GSM_空中接口_Um
GSM系统的接口和信道配置
同步信道
广播控制信道
2）公共控制信道
公共控制信道
寻呼信道
随机接入信道
准许接入信道
3）专用控制信道
独立专用控制信道 慢速辅助控制信道 快速辅助控制信道
信道组合 在实际GSM移动通信系统应用中，总是将不同类型的逻辑信道映
射到同一物理信道上，称为信道组合。
GSM系统的信道
狭义的信道指的是发送设备和接收设备之间用以传输信 号的传输媒质；
广义的信道，除了包括传输媒质之外，还可以包括发送 和接收端的有关部件和电路。
GSM系统中既包含有线信道，又包含无线信道。一般来 讲，手机与基站之间的通信信道属于无线信道；而基站与 网络交换子系统之间以及网络交换子系统内部的通信信道 多数属于有线信道，如光缆。个别情况下，基站与网络交 换子系统之间也可采用无线信道传输，如微波。
A接口是基站控制器（BSC）与移动交换中心（MSC） 之间的接口，所传递的信息主要是基站管理、呼叫处 理和移动性管理，当然还有具体通信信息。它是GSM中 重要的接口之一，其兼容性对打破市场垄断有重要意 义。
移动业务交换中心(MSC)与公众网之间的ISUP和TUP接口
ISUP接口是7号信令系统的综合业务用户部分， 是控制话音业务(如电话)和非话音业务(如电路交换 数据通信)所必需的信令消息、功能和过程，负责综 合业务数字网中电路交换业务控制的。
移动通信技术及工程应用
目录
✓ GSM系统接口 ✓ GSM系统信道
GSM系统的接口
工程上建设GSM网络时，主要涉及两方面工作：
第一，设备的硬件安装，将这些设备安装到位，再选用传 输介质，以相应的传输方式将各网元设备连接起来。
第二，设备的软件安装及调试（简称“软调”），将设备 各单板所需的软件安装，并配置网络中各网元及其之间的 参数等。
GSM系统信道配置
GSM系统信道配置通信原理GSM系统信道配置的思维导图一个作业学习目标1. 能解释GSM系统A接口、Abis接口和Um接口的作用UM接口：手机和基站的接口俗称：空中接口Abis接口：基站和BSC（基站控制器）的接口A接口：BSC（基站控制器）和MSC/VLR(移动交换中心)的接口2. 能画出GSM帧结构3.能说出逻辑信道的作用以及每个逻辑信道对应的物理信道4. 能解释GSM的4步空口流程3.1 物理信道物理信道——TDMA 中的时隙，1个载频提供8个物理信道GSM 网络总的可用频带为100MHZ1.在建网初期及邻省之间协调时应使用4x3的复用方式，即N=4，采用定向天线，每基站用3个120°或60°方向性天线构成3个扇形小区2.业务量较大的地区可采用其它的复用方式如3x3，2x6，1x3复用方式1.若采用全向天线应采用N=7的复用方式其频率可从4x3复用方式的12组中任选7组，频道不够用的小区可从剩余频率组中借用频道，但相邻频率组尽量不在相邻小区使用2.在微蜂窝的频率配置时，可根据需要保留出一些专用频率3.2 逻辑信道逻辑信道是指在物理信道所传输的内容，即依据移动网通信的需要，为所传送的各种控制信令和语音或数据业务，在TDMA 的8个时隙，分配的控制逻辑信道或语音、数据逻辑信道。
专用信道用于传送用户语音或数据的业务信道，另外还包括一些用于控制的专用控制信道专用控制信道（DCCH）：是基站与移动台间的点对点的双向信道业务信道(TCH)：是用于传送用户的话音利1数据业务的信道口分类：根据交换方式的不同分为电路交换信道和数据交换信道依据传输速率的不同分为全速率信道 (13kbit/s)和半速率信道(6.5kbit/s)公共信道用于传送基站向移动台广播消息的广播控制信道和用于传送MSC与MS间建立连接所需的双向信号的公共控制信道广播信道（BCH）：从基站到移动台的单向信道公共控制信道（CCCH）：是基站与移动台间的一点对多点的双向通信逻辑信道架构图3.3 信道配置逻辑信道与物理信道映射GSM系统的逻辑信道数超过了一个载频所提供的8个物理信道通信的根本任务是利用业务信道传送语音或数据，而按照一对一的信道配置方法，在一个载频上已经没有业务信道的时隙将逻辑控制信道复用，即在一个或两个物理信道上复用逻辑控制信道一个基站有N个载频，每个载频有8个时隙。
2、GSM系统结构与接口
BSSAP：BSS应用部分 DTAP：直接转移应用部分 BSSMAP：BSS移动应用部分
SCCP：信令连接控制部分 MTP：消息传递部分
NSS内部及GSM与PSTN之间的协议
与非呼叫相关的信令采用移 动应用部分（MAP），用于 NSS内部接口（B、C、D、 E、F、G）之间的通信. 与呼叫相关的信令则采用电 话用户部分（TUP）和 ISDN用户部分（ISUP）， 分别用于MSC之间和MSC 与PSIN、ISDN之间的通信.
