【正文】 是： 傳輸?shù)膯挝皇羌s一百個調(diào)制比特的序列，它稱為一個“突發(fā)脈沖”。它們在時間窗和頻率窗內(nèi)發(fā)送，我們稱之為間隙。對應于相同間隙的時間間隔稱為 10 一個時隙，它的持續(xù)時間將作為一種時間單位，稱為 BP（突發(fā)脈沖周期）。統(tǒng)一地，我們將 GSM中規(guī)定的 200KHz帶寬稱為一個頻隙。每幀包括 8個時隙（ TS0－ 7）。 TDMA幀號是以 3小時 28分 53秒 760毫秒（ 2048?51?26?8BP或者說2048?51?26個 TDMA幀）為周期循環(huán)編號的。復幀分為兩種類型。 51個這樣的復幀組成一個超幀。 51幀的復幀：它包括 51個 TDMA幀（ 51?8BP），持續(xù)時長 3060/13ms。這種復幀用于攜帶 BCH和 CCCH。這與標準電話網(wǎng)有很大的區(qū)別，在電話網(wǎng)中 無論有無呼叫，每個終端都與一個交換機相連。不論是移動臺發(fā)出的呼叫，還是發(fā)往移動臺的呼叫，其建立過程都要求用專門方法使移動臺接入系統(tǒng)，從而獲得一條信道。這個信道與用于傳送尋呼信息的基站――移動臺信道一起稱為 GSM的公用信道，因為它同時攜帶發(fā)自 /發(fā)往許多移動臺的信息。由于這種區(qū)別，可以定義移動臺的兩種宏狀態(tài)： ? 空閑模式：移動臺在偵聽 廣播信道，此時它不占用任一信道。 接入過程使移動臺從空閑模式轉(zhuǎn)到專用模式。從 BTS到 MS 的方向稱為下行鏈路，相反的方向稱為上行鏈路。 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，點對點（ BTS對一個 MS，或反之）方式傳播。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，點對多點（ BT S 對多個 MS ） 方式傳播。廣播控制信道（ BCCH ）： 廣播每個 BT S 的通用信息（小區(qū)特定信息），下行信道，點對多點（ BT S 對多個 MS ） 方式傳播。隨機接入信道（ RACH ）： MS 通過此信道申請分配一個獨立專用控制信道（ S DCCH ）， 可作為對尋呼的響應或 MS 主叫 / 登記時的接入。允許接入信道（ AGCH ）： 用于為 MS 分配一個獨立專用控制信道（ S DCCH ）， 下行信道，點對點方式傳播。例如登記和鑒權(quán)在此信道上進行。慢速隨路控制信道（ S ACCH ）： 它與一個 T CH 或一個 S DCCH 相關(guān)，是一個傳送連續(xù)信息的連續(xù)數(shù)據(jù)信息，如傳送移動臺接收到的關(guān)于服務(wù)及鄰近小區(qū)的信號強大的測試報告。它還用于 MS 的功率管理和時間調(diào)整?？焖匐S路控制信道（ F ACCH ）： 它與一個 T CH 相關(guān)，工作于借用模式，即在話音傳輸過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)）來傳送。由于語音譯碼器會重復最后20 ms 的話音，因此這種終端不被用戶察覺。 防止未授權(quán)的接入是通過鑒權(quán)（即插入的 SIM卡與移動臺提供的用戶標識碼是否一致的安全性檢查）實現(xiàn)的。 保護用戶的隱私是通過不同手段實現(xiàn)時，對傳輸加密可以防止在無線信道上竊聽通信。另外，以一個臨時代號替代用戶標識是使第三方無法在無線信道上跟蹤 GSM用戶的又一機制。 在 GSM系統(tǒng)中，客戶簽約等信息均被記錄在 SIM卡中。為防止盜打，帳單上產(chǎn)生訛誤計費，在 SIM卡 上設(shè)置了 PIN碼操作（類似計算機上的 Password功能）。