GSM基礎(chǔ)知識(shí)介紹--GOOD

1、1、 專業(yè)基礎(chǔ)專業(yè)基礎(chǔ)1.1GSM 基礎(chǔ)基礎(chǔ)1.1.1GSM 綜述綜述1、 GSM 的概念GSM 是 Global System for Mobile Communication “全球移動(dòng)通信系統(tǒng)” 的簡稱。它是一種數(shù)字移動(dòng)通信，較之以往的模擬移動(dòng)通信，有較多的優(yōu)點(diǎn)。GSM 的起源：泛歐數(shù)字蜂窩移動(dòng)通訊網(wǎng)簡稱 GSM 系統(tǒng)，GSM 原意為“移動(dòng)通信特別小組” （Group Special Mobile） ，是 1982 年歐洲郵電主管部門會(huì)議（CEPT）為開發(fā)第二代數(shù)字移動(dòng)蜂窩移動(dòng)系統(tǒng)而成立的機(jī)構(gòu)。 1987 年GSM成員國經(jīng)現(xiàn)場測試和論證比較，就數(shù)字系統(tǒng)采用窄帶時(shí)分多址 TDMA、規(guī)則脈沖

2、激勵(lì)長期預(yù)測 RPE-LTP 話音編碼和高斯濾波最小移頻鍵控（GMSK）調(diào)制方式達(dá)成一致意見。 1988 年 十八個(gè)歐洲國家達(dá)成 GSM 諒解備忘錄 （MOU） 。 1989年 GSM 標(biāo)準(zhǔn)生效。1991 年 GSM 系統(tǒng)正式在歐洲問世， 網(wǎng)路開通運(yùn)行。 1992年 世界上第一個(gè) GSM 網(wǎng)在芬蘭投入使用。從此，移動(dòng)通信跨入了第二代。GSM 的組織結(jié)構(gòu)：ETSI（歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)）增設(shè)了“特別移動(dòng)小組”（TC-SMG） ，用以負(fù)責(zé)有關(guān)數(shù)字移動(dòng)業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)的制定。2、 GSM 系統(tǒng)的技術(shù)性能1） 使用頻段、雙工間隔：GSM900： 890915MHz （上行） 、 935960 MHz （下行） 。

3、 雙工間隔： 45 MHz，帶寬：200KHzGSM1800：17101785 MHz（上行） 、18051880 MHz（下行） 。雙工間隔：95 MHz，帶寬：200KHzGSM1900：18501910 MHz（上行） 、19301990 MHz（下行） 。雙工間隔：80 MHz，帶寬：200KHz2） 、選址方式FDMA/TDMA：Freq division multiple access /Time division multipleaccess（頻分/時(shí)分多址）3） 、調(diào)制類型：GMSK（BT=0.3）實(shí)際應(yīng)用3、 GSM 系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)范及主要應(yīng)用范圍GSM 規(guī)范共有 12 章規(guī)范

4、系列：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)范（空中接口第 2、3 層）05 系列：無線路徑上的物理層（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)重點(diǎn)掌握 04、05、08 系列4、 GSM 的主要特點(diǎn)：1） 頻譜效率由于采用了高效調(diào)制器，信道編碼、交織、均衡和話音編碼技術(shù)，使系統(tǒng)更具高頻譜效率。2） 容量由于每個(gè)信道傳輸帶寬增加，使同頻復(fù)用載干比要求降低至 9dB，

5、故 GSM系統(tǒng)的同頻復(fù)用模式可縮小到 4/12 或 3/9 甚至更小（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 是容量效率（每兆赫每小區(qū)的信道數(shù)）可比 TACS 高 35 倍。3） 、話音質(zhì)量當(dāng)達(dá)到門限值以上時(shí)，話音質(zhì)量總是達(dá)到相同的水平而與無線傳輸質(zhì)量無關(guān)。4） 、開放的接口GSM 標(biāo)準(zhǔn)所提供的開放性標(biāo)準(zhǔn)接口，不僅限于空中接口，而且包括網(wǎng)絡(luò)之間以及網(wǎng)絡(luò)中各設(shè)備實(shí)體之間。5） 、安全性通過鑒權(quán)、加密和 TMSI 號(hào)碼的使用，達(dá)到安全目的。6） 、與其他網(wǎng)絡(luò)的互連利用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)接口如 ISUP、TUP 等即可實(shí)現(xiàn)。7）漫游功能GSM 可提供

6、全球漫游功能， 當(dāng)然， 網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營者之間的某些協(xié)議還是必須的。如為了計(jì)費(fèi)，可通過 MOU 協(xié)調(diào)。5、 GSM 系統(tǒng)提供的業(yè)務(wù)1） 電信業(yè)務(wù)這是 GSM 的主要業(yè)務(wù)，包括電話、緊急呼叫、三類傳真以及短消息業(yè)務(wù)。2） 承載業(yè)務(wù)與 ISDN 定義一樣， 不需調(diào)制解調(diào)器就可提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)， 但不能與基本電話業(yè)務(wù)同時(shí)使用。3） 補(bǔ)充業(yè)務(wù)種類較多。如呼叫轉(zhuǎn)移、線路識(shí)別、呼叫等待、呼叫保持、多方會(huì)話等。1.1.2 蜂窩小區(qū)系統(tǒng)概念蜂窩小區(qū)系統(tǒng)概念1、 蜂窩小區(qū)系統(tǒng)的特點(diǎn)1） 、頻率復(fù)用無線頻率資源復(fù)用的概念。由系統(tǒng)所選用的調(diào)制方式、帶寬確定載干比，在滿足這個(gè)載干比要求的前提下考慮到多經(jīng)衰落等因素確定同頻復(fù)用保護(hù)

