《交換技術(shù)基礎(chǔ)》CH6課件

1、第六章 移動(dòng)交換南京郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)工程與技術(shù)系2022/10/121NUPT-PYF第六章 移動(dòng)交換南京郵電大學(xué)通信與信息工程學(xué)院2022/10主要內(nèi)容移動(dòng)通信系統(tǒng)基本概念移動(dòng)交換基本技術(shù)移動(dòng)交換信令移動(dòng)交換系統(tǒng) 2022/10/122NUPT-PYF主要內(nèi)容移動(dòng)通信系統(tǒng)基本概念2022/10/102NUPT-6.1 移動(dòng)通信系統(tǒng)基本概念移動(dòng)通信簡(jiǎn)介PLMN結(jié)構(gòu)波道指配和信道劃分編號(hào)計(jì)劃GSM系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能語(yǔ)音編碼2022/10/123NUPT-PYF6.1 移動(dòng)通信系統(tǒng)基本概念移動(dòng)通信簡(jiǎn)介2022/10/移動(dòng)通信簡(jiǎn)介移動(dòng)通信 ？指通信雙方或至少一方是處于移動(dòng)中進(jìn)行信息交流的通

2、信。泛指用戶接入采用無(wú)線技術(shù)的各種通信系統(tǒng)，它包括陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)、衛(wèi)星移動(dòng)通信系統(tǒng)、集群調(diào)度通信系統(tǒng)、無(wú)繩電話系統(tǒng)、無(wú)線尋呼系統(tǒng)、地下移動(dòng)通信系統(tǒng)等?；诜涓C技術(shù)的陸地公用移動(dòng)通信系統(tǒng)（PLMN）本章2022/10/124NUPT-PYF移動(dòng)通信簡(jiǎn)介移動(dòng)通信 ？基于蜂窩技術(shù)的本章2022/10/1移動(dòng)通信簡(jiǎn)介陸地公用移動(dòng)通信系統(tǒng)分類 ？PLMN：Public Land Mobile Network 按照話音信號(hào)采用模擬還是數(shù)字方式傳送 模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng) 按照用戶接入的多址方式頻分多址（FDMA）系統(tǒng)時(shí)分多址（TDMA）系統(tǒng)碼分多址（CDMA）系統(tǒng)本章TDMA方式全球移動(dòng)通信系

3、統(tǒng)GSM- Global System for Mobile Communication2022/10/125NUPT-PYF移動(dòng)通信簡(jiǎn)介陸地公用移動(dòng)通信系統(tǒng)分類 ？本章TDMA方式20移動(dòng)通信簡(jiǎn)介移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展 ？3個(gè)主要階段：第一代（1G）模擬通信系統(tǒng)，主要采用FDMA技術(shù)；第二代（2G）數(shù)字通信系統(tǒng)，主要采用TDMA（如GSM）和CDMA（如IS-95）技術(shù)；第三代（3G）主要采用CDMA（如CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA）技術(shù)，比2G可以提供更寬的頻帶，不僅傳輸話音，還能傳輸高速數(shù)據(jù)。2022/10/126NUPT-PYF移動(dòng)通信簡(jiǎn)介移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展 ？3個(gè)主要階

4、段：2022/1問(wèn) 題本章涉及？第二代（2G）GSM2022/10/127NUPT-PYF問(wèn) 題本章涉及？第二代（2G）GSM2022/10/107NPLMN結(jié)構(gòu)VLRVLRHLRMSCMSCACEIRBSMSOMCUmABEFCDGPSTNISDNPSPDNPLMN的功能結(jié)構(gòu)接口功能單元2022/10/128NUPT-PYFPLMN結(jié)構(gòu)VLRVLRHLRMSCMSCACEIRBSMSPLMN結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)功能單元 是移動(dòng)網(wǎng)的用戶終端設(shè)備。 由SIM卡與物理設(shè)備組成，二者是分離的 負(fù)責(zé)射頻信號(hào)的發(fā)送和接收以及無(wú)線信號(hào)至MSC的接入，在某些系統(tǒng)中還可以有信道分配、蜂窩小區(qū)管理等控制功能。 一般，一個(gè)基

5、站控制一個(gè)或數(shù)個(gè)蜂窩小區(qū)（cell）。Mobile Station Base Station 移動(dòng)臺(tái)（MS）基站（BS）2022/10/129NUPT-PYFPLMN結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)功能單元 是移動(dòng)網(wǎng)的用戶終端設(shè)備。 負(fù)責(zé)射PLMN結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)功能單元 完成移動(dòng)呼叫接續(xù)、過(guò)區(qū)切換控制、無(wú)線信道管理等功能，同時(shí)也是PLMN與PSTN、公共數(shù)據(jù)網(wǎng)（PDN）、ISDN等陸地固定網(wǎng)的接口設(shè)備。 VMSC/TMSC/GMSC MSC可從HLR、VLR和AC處獲取處理用戶位置登記和呼叫請(qǐng)求所需的全部數(shù)據(jù)。反之，MSC也根據(jù)其最新獲取的信息請(qǐng)求更新數(shù)據(jù)庫(kù)的部分?jǐn)?shù)據(jù)。 MSC可提供電信業(yè)務(wù)、承載業(yè)務(wù)、補(bǔ)充業(yè)務(wù)。Mobil

6、e Switching Center 移動(dòng)交換中心（MSC）2022/10/1210NUPT-PYFPLMN結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)功能單元 完成移動(dòng)呼叫接續(xù)、過(guò)區(qū)切換控制、PLMN結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)功能單元 “原藉”移動(dòng)用戶開(kāi)戶登記的電話局所屬區(qū)域。 HLR存儲(chǔ)在該地區(qū)開(kāi)戶的所有移動(dòng)用戶的用戶數(shù)據(jù)(用戶號(hào)碼、移動(dòng)臺(tái)類型和參數(shù)、用戶業(yè)務(wù)權(quán)限等)、位置信息、路由選擇信息等。 移動(dòng)用戶的計(jì)費(fèi)信息也由HLR集中管理。原藉位置登記器（HLR）Home Location Register2022/10/1211NUPT-PYFPLMN結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)功能單元 “原藉”移動(dòng)用戶開(kāi)戶登記的電話PLMN結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)功能單元 存儲(chǔ)進(jìn)入本地區(qū)的所有訪

7、問(wèn)用戶的相關(guān)數(shù)據(jù)。一旦移動(dòng)用戶離開(kāi)該VLR的控制區(qū)域，則重新在另一個(gè)VLR登記，原VLR將取消臨時(shí)記錄的該移動(dòng)用戶數(shù)據(jù)。 這些數(shù)據(jù)都是呼叫處理的必備數(shù)據(jù)，取自于訪問(wèn)用戶的HLR。 訪問(wèn)用戶通常稱為“漫游用戶”。訪問(wèn)用戶位置登記器（VLR）Visitor Location Register2022/10/1212NUPT-PYFPLMN結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)功能單元 存儲(chǔ)進(jìn)入本地區(qū)的所有訪問(wèn)用戶的相PLMN結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)功能單元 存儲(chǔ)移動(dòng)用戶合法性檢驗(yàn)的專用數(shù)據(jù)和算法。 存儲(chǔ)著鑒權(quán)信息和加密密鑰，防止無(wú)權(quán)用戶接入系統(tǒng)和防止無(wú)線接口中數(shù)據(jù)被竊。 只在數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)中使用，通常與HLR位于一起。鑒權(quán)中心（AC）Aut

8、hentication Center2022/10/1213NUPT-PYFPLMN結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)功能單元 存儲(chǔ)移動(dòng)用戶合法性檢驗(yàn)的專用數(shù)據(jù)PLMN結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)功能單元 記錄移動(dòng)臺(tái)設(shè)備號(hào)及其使用合法性等信息，供系統(tǒng)鑒別管理使用。 存儲(chǔ)著移動(dòng)設(shè)備的國(guó)際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼(IMEI)，通過(guò)核查三種表格（白名單、灰名單、黑名單）使得網(wǎng)絡(luò)具有防止無(wú)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。設(shè)備標(biāo)識(shí)登記器（EIR）Equipment Identity Register用于網(wǎng)絡(luò)的管理和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)操作維護(hù)中心（OMC）Operation and Maintenance Center2022/10/1214NU

