蜂窝通信原理.doc

第一章 蜂窝通信原理第一章 蜂窝通信原理本书中的信息仅用于培训,具体以设备所附手册中的信息为准。目录 页码 蜂窝通信原理 2 概述 2 蜂窝通信的优点 2 网络组成 4 频谱 6 小区的大小 8 大的小区 8 小的小区 8 大小区与小小区混合使用 8 频率复用 10 同信道干扰 10 邻信道干扰 10 扇区化 12 使用扇区化的基站 14 4基站/3小区模式 14 交换与控制 16 j本章目标：完成本章的学习后，学员应能： i了解蜂窝网络各主要组成部分的名称及主要作用。i理解基站的几种结构。j蜂窝通信原理概述蜂窝电话系统用于为移动台ms（mobile station）与公共电话系统之间，或者和另一个蜂窝系统的移动台之间建立连接。移动台ms与蜂窝网络之间的信息通过无线电波传送，这样省去了传统电话中的电话线，因此，移动用户可以自由移动，比如在车上，或步行。蜂窝通信的优点蜂窝电话网络与“陆地”电话网络相比，有许多优点，不仅对于移动用户，对于网络运营商来说也是一样的。概述对于移动用户的优点h移动性h灵活性h便利性对于网络运营商的优点h易于扩容h高收益率 h频谱利用率高 h易于重新配置网络组成gsm网络包括移动业务交换中心msc（mobile services switching centres），基站系统bss（base station system），以及移动台ms（mobile station）。这三种网络实体各自都还可以划分成更小的实体，比如在bss中有基站控制器bsc（base station controller），基站收发信台bts（base transceiver station）和压缩编码器xcdr（transcoder）。对于这些更小的网络实体，在后面将会具体讨论到。在msc，bss和ms组成的蜂窝系统中，移动用户可以发起呼叫，接收呼叫，系统会相应的计费，就如同一般的pstn网络能完成的功能一样。唯一存在的问题是，ms只能同其它的ms之间进行呼叫，为了使移动台也能与市话用户之间进行呼叫，所以有必要把gsm网络连到pstn。蜂窝网络中的移动台处在“小区”中，这些小区由bss提供，每个bss能提供一个或多个小区，这取决于厂商的设备。小区一般被画作六边形，但实际上小区是不规则形状，这主要是受周围地形干扰的影响或是取决于网络规划者的设计。 图示的小区覆盖 实际的小区覆盖 网络组成pstnmscbssbssmsmsbssmsmsmsbssbssbssms(public switched telephone network) 公众交换电话网pstn(mobile service switching centre) 移动业务交换中心msc(base station system)基站系统bss(mobile station)移动台ms(cell coverage area)小区覆盖区域频谱简介频谱非常拥挤，只有很窄的带宽分配给了蜂窝通信。对面列出了分配给gsm，egsm（extended gsm），gsm1800（dcs1800）及pcs1800的频谱一个绝对无线频率信道编号arfcn（absolute radio frequency number）或rf载频实际是指一对频率，一个用于发射，一个用于接收，这样可以双向的传送信息。发射、接收频率之间的频率间隔称为双工间隔，gsm900和egsm900的双工间隔是45mhz，dcs1800的双工间隔是95mhz，pcs1900的双工间隔是80mhz，gsm网络中每个小区至少要分配一个arfcn，当然也可以分配多个arfcn用来提供更大的容量。每个gsm rf载频支持8个tdma（time division multiple access）时隙，所以理论上说每个rf载频可以同时支持8个电话呼叫，在以后的课程中我们将可以看到，尽管这种理论上的情况是可能实现的，但实际上系统还需要传信令，所以一个rf载频可能同时只能支持六个到七个电话呼叫，减少了能支持的移动台数。gsm网络不同于pstn网络，在pstn网络中，每部电话都是通过一对固定的电话线连到陆地网络，但在gsm网络中，ms通过无线接口连接到网络，所以很容易理解：一个rf载频可以支持远多于8个移动用户。经过统计，一个rf载频可以支持15，20，甚至25个移动用户。