7、距離。2） 、越區(qū)切換當(dāng) MS 從一個(gè)小區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)時(shí)，能不中斷通話而自動(dòng)切換信道。3） 、信道分配和小區(qū)分裂移動(dòng)網(wǎng)由于本身的特點(diǎn)，話務(wù)分配不均衡。隨著話務(wù)量的增加，可以將原有的小區(qū)進(jìn)一步分裂成更小的小區(qū)。2、 GSM 系統(tǒng)使用的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)窄帶時(shí)分多址 TDMA、規(guī)則脈沖激勵(lì)長期預(yù)測 RPE-LTP 話音編碼和高斯濾波最小移頻鍵控（GMSK）調(diào)制方式1.1.3. GSM 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1 1GSMGSM 系統(tǒng)組成系統(tǒng)組成GSM被分成三個(gè)子系統(tǒng)：網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)（Network Switching SubsystemNSS） ；基站子系統(tǒng)（Base Station Subsystem B

8、SS） ；網(wǎng)絡(luò)管理子系統(tǒng)（NetworkManagement Subsystem NMS） ，網(wǎng)絡(luò)管理子系統(tǒng)（NMS）又叫操作與維護(hù)中心（OMC-Operation & Maintenance Center） 。網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)NSS是整個(gè)GSM系統(tǒng)的核心。它對(duì)GSM移動(dòng)用戶之間及移動(dòng)用戶與其它通信網(wǎng)用戶之間通信起著交換連接與管理的功能。 基站子系統(tǒng)BSS是GSM系統(tǒng)中與無線蜂窩方面關(guān)系最直接的基本組成部分， 它通過無線接口直接與移動(dòng)臺(tái)相連負(fù)責(zé)無線信息的發(fā)送接收，無線資源管理及功率控制等，同時(shí)它與NSS相連實(shí)現(xiàn)移動(dòng)用戶間或移動(dòng)用戶與固定網(wǎng)絡(luò)用戶之間的通信連接， 傳送系統(tǒng)信息和用戶信息等。網(wǎng)絡(luò)

9、管理子系統(tǒng)NMS負(fù)責(zé)NSS和BSS系統(tǒng)的維護(hù)管理工作。2 2網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)交換子系統(tǒng)（NSSNSS）的組成及功能）的組成及功能TMSCTMSCTMSC即Transit MSC，是專門用于轉(zhuǎn)接話務(wù)的移動(dòng)交換中心。GMSCGMSCGMSC即Gateway MSC,又稱移動(dòng)關(guān)口交換中心，主要用于和其它電信運(yùn)營商設(shè)備的互聯(lián)互通（包括移動(dòng)運(yùn)營商內(nèi)部用于不同業(yè)務(wù)的互相連接）。移動(dòng)交換中心移動(dòng)交換中心MSCMSC是整個(gè)交換網(wǎng)絡(luò)的核心，完成或參與網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)NSS的全部功能。對(duì)呼叫進(jìn)行控制與接續(xù)，提供計(jì)費(fèi)信息并協(xié)調(diào)與控制整個(gè)GSM網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)功能實(shí)體。拜訪位置寄存器拜訪位置寄存器VLRVLR是服務(wù)于其控制

10、區(qū)域內(nèi)移動(dòng)用戶的數(shù)據(jù)庫。 系統(tǒng)存儲(chǔ)著進(jìn)入其控制區(qū)域內(nèi)已登記的移動(dòng)用戶相關(guān)信息， 為已登記的移動(dòng)用戶提供建立呼叫接續(xù)的必要條件。 當(dāng)某用戶進(jìn)入VLR控制區(qū)后，此VLR將向該移動(dòng)用戶的歸屬位置寄存器HLR獲取并存儲(chǔ)必要數(shù)據(jù)，而一旦此用戶離開后則取消VLR中此用戶的數(shù)據(jù)。VLR通常與MSC合設(shè)在一起。歸屬位置寄存器歸屬位置寄存器HLRHLR是一個(gè)存儲(chǔ)移動(dòng)用戶數(shù)據(jù)的靜態(tài)數(shù)據(jù)庫。 包括用戶識(shí)別號(hào)碼， 訪問能力，用戶類別和補(bǔ)充業(yè)務(wù)等數(shù)據(jù)。同時(shí)也存儲(chǔ)移動(dòng)用戶所在VLR區(qū)域的有關(guān)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。鑒權(quán)中心鑒權(quán)中心AUCAUC存儲(chǔ)著鑒權(quán)信息和加密密鑰，防止無權(quán)用戶接入系統(tǒng)和防止無線接口數(shù)據(jù)被竊。設(shè)備識(shí)別寄存器設(shè)備識(shí)別寄

