移动通信基本知识hjjw.docx

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1、培 训 教 材材移动通信信基本知知识深圳市中中兴通讯讯股份有有限公司司第一章 引言1.1 移动通信信概述随着社会会的进步步、经济济和科技技的发展展，特别别是计算算机、程程控交换换、数字字通信的的发展，近近些年来来，移动动通信系系统以其其显著的的特点和和优越性性能得以以迅猛发发展，应应用在社社会的各各个方面面，到目目前为止止，全球球移动用用户超过过 1亿，预计计到本世世纪末用用户数将将达到22亿。无无线通信信的发展展潜力大大于有线线通信的的发展，它它不仅仅仅提供普普通的电电话业务务功能，并并能提供供或即将将提供丰丰富的多多种业务务，满足足用户的的需求。移动通信信的主要要目的是是实现任任何时间间、

2、任何何地点和和任何通通信对象象之间的的通信。从通信网网的角度度看，移移动网可可以看成成是有线线通信网网的延伸伸，它由由无线和和有线两两部分组组成。无无线部分分提供用用户终端端的接入入，利用用有限的的频率资资源在空空中可靠靠地传送送话音和和数据；有线部部分完成成网络功功能，包包括交换换、用户户管理、漫漫游、鉴鉴权等，构构成公众众陆地移移动通信信网PLLMN。从从陆地移移动通信信的具体体实现形形式来分分主要有有模拟移移动通信信和数字字移动通通信这两两部种。移动通信信系统从从40年代代发展至至今，根根据其发发展历程程和发展展方向，可可以划分分为三个个阶段：1.1.1 第一代模拟拟蜂窝通通信系统统 第

3、一代代移动电电话系统统采用了了蜂窝组组网技术术，蜂窝窝概念由由贝尔实实验室提提出，770年代代在世界界许多地地方得到到研究，。当当第一个个试运行行网络在在芝加哥哥开通时时，美国国第一个个蜂窝系系统AMMPS（高高级移动动电话业业务）在在19779年成成为现实实。 现在存存在于世世界各地地比较实实用的、容容量较大大的系统统主要有有：（1）北北美的AAMPSS；（22）北欧欧的NMMT-4450/9000；（33）英国国的TAACS；其工作作频带都都在4550MHHz和9000MHHz附近，载载频间隔隔在300kHzz以下。 鉴于移移动通信信用户的的特点：一个移移动通信信系统不不仅要满满足区内内，

4、越区区及越局局自动转转接信道道的功能能，还应应具有处处理漫游游用户呼呼叫（包包括主被被叫）的的功能。因因此移动动通信系系统不仅仅希望有有一个与与公众网网之间开开放的标标准接口口，还需需要一个个开放的的开发接接口。由由于移动动通信是是基于固固定电话话网的，因因此由于于各个模模拟通信信移动网网的构成成方式有有很大差差异，所所以总的的容量受受着很大大的限制制。 鉴于模模拟移动动通信的的局限性性，因此此尽管模模拟蜂窝窝移动通通信系统统还会以以一定的的增长率率在近几几年内继继续发展展，但是是它有着着下列致致命的弱弱点：A) 各各系统间间没有公公共接口口。B) 无无法与固固定网迅迅速向数数字化推推进相适适

5、应，数数字承载载业务很很难开展展。C) 频频率利用用率低，无无法适应应大容量量的要求求。D) 安安全.利利用率低低，易于于被窃听听，易做做假机机。 这些致致命的弱弱点将妨妨碍其进进一步发发展，因因此模拟拟蜂窝移移动通信信将逐步步被数字字蜂窝移移动通信信所替代代。然而而，在模模拟系统统中的组组网技术术仍将在在数字系系统中应应用。1.1.2 第二代数字字蜂窝移移动通信信系统 由于TTACSS等模拟拟制式存存在的各各种缺点点，900年代开开发出了了以数字字传输、时时分多址址和窄带带码分多多址为主主体的移移动电话话系统，称称之为第第二代移移动电话话系统。代代表产品品分为两两类：1.1.2.1 TDMM

6、A系统统 TDMMA系列列中比较较成熟和和最有代代表性的的制式有有：泛欧欧GSMM、美国国D-AAMPSS和日本本PDCC。（1）DD-AMMPS是是在19989年年由美国国电子工工业协会会EIAA完成技技术标准准制定工工作，119933年正式式投入商商用。它它是在AAMPSS的基础础商改造造成的，数数模兼容容，基站站和移动动台比较较复杂。（2）日日本的JJDC（现现已更名名为PDDC）技技术标准准在19990年年制定，993年使使用，只只限于本本国使用用。（3）欧欧洲邮电电联合会会CEPPT的移移动通信信特别小小组（SSMG）在在88年年制定了了GSMM第一阶阶段标准准phaase11，工作

