GSM移动通信系统的结构和组成

（一）GSM移动通信系统的组成

蜂窝移动通信系统主要是由交换网络子系统（NSS）、无线基站子系统（BSS）、操作维护子系统（OSS）和移动台（MS）四大部分组成，如图5-1所示。

图5-1　GSM系统结构

OSS—操作子系统；BSS—基站子系统；NSS—网络子系统；NMC—网络管理中心；DPPS—数据后处理系统；SEMC—安全性管理中心；PCS—用户识别卡个人化中心；OMC—操作维护中心；MSC—移动交换中心；VLR—拜访位置寄存器；HLR—归属位置寄存器；AC—鉴权中心；EIR—移动设备识别寄存器；BSC—基站控制器；BTS—基站收发信台；PDN—公用数据网；PSTN—公用电话网；ISDN—综合业务数字网；MS—移动台图

1.交换网络子系统

交换网络子系统（NSS）主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能。NSS由一系列功能实体所构成，各功能实体介绍如下：

MSC：是GSM系统的核心，是对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制和完成话路交换的功能实体，也是移动通信系统与其他公用通信网之间的接口。它可完成网络接口、公共信道信令系统和计费等功能，还可完成BSS、MSC之间的切换和辅助性的无线资源管理、移动性管理等。另外，为了建立至移动台的呼叫路由，每个MSC还应能完成入口MSC（GMSC）的功能，即查询位置信息的功能。

VLR：是一个数据库，是存储MSC为了处理所管辖区域中MS（统称拜访客户）的来话、去话呼叫所需检索的信息，例如客户的号码，所处位置区域的识别，向客户提供的服务等参数。

HLR：也是一个数据库，是存储管理部门用于移动客户管理的数据。每个移动客户都应在其归属位置寄存器（HLR）注册登记，它主要存储两类信息：一是有关客户的参数；一是有关客户目前所处位置的信息，以便建立至移动台的呼叫路由，例如MSC、VLR地址等。

AUC：用于产生为确定移动客户的身份和对呼叫保密所需鉴权、加密的三参数（随机号码RAND，符号响应SRES，密钥Kc）的功能实体。

EIR：也是一个数据库，存储有关移动台设备参数。主要完成对移动设备的识别、监视、闭锁等功能，以防止非法移动台的使用。

2.无线基站子系统

无线基站子系统（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，它主要负责完成无线发送接收和无线资源管理等功能。功能实体可分为基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）。

BSC：具有对一个或多个BTS进行控制的功能，它主要负责无线网络资源的管理、小区配置数据管理、功率控制、定位和切换等，是个很强的业务控制点。

BTS：无线接口设备，它完全由BSC控制，主要负责无线传输，完成无线与有线的转换、无线分集、无线信道加密、跳频等功能。(www.xing528.com)

3.移动台

移动台就是移动客户设备部分，它由两部分组成，移动终端（MS）和客户识别卡（SIM）。移动终端就是“机”，它可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。SIM卡就是“人”，它类似于我们现在所用的IC卡，因此也称作智能卡，存有认证客户身份所需的所有信息，并能执行一些与安全保密有关的重要信息，以防止非法客户进入网络。SIM卡还存储与网络和客户有关的管理数据，只有插入SIM后移动终端才能接入进网，但SIM卡本身不是代金卡。

4.操作维护中心

GSM系统还有个操作维护中心（OMC），它主要是对整个GSM网络进行管理和监控。通过它实现对GSM网内各种部件功能的监视、状态报告、故障诊断等功能。

（二）GSM系统接口

1.主要接口

GSM系统的主要接口是指A接口、Abis接口和Um接口。如图5-2所示。这三种主要接口的定义和标准化能保证不同供应商生产的移动台、基站子系统和网络子系统设备能纳入同一个GSM数字移动通信网运行和使用。

A接口定义为网络子系统（NSS）与基站子系统（BSS）之间的通信接口，从系统的功能实体来说，就是移动业务交换中心（MSC）与基站控制器（BSC）之间的互联接口，其物理链接通过采用标准的2.048 Mb/s PCM数字传输链路来实现。此接口传递的信息包括移动台管理、基站管理、移动性管理、接续管理等。

Abis接口定义为基站子系统的两个功能实体基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）之间的通信接口，用于BTS（不与BSC并置）与BSC之间的远端互连方式，物理链接通过采用标准的2.048 Mb/s或64 kb/s PCM数字传输链路来实现。如图5-2所示的BS接口作为Abis接口的一种特例，用于BTS（与BSC并置）与BSC之间的直接互联方式，此时BSC与BTS之间的距离小于10 m。此接口支持所有向用户提供的服务，并支持对BTS无线设备的控制和无线频率的分配。

Um接口（空中接口）定义为移动台与基站收发信台（BTS）之间的通信接口，用于移动台与GSM系统的固定部分之间的互通，其物理链接通过无线链路实现。此接口传递的信息包括无线资源管理，移动性管理和接续管理等。

图5-2　GSM系统的主要接口

2.网络子系统内部接口

网络子系统由移动业务交换中心（MSC）、访问用户位置寄存器（VLR）、归属用户位置寄存器（HLR）等功能实体组成，因此GSM技术规范定义了不同的接口以保证各功能实体之间的接口标准化，其示意图如图5-3所示。

图5-3　网络子系统内部接口示意图