9、PT-PYFPLMN結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)功能單元 記錄移動(dòng)臺(tái)設(shè)備號(hào)及其使用合法性等PLMN結(jié)構(gòu)接口VLRVLRHLRMSCMSCACEIRBSMSOMCUmABEFCDGPSTNISDNPSPDNPLMN的功能結(jié)構(gòu)2022/10/1215NUPT-PYFPLMN結(jié)構(gòu)接口VLRVLRHLRMSCMSCACEIRBPLMN結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接口 Um接口： MS- -BS無(wú)線接口，又稱空中接口，該接口采用的技術(shù)決定了移動(dòng)通信系統(tǒng)的制式。用于移動(dòng)臺(tái)與GSM系統(tǒng)的固定部分之間的互通。其物理鏈接通過(guò)無(wú)線鏈路實(shí)現(xiàn)。傳遞的信息包括無(wú)線資源管理，移動(dòng)性管理和接續(xù)管理等。A接口： BS-MSC無(wú)線接入接口。其物理鏈接通過(guò)采用標(biāo)準(zhǔn)的2

10、.048Mb/s PCM數(shù)字傳輸鏈路來(lái)實(shí)現(xiàn)。該接口傳送有關(guān)移動(dòng)呼叫處理、基站管理、移動(dòng)臺(tái)管理、信道管理等信息，并與Um接口互通，在MSC和MS之間互傳信息。2022/10/1216NUPT-PYFPLMN結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)接口 Um接口： MS- -BS2022/網(wǎng)絡(luò)接口B接口： MSC-VLRMSC通過(guò)該接口向VLR傳送漫游用戶位置信息，并在呼叫建立時(shí)向VLR查詢漫游用戶的有關(guān)數(shù)據(jù)。C接口： MSC-HLRMSC通過(guò)該接口向HLR查詢被叫移動(dòng)臺(tái)的選路信息，以便確定呼叫路由，并在呼叫結(jié)束時(shí)向HLR發(fā)送計(jì)費(fèi)信息。D接口： VLR-HLR該接口主要用于登記器之間傳送移動(dòng)臺(tái)的用戶數(shù)據(jù)、位置信息和選路信息。20

11、22/10/1217NUPT-PYF網(wǎng)絡(luò)接口B接口： MSC-VLR2022/10/1017網(wǎng)絡(luò)接口E接口： MSC-MSC該接口主要用于越局切換。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在通信過(guò)程中由某一MSC業(yè)務(wù)區(qū)進(jìn)入另一MSC業(yè)務(wù)區(qū)時(shí)，兩個(gè)MSC需要通過(guò)該接口交換信息，由另一MSC接管該移動(dòng)臺(tái)的通信控制，使移動(dòng)臺(tái)通信不中斷。F接口： MSC-EIRMSC通過(guò)該接口向EIR查詢發(fā)呼移動(dòng)臺(tái)設(shè)備的合法性。G接口： VLR-VLR當(dāng)移動(dòng)臺(tái)由某一VLR管轄區(qū)進(jìn)入另一VLR管轄區(qū)時(shí)，新老VLR通過(guò)該接口交換必要的信息。MSC與PSTN/ISDN的接口：利用PSTN/ISDN的NNI信令建立網(wǎng)間話路連接。TUP/ISUP2022/1

12、0/1218NUPT-PYF網(wǎng)絡(luò)接口E接口： MSC-MSC2022/10/1018網(wǎng)絡(luò)單元的物理實(shí)現(xiàn) MSC、HLR和VLR在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中的物理實(shí)現(xiàn)方式可有三種：綜合式：MSC、HLR、VLR位于同一物理設(shè)備中，即移動(dòng)交換機(jī)兼具位置登記器的功能。這時(shí)，移動(dòng)交換機(jī)之間的信令鏈路中傳送C、D、E、G接口的信息，B接口及MSC與本局HLR的C接口成為交換機(jī)的內(nèi)部接口。在移動(dòng)網(wǎng)發(fā)展初期階段可采用這種方式。部分分離式：MSC和VLR位于同一物理設(shè)備中，HLR為單獨(dú)的物理設(shè)備。B接口為內(nèi)部接口，C/D接口合一。完全分離式：MSC、HLR、VLR均為獨(dú)立的物理實(shí)體。這時(shí)，HLR、VLR為獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)，控

13、制移動(dòng)業(yè)務(wù)的處理，MSC則完成單純的話路接續(xù)任務(wù)。這一結(jié)構(gòu)和第七章介紹的智能網(wǎng)結(jié)構(gòu)完全一致。其中，HLR、VLR相當(dāng)于SCP(業(yè)務(wù)控制點(diǎn))，MSC相當(dāng)于SSP(業(yè)務(wù)交換點(diǎn))，它們之間通過(guò)七號(hào)信令交換信息。 2022/10/1219NUPT-PYF網(wǎng)絡(luò)單元的物理實(shí)現(xiàn) MSC、HLR和VLR在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中的物理網(wǎng)絡(luò)區(qū)域劃分 系統(tǒng)區(qū)服務(wù)區(qū)公用移動(dòng)網(wǎng)移動(dòng)交換業(yè)務(wù)區(qū)位置區(qū)基站區(qū)小區(qū)CellBSLAIMSC江蘇移動(dòng)中國(guó)移動(dòng)GSM2022/10/1220NUPT-PYF網(wǎng)絡(luò)區(qū)域劃分 系統(tǒng)區(qū)服務(wù)區(qū)公用移動(dòng)網(wǎng)移動(dòng)交換業(yè)務(wù)區(qū)位置區(qū)基站網(wǎng)絡(luò)區(qū)域劃分蜂窩小區(qū)：Cell為PLMN的最小空間單元。每個(gè)小區(qū)分配一組信道。小區(qū)

14、半徑按需要?jiǎng)澏?，一般?km至幾十km范圍。半徑在1km以下的稱為微小區(qū)，還有更小的微微小區(qū)。小區(qū)越小，頻率重用距離越小，頻譜利用率就越高，但是系統(tǒng)設(shè)備投資也越高，且移動(dòng)用戶通信中的過(guò)區(qū)切換也越頻繁。2022/10/1221NUPT-PYF網(wǎng)絡(luò)區(qū)域劃分蜂窩小區(qū)：Cell2022/10/1021NUP網(wǎng)絡(luò)區(qū)域劃分基站區(qū)：一個(gè)基站管轄的區(qū)域。如果采用全向天線，則一個(gè)基站區(qū)僅含一個(gè)小區(qū)，基站位于小區(qū)中央。如果采用扇形天線，則一個(gè)基站區(qū)包含數(shù)個(gè)小區(qū)，基站位于這些小區(qū)的公共頂點(diǎn)上。2022/10/1222NUPT-PYF網(wǎng)絡(luò)區(qū)域劃分基站區(qū)：2022/10/1022NUPT-PYF網(wǎng)絡(luò)區(qū)域劃分位置區(qū)：可由

15、若干個(gè)基站區(qū)組成。移動(dòng)臺(tái)在同一位置區(qū)（LAI）內(nèi)移動(dòng)可不必進(jìn)行位置登記。移動(dòng)臺(tái)可任意移動(dòng)不需要進(jìn)行位置更新的區(qū)域。位置區(qū)可由一個(gè)或若干個(gè)小區(qū)（或基站區(qū)）組成。為了呼叫移動(dòng)臺(tái)，可在一個(gè)位置區(qū)內(nèi)所有基站同時(shí)發(fā)尋呼信號(hào)。2022/10/1223NUPT-PYF網(wǎng)絡(luò)區(qū)域劃分位置區(qū)：2022/10/1023NUPT-PYF網(wǎng)絡(luò)區(qū)域劃分移動(dòng)交換業(yè)務(wù)區(qū)：一個(gè)MSC管轄的區(qū)域。一個(gè)MSC區(qū)可以由一個(gè)或若干個(gè)位置區(qū)組成。公用移動(dòng)網(wǎng)區(qū)：是由一個(gè)公用陸地移動(dòng)通信網(wǎng)(PLMN）提供通信業(yè)務(wù)的地理區(qū)域。江蘇移動(dòng)一個(gè)公用移動(dòng)網(wǎng)通常包含多個(gè)業(yè)務(wù)區(qū)。2022/10/1224NUPT-PYF網(wǎng)絡(luò)區(qū)域劃分移動(dòng)交換業(yè)務(wù)區(qū)：2022

16、/10/1024NUPT網(wǎng)絡(luò)區(qū)域劃分服務(wù)區(qū)：由若干個(gè)互相聯(lián)網(wǎng)的PLMN覆蓋區(qū)組成的區(qū)域。在此區(qū)域內(nèi)，移動(dòng)用戶可以自動(dòng)漫游。中國(guó)移動(dòng)系統(tǒng)區(qū)：指的是同一制式的移動(dòng)通信系統(tǒng)的覆蓋區(qū)，在此區(qū)域中Um接口技術(shù)完全相同。2022/10/1225NUPT-PYF網(wǎng)絡(luò)區(qū)域劃分服務(wù)區(qū)：2022/10/1025NUPT-PYFGSM組網(wǎng)方式我國(guó)GSM數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)劃分為三級(jí)：移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)省內(nèi)網(wǎng)全國(guó)網(wǎng)移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)的范圍原則上與本地固定電話網(wǎng)的范圍一致；省內(nèi)網(wǎng)由省內(nèi)多個(gè)移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)組成；全國(guó)網(wǎng)則由各省網(wǎng)組成。2022/10/1226NUPT-PYFGSM組網(wǎng)方式我國(guó)GSM數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)劃分為三級(jí)：移動(dòng)業(yè)務(wù)GSM