11、存器EIREIR存儲(chǔ)著移動(dòng)設(shè)備的國際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼。IMEI 通過核查三種表格：白名單、灰名單、黑名單，使網(wǎng)絡(luò)具有防止無權(quán)用戶接入。監(jiān)視故障設(shè)備的運(yùn)行和保障網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行安全的功能。3 3基站基站子系統(tǒng)（子系統(tǒng)（BSSBSS）的組成及功能）的組成及功能基站控制器基站控制器BSCBSC是基站子系統(tǒng)BSS的控制部分。 主要完成接口管理， BTS-BSC之間的地面信道管理， 無線參數(shù)及無線資源管理測量和統(tǒng)計(jì)切換支持呼叫控制操作與維護(hù)等功能。基站收發(fā)信臺(tái)基站收發(fā)信臺(tái)BTSBTS受控于基站控制器BSC。屬于基站子系統(tǒng)BSS的無線部分，是服務(wù)于某小區(qū)的無線收發(fā)信臺(tái)設(shè)備。實(shí)現(xiàn)BTS與移動(dòng)臺(tái)MS空中接口的功能，BT

12、S主要分為基帶單元、載頻單元、控制單元三部分。基帶單元主要用于話音數(shù)據(jù)速率適配以及信道編解碼等。載頻單元主要用于調(diào)制/解調(diào)與發(fā)射機(jī)/接收機(jī)間的耦合?？刂茊卧?jiǎng)t用于BTS的操作與維護(hù)。BSCBSC與與BTSBTS間的組網(wǎng)方式間的組網(wǎng)方式邏輯信道邏輯信道專用控制信道專用控制信道公共控制信道公共控制信道廣播信道廣播信道專用信道專用信道公共信道公共信道話務(wù)信道話務(wù)信道BCCHSCHFCCHAGCHRACHPCHSDCCHTCH/EFRTCH/HTCH/FSACCHFACCH見 . 無線子系統(tǒng)的組成及組網(wǎng)方式各類空中信道各類空中信道1)1) FCCH：頻率校正信道：頻率校正信道FCCH 由

13、全“0”組成的突發(fā)脈沖序列，是純正弦波，使得移動(dòng)臺(tái)搜索到廣播的TRX。2)SCH：同步信道：同步信道接收來自基站的 BSIC（基站識(shí)別碼）和 TDMA 幀號(hào)。3)BCCH：廣播控制信道：廣播控制信道頻點(diǎn)信息；跳頻序列；信道組合；尋呼組；鄰近小區(qū)信息。4)4) PCH：尋呼信道：尋呼信道PCH 是一個(gè)下行鏈路信道，在移動(dòng)被叫的情況下，它由位置區(qū)的所有 BTS廣播。5)RACH：隨機(jī)訪問信道：隨機(jī)訪問信道RACH 是公共控制信道中唯一的一個(gè)上行鏈路，它由移動(dòng)臺(tái)使用以啟動(dòng)一個(gè)事務(wù)處理，或作為 PCH 的應(yīng)答。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)。6)AGCH：準(zhǔn)許訪問信道：準(zhǔn)許訪問信道AGCH 是對(duì) RACH 的應(yīng)答。它

14、為移動(dòng)臺(tái)指派一個(gè) SDCCH。7)SDCCH：獨(dú)立專用控制：獨(dú)立專用控制SDCCH 用于系統(tǒng)信令：呼叫建立、鑒權(quán)、位置更新、TCH 的分配、短消息。8)SACCH：慢速隨路控制信道：慢速隨路控制信道SACCH 伴隨著 SDCCH 和 TCH；發(fā)送測量報(bào)告、功率控制、時(shí)間校準(zhǔn)，有時(shí)也用于發(fā)送短消息。9)FACCH：快速隨路控制信道：快速隨路控制信道用于切換，它與 TCH 對(duì)應(yīng)并替代 20ms 的語音，“偷幀”模式。10) TCH：話務(wù)信道：話務(wù)信道TCH 是傳送用戶話音和數(shù)據(jù)的邏輯信道，它可以是半速率（ TCH/H ，5.6Kbps） 、全速率（ TCH/F，13Kbps ） 、增強(qiáng)型全速率（

15、TCH/EFR，13Kbps） 。增強(qiáng)型全速率的編碼機(jī)制和普通全速率不同。幀結(jié)構(gòu)、復(fù)幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)、復(fù)幀結(jié)構(gòu)0123452044 2045 2046 20471 超超幀=2048 超幀=2715648 TDMA 幀（3 小時(shí) 28 分 53.76 秒）0123474849500124251 超幀=1326 TDMA 幀（6.12 秒）=51 多幀(26 幀) =26 多幀（51）多幀012324 251 多幀=26 TDMA 幀（120ms）012324 251 多幀=51 TDMA 幀（3060/13s）012345671TDMA 幀=8 時(shí)隙（4.615ms）4 4TranscodeTran

16、scode 的原理、類型、位置、幀結(jié)構(gòu)的原理、類型、位置、幀結(jié)構(gòu)在空中接口，傳輸媒介承載的是無線載頻，但是所有的話務(wù)信號(hào)都要通過有線網(wǎng)傳輸。為了使得數(shù)字話音信息在無線空中接口上的有效傳輸，數(shù)字話音信號(hào)需要被壓縮。為了在空中接口上傳輸話音信號(hào)，話音信號(hào)被移動(dòng)臺(tái)壓縮至13Kbits/s（全速率）或6.5 Kbits/s（半速率）。然而在有線網(wǎng)中的話音標(biāo)準(zhǔn)速率是64Kbits/s,因此在網(wǎng)絡(luò)中必須提供從一種速率到另一種速率的轉(zhuǎn)換， 這就是所謂的碼型轉(zhuǎn)換器（TC-Transcode）。如果TC通過PCM線連接盡可能地靠近MSC，理論上可以把4個(gè)話務(wù)信道壓縮到一根PCM線上，這就提高了PCM的利用率。所

