1、 1 GSM原理 1.1 GSM概述 1.1.1 多址技术 多址技术使众多的用户共用公共的通信线路而相互不干扰 常用的多址技术有三种：频分多址 FDMA、时分多址 TDMA、码分多址 CDMA 频分多址即各用户使用不同的频率； 时分多址为各用户使用不同的时隙； 而码分多址是各用户使用不同的正交代码序列 GSM系统采用了 FDMA、 TDMA混合方式： FDD-TDMA 1.1.2 GSM的频率资源 GSM根据系统工作频段分为 GSM900 和 GSM1800两大系统， GSM系统是双工系统，根据GSM协议规定， GSM900的上行工作频段（ MS到 BTS）为 890MHz-915MHz），下
2、行工作频段（ BTS-MS）为 935MHz-960MHz），双工距离为 45MHz； GSM1800的上行工作频段为1710MHz-1785MHz，下行工作频段为 1805MHz-1880MHz，双工距离为 95MHz。在不同的国家，这些规定的频率资源被分配给不同的运营商使用，每个运营商只占有整个频段的一部分资源。 GSM900系统共 124个频点，频点序号（也即绝对频点号 ARFCN）为 1 124，在每端留有200KHz的保护带。 GSM1800系统共 374个频点，频点序号（ ARFCN）为 512 885。 根据以上公式可以计算出 76号频点对应的载波频率为 905。 2MHz， 9
3、6号频点对应的载波频率为 909。 2MHz。 1.1.3 频率复用技术 频率复用：处在不同位置 (不同小区 )上的用户可以同时使用相同频率的信道 显然，频率复用技术 可以极大地提高频谱利用率 ，但 如果系统设计得不好，将产生严重的干扰 。 GSM最基本的频率复用模式为 43频率复用。“ 4”表示 4个站点，“ 3”表示每个站点有 3个小区，由这 12个小区组成一个复用簇。同一复用簇中的各小区，使用的频率不同 频率复用度：复用簇中小区的总数量 图中表示 4*3频 率复用的小区簇，其中粗红 线内为一个基本的小区簇模型，内有 4个基站，每个基站 3个小区，共 12个小区。在具体分配时，是将所有待分
4、配频率按照一定的规律分配到各个小区，在其它小区簇内，情况相同，这样一来，每个频点在不同小区簇内就被一遍一遍的“重复使用”了。 1.1.4 GSM的载干比要求 GSM是干扰受限系统，载干比（ C/I）也称干扰保护比 ， 是指接收到的有用信号电平与所有非有 用信号电平的比值。 在 GSM系统中，此比值与 MS的瞬时位置和时间有关，这是由于地形的不规则性以及周围环境散射体的形状、类型及数量的不同，天线的类型、方向性、高度以及干扰源数量、强度等不同造成的。干扰信号通常有三大来源： （ 1）有用信号自身的落在系统时延均衡器外的多径信号干扰 （ 2）有用信号自身的因频率复用而产生的同邻频干扰 （ 3）系统
5、外部其它信号干扰（雷达站、非法同频设备、环境噪声等） 根据空间接口中信号的解调要求， GSM规定同邻频保护比满足以下要求： 同频载干比 ： C/I 9dB；工程中加 3dB的余量，即 C/I 12dB；所谓 C/I就是专门指当不同小区使用相同频率时，其它小区对服务小区产生的干扰，当然广义上还应考虑空间所有落在此频点范围内的非有用信号的电磁波能量。 邻频抑制比 ： C/A 9dB； 工程中加 3dB的余量，即 C/A 6dB；所谓 C/A是指在频率复用情况下，服务小区周围所有邻频信号（载波偏离 200KHz）对服务小区频道的干扰。 载波偏离 400KHz的载干比要求为： C/2A -41dB。
6、1.2 GSM系统结构 一个 GSM系统，主要包括下面几个部分： 1.2.1 MS的功能 移动台（ MS）由 SIM卡与机身设备组成 SIM卡上包含所有与 用户有关的无线接口一侧的信息，也含有鉴权和加密实现的信息 固化数据： IMSI、 Ki、安全算法 (A3、 A8) 临时网络数据： TMSI、 LAI、 KC 业务相关数据： PIN(个人识别号 )、 PUK 机身设备可以是手持机，车载台等 1.2.2 BTS的功能 实现与 BSC接口功能 实现与移动台 (MS)空中接口的功能 无线信道管理 操作维护功能 信令协议功能 1.2.3 BSC功能 接口管理 BTS的管理 无线参数及无线资源管理
7、无线链路的测量 话务量统计 切换 支持呼叫控制 操作与维护 1.2.4 PCU的功能 分组无线资源管理功能 Gb接口处理功能 G-Abis接口处理功能 Pb接口处理功能 1.2.5 MSC的功能 接口管理 支持电信业务，承载业务和补充业务 支持位置登记、越区切换和自动漫游等其它网络 1.2.6 VLR的功能 服务于其控制区域内移动用户 存储进入其控制区域内已登记的移动用户相关信息 1.2.7 HLR的功能 GSM系统的中央数据库 其控制区域内所有移动用户的重要数据都存储在 HLR中。包括用户识别号码，访问能力、用户类别和补充业务等数据，以及漫游移动用户所在 MSC区域的有关动态数据 1.2.8 AUC的功能 属于 HLR的一个功能单元部分，专用于 GSM系统的安全性管理 存储鉴权信息和 加密密钥，防止无权用户接入系统和防止无线接口中数据被窃 1.2.9 EIR的功能 存储移动设备的国际移动设备识别码 (IMEI)，通过核查三种表格（白名单、灰名单、黑名单）使得网络具有防止无权用户接入、监视故障设备的运行和保障网络运行安全的功能。 白名单：准许使用 灰名单：出现故障需监视 黑名单：失窃不许使用
