http://www.cnblogs.com/chinamcs/archive/2010/05/10/1731756.html
GSM全名為：Global System for Mobile Communications卦碾，中文為全球移動通訊系統(tǒng)税弃，俗稱"全球通"舟肉，是一種起源于歐洲的移動通信技術(shù)標準，是第二代移動通信技術(shù)，其開發(fā)目的是讓全球各地可以共同使用一個移動電話網(wǎng)絡(luò)標準，讓用戶使用一部手機就能行遍全球。目前叉谜，中國移動、中國聯(lián)通各擁有一個GSM網(wǎng)踩萎，為世界最大的移動通信網(wǎng)絡(luò)停局。GSM系統(tǒng)包括 GSM 900：900MHz、GSM1800：1800MHz 及 GSM1900：1900MHz等幾個頻段 香府。
????? 我國于20世紀90年代初引進采用此項技術(shù)標準董栽，此前一直是采用蜂窩模擬移動技術(shù)，即第一代GSM技術(shù)（2001年12月31日我國關(guān)閉了模擬移動網(wǎng)絡(luò)）企孩。GSM（全球移動通信系統(tǒng)）是一種廣泛應(yīng)用于歐洲及世界其他地方的數(shù)字移動電話系統(tǒng)锭碳。GSM使用的是時分多址的變體，并且它是目前三種數(shù)字無線電話技術(shù)（TDMA勿璃、GSM和CDMA）中使用最為廣泛的一種擒抛。GSM將資料數(shù)字化，并將數(shù)據(jù)進行壓縮补疑，然后與其它的兩個用戶數(shù)據(jù)流一起從信道發(fā)送出去歧沪，另外的兩個用戶數(shù)據(jù)流都有各自的時隙。GSM實際上是歐洲的無線電話標準莲组，據(jù)GSM MoU聯(lián)合委員會報道诊胞，GSM在全球有15億的用戶，并且用戶遍布140多個國家锹杈。因為許多GSM網(wǎng)絡(luò)操作員與其他國外操作員有漫游協(xié)議撵孤，因此當(dāng)用戶到其他國家之后，仍然可以繼續(xù)使用他們的移動電話嬉橙。
????? 美國著名通信公司Sprint的一個輔助部門早直，美國個人通信正在使用GSM作為一種寬帶個人通信服務(wù)的技術(shù)寥假。這種個人通信服務(wù)將最終為愛立信市框、摩托羅拉以及諾基亞現(xiàn)在正在生產(chǎn)的手持機建立400多個基站。手持機包括電話糕韧、短信尋呼機和對講機枫振。
GSM及其他技術(shù)是無線移動通信的演進，無線移動通信包括高速電路交換數(shù)據(jù)萤彩、通用無線分組系統(tǒng)粪滤、基于GSM網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)增強型移動通信技術(shù)以及通用移動通信服務(wù)。
技術(shù)特點
1.頻譜效率雀扶。由于采用了高效調(diào)制器杖小、信道編碼肆汹、交織抡柿、均衡和語音編碼技術(shù)音念，使系統(tǒng)具有高頻譜效率。
2.容量宪睹。由于每個信道傳輸帶寬增加扫腺，使同頻復(fù)用栽干比要求降低至9dB岗照，故GSM系統(tǒng)的同頻復(fù)用模式可以縮小到4/12或3/9甚至更小（模擬系統(tǒng)為7/21）笆环；加上半速率話音編碼的引入和自動話務(wù)分配以減少越區(qū)切換的次數(shù)攒至，使GSM系統(tǒng)的容量效率（每兆赫每小區(qū)的信道數(shù)）比TACS系統(tǒng)高3～5倍。
3.話音質(zhì)量躁劣。鑒于數(shù)字傳輸技術(shù)的特點以及GSM規(guī)范中有關(guān)空中接口和話音編碼的定義迫吐，在門限值以上時，話音質(zhì)量總是達到相同的水平而與無線傳輸質(zhì)量無關(guān)习绢。
4.開放的接口渠抹。GSM標準所提供的開放性接口，不僅限于空中接口闪萄，而且報刊網(wǎng)絡(luò)直接以及網(wǎng)絡(luò)中各設(shè)備實體之間梧却，例如A接口和Abis接口。
5. 安全性败去。通過鑒權(quán)放航、加密和TMSI號碼的使用，達到安全的目的圆裕。鑒權(quán)用來驗證用戶的入網(wǎng)權(quán)利广鳍。加密用于空中接口，由SIM卡和網(wǎng)絡(luò)AUC的密鑰決定吓妆。TMSI是一個由業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)給用戶指定的臨時識別號赊时，以防止有人跟蹤而泄漏其地理位置。
6.與ISDN行拢、PSTN等的互連祖秒。與其他網(wǎng)絡(luò)的互連通常利用現(xiàn)有的接口，如ISUP或TUP等舟奠。
7.在SIM卡基礎(chǔ)上實現(xiàn)漫游竭缝。漫游是移動通信的重要特征，它標志著用戶可以從一個網(wǎng)絡(luò)自動進入另一個網(wǎng)絡(luò)沼瘫。GSM系統(tǒng)可以提供全球漫游抬纸，當(dāng)然也需要網(wǎng)絡(luò)運營者之間的某些協(xié)議，例如計費耿戚。
基本通信原理
GSM是Global System for Mobile Communication 的縮寫湿故。意思是全球移動通信系統(tǒng)阿趁。分GSM900、DCS1800和PCS1900三個頻段坛猪，一般的所謂的雙頻手機就是在GSM900和DCS1800頻段切換的手機歌焦。PCS1900(PCS1900 - Personal Communications System operating in the 1,900MHz band.)則是別的一些國家使用的頻段(如美國)。 GSM900/1800分別是工作在890~960mhz/1710~1880mhz頻段的砚哆。GSM900的手機最大功率是8W（實際中移動臺沒這么大的功率独撇，一般的手機最大功率是2W，車載臺功能大）躁锁， 而DCS1800的手機的最大功率是1W纷铣。
GSM900/DCS1800/PCS1900的區(qū)別: GSM900是初始的GSM 系統(tǒng), MOBILE 的功率從輸出1W-8W, GSM900的通道從1 ~124, DCS1800的通道從512~885; DCS1800是低功率的, 最高是1W;
GSM的頻段：GSM900 小區(qū)半徑35km 上行890~915MHZ 下行將935~960MHZ
PHASE2: 890~915MHZ 和935~960MHZ; 通道號1---124.
GSM1800小區(qū)半徑2km(由于1800mhz手機的低功率) 上行1710~1785MHZ 下行1805~1880MHZ。
PHASE2: SAME; 通道號 :512—885. 為高密度的用戶.
GSM1900: 1850~1910MHZ 1930~1990MHZ
上行和下行組成一頻率對, 上行就是手機發(fā)射战转、基站接收搜立；下行就是基站到手機。 例如935-960 和890-915 相差45MHZ, 第二個通道上, 上行落后下行三個時隙.
GSM
1. BTS 基站：base transceiver station 基站首要是收發(fā)器啄踊，收發(fā)器的多少決定小區(qū)的容量刁标，一個收發(fā)器能支持8個用戶。一個小區(qū)由3個天線顿锰，一個發(fā)射硼控，兩個接收（分級接收）胳赌。（收發(fā)器和天線的關(guān)系）？熏版？纳决？
a) 每個BTS都會有一套收發(fā)器碰逸。
b) 一個BTS覆蓋一個小區(qū)，BTS發(fā)送BCH信號在RF信道的0時隙饵史。BCH幫助Mobile識別/尋找網(wǎng)絡(luò)胜榔。
c) 小區(qū)的手機用戶容量依靠信道數(shù)
d) GSM空中接口的數(shù)據(jù)傳輸速率是13Kbps, 即BTS收發(fā)語音數(shù)據(jù)速率是13KB/S.
e) 有BTS命令手機設(shè)置其發(fā)射功率、遷時湃番、切換夭织。
2. BSC base station controller 基站控制器：
a) 幾個BTS基站連接一個BSC, 基站安排信道配置、切換吠撮、和BTS連接BSC; 所有的BSC連接至MSC,
b) 每個BTS連結(jié)BSC用abis 接口尊惰，是2Mbps的連接。使用microwave link泥兰、optical fiber弄屡、 co-axial line等方式連接.
c) Microwave link 經(jīng)常是最好的連接方式選擇。
d) BSC連結(jié)MSC使用的是A口
e) 在BSC可提供小區(qū)廣播等服務(wù)鞋诗。
3. MSC mobile switching center 是網(wǎng)絡(luò)的核心膀捷，呼叫建立、保持削彬、和釋放全庸；鏈接BSC和PSTN、 認證融痛、呼叫轉(zhuǎn)接壶笼、短信息、收費等墩崩。當(dāng)用戶增加到一定數(shù)量時鹦筹，可增加MSC；MSC與MSC之間使用GMSC連結(jié)（GATEWAY）
a) 當(dāng)呼叫建立時，MSC起到保持通話和斷開通話的功能。
b) 存儲所有的用戶數(shù)據(jù)和它們的相關(guān)特征纵穿。
c) 介于MS和PSTN之間句惯，交換通信數(shù)據(jù).
