《GSM-R系统维护与应用》课件第四章.ppt

1、GSM-R系统维护与应用系统维护与应用第四章 GSM-R接口与协议第第4章章 GSM-R接口与协议接口与协议4.1 GSM-R的主要接口与协议4.2 GSM-R空中接口物理层 4.2.1 GSM-R的帧结构 4.2.2 GSM-R信道 4.2.3 时隙格式4.3 GSM-R 空中接口Um无线接口层 4.3.1 无线资源管理 4.3.2 移动性管理 4.3.3 连接管理4.4 呼叫处理流程4.5 GSM-R的用户数据4.1 GSM-R4.1 GSM-R的主要接口与协议的主要接口与协议 GSM-R系统是由多个功能单元通过接口互联构成的。在GSM-R系统中主要的接口有：无线（Um）接口、Abis接口

2、、Ater接口、A接口、PSTN/ISDN/PSDN接口，这些接口的定义和标准化能保证不同供应商生产的移动台、基站子系统和网路子系统设备能纳入同一个GSM-R数字移动通信网运行和使用。4.1 GSM-R4.1 GSM-R的主要接口与协议的主要接口与协议 1.Um接口协议 Um 接口（空中接口）位于移动台MS和基站收发信台BTS之间，是二者的通信接口，用于移动台与系统固定部分之间的通信，其物理连接通过无线链路实现。Um接口上的协议可以分为三层。第一层是物理支持：TDMA 帧、FDMA和逻辑信道复用。第二层是LAPDm协议（由LAPD定义）：没有标志，由于实时的限制，没有错误重发机制。第三层是无线

3、接口层（RIL3），其中又包括三个子层：无线资源管理（RR）子层；移动性管理（MM）子层；连接管理（CM）子层。4.1 GSM-R4.1 GSM-R的主要接口与协议的主要接口与协议 2.Abis接口协议 Abis接口是BSS系统的两个功能实体BSC与BTS之间的通信接口，用于BTS和BSC之间的远端互连方式。第一层是PCM传输层（E1或T1）：对于语音，其编码速率是16kbit/s，复用后在64 kbit/s的时隙上传输；对于数据，其速率是同步的并可以调节；第二层是LAPDm协议：标准的HDLC过程，包括无线信令链路（RSL）和操作与维护链路（OML）；第三层应用协议，包括无线子系统管理（RS

4、M）和操作与维护过程（O&M）。4.1 GSM-R4.1 GSM-R的主要接口与协议的主要接口与协议 3.Ater接口协议 Ater接口位于处理BSC和TRAU之间。它的特性包括：以1.544Mbit/s或者2.048Mbit/s的速率物理接入，并携带以下的消息：第一层物理层根据ITU-T No.7（CCS7）保留的信令信道、语音和数据信道（16kbit/s）；第二层数据链路层负责BSC与TRAU之间的信令链路（LAPD）；第三层网络层通过MSC（只通过网络）到OMC-R（X.25）的O&M数据。4.1 GSM-R4.1 GSM-R的主要接口与协议的主要接口与协议 4.A接口协议 A接口位于M

5、SC与BSS（TRAU）之间。它的特性是：完全标准化，即任何厂商的设备可以互连。第一层：为64kbit/s信令数据链路定义物理特性；第二层：通过提供差错检测和纠正，信令链路校正和差错监控来确保安全；第三层：确保信令消息通过网络以正确的序列且无丢失的传送，即使在连接失败的情况下，也能将信令消息复制出来并再次进行连接。4.1 GSM-R4.1 GSM-R的主要接口与协议的主要接口与协议 5.PSTN/ISDN/PSDN接口协议 PSTN/ISDN/PSDN接口是MSC、公共交换电话网络（PSTN）、综合业务数字网络（ISDN）和分组交换公共的数字网络（PSDN）之间的接口。根据应用，用户部分的协议

