1.4 水煮GSM---无线通信系统的实现

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1.3节所述的无线通信的六大困惑其实就是无线通信与有线通信的六大区别。之所以把这些问题单独列出来，就是希望通过对比，让大家对无线通信有一个初步和整体的认识。

对概念有一个清晰的认识后，接下来的问题是如何实现它，本书从第4章开始，将会逐步描述无线通信实现的细节。在这里，我们不妨轻松一下，水煮一下全球最成熟的无线通信网络——GSM。

1.4.1静静的湘水

夜，很深沉，很安静。夜幕下的湘水，静静地流淌，流往它想去的地方。河边，某集团军A师少将师长钟秦一个人坐在铺满鹅卵石的岸边，半闭着眼睛，似乎很享受地聆听着流水的声音。这是大战前特有的寂静，每当这时候，他都喜欢来到江边，感受流水带来的难得的宁静。

三天后就要大演习了，本次的演习地点设在湘水旁的Y市，由A师主攻，另一个曱种师主守。这次演习很特殊，为了检验部队实战的应对能力，本次演习不设导演部，不设红蓝对抗，不向作战双方公布演习的部队番号，就是为了尽最大程度模拟实战。接到这样的任务，钟秦很是兴奋，这样的实战演习十年难得一遇啊，自然要竭尽全力去打这—仗。

然而此刻他需要宁静，A师只是一个乙种师，装备和经费都远不如曱种师，要想赢 得这样的战争，需要指挥官有一颗冷静的头脑和一双锐利的眼睛，从纷繁芜杂的一堆现 象中迅速找到对手的致命弱点，一击而溃。机遇或许只有一次，把握得住才是英雄。贴近水的人，通常都会融入水的宁静，静得只听到水声和自己的心跳声，这是他喜欢水的原因，“智者乐水”何尝不是呢。

“报告，侦察营营长范胜杰汇报情况。”不知何时，范胜杰已来到身边。

“快说! ”钟秦显然等待已经很久了。

“按照师长的吩咐，我们提前两个星期卧底Y市，得到了大量情报”。

“部队番号，对方师长姓名？ ”

“部队番号没有一点风声，对方的高级将领全部用汉朝将领的姓名作化名，以避免被我们查到资料，目前只知道对方师长用的代号叫‘程不识’。”范胜杰小心答道。

“没查出番号？ ”钟秦脸上掠过一丝不快，很快又有了笑意。“‘程不识’，知道这个也不错，起码知道了对手的大致风格。程不识在汉朝的名将里以军规严整而著称，以这个名字命名的人，治军一定非常细致严谨，这是优点，但也是我们的机会。”

“什么机会?”范胜杰有点不解，好奇地问。

“三天后见分晓，你先去休息吧。”钟秦闭上了眼睛，陷入了沉思，范胜杰见状，知趣地退下了。

月色朦胧，如薄薄的轻纱披在人身上。湘水里月亮的倒影，随着波浪星星点点，很美。难怪《月光曲》总是那么醉人。

啪地一声立正，皮靴脚后跟相撞的声音在月空下格外响亮，“特务营营长上官云报到。”

钟秦喜欢这个干脆响亮的声音，面前的这个爱将做事总和他的答到一样干练。钟秦极其崇拜孙子，他尤其喜欢《孙子兵法》第十三篇《用间篇》里的一段话：“成功出于众者,先知也。先知者，不可取于鬼神，不可象于事，不可验于度，必取于人。”上官云的特务营，就是他的胜负手。

“明天两位观察员就要到了吧，来我部观摩的叫张威，去对方观摩的叫王云，对不 对？ ”钟秦问道。

“对，”上官云答道。

“对方是个曱种师，而且据情报来看，是个高科技信息化装备的部队，我们对这样的部队的作战方式了解有限，对对方的作战风格也毫不知情，是不是?”钟秦抬起头来， 看着上官云。

