GSM数字移动通信系统课件

GSM数字移动通信系统GSM数字移动通信系统GSM数字移动通信系统GSM数字移动通信系统目录第一部分移动通信系统的概述第二部分GSM系统结构与接口第三部分短消息业务介绍第四部分无线应用协议WAP第五部分通用分组无线业务GPRS1.把握课标现行的《语文课程标准》是一个全新的知识体系，它以原来的教学大纲为基础构建了具有时代性、基础性和选择性的小学语文课程目标体系：确定了语文课程的性质和基本理念；制定了更为科学的语文课程目标；对实施语文课程改革提出了导向性的建议；提供了更为规范的小学语文课程评价体系；重视了课程资源的开发和利用。目前，由于许多地方教育行政管理部门对新课标的宣传推广走过场，教师们对新课标内容的解读存在形式主义，对语文课程性质认识形式化；有的老师从新课标出发，对过去的教育观念、教学方法缺乏理性的科学分析，采取全盘否定的态度，对年段目标含混不清。于是盲目地应对课堂，上到哪算哪，这种做法与我们新课标要求背道而驰，永远也不能把课上好。2.钻研教材教材多元化要求，语文课要跳出教材教语文，要超越文本，于是我们许多老师盲目地向课外延伸，出现了重视课堂形式，轻视教学内容的倾向。我认为钻研教材，首先要重视教材，因为教材是新课标精神的体现，是教学内容的载体。叶圣陶先生曾经说过："教材无非是个例子。知识是教不尽的，工具在手里，必须不断地用心使用才能练成熟练的技能，语文教材无非是个例子，凭借这个例子要使学生能举一反三，练成阅读和习作的熟练技能"。于漪也说过："潜心钻研教材，把文章的脉络、篇章的结构、语言的运用、作者的思路等，弄得一清如水，力求使教材如出已口，如出已心。"；其次，对教材要熟读成诵，支玉恒老师说："课前不但要备课，还要'背'课，这样才能在课堂上关注每一个学生，对教材熟读成诵，在教学中才能挥洒自如，游刃有余。"；再次，要整体把握课文，抓住文章的突破口，找准文章的训练点实施教学。文本的切入口，有的在课文题目，如《温暖》，有的在文章矛盾处、文章争议处。（如：《守株待兔》"窜"（跑，逃）；语言训练点要具有工具性，注意品重点字、词、句、段，积累好词、佳句，学习写作方法，重视读写结合。钻研教材是备课的主要内容，这些归根到底就是要备好课，怎样才算是备好课？3.优化课堂教学课堂教学，要有情感意识，要求教学力求真实，以情激趣，以情激情。师之激情，拉近文本和学生之间的距离，文之情境要注意课件只能是教学辅助手段。要有统一意识，要注意工具与人文的统一。要有主体意识，紧扣"读-思-议"组织课堂教学，发挥学生的主体作用。给足学生学习的时间，不能走形式。教学环节目的明确。注意学习方式的转变与继承。"自主、合作、探究"的学习方式与传统的学习方式相结合。教学环节目的要明确。如：初读课文做到使学生读正确，流利，整体感知课文内容；细读课文，做到紧扣文章切入口，找出文章疑、重、难点。鼓励学生质疑，重在教给学生学习方法。研读课文，要品词析句，在语言文字的训练过程中，理解文本，形成自己的感悟，发表自己的见解。学生讨论要尊重学生的个性化阅读，注意文本的价值趋向。美读课文，做到有感情地朗读，升华自己对文本的理解，教会学生积累语言。充分发挥教师的主导作用、组织作用、引导作用。做到疏理问题，及时指导，有效评价，点拔纠误。要有开放意识，做到课内向课外的有效延伸，多开展语文实践活动，挖掘课程资源。美术新课程改革对美术教师知识结构提出了挑战。新课程要求教师从教育的角度认识美术课程，即美术教育不是以培养画家为目的的专业美术教育，而是提高公民素质、培养合格人才的国民教育。美术课堂教学不仅是知识与技能的教学，而且也是过程与方法、情感态度与价值观的教学。《义务课标》提出了课程的基本理念是：①使学生形成基本的美术素养;②激发学生学习美术的兴趣;③在广泛的文化情境中认识美术;④培养创新精神和解决问题的能力;⑤为促进学生发展而进行评价。根据这些规定，结合美术教育教学的实际，现代美术教师必须具备崭新的教育观念和美术学习方式的变革。一、课程内容的拓展要求美术教师革新其专业知识新课程改革后课程内容的拓展表现为以下两个方面：课程内容的综合化和课程内容范围的扩大化。新的美术课程标准针对美术学科的特点对美术课程内容进行了重新设计，把“课业内容”转化为“学习领域”，每个学习领域各有侧重又相互联系，在内容标准的描述上具有很强的综合性和导向性。（一）课程内容的综合化“造型?表现”领域是美术课程内容中覆盖面最宽、分量最重的部分，它几乎覆盖了与视觉造型有关的所有美术活动，如所有的绘画种类、雕塑形式、工艺中的部分手工活动、民间美术中的劳作活动等。“设计?应用”领域涉及的内容比较广泛，与实际生活联系紧密，具有很强的功能性特点。该学习领域由现代设计基础、传统工艺美术两部分组成。“欣赏?评述”领域涵盖了包括自然美和美术作品的整个视觉世界。该领域突出体现了美术课程的人文性质，设置这一领域的目的是使学生获得初步的审美体验和鉴赏能力。“综合?探索”领域旨在从跨学科的角度，弥补分科课程的不足之处，并更有效地运用各种课程资源，促进学生综合解决问题能力的发展，充分发挥美术教育在素质教育中的作用。