如客戶輸入了一個錯誤的 PIN碼，它會給客戶一個提示，重新輸入，若連續(xù) 3次輸入錯誤， SIM卡就被閉鎖，即使將 SIM卡拔出或關(guān)掉手機電源也無濟于事，必須向運營商申請，由運營商為用戶解鎖。其中 RAND是網(wǎng)絡(luò)側(cè)對用戶的提問，只有合法的用戶才能夠給出正確的回答 SRES。 SRES稱為符號響應，通過用戶唯一的密碼參數(shù)（ Ki）的計算獲取，長度為32比特。 A3 算法為鑒權(quán)算法，由運營者決定，該算法是保密的。 14 移動終端 網(wǎng) 絡(luò)算法 A3隨機數(shù)發(fā)生器 算法 A3Ki RANDSRES39。發(fā)送數(shù)據(jù)可以是 用戶信息（語音、數(shù)據(jù)……），與用戶相關(guān)的信令（例如攜帶被呼號碼的消息），甚至是與系統(tǒng)相關(guān)信令（例如攜帶著準備切換的無線測量結(jié)果的消息）。為獲得每個突發(fā)加密序列， A5對兩個輸入進行計算：一個是幀號碼，另一個是移動臺與網(wǎng)絡(luò)之間同意的密鑰（稱為 Kc），見圖。 15 A5幀號（ 22 比特）Kc （ 64 比特）A5幀號（ 22 比特）Kc （ 64 比特）S1（ 114 比特）S2 （ 114 比特）S1（ 114 比特）S2 （ 114 比特）MS BTS 1. 幀號：幀號編碼成一連串的三個值，總共加起來 22比特。 2. A5 算法 A5 算法必須在國際范圍內(nèi)規(guī)定，該算法可以描述成由 22比特長的參數(shù)（幀號碼）和 64比特長參數(shù)（ Kc）生成兩個 114比特長的序列的黑盒子。 GSM中選擇在鑒權(quán)期間計算密鑰 Kc；然后把密鑰存貯于 SIM卡的永久內(nèi)存中。 由 RAND（與用于鑒權(quán)的相同）和 Ki 計算 Kc 的算法為 A8 算法。 Kc 的計算如下圖所示。首先，加密不能應用于公共信道；其次，當移動臺轉(zhuǎn)到專用信道，網(wǎng)絡(luò)還不知道用戶身份時，也不能加密。這對于用 戶的隱私性來說是有害的， GSM中為確保這種機密性引入了一個特殊的功能。 TMSI由 MSC/VLR分配，并不斷地進行更換，更換周期由網(wǎng)絡(luò)運營者設(shè)置。 GSM通信系統(tǒng)主要由移動交換子系統(tǒng)（ MSS）、基站子系統(tǒng)（ BSS）和移動臺（ MS）三大部分組成，如圖 1－ 1所示。 GSM規(guī)范對系統(tǒng)的 A接口和 Um接口都有明確的規(guī)定，也就是說， A接口和 Um接口是開放的接口。 2. 基站子系統(tǒng) BSS BSS系統(tǒng)是在一定的無線覆蓋區(qū)中由 MSC控制，與 MS 進行通信的系統(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。移動終端就是“ 機”，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。 SIM卡還存儲與網(wǎng)路和客戶有關(guān)的管理數(shù)據(jù)，只有插入 SIM卡后移動終端才能接入進網(wǎng)。通過它實現(xiàn)對 GSM網(wǎng)內(nèi)各種部件功能的監(jiān)視、狀態(tài)報告、故障診斷等功能。移動終端與 BSS 子系統(tǒng)通過標準的 Um 無線接口通信， BSS 子系統(tǒng)與 MSS 子系統(tǒng)通過標準的 A 接口通信。 基站子系統(tǒng) BSS 可分為兩部分。 一個 BSS 系統(tǒng)由一個 BSC 與一個或多個 BTS 組成， BSS 子系統(tǒng)可由多個 BSC 和 BTS組成。 BTS 可以直接與 BSC 相連，也可以通過基站接口設(shè)備 BIE 與遠端的 BSC 相連。 