ＧＳＭ

目錄
·一.GSM的涵義
·二.GSM特點(diǎn)
·三.GSM的發(fā)展?fàn)顩r
·四.GSM技術(shù)資料
·五.GSM通信系統(tǒng)的組成
·六.GSM歷史








一.GSM的涵義


GSM全名為：Global System for Mobile Communications，中文為全球移動(dòng)通信系統(tǒng)，俗稱(chēng)"全球通"，是一種起源于歐洲的移動(dòng)通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，是第二代移動(dòng)通信技術(shù)，其開(kāi)發(fā)目的是讓全球各地可以共同使用一個(gè)移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，讓用戶(hù)使用一部手機(jī)就能行遍全球。我國(guó)于20世紀(jì)90年代初引進(jìn)采用此項(xiàng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，此前一直是采用蜂窩模擬移動(dòng)技術(shù)，即第一代GSM技術(shù)（2001年12月31日我國(guó)關(guān)閉了模擬移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)）。目前，中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)聯(lián)通各擁有一個(gè)GSM網(wǎng)，為世界最大的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。GSM系統(tǒng)包括 GSM 900：900MHz、GSM1800：1800MHz 及 GSM-1900：1900MHz等幾個(gè)頻段 。






二.GSM特點(diǎn)
1.GSM使用上直觀的特點(diǎn)：

GSM系統(tǒng)有幾項(xiàng)重要特點(diǎn)：防盜拷能力佳、網(wǎng)絡(luò)容量大、手機(jī)號(hào)碼資源豐富、通話清晰、穩(wěn)定性強(qiáng)不易受干擾、信息靈敏、通話死角少、手機(jī)耗電量低。



2.GSM的技術(shù)特點(diǎn)：

1.頻譜效率。由于采用了高效調(diào)制器、信道編碼、交織、均衡和語(yǔ)音編碼技術(shù)，使系統(tǒng)具有高頻譜效率。

2.容量。由于每個(gè)信道傳輸帶寬增加，使同頻復(fù)用栽干比要求降低至9dB，故GSM系統(tǒng)的同頻復(fù)用模式可以縮小到4/12或3/9甚至更�。�模擬系統(tǒng)為7/21）；加上半速率話音編碼的引入和自動(dòng)話務(wù)分配以減少越區(qū)切換的次數(shù)，使GSM系統(tǒng)的容量效率（每兆赫每小區(qū)的信道數(shù)）比TACS系統(tǒng)高3～5倍。

3.話音質(zhì)量。鑒于數(shù)字傳輸技術(shù)的特點(diǎn)以及GSM規(guī)范中有關(guān)空中接口和話音編碼的定義，在門(mén)限值以上時(shí)，話音質(zhì)量總是達(dá)到相同的水平而與無(wú)線傳輸質(zhì)量無(wú)關(guān)。

4.開(kāi)放的接口。GSM標(biāo)準(zhǔn)所提供的開(kāi)放性接口，不僅限于空中接口，而且報(bào)刊網(wǎng)絡(luò)直接以及網(wǎng)絡(luò)中個(gè)設(shè)備實(shí)體之間，例如A接口和Abis接口。

5. 安全性。通過(guò)鑒權(quán)、加密和TMSI號(hào)碼的使用，達(dá)到安全的目的。鑒權(quán)用來(lái)驗(yàn)證用戶(hù)的入網(wǎng)權(quán)利。加密用于空中接口，由SIM卡和網(wǎng)絡(luò)AUC的密鑰決定。TMSI是一個(gè)由業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)給用戶(hù)指定的臨時(shí)識(shí)別號(hào)，以防止有人跟蹤而泄漏其地理位置。

6.與ISDN、PSTN等的互連。與其他網(wǎng)絡(luò)的互連通常利用現(xiàn)有的接口，如ISUP或TUP等。

7.在SIM卡基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)漫游。漫游是移動(dòng)通信的重要特征，它標(biāo)志著用戶(hù)可以從一個(gè)網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)進(jìn)入另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。GSM系統(tǒng)可以提供全球漫游，當(dāng)然也需要網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者之間的某些協(xié)議，例如計(jì)費(fèi)。