显然由于资源限制,这些移动用户不能同时发起呼叫，但一般他们也不会同时发起呼叫，所以多个移动用户可以在不同的时间使用相同的物理资源。频率范围gsm 900h接收(上行）890-915mhzi发射(下行)935-960mhzi124个独立无线频率信道arfcn(absolute radio frequency channels)egsm 900i接收(上行）880-915mhzi发射(下行)925-960mhzi174个独立无线频率信道arfcn(absolute radio frequency channels)gsm 1800(dcs1800)i接收(上行）1710-1785mhzi发射(下行)1805-1880mhzi374个独立无线频率信道arfcn(absolute radio frequency channels)pcs 1900i接收(上行）1850-1910mhzi发射(下行)1930-1990mhzi299个独立无线频率信道arfcn(absolute radio frequency channels)arfcni带宽=200khzi8 个tdms时隙小区的大小一个区域内的小区数取决于该区域内的移动用户数及该区域的地形（山、湖、建筑物等）。大的小区 gsm最大的小区直径达80km，但这和小区覆盖区域的地形及ms的功率级有关。在gsm系统中，ms的发射功率可达8w，显然ms的发射功率越高，小区可以越大。如果基站设在山上，而且周围没有什么障碍物，无线电波可以传得很远。如果基站设在城市中间，周围高的建筑物会阻挡无线电波的传播路径。大的小区一般用在：i偏远地区i海边i用户很少的区域i面积大但需要用最少的基站覆盖的地方小的小区 小的小区用在ms数多的小区域，或者为了减小干扰而要求发射功率低的区域。小的小区一般覆盖直径为200m以上。小的小区一般用在：i城区i要求低功率发射的区域ims数多的区域不同大小的小区混合使用选择使用什么样的小区没有唯一方案。网络运营商希望使用大的小区，减少安装维护费用，但又必须为用户保证服务质量，他们必须考虑到多种因素，比如地形，要求的发射功率，ms数等，这样会不可避免的将不同大小的小区混合使用。大的小区最大 6070 km小的小区小区的大小频率复用标准gsm共有124个频点可用，大多数的网络运营商并不能使用所有这频点，而只能使用这124个频点中的一部分。例如：某网络运营商分配了48个频点，需要用这些频点覆盖一个很大的区域，如英国。由前面可知，最大的小区其直径约为70km，显然这48个频点无法覆盖整个英国。为解决频率受限的问题，网络运营商必须将同一个频率重复使用，这就称为“频率复用”。网络规划者在做频率复用规划时必须考虑频率的复用率及小区间的距离，否则会产生同信道干扰或邻信道干扰，或二者都有。网络运营商还要考虑需要被覆盖的区域的不同特点，在人口稠密的城区频率复用率比较高，采用小的小区能提供高的容量；在人口稀少的农村频率复用率较低，采用大的小区，提供的容量也较小。同信道干扰如果使用相同频率的两个载频离得过近，它们之间将会互相干扰，这种干扰称为同信道干扰。邻信道干扰 rf载频受到另一个使用邻近频率的rf载频的干扰，这种干扰称为邻 信道干扰。频率复用频率1频率2频率1频率复用扇区化我们前面所说的小区都是指全向小区，即一个基站对应一个小区，有一根发射天线，将无线电波辐射到360度的范围。如果采用全向小区，那么当同一地理区域内的ms数增加时，应该相应的增加小区数以扩大容量。为了在该地理区域安装更多的小区，必须减小小区的大小，而全向小区间的距离必须足够远，以防止同信道干扰和邻信道干扰。这种冲突会降低蜂窝网络的性能。为了在同一地理区域内获得更大的容量，可以采用一种称为“扇区化”的技术，扇区化即是将一个基站分成多个小区，每个小区都有自己的发射和接收天线，相当于一个独立的小区。扇区化的小区使用特制的定向天线，使该小区发射的无线电波集中在一个特定的方向上。这样做有很多优点，首先小区发射的无线电波能量集中到了一个更小的区域如60度，120度或180度，而不是以360度全向发射，这样可以获得更强的信号，有利于“室内覆盖”等。另外，同频复用距离缩短，在同一地理区域可以有更多的小区，可以支持更多的移动用户。