圖 3－ 2 為典型的 BSS 子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。 當 BTS 與 BSC 為遠端配置方式時，則需采用 Abis 接口，這時， BTS 與 BSC 兩側(cè)都需配置 BIE設(shè)備；而當 BSC 與 BTS 之間的間隔不超過 10 米時，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。 BSC 一端可與多個 BTS 相連，另一端與 MSC 和操作維護中心 OMC 相連， BSC 面向無線網(wǎng)絡(luò)，主要負責完成無線網(wǎng)絡(luò)管理、無線資源管理及無線基 站的監(jiān)視管理，控制移動臺和BTS 無線連接的建立、接續(xù)和拆除等管理，控制完成移動臺的定位、切換和尋呼，提供語音編碼、碼型變換和速率適配等功能，并能完成對基站子系統(tǒng)的操作維護功能。 （ 3）碼型變換器（ TC）： 碼型變換器 TC主要完成 16kbit/sRPELTP(規(guī)則脈沖激勵長期預測 )編碼和 64kbit/s A律PCM 之間的語音變換。 當 TC 位于 MSC 側(cè)時，通過 MSC 和 BSC 之間以及 BSC 和 BTS 之間的傳輸線路子復用器 SM、 BIE，可以充分利用在空中接口使用的低語音編碼傳輸速率，降低傳輸線路的成本。 MSS 子系統(tǒng) 移動交換子系統(tǒng) MSS完成 GSM的主要交換功能，同時管理用戶數(shù)據(jù)和移動性所需的數(shù)據(jù)庫。 如上圖 3－ 1所示，移動交換子系統(tǒng) MSS包括七個功能單元。 MSC對位于它所覆蓋區(qū)域中的移動臺進行控制和完成話路接續(xù)的功能，也是 PLMN和其他網(wǎng)絡(luò)之間的接口。另外，為了建立至移動臺的呼叫路由，每個 MSC還完成 GMSC的功能，即查詢移動臺位置信息的功能。反之， MSC根據(jù)其最新數(shù)據(jù)更新數(shù)據(jù)庫。 VLR是一個動態(tài)用戶數(shù)據(jù)庫。 3. 歸屬位置寄存器（ HLR） HLR存儲管理部門用于移動用戶管理的數(shù)據(jù)。 4. 鑒權(quán)中心（ AUC） AUC屬于 HLR的一個功能單元部分，專門用于 GSM系統(tǒng)的安全性管理。 5. 設(shè)備識別寄存器（ EIR） EIR存儲有關(guān)移動臺設(shè)備參數(shù)。 EIR中存有三種名單： （ 1） 白名單――存貯已分配給可參與運營的 GSM 各國的所有設(shè)備識別 22 標識 IMEI。 （ 3） 灰名單――存貯有故障的以及未經(jīng)型號認證的設(shè)備識別標識 IMEI，由網(wǎng)路運營者決定。 短消息業(yè)務(wù)（ SHORT MESSAGE SERVICE： SMS）提供在 GSM 網(wǎng)絡(luò)中移動用戶和固定用戶之間或移動用戶和移動用戶之間發(fā)送訊息長度較短的信息。 點對點短消息業(yè)務(wù)包括移動臺 MS 發(fā)起的短消息業(yè)務(wù) MO/PP 及移動臺終止的短消息業(yè)務(wù) MT/PP。短消息中心的作用像郵局一樣，接收來自各方面的郵件，然后把它們進行分揀，再發(fā)給各個用戶。 通過短消息中心能夠更可靠地將信息傳送到目的地。短消息業(yè)務(wù)的另一個突出特點是，即使移動臺處于通話狀態(tài)，仍然可以同時接收短消息。 OMC 與 GSM 系統(tǒng)各網(wǎng)絡(luò)單元的關(guān)系如下圖所示： 23 BSCBTSBTSBSBSM S CV L RM S CV L RH L RA U CE I ROMCH L RA U CE I ROMCPSTNI S D N交 換 網(wǎng) 網(wǎng) 絡(luò) 子 系 統(tǒng) 基 站 子 系 統(tǒng) M SOMCOMCOMCA 口 OMCOMCOMC OMC 即操作維護中心，用于對 GSM 系統(tǒng)的交換實體進行管理。 