基于GSM过程控制中的SMS短信检测模块设计

领基 于GSM 过程控制中的 SMS(短信)检测模块设计摘 要 ： 随 着 GSM(Global System for Mobile communication)移 动 通 信 网 络 的 迅 速 普 及 和 竞 争 的 日 益 激 烈 ， 新 技 术 和 新 业 务 的 开 发 和 应 用 已 经 提 到 一 个 十 分 重 要 的位 置 。 短 消 息 业 务 （ SMS） 作 为 GSM 网 络 的 一 种 基 本 业 务 ， 已 得 到 越 来 越 多 的系 统 运 营 商 和 系 统 开 发 商 的 重 视 ， 基 于 这 种 业 务 的 各 种 应 用 也 蓬 勃 发 展 起 来 。本 文 提 出 了 一 种 基 于 GSM 短 消 息 的 SMS(短 信 )检 测 模 块 ， 在 给 出 系 统 的 总体设 计 的 基 础 上 ， 设 计 了 系 统 的 硬 件 和 软 件 ， 并 对 其 应 用 领 域 作 了 一 些 探 讨 和 研 究 。关 键 词： GSM； 短 消 息 ； PDU 模 式 ； AT 指 令 ； MSP430 单 片 机Abstract: With the GSM (Global System for Mobile communication) mobile communication network and the rapidly growing popularity of the increasingly fierce competition, new technologies and new business development and application has already been mentioned a very important position. Short Message Service (SMS) as a basic GSM network business, has been an increasing number of system operators and system developers of the importance, in view of the business applications of all kinds of flourishes. In this paper, a GSM short message based on the SMS (text messages) detection module, in the given system design, based on the design of the systems hardware and software, and applications to explore and study some. Key words: GSM; short message; PDU mode; AT commands; MSP430 single chip目 录1 绪 论 .71.1 课题背景.71.2 SMS(短 信 )检 测 模 块 发 展 现 状 .71.3 课题的主要工作.92 GSM 网 络 基 础 知 识 及 SMS 通 信 原 理 .102.1 GSM 网的体系结构 .102.1.1 基 站 子 系 统 (BSS) .112.1.2 网 络 和 交 换 子 系 统 (NSS).122.1.3 运 行 子 系 统 (OSS).142.2 GSM 短 消 息 数 据 通 信 原 理 .153 系 统 硬 件 设 计 .173.1 系统总体结构设计.173.2 监 测 中 心 站 硬 件 设 计 .183.2.1 监 测 中 心 站 服 务 器 .183.2.2 GSM 无 线 通 信 模 块 TC35.183.2.3 标 准 串 行 通 信 接 口 RS232 .193.3 远 程 监 测 分 站 硬 件 设 计 .223.3.1 键 盘 功 能 .233.3.2 串 行 通 信 .283.3.3 A/D 转 换 功 能 .414 系 统 软 件 设 计 .474.1 系 统 软 件 设 计 基 础 .474.1.1 常 见 AT 指 令 及 使 用 方 法 .474.1.2 短 消 息 的 编 码 方 式 .494.2 监测中心站软件设计.544.2.1 通 信 控 件 MSComm 简 介 .564.2.2 软 件 设 计 .594.3 远程监测分站软件设计.644.3.1 A/D 转 换 部 分 .644.3.2 键 盘 控 制 部 分 .654.3.3 短 消 息 收 发 程 序 和 主 程 序 设 计 .675 结论及致谢 .705.1 小结.705.2 致 谢 .716 参考文献 .721 绪 论1.1 课题背景进 入 21 世 纪 ， 移 动 通 信 技 术 以 惊 人 的 速 度 迅 猛 发 展 。 无 论 是 CDMA、2.5G 还 是 3G， 移 动 通 信 的 发 展 目 标 都 是 在 更 好 的 语 音 通 信 之 外 ， 向 用 户 提 供 更加 丰 富 多 彩 的 高 速 无 线 数 据 应 用 。 移 动 通 信 技 术 的 进 步 使 得 高 速 的 无 线 数 据 应 用成 为 可 能 。 可 以 预 见 ， 高 速 的 无 线 数 据 应 用 的 发 展 也 将 使 新 的 移 动 通 信 技 术 更 具吸 引 力 。随 着 2.5G 的 逐 渐 成 熟 ， 世 界 各 国 3G 网 络 的 投 入 研 究 ， 基 于 无 线 数 据 应 用 的各 项 服 务 展 现 出 其 独 特 的 魅 力 。 短 消 息 业 务 (SMS)作 为 GSM(Global System for Mobile communication)网 络 的 一 种 基 本 业 务 ， 以 其 连 接 简 单 、 费 用 低 廉 、 覆 盖 范 围 广 、实 现 方 便 等 优 点 得 到 越 来 越 多 的 系 统 运 营 商 和 系 统 开 发 商 的 重 视 ， 基 于 短 消 息 业 务的 各 种 应 用 也 蓬 勃 发 展 起 来 。短 消 息 业 务 与 语 音 及 传 真 是 GSM 网 络 提 供 的 主 要 电 信 业 务 ， 它 通 过 无 线 控制 信 道 进 行 传 输 ， 经 短 消 息 中 心 完 成 存 储 和 转 发 功 能 ， 每 条 短 消 息 的 信 息 量 为 140bit。 在 短 消 息 的 可 靠 传 递 基 础 上 ， GSM 专 业 调 制 解 调 器 的 出 现 给G SM的 发 展 注入 了 新 的 活 力 ， 它 改 变 了 传 统 的 以 语 音 为 主 要 的 通 信 手 段 ， 使G SM网 络 数 据 通 信 得到 广 泛 的 应 用 。 目 前 市 场 上 提 供 的 GSM调 制 解 调 器 和 模 块 提 供 了R S232 标 准 数 据接 口 ， 采 用 AT 指 令 控 制 ， 符 合 ETSI 标 准 GSM0707 和 GSM0705。 基 于 这 种 技术 ， 以 GSM 网 络 作 为 无 线 传 输 平 台 可 以 开 发 出 多 种 应 用 领 域 。1.2 SMS(短 信 )检 测 模 块 发 展 现 状目 前 远 程 监 测 主 要 有 以 下 几 种 方 式 ： 短 距 离 长 线 监 测 ； 通 过 市 话 网 ； 通 过 internet 网 络 ； 通 过 自 组 网 络 (CDPD 网 )； 通 过 数 传 电 台 方 式 。 