d) MSC是GSM 網(wǎng)絡(luò)的心臟搂妻。是與別的GSM 網(wǎng)絡(luò)详恼、非GSM網(wǎng)絡(luò)的連接口伟桅。
e) MSC主要功能：認證盖腕、位置更新听隐、連接椿访、收費哭当、呼叫轉(zhuǎn)接、SMS。
f) 當(dāng)用戶增加時特笋，超過一個MSC的容量， 就需要多一個MSC， 就增加一倍的用戶
4. TRAN------Trans coding/rate adapter unit 速率適配器煤惩。
a) TRAN轉(zhuǎn)換13KB/S的GSM速率為標準的64KB/S; TRAN作為一MSC 的一部分。
b) Trans coding 也使用在下行時杰标，將64kbps轉(zhuǎn)換成16kbps.
c) Trans coding在MSC\BSC\BTS中掸犬。
5. HLR Home location register歸屬位置寄存器介褥。
GSM
a) 在MSC中有所有的用戶數(shù)據(jù)庫存在于HLR丹墨。HLR中有永久用戶數(shù)據(jù)庫卵迂。
b) 用戶發(fā)出呼叫時挂疆，MSC從HLR之中獲得用戶數(shù)據(jù)胆萧。是用戶核心數(shù)據(jù)庫，大部分在SIM卡中的數(shù)據(jù)都可以在HLR中獲得。
6. VLR visiting location register 訪問位置寄存器肉迫。
a) 在VLR中有被激活的所有的用戶號碼。
b) 當(dāng)別的MSC中的用戶漫游到新的MSC時，MSC和HLR之間通信瑟幕，新的MSC就將漫游的用戶注冊到它的VLR中。
c) 當(dāng)手機漫游時孵稽，用戶訪問區(qū)被別的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，而且歸屬位置網(wǎng)絡(luò)批準它使用被訪問的網(wǎng)絡(luò)，它的用戶信息將從HLR被拷貝到VLR(訪問位置寄存器)中暫存。
7. 鑒權(quán)中心AUC----Authentication center
a) 是SIM 卡的驗證過程。
b) 每個SIM卡有一個IMSI疯暑， 在IMSI有加密碼
c) 在HLR中有IMSI和密碼
d) 手機通信時，首先驗證SIM 卡的合法性，由AUC 進行驗證丹弱。
8. 裝備身份注冊：EIR----Equipment identify register
a) 包含了IMEI信息。所有的手機IMEI都存儲在EIR中，是手機的數(shù)據(jù)庫。
b) 在GSM中有助于驗證當(dāng)手機遺失時，運營商可以禁止已經(jīng)報失手機的使用记某。
c) EIR分類：Permitted list\evaluation list\stolen list\unknown
9. 收費中心BC---Billing center
a) BC產(chǎn)生每一個用戶的費用狀況.
b) 直接連到MSC, 由MSC發(fā)送收費信息給BC（通話時）
c) BC處理按單位計費滑凉。
10. 操作運營中心：OMC----operation and maintenance center.
a) 每個GSM網(wǎng)絡(luò)超過100 個BTS組成吹由，每一個實體需要操作和維護级乍。
b) 一些遠程操縱是必要的，檢測和遠程進入焙贷。
c) 有時有兩種OMC(不同的供應(yīng)商)，OMC-S: Deal with switch; OMC-R :deal with radio network吃衅。
11. 短信中心：SMSC信息通過短信息中心發(fā)到指定的手機。
a) 信息通過SMSC傳輸
b) 信息可通過人工終端（連到SMSC）發(fā)送。
c) 短信中心SMS CENTER---MSC/VLR----BSC----BTS.----MS
12. 語音服務(wù)中心：
a) 它擁有所有語音用戶的數(shù)據(jù)庫；
b) 它也存儲了語音信息池凄。
13. 設(shè)備報警：
a) BTS, BSC, Trans coder failure.
b) Link failure
c) Module failure(transceiver, processor)
? 小區(qū)身份尤慰，網(wǎng)絡(luò)中每個小區(qū)都由唯一的識別號杯道，CI: Cell Identity. 一個小區(qū)由56個用戶可同時通話
? 調(diào)制方式: GSM 采用的是0.3GMSK調(diào)制 高斯最小頻移鍵控，0.3是描述濾波器帶寬和比特率的關(guān)系,不是相位調(diào)制值朋，是一種典型的數(shù)字調(diào)頻調(diào)制，實際上是調(diào)頻撒强。0和1代表的是載波加減不同的頻率+67.708KHZ 和-67.708KHZ浊服，1被看作是相位增加90度腕扶，0被看作是相位在相反方向改變，兩個頻率表示頻移鍵控; 語音編碼速率時13kbps. 數(shù)據(jù)速率(調(diào)制速率)BIT傳送速率是270.833Kbps棉磨。剛好是四倍于射頻頻移衙傀。這樣一來就有效的減少調(diào)制頻譜和提高了通道利用率. 高斯濾波: 劇烈的頻率變化會導(dǎo)致頻譜擴散, 所以用濾波器進行濾波平滑后, 減少頻譜擴散; RF載頻加67.708和減67.708KHZ; 靠頻率轉(zhuǎn)移.
? GSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：手機和機站的接口是空中接口， 基站(BS)和基站控制臺BSC是靠abis接口2Mbps的連接。（是光纖或者常用微波連接揍魂， DCS1800 Abis接口經(jīng)常使用微波連接）, 一個BSC控制20~30個BTS庄蹋；基站控制臺BSC到交換局是A口連接蔗包。 手機和基站的最大距離是34.9km。
手機開機后的步驟
1. 首先搜索124個信道，即所有的BCH通道, 決定收到的廣播信道BCH強度, (BCH 的承載的信息是距Mobile最近的BTS; 呼叫信息);
2. 跟網(wǎng)絡(luò)同步時間和頻率, 由FCH/SCH調(diào)整頻率和時間
3. 解碼BCH的子通道BCCH.
4. 網(wǎng)絡(luò)檢查SIM 卡的合法身份.是否是網(wǎng)絡(luò)允許的SIM 卡昙沦。
5. 手機的位置更新.
6. 網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)
?
手機主叫(MOC)過程
1. 手機給基站發(fā)送通道需求丘损，即手機發(fā)送一個短的隨即接入突發(fā)脈沖.(RACH Burst)
2. 由BCH 指定傳輸信道. SDCCH
3. 手機和基站在獨立專用信道(SDCCH)上通信.
4. 權(quán)限認證
5. 指定手機在一個業(yè)務(wù)信道(TCH)上通信.
6. 在TCH上進行語音通信.
?
手機被叫
1. BTS在PCH呼叫通道上使用SIM中的IMSI號碼來呼叫用戶踪危。
2. 由手機發(fā)送RACH
3. 通道指定在BCH.
4. 手機和基站在SDCCH 上通信
5. 手機用戶被鑒權(quán)
6. 手機被指定TCH通道。
7. 在TCH通道上進行語音和數(shù)據(jù)通信袱结。
?
緊急呼叫
1. GSM規(guī)格定義了112 為緊急呼叫號碼
2. 112在手機有無SIM卡的情況下均可呼叫促王。
3. 在RACH 上, 手機112 建立緊急呼叫迅耘。
? Authentication 鑒權(quán)：
1. 目的：驗證用戶身份（IMSI /SIM）; 提供手機新的加密鍵。
2. 鑒權(quán)是在什么情況下：每一次注冊够滑、每次呼叫或被叫企圖况毅、執(zhí)行一些增值服務(wù)么鹤、漫游時的位置更新。
? 切換handover: 切換是手機通信從一個小區(qū)/信道到另外一個小區(qū)/信道。
1. 上行和下行的接收質(zhì)量報告
2. 上行和下行的接收信號強度
3. 距離喇嘱，遷時
4. 干擾層。
5. 功率預(yù)算作烟。
6. 切換包括：同一小區(qū)內(nèi)部信道/時隙之間的切換拿撩。小區(qū)于小區(qū)之間。
? 加密ciphering: 語音和數(shù)據(jù)的保密探赫、信號信息的保密伦吠；
?