（二）课程内容范围的扩大化后现代主义是后工业社会的产物，随着后现代主义思潮向美术创作、美术批评以及美术教育中的渗透，美术教育领域也开始受到其深刻的影响。首先，表现为美术知识等级的淡化。任何艺术形式都可以表达高雅的东西，也可以表达低俗的东西，所以，雅俗只是艺术家个人思想和情趣的品味问题。因此，美术教育者应该改变以往的等级观，根据学生的需要和社会发展的需要自由地对知识加以选择，以多元的眼光收集、整理广泛的艺术资源，尽量提供丰富多样的美术形式，使学生在体验多样文化情趣的同时建立其多元的美术文化观念。其次，美术教育中的泛视觉化倾向。信息时代，随着影视、多媒体和网络技术的发展，人们越来越依赖图像传播信息，“视觉文化”这一后现代概念正是在这种环境下应运而生的。我们的社会充斥着视觉文化，视觉文化与生活有着密切联系，并深刻影响了生活，那么，基于视觉文化的美术教育应该是一种生活取向的美术教育。最后，正确认识文化的多元性。二、教师角色的转变要求美术教师革新其教育知识（一）从传授者到引导者在信息时代，现代信息技术极大地拓宽了人们获取知识的渠道，学生过于依靠课堂、依靠教师、依靠教科书的单一学习模式发生了变化。教师不再是惟一的知识载体，其作为知识权威的地位和作用将发生变化。教师的职责更多地体现在“授人以渔”上，从单纯的知识传授者转变为学生学习的引导者，即尊重学生学习的主体性，教会学生学习，引导学生思考，使其形成正确的学习态度、方法并能进行灵活的知识迁移。教师要充分发挥其引导职能，调动学生主动学习的热情，提高他们获取信息的能力，以及充分利用信息高效解决问题的能力。其次要积极创设有利于学生自主学习的条件和环境，为学生提供咨询和帮助，研究和了解学生的需要及其发展的可能性，解决学生的学习困难，为学生提供更多的发展机会。再次要鼓励学生尝试主动参与、乐于探究的学习方式，引导学生改变被动接受、死记硬背、机械记忆的状况，指导学生形成终身学习的能力。（二）从课程的执行者到课程的开发者为适应美术新课程改革的要求，教师要转变观念，由原来课程的消极接受者、执行者转变成为积极的课程开发者、设计者。首先，教师要对国家的课程进行“二次开发”。即根据实际教学情况和学生情况，对课程内容进行调整，使之更适合实际的教育教学情境，有利于学生将课程知识转化为自己的知识结构。其次，教师要积极参与校本课程的开发与建设。教师要树立“以学生为本”的课程理念，按照社会、学生及学科的实际需要，认真设计开发出符合新课程要求的灵活多样的本土化、乡土化和校本化的课程。再次，教师要创造性地实施课程。新课改纲要明确要求教师“创造性地进行教学”，美术课求异性和多样性的学科特征决定美术课的测量标准是全能的、可塑性的、发展的、个性的，这就意味着在教学过程中，教师要从课堂教学的实际情境出发，善于有针对性地随机应变，切忌按教案的设计刻板地进行教学，改善和优化整个教学过程，实现最优教学，创造适合学生的教育，使学生获得最大限度的发展。（三）从课程教学的实践者到课程教学的行动研究者教师作为研究者的立足点应放在解决教育教学工作中的实际问题上。行动研究是教师从传统的依靠经验的“工匠式”教师向具有科研意识和研究能力的“科研型”教师转变的有效途径，而且也是教师自身专业成长的最佳途径。首先，教师通过参加行动研究，能够在实践中深刻理解教育教学的规律，并将这些规律运用到自己的教学实践中，真正实现理论与实践相联系。其次，成为行动研究者有助于教师了解当前教育发展的趋势和教育观念的更新。只有不断发现问题、解决问题，才能创造出新的教育方法和措施，进而不断改进自己的教育实践。再次，教师成为行动研究者，可以不断加深对教育实践的反思和理解，进而改进教学实践，在研究中逐渐形成属于自己的独特理论，促进专业发展，提高教育教学质量。教师的行动研究能够使教师在实践中通过将行动与研究相结合，运用教育理论和教育机智解决在特定教育情境中的问题，使教师能够发展和总结教学经验，不断提高自身的理论素养。【GSM数字移动通信系统目录第一部分移动通信系统的概述第二部分GSM系统结构与接口第三部分短消息业务介绍第四部分无线应用协议WAP第五部分通用分组无线业务GPRS第一部分移动通信系统的概述一、移动通信的发展与现状二、GSM移动通信系统主要性能简介一、移动通信的发展与现状第一阶段：从上世纪20年代至40年代早期，短波无线通信。第二阶段：从40年代中期至60年代初期，移动无线通信开始问世。第三阶段：从60年代中期至70年代中期，大区制移动电话。第四阶段：从70年代中期至80年代中期，是移动通信蓬勃发展时期。1978年底，美国贝尔实验室研制成功先进的移动电话系统（AMPS），建成了蜂窝状移动通信网。第五阶段：从80年代中期开始，欧洲推出GSM体系，美国和日本也制定了各自的数字移动通信体制。移动通信迅速发展的原因•市场驱动--中国大陆：移动电话用户1999年超过4000万用户，移动电话业务量占整个电信业务量的50%。据信息产业部副部长娄勤俭说，到六月底，中国内地移动电话用户将达到1.16亿户，比去年年底净增3000多万户。--全球移动电话用户到2000年已达到5亿。全球约每10人拥有一部手机，而现在，每五人就拥有一部手机。

