第一部分GSM网络结构和网络部件本部分内容综述GSM网络结构和网络。
该部分主要是对基本GSM网络内容的复习。
为下一步的空中接口部分打好基础。
一、G SM网络结构1，网络概述GSM系统由一系列功能单元组成。
给出一个简单的网络结构图。
图中的各个组成部件表示系统的每一功能单元。
在实际的网络构成中，每一功能单元的出现比率不是图中所示的一次，可多次出现。
各种网络部件的接口都采用标准接口，这样可以在一个网络中使用不同厂家的设备，比如可将Motorola的基站系统BSS与Ericsson 的网络交换系统配合使用。
一般整个系统可分成几个部分：（1），移动台 MS（Mobile Station）如手机、传真机等用户实际所使用的设备。
（2），基站系统 BSS（Base Station System）为移动台MS和陆地交换设备提供无线连接的部分。
（3），网络交换系统（Network Switching System）由MSC及一些相关的数据库组成，完成电话交换及提供GSM系统与PSTN的连接功能等。
（4），操作与维护系统（Operation and Maintenance System）使网络管理员能对网络进行集中操作与维护。
GSM 系统网络构成接口 / 连接二、网络部件1，移动台MS移动台是用户设备，它可以是车载型、便携型和手持型三种。
它的物理设备和移动用户是完全独立的。
包括两部分：移动设备ME(Mobile Equipment)和用户识别模块SIM(Subscriber Identify Module，一般也叫做SIM卡即智能卡)。
（1），ME移动设备ME是用户所使用的硬件设备，用来接入到系统，每部移动设备都有一个唯一的对应于它的永久性识别号，该识别号称为国际移动设备识别号IMEI(International Mobile Equipment Identity)。
对于不同类型的移动台，其最大输出功率也不同。
移动台必须有一个特定的标志供网络识别，该标志称为级别标志(Classmark),移动台在发送初始化消息时发送此标志。
级别标志Classmark中包含以下信息：a,版本级别指示该移动台是一期(Phase 1)或二期(Phase 2)的移动台。
b,最大发射功率该移动台的最大发射功率，在切换及功率控制时会用到，用移动台功率级别号表示。
c,加密算法指示移动台使用的是哪种加密算法。
目前在一期GSM中只有一种算法（A5），但二期(Phase 2)GSM规范规定了多种算法(A5/0-A5/7)。
d,频率范围指示该移动台收发信号所能使用的频段。
不是所有的移动台都支持扩展频段。
e,短消息功能指示该移动台是否可以接收短消息。
移动设备M.E级别标志（classmark）包含信息：●发射功率等级●支持Phase1,Phase2或Phase2+规范●加密●频率●短消息服务（2），SIM卡SIM卡插入到移动设备中，用来识别移动用户的身份，存有一些该用户能获得什么服务信息及一些其他的信息。
SIM卡中存有移动用户身份识别号，称为国际移动用户识别号IMSI(International Mobile Subscriber Identity)。
如果移动设备内没有插SIM卡, 只能用来做紧急呼叫。
将移动设备识别号与移动用户身份识别号分开后，系统就可以根据移动用户来计费，而不是根据移动设备来计费了。
SIM卡中包含的信息有：●国际移动用户身份识别号IMSIIMSI(International Mobile Subscriber Identity)用来识别移动用户,仅在初始化时才在空中发送。
●临时移动用户身份识别号TMSITMSI(Temporary Mobile Subscriber Identity)用来临时性的识别移动用户,该号码会周期性的改变,防止有人从空中截获该号码后盗话。
●位置区识别号LAI(Location Area Identity)指示移动用户当前所在的位置区。
●用户身份鉴权密键Ki (Subscriber Authentication Key)在用户身份鉴权时使用。
●MSISDNMSISDN(Mobile Station International Service Digital Network)是移动台的电话号码,含有国家码,国内码,及移动用户号码。
SIM卡中的信息在SIM卡发行之后大多是不可读的(如Ki)或不可改的,(如IMSI)。
另外有一些信息，如LAI，会不停的改变，以反映移动台当前所在的位置。
SIM卡以及系统高度的固有安全性，能有效的防止盗话。
SIM卡是很难复制的，而且还可以给SIM卡加一个类似信用卡密码的个人密码，即PIN码(Personal Identity Number Password),防止有人盗用。
SIM卡还存有一些其它信息，如计费信息，对这些信息用户可以直接通过手机按键功能查看。
SIM卡另外还执行鉴权算法。
SIM卡SIM 卡(实际大小) 全尺寸SIM卡迷你型SIM卡2，基站子系统（BSS）基站子系统包括：射频设备和控制设备。
提供移动台和MSC之间的连接。
主要包括：BTS、BSC、XCDR。
（1），BTS（基站收发信台）BTS是GSM网络中由于和移动台通信的部分。
包含了射频部分（如天线等），为各个小区提供空中接口。
（2），BSC（基站控制器）BSC直接与MSC相连。
是BSS中的控制部分。
BSC可以控制一个或多个BTS，BSC可控制的最大BTS数，与BSC的软件有密切关系。
此外，BSC也可不通过MSC进行INTERNAL的切换。
（3），XCDR(编解码器)XCDR被用做编解来自与移动台的信号，使信号能够在陆地链路中有效的传输。
由于它经常放在MSC一边，所以，常称为RXCDR。