3小区基站3副发射/接收天线小区扇区化（sectorization）全向基站16小区基站6副发射/接收天线使用扇区化的基站一方面为了避免干扰，需要让使用相同频率rf载频的小区之间相距足够远，这样会降低频率服用率；另一方面，为了获得更高的容量，需要尽量提高频率复用率。在实际情况中，rf载频分配及小区大小选择的原则主要就是为了使以上二者之间达到平衡。从对面图中可以看出，将基站扇区化之后，在相同的地理区域内可以有更多的小区，更多的移动用户可以接入并使用蜂窝网络。一般对人口稠密地区或者移动用户较集中区域（比如会议中心/商务建筑物）内的基站扇区化4基站/3小区4基站/3小区是gsm中一种典型的频率复用模式。例如：网络运营商有36个频点可用，如果他希望采用4基站/3小区的复用方式的话，可以将频率划分如下：cell cell cell cell cell cell cell cell cell cell cell cell a1 a2 a3 b1 b2 b3 c1 c2 c3 d1 d2 d3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 在这种配置中每个小区共有3个载频，每个基站共有9个载频。 如果网络运营商希望采用3基站/3小区的频率复用方式的话，频率的划分将会是：cell cell cell cell cell cell cell cell cell a1 a2 a3 b1 b2 b3 c1 c2 c3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36从表中可以看出，现在每个小区中共有4个载频，每个基站共有12个载频，这样在相同的地理范围内支持的用户数会增加，但同时，同信道干扰和邻信道干扰会有所增强。4基站/3小区交换与控制在全向和定向小区建立的无线覆盖区域内，我们来看一下ms移动时的情况（ms经常是处在移动状态的）。当ms移动时，可能会从一个小区移动到另一个小区。有多种原因会引起移动台从一个小区到另一个小区的切换，如：“服务小区”的信号比“相邻小区”的信号弱，或者ms在当前服务小区中的通话质量不好，这时切换到相邻小区可以改善通话质量。不论是什么原因引起的切换，都需要由某些网络实体来控制切换的完成。在gsm中，由移动业务交换中心msc控制切换。为了完成切换，系统必须知道ms将要切换到哪个相邻小区去，为保证ms能切换到信号最好的小区，ms须测量它周围相邻小区的信号强度并上报给系统。系统分析比较这些测量数据，并根据切换的需要作出是否需要切换的决定。如果需要发生切换，系统会产生相应的控制信息并由msc控制切换的完成。切换对用户来说必须必须是透明的，即使移动用户意识不到切换的发生。在后面我们将会看到，切换控制功能只是msc能完成的多种功能中的一种，msc与其它相关网络实体在一起还能完成多种其他功能，（如ms鉴权，加密控制，位置登记，与pstn间的网关等）。注：有的网络允许某些切换在bss的控制下就可以完成，这取决于不同厂家的设备。交换与控制pstn/isdn/公共数据网j第 18 页 共 188 页 edited by dazern 湖南移动通信工程有限公司第二章 gsm的特性第二章 gsm的特性本书中的信息仅用于培训,具体以设备所附手册中的信息为准。目录 页码 gsm的特性 2 兼容性 2 抗干扰 4 灵活性与扩容 6 使用与标准化开放式接口 8 更好的安全性与保密性 10 灵活的切换处理 12 兼容isdn 14 2bd 14 提供范围更广的业务16 通话业务 18 电话业务 18 紧急呼叫 18 点到点的短消息业务 18 小区广播式的短消息业务 18 高级消息处理业务 18 个人号码与商用号码分开 18 数据业务 20 提供范围更广的业务 22jgsm的特点目前的蜂窝电话系统与普通电话网络相比,不论是从用户还是从网络运营商的角度来看,有着许多的优点,但同时也存在一些缺陷。兼容性自1980年以来，欧洲模拟移动通信系统取得了飞速发展，目前已经形成了多种制式的移动通信系统，这些系统之间互相不兼容。对于移动通信来说显然需要有一个统一的标准，为了调整这种复杂的状况，于是便成立了相应机构来制订新的标准化的网络标准。gsm标准由欧洲多个国家共同制订，使得这一系统在全欧洲范围内，以及世界各地被采用。 这样带来的另一个好处是gsm产品的市场增大，生产厂家生产的设备数量增加，产品质量也得到提高。