GSM基礎(chǔ)培訓(xùn)課件

1、內(nèi)容提要 移動通信發(fā)展史 GSM通信系統(tǒng)概述 編號計劃 業(yè)務(wù)流程 GSM提供的業(yè)務(wù)第一代模擬蜂窩通信系統(tǒng) 第一代移動電話系統(tǒng)采用了蜂窩組網(wǎng)技術(shù)，蜂窩概念由貝爾實驗室貝爾實驗室提出，70年代在世界許多地方得到研究，當(dāng)?shù)谝粋€試運行網(wǎng)絡(luò)在芝加哥開通時，美國第一個蜂窩系統(tǒng)AMPS（高級移動電話業(yè)務(wù)）在1979年成為現(xiàn)實.模擬移動通信的缺點各系統(tǒng)間沒有公共接口。2. 無法與固定網(wǎng)迅速向數(shù)字化推進相適應(yīng)，數(shù)字承載業(yè)務(wù)很難開展。3. 頻率利用率低，無法適應(yīng)大容量的要求。4. 安全利用率低，易于被竊聽，易做“假機”。第二代數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)由于模擬制式存在的各種缺點，90年代開發(fā)出了以數(shù)字傳輸、時分多址和窄

2、帶碼分多址為主體的移動電話系統(tǒng)，稱之為第二代移動電話系統(tǒng)。代表產(chǎn)品分為兩類： 1.TDMA系統(tǒng):泛歐GSM、美國D-AMPS和日本PDC 2.N-CDMA系統(tǒng)：高通公司為首研制的基于IS-95的N- CDMA（窄帶CDMA） 第三代IMT-2000IMT-2000，它的關(guān)鍵特性有：（1）包含多種系統(tǒng)；（2）世界范圍設(shè)計的高度一致性；（3）IMT-2000內(nèi)業(yè)務(wù)與固定網(wǎng)絡(luò)的兼容；（4）高質(zhì)量；（5）世界范圍內(nèi)使用小型便攜式終端。以Qualcomm公司為代表提出的與IS-95系統(tǒng)反向兼容的寬帶CDMA2000建議。2. 歐洲考慮在IMT-2000網(wǎng)絡(luò)發(fā)展目標(biāo)上，支持寬帶分組交換網(wǎng)為核心，將當(dāng)前的從

3、功能上分層的網(wǎng)絡(luò)模式演變成端到端的客戶-服務(wù)器模式，專門開發(fā)與GSM系統(tǒng)反向兼容的WCDMA標(biāo)準(zhǔn)。此方案便于由GSM平滑過渡到第三代，故受到很多GSM供應(yīng)商支持。3. 我國向ITU-R提交了TD-SCDMA技術(shù)。具有代表性的第三代移動通信系統(tǒng)技術(shù)：1、1982年，設(shè)立“移動通信特別小組”，以開發(fā)第二代移動通信為目標(biāo)。2、1986年，對八個建議進行現(xiàn)場實驗。3、1987年，就采用窄帶時分多址和規(guī)則脈沖激勵長期線形預(yù)測（RPELTP）話音編碼以及高斯濾波最小頻移鍵控（GMSK）調(diào)制方式達成一致。4、1988年，十八個國家達成GSM諒解備忘錄。5、1989年，GSM標(biāo)準(zhǔn)生成，產(chǎn)生一套12章規(guī)范系列。

4、6、1991年，GSM在歐洲正式開通，演變成“全球移動通信系統(tǒng)” 的簡稱。GSM發(fā)展歷程GSM主要參數(shù)發(fā)射頻率：下行：935-960KHZ上行：890-915KHZ頻道間隔：200KHZ雙工間隔：45KHZ小區(qū)半徑：MIN：0.5公里 MAX：35公里接續(xù)方式：TDMA調(diào)制方式：GMSK編碼方式：RPE-LTP無線接口理論無線接口理論BSSMSS數(shù)字公用陸地移動通信網(wǎng)PLMN示意圖 各部分名稱說明MSS內(nèi)部接口接口協(xié)議 協(xié)議是各功能實體間的共同“語言”，通過各個接口相互傳遞有關(guān)的消息，為完成GSM系統(tǒng)的全部通信和管理功能建立起有效的信息傳輸通道。MAPTCAPBSSAPSCCPMTPISUPT

