GSM

概述

GSM（Global System for Mobile Communications，全球移动通信系统）是第二代（2G）蜂窝移动通信标准。尽管已逐步被 3G/4G/5G 取代，GSM 在全球范围内仍有广泛部署，是理解蜂窝网络体系结构的基础。

本文整理了 GSM 网络中的频段规划、网络结构层次划分以及关键标识符等基础知识，为后续的 GSM 嗅探与安全研究提供理论基础。

GSM 频段规划

GSM 标准定义了多个频段，不同国家和地区使用不同的频段组合：

频段	上下行间隔	上行频率范围（终端发射）	下行频率范围（基站发射）	ARFCN 范围
GSM 450	10 MHz	450.4 ~ 457.6 MHz	460.4 ~ 467.6 MHz	259 ~ 293
GSM 480	10 MHz	478.8 ~ 486 MHz	488.8 ~ 496 MHz	306 ~ 340
GSM 750	30 MHz	747 ~ 762 MHz	777 ~ 792 MHz	438 ~ 511
GSM 850	45 MHz	824 ~ 849 MHz	869 ~ 894 MHz	128 ~ 251
P-GSM 900	45 MHz	890 ~ 915 MHz	935 ~ 960 MHz	1 ~ 124
E-GSM 900	45 MHz	880 ~ 915 MHz	925 ~ 960 MHz	0 ~ 124, 975 ~ 1023
R-GSM 900	45 MHz	876 ~ 915 MHz	921 ~ 960 MHz	0 ~ 124, 955 ~ 1023
DCS 1800	95 MHz	1710 ~ 1785 MHz	1805 ~ 1880 MHz	512 ~ 885
PCS 1900	80 MHz	1850 ~ 1910 MHz	1930 ~ 1990 MHz	512 ~ 810

ARFCN（Absolute Radio Frequency Channel Number） 是 GSM 系统中用于标识无线信道的绝对射频信道号。在 SDR 嗅探中，通常需要指定 ARFCN 来锁定目标信道。

中国大陆常用频段：

• 中国移动：GSM 900（ARFCN 1~124）、DCS 1800
• 中国联通：GSM 900、DCS 1800

GSM 网络结构层次

GSM 系统的网络结构按覆盖范围从大到小分为以下层次：

参考：GSM、PLMN区、MSC区、位置区、基站区、小区、TAC、CI 名词解析

GSM 服务区

由 GSM 网络中所有成员国的网络覆盖区域组成，是最大的逻辑区域范围。

PLMN 业务区

PLMN（Public Land Mobile Network，公共陆地移动网） 通常指某个运营商的网络覆盖区域。例如，中国移动 GSM 的 PLMN 区就是整个中国大陆的覆盖范围。

MSC 区

MSC（Mobile Switching Center，移动交换中心） 控制区域。在该区域内，采用共同的编码方法及路由规划。一个 MSC 区包含一个或多个位置区。

位置区（LA）

LA（Location Area） 是对用户发起寻呼时的区域单位。最大可等同于一个 MSC 区，最小可等同为一个小区的覆盖范围，通常由若干个相邻基站的覆盖区域组成。

基站区

一座基站（BTS）的覆盖范围。现代宏站通常配置 3 个扇区，即一个基站区通常等于 3 个小区的覆盖总和。

小区（Cell）

也称蜂窝区，理想形状为正六边形。小区是 GSM 网络的最小覆盖单元，每个小区由一个 BTS 扇区提供信号覆盖。

关键标识符

CI — 小区标识

CI（Cell Identity） 用于唯一标识 GSM PLMN 中的每个小区。CI 与 LAC 结合使用，可以定位网络中的每个 BTS 及其覆盖的小区。

IMEI — 国际移动设备识别码

IMEI（International Mobile Equipment Identity） 由 15 位数字组成，是手机的唯一硬件标识号码。

结构组成：

段	名称	长度	说明
TAC	Type Allocation Code	8 位	区分手机品牌和型号（前2位为分配机构标识，如 01=美国CTIA，35=英国BABT，86=中国TAF）
FAC	Final Assembly Code	2 位	最终装配地代码（仅早期6位TAC手机）
SNR	Serial Number	6 位	生产序列号
CD	Check Digit	1 位	由前14位通过 Luhn 算法计算得出的校验码
SVN	Software Version Number	—	软件版本号（仅部分机型）

IMSI — 国际移动用户识别码

IMSI（International Mobile Subscriber Identification Number） 用于区分蜂窝网络中的不同用户，存储在 SIM 卡中。手机通过 64 位字段将 IMSI 发送给网络，用于在 HLR（归属位置寄存器）或 VLR（拜访位置寄存器）中查询用户信息。

为防止监听者识别和追踪用户，通信过程中大多使用 TMSI（临时移动用户识别码） 替代 IMSI。

结构组成：

段	名称	长度	说明
MCC	Mobile Country Code	3 位	移动国家代码（460 = 中国）
MNC	Mobile Network Code	2~3 位	移动网络代码（00 = 中国移动）
MSIN	Mobile Subscription Identification Number	10 位	移动订户识别码（运营商分配）

示例：

IMSI: 460001357924680
├── MCC: 460        → 中华人民共和国
├── MNC: 00         → 中国移动
└── MSIN: 1357924680

GSM 小区信息示例

以下是通过扫描工具获取的 GSM 小区信息示例：

SRV	MCC	MNC	LAC	CID	ARFCN	BSIC	RSSI
N	460	0	4421	41285	50	32	—
N	460	0	4421	36025	53	22	—
N	460	0	4421	16026	518	52	—
N	460	0	4421	30010	55	35	—
N	460	0	4421	29783	59	14	—

字段说明：

• SRV — 服务状态（N 表示邻区）
• MCC/MNC — 运营商标识（460/0 = 中国移动）
• LAC — 位置区代码
• CID — 小区标识
• ARFCN — 绝对射频信道号
• BSIC — 基站识别码
• RSSI — 接收信号强度

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