GSM系统构成中兴通讯学院GSM的主要特点之一1. 频谱效率高：由于采用高效调制器、信道编码、交织、均衡和话音编码技术，使系统具备高频谱效率。2. 容量大：由于每个信道的传输带宽增加，使同频复用载干比要求降低到9dB，故GSM系统的同频复用模式可以缩小到4/12或3/9甚至1/3复用；加上半速率话音编码的引入和自动话务分配以减少越区切换的次数，使GSM系统的容量效率比TACS系统高3～5倍。GSM的主要特点之二3. 话音质量好：鉴于数字传输技术的特点以及GSM规范中有关空中接口和话音编码的定义，在门限值以上，话音质量总是可以达到相应的水平而与无线传输质量无关。4. 接口开放：GSM标准提供的开放性接口，如Um接口和A接口。GSM的主要特点之三5. 安全性保密性好：通过鉴权、加密和TMSI号码的使用，达到安全的目的。鉴权是用来证实用户的入网权利，从网络向MS发送一个质疑信号，然后MS端的SIM卡按照其密钥计算出一个签字响应发回鉴权中心，该密钥也存在于网络中，网络鉴权中心比较两个签字响应，若一致则通过，否则取消。加密用于空中接口，由SIM卡和网络AUC的密钥决定。TMSI是一个由业务网络给用户制定的临时识别号，以防止有人跟踪而泄露其地理位置。GSM的主要特点之四6. 与ISDN、PSTN等的互连互通性能好：与其他网络的互连通常利用现有的标准接口，如ISUP或TUP等。7. 在SIM卡的基础上实现漫游：漫游是移动通信的重要特征。GSM系统结构框图OMCAbis接口Um接口BTSISDNMSC/VLRBTSPLMNPSTNPSPDNMSBSCBSS(1)……A接口BSSGSM移动通信网结构NSSSCHLR/AUC……EIR组成GSM的四大部分由系统结构图可以看出，GSM由MS（移动台）、NSS（网络与交换子系统）、BSS（基站子系统）和OSS（操作维护子系统）这四部分组成。各部分的功能分别是：操作维护子系统OSS的功能OSS是操作维护人员与系统设备之间的中介，它实现了系统的集中操作与维护，完成包括移动用户管理、移动设备管理及网络操作维护等功能。用于操作维护的设备称为操作维护中心OMC，它又分为OMC-S和OMC-R两部分，其中OMC-S用于MSC、HLR和VLR的维护管理；OMC-R用于整个BSS系统的操作与维护。移动台的功能移动台并非固定于一个用户，在系统中的任何一个移动台，都可以通过SIM卡（用户识别卡Subscriber Identity Module）来识别用户，个人识别码PIN可以防止用户识别卡未经授权使用。每个移动台都有自己的识别码，即国际移动设备识别号IMEI，IMEI主要由型号许可代码和厂家有关的产品号构成。每个移动用户有自己的国际移动用户识别号IMSI，存储在SIM卡上。基站子系统BSS的功能基站子系统包含了GSM系统中无线通信部分的所有基础设施，它通过无线接口直接与MS实现通信连接，同时又连接到网络端的交换机，为MS和交换子系统提供传输通道。BSS又分为BSC和BTS两部分。从功能上说，BSC主要负责控制管理，BTS主要负责无线传输。同时BSS还包括16kbit/RPE-LTP和kbit/s A律PCM之间的码型转换。网络与交换子系统NSS的功能网络子系统（NSS）主要包含有GSM系统的交换功能和用于用户数据与移动性管理、安全性管理所需要的数据库功能，它对GSM移动用户之间的通信和GSM移动用户与其它通信网用户之间通信起着管理作用。网络与交换子系统的构成网络子系统分为六个功能单元：（1）移动业务交换中心（MSC）（2）归属位置寄存器（HLR）（3）拜访位置寄存器（VLR）（4）鉴权中心（AUC）（5）设备识别寄存器（EIR）（6）操作与维护中心（OMC）MSC的功能MSC从三种数据库——归属位置寄存器（HLR）、拜访位置寄存器（VLR）和鉴权中心（AUC）中取得处理用户呼叫请求所需的全部数据，同时MSC根据其最新数据更新数据库。MSC为用户提供一系列服务：电信业务，如：电话、传真、紧急呼叫；承载业务；补充业务，如：呼叫转移、呼叫、会议电话。归属位置寄存器HLR的功能HLR是GSM系统的数据库，存贮着该HLR控制的所有存在的移动用户的相关数据，一个HLR能够控制若干个移动交换区域或整个移动通信网，所有用户的重要的静态数据都存贮在HLR中，包括移动用户识别号码、访问能力、用户类别和补充业务等数据。HLR还存储且为MSC提供移动台实际漫游所在的MSC区域的信息（动态数据），这样就使任何入局呼叫立即按选择的路径送往被叫用户。拜访位置寄存器VLR的功能VLR存储进入其覆盖区的移动用户的全部有关信息，这使得MSC能够建立呼入/呼出呼叫。可以把它看作动态用户数据库。VLR从移动用户的归属位置寄存器（HLR）处获取并存储必要的数据，一旦移动用户离开该VLR的控制区域，则重新在另一个VLR登记，原VLR将取消临时记录的该移动用户数据。鉴权中心AUC的功能AUC属于HLR的一个功能单元部分，专用于GSM系统的安全性管理。鉴权中心（AUC）存储着鉴权信息与加密密钥，用来进行用户鉴权及对无线接口上的话音、数据、信令信号进行加密，防止无权用户接入和保证移动用户通信安全。移动设备识别寄存器EIR的功能EIR存贮着移动设备的国际移动设备识别号（IMEI），通过核查白色清单、黑色清单、灰色清单这三种表格，分别列出准许使用、出现故障需监视、失窃不准使用的移动设备识别号（IMEI）。运营部门可据此确定被盗移动台的位置并将其阻断，对故障移动台能采取及时的防范措施。GSM系统中不同位置区的划分GSM业务区(全部成员国)PLMN业务区(每国一个或多个)MSC业务区(由一个MSC控制的区域)位置区(定位和寻呼)小区(一BTS覆盖的区域)ZXG-10BSS结构BTSBIEMSUm接口Abis接口BSCQ3接口BIEOMC-RBTSBS接口SMSMTCAter接口A接口MSC图1.2.3 BSS结构基站收发信机BTS包括基带处理单元、载频处理单元和控制单元三部分，属于基站系统的无线部分，是由BSC控制，服务于小区的无线收发信设备，完成BSC与无线信道之间的转换，实现BTS与MS之间通过空中接口的无线传输及相关的控制功能。基站控制器BSC是BSS的控制部分，在BSS中起交换作用。BSC一端可与多个BTS相连，另一端与MSC和操作维护中心（OMC）相连，BSC面向无线网络，主要负责完成无线网络、无线资源管理及无线基站的监视管理，并能完成对基站子系统的操作维护功能。BSS中的BSC所控制的BTS的数量随业务量的大小而改变。码型变换器：TC主要完成16kbit/s RPE-LTP（规则脉冲激励长期预测）编码和kbit/s A律PCM之间的语音变换。在典型的实施方案中，ZXG10-TC位于MSC与BSC之间。当TC位于MSC侧时，通过MSC和BSC之间以及BSC和BTS之间的传输线路子复用器SM、BIE，可以充分利用在空中接口使用的低语音编码传输速率，降低传输线路的成本。BSC与TC之间的接口称为Ater接口，TC与MSC之间的接口称为A接口。码型变换器在BSS系统中的位置BTSTCBSCMSCBTSBSCTCMSCBTSBSCAterTCMSC