17、組網(wǎng)方式省內(nèi)網(wǎng)省內(nèi)可根據(jù)話務(wù)流量、流向分等級(jí)成對(duì)設(shè)置：一級(jí)匯接中心（TMSC1）負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)接省際話務(wù)二級(jí)匯接中心（TMSC2）負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)接省內(nèi)不同本地網(wǎng)間的話務(wù)各省會(huì)城市設(shè)置成對(duì)的TMSC1，各省分別設(shè)置TMSC2，TMSC1之間網(wǎng)狀網(wǎng)連接，各TMSC1與所屬TMSC2之間設(shè)置低損耗直達(dá)路由。隨著光纖的大量敷設(shè)，有可能將TMSC1與TMSC2逐步合并為T(mén)MSC，屆時(shí)我國(guó)GSM PLMN將演變?yōu)槎?jí)網(wǎng)。2022/10/1227NUPT-PYFGSM組網(wǎng)方式省內(nèi)網(wǎng)省內(nèi)可根據(jù)話務(wù)流量、流向分等級(jí)成對(duì)設(shè)置GSM組網(wǎng)方式本地網(wǎng)在一個(gè)本地網(wǎng)內(nèi)，根據(jù)用戶發(fā)展情況可設(shè)一個(gè)或若干個(gè)MSC，也可以幾個(gè)本地網(wǎng)合設(shè)一個(gè)MSC

18、。一個(gè)本地網(wǎng)有多個(gè)MSC且數(shù)量較少時(shí)，MSC間可采用網(wǎng)狀相連的方式；當(dāng)MSC數(shù)量較多時(shí)，可設(shè)置匯接MSC（TMSC）并在部分話務(wù)量較大的局間設(shè)置直達(dá)中繼。移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)MSCMS BTSBSCMSCMS BTSBSCMSCMS BTSBSC2022/10/1228NUPT-PYFGSM組網(wǎng)方式本地網(wǎng)在一個(gè)本地網(wǎng)內(nèi)，根據(jù)用戶發(fā)展情況可設(shè)一GSM組網(wǎng)方式GMSC為了實(shí)現(xiàn)與其它通信網(wǎng)的互通，組網(wǎng)時(shí)還設(shè)置了網(wǎng)關(guān)MSC（GMSC），負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)接PSTN、ISDN等與GSM移動(dòng)網(wǎng)間的話務(wù)。GWGWGW/MSC1GW/MSC2GW/MSC3PSTN本地PLMN2022/10/1229NUPT-PYFGSM組網(wǎng)方

19、式GMSC為了實(shí)現(xiàn)與其它通信網(wǎng)的互通，組網(wǎng)時(shí)還波道指配和信道劃分波道：是具有一定頻帶寬度的無(wú)線傳輸通道。移動(dòng)通信系統(tǒng)都是按固定的工作頻段設(shè)計(jì)的。公用移動(dòng)網(wǎng)大多采用800MHZ和900MHZ頻段，少數(shù)采用450MHZ頻段，歐洲的DCS數(shù)字系統(tǒng)采用1800MHZ頻段，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)采用2000MHZ頻段。每個(gè)系統(tǒng)在其工作頻段中劃分若干波道，以供眾多用戶使用。GSM數(shù)字系統(tǒng)頻段寬度為25MHZ，劃分為125個(gè)波道。2022/10/1230NUPT-PYF波道指配和信道劃分波道：是具有一定頻帶寬度的無(wú)線傳輸通道。2波道指配和信道劃分系統(tǒng)的波道必需按一定的方法分配給各個(gè)蜂窩小區(qū)其原則是既要提高頻譜利

20、用率，又要減小不同小區(qū)間的互相干擾。一般采用固定方式指配波道。就是將系統(tǒng)總波道數(shù)分成N組，把每一組波道固定指配給一個(gè)小區(qū)，N個(gè)小區(qū)組成一簇（cluster）。然后將這樣的小區(qū)簇在空間重復(fù)衍生，直至覆蓋整個(gè)服務(wù)區(qū)域?；疽笫侨我鈨蓚€(gè)相鄰的小區(qū)（包括分屬不同簇的相鄰小區(qū)）指配的波道組應(yīng)不相同。 N越大，同頻干擾越小，但是頻率重用率越低。因此應(yīng)根據(jù)需要選取一個(gè)合理的N值。 2022/10/1231NUPT-PYF波道指配和信道劃分系統(tǒng)的波道必需按一定的方法分配給各個(gè)蜂窩小注意：從理論上來(lái)說(shuō)，N應(yīng)該大些，但分配的信道總數(shù)是固定的。如果N太大，則N個(gè)小區(qū)中分配給每個(gè)小區(qū)的信道數(shù)將減少，中繼效率就會(huì)降低

21、.小區(qū)復(fù)用模式圖波道指配和信道劃分N=3N=4N=72022/10/1232NUPT-PYF注意：小區(qū)復(fù)用模式圖波道指配和信道劃分N=3N=4N=720波道指配和信道劃分信道則是傳送數(shù)據(jù)或控制信息的邏輯通道。對(duì)于FDMA系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，一個(gè)信道就占用一個(gè)波道；對(duì)于TDMA系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，多個(gè)信道通過(guò)時(shí)分復(fù)用的方式共用一個(gè)波道；對(duì)于CDMA系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，多個(gè)信道通過(guò)分配不同的偽隨機(jī)擴(kuò)頻序列（偽碼）共用一個(gè)波道。2022/10/1233NUPT-PYF波道指配和信道劃分信道則是傳送數(shù)據(jù)或控制信息的邏輯通道。20波道指配和信道劃分蜂窩式移動(dòng)通信系統(tǒng)中的無(wú)線信道均為雙工信道基站移動(dòng)臺(tái)的方向?yàn)橄滦蟹较颍湫诺罏榍跋蛐诺?/p>

22、；移動(dòng)臺(tái)基站的方向?yàn)樯闲蟹较颍湫诺罏楹笙蛐诺?。?duì)于頻分雙工（FDD）系統(tǒng)，前后向信道各占一個(gè)頻率。對(duì)于時(shí)分雙工（TDD）系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，前后向信道占用同一波道中的二個(gè)不同的時(shí)隙。2022/10/1234NUPT-PYF波道指配和信道劃分蜂窩式移動(dòng)通信系統(tǒng)中的無(wú)線信道均為雙工信道波道指配和信道劃分按功能劃分，有二類信道：業(yè)務(wù)信道用于傳送話音和用戶數(shù)據(jù)，只在通話時(shí)占用。控制信道用于傳送信令信息和系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)。前向控制信道主要傳送系統(tǒng)廣播信息和尋呼信息；BSMS后向控制信道主要傳送移動(dòng)臺(tái)的尋呼響應(yīng)信息和發(fā)呼時(shí)的接入信息。MSBS2022/10/1235NUPT-PYF波道指配和信道劃分按功能劃分，有二類

23、信道：2022/10/1編號(hào)計(jì)劃在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，由于用戶的移動(dòng)性，需要有4種號(hào)碼對(duì)用戶進(jìn)行識(shí)別、跟蹤和管理。移動(dòng)臺(tái)號(hào)簿號(hào)碼MSDN （MSDNMobile Station Directory Number） 國(guó)際移動(dòng)臺(tái)標(biāo)識(shí)號(hào)IMSI （IMSIInternational Mobile Station Identification）國(guó)際移動(dòng)臺(tái)設(shè)備標(biāo)識(shí)號(hào)IMEI（IMEI-International Mobile Equipment Identification）移動(dòng)臺(tái)漫游號(hào)MSRN （MSRNMobile Station Roaming Number）2022/10/1236NUPT-PYF編

