GSM-移動(dòng)通信系統(tǒng)

1、第七章 GSM 移動(dòng)通信系統(tǒng) GSM系統(tǒng)概述發(fā)展歷史網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與接口區(qū)域、號(hào)碼、地址與識(shí)別 GSM系統(tǒng)的業(yè)務(wù) GSM系統(tǒng)的無線接口GSM系統(tǒng)的控制與管理通用分組無線業(yè)務(wù)（GPRS） 17.1 概述 模擬系統(tǒng)的四大缺點(diǎn)： 各個(gè)模擬蜂窩系統(tǒng)間差異較大、互不兼容，沒有公共接口，用戶無法在不同系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)漫游； 很難開展數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)； 頻譜利用率低無法適應(yīng)大容量的需求；安全保密性差，易被竊聽。1 GSM系統(tǒng)發(fā)展歷史21982年北歐國家為了方便全歐洲統(tǒng)一使用移動(dòng)電話，向CEPT（歐洲郵電行政大會(huì)）提交了一份建議書，要求制定900MHz頻段的公共歐洲電信業(yè)務(wù)規(guī)范。在這次大會(huì)上就成立了一個(gè)在歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)（

2、ETSI）技術(shù)委員會(huì)下的“移動(dòng)特別小組”（Group Special Mobile，簡稱“GSM”），來制定有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和建議書。 7.1 概述 1 GSM系統(tǒng)發(fā)展歷史31987年5月GSM成員國就數(shù)字系統(tǒng)采用的主要技術(shù)達(dá)成一致：多址方式：窄帶時(shí)分多址TDMA；語音編碼技術(shù)：規(guī)則脈沖激勵(lì)線性預(yù)測(cè)RPE一LTP語音編碼；調(diào)制方式：高斯濾波最小移頻鍵控GMSK調(diào)制方式1991年在歐洲開通了第一個(gè)系統(tǒng)，將GSM更名為“全球移動(dòng)通信系統(tǒng)”（Globa1 system for Mobile communications）7.1 概述 1 GSM系統(tǒng)發(fā)展歷史4移動(dòng)特別小組還完成了制定1800MHz頻段的公共

3、歐洲電信業(yè)務(wù)的規(guī)范，名為DCS1800系統(tǒng)。DCS1800系統(tǒng)與GSM900系統(tǒng)功能相同，主要區(qū)別是采用的頻段不同。GSM標(biāo)準(zhǔn)共有12項(xiàng)內(nèi)容，未對(duì)硬件作出規(guī)定，只對(duì)功能、接口等進(jìn)行詳細(xì)規(guī)定，以便不同公司的產(chǎn)品可以互連互通。1993年我國開通了第一個(gè)數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)。7.1 概述 1 GSM系統(tǒng)發(fā)展歷史5 GSM系統(tǒng)組成MS：移動(dòng)臺(tái); BSS: 基站子系統(tǒng)NSS: 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)7.1 概述 2 GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與接口-（1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)6 GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)7.1 概述 2 GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與接口-（1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)7子系統(tǒng)子單元功能MSSMS（移動(dòng)臺(tái)）包括ME (移動(dòng)設(shè)備)和SIM (用戶識(shí)別模塊)B

4、SSBTS（基站）為一個(gè)小區(qū)服務(wù)的無線收發(fā)信設(shè)備BSC（基站控制器）對(duì)一個(gè)或多個(gè)BTS進(jìn)行控制以及相應(yīng)呼叫控制NSSMSC（移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心）對(duì)于位于它管轄區(qū)域中的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行控制、交換VLR（訪問位置寄存器）存儲(chǔ)來訪用戶與呼叫處理有關(guān)的一些數(shù)據(jù)HLR（歸屬位置寄存器）存儲(chǔ)該HLR轄區(qū)的移動(dòng)用戶的有關(guān)數(shù)據(jù)與目前所處位置的信息，包括移動(dòng)用戶號(hào)碼、訪問能力、用戶類別、補(bǔ)充業(yè)務(wù)、漫游信息等EIR（設(shè)備識(shí)別寄存器）對(duì)移動(dòng)設(shè)備的識(shí)別、監(jiān)視、閉鎖存儲(chǔ)有關(guān)移動(dòng)臺(tái)設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫AUC（鑒權(quán)中心）認(rèn)證移動(dòng)用戶的身份和產(chǎn)生相應(yīng)鑒權(quán)參數(shù)OMC（操作維護(hù)中心）操作維護(hù)系統(tǒng)中的各功能實(shí)體GSM系統(tǒng)可通過MSC實(shí)現(xiàn)與多種

5、網(wǎng)絡(luò)的互通，包括PSTN、ISDN、PLMN和PSPDN 7.1 概述 2 GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與接口-（1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) GSM系統(tǒng)子單元及其功能87.1 概述 2 GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與接口-（2）網(wǎng)絡(luò)接口 GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口9分類接口名稱定義主要接口A接口NSS與BSS之間的通信接口，即MSC與BSC之間的互連接口Abis接口BSC與基站收發(fā)信機(jī)（BTS）之間的通信接口Um接口即空中接口，MS與BTS之間的無限通信接口，最重要、最復(fù)雜NSS內(nèi)部接口B接口MSC與訪問位置寄存器（VLR）之間的接口C接口MSC與原籍位置寄存器（HLR）之間的接口D接口VLR與HLR之間的接口E接口相鄰區(qū)域的不同移動(dòng)

6、交換中心之間的接口F接口MSC與移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器（EIR）之間的接口G接口兩個(gè)VLR 之間的接口GSM與其它公用電信網(wǎng)接口，通過MSC與公用電信網(wǎng)互聯(lián)，一般采用7號(hào)信令系統(tǒng)7.1 概述 2 GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與接口- （2）網(wǎng)絡(luò)接口 GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口名稱與定義10采用獨(dú)立網(wǎng)號(hào)方式來組網(wǎng) “中國移動(dòng)” GSM網(wǎng)絡(luò)接入號(hào)為“139”， “中國聯(lián)通” GSM網(wǎng)絡(luò)接入號(hào)為“130”。全國GSM移動(dòng)電話網(wǎng)按大區(qū)設(shè)立一級(jí)匯接中心、省內(nèi)設(shè)立二級(jí)匯接中心、移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)設(shè)立端局構(gòu)成三級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。三級(jí)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成了一個(gè)完全獨(dú)立的數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)。7.1 概述 2 GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與接口- （3）我國網(wǎng)絡(luò)結(jié)

7、構(gòu)11GSM數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)與PSTN網(wǎng)相重疊。公用電話網(wǎng)有它的國際出口局，而GSM數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)卻無國際出口局，國際間的通信仍然還需借助于公用電話網(wǎng)的國際局。在“中國聯(lián)通”GSM移動(dòng)交換局所在地，聯(lián)通網(wǎng)和主網(wǎng)(移動(dòng)GSM移動(dòng)通信網(wǎng)和電信PSTN網(wǎng))之間各設(shè)一個(gè)網(wǎng)間接口局，聯(lián)通網(wǎng)和主網(wǎng)經(jīng)過網(wǎng)間接口局連通。 7.1 概述 2 GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與接口- （3）我國網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)12省內(nèi)GSM移動(dòng)通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 省內(nèi)設(shè)若干個(gè)移動(dòng)業(yè)務(wù)匯接中心(即二級(jí)匯接中心)。二級(jí)匯接中心可以是單獨(dú)設(shè)置的匯接中心(即不帶客戶，只作匯接)，也可兼作移動(dòng)端局(與基站相連，可帶客戶)。省內(nèi)GSM移動(dòng)通信網(wǎng)中一般設(shè)置二三個(gè)移動(dòng)匯

8、接局較為適宜，最多不超過四個(gè)，每個(gè)移動(dòng)端局至少應(yīng)與省內(nèi)兩個(gè)二級(jí)匯接中心相連。7.1 概述 2 GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與接口- （3）我國網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)13 移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 全國可劃分為若干個(gè)移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)，每個(gè)移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)中應(yīng)設(shè)立一個(gè)HLR和一個(gè)或若干個(gè)移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心(MSC)， 還可以幾個(gè)移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)共用一個(gè)MSC。 信令網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 在建網(wǎng)初期，由于國內(nèi)的No.7信令網(wǎng)不適宜傳輸MAP（移動(dòng)應(yīng)用部分）消息，作為過渡，先建立移動(dòng)專用No.7信令網(wǎng)。7.1 概述 2 GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與接口- （3）我國網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)14目前中國的GSM組網(wǎng)方式遵循以下原則。省內(nèi)話務(wù)和信令轉(zhuǎn)接走低級(jí)話務(wù)匯接局（B