移动通信迅速发展的原因(续)•技术发展--微电子技术长足发展，如DSP、天线技术--形成移动通信新体制，蜂窝网。--微处理技术及计算机技术•政府调节--颁布有利于移动通信发展的政策--分配或拍卖频段移动通信系统的演进AMPSTACSNMTC450NAMTS模拟技术DAMPSIS-95GSMPDC数字技术CDMA2000WCDMATD-SCDMA语音业务多媒体业务技术驱动业务驱动第一代模拟蜂窝移动通信系统80年代第二代数字蜂窝移动通信系统90年代第三代数字蜂窝移动通信系统21世纪FDMA话音TDMA话言和低速数据CDMA宽带多媒体技术驱动蜂窝移动通信网从开始使用到现在不过20年的时间，其发展速度之快十分惊人。可是，在一些经济发达的国家，却因为移动通信业务的激增使人们很早就预感到模拟蜂窝系统存在着许多不足：

(1)已有的模拟蜂窝系统制式混杂，不能实现国际漫游。(2)模拟蜂窝网不能提供综合业务数字网(ISDN)业务。通信网的发展趋势将实现向ISDN过渡，随着非话业务的发展，综合业务数字网逐步投入使用，对移动通信领域的数字化要求愈来愈迫切。(3)模拟系统设备价格高，手机体积大，功耗大。移动通信系统的演进移动通信系统的演进(4)模拟系统网用户容量受到限制，在人口密度很大的城市系统扩容困难。(5)模拟系统保密性不好。为了克服第一代蜂窝系统的局限性，以满足移动通信网发展的需要，北美、欧洲和日本自20世纪80年代中期起相继开始第二代即数字蜂窝系统的研究。同模拟系统相比，数字系统具有系统容量大，频率利用率高，通信质量好，业务种类多，便于与ISDN等网络互联，易于保密，便于集成，设备体积小、重量轻、耗电省、成本低等优点，是移动通信的发展趋势。移动通信系统的演进目前，世界上已投入市场的数字蜂窝通信系统有以下几种：1)欧洲的GSM系统 由于欧洲各国模拟蜂窝通信系统体制的不统一，无法实现国与国之间的漫游通信，因此欧洲各国最早开始数字移动通信系统的研究，并于1991年率先投入商用。GSM系统不但能获得比模拟系统更高的通信容量，而且可以实现相邻国家之间的漫游通信。移动通信系统的演进2)北美的ADC(也称DAMPS)系统 这种系统的特点是数字和模拟兼容(也叫双模式)。用户利用一种双模式设备，既能在数字蜂窝网中通信，也能在模拟蜂窝网中通信。这样不仅能提高通信容量，而且有利于解决建立新设备和利用旧设备的矛盾。美国电子工业协会于1990年批准了双模式数字蜂窝系统的标准，简称IS-54标准。3)日本的JDC系统 继欧洲的GSM系统和北美的ADC系统之后，日本于1989年提出了JDC系统。JDC系统的有些技术特征和ADC相似，但它有自己的特点，也不是双模式。移动通信系统的演进4) CDMA系统 这也是一种数字和模拟兼容的系统，由美国Qualcomm公司提出，并于1993年被美国电子工业协会批准，定为IS-95标准。它采用码分多址(CDMA)技术，具有用户容量更大，抗干扰、保密性能好，通信质量好等优点，业已在许多国家投入使用。二、GSM系统主要性能简介1、发射频率：上行890-915MHz

下行935-960MHz2、多址方式：TDMA3、双工方式：FDD4、双工间隔：45MHz5、载波频道间隔：200KHz，共124载频。6、语音编码：规则脉冲激励长期预测编码（RPE-LPC），语音编码速率13kbps。

GSM系统主要性能简介（续）7、信道编码：采用循环冗余码、1/2卷积码及交织编码。8、跳频速率：217跳/秒9、调制方式：高斯滤波最小移频键控（GMSK），调制速率270.833kbps。10、时隙和TDMA帧：物理信道/时隙，时隙周期577us，8时隙/帧。9、小区结构：在农村地区可采用宏小区，小区半径可达35km；城市地区小区半径一般为10-20km；市中心等业务密集地区可采用微小区，半径0.5km。GSM系统主要特点根据GSM标准及性能，可以看出GSM系统具有以下特点：(1)具有开放的通用接口标准。现有的GSM网络采用7号信令作为互连标准，并采用与ISDN用户网络接口一致的三层分层协议，这样易于与PSTN、ISDN等公共电信网实现互通，同时便于功能扩展和引入各种ISDN业务。(2)具有跨系统、跨地区、跨国度的自动漫游能力。GSM系统主要特点(3)提供可靠的安全保护功能。在GSM系统中，采用了多种安全手段来进行用户识别、鉴权与传输信息的加密，保护用户的权利和隐私。GSM系统中的每个用户都有一张惟一的SIM(客户识别模块)卡，它是一张带微处理器的智能卡(IC卡)，存储着用于认证的用户身份特征信息和与网络操作、安全管理以及保密相关的信息；移动台只有插入SIM卡才能进行网络操作。

GSM系统主要特点(4)支持各种电信承载业务和补充业务，增值业务丰富。电信业务是GSM的主要业务，它包括电话、传真、短消息、可视图文以及紧急呼叫等业务。由于GSM中所传输的是数字信息，因此无需采用Modem就能提供数据承载业务，这些数据业务包括300～9600b/s的电路交换异步数据、1200～9600b/s的电路交换同步数据和300～9600b/s的分组交换异步数据。升级至GPRS后更支持高达171.2kb/s的分组交换数据业务。GSM系统主要特点(5)容量大，频谱利用率高，抗衰落、抗干扰能力得到加强。与模拟移动系统相比，在相同频带宽度下其通信容量增大了3～5倍，另外，由于在系统中使用了窄带调制、语言压缩编码等技术，频率可多次重复使用，从而提高了频率利用率，同时便于灵活组网。又因为在GSM系统中采用了分集、交织、差错控制、跳频等技术，系统的抗衰落、抗干扰能力得到了加强。(6)易于实现向第三代系统的平滑过渡。

