GSM移动通信系统与协议栈基础

"GSM移动通信及协议栈基础知识讲座" GSM移动通信是全球系统用于移动通信（Global System for Mobile Communications）的缩写，是一种广泛使用的数字蜂窝通信标准，尤其在2G（第二代）通信系统中。GSM系统的基础架构主要由交换网络子系统（NSS）、无线基站子系统（BSS）以及移动台（MS）三个主要部分组成。 1. **信令基本概念** 在通信过程中，信令扮演着至关重要的角色，它用来控制交换机的动作并确保通信流程的顺利进行。例如，在一个基本的电话接续过程中，从主叫方摘机开始，通过用户线信令和局间信令传递各种指令，如启呼、拨号、占用、选择、回铃、振铃、应答、通话、挂机等，直到最后的拆线证实，每一个信令都触发交换机执行特定操作。 2. **GSM通信系统概述** - **交换网络子系统（NSS）**：主要包括移动交换中心（MSC）、拜访位置寄存器（VLR）、归属位置寄存器（HLR）、鉴权中心（AUC）和设备识别寄存器（EIR）。这些组件共同负责呼叫控制、移动性和安全性管理，同时存储用户的相关数据。 - **无线基站子系统（BSS）**：由基站收发信台（BTS）和基站控制器（BSC）组成，主要负责无线链路的管理和控制，确保MS与BSS之间的无线通信。 - **移动台（MS）**：包括移动设备（ME）和客户识别模块（SIM），是用户实际使用的设备，通过Um接口与BSS交互。 3. **交换网络子系统（NSS）** - **MSC**：作为GSM的核心，执行呼叫处理，路由选择，与固定电话网络（PSTN）和其他移动网络的互连，并处理漫游和位置更新等功能。 - **VLR**：存储当前在MSC服务区内的MS的相关信息，提供临时的身份验证和位置信息。 - **HLR**：存储所有签约用户的永久性数据，如用户号码、鉴权信息、业务订阅等。 - **AUC**：负责生成鉴权和加密密钥，确保通信安全。 - **EIR**：管理移动设备的识别，用于防止非法设备接入网络。 4. **无线接口与协议栈** - **Um接口**：是移动台与BSS之间的无线接口，遵循空中接口规范，允许MS通过无线电波与BTS通信。 - **Abis接口**：连接BTS与BSC，通常采用X.25或No.7信令协议，负责无线网络的控制和数据传输。 GSM系统利用No.7信令系统来处理交换机间的通信，如BSSAP（Base Station System Application Protocol）和MAP（Mobile Application Part）等协议用于交换网络子系统内部和与BSS间的交互。此外，PLMN（Public Land Mobile Network）用于标识不同的移动网络，而ISDN（Integrated Services Digital Network）则提供了数字通信服务，包括语音、数据和视频。 GSM移动通信是一个复杂而高效的通信系统，涉及多种信令协议、网络组件和接口，确保了全球范围内移动通信的可靠性和效率。