手機位置更新
1. MSC應(yīng)知道呼叫手機的位置搁嗓。
2. 手機連續(xù)的改變位置屉来，手機在改變位置時通知MSC關(guān)于新位置脐雪。由MSC處理位置更新。
3. 手機位置更新過程：（location area identity LAI）
a) 手機改變位置區(qū)
b) 手機從BCCH 上讀新的位置區(qū)
c) 發(fā)送RACH, 為通道需求。
d) 在AGCH上獲得一個SDCCH.
e) 在SDCCH發(fā)送IMSI和新舊LAI位置更新需求給MSC
f) MSC開始認證
g) 如果認證成功，更新手機位置在VLR上
h) 發(fā)送確認信息給手機
i) 手機離開SDCCH, 進入空閑模式崭参。
? 上行和下行：上行是手機通過上行頻率發(fā)信息給基站赘被，下行是相反秽晚。上行和下行組成一對頻率對（45MHZ分割），上行滯后下行3個時隙身冬；上行和下行使用相同的時隙號茄唐；上行和下行使用相同的通道號腿时；上行和下行使用不同的波段。（間隔45MHZ）侠讯。
? 功率等級：
由于手機在小區(qū)內(nèi)移動土全，它的發(fā)射功率要隨著移動，當(dāng)他靠近基站時奥此，防止干擾別的用戶功率要減小瞄沙，當(dāng)他遠離基站是為防止衰減要增大發(fā)射功率宗侦。GSM900 總共有19個功率等級, 功率等級存于手機的EEPROM中. 功率控制的好處是：手機可以省電嗜闻、基站減少干擾喂急。
1. 由基站在SACCH上發(fā)送命令手機改變發(fā)射功率
2. 改變功率是和路徑的衰減成比例。GSM900功率等級宽档， TX Level 5---19腮猖，對應(yīng)的功率為33dBm-5dBm，最大功率Level5=33dBm费什。
3. 每個等級之間是間隔2dbm.
4. BTS需要在上行開始的Rxlev起便、Rxqual
5. 每480ms 發(fā)送報告給BSC 關(guān)于Rxlev猩系、Rxqual绽淘。
6. 每一定時間跟初始的進行比較褪储。
? 動態(tài)基站功率控制：
1. 目標是減少平均干擾
2. 基于MS發(fā)送的測量報告計算
3. 是否和BCH載波
4. 非強制性的
? DTX 不連續(xù)發(fā)射：
1. 當(dāng)語音中斷的大部分時間里，允許無線發(fā)射器關(guān)掉奸忽。
2. 有DTX Handler處理器： 在發(fā)射端有語音激活檢測、在發(fā)射端有背景聲噪音、在切斷時產(chǎn)生舒適噪音腌歉。
3. 不連續(xù)發(fā)射在上行和下行都有執(zhí)行蛙酪。不連續(xù)發(fā)射、不連續(xù)接收翘盖；
4. 在手機上執(zhí)行不連續(xù)發(fā)射和不連續(xù)接收桂塞。
5. 在BTS接收時有不連續(xù)接收
?
時遷（定時提前）
Timing advance 就是為了保證信號能在準確的時間內(nèi)到達BS, 當(dāng)MS移動時, 隨著MS距離BS 的遠近, 上行傳遞的時延的可變，基站命令移動臺提前發(fā)送馍驯。 由BS在SACCH信道上命令MS來改變它的遷時的大小. 手機在空閑模式時接收機站和解碼BCH阁危，在BCH中的SCH允許手機調(diào)整它的內(nèi)部時間混弥，當(dāng)手機接收到SCH時不知道距離基站多遠哀托，通過SACH特殊的 短突發(fā)。當(dāng)手機在下行的SACCH上獲得遷時信息岁忘，才發(fā)送正常的突發(fā)麻汰，30KM 手機設(shè)置遲延100US.
信道介紹
1. BCH 廣播信道:
BCH就象燈塔, 在每一小區(qū)的任何時候, 都有BCH在ARFCN上浪耘，使手機能發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò), 并使手機同步于網(wǎng)絡(luò)，并且BCH信號的強度告訴手機那個是距它最近的GSM網(wǎng)絡(luò); 手機幾乎每30秒會報告相鄰小區(qū)的BCH 功率, 以便于由基站決定是否切換.?? 每一小區(qū)使用的BCH頻率通道都不同, 通道被遠距離的小區(qū)重復(fù)使用; 小區(qū)中的所有的手機接收BCH. 在ARFCN上有BCH信道. BCH的信息在下行的通道0時系, 其他時系用于業(yè)務(wù)信息TCH; 使MS 同步, 運載控制信息和呼叫信息. 和網(wǎng)絡(luò)身份信息掘鄙。所有手機的呼叫信息都在BCH上颅夺。BCH由FCH拗慨、SCH、BCCH、CCCH、SDCCH摇幻、SACCH組成。基站產(chǎn)生的BCH在零時隙，
a) FCH: frequency correction channel 在BCH上重復(fù)使用特別的BURST, 讓手機開機時調(diào)整它的頻率.
b) SCH: synchronization channel, 在FCH后, 調(diào)整時間.
c) BCCH: 廣播控制信道, 帶有網(wǎng)絡(luò)身份.
d) CCCH: 共用控制信道, 它的子通道PCH(PAGING CHANNEL)在CCCH上. 手機能認出并用一個RACH作出反應(yīng).; 還有子通道AGCH 訪問認可通道, 命令手機進入SDCCH或TCH.
2. CCCH共用控制信道: 是雙向控制信道, CCCH和BCH在多幀上分享0時隙次慢；CCCH包括RACH; PCH; AGCH; PCH呼叫通道 用于運載IMSI報知手機有呼叫菌羽、PCH是下行通道是晨，
3. DCCH專用控制信道: 雙向控制信道, 由三個子通道組成：SDCCH,FACCH,SACCH.怒医。
? SDCCH獨立專用控制信道：指定TCH之前的過渡信道塞茅，話務(wù)建立和用戶驗證. SDCCH 獨立專用控制信道: 在呼叫建立時, 于BCH 和TCH之間起連接作用.
? SACCH 慢速相關(guān)控制信道:
上行: 接收信號質(zhì)量報告鞭光、接收信號RX LEVEL 報告汹买、相鄰小區(qū)的BCH 功率報告。通道功率;手機的狀態(tài).
下行：命令MS的TX 功率控制的命令邀层、小區(qū)信道配置、遷時、跳頻讯赏。
? FACCH 快速相關(guān)控制信道：由BTS用作命令手機切換怜庸，
上行： 中斷TCH信號、切換時快速信息交換。
下行： 中斷TCH. 控制BITS
? SACCH和FACCH的區(qū)別: SACCH報告基站說有另外的小區(qū)可提供給手機更好的信號質(zhì)量, 切換是必要的.在段時間內(nèi), 由于SACCH 沒有足夠的帶寬, 所以在短時間內(nèi)由FACCH取代TCH; 切換就發(fā)生了. FACCH象一個TCH. 當(dāng)聽到語音有小的中斷時, 可能發(fā)生了切換.
4. TCH業(yè)務(wù)信道: 通話時使用的信道. 運載語音信息、是雙向的用于手機和基站交換語音信息 ,TCH full rate 26 frames是 120ms叉抡。包含24carry speech, 1個idle , 1個sacch耘拇。TCH half rate 26 frames 是120ms ; 包含24carry speech , 2個sacch.
5. RACH隨機接入信道:
由手機發(fā)送短的突發(fā)給基站译隘，即呼叫需求损敷；由MS使用來從基站獲取注意; 手機并不知道路經(jīng)的遲延, 所以手機發(fā)短的BURST, 當(dāng)手機在下行的RACH上獲得遷時時, 手機才發(fā)正常的BURST.
6. 手機測量報告：
SACCH的測量報告提供給GSM系統(tǒng)。每個手機測量服務(wù)小區(qū)的功率肝劲，也測量相鄰小區(qū)的BCH功率丙号；手機也測量在TCH上接收的信號的強度和質(zhì)量。通過SACCH將接收RxLev（dbm）和RXQuaL(be mapped directly to bit error ratio)報告給所在服務(wù)小區(qū)畦攘。
7． 接收表現(xiàn)：GSM接收器要在復(fù)雜的無限環(huán)境中有效的操作。接收器要適應(yīng)多徑和多普勒衰減，低信號粘姜、高信號、以及別的收發(fā)射器或別的用戶的干擾劫灶。要能以最小的比特誤碼率解調(diào)0.3GMSK 信號滞详。GSM的語音通道的語音信息編碼為Ia和Ib帶有錯誤糾正擂送，而Ⅱbits沒有錯誤糾正陵刹。互調(diào)測試手機在GSM波段的對兩個干擾的選擇欢嘿，
? IMEI 是 international mobile equipment identity 國際移動設(shè)備識別號就是手機串號衰琐，每一個手機都有一唯一的不同于別的手機的串號也糊。IMSI：international mobile subscriber identity國際移動用戶識別號 是手機用戶進入網(wǎng)絡(luò)的正確身份。15位IMSI存于SIM卡中.
? SIM subscriber identity module : 由4-8位的PIN碼羡宙，3次錯誤的輸入卡就停止工作狸剃；8位的PUK碼，10次錯誤的輸入SIM卡就被永久的鎖住狗热。SIM卡包含有：串號钞馁、IMSI、鑒權(quán)算法 加密匿刮、網(wǎng)絡(luò)代碼僧凰、PIN PUK、充電信息熟丸。SIM 卡: 保持有所有的用戶信息,(IMSI\ 允許的網(wǎng)絡(luò)單); 存有最后的位置信息. 撥打信 息和存儲信息.存儲電話號碼等训措。
?
