GSM系统

GSM概述

1.1.1GSM组网图

1.1.2GSM协议栈概述

整个GSM协议栈如下图所示。其中，Um口是UE和基站之间的接口，也就是“空口”。Abis口为基站和控制器之间的接口，A口为控制器和MME之间的接口。

L3分为CM\MM\RR三个子层：

CM（connection management）功能分为三部分：CC呼叫控制，SSS补充业务，SMS短信。

MM（mobile management）主要是移动性管理，主要是：身份验证和安全性、位置管理。

RR(Radio resource management)主要是建立、维护无线连接的，功能主要包括：小区选择、切换等。

L2为中间层，使用LAPDm协议。它包括各种数据传输结构，对数据传输进行控制，保证在移动台和基站之间建立可靠的专用数据链路。

L1为物理层，物理层首先有逻辑信道的概念。逻辑信道首先分为：TCH和CCH。

TCH（业务信道）用于基站和UE“点对点”传输话音和数据。

CCH（控制信道）又分为DCCH（专用控制信道）、CCCH（公共控制信道）、BCCH（广播控制信道）。

1.1.3L1概述

不同的逻辑信道信息在物理层经过的处理是不同的。而这些步骤是空口抓二进制数据后，将数据还原成可读的数据包的必要过程。以下是总结的L1的处理过程：

语音编码：每20ms作为一个语音块，经8Khz抽样，每个语音块有160个样本。经过a率13折线或者u率14折线量化，并加入一些bit后，每个样本有16bit，所以一个语音块共2560bit，速率为128kbit/s。这个速率在无线环境下不易传输。要经过信源编码，一个语音块经过信源编码后为260bit，速率为13kbit/s。

信道编码：编码的基本原理是在原始数据上附加一些冗余比特信息，接收端的解码过程利用这些冗余的比特来检测误码并尽可能的纠正误码。

加密：密文通过一个泊松随机序列（由加密钥Kc与帧号通过A5算法产生）和常规突发脉冲之中114个信息比特进行异或操作而得到的。A5算法分为A5/1、A5/2、A5/3三种。

时隙：每个小区都有若干载频，每个载频都有8个时隙(时隙0~7)，也就是八个基本的物理信道。BCCH、CCCH都是广播信息，直接占用时隙0。而TCH和DCCH需要进行请求应答过程来分配时隙。