9、1、B2）和省內(nèi)低級(jí)信令匯接局（L1、L2）。省際話務(wù)和信令轉(zhuǎn)接走高級(jí)話務(wù)匯接局（A1、A2）和省內(nèi)高級(jí)信令匯接局（H1、H2）。國際話務(wù)和信令轉(zhuǎn)接走國際局中轉(zhuǎn)（目前國內(nèi)的國際局設(shè)置在北京、上海和廣州三個(gè)城市）7.1 概述 2 GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與接口- （3）我國網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)15本地端局兼關(guān)口局（MSC1、MSC2、MSC3（純端局）、MSC4）完成本地話務(wù)及信令交換本地HLR（ZZH01、ZZH02）存儲(chǔ)本地用戶數(shù)據(jù)省級(jí)低級(jí)話務(wù)匯接局（CSB1、CSB2） 完成本省話務(wù)交換省級(jí)高級(jí)話務(wù)匯接局（CSA1、CSA2） 完成省內(nèi)交換機(jī)同省外交換機(jī)話務(wù)交換省級(jí)低級(jí)信令匯接局（CSL1、CSL2） 完成

10、株洲交換機(jī)和本省的信令接續(xù)省級(jí)高級(jí)信令匯接局（CSH1、CSH2） 完成本省交換機(jī)和省外交換機(jī)的信令接續(xù)。7.1 概述 2 GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與接口- （3）我國網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)-株洲16衡陽MSC1-4永洲MSC1-2婁底MSC1-2邵陽MSC1-3益陽MSC1-2常德MSC1-4岳陽MSC1-4懷化MSC1-4吉首MSC1長沙MSC1-9株洲MSC1-4湘潭MSC1-2郴洲MSC1-3張家界MSC1CSA1、A2CSB1、B2中國移動(dòng)長途話務(wù)匯接網(wǎng)7.1 概述 2 GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與接口- （3）我國網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)湖南省交換網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?話務(wù)網(wǎng)17衡陽MSC、HLR及SMSC永洲MSC、HLR婁底MSC

11、HLR邵陽MSC、HLR及SMSC益陽MSC、HLR常德MSC、HLR岳陽MSC、HLR懷化MSC HLR吉首MSC HLR長沙MSC1-9HLR1-4株洲MSC1-4HLR1、2湘潭MSC及HLR郴洲MSCHLR張家界MSCHLRCSH STP1/2CSL STP1/2中國移動(dòng)長途7號(hào)信令網(wǎng)長沙SCP、SSP及SMSCCSA1、A2CSB1、B27.1 概述 2 GSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與接口- （3）我國網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)湖南省交換網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?信令網(wǎng)18服務(wù)區(qū)PLMNPLMNMSCMSC位置區(qū)位置區(qū)基站基站扇區(qū)扇區(qū)PLMN：Public Land Mobile Network 公用陸地移動(dòng)通信網(wǎng)7.1 概

12、述 3 GSM的區(qū)域、號(hào)碼、地址與識(shí)別- （1）區(qū)域定義 區(qū)域定義19名稱定義GSM服務(wù)區(qū)向移動(dòng)臺(tái)提供服務(wù)的區(qū)域，可由一個(gè)或多個(gè)PLMN組成；地域上可以是一個(gè)國家或一個(gè)國家的一部分，也可以是若干個(gè)國家PLMN一個(gè)公用陸地移動(dòng)通信網(wǎng)（PLMN）可以由一個(gè)或若干個(gè)MSC組成，PLMN與各種固定網(wǎng)絡(luò)之間的接口是MSCMSC區(qū)一個(gè)移動(dòng)交換中心所控制的區(qū)域，連接一個(gè)或若干個(gè)基站控制器，地理上包含多個(gè)位置區(qū)。位置區(qū)通常由若干個(gè)小區(qū)組成，移動(dòng)臺(tái)在位置區(qū)內(nèi)無需進(jìn)行位置更新；呼叫發(fā)起時(shí)，向一個(gè)位置區(qū)內(nèi)的所有基站同時(shí)發(fā)起?；緟^(qū)即小區(qū)，基站的有效覆蓋范圍扇區(qū)基站采用定向天線時(shí)，定向天線在一定角度的覆蓋范圍7.1

13、概述 3 GSM的區(qū)域、號(hào)碼、地址與識(shí)別- （1）區(qū)域定義 區(qū)域定義20MCC(3位) MNC(1或2位) MSIN |-國際移動(dòng)客戶識(shí)別 -| |-國內(nèi)移動(dòng)客戶識(shí)別 -| 7.1 概述 3 GSM的區(qū)域、號(hào)碼、地址與識(shí)別- （2）號(hào)碼識(shí)別MCC: 移動(dòng)國家號(hào)碼，由3位數(shù)字組成，我國為460。MNC: 移動(dòng)網(wǎng)號(hào)，由2位數(shù)字組成，移動(dòng)GSM PLMN網(wǎng) 為00，聯(lián)通GSM PLMN網(wǎng)為0l。MSIN: 移動(dòng)用戶識(shí)別碼，由等長10位數(shù)字構(gòu)成，用于識(shí) 別某一PLMN中的移動(dòng)用戶。 國際移動(dòng)用戶識(shí)別碼(IMSI) GSM移動(dòng)通信網(wǎng)給移動(dòng)客戶分配一個(gè)特定的識(shí)別碼。存儲(chǔ)在客戶識(shí)別模塊(SIM)、HLR、V

14、LR中。21臨時(shí)移動(dòng)客戶識(shí)別碼(TMSI) 為了對(duì)IMSI保密，MSCVLR可給來訪移動(dòng)客戶分配一個(gè)唯一的TMSI號(hào)碼，僅限在本MSC業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)使用。 國際移動(dòng)臺(tái)設(shè)備識(shí)別碼(IMEI) 唯一地識(shí)別一個(gè)移動(dòng)臺(tái)設(shè)備的編碼，為一個(gè)15位的十進(jìn)制數(shù)數(shù)字，其結(jié)構(gòu)是： TAC(6位數(shù)字) FAC(2位數(shù)字) SNR(6位數(shù)字) SP (l位數(shù)字) TAC: 型號(hào)批準(zhǔn)碼; FAC: 工廠裝配碼，表示生產(chǎn)廠家及其裝配地。 SNR: 序號(hào)碼， SP: 備用，備作將來使用。 7.1 概述 3 GSM的區(qū)域、號(hào)碼、地址與識(shí)別- （2）號(hào)碼識(shí)別227.1 概述 3 GSM的區(qū)域、號(hào)碼、地址與識(shí)別- （2）號(hào)碼識(shí)別 CC

15、 NDC SN |-國際移動(dòng)客戶ISDN號(hào)碼 -| |- 國內(nèi)有效移動(dòng)客戶ISDN號(hào)碼 -|CC： 國家碼。我國為86。 NDC：國內(nèi)目的地碼，包括網(wǎng)絡(luò)接入號(hào)（移動(dòng)139，聯(lián) 通130）和4位HLR識(shí)別碼（移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)號(hào)）。 SN： 客戶號(hào)碼，采用等長4位編號(hào)計(jì)劃。移動(dòng)臺(tái)號(hào)碼（手機(jī)號(hào)碼） 移動(dòng)臺(tái)國際ISDN號(hào)碼(MSISDN) 主叫客戶為呼叫數(shù)字公用陸地蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)中客戶所需撥的號(hào)碼。號(hào)碼的結(jié)構(gòu)為：237.1 概述 3 GSM的區(qū)域、號(hào)碼、地址與識(shí)別- （2）號(hào)碼識(shí)別移動(dòng)客戶漫游號(hào)碼(MSRN)結(jié)構(gòu)是： CC NDC SN |-國際移動(dòng)客戶ISDN號(hào) -| |-國內(nèi)有效移動(dòng)客戶ISDN號(hào)碼