同时，由于生产厂家增多，相应的增强了竞争，降低了产品价格，使移动用户和网络运营商从中受益。c-450葡萄牙德国nmtradiocom 2000tacsrtms 法国 丹麦 荷兰瑞士芬兰挪威西班牙奥地利意大利兼容性英国瑞典抗干扰 在目前的模拟蜂窝电话系统中,如amps，tacs或nmt，移动台通过模拟无线信号与基站通信。尽管这种技术可以提供很好的音质(这种技术被广泛用于立体声广播）,但很容易受到干扰，受到干扰时，其效果如同用接收效果很差的天线收听立体声广播。 会干扰到蜂窝系统通信的干扰源可能是： 1. 信号很强的外部干扰源(如汽车点火系统或闪电) 2. 来自另一相同发射频率(同信道干扰) 3. 来自另一相邻发射频率(邻信道干扰) 4. 有用信号太弱而无法覆盖过的背景无线噪声 为了对抗这些各种各样的干扰,新的蜂窝系统在空中接口采用数字技术来代替模拟技术。 如果在空中接口采用数字信号，我们可以巧妙的处理数据，并可以利用一些复杂的差错保护，差错检测和差错校正技术，这样信号通过gsm空中接口时，可以抵抗较强的干扰（因为与模拟系统相比，有更好的差错检测和差错校正能力）。鉴于这个特点，gsm空中接口可以在恶劣的无线环境中较完好的传送无线信号，而模拟系统就无能为力了。另外gsm系统的频率复用率和容量都比模拟系统要更高。噪音来源h汽车点火系统h闪电h同信道干扰h邻信道干扰h背景噪声gsm对抗干扰的对策h数字接口h交织h差错检测h差错校正灵活性与扩容 在模拟系统空中接口中，每个ms与基站之间的连接都需要一个单独的rf载频，相应的也需要一套rf硬件。如果要给基站扩容，增加一定数量的信道，相应的也要增加相同数量的硬件设备，这使得系统扩容费时、费钱、费力。 重新配置模拟基站也会有类似的问题，因为有大量的设备需要重新做人工调整，降低了系统的灵活性。 gsm的设备全部由软件控制，网络重新配置简单快捷，只需要做很少的人工调整。而且一个载频可以支持八个用户同时通话，扩容时需要增加的硬件设备数也减少了。 现在gsm还将要采用一种增强功能，即半速率话音信道，采用新的话音编码算法，使得移动台在空中接口发送数据的速率只是原来的一半。实现半速率后，一个载波可以支持16个用户同时通话，使网络容量加倍。当然，要实现这种功能，移动台和bts必须也能支持半速率。 gsm网络还提供灵活的国际漫游，当移动用户到了国外时，仍然能在国外的网络使用自己的移动电话。用户甚至可以在出国时不带移动电话而只带上sim卡，到达目的地后租用一部移动电话即可。 因为gsm采用的数字空中接口有较好的对抗来自同信道或邻信道干扰的能力，所以可以让小区间的距离缩短，这样在给定区域内的载频数增加，提高了频率复用率。 多频段网络和移动台使移动用户可以使用900mhz网络和1800/1900mhz网络。移动台必须能工作在双频段，在双频段之间切换时，用户应意识不到切换的发生。使用多频段可以提高网络容量，减少干扰。网络运营商必须在已有的频率达到一定的利用率时才允许使用另一个频段中的频率，这意味着要使用诸如扇区化，微蜂窝和跳频技术。 gsm系统高度依赖于软件，所以使得gsm系统非常复杂，但提供了高度的灵活性。灵活性/高容量h易于配置（软件设置）h半速率h国际漫游h更好的频率复用h多频段工作使用标准化开放式接口模拟系统的设备一般由一个厂家生产，因为只有同一个厂家的设备才能在一起正常工作，这一点对于生产商非常有利，因为缺少竞争，产品价格将会被生产商订得比较高，对用户和网络运营商不利。 在gsm系统中就大不一样了，因为贯穿整个gsm系统，使用的都是标准接口：c7、x.25等。这使得网络规划者可以在不同的网络部分选用不同厂家的设备。gsm市场生产商之间的竞争增强时，为了寻求发展，生产商将会给产品定出具有竞争性的价格。 另外，网络规划者可以灵活规划网络设备的放置位置，以便能更有效的利用陆地链路。使用标准开放式接口ieee802.3g.703x.25isdnc7lap-bv.35lap-d更好的安全性与保密性 模拟系统运营商经营碰到的问题中与安全性有关的占了相当比例，在某些系统中，几乎根本就没有安全保障，这使得非法分子有机可乘。在一些“第一代”的系统中，据估计大约有20的蜂窝电话被盗用。 制定gsm系统时，充分考虑了针对盗话和盗机的安全性问题。 