三.GSM的發(fā)展?fàn)顩r




20世紀(jì)80年代中期，當(dāng)模擬蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)剛投放市場(chǎng)時(shí)，世界上的發(fā)達(dá)國(guó)家就在研制第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)。其中最有代表性和比較成熟的制式有泛歐GSM ，美國(guó)的ADC(D-AMPS)和日本的JDC(現(xiàn)在改名為PDC)等數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)。在這些數(shù)字系統(tǒng)中，GSM的發(fā)展最引人注目。1991年GSM系統(tǒng)正式在歐洲問(wèn)世，網(wǎng)絡(luò)開(kāi)通運(yùn)行。





GSM系列主要有GSM900、DCS1800和PCS1900三部分，三者之間的主要區(qū)別是工作頻段的差異。





蜂窩移動(dòng)通信的出現(xiàn)可以說(shuō)是移動(dòng)通信的一次革命。其頻率復(fù)用大大提高了頻率利用率并增大系統(tǒng)容量，網(wǎng)絡(luò)的智能化實(shí)現(xiàn)了越區(qū)轉(zhuǎn)接和漫游功能，擴(kuò)大了客戶(hù)的服務(wù)范圍，但上述模擬系統(tǒng)有四大缺點(diǎn)：各系統(tǒng)間沒(méi)有公共接口；很難開(kāi)展數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)；頻譜利用率低無(wú)法適應(yīng)大容量的需求；安全保密性差，易被竊聽(tīng)，易做“假機(jī)”。尤其是在歐洲系統(tǒng)間沒(méi)有公共接口，相互之間不能漫游，對(duì)客戶(hù)造成很大的不便。





GSM數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)源于歐洲。早在1982年，歐洲已有幾大模擬蜂窩移動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)營(yíng)，例如北歐多國(guó)的NMT(北歐移動(dòng)電話)和英國(guó)的TACS(全接入通信系統(tǒng))，西歐其它各國(guó)也提供移動(dòng)業(yè)務(wù)。當(dāng)時(shí)這些系統(tǒng)是國(guó)內(nèi)系統(tǒng)，不可能在國(guó)外使用。為了方便全歐洲統(tǒng)一使用移動(dòng)電話，需要一種公共的系統(tǒng)，1982年，北歐國(guó)家向CEPT(歐洲郵電行政大會(huì))提交了一份建議書(shū)，要求制定900MHz頻段的公共歐洲電信業(yè)務(wù)規(guī)范。在這次大會(huì)上就成立了一個(gè)在歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)(ETSI)技術(shù)委員會(huì)下的“移動(dòng)特別小組(Group Special Mobile)”，簡(jiǎn)稱(chēng)“GSM”，來(lái)制定有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和建議書(shū)。





我國(guó)自從1992年在嘉興建立和開(kāi)通第一個(gè)GSM演示系統(tǒng)，并于1993年9月正式開(kāi)放業(yè)務(wù)以來(lái)，全國(guó)各地的移動(dòng)通信系統(tǒng)中大多采用GSM系統(tǒng)，使得GSM系統(tǒng)成為目前我國(guó)最成熟和市場(chǎng)占有量最大得一種數(shù)字蜂窩系統(tǒng)。截至2002年11月，中國(guó)手機(jī)用戶(hù)2億，比2001年年底新增5509.2萬(wàn)。





GSM系統(tǒng)有幾項(xiàng)重要特點(diǎn)：防盜拷能力佳、網(wǎng)絡(luò)容量大、手機(jī)號(hào)碼資源豐富、通話清晰、穩(wěn)定性強(qiáng)不易受干擾、信息靈敏、通話死角少、手機(jī)耗電量低。





目前我國(guó)主要的兩大GSM系統(tǒng)為GSM 900及GSM1800，由于采用了不同頻率，因此適用的手機(jī)也不盡相同。不過(guò)目前大多數(shù)手機(jī)基本是雙頻手機(jī)，可以自由在這兩個(gè)頻段間切換。歐洲國(guó)家普遍采用的系統(tǒng)除GSM900和GSM1800另外加入了GSM1900，手機(jī)為三頻手機(jī)。在我國(guó)隨著手機(jī)市場(chǎng)的進(jìn)一步發(fā)展，現(xiàn)也已出現(xiàn)了三頻手機(jī)，即可在GSM900GSM1800GSM1900三種頻段內(nèi)自由切換的手機(jī)，真正做到了一部手機(jī)可以暢游全世界。

