GSM原理

GSM是Global System for Mobile Communication 的縮寫。意思是全球移動通信系統。分GSM900、DCS1800和PCN1900三個頻段，一般的所謂的雙頻手機就是在GSM900和DCS1800頻段切換的手機。PCN1900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。GSM900的手機最大功率是8W（實際中移動臺沒這么大的功率，一般的手機最大功率是2W，車載臺功能大）， 而DCS1800的手機的最大功率是1W。
l GSM900/DCS1800/PCN1900的區別: GSM900是初始的GSM 系統, 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;
l GSM的頻段：GSM900 小區半徑35km 上行880~915MHZ 下行將925~960MHZ
PHASE2: 890~925MHZ 和935~960MHZ; 通道號1---124.
GSM1800小區半徑2km(由于1800mhz手機的低功率) 上行710~1785MHZ 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, 上行就是手機發射、機站接收；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系.
l 網絡組成：
1. BTS 基站：base transceiver station 基站首要是收發器，收發器的多少決定小區的容量，一個收發器能支持8個用戶。一個小區由3個天線，一個發射，兩個接收（分級接收）。（收發器和天線的關系）
a) 每個BTS都會有一套收發器。
b) 一個BTS覆蓋一個小區，BTS發送BCH信號在RF信道的0時隙。BCH幫助Mobile識別/尋找網絡。
c) 小區的手機用戶容量依靠信道數
d) GSM空中接口的數據傳輸速率是13Kbps, 即BTS收發語音數據速率是13KB/S.
e) 有BTS命令手機設置其發射功率、遷時、切換。
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、和BTS連接BSC; 所有的BSC連接至MSC,
b) 每個BTS連結BSC用abis 接口，是2Mbps的連接。使用microwave link、optical fiber、 co-axial line等方式連接.
c) Microwave link 經常是最好的連接方式選擇。
d) BSC連結MSC使用的是A口
e) 在BSC可提供小區廣播等服務。
3. MSC mobile switching center 是網絡的核心，呼叫建立、保持、和釋放；鏈接BSC和PSTN、 認證、呼叫轉接、短信息、收費等。當用戶增加到一定數量時，可增加MSC；MSC與MSC之間使用GMSC連結（GATEWAY）
a) 當呼叫建立時，MSC起到保持通話和斷開通話的功能。
b) 存儲所有的用戶數據和它們的相關特征。
c) 介于MS和PSTN之間，交換通信數據.
d) MSC是GSM 網絡的心臟。是與別的GSM 網絡、非GSM網絡的連接口。
e) MSC主要功能：認證、位置更新、連接、收費、呼叫轉接、SMS。
f) 當用戶增加時，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。
a) TRAN轉換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，將64kbps轉換成16kbps.
c) Trans coding在MSC\BSC\BTS中。
5. HLR Home location register歸屬位置寄存器。
a) 在MSC中有所有的用戶數據庫存在于HLR。HLR中有永久用戶數據庫。
b) 用戶發出呼叫時，MSC從HLR之中獲得用戶數據。是用戶核心數據庫，大部分在SIM卡中的數據都可以在HLR中獲得。
6. VLR visiting location register 訪問位置寄存器。
a) 在VLR中有被激活的所有的用戶號碼。
b) 當別的MSC中的用戶漫游到新的MSC時，MSC和HLR之間通信，新的MSC就將漫游的用戶注冊到它的VLR中。
c) 當手機漫游時，用戶訪問區被別的網絡覆蓋，而且歸屬位置網絡批準它使用被訪問的網絡，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. 鑒權中心AUC----Authentication center
a) 是SIM 卡的驗證過程。
b) 每個SIM卡有一個IMSI， 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。
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，是手機的數據庫。
b) 在GSM中有助于驗證當手機遺失時，運營商可以禁止已經報失手機的使用。
c) EIR分類：Permitted list\evaluation list\stolen list\unknown
9. 收費中心BC---Billing center
a) BC產生每一個用戶的費用狀況.
b) 直接連到MSC, 由MSC發送收費信息給BC（通話時）
c) BC處理按單位計費。
10. 操作運營中心：OMC----operation and maintenance center.
a) 每個GSM網絡超過100 個BTS組成，每一個實體需要操作和維護。
b) 一些遠程操縱是必要的，檢測和遠程進入。
c) 有時有兩種OMC(不同的供應商)，OMC-S: Deal with switch; OMC-R :deal with radio network。
11. 短信中心：SMSC信息通過短信息中心發到指定的手機。
a) 信息通過SMSC傳輸
b) 信息可通過人工終端（連到SMSC）發送。
c) 短信中心SMS CENTER---MSC/VLR----BSC----BTS.----MS
12. 語音服務中心：
a) 它擁有所有語音用戶的數據庫；
b) 它也存儲了語音信息。
13. 設備報警：
a) BTS, BSC, Trans coder failure.
b) Link failure
c) Module failure(transceiver, processor)
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