距 离 长 线 监 测 和 通过 自 组 网 络 (CDPD 网 )首 先 要 自 行 建 设 通 信 网 络 ， 建 网 初 期 投 资 巨 大 ， 运 营 期 间 自时主 维 护 耗 费 人 力 物 力 较 大 ， 信 号 质 量 得 以 保 证 ， 效 果 好 ， 相 对 运 营 费 用 高 ； 通 过 市话 网 和 internet 方 式 以 现 有 的 网 络 为 依 托 ， 无 需 自 行 建 设 通 信 网 络 ， 但 是 由 于 市话 网 和 internet 难 以 达 到 工 业 现 场 覆 盖 面 ， 接 入 网 络 受 到 限 制 ， 局 限 性 很 大 ， 网络 运 行 效 果 取 决 于 网 络 运 营 商 ， 线 路 安 全 不 能 得 到 保 证 ， 其 通 信 效 果 好 ， 信 号 量 大 ，运 营 费 用 相 对 低 廉 ； 数 传 电 台 出 现 较 早 ， 应 用 很 广 泛 ， 是 一 种 不 错 的 无 线 数 传 方 式 ， 但 是 建 网 初 期 投 资 巨 大 ， 数 传 电 台 的 传 输 范 围 有 限 ， 而 且 容 易 受 到 空 间 无 线信 号 的 干 扰 ， 信 号 不 能 得 到 保 障 ， 但 是 数 传 电 台 信 号 传 输 实 时 性 好 ， 运 行 费 用 低 。SMS(短 信 )检 测 模 块 应 用 广 泛 ， 遍 及 国 民 经 济 的 很 多 领 域 ， 典 型 应 用 概 括 为 以 下 几个 方 面 。(1) 煤 气 /天 然 气 ， 石 油 ， 电 力 等 能 源 系 统 设 备 以 及 网 络 的 远 程 监 测 ： 发 电 机组 ， 变 电 站 ， 供 电 所 的 远 程 监 测 ； 煤 气 /天 然 气 管 线 压 力 ， 温 度 ， 流 量 等 远 程 监 测 ；石 油 开 采 中 抽 油 井 各 种 参 数 的 远 程 监 测 等 。(2) 车 辆 状 态 远 程 监 测 ： 如 车 辆 位 置 /时 间 ， 运 动 方 向 /速 度 监 测 ， 远 程 控 制车 辆 中 的 设 备 ， 车 辆 丢 失 的 查 找 和 监 测 等 。(3) 自 动 化 工 厂 ， 生 产 过 程 ， 机 器 和 设 备 的 远 程 监 测 ： 在 自 动 化 生 产 线 上 ，一 般 由 可 编 程 逻 辑 控 制 器 控 制 ， 可 对 其 进 行 远 程 监 测 ； 关 键 的 机 器 和 设 备 关 系到 产 品 的 质 量 和 生 产 线 的 安 全 ， 对 此 类 设 备 工 作 参 数 可 实 现 远 程 监 测 ， 超 限报 警 。(4) 对 人 体 有 害 的 环 境 下 的 远 程 监 测 ： 化 工 厂 周 围 的 空 气 质 量 的 远 程 监 测 ，噪 声 严 重 区 域 的 噪 声 远 程 监 测 和 噪 声 抑 制 ； 地 震 测 试 点 的 资 料 上 传 ， 气 象 监 测点 的 资 料 上 传 。(5) 通 风 设 备 ， 制 冷 设 备 等 的 远 程 监 测 ： 冷 库 /仓 库 的 远 程 监 测 ， 矿 井 通 风设 备 ， 探 矿 设 备 的 远 程 监 测 。(6) 水 库 大 坝 、 水 闸 、 供 水 系 统 的 远 程 监 测 ：河 流 、 湖 泊 、 海 潮 的 水 位 变 化 ， 水 流 量 状 态 等 关 系 到 灾 害 的 发 生 和 人 民生 命 财 产 安 全 ， 水 质 的 变 化 对 供 水 系 统 和 人 们 的 生 活 影 响 很 大 ， 远 程实 施 监 测 这 些 状 态 数 据 意 义 重 大 。