17、以TC一般放在MSC側(cè)。TC有兩種類型：TCSM2E（歐洲版）TCSM2A（美國版）TCSM的幀結(jié)構(gòu)：時(shí)隙012345673 位標(biāo)志58 位信息26 位訓(xùn)練序列碼58 位信息8.25 位保證位3 位標(biāo)志3 位標(biāo)志142 位固定信息8.25 位保證位3 位標(biāo)志3 位標(biāo)志41 位同步序列碼36 位信息68.25 位保證位3 位標(biāo)志3 位標(biāo)志39 位信息26 位同步序列碼39 位信息8.25 位保證位3 位標(biāo)志1 時(shí)隙=156.25 位（0.577ms） ，1 比特=3.69us普通突發(fā)脈沖頻率校正突發(fā)脈沖同步突發(fā)脈沖接入突發(fā)脈沖0TS01LAPD12324567389101141213141551

18、61718196202122237242526278282930319-123104567118910111212131415131617181914202122231524252627162829303117-123184567198910112012131415211617181922202122232324252627242829303125-123264567278910112812131415291617181930202122233124252627全速率、增強(qiáng)型全速率、半速率等特點(diǎn)：全速率、增強(qiáng)型全速率、半速率等特點(diǎn)：TCH 是傳送用戶話音和數(shù)據(jù)的邏輯信道，它可以是半速率（ TC

19、H/H ，5.6Kbps） 、全速率（ TCH/F，13Kbps ） 、增強(qiáng)型全速率（ TCH/EFR，13Kbps） 。增強(qiáng)型全速率和普通全速率相同，但編碼機(jī)制不同。5 5OMCOMC（OMCS&OMCROMCS&OMCR）的組成及功能的組成及功能OMC 的目的是監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)功能和單元。OMC 通常由若干工作站、服務(wù)器和路由器等組成并連接到數(shù)據(jù)通信網(wǎng)（DCN） 。OMC 的功能被分成三類：故障管理配置管理性能管理故障管理故障管理故障管理的目的就是為了確保網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行和故障的快速檢測， 故障管理給網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者提供告警事件的當(dāng)前狀態(tài)和告警歷史的數(shù)據(jù)記錄。告警被儲(chǔ)存在OMC 的數(shù)

20、據(jù)庫中，并且根據(jù)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)能夠查找到這個(gè)數(shù)據(jù)庫。配置管理配置管理配置管理的目的是維護(hù)網(wǎng)絡(luò)單元的當(dāng)前運(yùn)營和配置狀態(tài)的數(shù)據(jù)信息。 特定的配置功能包括無線網(wǎng)絡(luò)的管理、網(wǎng)絡(luò)單元硬件和軟件管理、時(shí)間同步和安全操作等等。性能管理性能管理在性能管理中，OMC 從各個(gè)網(wǎng)絡(luò)單元中收集和存儲(chǔ)測量數(shù)據(jù)。在這些數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者將實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)性能與規(guī)劃的網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行比較，然后在網(wǎng)絡(luò)中檢測出性能好的和性能差的區(qū)域。6 6MS(MEMS(ME、SIM)SIM)的功能及版本的功能及版本MS是用戶直接使用完成移動(dòng)通信的設(shè)備。對(duì)于數(shù)字移動(dòng)通信來講，已經(jīng)從一定程度上具備了個(gè)人化的特點(diǎn)，即使存有用戶私人信息的SIM卡

21、和通信的物理設(shè)備（ME）實(shí)現(xiàn)分離。SIM卡上包含所有與用戶有關(guān)的無線接口一側(cè)的信息，也含有鑒權(quán)和加密實(shí)現(xiàn)的信息。 而物理設(shè)備可以是手持機(jī)車載機(jī)或是由移動(dòng)終端直接與終端設(shè)備相連而構(gòu)成的設(shè)備。MS的版本有GSM PHASE1，GSM PHASE2，GSM PHASE2+，CDMA，GPRS等7 7接口與協(xié)議接口與協(xié)議 接口介紹移動(dòng)通信市場中存在著各個(gè)設(shè)備商的產(chǎn)品， 為了保證電信營運(yùn)部門能夠選擇使用不同廠家的各部分設(shè)備進(jìn)行組網(wǎng)， 需要制定技術(shù)規(guī)范以保證不同設(shè)備間接口的標(biāo)準(zhǔn)性。下面對(duì)系統(tǒng)接口及含義進(jìn)行介紹。GSM系統(tǒng)的接口如下圖所示。Um接口（空中接口AIR INTERFACE）：BTS與MS之間的空

