大话通信之GS

1、 BTS（Base Transceiver Station）基站。三功能：（1） 和手机进行通信：A和B通话时，不是直接通话，而是通过基站来中继信息（2） 进行功率控制：基站来对手机和自身的发射功率进行控制，让功率不要太大或太小。（3） 进行基站间切换：在基站间切换时，用户没有中断感。2、 移动交换中心MSC（Mobile Switching Center）基站控制器BSC（Base Station Controller）：负责城市的一个区域，负责基站的切换、功率控制等等。归属位置存储器HLR（Home Location Register）：用户在哪里开的卡，开卡时他的信息就存在HLR里，并且分配一个电话号码和一个IMSI号，这些信息一直不变，在HLR里称为静态信息。但是，还有一个信息是变化的，即用户现在在哪个MSC下（假设一个城市有一个MSC）。很简单，B地的MSC查看IMSI发现不是本地用户，就会给A地的MSC发一个消息，要求A地的HLR更新数据。拜访位置存储器VLR（Visitor Location Register）：可以存储用户具体到哪个BSC的位置信息。至于VLR如何知道用户在哪个BSC下，那就是上一章的寻呼问题了。鉴权中心AuC（Authentication Center）3、 在GSM网络里，4个号码及其重要。（1） 移动台的国际ISDN号码MSISDN（Mobile Station International ISDN Number），即手机号。MSISDN=CC（Country Code）+NDC（National Destination Code）+SN（Subscriber Number）CC=国家码，中国的为86NDC=国内目的地码，即网络接入号，中国移动GSM：134-139、150-152、157-159 中国联通GSM：130-132、155-156SN=用户号码，采用等菜8为编号计划MSISDN的前面部分CC+DNC+H0H1H2H3即HLR的地址如XXXX（2） 国际移动用户识别码IMSI（International Mobile Subscriber Identity）。咱用户一般用的就是MSISDN号，但是通信设备识别用户有自己的套路，他们不用MSISDN号，有自己的一套编号计划，叫“E.212”编号计划。为了在无线路径和整个GSM移动通信网上正确的识别某个移动用户，就必须为移动用户分配一个特点的识别码，即IMSI，用于GSM移动通信网的所有信令中，存储在用户识别模块（SIM）、HLR、VLR中。IMSI=MCC（Mobile Country Code）+MNC（Mobile Network Code）+MSIN（Mobile Station Identity Number）MCC=移动国家号码，3为数字，我国为460MNC=移动网号，2位数字，中国移动GSM为00，中国联通GSM为01、MSIN=移动用户识别码，采用等长10位数字构成，用于唯一的识别国内GSM移动通信网中的移动用户。（3） MSISDN与IMSI关系类似于姓名与身份证。可以去运营商处修改号码，只要SIM卡没扔，IMSI号就不会变！（4） 位置区识别码LAI（Location Area Identity），代表MSC业务区的不同位置区，用于用户的位置更新。现网中通常一个BSC分配一个LAI号。LAI= MCC（Mobile Country Code）+MNC（Mobile Network Code）+LACLAC=位置区号码，用于识别一个GSM网中的位置区，最长16bit。65536个。（5） 全球小区识别码CGI（Cell Global Identifier）。LAI精确到用户处于哪个区域，CGI号可以区分到这个用户具体在哪个基站的哪个扇区下。一般的，一个基站有3个扇区。CGI=LAI+CI（Cell Identity）CI=小区识别代码。4、 GSM的接口（1） 手机和基站的接口，俗称“空中接口”，“Um”接口（2） 基站BTS与基站控制器BSC之间的接口，“Abis”接口（3） 基站控制器BSC和移动交换中心MSC之间的接口，“A”接口以上三种接口在GSM里，Um和A接扩是开放的，Abis是私有的。3G时均开放。备注：A接口是无线接入网和无线核心网的分界线。无线接入网包括BSC和BTS，无线核心网包括MSC和HLR。无线中心无线接入网无线产品线。交换中心无线核心网核心网产品线。5、 空中接口（用户-BTS的Um口）的4个步骤一个时隙0.577ms，8个时隙为4.615ms。1-7号时隙用来承载业务，0号时隙用来管理控制整个系统。