“的确，目前的情报对于部署作战并不够。”上官云很坦率地说出了自己的想法。

“这样的情况作战，对于我们而言，要赢可能只有一次机会.你不是克劳塞维茨的信徒吗，那么去寻找对方最薄弱的地方，倾尽全力给对方致命一击吧。对方的信息系统非常严密，侦察营无功而返，你知道该怎么做。”钟秦眼睛直视着上官云。

“这样似乎不妥吧？ ”上官云有点迟疑。

“兵者，诡道也，凡是演习规章里没有禁止的，那么就可以用。”钟秦不再说话，继续享受那份属于他的宁静。

上官云退下了。

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清晨，王云坐着军区安排的吉普车来到了C师驻地——Y市。C师师长“程不识”早已等候在那里了。

作为一个军区参谋，王云看起来比想象中的要年轻，“程不识”过去热情地握手并说到“C师师长常兴乐欢迎军区参谋前来观摩演习，一路辛苦了，先去军区招待所休息如何？

王云脸上有些疲惫，目光却依然炯炯有神：“谢谢常师长，我还是想先参观一下你们的部队和信息化作战情况。信息化作战是当前的潮流，’我很感兴趣。”

“那好，请随我来作战室。”常兴乐也是个爽快人。

“首先请看我们的作战电子地图，这次C师的作战任务是在Y市这个具备丘陵、平原和山地等多种地形的城市进行防御作战。我们的主要作战方针是通过暗堡串联起防线， 配合野战部队进行机动作战。”常兴乐介绍。

王云不由得仔细观察起暗堡的分布来。暗堡选址均在山高险要之处或城区要害高楼，居高临下，参差有序，火力网交叉严密缝合，几无漏网之处。王云心里不由得暗暗赞叹：火力可以达到“无缝覆盖”，真将才也！

“为了让对手尽可能少地知道我C师的情况，C师参谋部还针对该防御系统设计了一整套暗语和暗堡。这些暗堡，我们把它称作‘基站’，每基站可支持一个连左右的部队在附近活动作战，这些野战部队的士兵被称为（MS’ ( Mobile Station,移动台）；

‘基站’内有三挺重机枪呈扇形分布，构成一个火力系统，称为‘BTS’（ Base Transceiver Station,基站收发信机）；暗堡之间均有壕沟或地道相通，用于传递弹药和情报，支持作战，称为‘光缆’；每几十个‘BTS’构成一个区域战斗集群，由一个‘BSC’ (Base Station Controller,基站控制器）统一指挥，‘BSC’也就是团部，‘BTS’和‘BSC’ 合称‘BSS’ (Base Station Subsystem,基站子系统）；Y 市共有10 个‘BSC’，由一个‘MSC’ ( Mobile Switching Center,移动交换中心）统一指挥，也就是师部；师部下设军情观察室，叫做‘OMC，( Operation & Maintenance Center,操作和维护中心）, 一刻不停地收集前方的军情。无论是BTS、BSC还是MSC，我们都配备了高速计算机，用于快速处理战场复杂多变的情况，请看作战结构图（如图1.16所示）”常兴乐在介绍他的得意之作时，嘴角不禁浮现出一丝微笑。

“常师长，你们的信息化作战系统那是相当的精密，但是你对整个军情的掌控都过于依赖于‘OMC’，如果对方派一支小分队化妆成你们的野战部队也就是‘MS’，对你的‘OMC’进行突袭，打掉你的信息中心，那你整个信息系统不就成了聋子瞎子了吗？ ”王云的眼里闪过一丝不易察觉的诡谲。

“这个请王参谋放心，跟我玩第五纵队，门都没有„ ”常兴乐信心满满地答道，“我们每个‘MS’野战士兵都有一个唯一识别号叫作IMSI( International Mobile Subscriber Identity,国际移动用户识别）等，还有一个独一无二的密码叫做Ki号。在军区的司 令部下设了一个叫‘HLR，( Home Location Register,归属位置寄存器）的档案室， 存储了这些士兵的IMSI号、Ki号及其他详细信息。在师部，也有一个叫‘ VLR’ (Visitor Location Register,访问位置寄存器）的档案室。作战士兵的情况一旦有所变化，‘VLR’ 都会实时和‘HLR，联系，到HLR下属的特高科‘AuC’ (Authentication Center,鉴 权中心）里进行认证。有这个认证系统，谁想乔装成我军蒙混进来搞破坏那是不可能的。”