早期來(lái)看，GSM900發(fā)展的時(shí)間較早，使用的較多，反之GSM1800發(fā)展的時(shí)間較晚。物理特性方面，前者頻譜較低，波長(zhǎng)較長(zhǎng)，穿透力較差，但傳送的距離較遠(yuǎn)，而手機(jī)發(fā)射功率較強(qiáng)，耗電量較大，因此待機(jī)時(shí)間較短；而后者的頻譜較高，波長(zhǎng)較短，穿透力佳，但傳送的距離短，其手機(jī)的發(fā)射功率較小，待機(jī)時(shí)間則相應(yīng)地較長(zhǎng)。

緊急呼叫是GSM系統(tǒng)特有的一種話音業(yè)務(wù)功能。即使在GSM手機(jī)設(shè)置了限制呼出和沒(méi)有插入用戶(hù)識(shí)別卡（SIM）的情況下，只要在GSM網(wǎng)覆蓋的區(qū)域內(nèi)，用戶(hù)僅需按一個(gè)鍵，便可將預(yù)先設(shè)定的特殊號(hào)碼（如110、119、120等）發(fā)至相應(yīng)的單位（警察局、消防隊(duì)、急救中心等）。這一簡(jiǎn)化的撥號(hào)方式是為在緊急時(shí)刻來(lái)不及進(jìn)行復(fù)雜操作而專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的。










四.GSM技術(shù)資料




(1).2GSM系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范及其主要性能

GSM標(biāo)準(zhǔn)共有12章規(guī)范系列，即：01系列：概述 02系列：業(yè)務(wù)方面 03系列：網(wǎng)絡(luò)方面 04系列：MS－BS接口和規(guī)約（空中接口第2、3層） 05系列：無(wú)線路徑上的物理層（空中接口第1層） 06系列：話音編碼規(guī)范 07系列：對(duì)移動(dòng)臺(tái)的終端適配 08系列：BS到MSC接口（A和Abis接口） 09系列：網(wǎng)絡(luò)互連 10系列：暫缺 11系列：設(shè)備和型號(hào)批準(zhǔn)規(guī)范 12系列：操作和維護(hù)

(2).3GSM系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

工作頻段的分配

(2)-1.工作頻段

我國(guó)陸地公用蜂窩數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)GSM通信系統(tǒng)采用900MHz頻段：

890～915（移動(dòng)臺(tái)發(fā)、基站收）

935～960（基站發(fā)、移動(dòng)臺(tái)收）

雙工間隔為45MHz，工作帶寬為25 MHz，載頻間隔為200 kHz。

隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，可視需要向下擴(kuò)展，或向1.8GHz頻段的GSM1800過(guò)渡，即1800MHz頻段：

1710～1785（移動(dòng)臺(tái)發(fā)、基站收）

1805～1880（基站發(fā)、移動(dòng)臺(tái)收）

雙工間隔為95MHz，工作帶寬為75 MHz，載頻間隔為200 kHz。

(2)-2.頻道間隔

相鄰兩頻道間隔為200kHz。 每個(gè)頻道采用時(shí)分多址接入（TDMA）方式，分為8個(gè)時(shí)隙，即8個(gè)信道（全速率）。每信道占用帶寬200 kHz/8＝25 kHz。

將來(lái)GSM采用半速率話音編碼后，每個(gè)頻道可容納16個(gè)半速率信道。

(2)-3多址方案

GSM通信系統(tǒng)采用的多址技術(shù)：頻分多址（FDMA）和時(shí)分多址（TDMA）結(jié)合，還加上跳頻技術(shù)。

GSM在無(wú)線路徑上傳輸?shù)囊粋�(gè)基本概念是：傳輸?shù)膯挝皇羌s一百個(gè)調(diào)制比特的序列，它稱(chēng)為一個(gè)“突發(fā)脈沖”。脈沖持續(xù)時(shí)間優(yōu)先，在無(wú)線頻譜中也占一有限部分。它們?cè)跁r(shí)間窗和頻率窗內(nèi)發(fā)送，我們稱(chēng)之為間隙。精確地講，間隙的中心頻率在系統(tǒng)頻帶內(nèi)間隔200 kHz安排（FDMA情況），它們每隔0.577ms（更精確地是15/26ms）出現(xiàn)一次（TDMA情況）。對(duì)應(yīng)于相同間隙的時(shí)間間隔稱(chēng)為一個(gè)時(shí)隙，它的持續(xù)時(shí)間將作為一種時(shí)間單位，稱(chēng)為BP（突發(fā)脈沖周期）。