雙帶雙重模式
1. dual band : 雙帶，手機有頻率開關(guān)光羞，可工作在兩個頻率段
2. dual mode 雙重模式 在手機中绩鸣，mode 是所使用發(fā)射技術(shù)的類型, 數(shù)字模式和模擬模式。手機支持AMPS和TDMA, 能按需要的模式轉(zhuǎn)換纱兑。AMPS是模擬的呀闻。
? Mobile Station ISDN number: (MSISDN): 也就是手機號碼。
? 小區(qū)接入技術(shù):
1. FDMA: frequency division multiple access: 每個通話放在一個單獨的頻率上萍启。
2. TDMA: Time division multiple access: 在指定的頻率上总珠，通話在固定的時間段上。
3. CDMA: Code division multiple access 每個通話都有唯一的代碼勘纯。
? 時分多址接入技術(shù)：
1.?GSM 使用了TDMA 和FDMA多路傳輸：124 Frequency channels for GSM900; 100khz channel; mobile share ARFCN by TDMA. 0.3GMSK Modulation 270.833kbits/sec.
2. 在GSM系統(tǒng)中有124個頻道局服， 頻道間隔是200khz; 每個頻道由8個用戶共享， 在時間上進行時分復(fù)用驳遵。就是說信號的發(fā)送是突發(fā)的不是連續(xù)的發(fā)送的淫奔。上行和下行規(guī)定使用相同的信道號（ARFCN）和時系號，而且基站和移動臺相差三個時系堤结，即上行電路落后于下行電路三個時系時間唆迁。
? 物理通道和邏輯通道:
物理通道: 被描述在時域和頻域; 是實際的頻率和時域, 由頻道或絕對射頻信道號和時系共同決定的。TS number 和ARFCN的組合就是物理信道竞穷。
邏輯通道; 是在物理通道上,在任何頻率和時系可能是業(yè)務(wù)信道或是控制信道.
? 1 timeslot period=576.92us, 1frame =8timeslots. Frame period=4.615ms, voice coder bit rate=13kbps,
? 在Timeslot/normal burst 中唐责，有26bits的慢或是Training bits。
? 跳躍業(yè)務(wù)通道：所有的手機都有跳頻的能力瘾带，但是不是所有的小區(qū)都是跳躍區(qū)（象城市有較多的建筑物造成多徑鼠哥，被設(shè)為跳頻小區(qū)）。手機測量相鄰小區(qū)bch的強度，跳躍順序由小區(qū)配置和手機配置表定義朴恳。小區(qū)配置表列出所有的特別小區(qū)跳躍順序抄罕。
1． 小區(qū)重選-----測量并進行BCCH解碼：MS每5秒算出服務(wù)小區(qū)C1和非服務(wù)小區(qū)C2
2． MS最少要每30秒解碼服務(wù)小區(qū)全部的BCH數(shù)據(jù)。
3． 手機解碼BCCH數(shù)據(jù)包含影響小區(qū)選擇的參數(shù)于颖，最少5分鐘6個最強的小區(qū)BCCH載波呆贿。
4． 當(dāng)MS找到6個最強的BCCH 載波， 在30秒內(nèi)BCCH數(shù)據(jù)到新的載波森渐。
? 跳頻：
1. 多路衰減產(chǎn)生不同的信號強度被叫做瑞利衰減
2. 瑞利衰減是由不同的路徑和由此的接收頻率決定
3. 快速移動的手機可能體驗不到由于路徑的改變而產(chǎn)生劇烈的影響
4. 慢速或停止的手機可能體驗到語音質(zhì)量的嚴重影響
5. 如果當(dāng)衰減發(fā)生時接受頻率改變做入，問題就會解決
6. 衰減現(xiàn)象是連續(xù)的和快速的，這樣頻率變化也應(yīng)該是連續(xù)的同衣。
7. 這種連續(xù)變化的頻率叫做跳頻
8. 在上行和下行都要進行跳頻處理
9. 在每個TDMA幀頻率改變
10. 手機的跳頻最多64個頻率
11. 跳躍順序是循環(huán)或非循環(huán)的
12. 跳頻順序母蛛，不同的跳頻順序可在同一小區(qū)使用。
13. BCH時隙不跳躍
14. 跳頻能使平均干擾減少乳怎。即使共道小區(qū)將使用相同的ARFCN跳頻，干擾將不連續(xù)前弯。
15. GSM 小區(qū)不是幀同步蚪缀，頻率的改變相關(guān)于Frame nos.?
16. 如果相同的HSN用在兩個小區(qū)，干擾要么是零恕出，或者如果相位更正存在將是連續(xù)的
17. 所以兩個小區(qū)要盡可能的使用不同的HSN.
18. 扇形小區(qū)（同一個BTS）能使用相同的HSN, 由于區(qū)域不同時出現(xiàn)询枚。
其他技術(shù)資料
技術(shù)規(guī)范及其主要性能
GSM標準共有12章規(guī)范系列，即：01系列：概述 02系列：業(yè)務(wù)方面 03系列：網(wǎng)絡(luò)方面 04系列：MS－BS接口和規(guī)約（空中接口第2浙巫、3層） 05系列：無線路徑上的物理層（空中接口第1層） 06系列：話音編碼規(guī)范 07系列：對移動臺的終端適配 08系列：BS到MSC接口（A和Abis接口） 09系列：網(wǎng)絡(luò)互連 10系列：暫缺 11系列：設(shè)備和型號批準規(guī)范 12系列：操作和維護
系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)
工作頻段的分配
(2)-1.工作頻段
我國陸地公用蜂窩數(shù)字移動通信網(wǎng)GSM通信系統(tǒng)采用900MHz頻段：
890～915（移動臺發(fā)金蜀、基站收）
935～960（基站發(fā)、移動臺收）
雙工間隔為45MHz的畴，工作帶寬為25 MHz渊抄，載頻間隔為200 kHz。
隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展丧裁，可視需要向下擴展护桦，或向1.8GHz頻段的GSM1800過渡，即1800MHz頻段：
1710～1785（移動臺發(fā)煎娇、基站收）
1805～1880（基站發(fā)二庵、移動臺收）
雙工間隔為95MHz，工作帶寬為75 MHz缓呛，載頻間隔為200 kHz催享。
(2)-2.頻道間隔
相鄰兩頻道間隔為200kHz。 每個頻道采用時分多址接入（TDMA）方式哟绊，分為8個時隙因妙，即8個信道（全速率）。每信道占用帶寬200 kHz/8＝25 kHz。
將來GSM采用半速率話音編碼后兰迫，每個頻道可容納16個半速率信道信殊。
(2)-3多址方案
GSM通信系統(tǒng)采用的多址技術(shù)：頻分多址（FDMA）和時分多址（TDMA）結(jié)合，還加上跳頻技術(shù)汁果。
GSM在無線路徑上傳輸?shù)囊粋€基本概念是：傳輸?shù)膯挝皇羌s一百個調(diào)制比特的序列涡拘，它稱為一個“突發(fā)脈沖”。脈沖持續(xù)時間優(yōu)先据德，在無線頻譜中也占一有限部分鳄乏。它們在時間窗和頻率窗內(nèi)發(fā)送，我們稱之為間隙棘利。精確地講橱野，間隙的中心頻率在系統(tǒng)頻帶內(nèi)間隔200 kHz安排（FDMA情況），它們每隔0.577ms（更精確地是15/26ms）出現(xiàn)一次（TDMA情況）善玫。對應(yīng)于相同間隙的時間間隔稱為一個時隙水援，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）茅郎。
這樣一個間隙可以在時間/頻率圖中用一個長15/26ms蜗元，寬200KHz的小矩形表示（見圖）。統(tǒng)一地系冗，我們將GSM中規(guī)定的200KHz帶寬稱為一個頻隙奕扣。
(2)-4在時域和頻域中的間隙
在GSM系統(tǒng)中，每個載頻被定義為一個TDMA幀掌敬，相當(dāng)于FDMA系統(tǒng)的一個頻道惯豆。每幀包括8個時隙（TS0－7）。每個TDMA幀有一個TDMA幀號奔害。
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)編號的楷兽。每2048*51*26個TDMA幀為一個超高幀，每一個超高幀又可分為2048個超幀华临，一個超幀是51*26個TDMA幀的序列（6.12秒）拄养，每個超幀又是由復(fù)幀組成。復(fù)幀分為兩種類型银舱。
26幀的復(fù)幀：它包括26個TDMA幀（26*8BP）瘪匿，持續(xù)時長120ms。51個這樣的復(fù)幀組成一個超幀寻馏。這種復(fù)幀用于攜帶TCH（和SACCH加FACCH）棋弥。
51幀的復(fù)幀：它包括51個TDMA幀（51*8BP），持續(xù)時長3060/13ms诚欠。26個這樣的復(fù)幀組成一個超幀顽染。這種復(fù)幀用于攜帶BCH和CCCH漾岳。