“哦，是这样啊。既然要做到迅速及时地识别一个士兵是不是对方乔装的，那么一定是通过无线电波进行认证咯，那么你的IMSI号和Ki号一定会在空中传送吧。电磁波是可以被拦截的，安全性问题你们考虑过没有，万一被敌方截获了怎么办？ ”王云 继续追问道。

“呵呵，王参谋平时坐在军中大帐，运筹帷幄，决胜千里，想不到对这些技术层面的细节这样感兴趣啊。是这样的，Ki号这个密码是不在空中传送的，我们在空中用另一串 数字来代替它作为密码。”常兴乐打了个马虎眼。

“是啊，我们在空中用Ki号和伪随机数生成的无限不重复式密码来代替Ki号进行认证，想必王参谋看过《海狼行动》这部谍战片吧。片中……” C师的一个年轻参谋讨好 地补充道，结果被常兴乐盯了一眼，又把后半截话咽了回去。

“技术细节就不讨论了，我们这次演习的目的是为了检验部队在信息化条件下的各种作战方式，常师长，你们的作战方式都有哪些创新点呢？ ”王云饶有兴趣地说。

“我师主要的作战特点就是信息化条件下的灵活作战，又不失严谨常兴乐听到这个话题不由得眼前一亮，像是打开了话匣子一般滔滔不绝，“我师的作战系统十分精密而复杂，以战斗序列的作战命令而言，师部至团部的作战命令称为MTL,军情观察室至团部的命令为OML ( Operations and Maintenance Link，操作和维护链路），团部至连队（也就是暗堡）的作战命令为RSL (Radio Signalling Link,无线信令链路)。为了适应信息化作战的需要，这些命令都有严格的格式要求的，比如MTL用C7格式，OML用X.25格 式，RSL用LAPD格式。”

“你们的作战命令真复杂啊!”王云不禁有点咋舌。

“这不算什么，师部、军情观察室、团部、以暗堡为基站的连部都是配备有高性能计算机的，处理这些g息不成问题。”常兴乐颇有点得意，“如今是信息化时代，对单兵以及指挥部的素质要求是越来越高了。在‘MS’野战单兵与（BTS’的配合作战中，作战命令要更加复杂，首先我们理一下连以上建制部队的作战命令，再看看单兵的吧，请看下图（图1.17）。

“总体来说，‘BTS’暗堡指挥‘MS’单兵野战部队的作战口令相当复杂，大致可以分为TCH (Traffic CHannel，业务信道）、BCH (Broadcast CHannel,广播信道）、CCH (Control CHannel,控制信道）等几类。”常兴乐说得口干舌燥，顿了顿，喝了口茶又开讲了，“这么多作战命令当然不是凭空产生的，都是从平时的训练和战斗演习中得来的经验。毛主席不是说我们要从战争中学习战争嘛。由于我们的步兵是在防区自由运动作战， 这些口令基本是为了解决3类问题而设计的：①（MS’单兵如何发现"BTS，暗堡，以有效上报战斗情况，请求火力支援；②‘BTS’暗堡如何发现‘MS，单兵，以协同作战和避免误伤；③当‘MS’单兵运动到另一个"BTS’暗堡火力覆盖区域时，其指挥权如何由A号‘BTS’转为B号"BTS’，也称切换。”

王云点了点下颌，C师治军的严谨程度有点超乎他的想象，他不由得赞许道：“常师 长以‘程不识，将军的名号命名真是名副其实啊，每个细节都非常严谨。想当年匈奴犯 边的时候，往往都绕开程不识的防区。”