這樣一個(gè)間隙可以在時(shí)間/頻率圖中用一個(gè)長(zhǎng)15/26ms，寬200KHz的小矩形表示（見(jiàn)圖）。統(tǒng)一地，我們將GSM中規(guī)定的200KHz帶寬稱(chēng)為一個(gè)頻隙。

(2)-4在時(shí)域和頻域中的間隙

在GSM系統(tǒng)中，每個(gè)載頻被定義為一個(gè)TDMA幀，相當(dāng)于FDMA系統(tǒng)的一個(gè)頻道。每幀包括8個(gè)時(shí)隙（TS0－7）。每個(gè)TDMA幀有一個(gè)TDMA幀號(hào)。

TDMA幀號(hào)是以3小時(shí)28分53秒760毫秒（2048*51*26*8BP或者說(shuō)2048*51*26個(gè)TDMA幀）為周期循環(huán)編號(hào)的。每2048*51*26個(gè)TDMA幀為一個(gè)超高幀，每一個(gè)超高幀又可分為2048個(gè)超幀，一個(gè)超幀是51*26個(gè)TDMA幀的序列（6.12秒），每個(gè)超幀又是由復(fù)幀組成。復(fù)幀分為兩種類(lèi)型。

26幀的復(fù)幀：它包括26個(gè)TDMA幀（26*8BP），持續(xù)時(shí)長(zhǎng)120ms。51個(gè)這樣的復(fù)幀組成一個(gè)超幀。這種復(fù)幀用于攜帶TCH（和SACCH加FACCH）。

51幀的復(fù)幀：它包括51個(gè)TDMA幀（51*8BP），持續(xù)時(shí)長(zhǎng)3060/13ms。26個(gè)這樣的復(fù)幀組成一個(gè)超幀。這種復(fù)幀用于攜帶BCH和CCCH。

(2)-5無(wú)線接口管理

在GSM通信系統(tǒng)中，可用無(wú)線信道數(shù)遠(yuǎn)小于潛在用戶(hù)數(shù)，雙向通信的信道只能在需要時(shí)才分配。這與標(biāo)準(zhǔn)電話網(wǎng)有很大的區(qū)別，在電話網(wǎng)中無(wú)論有無(wú)呼叫，每個(gè)終端都與一個(gè)交換機(jī)相連。

在移動(dòng)網(wǎng)中，需要根據(jù)用戶(hù)的呼叫動(dòng)態(tài)地分配和釋放無(wú)線信道。不論是移動(dòng)臺(tái)發(fā)出的呼叫，還是發(fā)往移動(dòng)臺(tái)的呼叫，其建立過(guò)程都要求用專(zhuān)門(mén)方法使移動(dòng)臺(tái)接入系統(tǒng)，從而獲得一條信道。在GSM中，這個(gè)接入過(guò)程是在一條專(zhuān)用的移動(dòng)臺(tái)－－基站信道上實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)信道與用于傳送尋呼信息的基站――移動(dòng)臺(tái)信道一起稱(chēng)為GSM的公用信道，因?yàn)樗�同時(shí)攜帶發(fā)自/發(fā)往許多移動(dòng)臺(tái)的信息。相反地，在一定時(shí)間內(nèi)分配給一單獨(dú)移動(dòng)臺(tái)的信道稱(chēng)作專(zhuān)用信道。由于這種區(qū)別，可以定義移動(dòng)臺(tái)的兩種宏?duì)顟B(tài)：

空閑模式：移動(dòng)臺(tái)在偵聽(tīng)廣播信道，此時(shí)它不占用任一信道。

專(zhuān)用模式：一條雙向信道分配給需要通信的移動(dòng)臺(tái)，使它可以利用基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行雙向點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。