5、UP TUP：電話用戶部分 BSSAP：BSS應(yīng)用部分ISUP：ISDN用戶部分 SCCP：信令連接控制部分MAP：移動應(yīng)用部分 MTP：消息傳遞部分TCAP：事務(wù)處理應(yīng)用部分應(yīng)用于GSM系統(tǒng)的7號信令協(xié)議層 GSM系統(tǒng)各接口采用的分層協(xié)議結(jié)構(gòu)同時考慮到了ISDN的互通，符合開放系統(tǒng)互連(OSI)參考模型。 在MSS內(nèi)部各功能實體間接口通信均由7號信令系統(tǒng)支持。GSM系統(tǒng)與PSTN系統(tǒng)間通信優(yōu)先采用7號信令。 與非呼叫相關(guān)的信令是采用移動應(yīng)用部分(MAP)，用于MSS內(nèi)部各接口間的通信；與呼叫相關(guān)的信令則采用電話用戶部分(TUP)和ISDN用戶部分(ISUP)，分別用于MSC間和MSC與PST

6、N及ISDN間的通信。接口協(xié)議編號計劃1.移動用戶的ISDN號碼: MSISDN MSISDN號碼是呼叫數(shù)字公用陸地蜂窩移動通信網(wǎng)中某一用戶時主叫用戶所撥的號碼。 號碼組成為：國 家 號 碼國 內(nèi) 有 效 ISD N 號 碼國 際 移 動 用 戶 ISD N 號 碼N1N2N3移動業(yè)務(wù)接入號H0H1H2H3HLR 識別號ABCD移動用戶號國內(nèi)有效 ISDN 號碼我國的國家號碼為86。我國國內(nèi)有效ISDN號碼的結(jié)構(gòu)為：2.國際移動用戶識別碼:IMSIIMSI是在PLMN網(wǎng)中唯一識別一個移動用戶的號碼 由15位數(shù)字組成MCCMNCMSIN國際移動用戶識別國內(nèi)移動用戶識別3.移動用戶漫游號碼 MSR

7、N MSRN是在每次呼叫移動用戶時，為了使網(wǎng)絡(luò)再次選擇路由，根據(jù)HLR的請求，由VLR臨時分配給移動用戶的一個號碼。該號碼在接續(xù)完成后即可釋放給其他用戶使用。 它的結(jié)構(gòu)為8613900M1M2M3ABC。 M1M2M3為MSC的號碼。4.切換號碼（HON）HON是在進行局間切換時為了選擇路由，由目標(biāo)MSC/VLR臨時分配給移動用戶的一個號碼。該號碼是MSRN號碼的一部分，只在移動用戶進行局間切換時使用，接續(xù)完成后即可釋放給其他用戶使用。5.臨時移動用戶識別碼（TMSI）TMSI是為了對IMSI保密，由VLR臨時分配給來訪移動用戶的識別碼，為一個4字節(jié)的BCD碼，僅在本地使用，由各MSC/VLR

8、自行分配。6.位置區(qū)識別碼（LAI） LAI是用來識別位置區(qū)的，其號碼結(jié)構(gòu)是： 其中：MCC和MNC同IMSI的MCC和MNC。 LAC為位置區(qū)域碼，它是唯一地識別我國數(shù)字PLMN中每個位置區(qū)的，是一個2字節(jié)16進制的BCD碼，表示為L1L2L3L4（范圍0000FFFF，可定義65536個不同的位置區(qū)。）7.全球小區(qū)識別碼（CGI）CGI用來識別一個位置區(qū)內(nèi)的小區(qū)，它是在位置區(qū)識別碼（LAI）后加上一個小區(qū)識別碼（CI），其結(jié)構(gòu)是： ，其中CI是一個2字節(jié)BCD編碼，由各MSC自定。8.基站識別碼（BSIC）BSIC是用于識別相鄰國家的相鄰基站的，為6位編碼，其結(jié)構(gòu)是： NCC=國家色碼，主