16、-|移動(dòng)客戶漫游號(hào)碼(MSRN) (與MSISDN結(jié)構(gòu)相同） 當(dāng)移動(dòng)臺(tái)漫游到一個(gè)新的服務(wù)區(qū)時(shí)，由VLR給其分配一個(gè)臨時(shí)性的漫游號(hào)碼，并通知該移動(dòng)臺(tái)的HLR，用于建立通信路由。移動(dòng)臺(tái)號(hào)碼（手機(jī)號(hào)碼）247.1 概述 3 GSM的區(qū)域、號(hào)碼、地址與識(shí)別- （2）號(hào)碼識(shí)別位置區(qū)識(shí)別碼(LAI) 位置區(qū)識(shí)別碼用于移動(dòng)客戶的位置更新，其號(hào)碼結(jié)構(gòu)是： 3位數(shù)字 2位數(shù)字 最大16bit MCC MNC LAC |-LAI-| MCC：移動(dòng)客戶國家碼，同IMSI中的前三位數(shù)字。 MNC：移動(dòng)網(wǎng)號(hào)，同IMSI中的MNC。 LAC： 位置區(qū)號(hào)碼，為一個(gè)2字節(jié)BCD編碼，在一個(gè) GSM PLMN網(wǎng)中可定義6553

17、6個(gè)不同的位置區(qū)。257.1 概述 3 GSM的區(qū)域、號(hào)碼、地址與識(shí)別- （2）號(hào)碼識(shí)別全球小區(qū)識(shí)別碼(CGI) CGI是用來識(shí)別一個(gè)位置區(qū)內(nèi)的小區(qū)，它是在位置區(qū)識(shí)別碼 (LAI)后加上一個(gè)小區(qū)識(shí)別碼(CI)，其結(jié)構(gòu)是： 3位數(shù)字 2位數(shù)字 最大16bit 最大16bit MCC MNC LAC CI |-LAI-| |-CGI-|CI是一個(gè)2字節(jié)BCD編碼，由各MSC自定267.1 概述 3 GSM的區(qū)域、號(hào)碼、地址與識(shí)別- （2）號(hào)碼識(shí)別基站識(shí)別碼(BSIC) BSIC主要用于識(shí)別相鄰國家的具有相同載頻的相鄰基站，為6bit編碼，其結(jié)構(gòu)是： NCC（ 3bit ）BCC （ 3bit ）

18、|-BSIC-|NCC: PLMN色碼(國家色碼)，為XY1Y2，主要用來區(qū)分國界各側(cè)的運(yùn)營者(國內(nèi)區(qū)別不同的省)。 X：運(yùn)營者(移動(dòng)X1，聯(lián)通0)。BCC：BTS色碼，用來識(shí)別相同載頻的不同的基站277.1 概述 BCC: 基站色碼，識(shí)別基站。由運(yùn)營設(shè)定3 GSM的區(qū)域、號(hào)碼、地址與識(shí)別- （2）號(hào)碼識(shí)別基站識(shí)別碼(BSIC) Y2Y1010吉林、甘肅、西藏、廣西、福建、湖北、北京、江蘇 黑龍江、遼寧、寧夏、四川、海南、江西、天津、山西、山東1新疆、廣東、河北、安徽、上海、貴州、陜西內(nèi)蒙古、青海、云南、河南、浙江、湖南28 GSM業(yè)務(wù)就是GSM系統(tǒng)為了滿足一個(gè)特定用戶的通信要求而向用戶提供的

19、服務(wù)分類業(yè)務(wù)基本業(yè)務(wù)附加業(yè)務(wù)電信業(yè)務(wù)承載業(yè)務(wù)圖 GSM系統(tǒng)業(yè)務(wù)分類 7.1 概述 4 GSM的業(yè)務(wù)-（1）基本業(yè)務(wù)-分類29基本業(yè)務(wù)分類功能電信業(yè)務(wù)（ Teleservices）又稱用戶終端業(yè)務(wù) 為用戶通信提供包括終端設(shè)備功能在內(nèi)的完整能力承載業(yè)務(wù)（Bearer Services）提供用戶接入點(diǎn)（也稱“用戶/網(wǎng)絡(luò)”接口 ）間信號(hào)傳輸?shù)哪芰﹄娦艠I(yè)務(wù)終端設(shè)備數(shù)字蜂窩PLMN傳輸網(wǎng)終端網(wǎng)終端設(shè)備承載業(yè)務(wù)圖 GSM支持的基本業(yè)務(wù) 7.1 概述 4 GSM的業(yè)務(wù)-（1）基本業(yè)務(wù)-分類307.1 概述 4 GSM的業(yè)務(wù)- （1）基本業(yè)務(wù)-電信業(yè)務(wù)31計(jì)費(fèi)提示 AOC交替線業(yè)務(wù) (ALS)-個(gè)人或商業(yè) 來話

20、限制-BAIC當(dāng)漫游在HPLMN（歸屬PLMN）之外時(shí)，限制所有來話 在國外時(shí)限制來話 呼出限制-BOC限制所有打出去的國際電話-BOIC限制所有打出去的國際電話，除了打到HPLMN國家的電話 附加業(yè)務(wù)是基本電信業(yè)務(wù)的增強(qiáng)或補(bǔ)充。7.1 概述 4 GSM的業(yè)務(wù)-（2）補(bǔ)充業(yè)務(wù)（附加業(yè)務(wù)）32遇忙呼叫前轉(zhuǎn)-CFB無應(yīng)答呼叫前轉(zhuǎn)-CFNA無條件呼叫前轉(zhuǎn)-CFU呼叫保持 呼叫等待-CW主叫線識(shí)別顯示-CLIP主叫線識(shí)別限 制-永久或預(yù)呼-CLIR中央交換業(yè)務(wù) 會(huì)議呼叫-CONF運(yùn)營者確定的呼叫限制(ODB)7.1 概述 4 GSM的業(yè)務(wù)-（2）補(bǔ)充業(yè)務(wù)（附加業(yè)務(wù)）33GSM工作頻段歐洲：收發(fā)頻率間隔

21、為45MHz 上行: 890915MHz（移動(dòng)臺(tái)發(fā)、基站收） 下行: 935960MHz（基站發(fā)、移動(dòng)臺(tái)收）載頻間隔：0.2MHz系統(tǒng)載頻數(shù): (915-890)/0.2-1=124(對(duì))；n=1124. 上頻段第n個(gè)信道的載頻(中心頻)：fl(n)=(890+0.2n)MHz 下頻段：fh(n)=(935+0.2n)MHz；每個(gè)載頻有8個(gè)時(shí)隙，系統(tǒng)共有物理信道1248=992(個(gè))7.2 GSM的無線接口 1 GSM系統(tǒng)無線傳輸特征34GSM工作頻段中國：收發(fā)頻率間隔為45MHz 上行：905915（移動(dòng)臺(tái)發(fā)、基站收） 下行：950960（基站發(fā)、移動(dòng)臺(tái)收）載頻間隔：0.2MHz；載頻數(shù)：(

22、915-905)/0.2-1=49(對(duì))； 上頻段: fl(n)=(905+0.2n)MHz； 下頻段: fh(n)=fl(n)45MHz；每個(gè)載頻有8個(gè)時(shí)隙，系統(tǒng)共有物理信道498=392(個(gè))隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，可向1.8GHz頻段的DCS 1800過渡： 上行：17101785MHz（移動(dòng)臺(tái)發(fā)、基站收） 下行：18051880MHz（基站發(fā)、移動(dòng)臺(tái)收）7.2 GSM的無線接口 1 GSM系統(tǒng)無線傳輸特征35TDMA邏輯信道概念 邏輯信道是指承載某種業(yè)務(wù)、具有某種邏輯功能的信道。物理信道上傳輸?shù)男畔催壿嫻δ芸煞譃闃I(yè)務(wù)信息和控制信息；因此為傳輸具有不同邏輯功能的信息，在物理信道上要安排相應(yīng)的邏