22、中接口Abis接口：BSC與BTS之間的接口A接口：MSC與BSC之間的接口A：MSC/VLR/SSP與BSC之間的接口C：MSC與HLR之間的接口D：VLR與HLR之間的接口E：MSC之間的接口F：MSC/VLR/SSP與EIR之間的接口G：VLR之間的接口L：MSC/VLR/SSP與SCP之間的接口J：HLR與SCP之間的接口 接口含義下面主要介紹一下各接口的含義。A接口接口A接口定義為網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)NSS與基站子系統(tǒng)BSS間的通信接口。從系統(tǒng)上來講就是移動(dòng)交換中心MSC與基站控制器BSC之間的接口。物理鏈路采用標(biāo)準(zhǔn)的2.048Mb/s的數(shù)字傳輸鏈路。實(shí)現(xiàn)此接口傳遞的信息包括移動(dòng)臺(tái)管理、基站管

23、理、移動(dòng)性管理、接續(xù)管理等。Abis接口接口Abis接口定義了基站子系統(tǒng)BSS中基站控制器BSC和基站收發(fā)信臺(tái)BTS 之間的通信標(biāo)準(zhǔn)，用于遠(yuǎn)端互連方式。而圖示中的BS接口是Abis接口的特例，用于定義基站控制器BSC與基站收發(fā)信臺(tái)BTS間距離小于10米時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)。BSC與BTS之間采用標(biāo)準(zhǔn)的2.048Mb/sPCM數(shù)字鏈路來實(shí)現(xiàn)，此接口支持所有面向用戶提供的服務(wù)，并支持對(duì)BTS無線設(shè)備的控制和無線頻率的分配。Um接口（空中接口）接口（空中接口）Um接口-空中接口定義為移動(dòng)臺(tái)與基站收發(fā)信臺(tái)BTS 之間的通信接口。 用于移動(dòng)臺(tái)與GSM系統(tǒng)的固定部分之間的互通。物理鏈路是無線鏈路，此接口傳遞的信息主要

24、包括無線資源管理信息、移動(dòng)性管理信息和接續(xù)管理信息等。C接口接口C接口定義為MSC與HLR之間的通信接口。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)MS作被叫時(shí)，C接口用于MSC從HLR獲得被叫MS的路由信息，當(dāng)向MS傳短消息時(shí)C接口用于短消息移動(dòng)中心關(guān)口MSC從HLR獲得MS目前所在的MSC號(hào)碼。D接口接口D接口定義為VLR與HLR之間的通信接口。該接口用于與交換有關(guān)的移動(dòng)臺(tái)位置信息及用戶管理信息，為保證移動(dòng)用戶在整個(gè)服務(wù)區(qū)內(nèi)能夠建立和接受呼叫，則必須要在VLR與HLR之間交換數(shù)據(jù)， 如VLR需要告知HLR其所屬的移動(dòng)用戶當(dāng)前的位置信息，HLR需要把所有與VLR有關(guān)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)送給VLR。如果VLR區(qū)域已經(jīng)發(fā)生改變，HLR還

25、需要?jiǎng)h除移動(dòng)用戶在漫游VLR中的位置信息及業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。另外用戶對(duì)所使用業(yè)務(wù)的修改請(qǐng)求的實(shí)現(xiàn)， 如補(bǔ)充業(yè)務(wù)操作及運(yùn)營者對(duì)用戶數(shù)據(jù)的修改都要通過D接口交換數(shù)據(jù)。E接口接口E接口定義為MSC與MSC之間的通信接口。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)MS在一個(gè)呼叫進(jìn)行過程中從一個(gè)移動(dòng)交換中心MSC控制的區(qū)域移動(dòng)到另一個(gè)移動(dòng)交換中心MSC控制的區(qū)域時(shí)為不中斷通信需要執(zhí)行切換過程。E接口正是用于MSC之間交換數(shù)據(jù)以啟動(dòng)和實(shí)現(xiàn)切換操作，同時(shí)還可用于傳送短消息。F接口接口F接口定義為MSC與EIR之間的通信接口。當(dāng)MSC需要檢查國際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼IMEI的合法性時(shí)，需要通過F接口和EIR交換與IMEI有關(guān)的信息。G接口接口G接口定義為V

26、LR與VLR之間的通信接口。當(dāng)移動(dòng)用戶漫游到新的VLR控制區(qū)域并且采用臨時(shí)移動(dòng)用戶識(shí)別碼TMSI而發(fā)起位置更新時(shí)，此接口用于當(dāng)前VLR從前一個(gè)VLR取得IMSI及鑒權(quán)參數(shù)。L接口接口SSP與SCP之間的接口。 通過該接口實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)交換功能SSF通知業(yè)務(wù)控制功能SCF進(jìn)行補(bǔ)充業(yè)務(wù)調(diào)用。J接口接口SCP與HLR之間的接口。業(yè)務(wù)控制功能SCF進(jìn)行補(bǔ)充業(yè)務(wù)調(diào)用時(shí)通過該接口實(shí)現(xiàn)與HLR之間的信息交換。B接口接口B接口定義為VLR與MSC之間的通信接口。 該接口用于移動(dòng)交換中心MSC向拜訪位置寄存器VLR詢問移動(dòng)臺(tái)MS的當(dāng)前位置信息或業(yè)務(wù)信息的有關(guān)操作或者通知拜訪位置寄存器VLR更新移動(dòng)臺(tái)MS的當(dāng)前位置信息