0号时隙称为BCCH（Broadcast Control CHannel，广播控制信道）时隙。（1） 欲通信，先同步步骤一、手机自动在整个GSM频段上搜索信号，直到搜到一个信号非常强的全0序列，就完成了锁定某个载频的过程。这个“信号非常强的全0序列”，就是频率校正信道（FCCH，Frequency Correction CHannel）。步骤二、手机需要和GSM系统校准时间。用来同步的叫做同步信道（SCH，Synchronization CHannel），此信道会告诉手机TDMA帧号，根据帧号来核算时间。步骤三、0号时隙用来广播小区各种参数信息的信道叫做BCCH信道。一般的，下行0号时隙TDMA帧结构为FCCH、SCH、BCCH、BCCH、BCCH、BCCH（2） 欲接入，先申请手机和GSM网络取得了频率和时间上的同步后，接着要先跟网络提出申请，才可接入。手机在上行0号时隙提出接入申请，占用这个时隙的叫随即接入信道（RACH，Random Access CHannel），独占整个时隙，无其他业务。基站通过后，在下行0号时隙发送接入允许信息，这个信息通过允许接入信道（AGCH，Access Grant CHannel）发送。此时下行0号时隙TDMA帧结构变为，FCCH、SCH、BCCH、BCCH、BCCH、BCCH、AGCH、AGCH、AGCH、AGCH、AGCH、FCCH、SCH。由此可见，GCCH和SCH是重复出现的，因为FCCH和SCH是GSM系统频率和时间的基准，需要循环往复的播报，确保手机和基站保持频率和时间同步。（3） 欲对话，先寻人有个FCCH和SCH信道，时间和频率就可以同步了；有了BCCH信道，能收听系统的广播信息了；有了RACH和AGCH信道，可以申请接入和批准接入了。接着，要知道另一个用户的具体位置，就需要寻呼信道（PCH，Paging CHannel）。则下行0号时隙的TDMA帧结构变为，FSBBBBCCCCFSCCCCCCCC，AGCH和PCH合为CCCH（Common Control CHannel，公共控制信道）。GSM现网中应用的上下行0号帧结构为：上行：RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR 51个下行：FSBBBBCCCCFSCCCCCCCCFSCCCCCCCCFSCCCCCCCCFSCCCCCCCCI 51个I帧（Idle），不发送任何消息，为测试其他小区或系统的信号强度，做切换准备（4） 先寒暄，后长谈除了0号时隙外，其余的为业务信道（TCH，Traffic CHannel）。有些先传信令（比如鉴权、位置更新等信令）后打电话或者发短信，由于信令流量很小没必要单独霸占一个时隙，则SDCCH（Stand-Alone Dedicated Control CHannel，独立专用控制信道）盘踞在下行信道的1号时隙，可支持8个用户。若打电话或电话会议时发短信，则无法占用1号时隙的SDCCH，则发明了一种和TCH信道公用一个时隙的信道，叫SACCH（Slow Associated Control CHannel，慢速随路控制信道）。SACCCH时隙每26帧才出现一次，0.577*8*26=120ms间隔。6、 GSM的演进GPRS和EDGEGRPS由于要传递IP分组数据，连接到Internet，所以增加了PCU、SGSN、GGSN 3种设备。处于GPRS的手机，可以理解为一台PC机，而GPRS网路就是公司的内网，需要通过内部网关链接到Internet上去。PCU（Package Control Unit，分组控制单元）与BSC部署在一起，主要工作就是把分组数据从GSM话音数据里分离出来，并传递到SGSN。SGSN（Servicing GPRS Support Node，GPRS服务支持节点），主要工作与MSC几乎一模一样，就是用来对移动台进行鉴权、移动性管理（位置更新）和路由选择，建立到GGSN的通道并把数据传递给它。GGSN（Gateway GPRS Support Node，网关GPRS支持节点），实际上是GPRS网络对外部数据网络的网关和路由器，它提供GPRS和外部分组数据网的互连。GGSN接收移动台发送的数据，选择到相应的外部网络，或接收外部网络的数据，根据其地址选择GPRS网内的传输通道，传输给相应的SGSN。此外GGSN还有地址分配和计费的功能。备注：PCU与SGSN的接口为Gb接口，很多设备商把PCU集成到BSC里，Gb接口就成为了BSC的分组单元和SGSN的接口了。7、 GPRS空中接口与GSM对照组别名称对应GSM信道方向功能PCCCHPRACHRACH上行随即接入PPCHPCH下行寻呼