7、作频带为为9000MHzz左右，990年投投入商用用；同年年，应英英国要求求，工作作频带为为18000MHHz的GSSM规范范产生。 上述三三种产品品的共同同点是数数字化，时时分多址址、话音音质量比比第一代代好，保保密性好好、可传传送数据据、能自自动漫游游等。 三种不不同制式式各有其其优点，PPDC系系统频谱谱利用率率很高，而而D-AAMPSS系统容容量最大大，但GGSM技技术最成成熟，而而且它以以OSII为基础础，技术术标准公公开，发发展规模模最大。1.1.2.2 N-CCDMAA系统 N-CCDMAA（码分分多址）系系列主要要是以高高通公司司为首研研制的基基于ISS-955的N-CDMMA

8、（窄窄带CDDMA）。北北美数字字蜂窝系系统的规规范是由由美国电电信工业业协会制制定的，119877年开始始系统研研究，119900年被美美国电子子工业协协会接受受，由于于北美地地区已经经有统一一的AMMPS模模拟系统统，该系系统按双双模式设设计。随随后频带带扩展到到19000MHHz，即基基于N-CDMMA的PPCS119000。1.1.3 第三代代IMMT-220000 随着用用户的不不断增长长和数字字通信的的发展，第第二代移移动电话话系统逐逐渐显示示出它的的不足之之处。首首先是频频带太窄窄，不能能提供如如高速数数据、慢慢速图像像与电视视图像等等的各种种宽带信信息业务务；其次次是GSSM虽

9、然然号称“全球通通”，实际际未能实实现真正正的全球球漫游，尤尤其是在在移动电电话用户户较多的的国家如如美国，日日本均未未得到大大规模的的应用。而而随着科科学技术术和通信信业务的的发展，需需要的将将是一个个综合现现有移动动电话系系统功能能和提供供多种服服务的综综合业务务系统，所所以国际际电联要要求在220000年实现现商用化化的第三三代移动动通信系系统，即即IMTT-20000，它它的关键键特性有有：（1）包包含多种种系统；（2）世世界范围围设计的的高度一一致性；（3）IIMT-20000内业业务与固固定网络络的兼容容；（4）高高质量；（5）世世界范围围内使用用小型便便携式终终端。具有代表表性的

10、第第三代移移动通信信系统技技术：主要存在在两个标标准：（1）以以Quaalcoomm公公司为代代表提出出的与IIS-995系统统反向兼兼容的宽宽带cddmaOOne建建议。 建议采采用多级级DS-CDMMA，射射频信道道带宽11.255/100/200MHzz，PNN码片率率为1.2888/3.68664/77.37728/14.74556Mbbps。采采用多级级的目的的在于将将5MHHz分为为3个11.255MHzz带宽的的信道，以以便于IIS-995后向向兼容，可可以共享享或重叠叠。 美国考考虑在IIMT-20000网络络发展目目标上，支支持宽带带分组交交换网为为核心，将将当前的的从功能能

11、上分层层的网络络模式演演变成端端到端的的客户-服务器器模式。（2）专专门开发发与GSSM系统统反向兼兼容的UUMTSS标准，包包括两个个子方案案： 日本的WW-CDDMA 日本最最大的移移动电话话运营商商NTTT DooCoMMo提出出的建议议为相干干多码率率宽带CCDMAA（W-CDMMA）。由由于日本本的第二二代移动动电话系系统并没没有成为为全球化化标准，而而在第三三代IMMT-220000网络技技术方案案上，日日本决心心走全球球化合作作的道路路。在支支持ITTU的IIMT-20000家族族及接口口概念基基础上，有有意参照照无线传传输技术术的合作作方式，支支持欧洲洲的GSSM UUMTSS

12、的网络络概念。现现在爱立立信等公公司以与与NTTT DooCoMMo公司司合作，共共同提出出无线传传输技术术采用WW-CDDMA，而而核心网网路则沿沿用GSSM网络络平台，其其目的在在于能从从GSMM演进到到第三代代IMTT-20000。 欧洲的TTD-CCDMAA 欧洲西西门子和和阿尔卡卡特等公公司提出出了一种种TD-CDMMA。该该方案将将FDMMA/TTDMAA/CDDMA组组合在一一起。其其特点是是信道间间隔扩展展为1.6MHHz，但但它的帧帧结构和和时隙结结构与GGSM相相同，扩扩展因子子为166，可支支持每时时隙8个个用户。由由于每时时隙仅88个用户户（码分分），故故可采用用联合检