正是由于GSM系统具有以上诸多优点，真正实现了个人移动性和终端移动性，因此在全球得到了广泛的应用，占据了全球移动通信市场70%以上的份额。

第二部分GSM系统结构与接口一、GSM系统结构二、GSM系统的各类接口三、GSM系统的控制与管理一、GSM系统结构GSM数字蜂窝通信系统的主要组成部分为网络子系统(NSS)、基站子系统(BSS)和移动台(MS)；（图4.6.1）除此之外，GSM网中还配有短信息业务中心(SC)，既可实现点对点的短信息业务，也可实现广播式的公共信息业务以及语音留言业务，从而提高网络接通率。

一、GSM系统结构GSM系统设备1、移动台MS2、基站子系统BSS基站控制台BSC

基站收发信台BTS4、操作维护子系统OMCOMC-BOMC-S3、网络交换子系统

移动交换中心MSC

归属位置寄存器HLR

访问位置寄存器VLR

设备标志寄存器EIR

认证中心AUC移动台（MS）移动台语音处理的过程移动台是移动终端（MS）和用户识别模块（SIM）组成。基站子系统BSS•基站子系统包括基站收发信机组(BTS)和基站控制器(BSC)。该子系统由MSC控制，通过无线信道完成与MS的通信，主要实现无线信号的收发以及无线资源管理等功能。•基站系统是在小区内建立无线电覆盖的设备，负责管理无线资源，建立移动台与网络之间的无线信道，传送网络的各种信令及用户信息等。基站子系统1)基站收发信机组(BTS)

基站收发信机组包括无线传输所需要的各种硬件和软件，如多部收发信机、支持各种小区结构(如全向、扇形)所需要的天线、连接基站控制器的接口电路以及收发信机本身所需要的检测和控制装置等。它实现对服务区的无线覆盖，并在BSC的控制下提供足够的与MS连接的无线信道。基站子系统2)基站控制器(BSC)

基站控制器(BSC)是基站收发信机组(BTS)和移动交换中心之间的连接点，也为BTS和操作维护中心(OMC)之间交换信息提供接口。一个基站控制器通常控制多个BTS，完成无线网络资源管理、小区配置数据管理、功率控制、呼叫和通信链路的建立和拆除、本控制区内移动台的越区切换控制等功能。

网络子系统NSS网络子系统由一系列功能实体构成，主要起交换、移动性管理和安全性管理等功能。1)移动交换中心(MSC)移动交换中心(MSC)是蜂窝通信网络的核心，它是用于对覆盖区域中的移动台进行控制和话音交换的功能实体，同时也为本系统连接别的MSC和其它公用通信网络(如公用交换电信网PSTN、综合业务数字网ISDN和公用数据网PDN)提供链路接口。MSC主要完成交换功能、计费功能、网络接口功能、无线资源管理与移动性能管理功能等，具体包括信道的管理和分配、呼叫的处理和控制、越区切换和漫游的控制、用户位置信息的登记与管理、用户号码和移动设备号码的登记和管理、服务类型的控制、对用户实施鉴权、保证用户在转移或漫游的过程中实现无间隙的服务等。

网络子系统NSS2)归属位置寄存器(HLR)

这是GSM系统的中央数据库，存储着该HLR控制区内所有移动用户的管理信息，其中包括用户的漫游能力、签约服务和补充业务；此外，还为移动交换中心提供移动台实际漫游所在地的信息，这样就使任何来话呼叫立即按选择的路径送到被叫用户。3)访问位置寄存器(VLR)

这是一个动态数据库，记录着当前进入其服务区内已登记的移动用户的相关信息，如用户号码、所处位置区域信息等，使移动业务交换中心能够建立呼入和呼出的呼叫；一旦移动用户离开该VLR服务区而在另一个VLR中重新登记时，该移动用户的相关信息即被删除。

网络子系统NSS4)鉴权中心(AUC)AUC存储着鉴权算法和加密密钥，在确定移动用户身份和对呼叫进行鉴权、加密处理时，提供所需的三个参数(随机号码RAND、符合响应SRES、密钥Kb)，用来防止无权用户接入系统和保证通过无线接口的移动用户的通信安全。5)移动设备识别寄存器(EIR)

EIR也是一个数据库，用于存储移动台的有关设备参数，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。目前，我国各移动运营商尚未启用EIR设备。

网络子系统NSS6)操作维护中心(OMC) OMC用于对GSM系统进行集中操作、维护与管理，具体又包括无线操作维护中心(OMC-R)和交换网络操作维护中心(OMC-S)。OMC-R对基站分系统的操作维护包括：人机接口管理、保密管理、配置管理、运行管理、出错管理。

OMC-S对交换分系统的操作维护操作功能：系统控制、移动用户管理、服务管理、业务管理、计费、路由和网络管理。维护功能：移动用户线维护、局间中继线维护、系统软硬件维护。二、GSM系统中的各类接口1、主要接口GSM主要接口是Um接口、A接口和Abis接口，这三种接口保证了不同厂商生产的移动台、基站子系统和网络子系统设备能互联互通。1）空中接口（Um）Um接口是MS与BTS之间的无线电接口，主要传送无限资源管理、移动性管理和接续管理等信息。2）A接口基站BSC与MSC之间的接口，传送的信息包括移动台和基站的管理、移动性和呼叫接续管理等3）Abis接口是NSS内BTS与BSC之间的接口，用于BTS与BSC之间的远端互连方式。2、网络子系统内部接口包括B、C、D、E、F、G接口：1）B接口MSC与VLR之间的接口，用于MSC向VLR询问有关MS当前位置信息或通知VLR有关MS的位置更新信息。2）C接口MSC与HLR之间的接口，用于传递路由选择和管理信息。3）D接口HLR与VLR之间的接口，用于交换MS位置和用户管理的信息，保证MS在整个服务区内能建立和接受呼叫。2、网络子系统内部接口4）E接口相邻区域的移动交换中心之间的接口，用于MS从一个MSC控制区到另一个MSC控制区时交换有关信息，以完成越区切换。5）F接口MSC与EIR之间的接口，用于交换相关的管理信息。6）G接口VLR之间的接口，在采用临时移动用户识别码（TMSI）时，此接口用于向分配TMSI的VLR询问此移动用户的国际移动用户识别码的信息。GSM的区域、号码、地址与识别从地理位置来看，GSM系统分为GSM服务区、公用陆地移动网（PLMN）业务区、移动交换控制区（MSC区）、位置区（LA）、基站区和扇区。GSM服务区PLMN服务区MSC\VLR服务区位置区基站区1、区域划分1）、GSM服务区：由联网的GSM全部成员国组成。2）、PLMN业务区