(7) 各 种 信 息 查 询 系 统 ： 交 通 信 息 、 天 气 预 报 、 银 行 系 统 等 很 多 领 域的 信 息 查 询 。 而 目 前 这 些 监 测 系 统 无 论 从 成 本 、 可 靠 性 、 稳 定 性 、 使用 方 便 性 、 还 是 维 护 的 难 易 程 度 等 方 面 都 不 能 最 大 限 度 的 使 人 满 意 。因 此 本 文 把 GSM 网 络 引 入 到 SMS(短 信 )检 测 模 块 中 ， 提 出 了 基 于 GSM 短 消 息 的 SMS(短 信 )检 测 模 块 。 GSM 网 络 是 目 前 基 于 时 分 多 址技 术 的 移 动 通 信 体 制 中 最 成 熟 完 善 、 覆 盖 面 最 广 、 功 能 最 强 、 用 户 最 多的 移 动 通 信 网 络 ， GSM 短 消 息 业 务 不 需 要 建 立 拨 号 连 接 ， 只 需 把 待 发的 消 息 加 上 目 的 地 址 发 送 至 短 消 息 中 心 ， 再 由 短 消 息 中 心 转 发 到 最 终目 标 。 运 用 GSM 短 消 息 实 现 远 程 监 测 可 靠 性 高 、 信 号 传 播 距 离 远 、覆 盖 面 积 广 ， 并 且 可 以 节 省 建 网 初 期 的 巨 额 投 资 ， 运 营 期 间 无 需 维 护网 络 ， 运 行 费 用 低 廉 。 随 着 移 动 通 信 技 术 的 迅 猛 发 展 ， 笔 者 相 信 基 于 GSM 短 消 息 的 SMS(短 信 )检 测 模 块 将 广 泛 应 用 于 国 民 经 济 的 诸 多 领 域 ，也 将 成 为 一 个 崭 新 的 研 究 热 点 。1.3 课题的主要工作SMS(短 信 )检 测 模 块 一 般 由 监 测 中 心 站 和 远 程 监 测 分 站 两 部 分 组 成 。 论 文 首 先 给出 系 统 的 拓 扑 结 构 ， 论 述 系 统 的 结 构 组 成 ； 然 后 对 监 测 中 心 站 和 远 程 监 测 分 站 两 部 分进 行 硬 件 设 计 ， 搭 建 整 个 系 统 的 硬 件 框 架 ； 最 后 对 监 测 中 心 站 和 远 程 监 测 分 站 两 部 分进 行 软 件 设 计 并 进 行 调 试 。 设 计 目 标 是 真 正 实 现 基 于 GSM 短 消 息 的 远 程 数 据 通 信 ，使 其 能 够 运 用 在 实 际 的 监 测 系 统 中 ， 最 终 面 向 产 品 开 发 。课 题 的 主 要 工 作 是 单 片 机 的 合 理 选 型 及 其 外 围 电 路 的 设 计 、 GSM 模 块 的 选 择和 整 个 系 统 的 软 件 设 计 ： 单 片 机 采 用 美 国 TI 公 司 生 产 的 MSP430F149 系 列 芯 片 ， 论 文 中 将 详 细 讲 述 这 一 系 列 单 片 机 的 特 点 ； GSM 模 块 选择 德 国 西 门 子 公 司 的 TC35 模 块 ， 通 过 标 准 AT 指 令 控 制 ； 整 个 系 统 的 软 件 设 计 是本 课 题 的 重 点 ， 包 括 监 测 中 心 站 程 序 设 计 和 远 程 监 测 分 站 程 序 设 计 。 其 中 ， 监 测中 心 站 程 序 设 计 采 用 Visual Basic 6.0 作 为 开 发 工 具 ， 软 件 包 括 监 测 中 心 控 制 界 面 及初 始 化 程 序 、 短 消 息 的 收 发 程 序 、 数 据 处 理 和 保 存 程 序 。 远 程 监 测 分 站 程 序 设 计 以 IAR 公 司 为 MSP430 系 列 单 片 机 开 发 的 C430 集 成 开 发 环 境 为 开 发 平 台 ， 其 软 件包 括 单 片 机 初 始 化 、 主 程 序 、 数 据 显 示 程 序 、 定 时 信 号 采 集 及 处 理 子 程 序 、 短 消息 收 发 子 程 序 。