(2)-5無線接口管理
在GSM通信系統(tǒng)中，可用無線信道數(shù)遠小于潛在用戶數(shù)粉寞，雙向通信的信道只能在需要時才分配尼荆。這與標準電話網(wǎng)有很大的區(qū)別，在電話網(wǎng)中無論有無呼叫唧垦，每個終端都與一個交換機相連捅儒。
在移動網(wǎng)中，需要根據(jù)用戶的呼叫動態(tài)地分配和釋放無線信道振亮。不論是移動臺發(fā)出的呼叫巧还，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)坊秸，從而獲得一條信道麸祷。在GSM中，這個接入過程是在一條專用的移動臺－－基站信道上實現(xiàn)的。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亏拉。相反地，在一定時間內(nèi)分配給一單獨移動臺的信道稱作專用信道荸恕。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死相，此時它不占用任一信道。
專用模式：一條雙向信道分配給需要通信的移動臺咬像，使它可以利用基礎(chǔ)設(shè)施進行雙向點對點通信算撮。
接入過程使移動臺從空閑模式轉(zhuǎn)到專用模式。
GSM信道
GSM中的信道分為物理信道和邏輯信道县昂，一個物理信道就為一個時隙（TS）肮柜，而邏輯信道是根據(jù)BTS與MS之間傳遞的信息種類的不同而定義的不同邏輯信道，這些邏輯信道映射到物理信道上傳送倒彰。從BTS到MS的方向稱為下行鏈路审洞，相反的方向稱為上行鏈路。
邏輯信道又分為兩大類待讳，業(yè)務(wù)信道和控制信道芒澜。
(3)-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创淡，點對點（BTS對一個MS痴晦，或反之）方式傳播。
(3)-2. 控制信道：
用于傳送信令或同步數(shù)據(jù)琳彩。根據(jù)所需完成的功能又把控制信道定義成廣播誊酌、公共及專用三種控制信道部凑，它們又可細分為：
(3)-2-1.保密措施
GSM系統(tǒng)在安全性方面有了顯著的改進，GSM與保密相關(guān)的功能有兩個目標：第一碧浊，包含網(wǎng)絡(luò)以防止未授權(quán)的接入涂邀，（同時保護用戶不受欺騙性的假冒）；第二箱锐，保護用戶的隱私權(quán)比勉。
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。從運營者方面看瑞躺，該功能是頭等重要的敷搪，尤其在國際漫游情況下，被訪問網(wǎng)絡(luò)并不能控制用戶的記錄幢哨，也不能控制它的付費能力赡勘。
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捞镰。大多數(shù)的信令也可以用同樣方法保護闸与，以防止第三方了解被叫方是誰。另外岸售，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用戶的又一機制践樱。
(3)-2-2.PIN碼
這是一種簡單的鑒權(quán)方法。
在GSM系統(tǒng)中凸丸，客戶簽約等信息均被記錄在SIM卡中拷邢。SIM卡插到某個GSM終端設(shè)備中，便視作自己的電話機屎慢，通話的計費帳單便記錄在此SIM卡名下瞭稼。為防止盜打，帳單上產(chǎn)生訛誤計費腻惠，在SIM卡上設(shè)置了PIN碼操作（類似計算機上的Password功能）环肘。PIN碼是由4～8位數(shù)字組成，其位數(shù)由客戶自己決定集灌。如客戶輸入了一個錯誤的PIN碼悔雹，它會給客戶一個提示，重新輸入欣喧，若連續(xù)3次輸入錯誤腌零，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唆阿，必須向運營商申請莱没，由運營商為用戶解鎖。
(3)-2-3.鑒權(quán)
鑒權(quán)的計算如下圖所示酷鸦。其中RAND是網(wǎng)絡(luò)側(cè)對用戶的提問饰躲，只有合法的用戶才能夠給出正確的回答SRES牙咏。
RAND是由網(wǎng)絡(luò)側(cè)AUC的隨機數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的，長度為128比特嘹裂，它的值隨機地在0～2128－1（成千上萬億）范圍內(nèi)抽取妄壶。
SRES稱為符號響應(yīng)，通過用戶唯一的密碼參數(shù)（Ki）的計算獲取寄狼，長度為32比特丁寄。
Ki以相當(dāng)保密的方式存儲于SIM卡和AUC中，用戶也不了解自己的Ki泊愧，Ki可以是任意格式和長度的伊磺。
A3算法為鑒權(quán)算法，由運營者決定删咱，該算法是保密的屑埋。A3算法的唯一限制是輸入?yún)?shù)的長度（RAND是128比特）和輸出參數(shù)尺寸（SRES必須是32比特）。
(3)-2-4.加密
在GSM中痰滋，傳輸鏈路中加密和解密處理的位置允許所有專用模式下的發(fā)送數(shù)據(jù)都用一種方法保護摘能。發(fā)送數(shù)據(jù)可以是用戶信息（語音、數(shù)據(jù)……）敲街，與用戶相關(guān)的信令（例如攜帶被呼號碼的消息）团搞，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）。
加密和解密是對114個無線突發(fā)脈沖編碼比特與一個由特殊算法產(chǎn)生的114比特加密序列進行異或運算（A5算法）完成的多艇。為獲得每個突發(fā)加密序列逻恐，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）峻黍，見圖复隆。上行鏈路和下行鏈路上使用兩個不同的序列：對每一個突發(fā)，一個序列用于移動臺內(nèi)的加密奸披，并作為BTS中的解密序列；而另一個序列用于BTS的加密涮雷，并作為移動臺的解密序列阵面。
(3)-2-4-1.幀號：
幀號編碼成一連串的三個值，總共加起來22比特洪鸭。
對于各種無線信道样刷，每個突發(fā)的幀號都不同，所有同一方向上給定通信的每個突發(fā)使用不同的加密序列览爵。
(3)-2-4-2.A5算法
A5算法必須在國際范圍內(nèi)規(guī)定置鼻，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。
(3)-2-4-3.密鑰Kc
開始加密之前蜓竹，密鑰Kc必須是移動臺和網(wǎng)絡(luò)同意的箕母。GSM中選擇在鑒權(quán)期間計算密鑰Kc储藐；然后把密鑰存貯于SIM卡的永久內(nèi)存中。在網(wǎng)絡(luò)一側(cè)嘶是，這個“潛在”的密鑰也存貯于拜訪MSC/VLR中钙勃，以備加密開始時使用。
由RAND（與用于鑒權(quán)的相同）和Ki計算Kc的算法為A8算法聂喇。與A3算法（由RAND和Ki計算SRES的鑒權(quán)算法）類似辖源，可由運營者選擇決定。
(3)-2-4-4.用戶身份保護
加密對于機密信息十分有效希太，但不能用來在無線路徑上保護每一次信息交換克饶。首先，加密不能應(yīng)用于公共信道誊辉；其次矾湃，當(dāng)移動臺轉(zhuǎn)到專用信道，網(wǎng)絡(luò)還不知道用戶身份時芥映，也不能加密洲尊。第三方就有可能在這兩種情況下幀聽到用戶身份，從而得知該用戶此時漫游到的地點奈偏。這對于用戶的隱私性來說是有害的坞嘀，GSM中為確保這種機密性引入了一個特殊的功能。
在可能的情況下通過使用臨時移動用戶身份號TMSI替代用戶身份IMSI惊来，可以得到保護丽涩。TMSI由MSC/VLR分配，并不斷地進行更換裁蚁，更換周期由網(wǎng)絡(luò)運營者設(shè)置矢渊。
GSM系統(tǒng)的組成
GSM系統(tǒng)（Global System for Mobile Communication）又稱全球移動通信系統(tǒng)（全球通）。
GSM通信系統(tǒng)主要由移動交換子系統(tǒng)（MSS）枉证、基站子系統(tǒng)（BSS）和移動臺（MS）三大部分組成矮男，如圖所示。其中MSS與BSS之間的接口為A接口室谚，BSS與MS之間的接口為Um接口毡鉴。GSM規(guī)范對系統(tǒng)的A接口和Um接口都有明確的規(guī)定，也就是說秒赤，A接口和Um接口是開放的接口猪瞬。
(4)-1.移動交換子系統(tǒng)MSS
完成信息交換、用戶信息管理入篮、呼叫接續(xù)陈瘦、號碼管理等功能。
(4)-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控制潮售，與MS進行通信的系統(tǒng)設(shè)備痊项，完成信道的分配锅风、用戶的接入和尋呼、信息的傳送等功能线婚。
(4)-3.移動臺MS