13、检测（JJoinnt DDeteectiion）从从而不需需快速功功率控制制和减少少码间干干扰，另另外还可可采用时时分双工工（TDDD）。移移动台将将采用双双模手机机，以便便在网络络、信令令层与GGSM兼兼容。 此方案案便于由由GSMM平滑过过渡到第第三代，故故受到很很多GSSM供应应商支持持。IMT-20000的频频谱分配配：19922年世界界无线电电管制大大会的规规定：IIMT-20000频谱谱分配如如下：上行频段段：1888520225MHHz；下行行频段：21110222000MHzz；移动卫星星业务频频段：11980020010MMHz；2117022000MHHz；从上面的的分配可

14、可以看出出，其上上、下行行频段是是不对称称的，因因此有的的系统提提出利用用不对称称的频段段以TDDD方式式提供业业务。但但是在IIMT-20000频谱谱分配上上，各国国家和地地区的考考虑并不不相同，不不可能完完全遵照照这样的的频谱安安排。1.2 移动通信信的特点点移动通信信：对于于通话的的双方，只只要有一一方处于于移动状状态，即即构成移移动通信信方式。 移动通通信是有有线通信信的延伸伸，与有有线通信信相比具具有以下下特点：1. 终终端用户户的移动动性： 移动通通信的主主要特点点在于用用户的移移动性，需需要随时时知道用用户当前前位置，以以完成呼呼叫、接接续等功功能；用用户在通通话时的的移动性性，

15、还涉涉及到频频道的切切换问题题等。2. 无无线接入入方式：移动用户户与基站站系统之之间采用用无线接接入方式式，频率率资源的的有限性性、用户户与基站站系统之之间信号号的干扰扰（频率率利用、建建筑物的的影响、信信号的衰衰减等）、信信息（信信令、数数据、话话路等）的的安全保保护（鉴鉴权、加加密）等等。3 漫游功能能：移动通信信网之间间的自动动漫游，移移动通信信网与其其他网络络的互通通（公用用电话网网、综合合业务数数字网、数数据网、专专网、现现有移动动通信网网等），各各种业务务功能的的实现等等（电话话业务、数数据业务务、短消消息业务务、智能能业务等等）。第二章 GSMM通信系系统2.1 GSM的的发展

16、GSM数数字移动动通信系系统源于于欧洲。早早在800年代初初，欧洲洲已有几几大模拟拟蜂窝移移动系统统在运营营，例如如北欧的的NMTT（北欧欧移动电电话）和和英国的的TACCS（全全接入通通信系统统），西西欧其他他各国也也提供移移动业务务。但是是模拟系系统有一一些限制制：第一一，尽管管在800年代初初的过低低估计下下，移动动业务的的潜在需需求也远远远超过过当时模模拟蜂窝窝网的预预计容量量；第二二，运营营中的不不同系统统不能向向用户提提供兼容容性：一一个TAACS终终端不能能进入NNMT网网，一个个NMTT终端也也不能进进入TAACS网网。为了了方便全全欧洲统统一使用用移动电电话，需需要一种种公共

17、的的系统。19822年在欧欧洲邮电电行政大大会（CCEPTT）上成成立“移动特特别小组组”（Grroupp Sppeciial Mobbilee）简称称“GSMM”，开始始制定使使用于泛泛欧各国国的一种种数字移移动通信信系统的的技术规规范。119900年完成成了GSSM9000的规规范，产产生一套套12章章规范系系列。随随着设备备的开发发和数字字蜂窝移移动通信信网的建建立，GGSM逐逐渐演变变为“全球移移动通信信系统”（Gllobaal SSysttem forr Moobille CCommmuniicattionn）的简简称。2.2 GSM系系统的技技术规范范及其主主要性能能GSM标标准共