E接口
E接口定义为控制相邻区域的不同移动业
务交换中心（MSC）之间的接口. 此接口用于切换过程中交换有关切换信息 以启动和完成切换. E接口的物理链接方式是通过移动业务交 换中心（MSC）之间的标准2.048Mbit/s PCM 数字传输链路实现的.
F接口
F接口定义为移动业务交换中心（MSC）与
GSM系统与公众电信网的接口
公众电信网主要是指公众电话网（PSTN），
综合业务数字网（ISDN），分组交换公众数据 网（PSPDN）和电路交换公众数据网（ CSPDN）.GSM系统通过MSC与这些公众电信 网互连. GSM系统与PSTN和ISDN网的互连方式采用7 号信令系统接口.其物理链接方式是通过MSC与 PSTN或ISDN交换机之间标准2.048Mbit/s 的 PCM 数字传输实现的.
协议分层结构
信号层1（物理层） 这是无线接口的最低层、提供传送比特流所需的物理链路（例如 无线链路）、为高层提供各种不同功能的逻辑信道. 信号层2（L2） 主要目的是在移动台和基站之间建立可靠的专用数据链路， L2协议基于ISDN的D信道链路接入协议（LAP-D），但作了更 动，因而在Um接口的L2协议称之为LAP-Dm. 信号层3（L3） 这是实际负责控制和管理的协议层.L3包括三个基本子层： 无线资源管理（RR）、移动性管理（MM）和接续管理（CM）. 其中一个CM子层中含有多个呼叫控制（CC）单元，提供并行呼 叫处理.为支持补充业务和短消息业务，CM子层中还包括补充业 务管理（SS）单元和短消息业务管理（SMS）单元.
中国移动笔试试题集付答案(整理)
无线试题一、填空1)目前，GSM频段是从到（手机发射），到（手机接收），相对应的频点号从到。
2)DCS1800频段是从到（手机发射），到（手机接收），相对应的频点号从到。
3)0dB的含义是？1W＝ dBm。
4)GSM系统使用的多址方式为。
答案：1.890MHZ、915MHZ、935MHZ、960MHZ、1、124。
2.1710MHZ、1785MHZ、1805MHZ、1880MHZ、512、885。
3.无增益、30。
4.FDMA+TDMA。
二、选择1)处于空闲模式下的手机所需的大量网络信息来自信道。
A、BCCHB、CBCHC、RACHD、SDCCH答案：（A）2)关于Um接口说法错误的是：A、又称空中接口，用于手机与GSM系统固定部分之间的互通B、是手机与BTS间的通信接口C、其物理连接通过PCM链路实现D、传递的信息包括无线资源管理、移动性管理和接续管理答案：（C）3)未使用扩展范围（Extended Range）的GSM小区的最大半径为。
A、35kmB、50kmC、70kmD、129km答案：（A）4)关于位置区的说法错误的是：A、一个位置区可以属于多个BSCB、一个位置区可以属于几个MSCC、一个位置区只能由一个MSC处理D、一个位置区有一个特定的识别码答案：（B）5)使用combiner的原因是：A、最多可以有4个Site使用同一PCM链路B、多个TRXs可以使用同一天线系统C、手机可以同进收听2个基站的信息D、发射和传送均由同一天线完成答案：（B）6)手机使用DTX的好处是。
A、延长电池寿命B、增加接收信号强度C、降低比特误码率D、提高通话质量答案：（A）7)当SACCH测量报告伴随TCH信道时，它的测量周期为。
A、480毫秒B、1秒C、2048毫秒D、1分钟答案：（A）8)在手机通话过程中，用来传递切换命令消息的逻辑信道是。
A、SACCHB、SDCCHC、SCHD、FACCH答案：（D）9)全速率业务信道和半速率业务信道传送数据最快速度为和。
06-41.1 空中接口Um概述课件
移动通信技术与系统空中接口Um概述华山主讲人U m口A 也叫做空中接口，用于移动台与GSM系统的固定部分之间的互通。
B 开放式接口，实现了不同厂家不同网络的兼容C 用于传输MS与网络之间的信令信息和业务信息(包括语音和用户数据)。
D 传递的信令信息包括无线资源管理，移动性管理和接续管理等。
E 采用FDMA和TDMA技术，决定了频谱的利用率。