接入過(guò)程使移動(dòng)臺(tái)從空閑模式轉(zhuǎn)到專(zhuān)用模式。

(3)4GSM信道

GSM中的信道分為物理信道和邏輯信道，一個(gè)物理信道就為一個(gè)時(shí)隙（TS），而邏輯信道是根據(jù)BTS與MS之間傳遞的信息種類(lèi)的不同而定義的不同邏輯信道，這些邏輯信道映射到物理信道上傳送。從BTS到MS的方向稱(chēng)為下行鏈路，相反的方向稱(chēng)為上行鏈路。

邏輯信道又分為兩大類(lèi)，業(yè)務(wù)信道和控制信道。

(3)-1. 業(yè)務(wù)信道（TCH）：

用于傳送編碼后的話音或客戶(hù)數(shù)據(jù)，在上行和下行信道上，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（BTS對(duì)一個(gè)MS，或反之）方式傳播。

(3)-2. 控制信道：

用于傳送信令或同步數(shù)據(jù)。根據(jù)所需完成的功能又把控制信道定義成廣播、公共及專(zhuān)用三種控制信道，它們又可細(xì)分為：

(3)-2-1.保密措施

GSM系統(tǒng)在安全性方面有了顯著的改進(jìn)，GSM與保密相關(guān)的功能有兩個(gè)目標(biāo)：第一，包含網(wǎng)絡(luò)以防止未授權(quán)的接入，（同時(shí)保護(hù)用戶(hù)不受欺騙性的假冒）；第二，保護(hù)用戶(hù)的隱私權(quán)。

防止未授權(quán)的接入是通過(guò)鑒權(quán)（即插入的SIM卡與移動(dòng)臺(tái)提供的用戶(hù)標(biāo)識(shí)碼是否一致的安全性檢查）實(shí)現(xiàn)的。從運(yùn)營(yíng)者方面看，該功能是頭等重要的，尤其在國(guó)際漫游情況下，被訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)并不能控制用戶(hù)的記錄，也不能控制它的付費(fèi)能力。

保護(hù)用戶(hù)的隱私是通過(guò)不同手段實(shí)現(xiàn)時(shí)，對(duì)傳輸加密可以防止在無(wú)線信道上竊聽(tīng)通信。大多數(shù)的信令也可以用同樣方法保護(hù)，以防止第三方了解被叫方是誰(shuí)。另外，以一個(gè)臨時(shí)代號(hào)替代用戶(hù)標(biāo)識(shí)是使第三方無(wú)法在無(wú)線信道上跟蹤GSM用戶(hù)的又一機(jī)制。

(3)-2-2.PIN碼

這是一種簡(jiǎn)單的鑒權(quán)方法。

在GSM系統(tǒng)中，客戶(hù)簽約等信息均被記錄在SIM卡中。SIM卡插到某個(gè)GSM終端設(shè)備中，便視作自己的電話機(jī)，通話的計(jì)費(fèi)帳單便記錄在此SIM卡名下。為防止盜打，帳單上產(chǎn)生訛誤計(jì)費(fèi)，在SIM卡上設(shè)置了PIN碼操作（類(lèi)似計(jì)算機(jī)上的Password功能）。PIN碼是由4～8位數(shù)字組成，其位數(shù)由客戶(hù)自己決定。如客戶(hù)輸入了一個(gè)錯(cuò)誤的PIN碼，它會(huì)給客戶(hù)一個(gè)提示，重新輸入，若連續(xù)3次輸入錯(cuò)誤，SIM卡就被閉鎖，即使將SIM卡拔出或關(guān)掉手機(jī)電源也無(wú)濟(jì)于事，必須向運(yùn)營(yíng)商申請(qǐng)，由運(yùn)營(yíng)商為用戶(hù)解鎖。

(3)-2-3.鑒權(quán)

鑒權(quán)的計(jì)算如下圖所示。其中RAND是網(wǎng)絡(luò)側(cè)對(duì)用戶(hù)的提問(wèn)，只有合法的用戶(hù)才能夠給出正確的回答SRES。

RAND是由網(wǎng)絡(luò)側(cè)AUC的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的，長(zhǎng)度為128比特，它的值隨機(jī)地在0～2128－1（成千上萬(wàn)億）范圍內(nèi)抽取。

SRES稱(chēng)為符號(hào)響應(yīng)，通過(guò)用戶(hù)唯一的密碼參數(shù)（Ki）的計(jì)算獲取，長(zhǎng)度為32比特。