由GSM系统构成的公用陆地移动网，处于国际或国内汇接交换机的级别上。3）、MSC业务区由一个移动交换中心控制的区域称为MSC业务区，凡在该区的移动台均在该区的访问位置寄存器（VLR）登记。MSC业务区1、区域划分4）、位置区（LA）

每个MSC业务区分成若干位置区，位置区有若干基站区组成，当寻呼移动用户时，位置区内全部基站可以同时发寻呼信号，利用位置区识别码（LAI），系统能够区别不同的位置区。5）、基站区

一个基站控制器所控制的若干个小区的区域。6）小区（cell）也叫蜂窝区，一个小区包含一个基站，每个基站有若干套收、发信机。根据基站位置不同分为：中心激励，定点激励。1、区域划分2、GSM识别码1）国际移动用户识别码（IMSI）IMSI用于识别GSM/PLMN网中用户，每个用户均分配一个唯一的IMSI。IMSI：MCC+MNC+MSINMCC：移动国家号，中国460；MNC：移动网号，中移动00，联通01

MSIN：移动用户识别号2）临时用户识别码（TMSI）用于保护IMSI码，该号只在本MSC区域有效，其结构可由各电信部门选择，长度不超过4个字节。3）国际移动设备识别码（IMEI）用于识别移动设备的号码，监控被窃或无效的这一类移动设备。IMEI：TAC+FAC+SNR+SPTAC：型号批准编码FAC：装配厂家编号

SNR：序号编码SP：备用2、GSM识别码4）移动用户号码MSISDN：CC+NDC+SNCC：国家码，中国86NDC：国内目标码SN：用户码国内移动用户ISDN号码为一个11位数字的等长号码：N1N2N3H0H1H2H3××××其中，N1N2N3为数字蜂窝移动业务接入号(网号)，中国移动为139、138、137、136、135，中国联通为130、131；H0H1H2H3为HLR(归属位置寄存器)识别号，表示用户归属的HLR，用来区别不同的移动业务区；××××为四位用户号码。2、GSM识别码5）移动台漫游号码MSRN＝CC＋NSC＋SN当移动台漫游到另一个移动交换中心业务区（MSC）时，该MSC将给移动台分配一个临时漫游号码，用于路由选择。

CC＝国家号

NDC＝国内目的地号码(用于识别MSC/VLR）SN＝用户号，对应于用户的IMSI号码

当移动台离开该区后，访问位置寄存器和归属位置寄存器都要删除该漫游号码，以便再分配给其他移动台使用。2、GSM识别码6）位置区识别码LA=MCC＋MNC＋LAC

MCC＝移动国家号，识别一个国家

MNC＝移动网号，识别国内的GSM网

LAC＝位置区号码，识别一个GSM网中的位置区7）小区全球识别码CGI＝MCC＋MNC＋LAC＋CI

用于识别一个位置区内的小区。8）基站识别码（BSIC＝NCC＋BCC）(6bit）NCC＝国家色码，用于识别GSM移动网(3bit)BCC＝基站色码，用于识别基站(3bit)GSM 无线接口其中Um接口的作用：规定信道结构和接入能力定义MS-BS通信协议完成呼叫控制处理实现移动性、安全管理完成功率控制等业务功能（一）、GSM无线接口传输特性1、GSM的多址方式GSM蜂窝系统采用时分多址/频分多址/频分双工(TDMA/FDMA/FDD)制式。收发采用不同的频率，收发频差为45MHz，一对双工载波上下行链路各用一个时隙构成一个双向物理信道，根据需要分配给不同的用户使用。频道间隔为200kHz，每个频道采用时分多址接入方式，共分为8个时隙，时隙宽度为0.577ms。8个时隙构成一个TDMA帧，帧长为4.615ms。移动台在特定的频率上和特定的时隙内，以突发方式向基站传输信息，基站在相应的频率上和相应的时隙内以时分复用的方式向各个移动台传输信息。

（一）、GSM无线接口传输特性2、GSM的频率再用GSM蜂窝系统多采用4小区3扇区(4×3)的频率配置和频率再用方案，即把所有可用频率分成4大组12个小组分配给4个无线小区而形成一个单位无线区群，每个无线小区又分为3个扇区，然后再由单位无线区群彼此邻接排布，覆盖整个服务区域，如图所示。

4×3频率复用（一）、GSM无线接口传输特性3、工作频段的分配GSM系统包括900MHz和1800MHz两个频段。早期使用的是GSM900频段，随着业务量的不断增长，DCS1800频段投入使用。目前，在许多地方这两个频段的网络同时存在，构成“双频”网络。GSM使用的900MHz、1800MHz频段介绍如表所示。GSM使用的900MHz、1800MHz频段特性特性900MHz频段1800MHz频段频率范围890～915MHz(移动台发，基站收)935～960MHz(移动台收，基站发)1710～1785MHz(移动台发，基站收)1805～1880MHz(移动台收，基站发)频带宽度25MHz75MHz信道带宽200kHz200kHz频道序号1～124512～885中心频率fU=890+0.2nMHzfD=fU+45MHzN=1～124fU=1710.2+(n-512)×0.2MHzfD=fU+95MHzN=512～885（二）、GSM系统信道1.GSM系统信道分类1)物理信道