基站子系统3，网络交换子系统（NSS）网络交换系统包含了GSM网络的主要交换功能。
它同时也包括用户数据和移动网管理所需的数据库。
主要的功能是管理GSM网络和其余通信网络之间的通信。
∙移动交换机MSC在GSM系统中，MSC能完成呼叫交换以及其他交换设备一样的功能（计费，操作和维护，中继接口等）。
同时，MSC作为网关交换机GMSC提供PSTN和BSS之间的接口。
∙归属位置寄存器HLRHLR是为用户单元提供参数的参考数据库。
每一个用户单元唯一属于一个HLR，用户通过IMSI或者MSISDN接入到HLR中。
HLR 主要包括用户单元的IMSI、MSISDN、当前在VLR中的信息、补充业务信息、用户状态、鉴权键Ki、用户漫游识别号MSRN等。
∙拜访位置寄存器VLRVLR包含当前本区域所有用户单元的参数的数据库。
它包含有从HLR拷贝来的有关这些用户单元的数据。
如：用户状态、MSRN 等；也包括LAI、TMSI等。
∙鉴权中心AUCAUC是一个进程系统，它执行鉴权功能。
AUC通常和HLR结合在一起，在鉴权是和用户单元中的SIM卡共同完成鉴权功能。
∙网络互连功能IWFIWF提供GSM系统和多种格式的公用和私用数据网络的接口。
网络交换子系统它完成速率适配和协议转换功能。
回音消除器EC由于系统的时延和二四线转换，系统不可避免有声学回声。
EC 的加入，可消除远端回声。
网络交换子系统4，操作维护子系统（OMS）操作和维护子系统可以对整个GSM网络进行远程控制。
它包括两部分：∙网络管理中心NMCNMC是全网管理的最高层，每一个网络只有一个。
目前，我国没有设此项。
∙操作维护中心OMCOMC具有软件和数据库的管理、统计数据的收集、事件/告警的管理等功能。
每一个网络可有多个OMC。
目前，OMC有OMC-R和OMC-S两种，如Ericsson的交换机和BSS共用一个OMC-S。
MOTOROLA只有OMC-R，用于对BSS系统的管理等。
操作维护子系统网络第二部分GSM网络中的信令链路及简要的信号流程一、GSM网络中的信令链路GSM网络中，陆地链路除传送话音和数据信息外，还传送大量的信令信息。
信令在陆地链路上传输，采用几种标准的信令接口方式：●2MBPS中继●C7（或为NO.7.）信令协议●X.25分组交换协议●LAPD（Link access procedure “D”）协议我们可以通过对应的OSI（open system interface）来看，这些标准信令方式在OSI分层结构中处在的位置。
OSI4-7 用户 应用部分3 网络层 2 链路层 1 物理层 OSI 分层结构1，2MBPS中继（30路PCM）对面图中加粗部分是指使用2MBPS中继的连接。
2MBPS中继用在PSTN与MSC之间、MSC之间、MSC与BSC之间以及BSC与BTS之间，传送话务和信令。
这些链路也用在MSC和IWF之间。
每条2.048 MBPS链路可提供30条64kbit/s通路用于传输话音、数据或信令信息。
信令信息可能是指C7，LAPD或X.25格式的信息。
这些2MBPS中继一般用作GSM系统中所有陆地接口的物理载体。
2MBPS中继帧结构：注：TS＝Timeslot 时隙2MBPS中继2，X.25接口使用了X.25协议的接口如图中加粗部分所示。
OMC通过X.25消息包与所有它控制和监视的网络实体通信。
X.25连接一般就是2MBPS中继中的某一专用时隙。
OMC到BSS的X.25连接可能是通过MSC“钉连”（软件设置的固定连接），也可能是采用完全独立的物理路由。
X.25协议的帧结构：最后发送的比特（LAPB帧）最先发送的比特X.25协议3，NO.7协议系统使用了C7的接口如对面图中加粗部分所示，这些接口用来传送主要网络实体之间以及系统与PSTN 之间的信令和控制信息。
不同GSM 网络实体之间使用的七号信令应用部分也不尽相同： ● 在MSC 与PSTN 之间，MSC 要完成电话呼叫信令功能，故使用TUP电话用户部分（Telephone User Part ），MSC 与ISDN 之间则使用ISUP （ISDN 用户部分，ISDN User Part ） ● MSC 与BSS 之间使用BSSMAP （基站系统管理应用部分Base StationSystem Management Application Part ）。
DTAP （直接传输应用部分Direct Transfer Application Part ）用于在MSC 和MS 之间发送消息。
MAP （移动应用部分Mobile Application Part ）用于MSC 、VLR 、EIR 和HLR 之间。
缩略语：BSSAP Base Station System Application Part BSSMAP Base Station System Management ApplicationPartDTAP Direct Transfer Application Part ISUP ISDN User PartMAP Mobile Application PartSCCP Signaling Connection Control Part TUP Telephone User PartTCAP Transaction Capability Application Part应用层 7 表示层 6 会话层 5 传输层 4 网络层 3 链路层 2 物理层 1OSI 分层结构 SS ＃7 分层结构42 3 1NO.7.协议4，LAPD协议由于BSC和远程BTS之间2MBPS中继上传送的信令和控制信息的一些特殊特性，所以BSC与BTS之间需要一种不同的接口。
