GSM原理

GSM是Global System for Mobile Communication 的縮寫。意思是全球移動(dòng)通信系統(tǒng)。分GSM900、DCS1800和PCN1900三個(gè)頻段，一般的所謂的雙頻手機(jī)就是在GSM900和DCS1800頻段切換的手機(jī)。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(jī)最大功率是8W（實(shí)際中移動(dòng)臺(tái)沒這么大的功率，一般的手機(jī)最大功率是2W，車載臺(tái)功能大）， 而DCS1800的手機(jī)的最大功率是1W。
l GSM900/DCS1800/PCN1900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;
l GSM的頻段：GSM900 小區(qū)半徑35km 上行880~915MHZ 下行將925~960MHZ
PHASE2: 890~925MHZ 和935~960MHZ; 通道號(hào)1---124.
GSM1800小區(qū)半徑2km(由于1800mhz手機(jī)的低功率) 上行710~1785MHZ 下行1805~1880MHZ。
PHASE2: SAME; 通道號(hào) :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(duì), 上行就是手機(jī)發(fā)射、機(jī)站接收；下行就是基站到手機(jī)。 例如935-960 和890-915 相差45MHZ, 第二個(gè)通道上, 上行落后下行三個(gè)時(shí)系.
l 網(wǎng)絡(luò)組成：
1. BTS 基站：base transceiver station 基站首要是收發(fā)器，收發(fā)器的多少?zèng)Q定小區(qū)的容量，一個(gè)收發(fā)器能支持8個(gè)用戶。一個(gè)小區(qū)由3個(gè)天線，一個(gè)發(fā)射，兩個(gè)接收（分級(jí)接收）。（收發(fā)器和天線的關(guān)系）
a) 每個(gè)BTS都會(huì)有一套收發(fā)器。
b) 一個(gè)BTS覆蓋一個(gè)小區(qū)，BTS發(fā)送BCH信號(hào)在RF信道的0時(shí)隙。BCH幫助Mobile識(shí)別/尋找網(wǎng)絡(luò)。
c) 小區(qū)的手機(jī)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(jī)設(shè)置其發(fā)射功率、遷時(shí)、切換。
2. BSC base station controller 基站控制器：
a) 幾個(gè)BTS基站連接一個(gè)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(gè)BTS連結(jié)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(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)。
3. MSC mobile switching center 是網(wǎng)絡(luò)的核心，呼叫建立、保持、和釋放；鏈接BSC和PSTN、 認(rèn)證、呼叫轉(zhuǎn)接、短信息、收費(fèi)等。當(dāng)用戶增加到一定數(shù)量時(shí)，可增加MSC；MSC與MSC之間使用GMSC連結(jié)（GATEWAY）
a) 當(dāng)呼叫建立時(shí)，MSC起到保持通話和斷開通話的功能。
b) 存儲(chǔ)所有的用戶數(shù)據(jù)和它們的相關(guān)特征。
c) 介于MS和PSTN之間，交換通信數(shù)據(jù).
d) MSC是GSM 網(wǎng)絡(luò)的心臟。是與別的GSM 網(wǎng)絡(luò)、非GSM網(wǎng)絡(luò)的連接口。
e) MSC主要功能：認(rèn)證、位置更新、連接、收費(fèi)、呼叫轉(zhuǎn)接、SMS。
f) 當(dāng)用戶增加時(shí)，超過一個(gè)MSC的容量， 就需要多一個(gè)MSC， 就增加一倍的用戶
4. TRAN------Trans coding/rate adapter unit 速率適配器。
a) TRAN轉(zhuǎn)換13KB/S的GSM速率為標(biāo)準(zhǔn)的64KB/S; TRAN作為一MSC 的一部分。
b) Trans coding 也使用在下行時(shí)，將64kbps轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)庫存在于HLR。HLR中有永久用戶數(shù)據(jù)庫。
b) 用戶發(fā)出呼叫時(shí)，MSC從HLR之中獲得用戶數(shù)據(jù)。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。
a) 在VLR中有被激活的所有的用戶號(hào)碼。
b) 當(dāng)別的MSC中的用戶漫游到新的MSC時(shí)，MSC和HLR之間通信，新的MSC就將漫游的用戶注冊(cè)到它的VLR中。
c) 當(dāng)手機(jī)漫游時(shí)，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(zhǔn)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(yàn)證過程。
b) 每個(gè)SIM卡有一個(gè)IMSI， 在IMSI有加密碼
c) 在HLR中有IMSI和密碼
d) 手機(jī)通信時(shí)，首先驗(yàn)證SIM 卡的合法性，由AUC 進(jìn)行驗(yàn)證。
8. 裝備身份注冊(cè)：EIR----Equipment identify register
a) 包含了IMEI信息。所有的手機(jī)IMEI都存儲(chǔ)在EIR中，是手機(jī)的數(shù)據(jù)庫。
b) 在GSM中有助于驗(yàn)證當(dāng)手機(jī)遺失時(shí)，運(yùn)營商可以禁止已經(jīng)報(bào)失手機(jī)的使用。
c) EIR分類：Permitted list\evaluation list\stolen list\unknown
9. 收費(fèi)中心BC---Billing center
a) BC產(chǎn)生每一個(gè)用戶的費(fèi)用狀況.
b) 直接連到MSC, 由MSC發(fā)送收費(fèi)信息給BC（通話時(shí)）
c) BC處理按單位計(jì)費(fèi)。
10. 操作運(yùn)營中心：OMC----operation and maintenance center.
a) 每個(gè)GSM網(wǎng)絡(luò)超過100 個(gè)BTS組成，每一個(gè)實(shí)體需要操作和維護(hù)。
b) 一些遠(yuǎn)程操縱是必要的，檢測和遠(yuǎn)程進(jìn)入。
c) 有時(shí)有兩種OMC(不同的供應(yīng)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(fā)到指定的手機(jī)。
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(chǔ)了語音信息。
13. 設(shè)備報(bào)警：
a) BTS, BSC, Trans coder failure.
b) Link failure
c) Module failure(transceiver, processor)
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