18、有有12章章规范系系列，即即：01系列列：概述述02系列列：业务务方面03系列列：网络络方面04系列列：MSSBSS接口和和规约（空空中接口口第2、33层）05系列列：无线线路径上上的物理理层（空空中接口口第1层层）06系列列：话音音编码规规范07系列列：对移移动台的的终端适适配08系列列：BSS到MSSC接口口（A和和Abiis接口口）09系列列：网络络互连10系列列：暂缺缺11系列列：设备备和型号号批准规规范12系列列：操作作和维护护GSM的的主要特特点可以以归结为为：1. 频谱效率率。由于于采用了了高效调调制器、信信道编码码、交织织、均衡衡和语音音编码技技术，使使系统具具有高频频谱效率率

19、。2. 容量。由由于每个个信道传传输带宽宽增加，使使同频复复用栽干干比要求求降低至至9dBB，故GGSM系系统的同同频复用用模式可可以缩小小到4/12或或3/99甚至更更小（模模拟系统统为7/21）；加上半半速率话话音编码码的引入入和自动动话务分分配以减减少越区区切换的的次数，使使GSMM系统的的容量效效率（每每兆赫每每小区的的信道数数）比TTACSS系统高高355倍。3. 话音质量量。鉴于于数字传传输技术术的特点点以及GGSM规规范中有有关空中中接口和和话音编编码的定定义，在在门限值值以上时时，话音音质量总总是达到到相同的的水平而而与无线线传输质质量无关关。4. 开放的接接口。GGSM标标准

20、所提提供的开开放性接接口，不不仅限于于空中接接口，而而且报刊刊网络直直接以及及网络中中个设备备实体之之间，例例如A接接口和AAbiss接口。5. 安全性。通通过鉴权权、加密密和TMMSI号号码的使使用，达达到安全全的目的的。鉴权权用来验验证用户户的入网网权利。加加密用于于空中接接口，由由SIMM卡和网网络AUUC的密密钥决定定。TMMSI是是一个由由业务网网络给用用户指定定的临时时识别号号，以防防止有人人跟踪而而泄漏其其地理位位置。6. 与ISDDN、PPSTNN等的互互连。与与其他网网络的互互连通常常利用现现有的接接口，如如ISUUP或TTUP等等。7. 在SIMM卡基础础上实现现漫游。漫漫

21、游是移移动通信信的重要要特征，它它标志着着用户可可以从一一个网络络自动进进入另一一个网络络。GSSM系统统可以提提供全球球漫游，当当然也需需要网络络运营者者之间的的某些协协议，例例如计费费。 在GSSM系统统中，漫漫游是在在SIMM卡识别别号以及及被称为为IMSSI的国国际移动动用户识识别号的的基础上上实现的的。这意意味着用用户不必必带着终终端设备备而只需需带其SSIM卡卡进入其其他国家家即可。终终端设备备可以租租借，仍仍可达到到用户号号码不变变，计费费帐号不不变的目目的。2.3 GSM系系统关键键技术2.3.1 工作频段段的分配配1.工作作频段我国陆地地公用蜂蜂窝数字字移动通通信网GGSM通

22、通信系统统采用9900MMHz频频段：8909155（移动动台发、基基站收）9359600（基站站发、移移动台收收）双工间隔隔为455MHzz，工作作带宽为为25 MHzz，载频频间隔为为2000 kHHz。随着业务务的发展展，可视视需要向向下扩展展，或向向1.88GHzz频段的的GSMM18000过渡渡，即118000MHzz频段：1710017785（移移动台发发、基站站收）1805518880（基基站发、移移动台收收）双工间隔隔为955MHzz，工作作带宽为为75 MHzz，载频频间隔为为2000 kHHz。2.频道道间隔相邻两频频道间隔隔为2000kHHz。 每个频频道采用用时分多多址

23、接入入（TDDMA）方方式，分分为8个个时隙，即即8个信信道（全全速率）。每每信道占占用带宽宽2000 kHHz/88255 kHHz。将来GSSM采用用半速率率话音编编码后，每每个频道道可容纳纳16个个半速率率信道。2.3.2 多址方案案GSM通通信系统统采用的的多址技技术：频频分多址址（FDDMA）和和时分多多址（TTDMAA）结合合，还加加上跳频频技术。GSM在在无线路路径上传传输的一一个基本本概念是是：传输输的单位位是约一一百个调调制比特特的序列列，它称称为一个个“突发脉脉冲”。脉冲冲持续时时间优先先，在无无线频谱谱中也占占一有限限部分。它它们在时时间窗和和频率窗窗内发送送，我们们称之