在gsm中，不仅移动用户有识别号，移动设备me（mobile equipment）也有识别号。me在生产时就给它分配了一个独一无二的识别号。移动台每次发起呼叫时，系统可以检查其识别号，根据系统数据库的信息验证移动设备的身份。移动用户的身份鉴别是通过一张称为用户识别模块sim（subscriber identity module）的智能卡实现的，系统通过在系统数据库检查相关信息来鉴别移动用户身份。 gsm能对空中接口的所有信令加密。不同的加密级别可以满足不同用户或国家的需要。 通过对移动设备和移动用户身份的鉴别，以及对空中接口信号的加密和数字编码，使得“黑客”很难窃听个人电话。 除此之外，gsm还支持跳频。跳频即是使ms和基站之间每个突发脉冲序列的信息都在不同的频率上发送，这也使得黑客很难窃听到某个电话。但安全性不是采用跳频技术的主要目的，跳频的主要目的是为了优化忙区网络和克服干扰，提高通话质量和提高网络容量。增加了系统的安全性与保密性“黑客”gsm提供:加密me鉴权用户身份鉴权跳频bss灵活的切换处理 移动台在小区间移动时，如果一个小区的射频信号逐渐减弱，同时另一个小区的射频信号逐渐增强，那么这时将发生切换。 ms可从一个信道切换到另一个信道，或从一个小区切换到另一个小区以保证通话的连续性。在模拟系统中切换总存在一些问题，因为移动用户经常能意识到切换的发生。 gsm系统在设计和实现切换时，考虑了很多因素。尽管gsm系统的切换比模拟系统的切换要复杂，但gsm切换的灵活处理大大改善了服务质量。 gsm的切换算法考虑到了：l 通话质量（上行/下行）l 干扰（上行/下行）l rf电平（上行/下行）l ms距离l 功率预算 对某些应用（如微蜂窝）而设计的多种算法目前也都被采用了。公路灵活的切换处理兼容isdnisdn(综合业务数字网)是大多数发达国家所采用的标准。这是一种最新设计用来通过标准电话线传送话音和用户数据的先进的电信网络。欧洲、北美、香港、澳大利亚和日本的大多数电话公司都已准备将isdn转入商用。gsm网络是设计成能与isdn系统协同工作的，并提供了一些兼容isdn的功能。gsm能提供的最大数据传输速率是9.6kb/s,isdn提供的数据传输速率远高于此(标准速率64kb/s,主速率2.048kb/s)。2b+d 2b+d是指isdn线路上传送的信令与信息。共有三条连接,一条连接用于传信令(“d”),另外两条连接用于传数据或话音(“2b”)。兼容isdn2b+d注：1 b64kbit/s2 d=16kbit/s所以2bd144kbit/s提供范围更广的业务gsm系统同模拟蜂窝系统相比,能提供范围更广的业务,比如数据传输、传真等，另外还有各种补充业务。其中一些模拟系统也能提供的基本呼叫业务在某些系统中已正在使用，如呼叫前转，语言信箱等。是否全部或部分提供这些业务，以及是否需要另外付费取决于系统运营商。制定这些业务时必须考虑到当前的pstn与isdn系统，因为gsm系统总是和这些系统相连通信的。用户能获得哪些业务主要取决于以下点： 网络运营商所能提供的业务级别 用户所购买的业务级别 移动设备所能提供的功能提供范围更广的业务h网络运营商提供h用户购买h移动设备的功能提供范围更广的业务通话业务以下是涉及到话音信息传送的业务,这些都是网络运营商所提供的基本业务。电话业务 普通的移动用户发起或接收呼叫。紧急呼叫（移动电话中不一定需要sim卡）全球统一的紧急电话呼叫号码是“112”，不论在哪个国家您都可以拨打这个电话请求紧急服务（匪警、火警、救护车）点到点的短消息业务可以从固定网的服务中心给移动台发送一个短消息（最长128字节）。也可以从移动台给陆地设备发送短消息，不过这取决于陆地用户的设备是否也支持短消息业务。小区广播式的短消息业务 可以从固定的网络服务中心给某个小区内所有的移动台发送短消息（最长75字节），这些信息一般来自网络运营商，如有关话务的信息或广告。高级消息处理业务 可以从公共消息处理系统mhs（message handling system）发送消息给移动台，如电子邮件。个人号码与商用号码分开 可给一个移动用户分配两个号码，一个是“个人”号码。另一个是“商用”号码。这样可以分别对私人电话和公事电话计费。