27、的有關(guān)操作或者用于補(bǔ)充業(yè)務(wù)或短消息的有關(guān)操作等。通常實(shí)用化的GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般把VLR和MSC集成在同一實(shí)體內(nèi)。BSC 和 OMC 的接口是模擬 X.25，MSC 和 OMC 的接口是數(shù)字 X.25，BSC和 BTS 之間的接口是 LAPD 協(xié)議，BTS 和 MS 之間的接口是 LAPDm 協(xié)議..4 GSMGSM系統(tǒng)中的各類號(hào)碼系統(tǒng)中的各類號(hào)碼GSM系統(tǒng)的號(hào)碼計(jì)劃應(yīng)能滿足下面幾點(diǎn)要求：1任何PSTN中的用戶能夠與GSM PLMN的移動(dòng)用戶互相進(jìn)行呼叫，這意味著移動(dòng)MSISDN號(hào)碼應(yīng)與每個(gè)國家使用的MSISDN號(hào)碼計(jì)劃相適應(yīng)。2能夠使每個(gè)運(yùn)營部門開發(fā)自己獨(dú)立的移動(dòng)臺(tái)號(hào)碼計(jì)劃。3

28、號(hào)碼計(jì)劃不應(yīng)限制移動(dòng)臺(tái)在不同GSM PLMN之間漫游的可能性。4能夠在不改變分配給移動(dòng)臺(tái)的IMSI條件下改變移動(dòng)臺(tái)的MSISDN號(hào)碼。下面分別介紹GSM中的主要識(shí)別碼移動(dòng)臺(tái)國際識(shí)別號(hào)碼移動(dòng)臺(tái)國際識(shí)別號(hào)碼MSISDNMSISDN是指主叫用戶為呼叫移動(dòng)用戶而撥叫的號(hào)碼組成。MSISDN= CC+NDC+SNCC：國家碼，即移動(dòng)臺(tái)登記注冊(cè)的國家碼，中國為86。NDC：國內(nèi)目的碼即網(wǎng)絡(luò)接入號(hào)每個(gè)PLMN可以分配多個(gè)NDC。SN：移動(dòng)用戶號(hào)碼由NDC和SN確定的國內(nèi)有效MSISDN號(hào)碼由各個(gè)國家運(yùn)營部門自己決定國際移動(dòng)用戶識(shí)別碼國際移動(dòng)用戶識(shí)別碼IMSIIMSI是在PLMN中唯一識(shí)別一個(gè)移動(dòng)用戶的號(hào)碼。

29、 此號(hào)碼在GSM系統(tǒng)所有服務(wù)區(qū)中都是有效的，在呼叫建立與位置更新時(shí)需要用到IMSI，IMSI保存在HLR、VLR和SIM卡中。IMSI組成如下，它的總長為15位數(shù)字，采用十進(jìn)制編碼IMSI = MCC+MNC+MSINMCC：移動(dòng)國家碼，由3位數(shù)組成唯一地識(shí)別移動(dòng)用戶所屬的國家，中國的MCC規(guī)定為460。MNC：移動(dòng)網(wǎng)號(hào)，由2位數(shù)組成識(shí)別移動(dòng)用戶所歸屬的移動(dòng)通信網(wǎng)，中國移動(dòng)為00，中國聯(lián)通為01。MSIN：移動(dòng)用戶識(shí)別碼，唯一地識(shí)別某一移動(dòng)通信網(wǎng)中的移動(dòng)用戶。NMSI：NMSI=MCC+MNC，國家移動(dòng)用戶識(shí)別碼，由MNC和MSIN組成。臨時(shí)移動(dòng)用戶識(shí)別碼臨時(shí)移動(dòng)用戶識(shí)別碼TMSI給移動(dòng)用戶分

30、配TMSI 主要考慮到移動(dòng)用戶的安全性。 凡是在空中接口傳遞的IMSI都用TMSI代替，VLR可給來訪的每一用戶分配一個(gè)唯一的TMSI，在每次鑒權(quán)后分配，只在某一VLR管轄區(qū)內(nèi)有效，當(dāng)用戶離開此VLR服務(wù)區(qū)后釋放此號(hào)碼，在呼叫建立和位置更新時(shí)可使用TMSI。TMSI的總長為4個(gè)字節(jié)，即8為16進(jìn)制的數(shù)，結(jié)構(gòu)由當(dāng)?shù)仉娦挪块T自定。移動(dòng)臺(tái)漫游號(hào)碼移動(dòng)臺(tái)漫游號(hào)碼MSRN當(dāng)呼叫一個(gè)移動(dòng)用戶的時(shí)候?yàn)槭咕W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行路由選擇VLR臨時(shí)分配給移動(dòng)用戶的一個(gè)號(hào)碼。 在每次移動(dòng)臺(tái)有來話呼叫時(shí)根據(jù)HLR的請(qǐng)求臨時(shí)由VLR分配一個(gè)MSRN。此號(hào)碼只在某一范圍比如90秒內(nèi)有效，MSRN的組成與MSISDN相同。最大為15位數(shù)