24、为为间隙。精精确地讲讲，间隙隙的中心心频率在在系统频频带内间间隔2000 kkHz安安排（FFDMAA情况），它它们每隔隔0.5577mms（更更精确地地是155/266ms）出出现一次次（TDDMA情情况）。对对应于相相同间隙隙的时间间间隔称称为一个个时隙，它它的持续续时间将将作为一一种时间间单位，称称为BPP（突发发脉冲周周期）。这样一个个间隙可可以在时时间/频频率图中中用一个个长155/266ms，宽宽2000KHzz的小矩矩形表示示（见图图）。统统一地，我我们将GGSM中中规定的的2000KHzz带宽称称为一个个频隙。图 在在时域和和频域中中的间隙隙在GSMM系统中中，每个个载频被被定

25、义为为一个TTDMAA帧，相相当于FFDMAA系统的的一个频频道。每每帧包括括8个时时隙（TTS07）。每每个TDDMA帧帧有一个个TDMMA帧号号。TDMAA帧号是是以3小小时288分533秒7660毫秒秒（200485512668BPP或者说说2044851126个个TDMMA帧）为为周期循循环编号号的。每每2044851126个个TDMMA帧为为一个超超高帧，每每一个超超高帧又又可分为为20448个超超帧，一一个超帧帧是51126个个TDMMA帧的的序列（66.122秒），每每个超帧帧又是由由复帧组组成。复复帧分为为两种类类型。26帧的的复帧：它包括括26个个TDMMA帧（2268BBP

26、），持持续时长长1200ms。551个这这样的复复帧组成成一个超超帧。这这种复帧帧用于携携带TCCH（和和SACCCH加加FACCCH）。51帧的的复帧：它包括括51个个TDMMA帧（5518BBP），持持续时长长30660/113mss。266个这样样的复帧帧组成一一个超帧帧。这种种复帧用用于携带带BCHH和CCCCH。2.3.3 无线接口口管理在GSMM通信系系统中，可可用无线线信道数数远小于于潜在用用户数，双双向通信信的信道道只能在在需要时时才分配配。这与与标准电电话网有有很大的的区别，在在电话网网中无论论有无呼呼叫，每每个终端端都与一一个交换换机相连连。在移动网网中，需需要根据据用户的

27、的呼叫动动态地分分配和释释放无线线信道。不不论是移移动台发发出的呼呼叫，还还是发往往移动台台的呼叫叫，其建建立过程程都要求求用专门门方法使使移动台台接入系系统，从从而获得得一条信信道。在在GSMM中，这这个接入入过程是是在一条条专用的的移动台台基基站信道道上实现现的。这这个信道道与用于于传送寻寻呼信息息的基站站移动动台信道道一起称称为GSSM的公公用信道道，因为为它同时时携带发发自/发发往许多多移动台台的信息息。相反反地，在在一定时时间内分分配给一一单独移移动台的的信道称称作专用用信道。由由于这种种区别，可可以定义义移动台台的两种种宏状态态：u 空闲模式式：移动动台在侦侦听广播播信道，此此时它

28、不不占用任任一信道道。u 专用模式式：一条条双向信信道分配配给需要要通信的的移动台台，使它它可以利利用基础础设施进进行双向向点对点点通信。接入过程程使移动动台从空空闲模式式转到专专用模式式。2.3.4 GSM信信道GSM中中的信道道分为物物理信道道和逻辑辑信道，一一个物理理信道就就为一个个时隙（TTS），而而逻辑信信道是根根据BTTS与MMS之间间传递的的信息种种类的不不同而定定义的不不同逻辑辑信道，这这些逻辑辑信道映映射到物物理信道道上传送送。从BBTS到到MS的的方向称称为下行行链路，相相反的方方向称为为上行链链路。逻辑信道道又分为为两大类类，业务务信道和和控制信信道。1. 业务信道道（T

29、CCH）：用于传传送编码码后的话话音或客客户数据据，在上上行和下下行信道道上，点点对点（BBTS对对一个MMS，或或反之）方方式传播播。2. 控制信道道：用于于传送信信令或同同步数据据。根据据所需完完成的功功能又把把控制信信道定义义成广播播、公共共及专用用三种控控制信道道，它们们又可细细分为：2.3.5 保密措施施GSM系系统在安安全性方方面有了了显著的的改进，GGSM与与保密相相关的功功能有两两个目标标：第一一，包含含网络以以防止未未授权的的接入，（同同时保护护用户不不受欺骗骗性的假假冒）；第二，保保护用户户的隐私私权。防止未授授权的接接入是通通过鉴权权（即插插入的SSIM卡卡与移动动台提供