GSM的无线接口采用TDMA接入方式，即在一个载频上按时间划分8个时隙构成一个TDMA帧，每个时隙称为一个物理信道；每个用户按指定载频和时隙的物理信道接入系统并周期性地发送和接收脉冲突发序列，完成无线接口上的信息交互。每个载频的8个物理信道记为信道0～7(时隙0～7)，当需要更多的物理信道时，就需要增加新的载波，因而GSM实质上是一个FDMA与TDMA的混合接入系统。（二）、GSM系统信道2)逻辑信道 根据BTS与MS之间传递的信息种类不同，GSM定义了多种逻辑信道传递这些信息。逻辑信道在传输过程中映射到某个物理信道上，最终实现信号的传输。 逻辑信道可分为两类，即业务信道(TCH)和控制信道(CCH)。（二）、GSM系统信道(1)业务信道(TCH)业务信道主要传送数字话音或用户数据，在前向链路和反向链路上具有相同的功能和格式。GSM业务信道又可以分为全速率业务信道(TCH/F)和半速率业务信道(TCH/H)。当以全速率传送时，用户数据包含在每帧的一个时隙内；当以半速率传送时，用户数据映射到相同的时隙上。也就是说，两个半速率信道用户将共享相同的时隙，但是每隔一帧交替发送。目前使用的是全速率业务信道，将来采用低比特率话音编码器后可使用半速率业务信道，从而在信道传输速率不变的情况下，信道数目可加倍，也就是系统容量加倍。（二）、GSM系统信道(2)控制信道(CCH)控制信道用于传送信令和同步信号。某些类型的控制信道只定义给前向链路或反向链路。GSM系统中有三种主要的控制信道：广播信道(BCH)、公共控制信道(CCCH)和专用控制信道(DCCH)，每个信道由几个逻辑信道组成，这些逻辑信道按时间分布提供GSM必要的控制功能。下面以图、表的形式对每个信道及其任务进行了详细的说明。（二）、GSM系统信道GSM系统的信道分类（二）、GSM系统信道信道名称方向功能与任务频率校正信道(FCCH)下行给移动台提供BTS频率基准同步信道(SCH)下行BTS的基站识别及同步信息(TDMA帧号)广播控制信道(BCCH)下行广播系统信息寻呼信道(PCH)下行发送寻呼消息，寻呼移动用户允许接入信道(AGCH)下行SDCCH信道指配CCH信道类型（二）、GSM系统信道CCH信道类型随机接入信道(RACH)上行移动台向BTS的通信接入请求独立专用控制信道(SDCCH)上/下行TCH尚未激活时在MS与BTS间交换信令消息慢速辅助控制信道(SACCH)上/下行在连接期间传输信令数据，包括功率控制、测量数据、时间提前量及系统消息等快速辅助控制信道(FACCH)上/下行在连接期间传输信令数据(只在接入TCH或切换等需要时才使用)（二）、GSM系统信道业务信道和各种控制信道是如何使用的？

以GSM系统中移动台发出呼叫的情况为例。首先，用户在监测BCH时，必须与相近的基站取得同步。通过接收FCCH、SCH和BCCH信息，用户将被锁定到系统及适当的BCH上。为了发出呼叫，用户首先要拨号，并按GSM手机上的发射按钮。移动台用它锁定的基站的射频载波(ARFCN)来发射RACH数据突发序列。然后，基站以CCCH上的AGCH信息来响应，CCCH为移动台指定一个新的信道进行SDCCH连接。（二）、GSM系统信道正在监测BCH中时隙0(TS0)的用户，将从AGCH接收到分配给它的载频(ARFCN)和时隙(TS)，并立即转到新的载频(ARFCN)和TS上，这一新的载频和TS分配就是SDCCH(不是TCH)。一旦转接到SDCCH，用户首先等待传给它的SACCH帧(等待最大持续26帧或120ms)，该帧告知移动台要求的定时提前量和发射功率。基站根据移动台以前的RACH传输数据能够决定出合适的定时提前量和功率等级，并且通过SACCH发送适当的数据供移动台处理。在接收和处理完SACCH中的定时提前量信息后，用户能够发送正常的、话音业务所要求的突发序列消息。信道的帧结构时隙和突发时隙：为576.9us的时间片，含156.25bit。突发序列：在一个时隙中，被发送的无线载波所携带的信息比特串。根据功能不同，共有4种突发形式：普通突发序列：携带业务信道和除FCCH、SCH、RACH外的控制信道信息。频率校正突发序列：用于移动台频率同步。同步突发序列：用于移动台定时同步。接入突发序列：用于移动台随机接入。突发脉冲序列

（三）、话音编码与信道编码GSM话音编码器采用规则脉冲激励—长期预测编码(RPE-LTP)。其处理过程是先对模拟话音进行8kHz抽样，调整每20ms为一帧，然后进行编码，编码后的话音帧帧长20ms，含260bit，因而话音的纯比特率为13kb/s。在话音帧的260bit中根据这些比特对传输差错的敏感性可将其分成两类：I类(182bit)和II类(78bit)。GSM信道编码器对这两类数据根据其传输差错敏感性进行不同的冗余处理。（三）、话音编码与信道编码其中，I类数据比特对传输差错敏感性比较强，可考虑对其进行信道编码保护；对于I类的182bit，又可分成两个子类：a类(50bit)和b类(132bit)。其中，a类50bit是非常重要的比特，其重要性在于这50bit数据中任一比特的传输差错都会导致语音信号质量的明显下降，致使该语音帧不可用，直接影响到帧差错率。因此在信道编码时，首先对这50bit进行块编码，加入循环冗余校验码(CRC)，再进行信道编码。对于II类数据比特，传输差错仅涉及到误比特率的劣化，不影响帧差错率，故无需对之进行保护。（三）、话音编码与信道编码话音信号的信道编码过程如图所示。经过信道编码后，GSM一个话音帧的数据比特达到456bit，速率为22.8kb/s。