“王参谋过奖了。”常兴乐听到这样的评价，脸上不禁露出一丝喜色，他又继续说道： “针对第一种情况，C师对所有战斗区域编了号。‘BTS’里三面‘天线’，哦，这也是暗号，也就是三挺重机枪呈扇形分布，每挺重机枪负责的区域称为‘小区’，编号称为‘CI’(Cell Identity,小区标识);每个"BSC，，也就是团级战斗集群所负责的区域编号为‘LAC’ (Location Area Code,位置区域码）。另外，每个"BTS’、也有一个编号，称为‘BSIC，(Base Station Identity Code,基站标识码）。”

“BCH 口令又分为 3 种，即 ‘BCCH’ ( Broadcast Control CHannel,广播控制信道）、£FCH，( Frequency Correction CHannel,频率校正信道）、‘SCH，( Synchronization CHannel,同步信道）。‘BTS’不断向其周围广播发送‘BCCH’ 口令、‘FCCH，口令、‘SCH’ 口令.而单兵的步话机则不断在1 ~ 124号频点上搜索上级发出的£BCCH’ 作战口令，一旦找到该口令，也就建立了与‘BTS’的联系，也就完成了‘MS’ 单兵发现‘BTS’暗堡的过程。‘BCCH’ 口令主要告诉活动在周围的‘MS’单兵他 们所处的团级战斗区域‘LAC’、连级战+区域‘CI’及相邻的连级战斗区域号和本‘CI’区使用的指挥频道列表。‘FCCH，口令一旦发出，周围收到的‘MS’单兵将 步话机的频率校准到相应的频道，做好战斗准备。而‘SCH’相当于‘预备，口令，要求单兵集中注意力，与‘BTS’的协同作战在时间上保持一致，另外，‘SCH’ 口令还把‘BSIC’告诉单兵，让他们知道自已的直接指挥上级是谁。”

王云听得津津有味，不住地点头称是。

K刚才常师长说"BTS’暗堡是知道‘MS’单兵的位置的，这样做是为什么呢？这是如何做到的，是通过雷达吗？我很好奇。”王云略一思索，开始发问。

“这都是第二类口令的问题，我们刚刚说了，第二种战斗口令要解决的问题是<BTS> 需要知道‘MS’的战+位置。这个非常重要，其一，我们说过，Y市所有战斗区域都是 分了区的，‘MS’在不同的区域就隶属不同的战斗集群指挥，你的位置变了，你的直接上级可能由A号（BTS’转为B号（BTS’,你的间接上级也可能由C号‘BSC’转为D号 'BSC';其二，其他战斗人员要寻找你，也需要用到这个位置信息，要不就没法跟你协同作战。”常兴乐说。

“另外，‘BTS’里可是没有雷达的，一个暗堡装一个雷达，太奢侈了，也没这个必要。要知道‘MS’的位置，只能靠‘MS’主动上报，术语称为‘位置更新’，不过‘BTS’里是有高速计算机的，会把‘MS’报告给它的地址记下来，然后把这些信息逐级上报给团部‘BSC’乃至师部‘MSC’，师部会把这个单兵当前的位置在‘VLR’档案室里做个记录，这个过程很复杂吧，要不是依赖信息技术，根本不可能 有这样的打法嘛。所以‘BTS’不是靠‘看，来发现终端‘MS’，而是通过记忆来‘发现’终端。”常兴乐越讲越带劲，“‘位置更新’共有3种情况，第1种情况是‘MS’ 单兵来‘BTS’连部报到的时候，我们这里一个调皮的参谋取了一个很奇怪的术语叫‘开机’；第2种情况是‘切换’，当你的位置到了另一个团部"BSC，的控制范围时，也需要更新一下；第3种情况是周期性地更新，在C师里一般是每30分钟就要求‘MS’单兵上报自己的战斗位置，也就是‘LAI’号。”