2 GSM 网 络 基 础 知 识 及 SMS 通 信 原 理2.1 GSM 网的体系结构GSM 网 络 是 目 前 基 于 时 分 多 址 技 术 的 移 动 通 讯 体 制 中 最 成 熟 、 最 完 善 、 覆盖 面 最 广 、 用 户 最 多 的 一 种 移 动 通 信 网 络 23。 下 面 对 GSM 网 的 系 统 结 构 作 简 要介 绍 。GSM 网 的 总 体 结 构 由 以 下 功 能 单 元 组 成 ：(1) MS(移 动 台 )。 它 包 括 ME(移 动 设 备 )和 SIM(用 户 识 别 模 块 )。 根 据 业 务 的状 况 ， 移 动 设 备 可 包 括 MT(移 动 终 端 )、 TAF(终 端 适 配 功 能 )和 TE(终 端 设 备 )等 功 能 部件 。(2) BTS(基 站 系 统 )。 为 一 个 小 区 服 务 的 无 线 收 发 信 设 备 。(3) BSC(基 站 控 制 器 )。 具 有 一 个 或 多 个 BTS 进 行 控 制 以 及 相 应 呼 叫 控 制 功 能 。BSC 以 及 相 应 的 BTS 组 成 了 BSS(基 站 子 系 统 )。 BSS 是 在 一 定 的 无 线 覆 盖 区 中 ，由 MSC 控 制 ， 与 MS 进 行 通 信 的 系 统 设 备 。(4) MSC(移 动 业 务 交 换 中 心 )。 对 于 位 于 管 辖 区 域 中 的 移 动 台 进 行 控 制 、 交换 的 功 能 实 体 。(5) VLR(拜 访 位 置 寄 存 器 )。 MSC 为 所 管 辖 区 域 中 MS 的 呼 叫 接 听 所 需 检 索 信息 的 数 据 库 ， VLR 存 储 与 呼 叫 处 理 有 关 的 一 些 数 据 ， 例 如 ， 用 户 号 码 、 所 处 的 位置 识 别 、 向 用 户 提 供 的 服 务 等 参 数 。(6) HLR(归 属 位 置 寄 存 器 )。 管 理 部 门 用 于 移 动 用 户 管 理 的 数 据 库 。 每 个 移 动用 户 都 应 在 其 HLR 注 册 登 记 。 HLR 主 要 存 储 两 类 信 息 有 关 用 户 的 参 数 和 有关 用 户 目 前 所 处 位 置 的 信 息 。(7) EIR(设 备 识 别 寄 存 器 )。 存 储 有 关 移 动 台 设 备 参 数 的 数 据 库 。 主 要 完 成 对移 动 设 备 的 识 别 、 监 视 、 闭 锁 等 功 能 。(8) AUC(鉴 权 中 心 )。 为 认 证 移 动 用 户 的 身 份 和 产 生 相 应 的 鉴 权 参 数 的 功 能 实体 。 通 常 ， HLR、 AUC 合 设 在 一 个 物 理 实 体 中 ， VLR、 MSC 合 设 在 一 个 物 理 实体 中 ， MSC、V LR、H LR、 AUC、E IR 也 合 设 在 一 个 物 理 实 体 中 。MSC、 VLR、 HLR、 AUC、 EIR 功 能 实 体 组 成 交 换 子 系 统 (SSS)。(9) OMC(操 作 维 护 子 中 心 )。 操 作 维 护 子 系 统 中 的 各 功 能 实 体 ， 根 据 厂 家 的 实现 方 式 可 分 为 OMC-R(无 线 子 系 统 的 操 作 维 护 中 心 )和 OMC-S(交 换 子 系 统 的 操 作维 护 中 心 )， GSM 系 统 通 过 MSC 实 现 与 多 种 网 络 互 通 ， 包 括 PSIN、 ISDN、 PLMN 和 PSPDN。