31、，對(duì)于在某一特定區(qū)域漫游的移動(dòng)臺(tái)，MSRN號(hào)碼在被訪VLR區(qū)域內(nèi)是唯一有效的。信道切換號(hào)碼信道切換號(hào)碼HON此號(hào)碼用于兩個(gè)移動(dòng)交換區(qū)MSC區(qū)間進(jìn)行切換時(shí)為建立MSC間通話鏈路而臨時(shí)使用的號(hào)碼，它類似于MSRN的組成。國際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼國際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼IMEIIMEI唯一地識(shí)別一個(gè)移動(dòng)臺(tái)設(shè)備。IMEI = TAC+FAC+SNR+SPTAC：型號(hào)批準(zhǔn)碼由歐洲型號(hào)批準(zhǔn)中心分配。FAC：最后裝配碼表示生產(chǎn)廠或最后裝配所在地由廠家自行編碼。SNR：序號(hào)碼這個(gè)數(shù)字的獨(dú)立序號(hào)唯一地識(shí)別每個(gè)TAC和FAC的每個(gè)設(shè)備。SP：備用（1位）。位置區(qū)識(shí)別碼位置區(qū)識(shí)別碼LAI在檢測位置更新和切換的需求時(shí)要使用位置區(qū)

32、識(shí)別LAI 。LAI = MCC+MNC+LACMCC：移動(dòng)國家碼與IMSI中的MCC相同。MNC：移動(dòng)網(wǎng)號(hào)與IMSI中的MNC相同。LAC：位置區(qū)碼，用于識(shí)別移動(dòng)通信網(wǎng)中的一個(gè)位置區(qū)。全球小區(qū)識(shí)別全球小區(qū)識(shí)別GCIGCI是在所有GSM/PLMN中作為小區(qū)的唯一標(biāo)識(shí)，是在LAI的基礎(chǔ)上再加上小區(qū)識(shí)別CI組成。CGI = MCC+MNC+LAC+CI基站識(shí)別色碼基站識(shí)別色碼BSICBSIC用于采用相同載頻的相鄰的不同的基站收發(fā)信臺(tái)BTS的識(shí)別。 特別用于識(shí)別在不同國家的邊界地區(qū)采用相同載頻的相鄰BTS。BSIC = NCC+BCCNCC：網(wǎng)絡(luò)色碼用來唯一識(shí)別相鄰國家不同的PLMN。BCC：基站色

33、碼用來唯一識(shí)別采用相同載頻的相鄰BTS。BSIC主要用于工程設(shè)計(jì)中。1.1.5. GSM 系統(tǒng)中的常見信令流程系統(tǒng)中的常見信令流程1、 無線資源管理信令流程無線資源管理信令流程 信道分配信令流程信道分配信令流程參見尋呼信令流程圖和呼叫信令流程圖 切換信令流程切換信令流程MSCbMSCaVLRbSEND END SIGNALFORWARD ACCESS SIGNL.PROCESS ACCESS SIGNL.PROCESS ACCESS SIGNL.SEND END SIGNALPREPARE HANDOVERSEND HANDOVER REPORTPREPARE HANDOVERALLOCATE

34、 HANDOVER NUMBERSEND HANDOVER REPORT 尋呼信令流程尋呼信令流程M M CA IFB S CA -ifM SB T SP age_ms (IMSI , L A C) P age_ms (IMSI , L A C) P aging reque s t ( IMS I) c o unter 3000C h annel _requ e s t C h annel _requ e s t C hannel _activ a t i on Im media te_as s i g n men t Im media te_as s i g n men t P a ging

35、_ respo n s ec o unter 3012A C KB S S par tV INP a ging( IMSI, L A C ) C hannel _activ a t i on_ ack P aging cmd ( IMS I , L AC) c o unter 3001E stabli shmen t_ a c tiv ation A C KS C CP_es tablis h me nt_ req V L R mea surem e n t P a ging/ succe s s f u l1 )2 )1 ) Pagi ng tim e s tar t point2 ) Pa

36、gi ng tim e e nd pointC e ll me asure m e n tP a ging time2、移動(dòng)性管理信令流程、移動(dòng)性管理信令流程 鑒權(quán)信令流程鑒權(quán)信令流程MSBSSMSCVLRILR/ACUmBSSAP AMAP BMAP D 相關(guān)業(yè)務(wù)請(qǐng)求（呼叫建立/位置更新/補(bǔ)充業(yè)務(wù)（短消息）MAP消息（請(qǐng)求）（CKSN，IMSI/TMSI）1、鑒權(quán)參數(shù)請(qǐng)求（IMSI） 3、鑒權(quán)啟動(dòng)（CKSN，R）核對(duì)符號(hào)響應(yīng)“SERS”（鑒權(quán)成功/鑒權(quán)失?。?合法用戶 非法用戶接受請(qǐng)求/拒絕請(qǐng)求如“業(yè)務(wù)接受”“位置更新接受”或“鑒權(quán)拒絕”消息回發(fā)相關(guān)“接受”消息4 鑒權(quán)響應(yīng)2、因送幾組參數(shù)（

37、IMSI，KC，S，R） 3，3，4， 位置更新信令流程位置更新信令流程MSCVLR NEWHLRVLR OLDLU RQSTUPDATE LOCATIONACTIVATE TRACE MODELU CONFIRMUPDATE LOCATIONPROVIDE IMSIBSCService NameInterfaceDataHandledPurposeMAP_UPDATE_LOCATION_AREAMSC- VLRLAINormal Location updateMAP_UPDATE_LOCATIONVLR-HLRUpdate Location information inHLRMAP_CANC

