GSM网络架构

GSM网络如何组成及架构基本原理？

GSM组成

1. BTS 基站：base transceiver station 基站首要是收发器，收发器的多少决定小区的容量，一个收发器能支持8个用户。一个小区由3个天线，一个发射，两个接收（分级接收）。

a) 每个BTS都会有一套收发器。 　　b) 一个BTS覆盖一个小区，BTS发送BCH信号在RF信道的0时隙。BCH帮助Mobile识别/寻找网络。 　　c) 小区的手机用户容量依靠信道数 　　d) GSM空中接口的数据传输速率是13Kbps, 即BTS收发语音数据速率是13KB/S. 　　e) 有BTS命令手机设置其发射功率、迁时、切换。 　　2. BSC base station controller 基站控制器： 　　a) 几个BTS基站连接一个BSC, 基站安排信道配置、切换、和BTS连接BSC; 所有的BSC连接至MSC, 　　b) 每个BTS连结BSC用abis 接口，是2Mbps的连接。使用microwave link、optical fiber、 co-axial line等方式连接. 　　c) Microwave link 经常是最好的连接方式选择。 　　d) BSC连结MSC使用的是A口 　　e) 在BSC可提供小区广播等服务。 　　

3. MSC mobile switching center 是网络的核心，呼叫建立、保持、和释放；链接BSC和PSTN、 认证、呼叫转接、短信息、收费等。当用户增加到一定数量时，可增加MSC；MSC与MSC之间使用GMSC连结（GATEWAY） 　　a) 当呼叫建立时，MSC起到保持通话和断开通话的功能。 　　b) 存储所有的用户数据和它们的相关特征。 　　c) 介于MS和PSTN之间，交换通信数据. 　　d) MSC是GSM 网络的心脏。是与别的GSM 网络、非GSM网络的连接口。 　　e) MSC主要功能：认证、位置更新、连接、收费、呼叫转接、SMS。 　　f) 当用户增加时，超过一个MSC的容量， 就需要多一个MSC， 就增加一倍的用户 　　

4. TRAN------Trans coding/rate adapter unit 速率适配器。 　　a) TRAN转换13KB/S的GSM速率为标准的64KB/S; TRAN作为一MSC 的一部分。 　　b) Trans coding 也使用在下行时，将64kbps转换成16kbps. 　　c) Trans coding在MSC\BSC\BTS中。 　　

5. HLR Home location register归属位置寄存器。 　　 GSMa) 在MSC中有所有的用户数据库存在于HLR。HLR中有永久用户数据库。 　　b) 用户发出呼叫时，MSC从HLR之中获得用户数据。是用户核心数据库，大部分在SIM卡中的数据都可以在HLR中获得。 　　

6. VLR visiting location register 访问位置寄存器。 　　a) 在VLR中有被激活的所有的用户号码。 　　b) 当别的MSC中的用户漫游到新的MSC时，MSC和HLR之间通信，新的MSC就将漫游的用户注册到它的hLR中。 　　c) 当手机漫游时，用户访问区被别的网络覆盖，而且归属位置网络批准它使用被访问的网络，它的用户信息将从HLR被拷贝到VLR(访问位置寄存器)中暂存。 　　

7. 鉴权中心AUC----Authentication center 　　a) 是SIM 卡的验证过程。 　　b) 每个SIM卡有一个IMSI， 在IMSI有加密码 　　c) 在HLR中有IMSI和密码 　　d) 手机通信时，首先验证SIM 卡的合法性，由AUC 进行验证。 　　

8. 手机身份注册：EIR----Equipment identify register 　　a) 包含了IMEI信息。所有的手机IMEI都存储在EIR中，是手机的数据库。 　　b) 在GSM中有助于验证当手机遗失时，运营商可以禁止已经报失手机的使用。 　　c) EIR分类：Permitted list\evaluation list\stolen list\unknown 　　

9. 收费中心BC---Billing center 　　a) BC产生每一个用户的费用状况. 　　b) 直接连到MSC, 由MSC发送收费信息给BC（通话时） 　　c) BC处理按单位计费。 　　

10. 操作运营中心：OMC----operation and maintenance center. 　　a) 每个GSM网络超过100 个BTS组成，每一个实体需要操作和维护。 　　b) 一些远程操纵是必要的，检测和远程进入。 　　c) 有时有两种OMC(不同的供应商)，OMC-S: Deal with switch; OMC-R :deal with radio network。 　　

11. 短信中心：SMSC信息通过短信息中心发到指定的手机。 　　a) 信息通过SMSC传输 　　b) 信息可通过人工终端（连到SMSC）发送。 　　c) 短信中心SMS CENTER---MSC/VLR----BSC----BTS.----MS 　　12. 语音服务中心： 　　a) 它拥有所有语音用户的数据库； 　　b) 它也存储了语音信息。 　　

13. 设备报警： 　　a) BTS, BSC, Trans coder failure. 　　b) Link failure 　　c) Module failure(transceiver, processor) 　　 小区身份，网络中每个小区都由唯一的识别号，CI: Cell Identity. 一个小区由56个用户可同时通话 　　 调制方式: GSM 采用的是0.3GMSK调制 高斯最小频移键控，0.3是描述滤波器带宽和比特率的关系,不是相位调制，是一种典型的数字调频调制，实际上是调频。0和1代表的是载波加减不同的频率+67.708KHZ 和-67.708KHZ，1被看作是相位增加90度，0被看作是相位在相反方向改变，两个频率表示频移键控; 语音编码速率时13kbps. 数据速率(调制速率)BIT传送速率是270.833Kbps。刚好是四倍于射频频移。这样一来就有效的减少调制频谱和提高了通道利用率. 高斯滤波: 剧烈的频率变化会导致频谱扩散, 所以用滤波器进行滤波平滑后, 减少频谱扩散; RF载频加67.708和减67.708KHZ; 靠频率转移. 　　

    GSM网络系统：手机和机站的接口是空中接口， 基站(BS)和基站控制台BSC是靠abis接口2Mbps的连接。（是光纤或者常用微波连接， DCS1800 Abis接口经常使用微波连接）, 一个BSC控制20~30个BTS；基站控制台BSC到交换局是A口连接。 手机和基站的最大距离是34.9km。

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