OMC 的功能大部分分布在 MSC/VLR、 HLR/AUC、 BSS 等實體中與操作維護相關(guān)的有關(guān)模塊中完成， OMC 操作臺主要實現(xiàn) OMC 的人機接口。 GSM 系統(tǒng)各個接口和協(xié)議 作為現(xiàn)代電信系統(tǒng)， GSM 是一個復雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，在多業(yè)務(wù)方面它與 ISDN 有很多共同點，同時它還增加了來自蜂窩網(wǎng)獨有的功能。 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運營者外部網(wǎng)絡(luò)用戶O S SNSS BSCMS 首先，在用戶側(cè)，有移動臺 MS 和用戶之間的界面，可認為是一個人機界面。 其次， GSM 與其他電信網(wǎng)接口， 規(guī)定 GSM 作為一種接入網(wǎng)，建立起 GSM 用戶與其他電信網(wǎng)用戶之間的呼叫；當然也我們可以這樣認識， GSM 是一種電信交換機，既執(zhí)行 GSM功能，又能管理 PSTN/ISDN 用戶，而一般規(guī)范的 GSM 體系結(jié)構(gòu)不考慮這種可能性，只是明確定義了 GSM 與其它電信網(wǎng)的接口。 根據(jù) OSI 基本原理，可對 GSM 系統(tǒng)系統(tǒng)功能做分層結(jié)構(gòu)，描述如下圖所示： OAM運營者CMMMRR用戶傳輸 25 傳輸 ：數(shù) 據(jù)傳輸功能，在沿著通信路徑的各段上提供攜帶用戶數(shù)據(jù)，并提供實體間傳送信令的方法。（可分為 CC—— 呼叫控制、 SSM—— 附加業(yè)務(wù)管理、 SMS—— 短消息業(yè)務(wù)）； OAM： 運行、管理和維護平面，為運營者操作提 供手段；它直接由傳輸層提供服務(wù)。 BSC 與 MSC 之間的接口即 A 接口，它用于 BSC 和 MSC 之間的報文和進 /出移動臺的報文（通過 CC 或 MM 協(xié)議鑒別器實現(xiàn)）。 Layer1—— 物理和電器參數(shù)及信道結(jié)構(gòu)，定義 MSC— BSC 物理層結(jié)構(gòu)。 2Mbit/sPCM 鏈路中的 TS0 通常用于傳輸 MSC與 BSC 之間的同步信號，其他時隙（ TS1~TS15， TS17~TS31）傳輸業(yè)務(wù)信號。 Layer2—— 網(wǎng)絡(luò)操作程序，定義數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層，即 MTP2（ — ）和 MTP3（ — ）、 SCCP（ — ）。 Layer3—— 應用層。 2. BSC 與 BTS 之間的接口（ Abis 接口）。 Abis 接口遵循 GSM 規(guī)范 系列要求。 Layer2—— 數(shù)據(jù)鏈路層采用 LAPD 協(xié)議，它為一點對多點的通訊協(xié)議，是 規(guī)范的一個子集。在標志字段中包括 SAPI（服務(wù)接入點標識）和 TEI（終端設(shè)備識別）兩個部分，用以分別區(qū)別接入到什么服務(wù)和什么實體。 在 Abis 接口上 BSC 提供 BTS 配置、 BTS 監(jiān)測、 BTS 測試及業(yè)務(wù)控制等信令控制信息。其業(yè)務(wù)接口為 8 條 16Kbps（ FR）的電路。 3. BSC 與 TC 之間的接口（ Ater 接口）。