整 个 体 系 结 构 可 归 为 四 大 子 系 统 ， 移 动 台 、 基 站 子 系 统 、 网 络 和 交 换 子 系统 、 运 行 子 系 统 ， 以 上 各 功 能 单 元 包 括 在 这 四 大 系 统 中 ， 下 面 对 这 四 大 子 系 统 作详 细 介 绍 。2.1.1 基 站 子 系 统 (BSS)一 般 来 说 ， 基 站 子 系 统 包 括 GSM 无 线 蜂 窝 方 面 特 有 的 基 础 设 施 。 BSS 通 过 无线 接 口 与 移 动 台 直 接 相 连 ， 它 包 括 负 责 在 无 线 路 径 上 发 送 、 接 收 及 管 理 的 设 备 ；另 一 方 面 ， BSS 也 与 网 络 和 交 换 子 系 统 的 交 换 机 相 连 。 因 此 ， BSS 的 作 用 可 概 括 为 ：将 移 动 台 分 别 与 NSS 和 其 他 电 信 用 户 连 接 起 来 。 BSS 要 由 运 动 和 维 护 子 系 统 控制 ， 故 与 它 也 有 联 系 。根 据 规 范 的 GSM 结 构 ， BSS 包 括 两 类 设 备 ： 基 站 收 发 台 (BTS)(它 通 过 无 线接 口 与 移 动 台 联 系 )和 基 站 控 制 器 (BSC)(它 与 NSS 的 交 换 机 联 系 )。 功 能 划 分 基 本上 是 在 传 输 设 备 (BTS)和 管 理 设 备 (BSC)之 间 。 基 站 收 发 台 包 括 无 线 发 射 和 接 收 设 备 、天 线 和 特 有 的 信 号 处 理 部 分 。 BTS 可 看 作 一 个 复 杂 的 无 线 调 节 器 ， 其 功 能 很 少 。 典型 的 第 一 代 BTS 由 几 个 机 柜 组 成 ， 它 包 含 传 输 功 能 所 必 须 的 所 有 电 子 设 备 。 天 线通 常 位 于 几 十 米 远 的 塔 上 ， 通 过 馈 线 电 缆 与 设 备 架 相 连 。 只 有 一 个 设 备 机 柜 的 第一 代 BTS， 典 型 地 可 处 理 35 个 无 线 载 波 ， 承 载 2040 个 同 时 通 信 。 减 少 BTS 的 体 积 对 于 降 低 蜂 房 站 址 的 成 本 很 重 要 ， 预 计 在 该 领 域 将 有 大 的 进 展 。基 站 子 系 统 的 一 个 重 要 部 分 (在 规 范 的 GSM 结 构 中 被 认 为 是 BTS 的 一 部 分 )是 TRAU(编 码 变 换 器 /速 率 适 配 单 元 )。 TRAU 是 执 行 GSM 特 有 的 话 音 编 码 和 解码 及 数 据 速 率 适 配 的 设 备 。 虽 然 规 范 中 把 TRAU 看 作 BTS 的 一 部 分 ， 它 可 以 不与 BTS 安 装 在 一 起 ， 甚 至 在 许 多 情 况 下 ， 它 实 际 上 位 于 BSC 和 MSC 之 间 。 它 的较 远 位 置 允 许 进 一 步 压 缩 BTS 和 TRAU 之 间 的 传 输 (这 是 运 营 者 节 省 成 本 的 一 种途 径 )。BSS 的 内 部 结 构 中 ， 在 基 站 收 发 台 的 上 面 是 BSS 的 第 二 个 基 本 组 成 部 分 基 站 控 制 器 (BSC)。B SC 通 过 BTS 和 移 动 台 的 远 端 命 令 ， 负 责 所 有 的 无 线 接 口 的管 理 ， 主 要 是 无 线 信 道 的 分 配 、 释 放 及 切 换 管 理 。 BSC 一 端 与 几 个 BTS 相 连 接 ，另 一 端 与 网 络 和 交 换 子 系 统 相 连 (更 确 切 的 说 ， 是 与 移 动 业 务 交 换 中 心 相 连 )。