王云听得很入神，手衬着下巴踱来踱去，若有所思，结杲一不小心撞到了旁边一个警卫兵，一本《诗经》从卫兵的上衣口袋里滑了出来。这本《诗经》很特别，一看就是特别定制的，它恰好跟上衣口袋一般大小。王云突然想起一句话来，心头“略唆” 了一下，脸上却平静如水。

“很经典的书嘛，可以借我读一读吗？ ”王云从地上拾起《诗经》，问道。

卫兵一脸尬尬，眼瞅着常兴乐，常兴乐点头默许，王云很小心地拍了拍书上的灰尘， 然后把它放进了口袋里。

“今天的讲解很精彩啊，听得我都入神了。”王云说道：“常师长，今天讲了这么多，实在让我大开眼界啊，需要消化消化，今天天色已晚，别的内容我们明天继续如何？ ”

“喊，第3种战斗情况也就是切换，我还没讲完呢。”常兴乐有点愕然，“王参谋，先请休息，晚上我们聊聊天，摆摆象棋如何？ ”

“谢谢常师长盛情啊，我今天从军区赶来，一路实在很累了，明日再叙如何，非常抱歉。”王云有点不好意思地说。

“那好嘛，我们明天继续，今天跟王参谋一见如故啊，都有点意犹未尽。”常兴乐微笑着说。

王云面带微笑微微欠了欠身，转身往招待所走去……

大战前的夜幕，依旧寂静，月色如水，轻抚大地，好一派安评的景色。夜空，一串 串莫尔斯电码如幽灵一般飘荡。钟秦坐在河边，突然看见指挥所的探照灯朝这边发出了两长两短的灯光信号，一看腕表，刚好九点，会心地笑了，伴着月色和流水，沉思……

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天刚刚拂晓，钟秦及A师团级以上指战员已经端坐在指挥室了，还有两天演习就要开始了。钟秦眉头紧锁，在作战室里踱来踱去，不时抬起头来望着电子地图上C师 参差有序的布防及密密麻麻火力交错的暗堡。这个“程不识”好厉害，一丝机舍都没 有给他。

“C师是曱种师，装备比我们精良，机械化程度比我们高，配备了高精尖的信息设备，其作战体系也非常严谨，强攻只怕不行，只能智取。” 一团团长倪星宇首 先发言。

“如何智取？”钟秦锐利的目光扫过倪星宇。

“报告首长，射人先射马，擒贼先擒王。既然敌强我弱，而且敌防备严密，无懈可击，那么我们就孤注一掷，将本次作战目标直指C师指挥部。”倪星宇鼓起勇气提出了他大 胆的想法。

“啊……”下面一片愕然，师指是防备最严密的地方，如何穿透重重防线进行斩首行动显然是一个高难度的命题。

“好想法，不过在座的很多人不认同嘛。‘无懈可击’？什么无懈可击。备周则意始，常见则不疑，阴在阳之内，不在阳之外。三十六计的第一计瞒天过海都忘了啊，老祖宗的智慧要牢记啊，世界上哪有无懈可击的东西。”钟秦注视着在座的高级指战员，目光坚定。

在座的都熟悉师长的脾气知道他必定已经有了主意，于是不再说话，屏气凝神，仔细地听下文。

“‘程不识’最得意的是什么，是他严谨而精密的指挥系统，我们的突破口也恰恰就在这里.他不是觉得他的认证系统万无一失，不可能有人当笫五纵队吗？那好，这就是我们想要的，他对哪方面最自信，他在哪方面的防备就会最少。我们这一次就要用一个特别小分队打掉他的指挥部。”钟秦语气經斜有力。

“那么‘程不识，的单兵鉴权系统如何破解呢。他的每一个"MS’单兵都是实时认证的，要蒙混过去只怕不可能。现在是信息化时代了，鉴权口令再也不像座山雕时代的‘天王盖地虎，宝塔镇河妖’那么简单。” 二团团长楚天舒说道。