23、輯信道；邏輯信道要映射到物理信道上傳送。 物理信道: 一個(gè)時(shí)隙(TS) 信道 控制信道（CCH） 邏輯信道 業(yè)務(wù)信道 (TCH)2 GSM系統(tǒng)信道類型7.2 GSM的無線接口 367.2 GSM的無線接口 2 GSM系統(tǒng)信道類型 GSM邏輯信道分類 37業(yè)務(wù)信道（TCH）：用于傳送編碼后的語音或數(shù)據(jù)，以及少量的隨路控制信令 。 語音業(yè)務(wù)信道 業(yè)務(wù)信道 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道 根據(jù)交換方式的不同分為電路交換信道和數(shù)據(jù)交換信道依據(jù)傳輸速率的不同分為半速率信道（ 6.5kbit/s ）、全速率信道（13kbit/s）與增強(qiáng)全速率信道（它的速率與全速率信道的速率一樣為13kbit/s，只是其壓縮編碼方案更為優(yōu)越

24、，所以有較好的話質(zhì)）7.2 GSM的無線接口 2 GSM系統(tǒng)信道類型 GSM邏輯信道分類 387.2 GSM的無線接口 控制信道(CCH)：用于傳送信令或同步數(shù)據(jù)。根據(jù)所需完成的功能又把控制信道分為廣播、公共及專用三種控制信道。廣播信道(BCH)：是“一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)”的單向控制信道，用于基站向移動(dòng)臺(tái)廣播公用的信息；2 GSM系統(tǒng)信道類型 GSM邏輯信道分類 廣播信道的分類功能頻率校正信道（FCCH）傳送頻率校正信息同步信道（SCH）傳送幀同步（TDMA幀號(hào)）信息和BTS識(shí)別碼（BSIC）信息廣播控制信道（BCCH）向每個(gè)BTS廣播通用的信息39控制信道(CCH)：公用控制信道(CCCH)：是一種雙

25、向控制信道，用于呼叫接續(xù)階段傳輸鏈路連接所需要的控制信令。又分為尋呼信道(PCH)、隨機(jī)接入信道(RACH)和準(zhǔn)許接入信道(AGCH);專用控制信道(DCCH)：實(shí)施“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”的雙向控制信道。用于呼叫接續(xù)階段及通信進(jìn)行當(dāng)中，在移動(dòng)臺(tái)與基站之間傳輸必要的控制信息。又分為獨(dú)立專用控制信道(SDCCH)、慢速輔助控制信道(SACCH)和快速輔助控制信道(FACCH)。7.2 GSM的無線接口 2 GSM系統(tǒng)信道類型 GSM邏輯信道分類 40公用控制信道(CCCH)分類功能上/下行信道尋呼信道（PCH）廣播基站尋呼移動(dòng)臺(tái)的尋呼消息下行信道隨機(jī)接入信道（RACH）MS隨機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)用此信道向基站發(fā)送信息

26、并申請(qǐng)指配一獨(dú)立專用控制信道SDCCH上行信道允許接入信道（AGCH）基站向隨機(jī)接入成功的移動(dòng)臺(tái)發(fā)送指配了的獨(dú)立專用控制信道SDCCH下行信道專用控制信道(DCCH)分類功能獨(dú)立專用控制信道（SDCCH） 傳送基站和移動(dòng)臺(tái)間的指令與信道指配信息隨路信道（ACCH）慢速隨路信道（SACCH）基站向移動(dòng)臺(tái)傳送功率控制信息、幀調(diào)整信息；基站接收移動(dòng)臺(tái)發(fā)來的移動(dòng)臺(tái)接收信號(hào)強(qiáng)度報(bào)告和鏈路質(zhì)量報(bào)告與SDCCH或者業(yè)務(wù)信道公用在一個(gè)物理信道上傳送信令消息快速隨路信道（FACCH）傳送基站與移動(dòng)臺(tái)間的越區(qū)切換的信令消息7.2 GSM的無線接口 2 GSM系統(tǒng)信道類型 GSM邏輯信道分類：控制信道(CCH)：

27、41五個(gè)層次：時(shí)隙、TDMA幀、復(fù)幀、超幀和超高幀 時(shí)隙是物理信道的基本單元TDMA幀由8個(gè)時(shí)隙組成，是占據(jù)載頻帶寬的基本單元，即每個(gè)載頻有8個(gè)時(shí)隙。復(fù)幀有兩種類型由26個(gè)TDMA幀組成的復(fù)幀。用于TCH、SACCH和FACCH由51個(gè)TDMA幀組成的復(fù)幀。用于BCCH和CCCH超幀是由51個(gè)26幀的復(fù)幀或26個(gè)51幀的復(fù)幀構(gòu)成超高幀等于2048個(gè)超幀超高幀的周期與加密和跳頻有關(guān)；每經(jīng)過一個(gè)超高幀周期，循環(huán)長度為，相當(dāng)于3小時(shí)28分53秒760毫秒，系統(tǒng)將重新啟動(dòng)密碼和跳頻算法。7.2 GSM的無線接口 3 GSM系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)42圖 GSM中語音處理的一般過程 7.2 GSM的無線接口 6 語音

28、和信道編碼(1) 概述GSM系統(tǒng)語音處理的一般過程437.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理位置管理呼叫接續(xù)越區(qū)切換與漫游安全措施計(jì)費(fèi)44位置登記 位置登記又稱注冊(cè)，是通信網(wǎng)為了跟蹤移動(dòng)臺(tái)的位置變化，對(duì)其位置信息進(jìn)行登記、刪除和更新的過程。位置信息存儲(chǔ)在HLR和VLR中。目的 使移動(dòng)臺(tái)與網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)系，以便移動(dòng)臺(tái)在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)的任何地方都能接入到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)。7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理1 位置管理（1）概述 45位置登記過程移動(dòng)用戶首次入網(wǎng)時(shí)，必須通過MSC在相應(yīng)的位置寄存器中登記注冊(cè)，將相關(guān)的參數(shù)（如移動(dòng)用戶識(shí)別碼IMSI、移動(dòng)臺(tái)編號(hào)及業(yè)務(wù)類型等）全部存放在該位置寄存器中，該位置寄存器稱為原籍位置寄存

29、器（HLR）。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)遠(yuǎn)離原籍地區(qū)（歸屬地區(qū)）進(jìn)入其它地區(qū)（訪問地區(qū)）時(shí)，訪問地區(qū)的位置寄存器（VLR）需對(duì)來訪移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行位置登記，并向該移動(dòng)臺(tái)的HLR查詢有關(guān)參數(shù)。HLR臨時(shí)保存VLR提供的位置信息，以便為其它用戶呼叫該移動(dòng)臺(tái)時(shí)提供路由信息。移動(dòng)臺(tái)離開該訪問地區(qū)時(shí)，VLR所存儲(chǔ)的該移動(dòng)臺(tái)的位置信息即被刪除。7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理1 位置管理（2）位置登記46位置更新過程-更新請(qǐng)求移動(dòng)臺(tái)開機(jī)后，搜索并提取BCCH播送的位置區(qū)標(biāo)志；所提取的位置區(qū)標(biāo)志與上次通信所用的位置區(qū)標(biāo)志進(jìn)行比較，若相同則不需要位置更新；若不同，則說明移動(dòng)臺(tái)進(jìn)入新的位置區(qū)，需要進(jìn)行位置更新，移動(dòng)臺(tái)通過新位置區(qū)的基站向

30、該區(qū)的MSC發(fā)出位置更新請(qǐng)求；7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理1 位置管理（3）位置更新 47位置更新過程實(shí)施更新VLR收到MSC“更新位置登記”指令后，將該移動(dòng)臺(tái)注冊(cè)到VLR，并根據(jù)移動(dòng)用戶識(shí)別碼IMSI直接判斷出該移動(dòng)臺(tái)的HLR；VLR給該MS分配漫游號(hào)碼（MSRN），并向該移動(dòng)臺(tái)的HLR查詢?cè)撘苿?dòng)臺(tái)的有關(guān)參數(shù)；查詢成功后，通過MSC和BS向該MS發(fā)送“更新位置登記”的確認(rèn)信息；HLR修改該MS原移動(dòng)參數(shù)，臨時(shí)保存VLR提供的位置信息；即HLR與VLR交換數(shù)據(jù)得到移動(dòng)用戶的新位置信息；若位置更新過程中涉及多個(gè)VLR，HLR還需通知移動(dòng)臺(tái)所屬的舊的VLR刪除用戶有關(guān)信息。7.3 GSM系統(tǒng)的控

