[信息与通信]GSM空中接口教材.doc

内容摘要 本教材内容主要在简单介绍GSM移动系统基本原理及网络构成的基础上，对GSM系统的无线接口原理进行详细深入的讲述；并结合实际，进一步分析GSM空中接口流程。主要包括四部分： GSM网络结构和网络部件 GSM网络中的信令链路及简要的信令流程 3，空中接口信道结构 4，空中接口信令流程及过程分析 第一部分 GSM网络结构和网络部件 GSM网络结构 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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 功率级 功率输出 1 20瓦特（已不用） 2 8瓦特 3 5瓦特 4 2瓦特 5 0.8瓦特 （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IMSI IMSI(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TMSI TMSI(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。 MSISDN MSISDN(Mobile Station International Service Digital Network)是移动台的电