30、供的用户户标识码码是否一一致的安安全性检检查）实实现的。从从运营者者方面看看，该功功能是头头等重要要的，尤尤其在国国际漫游游情况下下，被访访问网络络并不能能控制用用户的记记录，也也不能控控制它的的付费能能力。保护用户户的隐私私是通过过不同手手段实现现时，对对传输加加密可以以防止在在无线信信道上窃窃听通信信。大多多数的信信令也可可以用同同样方法法保护，以以防止第第三方了了解被叫叫方是谁谁。另外外，以一一个临时时代号替替代用户户标识是是使第三三方无法法在无线线信道上上跟踪GGSM用用户的又又一机制制。2.3.5.1 PIN码码这是一种种简单的的鉴权方方法。在GSMM系统中中，客户户签约等等信息均均

31、被记录录在SIIM卡中中。SIIM卡插插到某个个GSMM终端设设备中，便便视作自自己的电电话机，通通话的计计费帐单单便记录录在此SSIM卡卡名下。为为防止盗盗打，帐帐单上产产生讹误误计费，在在SIMM卡上设设置了PPIN码码操作（类类似计算算机上的的Passswoord功功能）。PPIN码码是由448位位数字组组成，其其位数由由客户自自己决定定。如客客户输入入了一个个错误的的PINN码，它它会给客客户一个个提示，重重新输入入，若连连续3次次输入错错误，SSIM卡卡就被闭闭锁，即即使将SSIM卡卡拔出或或关掉手手机电源源也无济济于事，必必须向运运营商申申请，由由运营商商为用户户解锁。2.3.5.

32、2 鉴权鉴权的计计算如下下图所示示。其中中RANND是网网络侧对对用户的的提问，只只有合法法的用户户才能够够给出正正确的回回答SRRES。RANDD是由网网络侧AAUC的的随机数数发生器器产生的的，长度度为1228比特特，它的的值随机机地在00211281（成成千上万万亿）范范围内抽抽取。SRESS称为符符号响应应，通过过用户唯唯一的密密码参数数（Kii）的计计算获取取，长度度为322比特。Ki以相相当保密密的方式式存储于于SIMM卡和AAUC中中，用户户也不了了解自己己的Kii，Kii可以是是任意格格式和长长度的。A3算法法为鉴权权算法，由由运营者者决定，该该算法是是保密的的。A33算法的的

33、唯一限限制是输输入参数数的长度度（RAAND是是1288比特）和和输出参参数尺寸寸（SRRES必必须是332比特特）。2.3.5.3 加密在GSMM中，传传输链路路中加密密和解密密处理的的位置允允许所有有专用模模式下的的发送数数据都用用一种方方法保护护。发送送数据可可以是用用户信息息（语音音、数据据），与与用户相相关的信信令（例例如携带带被呼号号码的消消息），甚甚至是与与系统相相关信令令（例如如携带着着准备切切换的无无线测量量结果的的消息）。加密和解解密是对对1144个无线线突发脉脉冲编码码比特与与一个由由特殊算算法产生生的1114比特特加密序序列进行行异或运运算（AA5算法法）完成成的。为为

34、获得每每个突发发加密序序列，AA5对两两个输入入进行计计算：一一个是帧帧号码，另另一个是是移动台台与网络络之间同同意的密密钥（称称为Kcc），见见图。上上行链路路和下行行链路上上使用两两个不同同的序列列：对每每一个突突发，一一个序列列用于移移动台内内的加密密，并作作为BTTS中的的解密序序列；而而另一个个序列用用于BTTS的加加密，并并作为移移动台的的解密序序列。1. 帧号：帧帧号编码码成一连连串的三三个值，总总共加起起来222比特。对于各种种无线信信道，每每个突发发的帧号号都不同同，所有有同一方方向上给给定通信信的每个个突发使使用不同同的加密密序列。2. A5算法法 A5算算法必须须在国际际

35、范围内内规定，该该算法可可以描述述成由222比特特长的参参数（帧帧号码）和和64比比特长参参数（KKc）生生成两个个1144比特长长的序列列的黑盒盒子。3. 密钥Kcc开始加密密之前，密密钥Kcc必须是是移动台台和网络络同意的的。GSSM中选选择在鉴鉴权期间间计算密密钥Kcc；然后后把密钥钥存贮于于SIMM卡的永永久内存存中。在在网络一一侧，这这个“潜在”的密钥钥也存贮贮于拜访访MSCC/VLLR中，以以备加密密开始时时使用。由RANND（与与用于鉴鉴权的相相同）和和Ki计计算Kcc的算法法为A88算法。与与A3算算法（由由RANND和KKi计算算SREES的鉴鉴权算法法）类似似，可由由运营者