Ki以相當(dāng)保密的方式存儲(chǔ)于SIM卡和AUC中，用戶(hù)也不了解自己的Ki，Ki可以是任意格式和長(zhǎng)度的。

A3算法為鑒權(quán)算法，由運(yùn)營(yíng)者決定，該算法是保密的。A3算法的唯一限制是輸入?yún)��?shù)的長(zhǎng)度（RAND是128比特）和輸出參數(shù)尺寸（SRES必須是32比特）。

(3)-2-4.加密

在GSM中，傳輸鏈路中加密和解密處理的位置允許所有專(zhuān)用模式下的發(fā)送數(shù)據(jù)都用一種方法保護(hù)。發(fā)送數(shù)據(jù)可以是用戶(hù)信息（語(yǔ)音、數(shù)據(jù)……），與用戶(hù)相關(guān)的信令（例如攜帶被呼號(hào)碼的消息），甚至是與系統(tǒng)相關(guān)信令（例如攜帶著準(zhǔn)備切換的無(wú)線測(cè)量結(jié)果的消息）。

加密和解密是對(duì)114個(gè)無(wú)線突發(fā)脈沖編碼比特與一個(gè)由特殊算法產(chǎn)生的114比特加密序列進(jìn)行異或運(yùn)算（A5算法）完成的。為獲得每個(gè)突發(fā)加密序列，A5對(duì)兩個(gè)輸入進(jìn)行計(jì)算：一個(gè)是幀號(hào)碼，另一個(gè)是移動(dòng)臺(tái)與網(wǎng)絡(luò)之間同意的密鑰（稱(chēng)為Kc），見(jiàn)圖。上行鏈路和下行鏈路上使用兩個(gè)不同的序列：對(duì)每一個(gè)突發(fā)，一個(gè)序列用于移動(dòng)臺(tái)內(nèi)的加密，并作為BTS中的解密序列；而另一個(gè)序列用于BTS的加密，并作為移動(dòng)臺(tái)的解密序列。

(3)-2-4-1.幀號(hào)：

幀號(hào)編碼成一連串的三個(gè)值，總共加起來(lái)22比特。

對(duì)于各種無(wú)線信道，每個(gè)突發(fā)的幀號(hào)都不同，所有同一方向上給定通信的每個(gè)突發(fā)使用不同的加密序列。

(3)-2-4-2.A5算法

A5算法必須在國(guó)際范圍內(nèi)規(guī)定，該算法可以描述成由22比特長(zhǎng)的參數(shù)（幀號(hào)碼）和64比特長(zhǎng)參數(shù)（Kc）生成兩個(gè)114比特長(zhǎng)的序列的黑盒子。

(3)-2-4-3.密鑰Kc

開(kāi)始加密之前，密鑰Kc必須是移動(dòng)臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)同意的。GSM中選擇在鑒權(quán)期間計(jì)算密鑰Kc；然后把密鑰存貯于SIM卡的永久內(nèi)存中。在網(wǎng)絡(luò)一側(cè)，這個(gè)“潛在”的密鑰也存貯于拜訪MSC/VLR中，以備加密開(kāi)始時(shí)使用。

由RAND（與用于鑒權(quán)的相同）和Ki計(jì)算Kc的算法為A8算法。與A3算法（由RAND和Ki計(jì)算SRES的鑒權(quán)算法）類(lèi)似，可由運(yùn)營(yíng)者選擇決定。

(3)-2-4-4.用戶(hù)身份保護(hù)

加密對(duì)于機(jī)密信息十分有效，但不能用來(lái)在無(wú)線路徑上保護(hù)每一次信息交換。首先，加密不能應(yīng)用于公共信道；其次，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)轉(zhuǎn)到專(zhuān)用信道，網(wǎng)絡(luò)還不知道用戶(hù)身份時(shí)，也不能加密。第三方就有可能在這兩種情況下幀聽(tīng)到用戶(hù)身份，從而得知該用戶(hù)此時(shí)漫游到的地點(diǎn)。這對(duì)于用戶(hù)的隱私性來(lái)說(shuō)是有害的，GSM中為確保這種機(jī)密性引入了一個(gè)特殊的功能。

