GSM系统介绍及特点分析

GSM系统的网络基本结构如图6.6所示。GSM系统主要由移动台（MS）、基站子系统（BSS）和网络子系统（NSS）组成。基站子系统包括基站收发信台（BTS）和基站控制器（BSC），网络子系统又被分为移动交换中心（MSC）、操作维护中心（OMC）、归属位置寄存器（HLR）、访问位置寄存器（VLR）、鉴权中心（AuC）和移动设备识别寄存器（EIR）等。

图6.6　GSM系统的网络结构

1.移动台（MS）

移动台（MS）由移动设备（ME）和用户识别模块（SIM）两部分组成。

移动设备一般包括了无线接口接入网络的无线处理功能，以及方便使用者的人机交互功能。在移动台设备中包含要接入网络的所有通用的传输和信令方法，并在其中存储了与之相关的数据。

SIM卡的使用使设备与用户识别分离，更方便使用。在SIM卡中存储着四种数据：一种是生产厂商存入的系统原始数据；一种是运营商在将卡发放给用户时存入的网络参数，包括国际移动用户识别码（IMSI）、鉴权和加密信息、IMSI认证算法和鉴权加密算法；一种就是用户的存储信息，比如短信和电话簿等；还有一种是用户在用卡过程中自动存入和更新的网络接续和用户信息类数据。

移动设备和用户识别模块间通过SIM-ME接口通信。

2.基站子系统

基站收发信机包括无线发射和接收设备、天线和所有无线接口特有的信号处理部分，可以将它看成是一个复杂的无线解调器。天线通常位于几十米高的塔上，通过馈线电缆与设备架相连。(www.xing528.com)

一台基站控制器实际上是一台具有重要功能的小型的交换机，它可以控制管理一个或多个基站收发信机。

3.网络子系统

网络子系统也称为交换子系统，它的主要作用是管理GSM用户和其他电信网络用户之间的通信。

其中，MSC的主要功能是建立GSM用户的主叫和被叫。它一侧与基站子系统接口，另一侧与外部网络接口。当MSC与外部网络相连时可能需要一个适配网关（交互工作功能IWF），它使移动网与外部网络的用户数据等相适配，也就是说IWF的作用依赖于用户数据的类型和它要与之接口的网络类型。

除了MSC，网络子系统还包括一些数据库、归属位置寄存器和访问位置寄存器。HLR功能的一个部分是鉴权中心（AuC），其作用是对用户进行鉴权，及给用户数据加密，以保证通信的安全。在鉴权中心存储着鉴权信息和加密密钥。网络子系统的另一个数据库是访问位置寄存器（VLR），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，一旦移动用户离开了该区域，该移动用户的数据就会从VLR中删除。

除了MSC、HLR、VLR外，为了建立固定用户与GSM移动用户间的呼叫，固定用户呼叫首先被接到入口移动交换中心，又称网关移动交换中心（GMSC）。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被叫用户所在的MSC，该MSC被称为被访MSC（VMSC）。

OMC是操作维护中心的缩写，它是一类设备的总称。它的一侧与电信设备（MSC、BSC、HLR等）相连，另一端与作为人机接口的工作站相连。在协议规范中并没有对运行和维护描述得很具体，给运营商和制造商留有很多自由。过去，操作和维护是通过人机交互设备在每台设备中介入，在设备本地执行。比如用户管理可能是通过在与HLR相连的现场终端上手动键入用户数据来完成。现在，随着技术的发展和电信系统的复杂性的提高，系统中可能事件的范围和要处理的信息数量有了巨大的增长，从而需要集中处理，最终集中化处理是TMN（电信管理网）的概念。除网络操作和维护外，注册管理也是操作维护中心的重要功能，其中包括用户数据管理和呼叫计费。