MS是GSM系統(tǒng)的移動用戶設(shè)備遏弱，它由兩部分組成，移動終端和客戶識別卡（SIM卡）塞弊。移動終端就是“機”漱逸，它可完成話音編碼、信道編碼游沿、信息加密饰抒、信息的調(diào)制和解調(diào)、信息發(fā)射和接收诀黍。SIM卡就是“人”袋坑，它類似于我們現(xiàn)在所用的IC卡，因此也稱作智能卡眯勾，存有認證客戶身份所需的所有信息枣宫，并能執(zhí)行一些與安全保密有關(guān)的重要信息，以防止非法客戶進入網(wǎng)路吃环。SIM卡還存儲與網(wǎng)路和客戶有關(guān)的管理數(shù)據(jù)也颤，只有插入SIM卡后移動終端才能接入進網(wǎng)。
(4)-4.操作維護子系統(tǒng)OMC
GSM子系統(tǒng)還包括操作維護子系統(tǒng)（OMC）郁轻，對整個GSM網(wǎng)絡(luò)進行管理和監(jiān)控翅娶。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)報告好唯、故障診斷等功能竭沫。
一）GSM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
GSM的歷史可以追溯到1982年，當(dāng)時骑篙，北歐四國向CEPT（Conference Europe of Post and Telecommunications)提交了一份建議書蜕提，要求制定900MHZ頻段的歐洲公共電信業(yè)務(wù)規(guī) 范，以建立全歐統(tǒng)一的蜂窩系統(tǒng)靶端。同年谎势，成立了移動通信特別小組（GSM-Group Special Mobile)。在1982年～1985年期間躲查，討論焦點是制定模擬蜂窩網(wǎng)標準還是制定數(shù)字蜂窩網(wǎng) 標準問題它浅，直到1986年決定為制定數(shù)字蜂窩網(wǎng)標準译柏。1986年镣煮，在巴黎對不同公司、不同 方案的系統(tǒng)（8個）進行了比較鄙麦，包括現(xiàn)場試驗典唇。1987年5月選定窄帶TDMA方案镊折。與此同時，18個國家簽署了諒解備忘錄介衔，相互達成履行規(guī)范的協(xié)議恨胚。1988年頒布了GSM標準， 也稱泛歐數(shù)字蜂窩通信標準炎咖。在現(xiàn)階段赃泡，GSM包括兩個并行的系統(tǒng)：GSM900和DCS1800， 這兩個系統(tǒng)功能相同乘盼，主要是頻率不同升熊。在GSM建議中，未對硬件作出規(guī)定绸栅，只對功能和接口制定了詳細規(guī)定级野，這樣便于不同產(chǎn)品可以互通。GSM建議共有12個系統(tǒng)粹胯。
1.GSM系統(tǒng)的主要組成
GSM數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)的主要組成部分可分為移動臺蓖柔、基站子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)。 基站子系統(tǒng)（簡稱基站BS）由基站收發(fā)臺（BTS）和基站控制器（BSC）組成风纠；網(wǎng)絡(luò)子系 統(tǒng)由移動交換中心（MSC）和操作維護中心（OMC）以及原地位置寄存器（HLR）况鸣、訪問 位置寄存器（VLR）、鑒權(quán)中心（AUC）和設(shè)備標志寄存器（EIR）等組成议忽。
2.GSM的區(qū)域懒闷、號碼、地址與識別
1）區(qū)域劃分
從地理位置范圍來看栈幸，GSM系統(tǒng)分為GSM服務(wù)區(qū)愤估，公用陸地移動網(wǎng)（PLMN）業(yè)務(wù)區(qū)、移動 交換控制區(qū)（MSC區(qū)）速址、位置區(qū)（LA）玩焰、基站區(qū)和小區(qū)。
*GSM服務(wù)區(qū)
由聯(lián)網(wǎng)的GSM全部成員國組成芍锚，移動用戶只要在服務(wù)區(qū)內(nèi)昔园，就能得到系統(tǒng)的各種服 務(wù)，包括完成國際 漫游并炮。
*PLMN業(yè)務(wù)區(qū)
由GSM系統(tǒng)構(gòu)成的公用陸地移動網(wǎng)（GSM/PLMN）處于國際或國內(nèi)匯接交換機的級別上默刚，該區(qū)域為PLMN業(yè)務(wù)區(qū)，它可以與公用交換電信網(wǎng)（PSTN）逃魄、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN） 和公用數(shù)據(jù)網(wǎng)（PDNN）互連荤西，在該區(qū)域內(nèi)，有共同的編號方法及路由規(guī)劃。一個PLMN 業(yè)務(wù)區(qū)包括多個MSC業(yè)務(wù)區(qū)邪锌，甚至可擴展全國勉躺。
*MSC業(yè)務(wù)區(qū)
在該區(qū)域內(nèi)，有共同的編號方法及路由規(guī)劃觅丰。由一個移動交換中心控制區(qū)域稱為 MSC業(yè)務(wù)區(qū)饵溅。一個MSC區(qū)可以由一個或多個位置區(qū)組成。
*位置區(qū)
每一個MSC業(yè)務(wù)區(qū)分成若干位置區(qū)（LA）妇萄，位置區(qū)由若干基站區(qū)組成蜕企，它與一個或 若干個基站控制器（BSC）有關(guān)。在位置區(qū)內(nèi)移動臺移動時冠句，不需要作位置更新糖赔。當(dāng)尋 呼移動用戶時，位置區(qū)內(nèi)全部基站可以同時發(fā)尋呼信號轩端。系統(tǒng)中放典，位置區(qū)域以位置區(qū) 識別碼（LAI）來區(qū)分MSC業(yè)務(wù)區(qū)的不同位置區(qū)。
*基站區(qū)
一般指一個基站控制器所控制若干個小區(qū)的區(qū)域稱為基站區(qū)基茵。
*小區(qū)
小區(qū)也叫蜂窩區(qū)奋构，理想形狀是正六邊形，一個小區(qū)包含一個基站拱层，每個基站包含 若干套收弥臼，發(fā)信機，其有效覆蓋范圍決定于發(fā)射功率根灯、天線高度等因素径缅，一般為幾公 里±臃危基站可位于正六邊形中心纳猪，采用全向天線，稱為中心激勵桃笙；也可位于正六邊形頂 點（相隔設(shè)置）氏堤，采用120度或60度定向天線，稱為頂點激勵搏明。 若小區(qū)內(nèi)業(yè)務(wù)量激增時鼠锈，小區(qū)可以縮小（一分為四）星著，新的小區(qū)俗稱“小小區(qū)”购笆， 在蜂窩網(wǎng)中稱為小區(qū)分裂。
2）識別號碼
GSM網(wǎng)絡(luò)是十分復(fù)雜的虚循，它包括交換系統(tǒng)同欠，基站子系統(tǒng)和移動臺为黎。移動用戶可以 與市話網(wǎng)用戶、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)用戶和其它移動用戶進行接續(xù)呼叫行您，因此必須具有多 種識別號碼。
1>國際移動用戶識別碼（IMSI）
國際移動用戶識別碼是用于識別GSM/PLMN網(wǎng)中用戶剪廉，簡稱用戶識別碼娃循，根據(jù)GSM 建議，IMSI最大長度為15位十進制數(shù)字斗蒋。
MCC MNC MSIN/NMSI
3位數(shù)字 1或者2位數(shù)字 10-11位數(shù)字
MCC-移動國家碼捌斧，3位數(shù)字。如中國的MCC為460泉沾。
MNC-移動網(wǎng)號捞蚂，最多2位數(shù)字。用于識別歸屬的移動通信網(wǎng)（PLMN）跷究。
MSIN-移動用戶識別碼姓迅。用于識別移動通信網(wǎng)中的移動用戶。
NMSI-國內(nèi)移動用戶識別碼俊马。由移動網(wǎng)號和移動用戶識別碼組成丁存。
2>臨時用戶識別碼（TMSI）
為安全起見，在空中傳送用戶識別碼時用TMSI來代替IMSI柴我，因為TMSI只在本地有效（即 在該MSC/VLR區(qū)域內(nèi)）解寝，其組成結(jié)構(gòu)由管理部門選擇，但總長不超過4個字節(jié)艘儒。
3>國際移動設(shè)備識別碼（IMEI）
IMEI是唯一的聋伦，用于識別移動設(shè)備的號碼。用于監(jiān)控被竊或無效的這一類移動設(shè)備界睁， IMEI的構(gòu)成如下圖所示觉增。
IMEI=TAC+FAC+SNR+SP（15位數(shù)）。
TAC FAC SNR SP
6位數(shù)字 2位數(shù)字 6位數(shù)字 1位數(shù)字
TAC - Type Approval Code (TAC) 型號批準碼翻斟，由歐洲型號批準中心分配抑片。 前2位為國家碼。(例如：Nokia的,Ericsson的,Motorola的,又各式各樣不同型號的 批準碼又不盡相同,如同是Ericsson的,GH388和GF388就不一樣杨赤，雖然只差有無蓋; 但只要是同一型號的,前六碼一定一樣,如果不一樣,可能是冒牌貨!)