31、制與管理1 位置管理（3）位置更新 48IMSI分離與附著IMSI分離：移動(dòng)臺(tái)轉(zhuǎn)入非激活狀態(tài)（關(guān)機(jī)）時(shí)，需在有關(guān)的VLR和HLR中設(shè)置特定標(biāo)志，使網(wǎng)絡(luò)拒絕呼叫該用戶，以免無效尋呼信號(hào)占用信道，稱之為IMSI分離；IMSI附著：移動(dòng)臺(tái)轉(zhuǎn)入激活狀態(tài)時(shí)，取消上述分離標(biāo)志，恢復(fù)正常工作，稱之為IMSI附著。7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理1 位置管理（4）周期性位置登記 49周期性位置登記無線鏈路的質(zhì)量較差時(shí)，可能使系統(tǒng)誤判MS發(fā)送的“IMSI分離/附著”消息；為解決誤判問題，系統(tǒng)采取周期性登記方式，要求MS每隔一段時(shí)間登記一次，若未接收到MS周期性登記信息，則判定為“分離”；網(wǎng)絡(luò)通過BCCH通知MS其

32、周期性登記的時(shí)間周期；MS收到周期性登記程序中的證實(shí)消息時(shí)，才停止發(fā)送登記消息。 7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理1 位置管理（4）周期性位置登記 50過程7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理1 位置管理（5）位置登記與更新過程 51IMSI鑒權(quán)登記網(wǎng)絡(luò)識(shí)別MSC用戶的臨時(shí)位置信息 用戶基本信息當(dāng)前位置信息MSC/VLR IMSIVLRHLRONplayOFFONOFFplay位置更新請(qǐng)求附著入網(wǎng)注： IMSI國際移動(dòng)用戶識(shí)別碼playMSC/VLR 分離處理請(qǐng)求離網(wǎng)分離7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理1 位置管理（5）位置登記與更新過程過程52建立或釋放控制信道和業(yè)務(wù)信道設(shè)備和用戶的識(shí)別無線鏈路、地面

33、鏈路的交換和連接建立點(diǎn)到點(diǎn)的通信鏈路各種位置寄存器中移動(dòng)臺(tái)位置信息的登記、修改或刪除越區(qū)轉(zhuǎn)接正在通話7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理2 呼叫接續(xù)（1）概述呼叫接續(xù)過程移動(dòng)性管理過程（越區(qū)、漫游時(shí)）53以固定網(wǎng)PSTN呼叫移動(dòng)用戶為例固定網(wǎng)的用戶撥打移動(dòng)用戶的電話號(hào)碼MSISDN；PSTN交換機(jī)分析MSISDN號(hào)碼；GMSC分析MSISDN號(hào)碼；HLR分析由GMSC發(fā)來的信息；HLR查詢當(dāng)前為被叫移動(dòng)用戶服務(wù)的MSC/VLR；由正在服務(wù)于被叫用戶的MSC/VLR得到呼叫的路由信息；MSC/VLR將呼叫的路由信息傳送給HLR；GMSC接收包含MSRN的路由信息7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理2 呼叫接

34、續(xù)（2）移動(dòng)臺(tái)被叫54CC為國家代碼，我國為86國內(nèi)有效ISDN號(hào)碼：11位NDC數(shù)字蜂窩移動(dòng)業(yè)務(wù)接入號(hào)13x；HLR識(shí)別號(hào)：H0 H1 H2 H3。H0=0時(shí)，H1、H2由全國統(tǒng)一分配，H3 由各省自行分配。一個(gè)HLR可以包含一個(gè)或多個(gè)H3數(shù)值；H0 0時(shí)，x、H0、H1、H2由全國統(tǒng)一分配。一個(gè)HLR可包含一個(gè)或若干個(gè)xH0H1H2數(shù)值 ；SN（移動(dòng)用戶號(hào)）：ABCD。由各HLR自行分配。CCNDCSN國際移動(dòng)用戶ISDN號(hào)碼國內(nèi)有效ISDN號(hào)碼HLRN1 N2 N3H0 H1 H2 H3ABCD867.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理2 呼叫接續(xù)（2）移動(dòng)臺(tái)被叫移動(dòng)用戶電話號(hào)碼MSISDN的含

35、義55PSTN交換機(jī)分析MSISDN號(hào)碼 PSTN分析NDC，將接續(xù)轉(zhuǎn)接到相應(yīng)移動(dòng)網(wǎng)的關(guān)口移動(dòng)交換中心（GMSC ）GMSC分析MSISDN號(hào)碼GMSC分析MSISDN號(hào)碼得到被叫用戶所在的歸屬寄存器HLR的地址GMSC發(fā)送一個(gè)攜帶MSISDN的消息給HLR，以得 到用戶呼叫的路由信息MSISDN號(hào)碼的分析7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理2 呼叫接續(xù)（2）移動(dòng)臺(tái)被叫56HLR根據(jù)GMSC發(fā)來的消息，在其數(shù)據(jù)庫中找到用戶的位置信息，即被叫用戶是在哪一個(gè)VLR區(qū)登記的HLR的內(nèi)容MSISDN ；國際移動(dòng)用戶識(shí)別IMSI ：移動(dòng)用戶的唯一識(shí)別號(hào)碼（15位數(shù)字組成）。此處不使用MSISDN號(hào)碼的原因：不

36、同國家的MSISDN號(hào)碼長度不同，不同部分易混淆；不同IMSI號(hào)碼可以識(shí)別不同業(yè)務(wù)VLR的地址用戶的數(shù)據(jù) 7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理2 呼叫接續(xù)（2）移動(dòng)臺(tái)被叫HLR分析GMSC發(fā)來的消息57HLR查詢?yōu)檎诜?wù)于被叫用戶的MSC/VLR 在VLR中得到被叫用戶的狀態(tài)信息以及呼叫建立的路由信息由正在服務(wù)于被叫用戶的MSC/VLR得到呼叫的路由信息 正在服務(wù)于被呼用戶的MSC/VLR產(chǎn)生一個(gè)MS漫游號(hào)碼MSRN，MSRN通過給出正在為被叫用戶服務(wù)的MSC/VLR號(hào)碼來應(yīng)答HLR所請(qǐng)求的路由信息。MSRN結(jié)構(gòu)：13x 00 M1M2M3 ABC。（M1M2M3為MSC/VLR號(hào)碼）結(jié)構(gòu)2： 1

37、354 S M0M1M2 ABC。（S M0M1M2為MSC/VLR號(hào)碼） MSC/VLR將路由信息傳送給HLR，GMSC接收路由信息 在此傳送過程HLR對(duì)路由信息不做任何處理，而是直接將其傳送給GMSC。7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理2 呼叫接續(xù)（2）移動(dòng)臺(tái)被叫路由信息的查找、傳送及接收58GMSC和MSC/VLR的連接GMSC接收包含MSRN的路由信息，并分析MSRN，得到被叫的路由信息；向服務(wù)于被叫用戶的MSC/VLR發(fā)送攜有MSRN的呼叫建立請(qǐng)求消息；服務(wù)于被叫用戶的MSC/VLR接到此消息，通過檢查VLR識(shí)別出被叫號(hào)碼，找到被叫用戶 7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理2 呼叫接續(xù)（3）連

38、接被叫用戶59MSC/VLR定位被叫用戶劃分位置區(qū)LA (Location Area) 將MSC/VLR的業(yè)務(wù)區(qū)域劃分成若干較小的區(qū)域，并由MSC和VLR管理，以減小搜索被叫用戶的工作量VLR的內(nèi)容：IMSI、LAC（位置區(qū)代碼）、MSRN、用戶數(shù)據(jù)7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理2 呼叫接續(xù)（3）連接被叫用戶60 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)知道了被叫用戶所在的位置區(qū)后，便在此位置區(qū)內(nèi)啟動(dòng)一個(gè)尋呼過程將尋呼消息經(jīng)基站通過尋呼信道PCH發(fā)送出去位置區(qū)內(nèi)某小區(qū)PCH上空閑的移動(dòng)用戶接到尋呼信息，識(shí)別出IMSI碼，便發(fā)出尋呼響應(yīng)消息給網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)接到尋呼響應(yīng)后，為用戶分配一業(yè)務(wù)信道，建立主叫和被叫的連接，完成一次呼叫建立7