24、號(hào)計(jì)劃在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，由于用戶的移動(dòng)性，需要有4種號(hào)碼對(duì)移動(dòng)臺(tái)號(hào)簿號(hào)碼MSDN呼叫移動(dòng)用戶所拔的號(hào)碼。結(jié)構(gòu)：國(guó)際電話字冠國(guó)家號(hào)碼國(guó)內(nèi)有效號(hào)碼國(guó)內(nèi)有效號(hào)碼的結(jié)構(gòu)：（我國(guó)為11位）移動(dòng)網(wǎng)號(hào)H0H1H2H3ABCD動(dòng)網(wǎng)號(hào)（13/158/159）識(shí)別不同的移動(dòng)系統(tǒng)H0H1H2H3標(biāo)識(shí)用戶所屬的HLRABCD用戶號(hào)碼MSDN采用E.164編碼方式，存儲(chǔ)在HLR和VLR中2022/10/1237NUPT-PYF移動(dòng)臺(tái)號(hào)簿號(hào)碼MSDN呼叫移動(dòng)用戶所拔的號(hào)碼。2022/1國(guó)際移動(dòng)臺(tái)標(biāo)識(shí)號(hào)IMSI唯一識(shí)別一個(gè)移動(dòng)用戶的國(guó)際通用號(hào)碼。移動(dòng)用戶以此號(hào)碼發(fā)出入網(wǎng)請(qǐng)求或位置登記，移動(dòng)網(wǎng)據(jù)此查

25、詢用戶數(shù)據(jù)。此號(hào)碼亦是HLR、VLR的主要檢索參數(shù)。CCITT規(guī)定IMSI的結(jié)構(gòu)為： 我國(guó)15位，國(guó)際規(guī)定最大15位MCCMNCMSINMCC：國(guó)家碼3位由CCITT統(tǒng)一分配，我國(guó)為460；MNC：移動(dòng)網(wǎng)號(hào)2位00：中國(guó)移動(dòng)、01：中國(guó)聯(lián)通；MSIN：網(wǎng)內(nèi)移動(dòng)臺(tái)號(hào)，采用等長(zhǎng)10位數(shù)字編號(hào)格式。IMSI采用E.212編碼方式，存儲(chǔ)在SIM卡、HLR和VLR中，在無(wú)線接口及MAP接口上傳送。2022/10/1238NUPT-PYF國(guó)際移動(dòng)臺(tái)標(biāo)識(shí)號(hào)IMSI唯一識(shí)別一個(gè)移動(dòng)用戶的國(guó)際通用號(hào)碼國(guó)際移動(dòng)臺(tái)標(biāo)識(shí)號(hào)IMSI？每個(gè)移動(dòng)臺(tái)可以是多種移動(dòng)業(yè)務(wù)的終端(如話音、數(shù)據(jù)等)，相應(yīng)地可以有多個(gè)MSDN，但是其

26、IMSI只有一個(gè)，移動(dòng)網(wǎng)據(jù)此受理用戶的通信或漫游登記請(qǐng)求，并對(duì)用戶計(jì)費(fèi)。IMSI由電信經(jīng)營(yíng)部門(mén)在用戶開(kāi)戶時(shí)寫(xiě)入移動(dòng)臺(tái)的EPROM。2022/10/1239NUPT-PYF國(guó)際移動(dòng)臺(tái)標(biāo)識(shí)號(hào)IMSI？每個(gè)移動(dòng)臺(tái)可以是多種移動(dòng)業(yè)務(wù)的終國(guó)際移動(dòng)臺(tái)設(shè)備標(biāo)識(shí)號(hào)IMEI這是唯一標(biāo)識(shí)移動(dòng)臺(tái)設(shè)備的號(hào)碼，又稱移動(dòng)臺(tái)串號(hào)。該號(hào)碼由制造廠家永久性地置入移動(dòng)臺(tái)，用戶和電信部門(mén)均不能改變，其作用是防止有人使用非法的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行呼叫。根據(jù)需要，MSC可以發(fā)指令要求所有的移動(dòng)臺(tái)在發(fā)送IMSI的同時(shí)發(fā)送其IMEI，如果發(fā)現(xiàn)兩者不匹配，則確定該移動(dòng)臺(tái)非法，應(yīng)禁止使用。在EIR中建有一張“非法IMEI號(hào)碼表”，俗稱“黑表”，用以禁止

27、被盜移動(dòng)臺(tái)的使用。EIR也可設(shè)置在MSC中。CCITT建議IMEI的最大長(zhǎng)度為15位。其中，設(shè)備型號(hào)占6位，制造廠商占2位，設(shè)備序號(hào)占6位，另有1位保留。我國(guó)數(shù)字移動(dòng)網(wǎng)即采用此結(jié)構(gòu)。2022/10/1240NUPT-PYF國(guó)際移動(dòng)臺(tái)設(shè)備標(biāo)識(shí)號(hào)IMEI這是唯一標(biāo)識(shí)移動(dòng)臺(tái)設(shè)備的號(hào)碼，移動(dòng)臺(tái)漫游號(hào)MSRN系統(tǒng)賦給來(lái)訪用戶的一個(gè)臨時(shí)號(hào)碼。作用：供移動(dòng)交換機(jī)路由選擇使用。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)漫游進(jìn)入其它地區(qū)接受來(lái)話呼叫時(shí)，該地區(qū)的移動(dòng)系統(tǒng)（MSV/VLR）必需根據(jù)當(dāng)?shù)鼐幪?hào)計(jì)劃賦予它一個(gè)MSRN，經(jīng)由HLR告之MSC，MSC據(jù)此才能建立至該用戶的路由。MSRN由被訪地區(qū)的VLR動(dòng)態(tài)分配，它是系統(tǒng)預(yù)留的號(hào)碼，一般不向用

28、戶公開(kāi)，用戶撥打MSRN號(hào)碼將被拒絕。2022/10/1241NUPT-PYF移動(dòng)臺(tái)漫游號(hào)MSRN系統(tǒng)賦給來(lái)訪用戶的一個(gè)臨時(shí)號(hào)碼。202臨時(shí)移動(dòng)用戶標(biāo)識(shí)號(hào) TMSITemporary Mobile Subscriber IdentityTMSI是為了加強(qiáng)系統(tǒng)的保密性而在VLR內(nèi)分配的臨時(shí)用戶識(shí)別，在某一VLR區(qū)域內(nèi)與IMSI唯一對(duì)應(yīng)。目的：是為了無(wú)線接口的安全。2022/10/1242NUPT-PYF臨時(shí)移動(dòng)用戶標(biāo)識(shí)號(hào) TMSITemporary Mobile位置區(qū)識(shí)別 LAIMCC：Mobile Country Code，移動(dòng)國(guó)家碼，中國(guó)為 460。MNC：Mobile Network Co

29、de，移動(dòng)網(wǎng)號(hào)，兩個(gè)數(shù)字， 如中國(guó)移動(dòng)的MNC為00。LAC：Location Area Code，是2個(gè)字節(jié)長(zhǎng)的十六進(jìn)制BCD碼， 0000與 FFFE不能使用。 例:460008C90在檢測(cè)位置更新時(shí)，要使用位置區(qū)識(shí)別LAI，尋呼移動(dòng)臺(tái)是以LAI為單位進(jìn)行。Location Area IdentificationMCCMNCLAC2022/10/1243NUPT-PYF位置區(qū)識(shí)別 LAIMCC：Mobile Country CCGICGI是所有GSM PLMN中小區(qū)的唯一標(biāo)識(shí)，是在位置區(qū)識(shí)別LAI的基礎(chǔ)上再加上小區(qū)識(shí)別CI構(gòu)成的。編碼格式為L(zhǎng)AI+CICI：Cell Identity, 是

30、2個(gè)字節(jié)長(zhǎng)的十六進(jìn)制BCD碼，可由運(yùn)營(yíng)部門(mén)自定。例：4600017A728FD2022/10/1244NUPT-PYFCGICGI是所有GSM PLMN中小區(qū)的唯一標(biāo)識(shí)，是在位置GSM系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能GSM系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初，就是按照ISDN業(yè)務(wù)的模式完成的。電路交換方式的話音通信服務(wù)電路交換方式的低速數(shù)據(jù)通信服務(wù)短消息服務(wù)補(bǔ)充業(yè)務(wù)2022/10/1245NUPT-PYFGSM系統(tǒng)的業(yè)務(wù)功能GSM系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初，就是按照ISDN業(yè)務(wù)語(yǔ)音編碼為了適應(yīng)無(wú)線資源的有限性要求，移動(dòng)通信系統(tǒng)中的語(yǔ)音編碼應(yīng)盡量降低其速率，以減少其帶寬。GSM系統(tǒng)中采用13kbit/s的編碼速率。2022/10/1246NUPT-P