频率MHzACBDGSM900系统890 915GSMEGSM880 915935 960GSM925 960EGSMEGSM900系统DCS1800系统PCS1900系统—124个频点：1-124—增加了50个频点：975-1023—374个频点：512-885—299个频点ACBDGSM900系统 EGSM900系统 DCS1800系统 PCS1900系统 1880DCSPCS 1850 1910 PCS1930 1990—124个频点：1-124 —增加了50个频点：975-1023 —374个频点：512-885 —299个频点F DMA 复用方法频分带宽他们的频分带宽都为200KHz频点分配使用无线区群规划频点 同小区不能使用邻频 相邻小区不能使用同频，也不能使用邻频频分双工上下行使用不同的频段，频率较低的频段做上行频段，频率较高的频段做下行频段。
时 分信道 时间轴TS 7 TS 6 TS 5 TS 4 TS 3 TS 2 TS 1 TS 0 TDMA 帧 TDMA 帧 4.615 ms 0 9.23 ms TS 7 TS 6 TS 5 TS 4 TS 3 TS 2 TS 1 TS 0 T 3TS 2 TS 1 TS 0 时分信道 # 2 = TS2重复F DD方案TS0 TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6 TS7 m N号25MHz （124个频点） 890MHz 915MHz 25MHz （124个频点）935MHz 960MHzTS0 TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6 TS7 mN 号收 发时间2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 45MHZARFCN ARFCN下行2 3 4 5 6 7 0 1 2时隙 时隙 上行 帧即上行滞后下行三个时隙。
GSM接口汇总
●手机到BTS（基站发射器）的空中接口－Um itf；●BTS到BSC（基站控制器）的Abis接口；●BSC到MSC（移动交换中心）的A接口；●MSC到VLR（访问位置寄存器）直接的B接口；●MSC到HLR（归属位置寄存器）之间的C接口；●HLR和VLR之间的D接口；●各MSC之间的E接口；●MSC到EIR（电子设备寄存器）之间的F接口；●各VLR之间的G接口；●HLR和AC（鉴权中心）之间的H接口等。
上述接口中，Abis，B，H接口一般为设备中的内部接口，不开放，其余都是开放接口。
一律采用的CCITT的七号信令。
ABIS &LAPD区别Abis接口BTS到BSC之间的物理层、数据链路层和RRM层的接口总和，而LAPD第二层的数据链路层,它以LapD(GSMLayer2_08.56)协议传送信息。
1、GSM中将BSC与BTS之间的接口称为ABIS接口，这是这两个物理网元的角度来说的，同样，比如我们把BTS和MS两个网元实体之间的接口称为UM接口。
2、LAPD是ABIS接口上的数据链路层管理协议，全称Link Access Protocol on the D-channel，当然在ABIS接口还有其他协议，LAPD只是其中的一种，如在其之上有BTSM、RR（RR在bts上是透传的），只是针对不同的管理应用功能。
3、在ABIS口上传输的有两种信道：业务信道和信令信道，LAPD是负责信令消息在ABIS 口数据链路层传输管理的，这些信令消息可以是BTS与BSC交互的信令，也可能是MS通过BTS与网络侧的交互信令。
4、SACCH是用来传送系统消息和测量报告的，这些应该属于LAPD管理，其中测量报告在LAPD协议中以无确认消息的方式传递。
此外SACCH是随TCH的慢速控制信道，但是这些是属于UM口逻辑信道的概念范畴，这个不能和ABIS口的协议混淆。
此外，我们用信令表跟踪基站RSL时，也会看到测量报告。
GSM、WCDMA系统接口
GSM系统1. Um接口：BTS和MS之间的接口。
2. Abis接口：BSC和BTS之间的接口，Abis接口支持向客户提供的所有服务，并支持对BTS无线设备的控制和无线频率的分配。
3. A接口：BSC与MSC之间的接口，主要传递呼叫处理、移动性管理等信息。