36、者选择决决定。Kc的计计算如下下图所示示。2.3.5.4 用户身份份保护加密对于于机密信信息十分分有效，但但不能用用来在无无线路径径上保护护每一次次信息交交换。首首先，加加密不能能应用于于公共信信道；其其次，当当移动台台转到专专用信道道，网络络还不知知道用户户身份时时，也不不能加密密。第三三方就有有可能在在这两种种情况下下帧听到到用户身身份，从从而得知知该用户户此时漫漫游到的的地点。这这对于用用户的隐隐私性来来说是有有害的，GGSM中中为确保保这种机机密性引引入了一一个特殊殊的功能能。在可能的的情况下下通过使使用临时时移动用用户身份份号TMMSI替替代用户户身份IIMSII，可以以得到保保护。

37、TTMSII由MSSC/VVLR分分配，并并不断地地进行更更换，更更换周期期由网络络运营者者设置。2.3.6 GSM通通信系统统的组成成GSM系系统（GGlobbal Sysstemm foor MMobiile Commmunnicaatioon）又又称全球球移动通通信系统统（全球球通）。GSM通通信系统统主要由由移动交交换子系系统（MMSS）、基基站子系系统（BBSS）和和移动台台（MSS）三大大部分组组成，如如图11所示示。其中中MSSS与BSSS之间间的接口口为A接接口，BBSS与与MS之之间的接接口为UUm接口口。GSSM规范范对系统统的A接接口和UUm接口口都有明明确的规规定，也也

38、就是说说，A接接口和UUm接口口是开放放的接口口。BSSMSSMS图111 GGSM系系统的组组成1. 移动交换换子系统统MSSS完成信息息交换、用用户信息息管理、呼呼叫接续续、号码码管理等等功能。2. 基站子系系统BSSS BSSS系统是是在一定定的无线线覆盖区区中由MMSC控控制，与与MS进进行通信信的系统统设备，完完成信道道的分配配、用户户的接入入和寻呼呼、信息息的传送送等功能能。3. 移动台MMSMS是GGSM系系统的移移动用户户设备，它它由两部部分组成成，移动动终端和和客户识识别卡（SSIM卡卡）。移移动终端端就是“机”，它可可完成话话音编码码、信道道编码、信信息加密密、信息息的调制

39、制和解调调、信息息发射和和接收。SSIM卡卡就是“人”，它类类似于我我们现在在所用的的IC卡卡，因此此也称作作智能卡卡，存有有认证客客户身份份所需的的所有信信息，并并能执行行一些与与安全保保密有关关的重要要信息，以以防止非非法客户户进入网网路。SSIM卡卡还存储储与网路路和客户户有关的的管理数数据，只只有插入入SIMM卡后移移动终端端才能接接入进网网。4. 操作维护护子系统统GSM子子系统还还包括操操作维护护子系统统（OMMC），对对整个GGSM网网络进行行管理和和监控。通通过它实实现对GGSM网网内各种种部件功功能的监监视、状状态报告告、故障障诊断等等功能。第三章 数字公公用陆地地移动通通信

40、网PPLMNN 数字公公用陆地地移动通通信网PPLMNN的网络络结构见见下图331，如如图所示示从物理理实体来来看，数数字PLLMN网网包括：移动终终端、BBSS子子系统和和MSSS子系统统等部分分。移动动终端与与BSSS子系统统通过标标准的UUm无线线接口通通信，BBSS子子系统与与MSSS子系统统通过标标准的AA接口通通信。图311 PPLMNN网络结结构其中：BSCBasee Sttatiion Conntroolleer基站控制制器BTSBasee Trranssceiiverr Sttatiion基站收发发信机MSCMobiile serrvicces Swiitchhingg Ce

41、enteer移动交换换中心OMCOperratiion andd Maainttenaancee Ceenteer操作维护护中心AUCAuthhentticaatioon CCenttre鉴权中心心EIREquiipmeent Ideentiificcatiion Reggistter设备识别别登记器器HLRHomee Loocattionn Reegissterr归属位置置登记器器VLRVisttor Loccatiion Reggistter拜访位置置登记器器MSMobiile Staatioon移动台ISDNNInteergrrateed SServvicee Diigittal Net