31、YF語(yǔ)音編碼為了適應(yīng)無(wú)線資源的有限性要求，移動(dòng)通信系統(tǒng)中的語(yǔ)音編6.2 移動(dòng)交換基本技術(shù)移動(dòng)呼叫一般過(guò)程 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù) 漫游切換 短消息業(yè)務(wù)（SMS）處理 2022/10/1247NUPT-PYF6.2 移動(dòng)交換基本技術(shù)移動(dòng)呼叫一般過(guò)程 2022/6.2.1 移動(dòng)呼叫一般過(guò)程移動(dòng)臺(tái)初始化 每個(gè)小區(qū)指配一定數(shù)量的波道，在這些波道上按規(guī)定配置各類邏輯信道，其中必有一個(gè)用于廣播系統(tǒng)參數(shù)的廣播信道。移動(dòng)臺(tái)一開(kāi)機(jī)后首先就要通過(guò)自動(dòng)掃描，捕獲當(dāng)前所在小區(qū)的廣播信道，由此獲得：所在PLMN號(hào)基站號(hào)位置區(qū)域?qū)⑵浯嫒腚S機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）中。此外還需提取接入信道、尋呼信道等公共控制信道號(hào)碼。上述任務(wù)完成后，移

32、動(dòng)臺(tái)就監(jiān)視尋呼信道，處于守聽(tīng)狀態(tài)。 2022/10/1248NUPT-PYF6.2.1 移動(dòng)呼叫一般過(guò)程移動(dòng)臺(tái)初始化 2022/10/移動(dòng)臺(tái)呼叫固定網(wǎng)用戶(MSPSTN用戶) 12345678IAIACMANC業(yè)務(wù)信道控制信道2022/10/1249NUPT-PYF移動(dòng)臺(tái)呼叫固定網(wǎng)用戶(MSPSTN用戶) 12345678MSPSTNMSBS即移動(dòng)臺(tái)摘機(jī)、撥號(hào)、按下“發(fā)送”鍵后，占用控制信道，向基站發(fā)出“始呼接入”消息。消息的主要參數(shù)是被叫號(hào)碼，同時(shí)亦發(fā)出移動(dòng)臺(tái)標(biāo)識(shí)號(hào)IMSI。BSMSC基站將移動(dòng)臺(tái)試呼消息轉(zhuǎn)送給移動(dòng)交換機(jī)。MSC對(duì)主叫鑒權(quán)移動(dòng)交換機(jī)根據(jù)IMSI檢索用戶數(shù)據(jù)，檢查該移動(dòng)臺(tái)是否合

33、法用戶，是否有權(quán)進(jìn)行此類呼叫。用戶數(shù)據(jù)取自VLR或HLR。主叫若合法，則為移動(dòng)臺(tái)分配一個(gè)空閑業(yè)務(wù)信道。根據(jù)不同系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，可由基站控制器或交換機(jī)分配。BSMS基站開(kāi)啟該波道射頻發(fā)射機(jī)，并向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送“初始業(yè)務(wù)信道指配”消息。2022/10/1250NUPT-PYFMSPSTNMSBS2022/10/1050NUPT-PMSPSTNMS：移動(dòng)臺(tái)收到此消息后，即調(diào)諧到指定的波道，并按要求調(diào)整發(fā)射電平。BSMSC基站確認(rèn)業(yè)務(wù)信道建立成功后，將此信息通知移動(dòng)交換機(jī)。MSC進(jìn)行被叫號(hào)碼分析，選定路由，建立與PSTN交換局的中繼連接。若被叫為本地用戶，將呼叫送當(dāng)?shù)谿MSC再到市話網(wǎng)；若被叫為外地用戶，GMS

34、C將呼叫接至本地長(zhǎng)話局或通過(guò)PLMN將呼叫依次接至主叫所在地MSC、被叫所在地GMSC，再到被叫地市話網(wǎng)）若被叫空閑，則終端交換局回送后向指示消息(如ACM)，同時(shí)經(jīng)話路返送回鈴音。被叫摘機(jī)應(yīng)答后，即可和移動(dòng)用戶通話。2022/10/1251NUPT-PYFMSPSTNMS：移動(dòng)臺(tái)收到此消息后，即調(diào)諧到指定的波道，說(shuō) 明 在PSTN中，用戶摘機(jī)后必需聽(tīng)到撥號(hào)音表示交換機(jī)已準(zhǔn)備收號(hào)后，才能撥號(hào)。移動(dòng)網(wǎng)中，任一移動(dòng)臺(tái)可以在任何時(shí)刻發(fā)出始呼消息。為此必須解決多個(gè)移動(dòng)臺(tái)同時(shí)起呼時(shí)可能發(fā)生的接入控制信道的爭(zhēng)用沖突問(wèn)題。在GSM系統(tǒng)中，采用無(wú)線局域網(wǎng)中常用的“時(shí)隙ALOHA”協(xié)議，允許移動(dòng)臺(tái)隨機(jī)接入。如果

35、由于沖突，基站沒(méi)有收到移動(dòng)臺(tái)發(fā)出的接入請(qǐng)求消息，則移動(dòng)臺(tái)將收不到基站返回的響應(yīng)消息，此時(shí)移動(dòng)臺(tái)隨機(jī)延遲若干時(shí)隙后重發(fā)接入請(qǐng)求消息。從理論上說(shuō)，第二次再發(fā)生沖突的概率將很小。系統(tǒng)通過(guò)廣播信道發(fā)送“重復(fù)發(fā)送次數(shù)”和“平均重復(fù)間隔”參數(shù)，以控制信令業(yè)務(wù)量。2022/10/1252NUPT-PYF說(shuō) 明 在PSTN中，用戶摘機(jī)后必需聽(tīng)到撥號(hào)音表示交換機(jī)說(shuō) 明GSM系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)收到“業(yè)務(wù)信道指配”消息后，在與該業(yè)務(wù)信道位于同一波道時(shí)隙的隨路信令信道上回送響應(yīng)消息，基站收到響應(yīng)消息就表明移動(dòng)臺(tái)已正確地調(diào)諧到指定的業(yè)務(wù)信道上。在數(shù)字移動(dòng)系統(tǒng)中，回鈴音信號(hào)是移動(dòng)臺(tái)在收到相應(yīng)無(wú)線接口消息（由終端局回送的后向成

36、功建立消息轉(zhuǎn)換而成）后生成的。2022/10/1253NUPT-PYF說(shuō) 明GSM系統(tǒng)中，移動(dòng)臺(tái)收到“業(yè)務(wù)信道指配”消息后，在固定網(wǎng)用戶呼叫移動(dòng)臺(tái)(PSTN用戶MS) 網(wǎng)關(guān)MSC（GMSC）在GSM系統(tǒng)中定義為與主叫PSTN局最近的移動(dòng)交換機(jī)。1234567147789101112131516162022/10/1254NUPT-PYF固定網(wǎng)用戶呼叫移動(dòng)臺(tái)(PSTN用戶MS) 網(wǎng)關(guān)MSC（GMPSTN用戶MSPSTN交換機(jī)通過(guò)號(hào)碼分析判定被叫是移動(dòng)用戶，將呼叫接經(jīng)GMSC。GMSC根據(jù)MSDN確定被叫所屬HLR，向HLR詢問(wèn)被叫當(dāng)前位置信息。HLR檢索用戶數(shù)據(jù)庫(kù)，若記錄該用戶已漫游至其它地區(qū)，

37、則向所在的VLR請(qǐng)求漫游號(hào)MSRN。VLR動(dòng)態(tài)分配MSRN后回送HLR。HLR將MSRN轉(zhuǎn)送GMSC。GMSC根據(jù)MSRN選路，將呼叫連接至被叫當(dāng)前所在的移動(dòng)交換局即訪問(wèn)移動(dòng)交換中心（VMSC）。VMSC查詢數(shù)據(jù)庫(kù)，向被叫所在位置區(qū)的所有小區(qū)基站發(fā)送尋呼命令。各基站通過(guò)尋呼信道發(fā)送尋呼消息，消息的主要參數(shù)為被叫的IMSI號(hào)。2022/10/1255NUPT-PYFPSTN用戶MSPSTN交換機(jī)通過(guò)號(hào)碼分析判定被叫是移動(dòng)用PSTN用戶MS被叫收到尋呼消息，發(fā)現(xiàn)IMSI與自己相符，即回送尋呼響應(yīng)消息?；緦ず繇憫?yīng)消息轉(zhuǎn)發(fā)給VMSC。VMSC或基站控制器為被叫分配一條空閑業(yè)務(wù)信道，并向被叫移動(dòng)臺(tái)發(fā)

38、送業(yè)務(wù)信道指配消息。被叫移動(dòng)臺(tái)回送響應(yīng)消息?；就ㄖ猇MSC業(yè)務(wù)信道已接通。VMSC發(fā)出振鈴指令。被叫移動(dòng)臺(tái)收到指令消息后，向用戶振鈴。被叫取機(jī)，應(yīng)答消息通知基站和VMSC，開(kāi)始通話。2022/10/1256NUPT-PYFPSTN用戶MS被叫收到尋呼消息，發(fā)現(xiàn)IMSI與自己相符，呼叫釋放 在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，為節(jié)省無(wú)線傳輸資源，呼叫釋放采用互不控制復(fù)原方式。在GSM系統(tǒng)中，MSC和MS之間的釋放過(guò)程就和ISDN相同，采用三消息過(guò)程：DisconnectReleaseRelease Complete2022/10/1257NUPT-PYF呼叫釋放 在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，為節(jié)省無(wú)線傳輸資源，呼叫釋放采