话音业务 h电话业务 h紧急呼叫 h短消息业务h个人商用号码分开提供范围更广的业务数据业务 现有的系统也可以传输数据业务，但由于空间信道易受干扰，传输质量不好，需另外采用一些技术来保证数据的可靠传输。 gsm技术规范中已经制定了数据传输的相关技术，就象isdn本身即是设计用来传输数据的。gsm可以看作是isdn在无线环境中的扩展。文本文件、图像、消息、传真等都可以通过gsm网络来发送。数据传输的速率有三种：2.4kb/s,4.8kb/s,9.6kb/s。 gsm除了支持数据传输以外，还能用来发送group 3传真。数据业务 h数据: 9.6kbit/s 4.8kbit/s 2.4kbit/s h传真提供范围更广的业务补充业务 补充业务是对基本电信业务的修改或补充，网络运营商可能会对补充业务额外收费，也可能免费，吸引用户加入他们的网络。 下面列出的是gsm系统能提供给用户的可选的补充业务：来号显示 显示来话的号码或去话时，让对方手机不显示自已的号码。呼叫拒绝 拒绝所有来话或去话拒绝特定的某个或某些来话或去话。呼叫前转无条件转移所有呼叫。用户忙时转移呼叫。用户无应答时转移呼叫。找不到用户时转移呼叫呼叫等待用户正在通话时如果接到来话可以让来话稍候，打完当前的电话后再来处理，或暂时把来话挂起来。计费显示显示计费信息多方会话三方会话会议电话补充业务 h来号显示 h呼叫拒绝 h呼叫前转 h呼叫等待 h计费显示 h多方会话j本章目标：完成本章的学习后，学员应能： i了解数字空中接口的优点。i明白为什么使用标准开放接口。i识别gsm网络提供的多种业务。i理解软件如何提供灵活性。j第 41 页 共 188 页 edited by dazern 湖南移动通信工程有限公司第三章 gsm网络组成第三章 gsm网络组成本书中的信息仅用于培训,具体以设备所附手册中的信息为准。目录 页码 gsm网络概述- 2 移动台ms- 4 移动台memobile equipment- 6 sim卡（subscriber identity module）- 8 基站系统bss（base station system）- 10 基站控制器bsc（base station controller）- 12 基站收发信台bts（base transceiver station）- 12 bss结构- 14 压缩编码器xcdrtranscoder- 16 网络交换系统- 18 移动业务交换中心msc（mobile services switching centre）- 20 归属位置寄存器hlr（home location register）- 22 访问位置寄存器vlr（visitor location register）- 24 位置区识别号lai（location area identity）- 24 临时移动用户识别号tmsi（temporary mobile subscriber identity）- 24 移动用户漫游号msrn（mobile subscriber roaming number）- 24 设备识别寄存器eirequipment identity register- 26 鉴权中心aucauthentication centre- 28 鉴权处理过程- 28 网络互通功能iwf(interworking function)- 30 回声消除器ec(echo canceller)- 32 操作与维护系统- 34 网络管理中心nmc（network management centre）- 34 操作与维护中心omc(operations and maintenance centre)- 34 网络管理中心nmc（network management centre）- 36 操作与维护中心(operations and maintenance centre)- 38 gsm网络组成- 40j本章目标：完成本章的学习后，学员应能： i说出gsm网络各主要组成部分的名称及功能。i画出gsm网络各组成部分的互联关系示意图。jgsm网络概述对面是一个简化的gsm网络结构示意图，每种网络部件只画了一个，实际网络中，大多网络部件都需要多个。 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。gsm系统主要由以下几部分组成:移动台 ms（mobile station）如手机、传真机等用户实际所使用的设备。