（三）、话音编码与信道编码虽然信道编码为话音信号传输提供了纠错功能，但它只能纠正一些随机突发误码。由于移动传播环境的恶劣和移动用户移动的复杂性，常会遇到连续突发误码的情况，如MS快速通过大楼的底部或快速穿过短隧道等，此时就无法充分发挥信道编码的纠错性能。为此，话音信号通过信道编码后，还需进行交织处理，以提高抗御无线信道传输的连续突发误码的影响。（图4.6.9）（四）、跳频跳频技术可以确保通信的保密性和抗干扰性能。 在GSM系统中，跳频分为基带跳频和射频跳频两种。基带跳频：无线信道在某一时隙期间(0.577ms)用某一频率发射，到下一个时隙则跳到另一个不同的频率上发射。射频跳频：用固定发射机，由跳频序列控制不同频率的发射。大多数厂家的基站（BTS）采用基带跳频技术。三、GSM系统的控制与管理1、位置登记/更新2、用户管理3、入局呼叫处理过程4、越区切换/漫游5、鉴权与加密6、计费1、位置登记/更新移动台的几种状态：1、移动台关机

系统启动SIM分离进程，在有关的VLR和HLR中设置标志。MS不能应答寻呼消息，网络不能达到MS。同时它也不能通知网络其所处的位置区的变化。SIM“分离”状态。2、移动台开机，空闲状态系统可以成功地寻呼MS，SIM“附着”状态。3、移动台忙网络分配给MS一个业务信道传送话音或数据，当MS移动时它必须有能力进行定位和切换。首次入网位置登记

当MS首次入网时，必须通过移动交换中心（MSC），在相应的HLR中登记注册。由于MS第一次被使用，所以MSC/VLR没有此MS的任何信息，MS接入系统要求登记，MSC/VLR登记该MS的位置信息并将该请求往HLR记录，MSC/VLR对该MS作“附着”标记，这时这个MS被激活。当移动台在移动过程中，从一个位置区移动到另一个位置区时，必须向网络登记新位置区，这个过程称为“位置更新”。位置更新以下为各种可能的位置更新过程：(1)第一次位置更新(移动台开机或插入SIM卡)；(2)移动台在同一VLR范围内的不同位置区移动；(3)移动台运动到新的相邻VLR区域；(4)移动台运动到新的非相邻VLR区域；(5)周期位置更新。位置更新一般可概括为常规位置更新、周期性位置登记以及其他过程。

正常位置更新过程1、MS在新的小区内读到其BCCH上的信息，找到该小区的位置区号码（LAC），该LAC与MS内所存的LAC进行比较，当两者不一致时，需进行位置更新。2、MS通过RACH向系统发出接入申请，通过申请到的SDCCH建立与网络的联系。3、MS经SDCCH向系统发出位置更新请示。4、新的LAC与旧的LAC属于同一MSC/VLR时，位置更新在该MSC内完成,MSC需在VLR中对该MS的位置信息进行修改。5、位置更新被系统认可，MS被通知释放所占用的信令信道。正常位置更新

BSCMSCVLRHLRBTS1.2.2.3.3.4.4.周期性位置登记当MS向网络发送“IMSI分离”消息时，无线链路质量差，系统有可能不能正确译出信息，由于没有证实消息发送给MS，之后MS也没有再发分离信号，因此系统仍认为MS处于附着状态，为解决这一问题，系统采取了强制登记措施，要求MS每过一定周期要登记一次。若系统没有接收到某MS的周期性登记信息。它所处的VLR就以“分离”在此MS上做标记，定程序称“隐分离”。位置删除

当移动台进入一个新的VLR区域并进行位置登记后，HLR应向前一个VLR发送取消位置消息来删除该VLR中有关数据。不同MSC/VLR区间漫游时的位置更新过程:

BSCMSCVLRHLRBSCMSCVLR123456位置更新请求位置更新请求请求位置更新接受位置更新证实位置删除位置删除接受小区2小区12、用户管理*用户注册发放用户识别卡SIM和在网络端的数据库中为该用户建立相应的档案，即在HLR和AUC中为用户开户头，分配IMSI。*SIM卡--SIM卡生产厂商存入的系统原始数据--网络运营商注入的参数：IMSI、鉴权密钥Ki、A3算法、A8算法3、入局呼叫处理过程MSBTSBSCMSC1、寻呼2、寻呼命令3、寻呼请求4、信道请求5、信道要求6、信道激活7、信道激活证实9、寻呼响应8、直接分配9、寻呼响应（GCI、IMSI）9、寻呼响应10、AUC请求10、AUC请求10、AUC请求11、鉴权响应12、加密模式命令13、加密模式完成14、建立11、鉴权响应11、鉴权响应12、加密模式命令12、加密模式命令13、加密模式完成13、加密模式完成14、建立14、建立3、入局呼叫处理过程MSBTSBSCMSC15、呼叫证实16、分配请求18、信道激活证实17、信道激活19、分配命令20、分配完成21、SDCCH释放命令21、SDCCH释放证实22、回铃23、连接证实摘机20、分配完成20、分配完成19、分配命令15、呼叫证实15、呼叫证实4、越区切换越区切换：当移动台在通话期间从一个小区移动到另一个小区时，要进行无线信道的转换而不中断正在进行的通话。在呼叫过程中，移动台不断测量它所在小区的基站及相邻小区基站发射无线信号的射频和信号质量，并周期的将测量结果报告给BSS并送给MSC。4、越区切换越区切换包括三个方面的问题：①越区切换的准则，也就是何时需要进行越区切换；②越区切换如何控制；③越区切换时信道分配。研究越区切换算法所关心的主要性能指标包括：越区切换的失败概率、因越区失败而使通信中断的概率、越区切换的速率、越区切换引起的通信中断的时间间隔以及越区切换发生的时延等。越区切换的准则①相对信号强度准则(准则1)：②具有门限规定的相对信号强度准则(准则2)：③具有滞后余量的相对信号强度准则(准则3)：④具有滞后余量和门限规定的相对信号强度准则(准则4)：切换类型包括：同一BSC内小区间的切换同一MSC内不同BSC小区间切换不同MSC/VLR间小区切换同一BSC内区间的切换1、命令新BTS激活新的TCH2、向MS发新的信道信息3、MS调谐后发RACH4、基站收到后在FACCH上发动态信息5、MS收到后发切换完成6、释放原TCHBSCBTS1BTS212234556同一MSC内不同BSC小区间切换