4. B接口：MSC与VLR之间的接口，用于MSC向VLR询问有关移动台当前位置信息，或通知VLR有关移动台的位置更新。
5. C接口：MSC与HLR之间的接口，用于查询用户信息。
6. D接口：HLR与VLR之间的接口，主要交换位置信息和客户信息。
7. E接口：MSC与MSC之间的接口，用于移动台在呼叫期间从一个MSC区移动到另一个MSC区，为保持通话连续而进行局间切换，以及两个MSC间建立客户呼叫接续时传递有关消息。
8. F接口：MSC与EIR之间的接口，用于MSC检验移动台IMEI时使用。
9. G接口：VLR和VLR之间的接口，当移动台以TMSI启动位置更新时VLR使用G接口向前一个VLR获取MS的IMSI。
WCDMA系统UMTS（通用移动通信系统）是采用WCDMA空中接口技术的第三代移动通信系统，通常也就把UMTS系统称为WCDMA通信系统。
UMTS系统采用了与第二代移动通信系统类似的结构，包括无线接入网络（RAN, Radio Access Network）和核心网络（CN, Core Network）。
其中RAN用于处理所有与无线有关的功能，而CN处理UMTS系统内所有的话音呼叫和数据连接，并实现与外部网络的交换和路由功能。
CN从逻辑上分为电路交换域（CS, Circuit SwitchedDomain）和分组交换域（PS, Packet Switched Domain）。
RAN、CN与用户设备（UE, User Equipment）一起构成了整个UMTS 系统，其系统结构如0所示。
UMTS系统结构UTRAN基本结构UTRAN基本结构UTRAN包含一个或几个无线网络子系统（RNS, Radio Network Sub-system）。
GSM网面试题
1、Um、Abis、A、B、C、D、Gb接口等的定义。
2、Um接口的分层。
（物理、链路、网络层）3、一个时隙是156.25bit，为0.577ms。
1bit为3.7微秒。
4、各种信道的作用：BCCH(FCCH SCH BCCH)、CCCH(PCH、RACH、AGCH)DCCH(SDCCH、SACCH、FACCH)TCH（全速率、半速率）5、一个SACCH测量报告是在TCH伴随时为480ms。
6、一个组合的BCCH内有3个CCCH块。
一个非组合的BCCH内有9个CCCH块。
CCCH块又由AGCH和PCH块组成。
其影响到寻呼容量和复合。
7、位置更新分为哪三种（周期性、正常、开关机）8、LAC区的作用是什么。
9、天线对于各种场景怎么选型和应用。
天线的原理是什么？dbi和did的区别？驻波比是怎么回事？10、移动的频段是什么？11、频率复用有几种（传统：4*3。
紧密：分层紧密复用、1*3、普通同心圆）12、移动的频点如果按照BCCH4*3复用，TCH1*3复用，最大站型是什么？(S14/14/14)13、基带跳频和射频跳频的不同。
(基带跳频载频共同完成一个跳变，容量较大，载频故障对通话质量影响较大。
射频跳频是每个载频都可以完成一个跳频，容量较小。
) 14、跳频的作用。
MAIO、HSN、TCS等的定义。
（平滑快衰落、提供大体的通话质量、更紧密复用可以提高容量、频率分集）15、小区重选和小区选择的区别？C2的定义。
16、T3212/T3122/T3101/T3103/T3105/T3107/T3109/T3111的定义。
17、天线接反怎么判断。
路测时能看到什么参数，干扰怎么来看？18、华为切换种类和含义：紧急（BQ/TA/快速电平下降/干扰）、负荷、正常（边缘、层间、PBGT）、速度敏感性、同心圆切换。
具体含义请看资料。
19、华为1代、2代、3代功控的区别。
（看资料）20、AMR是做啥的。
21、同频干扰和邻频干扰的定义。
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无线接口信令
支持的 “连接类型”:
呼叫控制 CC 例如: • “建立”, “振铃”, “连接”, “拆线” 补充业务, 例如: • 呼叫转移 , 迂忙回叫,计费通知 .. SMS
连接管理 CM