39、用6.2.2 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)數(shù)字GSM系統(tǒng)提供了完備的網(wǎng)絡(luò)安全功能，它包括三個(gè)方面：用戶識(shí)別號(hào)的保密用戶身份的認(rèn)證用戶信息和信令信息在無(wú)線信道上的保密2022/10/1258NUPT-PYF6.2.2 網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)數(shù)字GSM系統(tǒng)提供了完備的網(wǎng)絡(luò)安全臨時(shí)移動(dòng)用戶標(biāo)識(shí)號(hào)（TMSI）IMSI不安全，故采用TMSI。分配時(shí)間：該號(hào)碼在用戶進(jìn)入訪問(wèn)區(qū)時(shí)分配者：當(dāng)?shù)豓LR存放處：IMSI、TMSI均在VLR，在訪問(wèn)期間有效。使用場(chǎng)合：MS起呼時(shí)MS向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送報(bào)告時(shí)網(wǎng)絡(luò)尋呼MS時(shí)2022/10/1259NUPT-PYF臨時(shí)移動(dòng)用戶標(biāo)識(shí)號(hào)（TMSI）IMSI不安全，故采用TMSI臨時(shí)移動(dòng)用戶標(biāo)識(shí)號(hào)（TMSI）如

40、果移動(dòng)用戶進(jìn)入一個(gè)新的VLR管區(qū)并進(jìn)行位置更新登記時(shí)；新的VLR(VLR2)首先根據(jù)位置更新消息中的TMSI及LAI(位置區(qū)域標(biāo)識(shí))判定原來(lái)分配該TMSI的VLR(VLR1)；然后向VLR1請(qǐng)求該用戶的IMSI，而后再根據(jù)IMSI向HLR發(fā)出位置更新消息，請(qǐng)求有關(guān)的用戶數(shù)據(jù)。與此同時(shí)，VLR1將收回原先分配的TMSI，VLR2重新給此用戶分配一個(gè)TMSI。2022/10/1260NUPT-PYF臨時(shí)移動(dòng)用戶標(biāo)識(shí)號(hào)（TMSI）如果移動(dòng)用戶進(jìn)入一個(gè)新的VLR用戶鑒權(quán)（Authentication） 也稱用戶認(rèn)證目的：以一種可靠的方法確認(rèn)用戶的合法身份，它不依賴于IMSI、MSDN或IMEI。用戶鑒

41、權(quán)包含的概念：用戶標(biāo)識(shí)模塊（SIM）用戶鑒權(quán)過(guò)程鑒權(quán)密鑰的網(wǎng)絡(luò)管理 2022/10/1261NUPT-PYF用戶鑒權(quán)（Authentication） 也稱用戶認(rèn)證21用戶標(biāo)識(shí)模塊(SIM)SIM：用來(lái)存儲(chǔ)和移動(dòng)用戶有關(guān)的信息基本數(shù)據(jù)（固化）：IMSI、Ki、 A3 、 A8 Ki：鑒權(quán)密鑰，每個(gè)用戶都不一樣A3：鑒權(quán)算法（是統(tǒng)一的）A8：數(shù)據(jù)加密密鑰生成算法臨時(shí)數(shù)據(jù)：TMSI、LAI、KcLAI：位置區(qū)標(biāo)識(shí)Kc：由A8計(jì)算得到的數(shù)據(jù)加密密鑰業(yè)務(wù)有關(guān)的數(shù)據(jù)：縮位號(hào)碼表終端配置參數(shù)呼出限制固定電話號(hào)碼表要發(fā)送的短消息2022/10/1262NUPT-PYF1用戶標(biāo)識(shí)模塊(SIM)SIM：用來(lái)存儲(chǔ)和

42、移動(dòng)用戶有關(guān)的信1用戶標(biāo)識(shí)模塊（SIM）SIM卡密碼：為了SIM卡本身的使用安全，用戶可設(shè)置48位數(shù)字的密碼即個(gè)人用戶識(shí)別碼（PIN- Personal identification number），如果使用者連續(xù)3次鍵入密碼出錯(cuò)，SIM就自動(dòng)鎖定，其后必須用個(gè)人解鎖密鑰才能使SIM解鎖。SIM還存儲(chǔ)和用戶業(yè)務(wù)有關(guān)的一些數(shù)據(jù)，例如：縮位號(hào)碼表終端配置參數(shù)呼出限制固定電話號(hào)碼表要發(fā)送的短消息2022/10/1263NUPT-PYF1用戶標(biāo)識(shí)模塊（SIM）SIM卡密碼：為了SIM卡本身的使鑒權(quán)中心ACAC中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)：用于生成隨機(jī)數(shù)(RAND)的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器Ki各種安全算法（A3、A8），這些安全

43、算法和 SIM卡中的算法相一致。AC的基本功能是產(chǎn)生三參數(shù)組（RAND、SRES、Kc），其中：RAND由隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生；SRES（數(shù)字簽名SRES- Signed RESponse）由RAND和Ki由A3算法得出；Kc由RAND和Ki用A8算出。2022/10/1264NUPT-PYF鑒權(quán)中心ACAC中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)：2022/10/1064NUP鑒權(quán)中心AC三參數(shù)組產(chǎn)生后存于HLR中。當(dāng)需要鑒權(quán)時(shí)，由MS所在服務(wù)區(qū)的MSC/VLR從HLR中裝載至少一套三參數(shù)組為此MS服務(wù)。具體到某次鑒權(quán)時(shí)，如果此時(shí)VLR中還有該MS的三參組，則HLR不參與鑒權(quán)過(guò)程，VLR直接向MS下發(fā)鑒權(quán)命令；如果VLR中

44、已經(jīng)沒(méi)有該MS 的三參組，則需首先向HLR取三參組。2022/10/1265NUPT-PYF鑒權(quán)中心AC三參數(shù)組產(chǎn)生后存于HLR中。2022/10/10鑒權(quán)中心ACVLR可為每個(gè)訪問(wèn)用戶暫存最多7對(duì)（RAND,SRES）數(shù)據(jù)，每執(zhí)行一次鑒權(quán)使用一對(duì)數(shù)據(jù)，鑒權(quán)結(jié)束這對(duì)數(shù)據(jù)就丟棄不再使用。當(dāng)VLR只剩兩對(duì)數(shù)據(jù)時(shí)就向AC發(fā)出請(qǐng)求，AC將向它發(fā)送5對(duì)數(shù)據(jù)。用戶的Ki只有SIM卡和AC中才有，其它網(wǎng)絡(luò)部件，包括HLR、VLR都無(wú)此參數(shù)，以保證用戶安全。2022/10/1266NUPT-PYF鑒權(quán)中心ACVLR可為每個(gè)訪問(wèn)用戶暫存最多7對(duì)（RAND,S2用戶鑒權(quán)過(guò)程 用戶鑒權(quán)由AC、VLR和用戶配合完成。

45、當(dāng)用戶起呼或進(jìn)行位置更新登記時(shí)，VLR向該用戶發(fā)送一個(gè)隨機(jī)數(shù)RAND，用戶的SIM卡以(RAND,Ki)為輸入?yún)?shù)執(zhí)行鑒權(quán)算法A3，得到計(jì)算結(jié)果即數(shù)字簽名）SRES- Signed RESponse）回送VLR，VLR將此結(jié)果和暫存器中存儲(chǔ)的預(yù)先算好的結(jié)果比較，如果兩者相符，就表示鑒權(quán)成功。 1-VLR2-SIM 3-SIM2022/10/1267NUPT-PYF2用戶鑒權(quán)過(guò)程 用戶鑒權(quán)由AC、VLR和用戶配合完成。1-2用戶鑒權(quán)過(guò)程如果VLR發(fā)現(xiàn)鑒權(quán)計(jì)算結(jié)果與預(yù)期結(jié)果不相符合，且用戶是以TMSI和網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的，則可能是錯(cuò)誤的TMSI，這時(shí)VLR將通知用戶發(fā)送其IMSI。如果IMSI-TMSI對(duì)