4、发送新频道、信道信息5、用RACH发切换接入6、发功率控制等级等信息7、收到信息后发切换完成信息8-9、释放原信道TCH147824394465老BSC新BSCMSC7778老FACCHRACH新FACCH激活新的TCH1、发新小区基站号2、查出新的BSC并发请求3、激活新的TCH105661472395老BSC新BSCMSCA7108MSCB1010GSMPLMNPSTN不同MSC/VLR间小区切换1、发送切换请求信息2、发送切换协助请求信息3、分配切换号，发送切换请求信息4、要求激活新TCH，送给BSC5、将切换号、TCH信息送回6、MSCA与MSCB建立局间中继路由7、经FACCH发送有关切换的信息8、经RACH发切换接入9、发送功率控制等信息10、发送切换完成信息,MSCA将掌握总的呼叫控制直至呼叫结束5、鉴权与加密所谓鉴权，实际上就是鉴别用户SIM卡的真实性，防止无权用户接入网络。下列情况需先经过鉴权--移动台呼出及呼入。--移动台位置登记、位置更新。--移动台补充业务的登记、使用、删除。5、鉴权与加密1）鉴权通过系统提供的客户三组参数来完成；客户三参数组的产生是在GSM系统的AUC（鉴权中心）中完成。AUC的基本功能是产生若干鉴权三参数组(RAND、SRES和Kc)。其中RAND由随机数发生器产生，SRES由RAND和密钥Ki通过A3算法得出，Kc由RAND和Ki用A8算法算出。一般情况下AUC一次产生5组三参数组，传送给HLR，HLR自动存储。三参数组产生过程见下图：AUC鉴权中心IMSI1IMSI2KiKiRANDKcSRESRANDKcSRESRAND加密算法Ａ8鉴权算法Ａ3结果结果数据库IMSI和鉴权产生随机数HLR鉴权过程GSM系统鉴权过程示意图5、鉴权与加密2)加密当移动台通过MSC/VLR进行鉴权时，MSC/VLR根据系统的要求启动无线信道的加密程序，对用户的数据进行加密，以防止在空中接口被人窃听。MSC/VLR通过“加密模式命令”将加密密钥Kc传送给BTS，并经BTS指示MS进行空中加密。MS由RAND和Ki用A8算法得出Kc，并以Kc和TDMA帧号作为输入参数对用户的空中接口信息数据进行A5算法的加密运算，从而在空中接口产生加密数字信息码流。基站侧则利用MSC/VLR传送来的Kc信息完成对加密信息的解密过程。

5、鉴权与加密3)设备识别设备识别的目的是防止盗用或非法设备入网使用。当MS请求接入或位置更新时，MSC/VLR向MS请求其国际移动台识别码IMSI并将IMSI发送给EIR。EIR收到IMSI后将对该IMSI设备的合法性进行验证。EIR将有的IMSI设备分类为3个清单：白名单、黑名单和灰名单。若EIR在黑名单中发现该设备，则MSC/VLR拒绝为持有该移动设备的用户提供进一步的服务。6、计费对话音计费：各节点MSC将用户的详细通话记录通过送到计费网关，由计费网关进行详细通话记录统计并送到计费中心根据费率进行结算。第三部分、短消息业务介绍1、短消息业务原理及流程2、移动梦网介绍1、短消息业务原理短消息业务分类:--移动台接收/发送点对点短消息短消息的传递总是在移动台和某个短消息中心之间进行。接收短消息的短消息关口站称为SMS-GMSC，发短消息的短消息关口站称为SMS-IWMSC。

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移动梦网：中国移动与众多SP合作，向移动客户提供数据应用服务，包括：WAP、短消息、移动游戏、信息点播、掌上理财、旅行服务、移动办公、移动银行、移动电子商务等等各种各样的业务。移动梦网现状：目前与中国移动进行合作的SP已近500家，包括新浪、搜狐、网易、263等一些知名的门户网站，也包括一些有很强创新性和特色的网站，如腾讯QQ，灵通网及168WAP等。

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面向移动终端提供数据服务是个开放的标准为什么需要WAP无线信道的带宽窄、稳定性差，TCP/IP的性能将受严重影响移动终端的处理能力和内存有限，难以处理现有的因特网协议族移动终端的显示和输入方式与计算机不同，现有因特网应用服务不能被移动终端使用结论：在现有条件下，需要为移动终端制定新的协议WAP的设计原则基于现有因特网--对现有的因特网标准进行简化--尽量利用现有的因特网资源独立于无线网络--能在各种无线承载网络上使用独立于无线设备--能运行在从手机到PDA等移动终端上保证交互操作--遵循WAP标准，不同厂家的设备就可以互操作WAP提供的业务信息服务--新闻、天气、体育、交通、股票行情消息服务--Email、语音信箱、短消息、传真电子商务--在线定票、股票交易、手机银行无线承载信道短消息SMS--GSM、CDMA电路交换数据--GSM、IS-136、CDMA分组交换数据--GPRS、IS-136、CDMAWAP系统的结构因特网WAP终端无线网WAP网关WAP服务器WWW服务器WMLHTMLWMLWAPoverGSM