱之為間隙。這種復(fù)幀用于攜帶 BCH和 CCCH。根據(jù)所需完成的功能又把控制信道定義成廣播、公共及專用三種控制信道，它們又可細(xì)分為： 12 廣播信道（ BCH ）頻率校正信道（ F CCH ）： 攜帶用于校正 MS 頻率的消息，下行信道，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)（ BT S 對(duì)多個(gè) MS ） 方式傳播。由于語(yǔ)音譯碼器會(huì)重復(fù)最后20 ms 的話音，因此這種終端不被用戶察覺。 SRES稱為符號(hào)響應(yīng)，通過(guò)用戶唯一的密碼參數(shù)（ Ki）的計(jì)算獲取，長(zhǎng)度為32比特。 由 RAND（與用于鑒權(quán)的相同）和 Ki 計(jì)算 Kc 的算法為 A8 算法。移動(dòng)終端就是“ 機(jī)”，它可完成話音編碼、信道編碼、信息加密、信息的調(diào)制和解調(diào)、信息發(fā)射和接收。 當(dāng) BTS 與 BSC 為遠(yuǎn)端配置方式時(shí)，則需采用 Abis 接口，這時(shí)， BTS 與 BSC 兩側(cè)都需配置 BIE設(shè)備；而當(dāng) BSC 與 BTS 之間的間隔不超過(guò) 10 米時(shí)，可將 BSC 與 BTS 直接相連，采用內(nèi)部 BS 接口，不需要接口設(shè)備 BIE。反之， MSC根據(jù)其最新數(shù)據(jù)更新數(shù)據(jù)庫(kù)。 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短消息業(yè)務(wù)包括移動(dòng)臺(tái) MS 發(fā)起的短消息業(yè)務(wù) MO/PP 及移動(dòng)臺(tái)終止的短消息業(yè)務(wù) MT/PP。 其次， GSM 與其他電信網(wǎng)接口， 規(guī)定 GSM