46、應(yīng)關(guān)系出錯(cuò)，則以IMSI為準(zhǔn)再次進(jìn)行鑒權(quán)。若鑒權(quán)再次失敗，VLR就要核查用戶的移動(dòng)臺(tái)設(shè)備（IMEI）是否合法。鑒權(quán)失敗記錄將由VLR保存。2022/10/1268NUPT-PYF2用戶鑒權(quán)過(guò)程如果VLR發(fā)現(xiàn)鑒權(quán)計(jì)算結(jié)果與預(yù)期結(jié)果不相符合3鑒權(quán)密鑰的網(wǎng)絡(luò)管理 Ki是由網(wǎng)絡(luò)登記中心分配，并連同IMSI寫(xiě)入用戶的SIM卡的，然后由登記中心通知AC。通知是由磁帶或數(shù)據(jù)傳輸方式發(fā)送的，該傳送過(guò)程必須加密，加密算法記作A4。AC收到此信息后，首先解密，然后重新用另一算法A2加密后存入存儲(chǔ)器。A2、A4及鑒權(quán)算法A3都是在AC的專用保密盒中運(yùn)行的，該保密盒有自己的處理器和操作系統(tǒng)，而且有機(jī)械保安裝置，以防非

47、法拆卸。鑒權(quán)中心本身應(yīng)有安全保護(hù)，只有特許人員才能進(jìn)入，操作人員必須有口令并賦予相應(yīng)的讀寫(xiě)權(quán)。2022/10/1269NUPT-PYF3鑒權(quán)密鑰的網(wǎng)絡(luò)管理 Ki是由網(wǎng)絡(luò)登記中心分配，并連同IM數(shù)據(jù)加密 數(shù)據(jù)加密用于信令和重要的用戶通信信息的保密傳送，用戶信息是否需要加密可在呼叫建立時(shí)由信令指明。加密算法：數(shù)字系統(tǒng)加密有許多成熟的算法。GSM采用可逆算法A5加密，即發(fā)送端用A5算法加密，接收端也用A5算法解密。密鑰：GSM系統(tǒng)加密還需要一個(gè)用戶特定的密鑰Kc。該密鑰是在鑒權(quán)過(guò)程中根據(jù)同一隨機(jī)數(shù)和Ki用算法A8計(jì)算得到的考慮到數(shù)據(jù)加密，VLR中存儲(chǔ)的用戶保密數(shù)據(jù)共有3個(gè)，即RAND、SRES、Kc

48、。鑒權(quán)時(shí)，RAND送經(jīng)用戶；鑒權(quán)成功后，Kc送往基站。2022/10/1270NUPT-PYF數(shù)據(jù)加密 數(shù)據(jù)加密用于信令和重要的用戶通信信息的保密傳送，用6.2.3 漫游自動(dòng)漫游實(shí)現(xiàn)技術(shù):位置登記 路由重選 MSRN的分配 漫游用戶的權(quán)限控制 2022/10/1271NUPT-PYF6.2.3 漫游自動(dòng)漫游實(shí)現(xiàn)技術(shù):2022/10/107位置登記位置登記：移動(dòng)臺(tái)通過(guò)接入信道向網(wǎng)絡(luò)報(bào)告它的當(dāng)前位置。如果位置發(fā)生變化，新的位置信息就由移動(dòng)交換機(jī)經(jīng)VLR通知HLR。藉此，系統(tǒng)可以動(dòng)態(tài)跟蹤移動(dòng)用戶，完成對(duì)漫游用戶的自動(dòng)接續(xù)。2022/10/1272NUPT-PYF位置登記位置登記：移動(dòng)臺(tái)通過(guò)接入信道向

49、網(wǎng)絡(luò)報(bào)告它的當(dāng)前位置。位置登記位置登記有三種方式：始呼登記：當(dāng)移動(dòng)臺(tái)發(fā)起呼叫時(shí)，移動(dòng)交換機(jī)在呼叫處理的同時(shí)自動(dòng)執(zhí)行一次位置登記過(guò)程。定期登記：移動(dòng)臺(tái)在網(wǎng)絡(luò)控制下周期性地發(fā)送位置登記消息。如果MSC/VLR在規(guī)定時(shí)間內(nèi)未收到定時(shí)登記消息，就可以判斷該移動(dòng)臺(tái)不可及，以后收到來(lái)話呼叫時(shí)可不必再尋呼，這是定時(shí)登記的優(yōu)點(diǎn)。但是定時(shí)登記周期較長(zhǎng)，不能動(dòng)態(tài)地對(duì)移動(dòng)用戶進(jìn)行跟蹤。強(qiáng)迫登記：當(dāng)移動(dòng)臺(tái)由一個(gè)位置區(qū)進(jìn)入另一個(gè)位置區(qū)時(shí)，將自動(dòng)發(fā)出登記請(qǐng)求消息。其觸發(fā)條件為：LAI-rLAI-s。其中，LAI-r為移動(dòng)臺(tái)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的最近訪問(wèn)的位置區(qū)號(hào)，LAI-s為當(dāng)前系統(tǒng)廣播的位置區(qū)號(hào)。2022/10/1273NUP

50、T-PYF位置登記位置登記有三種方式：2022/10/1073NUPT路由重選 由于漫游用戶已經(jīng)離開(kāi)其原來(lái)所屬的交換局，它的MSDN已不能反映其實(shí)際位置。因此，呼叫漫游用戶應(yīng)首先查詢HLR獲得漫游號(hào)，然后根據(jù)漫游號(hào)重選路由。2022/10/1274NUPT-PYF路由重選 由于漫游用戶已經(jīng)離開(kāi)其原來(lái)所屬的交換局，它的MSD路由重選根據(jù)發(fā)起向HLR查詢的位置不同，有二種重選方法：原藉局重選：不論漫游用戶現(xiàn)在何處，一律先根據(jù)MSDN接至其原藉移動(dòng)交換中心（HMSC），然后再由原藉局查詢HLR數(shù)據(jù)庫(kù)后重選路由。這種方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，計(jì)費(fèi)也簡(jiǎn)單，但可能會(huì)發(fā)生路由環(huán)回。網(wǎng)關(guān)局重選：PSTN/ISDN用戶呼叫

51、漫游用戶時(shí)，不論其原藉局在哪里，固定網(wǎng)交換機(jī)按就近接入的原則首先將呼叫接至最近的MSC(GMSC)，然后由GMSC查詢HLR后重選路由。這種方法可以達(dá)到路由優(yōu)化，但是會(huì)涉及計(jì)費(fèi)問(wèn)題。GSM系統(tǒng)規(guī)定采用網(wǎng)關(guān)局重選法，國(guó)際漫游規(guī)定采用原藉局路由重選方法。2022/10/1275NUPT-PYF路由重選根據(jù)發(fā)起向HLR查詢的位置不同，有二種重選方法：20MSRN的分配 漫游號(hào)MSRN用作路由重選，它對(duì)MS和PSTN用戶均不可見(jiàn)。從選路角度看，對(duì)MSRN的數(shù)字分析與一般的PSTN呼叫相同。MSRN由VLR分配，分配結(jié)果告知HLR。2022/10/1276NUPT-PYFMSRN的分配 漫游號(hào)MSRN用

52、作路由重選，它對(duì)MS和PSTMSRN的分配MSRN的分配方法有二種：按位置分配：漫游用戶進(jìn)入新的業(yè)務(wù)區(qū)發(fā)起位置登記時(shí)，VLR就為其分配一個(gè)固定的MSRN，并通知HLR保存。此號(hào)一直保留到該用戶離開(kāi)此業(yè)務(wù)區(qū)時(shí)才收回。這種方法的好處是管理簡(jiǎn)單，GMSC只要詢問(wèn)HLR就可獲得MSRN，但是號(hào)碼資源占用量太大。雖然規(guī)范給出了這種方法，但是使用很少。按呼叫分配：漫游用戶登記時(shí)僅記錄其位置區(qū)號(hào)，供來(lái)話尋呼使用。僅當(dāng)該用戶有來(lái)話呼叫時(shí)才為其分配一個(gè)臨時(shí)的MSRN，呼叫建立過(guò)程完成后即行收回。這種方式需要預(yù)留的MSRN號(hào)碼資源少，但是每次呼叫HLR都要向VLR索要MSRN號(hào)，信令和管理過(guò)程較復(fù)雜。目前一般都采

53、用這種方法。2022/10/1277NUPT-PYFMSRN的分配MSRN的分配方法有二種：2022/10/10漫游用戶的權(quán)限控制 作為運(yùn)營(yíng)部門(mén)來(lái)說(shuō)，常常希望優(yōu)先為本地用戶服務(wù)，對(duì)漫游用戶只提供基本服務(wù)，為此將對(duì)漫游用戶的服務(wù)類別（COS）、補(bǔ)充業(yè)務(wù)權(quán)限等作一定限制。另一種可能的限制是不允許漫游用戶進(jìn)行本地呼叫，原因是運(yùn)營(yíng)部門(mén)仍然將他們視作外地用戶，要求他們?nèi)园撮L(zhǎng)途方式呼叫本地用戶，以便收取相應(yīng)的資費(fèi)。這類權(quán)限控制通過(guò)局?jǐn)?shù)據(jù)設(shè)定。2022/10/1278NUPT-PYF漫游用戶的權(quán)限控制 作為運(yùn)營(yíng)部門(mén)來(lái)說(shuō)，常常希望優(yōu)先為本地用戶漫游用戶的權(quán)限控制作為用戶來(lái)說(shuō)，漫游至外地后很可能只希望能打出電話