在可能的情況下通過(guò)使用臨時(shí)移動(dòng)用戶(hù)身份號(hào)TMSI替代用戶(hù)身份IMSI，可以得到保護(hù)。TMSI由MSC/VLR分配，并不斷地進(jìn)行更換，更換周期由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者設(shè)置。






五.GSM通信系統(tǒng)的組成


GSM系統(tǒng)（Global System for Mobile Communication）又稱(chēng)全球移動(dòng)通信系統(tǒng)（全球通）。

GSM通信系統(tǒng)主要由移動(dòng)交換子系統(tǒng)（MSS）、基站子系統(tǒng)（BSS）和移動(dòng)臺(tái)（MS）三大部分組成，如圖所示。其中MSS與BSS之間的接口為A接口，BSS與MS之間的接口為Um接口。GSM規(guī)范對(duì)系統(tǒng)的A接口和Um接口都有明確的規(guī)定，也就是說(shuō)，A接口和Um接口是開(kāi)放的接口。

(4)GSM系統(tǒng)的組成

(4)-1.移動(dòng)交換子系統(tǒng)MSS

完成信息交換、用戶(hù)信息管理、呼叫接續(xù)、號(hào)碼管理等功能。

(4)-2.基站子系統(tǒng)BSS

BSS系統(tǒng)是在一定的無(wú)線覆蓋區(qū)中由MSC控制，與MS進(jìn)行通信的系統(tǒng)設(shè)備，完成信道的分配、用戶(hù)的接入和尋呼、信息的傳送等功能。

(4)-3.移動(dòng)臺(tái)MS

MS是GSM系統(tǒng)的移動(dòng)用戶(hù)設(shè)備，它由兩部分組成，移動(dòng)終端和客戶(hù)識(shí)別卡（SIM卡）。移動(dòng)終端就是“機(jī)”，它可完成話音編碼、信道編碼、信息加密、信息的調(diào)制和解調(diào)、信息發(fā)射和接收。SIM卡就是“人”，它類(lèi)似于我們現(xiàn)在所用的IC卡，因此也稱(chēng)作智能卡，存有認(rèn)證客戶(hù)身份所需的所有信息，并能執(zhí)行一些與安全保密有關(guān)的重要信息，以防止非法客戶(hù)進(jìn)入網(wǎng)路。SIM卡還存儲(chǔ)與網(wǎng)路和客戶(hù)有關(guān)的管理數(shù)據(jù)，只有插入SIM卡后移動(dòng)終端才能接入進(jìn)網(wǎng)。

(4)-4.操作維護(hù)子系統(tǒng)

GSM子系統(tǒng)還包括操作維護(hù)子系統(tǒng)（OMC），對(duì)整個(gè)GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理和監(jiān)控。通過(guò)它實(shí)現(xiàn)對(duì)GSM網(wǎng)內(nèi)各種部件功能的監(jiān)視、狀態(tài)報(bào)告、故障診斷等功能。


六.GSM歷史
　　1998年，目標(biāo)為制訂接替GSM的第三代移動(dòng)電話（3G）規(guī)范的3GPP啟動(dòng)。3GPP也接受了維護(hù)和繼續(xù)開(kāi)發(fā)GSM規(guī)范的工作。ETSI是3GPP的成員之一。
　　在發(fā)展的過(guò)程中，GSM系統(tǒng)的功能不斷得到豐富，從而能夠提供更多樣的服務(wù)。由GSM系統(tǒng)首先引入的短信息服務(wù)（SMS）提供了一種新穎、便捷、廉價(jià)的通訊方式。
　　1994年，GSM實(shí)現(xiàn)了基于電路交換的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和傳真服務(wù)。1999年，WAP協(xié)議使得用戶(hù)可以通過(guò)手機(jī)訪問(wèn)互聯(lián)網(wǎng)。
　　2000年后開(kāi)始商用的通用分組無(wú)線服務(wù)（GPRS）使得GSM系統(tǒng)能夠以效率更高的分組方式提供數(shù)據(jù)通訊。
　　2003年, EDGE技術(shù)開(kāi)始商用，提供了接近3G的數(shù)據(jù)通訊能力。
　　目前，3GPP組織還在發(fā)展GSM標(biāo)準(zhǔn)，以便利用已經(jīng)大量部署GSM基礎(chǔ)設(shè)施，平滑地向3G技術(shù)演進(jìn)。

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