一 台 BSC 实 际 上 是 一 台 具 有 重 要 计 算 能 力 的 小 型 交 换 机 ， 它 的 主 要 作 用 是 管理 无 线 接 口 上 的 信 道 和 切 换 过 程 。 典 型 的 BSC 由 一 个 或 两 个 设 备 机 柜 组 成 ， 根 据 BTS 的 业 务 能 力 ， 可 以 管 理 多 达 几 十 个 BTS。BSC 和 MSC 之 间 的 接 口 (A 接 口 )在 GSM 标 准 制 定 早 期 就 引 入 了 。 后 来 决定 制 定 BTS 和 BSC 之 间 的 Abis 接 口 (实 际 上 ， Abis 接 口 并 不 比 A 接 口 更 有 意义 )。在 GSM 词 汇 中 ， 一 个 BSS 指 一 部 BSC 及 它 所 控 制 的 所 有 BTS， 以 免 与 作为 子 系 统 (包 括 所 有 BSC 和 BTS)的 BSS 混 淆 。2.1.2 网 络 和 交 换 子 系 统 (NSS)网络和交换子系统包括 GSM 的主要交换功能以及管理用户数据和移动性所需的数据库，有时它也称为交换子系统。由于 GSM 网络包括 BSS 和 NSS，因而后一个名称更恰当。NSS 的主要作用是管理 GSM 用户和其 它电信网络用户之间的通信。在 NSS 内 部 ， 基 本 交 换 功 能 由 MSC 完 成 ， MSC 的 主 要 功 能 是 协 调 呼 叫 GSM 用 户 和 来 自 GSM 用 户 的 呼 叫 的 建 立 。 MSC 一 侧 与 基 站 子 系 统 接 口 (通 过 BSS 与 GSM 用 户 联 系 )， 另 一 侧 与 外 部 网 络 接 口 。 为 了 与 GSM 外 部 的 用 户 通 信 ，MSC 与 外 部 网 络 的 接 口 可 能 需 要 一 个 适 配 网 关 (交 互 工 作 功 能 IWF)IWF 的 作 用总 是 或 多 或 少 要 依 赖 用 户 数 据 的 类 型 和 它 要 与 之 接 口 的 网 络 类 型 。 NSS 还 要 利 用与 外 部 网 络 接 口 的 能 力 ， 在 GSM 实 体 之 间 传 输 用 户 数 据 和 信 令 。 特 别 地 ， NSS 利 用 一 个 遵 循 CCITT7 号 信 令 系 统 协 议 的 信 令 支 持 网 络 (至 少 有 一 部 分 在 GSM 的外 部 )因 而 常 常 称 为 SS7 网 络 ； 这 个 信 令 网 使 得 位 于 一 个 或 几 个 GSM 网 络 内 部 的 NSS 设 备 能 协 调 交 互 工 作 。作 为 一 个 设 备 ， 移 动 业 务 交 换 中 心 控 制 着 几 个 基 站 控 制 器 ， 它 通 常 是 一 台 相当 大 的 交 换 机 。 MSC 与 特 定 网 络 的 互 相 连 接 ， 要 求 将 GSM 网 络 传 输 特 性 与 通 信对 方 的 网 络 特 性 相 适 配 ， 这 些 适 配 就 是 交 互 工 作 功 能 (IWF)， 这 个 术 语 也 可 指 负 责MS该 功 能 的 实 体 。 它 基 本 上 由 一 个 传 输 和 协 议 适 配 设 备 构 成 。 它 使 得 GSM 网 络 可与 PSPDN、 CSPDN 等 网 络 交 互 工 作 ， 当 通 信 对 方 是 简 单 的 PSTN 或 ISDN 时 ，IWF 也 存 在 。 交 互 工 作 功 能 既 可 与 MSC 功 能 一 起 实 现 ， 也 可 由 单 独 的 设 备 实 现 。当 单 独 实 现 IWF 时 ， 规 范 未 规 定 MSC 与 IWF 之 间 的 接 口 。除 了 MSC， 网 络 和 交 换 子 系 统 还 包 括 数 据 库 。 