42、tworrk综合业务务数字网网PSTNNPubllic Swiitchhingg Teelepphonne NNetwworkk公用电话话交换网网PSPDDNPubllic Swiitchhed Datta NNetwworkk公用数据据交换网网PLMNNPubllicLL annd MMobiile Nettworrk公用陆地地移动网网3.1 BSS子子系统 基站子子系统BBSS为为PLMMN网络络的固定定部分和和无线部部分提供供中继，一一方面BBSS通通过无线线接口直直接与移移动台实实现通信信连接，另另一方面面BSSS又连接接到移动动交换子子系统MMSS的的移动交交换中心心MSCC。基站子

43、系系统BSSS可分分为两部部分。通通过无线线接口与与移动台台相连的的基站收收发信台台（BTTS）以以及与移移动交换换中心相相连的基基站控制制器（BBSC），BBTS负负责无线线传输、BBSC负负责控制制与管理理。一个BSSS系统统由一个个BSCC与一个个或多个个BTSS组成，BBSS子子系统可可由多个个BSCC和BTTS组成成。一个个基站控控制器BBSC根根据话务务量需要要可以控控制数十十个BTTS。BBTS可可以直接接与BSSC相连连，也可可以通过过基站接接口设备备BIEE与远端端的BSSC相连连。基站站子系统统还应包包括码变变换器（TTC）和和子复用用设备（SSM）。图322为典型型的BS

44、SS子系系统结构构图。图322 BSSS子系系统结构构图其中：TCTrannsCooderr码型变换换器SMSubMMulttipllexiing子复用BIEBasee sttatiion Intterffacee Eqquippmennt基站接口口设备如上图，BBSS的的组成：（1）基基站收发发信台（BBTS）：基站收收发信台台（BTTS）包包括基带带单元、载载频单元元和控制制单元三三部分，属属于基站站系统的的无线部部分，是是由基站站控制器器控制，服服务于某某个小区区的无线线收发信信设备，完完成BSSC与无无线信道道之间的的转换，实实现BTTS与MMS之间间通过空空中接口口的无线线传输及及相

45、关的的控制功功能。 当BTTS与BBSC为为远端配配置方式式时，则则需采用用Abiis接口口，这时时，BTTS与BBSC两两侧都需需配置BBIE设设备；而而当BSSC与BBTS之之间的间间隔不超超过100米时，可可将BSSC与BBTS直直接相连连，采用用内部BBS接口口，不需需要接口口设备BBIE。（2）基基站控制制器（BBSC）：BSC是是基站系系统（BBSS）的的控制部部分，在在BSSS中起交交换作用用。 BSCC一端可可与多个个BTSS相连，另另一端与与MSCC和操作作维护中中心OMMC相连连，BSSC面向向无线网网络，主主要负责责完成无无线网络络管理、无无线资源源管理及及无线基基站的监

46、监视管理理，控制制移动台台和BTTS无线线连接的的建立、接接续和拆拆除等管管理，控控制完成成移动台台的定位位、切换换和寻呼呼，提供供语音编编码、码码型变换换和速率率适配等等功能，并并能完成成对基站站子系统统的操作作维护功功能。 BSSS中的BBSC所所控制的的BTSS的数量量随业务务量的大大小而改改变。（3）码码型变换换器（TTC）： 码型变变换器TTC主要要完成116kbbit/sRPPE-LLTP(规则脉脉冲激励励长期预预测)编码和和64kkbitt/s A律PPCM之之间的语语音变换换。在典典型的实实施方案案中，ZZXG110-TTC位于于MSCC与BSSC之间间。 当TCC位于MMSC

47、侧侧时，通通过MSSC和BBSC之之间以及及BSCC和BTTS之间间的传输输线路子子复用器器SM、BBIE，可可以充分分利用在在空中接接口使用用的低语语音编码码传输速速率，降降低传输输线路的的成本。 BSCC与TCC之间的的接口称称为Atter接接口；在在TC与与MSCC之间的的接口称称为A接接口。3.2 MSS子子系统移动交换换子系统统MSSS完成GGSM的的主要交交换功能能，同时时管理用用户数据据和移动动性所需需的数据据库。MMSS子子系统的的主要作作用是管管理GSSM移动动用户之之间的通通信和GGSM移移动用户户与其它它通信网网用户之之间的通通信。如上图331所所示，移移动交换换子系统统MSSS包括七七个功能能单元。u 移动交换换中心（MMSC）u 拜访位置置寄存器器（VLLR）u 归属位置置寄存器器（HLLR）u 鉴权中心心（AUUC）u 设备识