FAC - Final Assembly Code (FAC)最后裝配碼敞斋，表示生產(chǎn)廠或最后裝配地， 由廠家編碼疾牲。如40的話,是Motorola在英國(UK)的工廠,07也是Motorola的工廠,在 德國植捎，67的話也是,在美國本地。對Nokia阳柔，F(xiàn)AC是51焰枢。 SNR - Serial Number (SNR)序號碼，獨立地、唯一地識別每個TAC和FAC移 動設(shè)備济锄，所以同一個牌子的同一型號的SNR是不可能一樣的暑椰。
SP - Spare備用碼，通常是0荐绝。
4>移動臺PSTN/ISDN號碼（MSISDN）
MSISDN用于公用交換電信網(wǎng)（PSTN）或綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）撥向GSM 系統(tǒng)的號碼一汽，構(gòu)成如下：
MSISDN=CC+NDC+SN（總長不超過15位數(shù)字）
CC=國家碼（如中國為86），NDC=國內(nèi)地區(qū)碼低滩，SN=用戶號碼
5>移動臺漫游號碼（MSRN）
當(dāng)移動臺漫游到另一個移動交換中心業(yè)務(wù)區(qū)時召夹，該移動交換中心將給移動臺分配 一個臨時漫游號碼，用于路由選擇恕沫。漫游號碼格式與被訪地的移動臺PSTN/ISDN號碼格 式相同监憎。當(dāng)移動臺離開該區(qū)后，被訪位置寄存器（VLR）和原地位置寄存器（HLR）都 要刪除該漫游號碼婶溯，以便可再分配給其它移動臺使用鲸阔。
MSRN分配過程如下：
市話用戶通過公用交換電信網(wǎng)發(fā)MSISDN號至GSMC、HLR迄委。HLR請求被訪MSC/VLR分配 一個臨時性漫游號碼隶债，分配后將該號碼送至HLR。HLR一方面向MSC發(fā)送該移動臺有關(guān)參 數(shù)跑筝，如國際移動用戶識別碼（IMSI）死讹；另一方面HLR向GMSC告知該移動臺漫游號碼， GMSC即可選擇路由曲梗，完成市話用戶->GMSC->MSC->移動臺接續(xù)任務(wù)赞警。
6>位置區(qū)識別碼（LAI）
LAI用于移動用戶的位置更新。LAI=MCC+MNC+LAC 虏两。MCC=移動國家碼愧旦，識別國家， 與IMSI中的三位數(shù)字相同定罢。MNC=移動網(wǎng)號笤虫，識別不同的GSMPLMN網(wǎng)，與IMSI中的MNC相 同祖凫。LAC=位置區(qū)號碼琼蚯，識別一個GSMPLMN網(wǎng)中的位置區(qū)。LAC的最大長度為16bits,一 個GSMPLMN中可以定義65536個不同的位置區(qū)惠况。
7>小區(qū)全球識別碼（CGI）
CGI是用來識別一個位置區(qū)內(nèi)的小區(qū)遭庶。它是在位置區(qū)識別碼（LAI）后加上一個小 區(qū)識別碼（CI)。
CGC=MCC+MNC+LAC+CI稠屠。
CI=小區(qū)識別碼峦睡，識別一個位置區(qū)內(nèi)的小區(qū)翎苫，最多為16bits。
8>基站識別碼（BSIC）
BSIC用于移動臺識別不同的相鄰基站榨了，BSIC采用6比特編碼煎谍。
（二）GSM系統(tǒng)信道分類
蜂窩通信系統(tǒng)要傳輸不同類型的信息，包括業(yè)務(wù)信息和各種控制信息龙屉，因而要在物理 信道上安排相應(yīng)的邏輯信道呐粘。這些邏輯信道有的用于呼叫接續(xù)階段，有的用于通信進行 當(dāng)中叔扼，也有的用于系統(tǒng)運行的全部時間內(nèi)。
1漫雷、業(yè)務(wù)信道（TCH）傳輸話音和數(shù)據(jù)
話音業(yè)務(wù)信道按速率的不同瓜富，可分為全速率話音業(yè)務(wù)信道（TCH/FS）和半速率話音 業(yè)務(wù)信道（TCH/HS）。
同樣降盹，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道按速率的不同与柑，也分為全速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道（如TCH/F9.6， TCH/F4.8蓄坏，TCH/F2.4）和半速率數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道（如 TCH/H4.8,TCH/H2.4)（這里的數(shù) 字9.6,4.8和2.4表示數(shù)據(jù)速率价捧，單位為kb/s)。
控制信令信息
控制信道分為三類：
1）廣播信息（BCH）是一種“一點對多點”的單方向控制信道涡戳，用于基站向所有移 動臺廣播公用信息结蟋。傳輸?shù)膬?nèi)容是移動臺入網(wǎng)和呼叫建立所需要的各種信息。其中又分 為：
a渔彰、頻率校正信道（FCCH）：傳輸供移動臺校正其工作頻率的信息嵌屎；
b、同步信道（SCH）：傳輸供移動臺進行同步和對基站進行識別的信息恍涂；
c宝惰、廣播控制信道（BCCH）：傳輸通用信息，用于移動臺測量信號強度和識別小區(qū) 標志等再沧。
2）公共控制信道（CCCH）是一種“一點對多點”的雙向控制信道尼夺，其用途是在呼 叫接續(xù)階段，傳輸鏈路連接所需要的控制信令與信息炒瘸。其中又分為：
a淤堵、尋呼信道（PCH）：傳輸基站尋呼移動臺的信息；
b顷扩、隨機接入信道（RACH）：移動臺申請入網(wǎng)時粘勒，向基站發(fā)送入網(wǎng)請求信息；
c屎即、準許接入信道（AGCH）：基站在呼叫接續(xù)開始時庙睡，向移動臺發(fā)送分配專用控制 信道的信令事富。
3）專用控制信道（DCCH）是一種“點對點”的雙向控制信道，其用途是在呼叫接 續(xù)階段和在通信進行當(dāng)中乘陪，在移動臺和基站之間傳輸必需的控制信息统台。其中又分為：
a、獨立專用控制信道（SDCCH）：傳輸移動臺和基站連接和信道分配的信令啡邑；
b贱勃、慢速輔助控制信道（SACCH）：在移動臺和基站之間，周期地傳輸一些特定的信 息谤逼，如功率調(diào)整贵扰、幀調(diào)整和測量數(shù)據(jù)等信息；SACCH是安排在業(yè)務(wù)信道和有關(guān)的控制信 道中流部，以復(fù)接方式傳輸信息戚绕。安排在業(yè)務(wù)信道時，以SACCH/T表示枝冀，安排在控制信道時舞丛， 以SACCH/C表示，SACCH/常與SDCCH聯(lián)合使用果漾。
c球切、快速輔助控制信道（FACCH）：傳送與SDCCH相同的信息。使用時要中斷業(yè)務(wù)信 息（4幀）绒障，把FACCH插入吨凑，不過，只有在沒有分配SDCCH的情況下户辱，才使用這種控制信 道怀骤。這種控制信道的傳輸速率較快，每次占用4幀時間焕妙，約18.5ms蒋伦。
由此可見，GSM通信系統(tǒng)為了傳輸所需的各種信令焚鹊，設(shè)置了多種專門的控制信道痕届。 這樣做，除因為數(shù)字傳輸為設(shè)置多各邏輯信道提供了可能外末患，主要是為了增強系統(tǒng)的控 制功能（比如后面將要提到的研叫，為提高過境切換的速度而采用移動臺輔助切換技術(shù)）， 也為了保證話音通信質(zhì)量璧针，在模擬蜂窩系統(tǒng)中嚷炉，要在通話進行過程中，進行控制信息的 傳輸探橱，必須中斷話音信息的傳輸（100ms)申屹，這就是所謂的“中斷一猝發(fā)”的控制方式绘证。 信道中斷100ms，會使話音產(chǎn)生可以聽得到的喀喇聲哗讥。如果這種中斷過于頻繁嚷那，勢必明 顯地降低話音質(zhì)量，因此杆煞，模擬蜂窩系統(tǒng)必須限制在通話過程中傳輸控制信息的容量魏宽。 與此不同，GSM蜂窩系統(tǒng)采用專用控制信道傳輸控制信息决乎，除去FACCH外队询，不在通信過 程中中斷話音信息，因而能保證話音的傳輸質(zhì)量构诚。其中FACCH雖然也采取“中斷一猝發(fā)” 控制方式蚌斩，但是只在特定場合下才使用，而且占用的時間短（18.5ms）唤反，其影響明顯 減小凳寺。GSM蜂窩系統(tǒng)還采用信息處理技術(shù)鸭津，來估計并補償這種因為插入FACCH而被刪除 的話音彤侍。
發(fā)展狀況
20世紀80年代中期，當(dāng)模擬蜂窩移動通信系統(tǒng)剛投放市場時逆趋，世界上的發(fā)達國家就在研制第二代移動通信系統(tǒng)盏阶。其中最有代表性和比較成熟的制式有泛歐GSM ，美國的ADC(D-AMPS)和日本的JDC(現(xiàn)在改名為PDC)等數(shù)字移動通信系統(tǒng)闻书。在這些數(shù)字系統(tǒng)中名斟，GSM的發(fā)展最引人注目。1991年GSM系統(tǒng)正式在歐洲問世魄眉，網(wǎng)絡(luò)開通運行砰盐。GSM系列主要有GSM900、DCS1800和PCS1900三部分坑律，三者之間的主要區(qū)別是工作頻段的差異岩梳。