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。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。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 网络组成操作与维护系统网络交换系统nmcaucvlrhlromceirmscpstniwfecxcdrmebscsim移动台bts基站系统接口 / 连接移动台ms移动台包括两部分：移动设备me(mobile equipment)和被称为用户识别模块sim(subscriber identify module，一般也叫做sim卡)的智能卡。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)。sim卡是一张插到移动设备中去的智能卡。sim卡用来识别移动用户的身份,还存有一些该用户能获得什么服务信息及一些其他的信息。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)。移动设备可以从商店购买,但sim卡必须从网络运营商处获取,如果移动设备内没有插sim卡, 则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。移动台ms(mobile station)移动台ms (mobile station) h移动设备me (mobile equipment)h用户识别模块sim (subscriber identity module) (即通常所说的sim卡)移动设备me(mobile equipment) 移动设备是gsm网络中唯一用户实际看到和使用的部分。移动设备主要有以下三种： 车载台 这种设备装在汽车上，天线装在车外。 便携式 这是一种便携式的移动设备，天线不是直接装在设备上的。 手持式 即日常所说的手机，天线直接装在手机上。 对于不同类型的移动台，其最大输出功率也不同。 移动台都必须有一个特定的标志供网络识别，使网络知道该移动台的最大发射功率和支持服务等，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：版本级别 指示该移动台是一期(phase 1)或二期(phase 2)的移动台。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。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)。频率范围 指示该移动台收发信号所能使用的频段。目前所有gsm移动台都只使用同一频段，将来该频段会扩展，但不一定所有的移动台都支持扩展频段。短消息功能 指示该移动台是否可以接收短消息。移动台设备功能h发射功率等级功率级功率输出120瓦特（已不用）28瓦特35瓦特42瓦特50.8瓦特h支持phase1,phase2或phase2+规范h加密h频率h短消息服务sim卡(subscriber identity module)sim卡是一张插到移动设备中去的“智能卡”，因为它存有移动用户身份信息，因此称为subscriber identity module。sim卡中包含的信息有：l 国际移动用户身份识别号imsiimsi(international mobile subscriber identity)用来识别移动用户,仅在初始化时才在空中发送。l 临时移动用户身份识别号tmsitmsi(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。l 位置区识别号lai(location area identity)指示移动用户当前所在的位置区。l 用户身份鉴权密键ki (subscriber authentication key)在用户身份鉴权时使用。l msisdn msisdn(mobile station international service digital network)是移动台的电话号码,含有国家码,国内码,及移动用户号码。sim卡中的