39、.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理2 呼叫接續(xù)（4）尋呼過程61移動(dòng)用戶通過隨機(jī)接入信道（RACH）向系統(tǒng)發(fā)送接入請(qǐng)求消息；MSC/VLR分配給用戶一專用信道，查看主叫用戶的類別并標(biāo)記此主叫用戶示忙；若系統(tǒng)允許該主叫用戶接入網(wǎng)絡(luò)，則MSC/VLR發(fā)證實(shí)接入請(qǐng)求消息主叫用戶發(fā)起呼叫；如果被叫用戶是固定用戶，則系統(tǒng)直接將被叫用戶號(hào)碼經(jīng)固定網(wǎng)（PSTN）路由至目的地；如果被叫號(hào)是同網(wǎng)中的其他移動(dòng)臺(tái)，則MSC以類似從固定網(wǎng)發(fā)起呼叫處理方式，進(jìn)行HLR的請(qǐng)求過程，轉(zhuǎn)接被叫用戶的移動(dòng)交換機(jī)；一旦接通被叫用戶的鏈路準(zhǔn)備好，網(wǎng)絡(luò)便向主叫用戶發(fā)出呼叫建立證實(shí)，并給它分配專用業(yè)務(wù)信道TCH；主叫用戶等候被叫用戶響應(yīng)證實(shí)

40、信號(hào)，這時(shí)完成移動(dòng)用戶主叫的過程 。7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理2 呼叫接續(xù)（5）主叫過程62越區(qū)切換的定義越區(qū)切換的策略越區(qū)切換的種類7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理3 越區(qū)切換與漫游63定義：將正處于通話狀態(tài)的MS轉(zhuǎn)移到新的業(yè)務(wù)信道上（新的小區(qū)）的過程。目的是保證通信的連續(xù)性操作識(shí)別新的小區(qū)；分配給移動(dòng)臺(tái)在新小區(qū)的話音信道和控制信道。原因信號(hào)強(qiáng)度或質(zhì)量下降到門限以下，此時(shí)移動(dòng)臺(tái)被切換到信號(hào)強(qiáng)度較強(qiáng)的相鄰小區(qū)。由移動(dòng)臺(tái)發(fā)起由于某小區(qū)業(yè)務(wù)信道容量全被占用或幾乎全被占用，這時(shí)移動(dòng)臺(tái)被切換到業(yè)務(wù)信道容量較空閑的相鄰小區(qū)。由上級(jí)實(shí)體發(fā)起7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理3 越區(qū)切換與漫游：（1）越區(qū)切換

41、的定義64分散控制 移動(dòng)臺(tái)與基站均參與測(cè)量接受信號(hào)的強(qiáng)度RSSI和質(zhì)量BER；移動(dòng)臺(tái)對(duì)不同基站RSSI進(jìn)行測(cè)量，將測(cè)量結(jié)果報(bào)告給基站（兩次/秒）；基站對(duì)移動(dòng)臺(tái)所占用的業(yè)務(wù)信道TCH進(jìn)行測(cè)量，并報(bào)告給基站控制器BSC，最后由基站控制器決定是否需要切換 鏈 路 質(zhì)量 指 標(biāo)意 義WEI (word error indicator)表明在MS側(cè)當(dāng)前的突發(fā)脈沖是否得到正確解調(diào)RSSI (received signal strength indicator)反映信道間干擾和噪聲QI (quality indicator)在一個(gè)有效窗口內(nèi)用信擾比來估計(jì)無線信號(hào)質(zhì)量7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理3 越區(qū)切換

42、與漫游：（2）越區(qū)切換的策略65BSC需要建立與新基站之間的鏈路，并在新的小區(qū)基站分配一個(gè)業(yè)務(wù)信道TCH；網(wǎng)絡(luò)MSC對(duì)這種切換不做控制 。7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理3 越區(qū)切換與漫游：（3）越區(qū)切換的種類同一BSC內(nèi)不同小區(qū)間的切換66網(wǎng)絡(luò)參與切換過程原BSC向MSC請(qǐng)求切換建立MSC與新的BSC、新的BTS的鏈路選擇并保留新小區(qū)空閑TCH供MS切換后使用命令MS切換到新頻率的新的TCH上切換成功后MS需要了解周圍小區(qū)的信息，若位置區(qū)域發(fā)生了變化，呼叫完成后必須進(jìn)行位置更新 同MSC/VLR區(qū)不同BSC切換 7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理3 越區(qū)切換與漫游：（3）越區(qū)切換的種類同一MSC/

43、VLR內(nèi)不同BSC控制的小區(qū)間的切換67路由信息 當(dāng)MS從正在為其服務(wù)的原MSC的區(qū)域移動(dòng)到目標(biāo)MSC的區(qū)域時(shí)，目標(biāo)MSC要向原MSC提供一路由信息以建立兩個(gè)移動(dòng)交換機(jī)的連接：目標(biāo)MSC 通知其相關(guān)的VLR給該MS分配一個(gè)“切換號(hào)碼”，并通知新的基站分配無線信道，然后向原MSC發(fā)送切換號(hào)碼。切換號(hào)碼（HON） 路由信息由切換號(hào)碼提供 HON=CC+NDC+SN CC為國家碼 NDC為蜂窩移動(dòng)業(yè)務(wù)接入號(hào) SN為移動(dòng)用戶號(hào) 7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理3 越區(qū)切換與漫游：（3）越區(qū)切換的種類不同MSC/VLR內(nèi)不同BSC控制的小區(qū)間的切換68概述作用：保護(hù)網(wǎng)絡(luò)，防止非法盜用；保護(hù)用戶，拒絕假冒合

44、法用戶的“入侵”。原理：基于GSM系統(tǒng)定義的鑒權(quán)鍵Ki當(dāng)客戶在網(wǎng)絡(luò)上注冊(cè)登記時(shí)，會(huì)被分配一個(gè)MSISDN、一個(gè)IMSI及一個(gè)與IMSI對(duì)應(yīng)的移動(dòng)用戶鑒權(quán)鍵Ki；Ki被分別存放在網(wǎng)絡(luò)端的鑒權(quán)中心AC中和移動(dòng)用戶的SIM卡中；鑒權(quán)就是在VLR中驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)端和用戶端的Ki是否相同。問題：用戶將鑒權(quán)鍵Ki傳輸給網(wǎng)絡(luò)時(shí)可能被人截獲。解決方法：用鑒權(quán)算法A3產(chǎn)生加密的數(shù)據(jù)符號(hào)響應(yīng)（SRES，Signed Response）符號(hào)響應(yīng)SRES A3VLR鑒權(quán)鍵Ki+偽隨機(jī)數(shù)RAND 7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理4 安全措施：（1）鑒權(quán)69圖 安全算法所在GSM系統(tǒng)的位置 7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理4 安全

45、措施：（1）鑒權(quán)安全算法A3：鑒權(quán)算法；A8：加密算法，產(chǎn)生一個(gè)供用戶數(shù)據(jù)加密使用的密鑰Kc；A5：加密算法，對(duì)用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行加密70鑒權(quán)三參數(shù)的產(chǎn)生 在進(jìn)行鑒權(quán)和加密時(shí)，GSM系統(tǒng)要在其鑒權(quán)中心AC產(chǎn)生鑒權(quán)三參數(shù)：隨機(jī)數(shù)RAND；符號(hào)響應(yīng)SRES；密鑰Kc 圖 鑒權(quán)三參數(shù)產(chǎn)生過程7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理4 安全措施：（1）鑒權(quán)71鑒權(quán)的過程AC產(chǎn)生鑒權(quán)三參數(shù)后將其傳送給VLR；鑒權(quán)開始時(shí)VLR通過BSS將RAND送給移動(dòng)臺(tái)的SIM卡。SIM卡中具有與網(wǎng)絡(luò)端相同的Ki和A3、A8算法，可產(chǎn)生與網(wǎng)絡(luò)端相同的SRES和Kc；MS將SIM卡產(chǎn)生的SRES發(fā)給VLR，在VLR中進(jìn)行鑒權(quán)驗(yàn)證；因?yàn)镾