蜂窩移動通信的出現(xiàn)可以說是移動通信的一次革命。其頻率復(fù)用大大提高了頻率利用率并增大系統(tǒng)容量晃择，網(wǎng)絡(luò)的智能化實現(xiàn)了越區(qū)轉(zhuǎn)接和漫游功能冀值，擴大了客戶的服務(wù)范圍，但上述模擬系統(tǒng)有四大缺點：各系統(tǒng)間沒有公共接口宫屠；很難開展數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)列疗；頻譜利用率低無法適應(yīng)大容量的需求；安全保密性差浪蹂，易被竊聽抵栈，易做“假機”告材。尤其是在歐洲系統(tǒng)間沒有公共接口，相互之間不能漫游竭讳，對客戶造成很大的不便创葡。GSM數(shù)字移動通信系統(tǒng)源于歐洲。早在1982年绢慢，歐洲已有幾大模擬蜂窩移動系統(tǒng)在運營灿渴，例如北歐多國的NMT(北歐移動電話)和英國的TACS(全接入通信系統(tǒng))，西歐其它各國也提供移動業(yè)務(wù)胰舆。當(dāng)時這些系統(tǒng)是國內(nèi)系統(tǒng)骚露，不可能在國外使用。為了方便全歐洲統(tǒng)一使用移動電話缚窿，需要一種公共的系統(tǒng)棘幸，1982年，北歐國家向CEPT(歐洲郵電行政大會)提交了一份建議書倦零，要求制定900MHz頻段的公共歐洲電信業(yè)務(wù)規(guī)范误续。在這次大會上就成立了一個在歐洲電信標準學(xué)會(ETSI)技術(shù)委員會下的“移動特別小組(Group Special Mobile)”，簡稱“GSM”扫茅，來制定有關(guān)的標準和建議書晌纫。
我國自從1992年在嘉興建立和開通第一個GSM演示系統(tǒng)壁涎，并于1993年9月正式開放業(yè)務(wù)以來，全國各地的移動通信系統(tǒng)中大多采用GSM系統(tǒng)，使得GSM系統(tǒng)成為目前我國最成熟和市場占有量最大得一種數(shù)字蜂窩系統(tǒng)撼泛。截至2002年11月昙衅，中國手機用戶2億抹锄，比2001年年底新增5509.2萬。
GSM系統(tǒng)有幾項重要特點：防盜拷能力佳糟描、網(wǎng)絡(luò)容量大怀喉、手機號碼資源豐富、通話清晰船响、穩(wěn)定性強不易受干擾躬拢、信息靈敏、通話死角少灿意、手機耗電量低估灿。
目前我國主要的兩大GSM系統(tǒng)為GSM 900及GSM1800，由于采用了不同頻率缤剧，因此適用的手機也不盡相同馅袁。不過目前大多數(shù)手機基本是雙頻手機，可以自由在這兩個頻段間切換荒辕。歐洲國家普遍采用的系統(tǒng)除GSM900和GSM1800另外加入了GSM1900汗销，手機為三頻手機犹褒。在我國隨著手機市場的進一步發(fā)展，現(xiàn)也已出現(xiàn)了三頻手機弛针，即可在GSM900\GSM1800\GSM1900三種頻段內(nèi)自由切換的手機叠骑，真正做到了一部手機可以暢游全世界。
早期來看削茁，GSM900發(fā)展的時間較早宙枷，使用的較多，反之GSM1800發(fā)展的時間較晚茧跋。物理特性方面慰丛，前者頻譜較低，波長較長瘾杭，穿透力較差诅病，但傳送的距離較遠，而手機發(fā)射功率較強粥烁，耗電量較大贤笆，因此待機時間較短；而后者的頻譜較高讨阻，波長較短芥永，穿透力佳，但傳送的距離短变勇，其手機的發(fā)射功率較小恤左，待機時間則相應(yīng)地較長贴唇。
緊急呼叫是GSM系統(tǒng)特有的一種話音業(yè)務(wù)功能搀绣。即使在GSM手機設(shè)置了限制呼出和沒有插入用戶識別卡（SIM）的情況下，只要在GSM網(wǎng)覆蓋的區(qū)域內(nèi)戳气，用戶僅需按一個鍵链患，便可將預(yù)先設(shè)定的特殊號碼（如110、119瓶您、120等）發(fā)至相應(yīng)的單位（警察局麻捻、消防隊、急救中心等）呀袱。這一簡化的撥號方式是為在緊急時刻來不及進行復(fù)雜操作而專門設(shè)計的贸毕。
GSM國內(nèi)現(xiàn)狀
目前中國主要的兩大GSM系統(tǒng)為GSM 900及GSM1800，由于采用了不同頻率夜赵，因此適用的手機也不盡相同明棍。不過目前大多數(shù)手機基本是雙頻手機，可以自由在這兩個頻段間切換寇僧。歐洲國家普遍采用的系統(tǒng)除GSM900和GSM1800另外加入了GSM1900摊腋，手機為三頻手機沸版。在我國隨著手機市場的進一步發(fā)展，現(xiàn)也已出現(xiàn)了三頻手機兴蒸，即可在GSM900\GSM1800\GSM1900三種頻段內(nèi)自由切換的手機视粮，真正做到了一部手機可以暢游全世界。
早期來看橙凳，GSM900發(fā)展的時間較早蕾殴，使用的較多，反之GSM1800發(fā)展的時間較晚岛啸。物理特性方面区宇，前者頻譜較低，波長較長值戳，穿透力較差议谷，但傳送的距離較遠，而手機發(fā)射功率較強堕虹，耗電量較大卧晓，因此待機時間較短；而后者的頻譜較高赴捞，波長較短逼裆，穿透力佳，但傳送的距離短赦政，其手機的發(fā)射功率較小胜宇，待機時間則相應(yīng)地較長。
GPRS---General Packet Radio Service恢着，通用無線分組業(yè)務(wù)桐愉，是一種基于GSM系統(tǒng)的無線分組交換技術(shù)，提供端到端的掰派、廣域的無線IP連接从诲。通俗地講，GPRS是一項高速數(shù)據(jù)處理的技術(shù)靡羡，方法是以"分組"的形式傳送資料到用戶手上系洛。雖然GPRS是作為現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)向第三代移動通信演變的過渡技術(shù)，但是它在許多方面都具有顯著的優(yōu)勢略步。目前描扯，香港作為第一個進行GPRS實地測試的地區(qū)，已經(jīng)取得了良好的收效趟薄。
由于使用了"分組"的技術(shù)绽诚，用戶上網(wǎng)可以免受斷線的痛苦(情形大概就跟使用了下載軟件NetAnts差不多)。此外，使用GPRS上網(wǎng)的方法與WAP并不同憔购，用WAP上網(wǎng)就如在家中上網(wǎng)宫峦，先"撥號連接"，而上網(wǎng)后便不能同時使用該電話線玫鸟，但GPRS就較為優(yōu)越导绷，下載資料和通話是可以同時進行的。從技術(shù)上來說屎飘，聲音的傳送(即通話)繼續(xù)使用GSM妥曲，而數(shù)據(jù)的傳送便可使用GPRS，這樣的話钦购，就把移動電話的應(yīng)用提升到一個更高的層次檐盟。而且發(fā)展GPRS技術(shù)也十分"經(jīng)濟"，因為只須沿用現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)來發(fā)展即可押桃。GPRS的用途十分廣泛葵萎，包括通過手機發(fā)送及接收電子郵件，在互聯(lián)網(wǎng)上瀏覽等唱凯。
現(xiàn)在手機上網(wǎng)的口號就是"always online"羡忘、"IP in hand"，使用了GPRS后磕昼，數(shù)據(jù)實現(xiàn)分組發(fā)送和接收卷雕，這同時意味著用戶總是在線且按流量計費，迅速降低了服務(wù)成本票从。對于繼續(xù)處在難產(chǎn)狀態(tài)的中國移動／聯(lián)通WAP資費政策漫雕，如果將CSD(電路交換數(shù)據(jù)，即通常說的撥號數(shù)據(jù)峰鄙，歐亞WAP業(yè)務(wù)所采用的承載方式)承載改為在GPRS上實現(xiàn)浸间，則意味著由數(shù)十人共同來承擔(dān)原來一人的成本。
而GPRS的最大優(yōu)勢在于：它的數(shù)據(jù)傳輸速度不是WAP所能比擬的先馆。目前的GSM移動通信網(wǎng)的傳輸速度為每秒9.6K字節(jié)发框，GPRS手機在今年年初推出時已達到56Kbps的傳輸速度躺彬，到現(xiàn)在更是達到了115Kbps(此速度是常用56Kmodem理想速率的兩倍)煤墙。所以敬請大家珍惜手上的Nokia7110及MotorolaL2000，相信到了GPRS手機推出時宪拥，他們都要讓路仿野。
GPRS的應(yīng)用，遲些還會配合Bluetooth(藍牙技術(shù))的發(fā)展她君。到時脚作，數(shù)碼相機加了bluetooth，就可以馬上通過手機，把像片傳送到遙遠的地方球涛，也不過一刻鐘的時間劣针，夠酷吧，這個日子將距離我們不遠了
GSM:一種常用的音頻數(shù)據(jù)流格式亿扁，可用于JAVA的API處理
轉(zhuǎn)載于:https://my.oschina.net/alphajay/blog/33159