54、，而不希望接受來(lái)話。其原因是重選路由后的延伸段資費(fèi)要由漫游用戶承擔(dān)，而漫游用戶并不想支付高昂的長(zhǎng)途話費(fèi)。因此，應(yīng)允許用戶指定在哪些訪問(wèn)區(qū)不接受來(lái)話呼叫，這一功能對(duì)于國(guó)際漫游用戶尤為重要。這類權(quán)限控制通過(guò)用戶數(shù)據(jù)設(shè)定。2022/10/1279NUPT-PYF漫游用戶的權(quán)限控制作為用戶來(lái)說(shuō)，漫游至外地后很可能只希望能打切換 切換（H/O-Handover）：移動(dòng)臺(tái)在通話過(guò)程中改變所用的話音信道。改變的原因：通常是由于移動(dòng)臺(tái)游動(dòng)遠(yuǎn)離基站或接近無(wú)線盲區(qū)或者由于外界干擾而造成在原有話音信道上通話質(zhì)量下降這時(shí)必須切換到一條新的空閑話音信道上去，以保持通話不被中斷。2022/10/1280NUPT-PYF切

55、換 切換（H/O-Handover）：2022/10/10切換的類型越區(qū)切換越局切換不同系統(tǒng)間切換小區(qū)內(nèi)切換2022/10/1281NUPT-PYF切換的類型越區(qū)切換2022/10/1081NUPT-PYF越區(qū)切換新、老話音信道屬于兩個(gè)不同的蜂窩小區(qū)，這對(duì)應(yīng)于移動(dòng)臺(tái)跨越兩個(gè)鄰近小區(qū)的情況MS1。切換由MSC1控制完成。2022/10/1282NUPT-PYF越區(qū)切換新、老話音信道屬于兩個(gè)不同的蜂窩小區(qū)，這對(duì)應(yīng)于移動(dòng)臺(tái)越局切換新、老話音信道屬于兩個(gè)不同的蜂窩小區(qū)，且這兩個(gè)小區(qū)分屬不同的MSC管轄，這對(duì)應(yīng)于移動(dòng)臺(tái)跨越兩個(gè)鄰近交換業(yè)務(wù)區(qū)的情況MS2。其切換由MSC1和MSC2協(xié)調(diào)完成，且新的話音通路

56、要占用MSC1和MSC2之間的局間中繼電路。2022/10/1283NUPT-PYF越局切換新、老話音信道屬于兩個(gè)不同的蜂窩小區(qū)，且這兩個(gè)小區(qū)分不同系統(tǒng)間切換新、老話音信道不但分屬不同的交換業(yè)務(wù)區(qū)，而且這二個(gè)業(yè)務(wù)區(qū)屬于不同的運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)。首先要求這兩個(gè)系統(tǒng)的信令能夠互通；其次若這兩個(gè)系統(tǒng)所用頻段不完全相同，則MSC2分配新的話音信道時(shí)要考慮移動(dòng)臺(tái)的適應(yīng)性。 2022/10/1284NUPT-PYF不同系統(tǒng)間切換新、老話音信道不但分屬不同的交換業(yè)務(wù)區(qū)，而且這小區(qū)內(nèi)切換新、老話音信道屬于同一蜂窩小區(qū)。這類切換發(fā)生于兩種情況一是原有話音信道由于干擾通話質(zhì)量下降；二是話音信道設(shè)備需要維護(hù)。這類切換在同一基

57、站范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)較為簡(jiǎn)單。2022/10/1285NUPT-PYF小區(qū)內(nèi)切換新、老話音信道屬于同一蜂窩小區(qū)。2022/10/1強(qiáng)迫切換它并不是由于信道質(zhì)量下降引起的，而是由于小區(qū)話務(wù)調(diào)節(jié)的需要。如移動(dòng)臺(tái)所在小區(qū)話務(wù)密度較高，其鄰近小區(qū)話務(wù)密度較低，在發(fā)生瞬時(shí)話務(wù)高峰時(shí)，本小區(qū)話音信道可能不夠用。為了避免話務(wù)損失，可以借用鄰近小區(qū)的信道，強(qiáng)迫正在通話中的靠近鄰近小區(qū)的移動(dòng)臺(tái)切換到借用信道上去，將讓出的信道分配給新的呼叫。這類切換通常是越區(qū)切換。2022/10/1286NUPT-PYF強(qiáng)迫切換它并不是由于信道質(zhì)量下降引起的，而是由于小區(qū)話務(wù)調(diào)節(jié)切換的要求為了保證通信不中斷，切換必須在極短時(shí)間內(nèi)完成，

58、這就要求無(wú)線信道質(zhì)量檢測(cè)、高速信令傳送和交換機(jī)快速處理的配合。2022/10/1287NUPT-PYF切換的要求為了保證通信不中斷，切換必須在極短時(shí)間內(nèi)完成，這就硬切換和軟切換另外，從切換實(shí)現(xiàn)方式的角度，又可將切換類型分為硬切換和軟切換。軟切換是CDMA系統(tǒng)的一個(gè)重要特點(diǎn)。在CDMA系統(tǒng)中，所有移動(dòng)用戶共用一個(gè)公共的信道，但是每個(gè)用戶分配一個(gè)不同的偽隨機(jī)擴(kuò)頻序列(PN)，在接收端利用同樣的偽碼解擴(kuò)就可以檢測(cè)出該用戶發(fā)的信息。由于各小區(qū)的頻率相同，因此越區(qū)切換不需要進(jìn)行信道之間的切換，故稱之為軟切換。2022/10/1288NUPT-PYF硬切換和軟切換另外，從切換實(shí)現(xiàn)方式的角度，又可將切換類型

59、分為硬切換和軟切換當(dāng)移動(dòng)臺(tái)接近兩個(gè)區(qū)的交界區(qū)時(shí)，它同時(shí)和兩個(gè)小區(qū)的基站建立通信連接，一直到進(jìn)入新的小區(qū)測(cè)量到新基站的傳輸質(zhì)量已滿足指標(biāo)要求后才斷開(kāi)與原基站的連接。如果說(shuō)硬切換是“先斷開(kāi)、后切換”的話，軟切換則是“先切換、后斷開(kāi)”，沒(méi)有通信中斷時(shí)間，實(shí)現(xiàn)“軟著落”。在CDMA系統(tǒng)中，這點(diǎn)不難做到，因?yàn)楦骰竟ぷ饔谕活l道。在切換過(guò)程中，同時(shí)接收兩個(gè)基站的信號(hào)，猶如收到的是不同路徑傳來(lái)的多徑信號(hào)，可以利用分集接收裝置處理，不但對(duì)話音接收沒(méi)有影響，反而可以增強(qiáng)接收信號(hào)電平，提高載干比。2022/10/1289NUPT-PYF硬切換和軟切換當(dāng)移動(dòng)臺(tái)接近兩個(gè)區(qū)的交界區(qū)時(shí)，它同時(shí)和兩個(gè)小區(qū)硬切換和軟切換2

60、022/10/1290NUPT-PYF硬切換和軟切換2022/10/1090NUPT-PYF切換判決條件 什么時(shí)候需要切換主要取決于話音信道的質(zhì)量，其監(jiān)測(cè)判決有如下三個(gè)方面的條件：傳輸質(zhì)量：在數(shù)字系統(tǒng)中判決指標(biāo)就是傳輸誤碼率。傳輸損耗：判決指標(biāo)為射頻信號(hào)強(qiáng)度。移動(dòng)臺(tái)位置：切換一般是由于移動(dòng)臺(tái)游動(dòng)到鄰接小區(qū)邊緣所致，因此若能動(dòng)態(tài)測(cè)出移動(dòng)臺(tái)運(yùn)動(dòng)中的位置，則可根據(jù)其與基站的距離及與小區(qū)邊緣距離作出切換判決。上述三種判決條件中，滿足任一條件都將觸發(fā)切換。一般說(shuō)來(lái)，數(shù)字系統(tǒng)綜合采用第一種和第二種方法。第三種方法實(shí)現(xiàn)較困難，目前很少采用。在數(shù)字GSM系統(tǒng)中，上述測(cè)量和切換請(qǐng)求由基站和移動(dòng)臺(tái)共同參與，切換過(guò)