46、RES是隨機(jī)的，所以在空中傳輸時(shí)是加密的VLRBSCBTSRANDSRESKc鑒權(quán)三參數(shù)比較KcRANDKiSIMA3A8SRESKc圖 鑒權(quán)過程 7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理4 安全措施：（1）鑒權(quán)72目的 在空中對(duì)用戶數(shù)據(jù)和信令的保密過程加密開始時(shí)根據(jù)MSC/VLR發(fā)出的加密指令，BTS側(cè)和MS側(cè)均開始使用Kc；MS側(cè)，由Kc、TDMA幀號(hào)一起經(jīng)A5算法，對(duì)用戶信息數(shù)據(jù)流加密，在無線路徑上傳輸；BTS側(cè)，把從無線信道上收到的加密信息流、TDMA幀號(hào)和Kc，再經(jīng)過A5算法解密后，傳送給BSC和MSC；上述過程反之亦然 BTSA5KcTDMAA5A5KcTDMAA5語音/數(shù)據(jù)語音/數(shù)據(jù)加密的

47、語音/數(shù)據(jù)圖 通信信息加密 7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理4 安全措施：（2）無線鏈路上有權(quán)用戶通信信息的加密73目的 確保系統(tǒng)中使用的移動(dòng)設(shè)備不是盜用或非法的設(shè)備過程MSC/VLR向移動(dòng)用戶請(qǐng)求IMEI（國際移動(dòng)臺(tái)設(shè)備識(shí)別碼）并將IMEI發(fā)送給EIR（設(shè)備識(shí)別寄存器）。收到IMEI后，IER使用所定義的三個(gè)清單：白名單：包括已分配給參加運(yùn)營者的所有設(shè)備識(shí)別序列號(hào)碼；黑名單：包括所有被禁止使用的設(shè)備識(shí)別；灰名單：由運(yùn)營者決定，例如包括有故障的及未經(jīng)型號(hào)認(rèn)證的移動(dòng)設(shè)備。將設(shè)備鑒定結(jié)果送給MSC/VLR，以決定是否允許入網(wǎng) 7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理4 安全措施：（3）移動(dòng)設(shè)備的識(shí)別74用戶的

48、臨時(shí)識(shí)別碼TMSI目的 防止非法個(gè)人和團(tuán)體通過監(jiān)聽無線路徑上的信令交換而竊得移動(dòng)用戶的真實(shí)IMSI或跟蹤移動(dòng)用戶的位置。分配者： MSC/VLR更換周期：由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營者決定使用過程每當(dāng)MS用IMSI向系統(tǒng)請(qǐng)求位置更新、呼叫建立或業(yè)務(wù)激活時(shí)，MSC/VLR對(duì)它進(jìn)行鑒權(quán)。允許入網(wǎng)后，MSC/VLR產(chǎn)生一個(gè)新TMSI，通過給IMSI分配TMSI的信令將其傳送給MS，寫入用戶的SIM卡。此后，MSC/VLR和MS之間的信令交換就使用TMSI，而用戶的IMSI不在無線路徑上傳送。7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理4 安全措施：（4）移動(dòng)用戶的安全保密75用戶的個(gè)人身份號(hào)PIN位數(shù)：48位目的：控制對(duì)SIM卡的

49、使用使用過程只有PIN碼認(rèn)證通過，移動(dòng)設(shè)備才能對(duì)SIM卡進(jìn)行存取，讀出相關(guān)數(shù)據(jù)，并可以入網(wǎng)。每次呼叫結(jié)束或移動(dòng)設(shè)備正常關(guān)機(jī)時(shí)，所有的臨時(shí)數(shù)據(jù)都會(huì)從移動(dòng)設(shè)備傳送到SIM卡中，再打開移動(dòng)設(shè)備時(shí)要重新進(jìn)行PIN碼校驗(yàn)。錯(cuò)誤輸入處理如果輸入不正確的PIN碼，用戶可以再連續(xù)輸入兩次；超過三次不正確，SIM卡被阻塞，須到運(yùn)營商處消阻；連續(xù)十次不正確輸入時(shí)，SIM卡回被永久阻塞，即作廢 。7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理4 安全措施：（4）移動(dòng)用戶的安全保密76復(fù)雜性 移動(dòng)用戶的移動(dòng)和漫游原則由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商之間相互協(xié)商擬定詳見我國GSM技術(shù)體制 7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理5 計(jì)費(fèi)77 概述 GPRS的業(yè)務(wù)類

50、型與Qos等級(jí) GPRS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其功能描述 GPRS協(xié)議 GPRS的移動(dòng)性管理和會(huì)話管理 GPRS的空中接口 7.4 通用無線分組業(yè)務(wù)GPRS78 GSM推出兩種高速移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)：HSCSD和GPRSGSM特點(diǎn)每信道占據(jù)200kHz帶寬8個(gè)時(shí)隙中的一個(gè)；低速：9.6kbit/s;高速電路交換數(shù)據(jù)（HSCSD）特點(diǎn)同時(shí)占據(jù)200kHz帶寬8個(gè)時(shí)隙中的多個(gè)時(shí)隙，并且每個(gè)時(shí)隙的數(shù)據(jù)傳輸速率由9.6kbit/s提高到14.4kbit/s ；實(shí)現(xiàn)簡單，只需對(duì)無線鏈路協(xié)議作修改，不需對(duì)核心網(wǎng)進(jìn)行改造；提供與有線網(wǎng)64kbit/s相比的高速數(shù)據(jù);不適于突發(fā)性強(qiáng)的數(shù)據(jù)傳輸7.4 通用無線分組業(yè)務(wù)GPRS1

51、 概述79GPRS特點(diǎn)GPRS是GSM Phase2.1規(guī)范實(shí)現(xiàn)的內(nèi)容之一。 GSM網(wǎng)絡(luò)采用電路交換的方式，主要用于語音業(yè)務(wù)；因特網(wǎng)上的數(shù)據(jù)傳遞則采用分組交換的方式，因而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)彼此獨(dú)立運(yùn)行的情況。制定GPRS( General Packet Radio Service 通用分組無線業(yè)務(wù))標(biāo)準(zhǔn)的目的，是改變兩種網(wǎng)絡(luò)互相獨(dú)立的現(xiàn)狀，使GSM網(wǎng)輕易地實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)分組的傳輸。按需動(dòng)態(tài)占用資源：只在有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)才分配無線資源;頻譜利用率較高;數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)到171.2kbit/s;適合各種突發(fā)性強(qiáng)的數(shù)據(jù)傳輸;按傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量和計(jì)時(shí)兩者結(jié)合的計(jì)費(fèi)方式7.4 通用無線分組業(yè)務(wù)GPRS1 概述80點(diǎn)對(duì)點(diǎn)

52、業(yè)務(wù) GPRS網(wǎng)絡(luò)在業(yè)務(wù)請(qǐng)求者和業(yè)務(wù)接收者之間提供的分組傳送業(yè)務(wù) 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)業(yè)務(wù)類型特點(diǎn)業(yè)務(wù)對(duì)象面向無連接的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)PTP-CLNS數(shù)據(jù)報(bào)型業(yè)務(wù)用戶之間的信息傳遞沒有端到端的呼叫建立過程；分組的傳送沒有邏輯連接和交付確認(rèn)保證突發(fā)非交互式應(yīng)用業(yè)務(wù)，如基于IP的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用面向連接的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)PTP-CONS虛電路型業(yè)務(wù)為兩用戶間傳送多路數(shù)據(jù)分組建立邏輯電路；要求有建立連接、數(shù)據(jù)傳送和連接釋放的過程。面向連接的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議CONP支持的業(yè)務(wù)，即X.25協(xié)議支持的業(yè)務(wù)7.4 通用無線分組業(yè)務(wù)GPRS2 GPRS業(yè)務(wù)類型與Qos等級(jí): (1) GPRS網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)81點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)業(yè)務(wù) 可根據(jù)某業(yè)務(wù)請(qǐng)求者請(qǐng)求，把信息傳送給多