呼叫控制 CC 补充业务 SS 短消息业务SMS
L3
移动性管理 MM 无线资源管理 RR
专用信道的建立 / 维护 / 释放 例如:
FACCH 消息
• 建立从SDCCH 至 TCH的连接 • 对SDCCH至TCH转换的有效性检查 • 通知越区以后使用的基站特性 • 越区以后与基站建立连接
SACCH 消息
• 系统信息 5, 5bis, 5ter 和 6(连接模式) • 测量:
功率电平 通信质量 临近小区信标频率
• 定时提前量
使其用户部分能够: • 接入数据库 / 交换机 (全球通过 SS7) • 事务调用 • 识别同一事务的消息
SCCP
信令连接控制部分
第三层: 网络层
提供 (L3 的扩展): • 全球路由 全球码翻译 GTT • 业务分类
(面向连接 /无连接)
第二层: 数据链路层 第一层: 物理层 2014-3-27
17
• “寻呼” • “信道请求” • “立即指定” • “加密模式命令 / 完成” • “信道释放 ” 信令数据的安全传递 例如: • 广播, 寻呼, 接入允许, 专用信令
第二层: LAPDm
第一层
逻辑 物理
2014-3-27
18
逻辑信道--业务和控制信道
TDMA 帧
TS 0 TS 1 TS 2 TS 3 TS 4 TS 5 TS 6 TS 7 TS 0 TS 1
TB
头比特
“信息”
142 bit
TB
尾比特
GP
保护时间
3 bit
3 bit
8.25 bit
HF 传输
2014-3-27
9
延迟上行链路TDMA帧
BTS侧
上行链路TDMA起始点延迟三个时隙 0 R 下行链路TDMA
BTS TDMA 帧 (4.615 ms)
1 R
2 R
3 R
4 R
5 R
6 R
7 R
T
T
2x25 2x35 2x4 2x75 2x60
45 45 45 95 80
124 174 19 374 299
频率单位为 MHz 载波频率 = ARFCN = Absolute Radio Frequency Channel Number
2014-3-27
4
时分多址 (TDMA)--帧和物理信道
时隙
EIR
MM RR
LAPDm L1
MTP
x BTS MS OMC
ISUP: ISDN 用户部分 MAP: 移动应用部分 TCAP: 事务能力应用部分 SCCP: 信令连接控制部分 MTP: 消息传递部分 BSSAP: BSS 应用部分
BSC BSSAP
BSSMAP DTAP
MSC ISUP
ISDN
SCCP
BCCH 消息
• 系统信息类型1, 2, 2bis,
2ter, 3, 4, 7, 8 (空闲模式)
紧急呼叫 对来向呼叫应答 去向呼叫 短消息 呼叫重新建立 注册
CBCH 消息
• 特殊信息
PCH 消息
• 包含呼叫移动台识别码, 短消息或认证
例如: 天气预报 路况信息
2014-3-27
25
TDMA 帧
TS 2 TS 3 TS 4 TS 5 TS 6 TS 7
(帧连续重复)
在物理信道#2上传送的语音定义为逻辑业务信道
在物理信道#1上传送的信息(例如:建立呼叫)定义为逻辑控制信道
2014-3-27
19
从物理信道至逻辑信道的映射
TDMA 帧 = 4.615 ms 时隙 逻辑信道 合路 逻辑信道 •业务 •广播信令
• 功率控制
• 越区有效性检查
2014-3-27
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逻辑信道描述 (2/3)
FCCH 消息
• 不传送消息 (全 0比特)
AGCH 消息
• 专用信道安排:
SCH 消息
• 帧编号 • 基站识别码 (BSIC)
频率号 时隙号 跳频参数 定时提前量 (第一次估计) MS识别码
RACH 消息
• 业务请求:
MS
BTS
BSC
TRAU
MSC
移动台（MS）
基站子系统（BSS）
网络子系统（NSS）
2014-3-27
12
TRAU功能
1
将GSM语音帧转换成PSTN/ISDN A律或µ律语音
2
将来自BSS的用户数据帧适配成 V110 ISDN 64 kbps ISDN格式
BSS MSC BSC
BTS
TRAU
A接口
TS2
TS