想起座山雕那简单的口令被杨子荣轻易攻破的情景，下面不禁一阵哄笑。

“《诗经》，没想到吧，《诗经》!上官云在提到无限不重复式密码又提到那本特别的 《诗经》时，我只觉得我心里一激灵，上官云说他也有同样的感受。什么叫无限不重复式密码啊，我知道你们在座的肯定有些人对这个不了解，要不剛才回放上官云莫尔斯电报的内容时就不会不对这一细节有所反应。同志们，要加强学习啊!”钟秦语重心长地说道：“所谓无限不重复式密码，在二战时是用得相当多的。往往是双方用一本书作为密钥，然后用‘页数’、‘行数’、‘列数’来代表某个字，因为一个字可以在书中的多个地方出现，那么这个字的编码就可以不重复，所以称之为‘无限不重复，式密码。这种加密方法如果不知道密钥，要破解是非常困难的。就以这本特别的《诗经》为例，怎么对‘天王盖地虎，宝塔镇河妖’这种原始的口令进行改进呢？‘天王盖地虎’是一串随机数（RAND),假设是‘016034005006017……，，我们要根据这个随机数生成‘宝塔镇河妖’来应答，怎样生成呢？根据密钥（Ki)《诗经》来生成，我们假设生成的算法是这样的：页数+行数+列数。比如说‘宝’字出现在第13页第14行第5列，‘塔，字出现在第2页第1行第7列，‘镇，字出现在第9页第17行第6列……那么小兵的鉴权口令就变成‘013014005002001007……’，这个就是我们在空中要传送的应答响应了（SRES)，那么原来的鉴权方根据这个应答响应一核对，正确说明是自己人，不对就给你一梭子。要命的是下次这些字又可以从不同的页数行数找，完全不重复，又是一串另外的数字。要是没有这本书，你去破解吧，令概率分析、大数定理全部用不上，要命啊！”

“要不是上官云这次眼尖，发现了这本《诗经》，我们可能真的对‘程不识’一筹莫 展了。”钟秦对自己安排的这、招胜负手颇为得意。

“师长，密钥虽然已经找到。但对方生成空中比特信息序列的算法不会那么笨吧，直接用‘页数’+ ‘行数’+ ‘列数’进行编码。对方的加密算法破译了没有？ ”楚天舒很好奇，忍不住打岔道。

“当然破译了，我们知道原理就行了，不必理会。你还是现场检验一下破译效果吧。二团团长楚天舒，命令你带领特务营，迅速向C师腹地进行纵深穿插，目标9号高地， C师指挥部。为了避免暴露目标，命令你部徒步分散前进，明日22点在9号高地附近集 结完毕。后日凌晨0: 01分演习开始时向（：师指挥部发动总攻，不惜一切代价端掉C师师部。上官云会在那里接应你们！”

“是！”楚天舒的回答很是4坚锵有力，立即领命而去。一块大肥肉给了他，哪里还顾得上去研究什么破译密码。
“剩下的指战员听好了；无限不重复式密码是现代信息战的一个重要组成部分，你们就在这里给我学会，请看下图（图1.18)。

一天又十八个小时过去了，信号弹划破夜空，演习正式开始。

C师师指在后方高地上，C师做梦也想不到A师一个特务营居然能穿越重重防线来到这里，猝不及防之下被一击而溃。

一小时过去了，A师师长钟秦赶到9号高地看望已绛成为阶下囚的C师师长常兴乐，现今演习场上的冤家曾在军校一起进修过，关系还算是不错。

钟秦拍拍常兴乐的肩膀，“老同学，你处处谨慎，咋就忘记了观察灵这个环节也有可能出问题呢，王云的吉普车还没到Y市就被我拦截了，在我那里好吃好喝都三天了。哎，这可没违反演习规则哦，不信你自己去看。”

常兴乐抬起头来，眼里就写满了两字——不服。他朗声说道：“胜败乃兵家常事，不足道。一个硬中有其正反两面，新型的战法带来新的战斗力，也带来新的问题。战争波诡云谲，一时的胜负都属正常。我们之间还没完呢。”欲知后事如何，还是且听下回分解吧。