与 电 信 业 务 的 提 供 者 有 关 的 用户 信 息 都 存 储 在 基 础 设 施 中 的 HLR(归 属 位 置 寄 存 器 )内 ， 而 不 管 用 户 当 前 的 实 际位 置 。 HLR 保 存 与 用 户 的 当 前 位 置 有 关 的 信 息 ， 从 而 能 够 建 立 对 移 动 台 的 呼 叫 。作 为 一 个 物 理 设 备 的 HLR 是 一 台 独 立 的 计 算 机 ， 它 没 有 交 换 能 力 ， 能 管 理 成千 上 万 的 用 户 。 HLR 功 能 的 一 个 部 分 是 鉴 权 中 心 (AuC)， AuC 的 作 用 是 为 用 户确 认 管 理 安 全 数 据 。GSM 中 的 第 二 个 数 据 库 是 VLR(来 访 位 置 寄 存 器 )， 它 与 一 个 或 多 个 MSC相 连 ， 负 责 为 那 些 目 前 位 于 相 应 MSC 业 务 区 域 内 的 用 户 临 时 存 储 注 册 数 据 ， 它存 储 的 位 置 数 据 比 HLR 中 的 要 精 确 一 些 。 在 目 前 的 实 践 中 ， VLR 总 是 与 各 个 MSC 集 成 在 一 起 的 。NSS 包 含 的 不 止 是 MSC、 VLR、 HLR。 呼 叫 的 GSM 用 户 的 路 由 包 括 一 个特 殊 的 询 问 和 转 发 的 交 换 功 能 。 这 个 功 能 在 GSM 中 称 为 GMSC(网 关 移 动 业 务交 换 中 心 )。 一 个 网 关 交 换 机 负 责 收 集 位 置 信 息 ， 将 呼 叫 按 规 定 路 线 送 至 MSC(通过 MSC， 被 叫 GSM 用 户 才 能 获 得 服 务 )。 为 此 ，它 首 先 必 须 找 到 正 确 的 HLR，根 据 唯 一 已 知 的 GSM 用 户 目 录 号 码 询 问 HLR。 网 关 交 换 机 与 外 部 网 络 有 一 个接 口 用 来 提 供 网 关 ， 还 利 用 SS7 信 令 网 与 其 它 NSS 实 体 交 互 工 作 因 为 GMSC 的 功 能 在 技 术 上 不 是 必 须 连 接 到 一 个 MSC 上 ， 这 个 术 语 有 时 另 人 误 解 。 实 际 上 ，它 可 以 是 一 个 独 立 的 设 备 ， 或 作 为 一 个 集 成 在 数 字 电 话 交 换 机 内 的 功 能 。 然 而 ，计 费 的 考 虑 使 得 网 关 的 功 能 一 段 时 间 内 不 会 放 在 GSM 网 络 的 外 面 ， 经 济 方 面 的考 虑 也 不 希 望 用 一 个 独 立 的 设 备 实 现 此 功 能 。 因 此 ， 目 前 GMSC 的 功 能 都 是 与 MSC 在 一 个 设 备 中 实 现 的 。依 据 国 内 的 规 定 ， GSM 运 营 者 可 能 允 许 或 也 可 能 不 允 许 在 NSS 设 备 间 运行 整 个 SS7 网 络 。 如 果 GSM 运 营 者 能 完 全 控 制 这 个 信 令 网 ， 那 么 信 令 转 移 点(STP)就 可 能 成 为 NSS 功 能 的 一 部 分 ， 既 可 以 用 单 独 结 点 实 现 ， 也 可 以 与 MSC 在 同 一 设 备 内 实 现 ， 以 便 节 省 在 NSS 实 体 (MSC/VLR、 GMSC、 HLR)之 间 传输 信 令 的 成 本 。具类 似 地 ， 根 据 许 可 证 的 条 件 ， GSM 运 营 者 可 能 有 权 利 用 自 己 的 网 络 在 GMSC 和 MSC 之 间 路 由 呼 叫 ， 或 将 呼 叫 在 使 用 固 定 网 络 之 前 路 由 到 尽 可 能 近 的 目 的 地 。在 这 种 情 况 下 ， 转 汇 接 局 有 可 能 成 为 GSM 网 络 的 一 部 分