TS1 TS0 885 889 930 934
577 s
200 kHz
频率
2014-3-27
[MHz]
7
突发脉冲
功率
„有用信息部分“
时间
28 s 542,8 s 28 s
2014-3-27
8
突发脉冲: 内容
7
0
1
2
3
4
5
6
7
TS = 576 +12/13 s = 156.25 bit 1 bit = 3.6923 s
本章目的及内容
•无线空中接口的用途
• GSM-R如何组织无线信道
•如何区分物理信道和逻辑信道
•为了实现空中接口的成功传输, GSM-R必须完成的 基本步骤
•在呼叫建立时,GSM-R如何使用逻辑信道
2014-3-27
1
无线空中接口的功能
• 语音和用户数据 • 信令
BTS
BTS-1
BTS-2
2014-3-27
2
GSM-R使用对称无线信道
上行
885 MHz 频率 889 MHz 930 MHz
下行
频率
BTS 934 MHz
信道号 例如: 第1010信道
信道号
双工间隔 = 45 MHz 频带宽度 = 2 x 4 MHz 信道间隔 = 200 kHz 信道号：Fl(n) = 890 + 0.2 *(n-1024)，Fu(n) = Fl(n) + 45，n = 1000 2014-3-27 3 - 1019
16 子复用
• 语音压缩: • 数据传输: • 信令:
64kbit/s 13 or 5.6 kbit/s + 带内信令 “64 kbit/s” 0.3 - 9.6 kbit/s + 带内信令 透明传输
2014-3-27
15
GSM信令
CM
CC SS SMS
HLR
AC
VLR MAP
TCAP SCCP L3 L2 L1
逻辑信道描述 (3/3)
NCH 消息
• 通知VGCS/VBS呼叫：
处于空闲模式或专用模式的组成员 正在参与语音组呼和语音广播的组成员
2014-3-27
26
系统消息类型
系统消息类型 1 2 2 bis 2 ter 3 4 5 5 bis 5 ter 6 7 8 消息 随机接入信道控制 + 小区分配 随机接入信道控制 + 广播控制信道分配 随机接入信道控制 +扩展广播控制信道分配 扩展的广播控制信道分配 随机接入信道控制+ LAI + 公共控制信道消息 随机接入信道控制 + 小区消息 (小区广播信道 广播控制信道分配 扩展的广播控制信道分配 扩展的广播控制信道分配 LAI + 小区消息 小区重选参数 小区重选参数 信道 广播控制信道 广播控制信道 广播控制信道 广播控制信道 广播控制信道 广播控制信道 慢速随路控制信道 慢速随路控制信道 慢速随路控制信道 慢速随路控制信道 广播控制信道扩展 广播控制信道扩展
T 下行 链路
T
T
T
T 上行 链路
T
MS侧
MS1 R
T
定时提前量 TA:
补偿传输时延
BTS 要求 MS 提前 发送:2 倍的MS – BTS传输时延 MS2 R T
三个时隙固定传输时延 2014-3-27
10
传播时延
M2
d2
BTS帧参考
传播时延 tp
TS0
TS1
TS2
TS3
TS4
TS5
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14
TRAU
编译码转换和速率适配单元
TRAU
A
64 64 64 64 64 64 64 64 64 64 64 64 64 kbit/s 64 kbit/s 64 kbit/s 64 kbit/s
B S C
64 64
16
Ater
64 64 kbit/s
16 16
M S C
16 16 16 16
FACCH
SACCH
业务复帧
信令复帧
业务复帧
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22
在无线接口上的逻辑信道
TS 0 12 3 4 5 6 7
BTS
频率校正 同步 FCCH SCH BCCH RACH PCH AGCH
SACCH SDCCH
TCH
FACCH
MS
业务 (语音-数据) 随路信令 无线测量 + SMS 专用信令 广播信息
DTAP
BSC 不参与 透明传输: MS CN. 的MM & CM