9、要用來區(qū)分國界各側(cè)的運營者（國內(nèi)區(qū)別不同的?。瑸閄Y1Y2。X：運營者（郵電=1，聯(lián)通=0）。YI、Y2：根據(jù)各表分配。BCC：用來唯一識別采用相同載頻的相鄰BTS。8.國際移動臺設(shè)備識別碼 IMEI唯一地識別一個移動臺設(shè)備的編碼，為一個15位的十進制數(shù)字，結(jié)構(gòu)是： TAC=型號批準(zhǔn)碼，由歐洲型號認(rèn)證中心分配。6位數(shù)字。FAC=工廠裝配碼，由廠家編碼，表示生產(chǎn)廠家及其裝配地，2位數(shù)字。SNR=序列碼，由廠家分配。識別每個TAC和FAC中的某個設(shè)備，6位數(shù)字。SP=備用。1位數(shù)字。9.MSC/VLR號碼 MSC/VLR號碼在NO.7信令信息中使用，代表MSC的號碼。各局自定義。10.HLR號碼

10、 HLR號碼在NO.7信令信息中使用，代表HLR的號碼。各局自定義。移動性管理信令流程移動性管理信令流程基本業(yè)務(wù)流程基本業(yè)務(wù)流程切換信令流程切換信令流程補充業(yè)務(wù)信令流程補充業(yè)務(wù)信令流程預(yù)付費業(yè)務(wù)信令流程預(yù)付費業(yè)務(wù)信令流程 位置更新信令流程位置更新信令流程一般位置更新一般位置更新 周期性位置更新周期性位置更新 IMSIIMSI附著附著/ /分離分離 安全性管理信令流程安全性管理信令流程 鑒權(quán)鑒權(quán) 加密加密 BSC 2 13 4 BSCMSC/VLR位置區(qū)1位置區(qū)2MSMS同一MSC局內(nèi)的位置更新（不需向HLR發(fā)起）一般性位置更新 5 23 1 4HLRMSC/VLR1MSC/VLR2MSMS越局

11、位置更新（需向HLR發(fā)起）一般性位置更新VLRHLRMAP_PURGE_MSMAP_PURGE_MS_Ack（a）（b）周期性位置更新強制登記IMSI附著/分離當(dāng)MS關(guān)機（或SIM卡拿掉后）時，該MS不能建立任何連接。如果MSC仍然對它進行正常的尋呼，必然浪費寶貴的資源。IMSI附著/分離過程的引入就是為了克服這種不必要的浪費。用戶開機時要發(fā)起位置更新操作，其當(dāng)前所在的位置區(qū)將登記在用戶所在的MSC/VLR中，如果當(dāng)前MSC/VLR中沒有用戶記錄，則根據(jù)用戶IMSI向HLR請求用戶數(shù)據(jù)。HLR記錄用戶當(dāng)前位置（記錄當(dāng)前的MSC/VLR號碼），并將用戶數(shù)據(jù)傳送給MSC/VLR。MSC/VLR將用

12、戶狀態(tài)置為“附著”。如果MSC/VLR中有用戶數(shù)據(jù)，則不必向HLR要數(shù)據(jù)，只發(fā)起MSC/VLR內(nèi)的位置更新操作，然后將用戶狀態(tài)置為“附著”。當(dāng)MS關(guān)機時，MS發(fā)消息給MSC/VLR，網(wǎng)絡(luò)收到后認(rèn)為MS已經(jīng)關(guān)機，從而將用戶狀態(tài)置為“分離”。第一：防止未授權(quán)的用戶接入，這是通過鑒權(quán)（即通過插入的SIM卡與移動臺提供的用戶標(biāo)識碼是否一致的安全性檢查）實現(xiàn)的。第二：保護用戶的隱私權(quán)，這是通過加密來實現(xiàn)的；對傳輸加密可以防止在無線信道上竊聽通信。大多數(shù)的信令也可以用同樣方法保護，以防止第三方了解被叫方是誰。 鑒權(quán)/加密流程MSBSSMSC/VLRISUPChannel ReqCM_Serv_ReqImm

13、 AssignCM_Serv_ReqSCCP_CCCM_Serv_ReqAuthenticateAuthenticateAuthenticate RespAuthenticate RespACMCipher mode CmdCipher mode CompCipher mode CompSetupCall ProceedingAllocate ChannelAssignment CmdAssignment CompAllocation CompIAMStart CipheringANMAlertConnectConnect AckSTEP ASTEP BSTEP CSTEP DSTEP ESTEP FSTEP GGMSCMSC/VLRBSCMSIAMPagePageChannel ReqIMM AssignPage RespPage RespSCCP_CCAuthenticateAuthenticate respStart CipheringStart CipheringCiphering mode CmpCiphering mode CmpSetupCall ConfPSTN/ISDNAll