53、個(gè)用戶或一組用戶PTM業(yè)務(wù)請(qǐng)求者定義用戶組成員使用國際移動(dòng)組識(shí)別（IMGI）識(shí)別組成員業(yè)務(wù)請(qǐng)求者可定義所傳信息的地理區(qū)域，地理區(qū)域可以是一個(gè)或幾個(gè)，即所有成員可能分布在不同的地理區(qū)域內(nèi)主要為移動(dòng)用戶 7.4 通用無線分組業(yè)務(wù)GPRS2 GPRS業(yè)務(wù)類型與Qos等級(jí): (1)GPRS網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)82基于PTP的用戶終端業(yè)務(wù)信息點(diǎn)播業(yè)務(wù)E-mail業(yè)務(wù)會(huì)話業(yè)務(wù)遠(yuǎn)程操作業(yè)務(wù)基于PTM的用戶終端業(yè)務(wù): 點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)應(yīng)用業(yè)務(wù)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)單向廣播業(yè)務(wù)集團(tuán)內(nèi)部點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)雙向數(shù)據(jù)量事務(wù)處理業(yè)務(wù) 7.4 通用無線分組業(yè)務(wù)GPRS2 GPRS業(yè)務(wù)類型與Qos等級(jí): (2)用戶終端業(yè)務(wù)83Qos的5種屬性（業(yè)務(wù)等級(jí)分類） 平均吞

54、吐量等級(jí)、可靠性等級(jí)、延遲等級(jí)、優(yōu)先級(jí)、峰值吞吐量等級(jí)QoS組合QOS每一種屬性都有多個(gè)級(jí)別的值可供選用不同級(jí)別屬性值的組合構(gòu)成了對(duì)要求不同的QoS的各種應(yīng)用的支持QoS定義文件（Profile） 與每一個(gè)包數(shù)據(jù)協(xié)議（PDP：Packet Data Protocol）相聯(lián)系被當(dāng)作一個(gè)單一的參數(shù)，具有多個(gè)數(shù)據(jù)傳遞屬性Profile協(xié)商過程中QoS屬性的定義移動(dòng)臺(tái)可為每一個(gè)QoS屬性申請(qǐng)一個(gè)值，包括存儲(chǔ)在HLR中用戶開戶的缺省值網(wǎng)絡(luò)也為每一個(gè)屬性協(xié)商一個(gè)等級(jí)，能夠與有效的GPRS資源相一致，以便提供適當(dāng)?shù)馁Y源支持已經(jīng)協(xié)商的QoS定義文件 7.4 通用無線分組業(yè)務(wù)GPRS2 GPRS業(yè)務(wù)類型與Qos

55、等級(jí): (3)QOS等級(jí)84GPRS網(wǎng)絡(luò)是在GSM網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展的移動(dòng)數(shù)據(jù)分組網(wǎng) 將現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)改造為能夠提供GPRS業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)需要增加兩個(gè)主單元：GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)(SGSN)和GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)（ GGSN ）組 成作 用無線接入在移動(dòng)臺(tái)和基站子系統(tǒng)（BSS）之間傳遞數(shù)據(jù)核心網(wǎng)在BSS和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)網(wǎng)邊緣路由器之間中繼傳遞數(shù)據(jù)7.4 通用無線分組業(yè)務(wù)GPRS3 GPRS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其功能描述: (1)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)857.4 通用無線分組業(yè)務(wù)GPRS3 GPRS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其功能描述: (1)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)MSC/VLRBSCRAbisAPSTNHLR/AUCSMS-GMSCSS7SS7SS7GGSN

56、防火墻防火墻GiGi數(shù)據(jù)網(wǎng)X.25數(shù)據(jù)網(wǎng)（Internet)其它PLMN網(wǎng)GrGdBTSUm防火墻 GcGsEIRGfSGSNGbPTM SCBGGnGpGnGPRSbackbone(IP based)86SGSNGPRS業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)，一個(gè)PLMN內(nèi)可以有多個(gè)SGSN GGSNGPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)，用于GPRS與外部網(wǎng)絡(luò)的連接PTM SC點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)業(yè)務(wù)中心SMSC短消息業(yè)務(wù)中心，每個(gè)移動(dòng)臺(tái)均歸屬于某個(gè)SMSC，SMSC負(fù)責(zé)存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)往其歸屬M(fèi)S的短消息。 SMS-GMSC和SMS-IWMSC SMS-GMSC和SMS-IWMSC是具有短消息功能的移動(dòng)交換中心（MSC）SMS-GMSC是接收發(fā)自

57、SMSC短消息的入口交換機(jī)；SMS-IWMSC是一個(gè)能夠接收來自PLMN的短消息，并將此短消息送到相應(yīng)SMSC的出口交換機(jī)。 7.4 通用無線分組業(yè)務(wù)GPRS3 GPRS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其功能描述: (1)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)87SGSN功能：類似GSM中的MSC/VLR是GPRS骨干網(wǎng)的重要組成部份，分組交換的核心部分；不僅處理分組交換中的信令傳輸，同時(shí)也進(jìn)行數(shù)據(jù)包的處理和傳送；對(duì)MS執(zhí)行移動(dòng)性管理、安全管理、介入控制和路由選擇功能記錄當(dāng)前活動(dòng)在該SGSN區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)數(shù)據(jù)用戶的有關(guān)信息，如位置信息，可以對(duì)當(dāng) 前用戶信息進(jìn)行修改、刪除等；負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)用戶的分離附著、位置更新、尋呼、鑒權(quán)、加密等；負(fù)責(zé)MS和SGSN

58、之間邏輯鏈路的建立、維護(hù)和釋放；負(fù)責(zé)路由的選擇和信息的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)；計(jì)費(fèi)和業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì)。7.4 通用無線分組業(yè)務(wù)GPRS3 GPRS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其功能描述: (2)SGSN功能及其接口88SGSNSGSNGnGnGGSNGnBSSBSSGbGb歸屬PLMN其它PLMNIP網(wǎng)絡(luò)外部IP網(wǎng)絡(luò)（或X.25網(wǎng)絡(luò)）GiGpBSSBSSGbGbIP(Backbone)SGSN的對(duì)外接口7.4 通用無線分組業(yè)務(wù)GPRS3 GPRS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其功能描述: (2)SGSN功能及其接口89接口連接SGSN與功 能GbBSS傳輸信令和話務(wù)信息。流量控制，支持移動(dòng)性管理和會(huì)話功能，支持MS經(jīng)BSS到SGSN間分組數(shù)據(jù)的傳輸

59、Gn同PLMNSGSN或GGSN支持用戶數(shù)據(jù)和有關(guān)信令的傳輸，支持移動(dòng)性管理Gp異PLMN與Gn接口功能相似，還提供邊緣網(wǎng)關(guān)BG、防火墻及不同PLMN間互聯(lián)功能GsMSC/VLR支持SGSN和MSC/VLR之間的配合工作：SGSN向MSC/VLR發(fā)送MS的位置信息或接收來自MSC/VLR的尋呼信息。GrHLR支持SGSN接入HLR并獲得用戶管理數(shù)據(jù)和位置信息GfEIR支持SGSN與EIR 交換數(shù)據(jù)，認(rèn)證MS的IMEI信息GdSMS-GMSC提高SMS的使用效率 7.4 通用無線分組業(yè)務(wù)GPRS3 GPRS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其功能描述: (2)SGSN功能及其接口SGSN的對(duì)外接口90接口連接GGSN

60、與功 能Gn見上頁GpGi外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)與外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)互聯(lián)（IP、X.25等）GcHLR獲得MS的位置信息，從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)7.4 通用無線分組業(yè)務(wù)GPRS3 GPRS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其功能描述: (3)GGSN功能及接口GGSN功能GPRS骨干網(wǎng)和外部數(shù)據(jù)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)或路由器，提供GPRS和外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)的互聯(lián)，類似于傳統(tǒng)GSM網(wǎng)中的GMSC的地位。接收移動(dòng)臺(tái)發(fā)送的數(shù)據(jù)，選擇相應(yīng)的外部網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送接收外部網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，根據(jù)其地址選擇GPRS網(wǎng)內(nèi)的傳輸通道，傳輸給相應(yīng)的SGSN。地址分配和計(jì)費(fèi)等GGSN的對(duì)外接口91原有基站軟件需進(jìn)行更新原有GSM網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)的軟件需進(jìn)行更新；采用新的移動(dòng)性管