38、EL_LOCATIONHLR-VLRIMSISent from HLR, to deletesubscriber data from the VLRMAP_INSERT_SUBSCRIBER_DATAHLR-VLRIMSI,SS,BServ,etc.HLR updates VLR about newservices, data of the subscriber.MAP_SEND_IDENTIFICATIONVLR-(old)VLRAuth. TripletsOn location update to aneighbouring VLR, the new VLRrequests for aut

39、henticat- -iontriplets from old VLR toauthenticate before actuallyupdating the location inHLR.MAP_PROVIDE_IMSIVLR-VLRoldTMSI, IMSIIf updating location throughTMSI, used to get IMSI from oldVLR.MAP_AUTHENTICATEVLR-MSCRand, SResPerform the AuthenticationMAP_SET_CIPHERING_MODEVLR-MSCKcSwitch to ciphere

40、d mode onradio-interfaceMAP_FORWARD_NEW_TMSIVLR-MSCNew TMSIForward a new TMSI to asubscriberMAP_CHECK_IMEIVLR-MSCMSC-EIRIMEIPerformIMEI CheckMAP_ACTIVATE_TRACE_MODEHLR-VLRActivate subscriber tracing inVLRMAP_ACTIVATE_TRACE_MODEVLR-MSCActivate subscriber tracing in theMSC TMSITMSI重分配信令流程重分配信令流程VLRMSC

41、HLRBSCBTSMSLocation UpdateRequestLocation Update RequestLocation UpdateRequestLocation UpdateRequestRADIO CHANNEL SEIZURERADIO CHANNEL RELEASEAuthenticateAuthentication RequestAuthentication RequestAuthentication ResponseAuthenticationResponseAuthentication ResponseSet Ciphering ModeCipher Mode Comm

42、andCipher Mode CommandCipher Mode CompleteCipher Mode CompleteAccess RequestAcceptedLocation Update AcceptedLocation Update AcceptedTMSI reallocation CompleteTMSI reallocation CompleteClear CompleteSCCP ReleasedSCCP Released AckClear CommandUpdate LocationUpdate LocationResponceTMSI reallocationComp

43、leteUpdateStatisticalcounters ofsuccessful LU3 3、呼叫控制信令流程呼叫控制信令流程 呼叫信令流程呼叫信令流程（SETUPSETUP、CONNECTCONNECT、ALERTINGALERTING。）。）信道請(qǐng)求AMSBSSMSCVLRCM-SERV-REQRACHDCCH業(yè)務(wù)請(qǐng)求鑒權(quán)請(qǐng)求鑒權(quán)響應(yīng)CM業(yè)務(wù)接受加密模式命令加密模式完成呼叫建立呼叫進(jìn)程ASS-REQ指配完成CHASS-COM指配請(qǐng)求CALLPROCSET UPCIP MOD COMCIP MOD CMD CM-SREC-ACCAUTRESAUTREQCON-REQ-(CM-SERV R

44、EQ) CRCON-CONF(接續(xù)確認(rèn)) CCAUmBSSAP AMAP BHLRMAP DBSSAP AAUCBBSSBMSUmPROC ACCES REQ處理接入請(qǐng)求AUTH(啟動(dòng)鑒權(quán))AUT RESSTA CIPACP ACCES REQS.F.O.CCOM CALL ROUT-INFO-REQ ROUT-INFO-REQ S.F.I.CPaglng 尋呼啟動(dòng)尋呼尋呼響應(yīng)CON-CONFPROC-ACCES REQ AUTH鑒權(quán)啟動(dòng)AUTH(SRES) AUTH SRES CIP STAACP ACCES REQCOM-CALLAUTH PARA REQ鑒權(quán)參數(shù)請(qǐng)求AUTH PARA A

45、CK(IMSI.KC.R.S)鑒權(quán)響應(yīng)啟動(dòng)加密接受訪問請(qǐng)求 (接入)為去話發(fā)送信息 完成呼叫 (回主叫用戶數(shù)據(jù))路由信息請(qǐng)求PROV MSRN (IMSI)AUT PARA REQ連接證實(shí)為來話發(fā)送信息處理接入請(qǐng)求IMSI.KC.R,S啟動(dòng)加密接受接入請(qǐng)求 完成呼叫(回送被叫用戶數(shù)據(jù))AUT-INFO-REQ AUT-INFO-PROY IMSI.KC.R,S提供MSRNMSRNAUT-INFO-REQ IMSI.KC.R,SAUTREQ鑒權(quán)請(qǐng)求實(shí)SDCCHpalingpag ReqMS ABSS AMSCVLR(HLR)(AUC)BSS BMS BAleatAleatCONNCONN ACK

46、DISCRelDISC 拆線Rel 釋放Rel CompRel CompClear CompDISCRelRel CompClear CompClear CompRel CompRelDISCClear CompCIPMOD CMP 加密模式命令CIPMOD CMP 加密模式完成SET UP呼叫建立CALL CONF 呼叫證實(shí)ASSREQ 指配請(qǐng)求ASSCOMP 指配完成Aleat 提醒CONN 連接CONN ACK 連接證實(shí)DISC 拆線Rel 釋放釋放完成Rel Comp釋放完成Clear Comp清除(釋放BSS未用資源)BSS專用資源已釋放Clear CompDISCMSC釋放陸地資源及物理連接RelR