6、主要有三个方面：电话用户部分（TUP）PSTN网络接口；ISDN用户部分（ISUP）ISDN网络接口；数据用户部分（DUP）PSDN网络上的PAD接口。4.1 GSM-R4.1 GSM-R的主要接口与协议的主要接口与协议 6.接口之间的连线和类型 通信中，常常会提及到PCM、PCM链路、2M线、E1线，下面分别解释下这些术语。PCM的意思就是脉冲编码调制，现在的数字传输系统都是 采用PCM体制。PCM设备是利用2M线路传输的，所以PCM链路也可以理解为是2M线。E1就是采用PCM技术的，具体说是PCM30/32，总共32个时隙。除了0和16时隙用于传输其它数据外，1-15和17-31路时隙均可

7、以传输话音或其它有效数据，每路速率为64K，所以一条E1就是2048kbps，即2M。PCM线可以称为同轴电缆、双绞线或为2M线。2M线可以是电信上租用的，也可以是光端机上输出的。4.2 GSM-R 4.2 GSM-R 空中接口物理层空中接口物理层 GSM-R空中接口的物理层，首先从物理信道开始，了解突发隙冲、时隙、TDMA帧的概念；然后了解逻辑信道，逻辑信道业分为业务信道和控制信道。4.2.1 GSM-R的帧结构 4.2.2 GSM-R信道 4.2.3 时隙格式4.2.1 GSM-R4.2.1 GSM-R的帧结构的帧结构 1.FDMA和TDMA GSM-R网的无线传输是基于数字技术的。GSM

8、-R的数字传输采用两种方案实现，这就是所谓的频分多址（FDMA）和时分多址（TDMA）的接入方式。2.时隙 GSM在无线路径上传输单位是约一百多个调制比特的序列，它称为一个“突发脉冲”。4.2.1 GSM-R4.2.1 GSM-R的帧结构的帧结构 3.TDMA帧 在GSM-R系统中，每个载频被定义为一个TDMA帧,相当于FDMA系统的一个频道。每帧包括8个时隙。每个TDMA帧有一个TDMA帧号。这8个时隙可以说是8个基本的通道，可用来传输控制数据与不同的用户数据。4.复帧和超帧 每一个TDMA帧含8个时隙，共占60/134.615ms。每个时隙含156.25个码元，占15/260.577ms。

9、GSM规范定义了两种不同的复帧结构，即含26帧的业务复帧用来传输信息，持续时间为120ms和含51帧的控制复帧用来传输信令，特续时间为235.8ms。4.2.1 GSM-R4.2.1 GSM-R的帧结构的帧结构 51帧和26帧之间是没有公约数的，要设置一种帧以容纳这两种帧，那么这个帧的容量就必须要达到51*26=1326帧。这种帧称为超帧，1326个TDMA帧相当于6.12s的时间。一个超高帧保含了2048个超帧结构，超高帧结构含26*51*2048=2715648个TDMA帧，持续时间为3h28min53s760ms，每个TDMA帧由帧计数器来标记。这些TDMA帧按照顺序排列，一次从0到27

10、15647，帧号在同步信道中传送。0123204420452046204701234849504701242501242514950001457623TBTBGPTB：尾比特TBTBGPGP：保护期TBTBGPTBTBGP 68.2557信息比特26训练序列57信息比特固定比特142信息比特39扩展的训练序列64信息比特39同步序列41信息比特36常规突发序列（NB）频率校正突发序列（FB）同步突发序列(SB)接入突发序列（AB）1超高帧=2048超帧=2715648TDMA帧（3小时28分53秒760毫秒）1超帧=1326TDMA帧（6.12秒）1复帧=26TDMA帧（120ms）1帧=51

11、TDMA帧（3060/13ms）1TDMA帧=8时隙（120/26=4.615ms）1时隙=156.25比特持续期（15/26=0.577ms）（1比特持续期：48/13=3.68us）BCCHCCCHSDCCHTCHSACCH/TFACCH114.2.2 GSM-R4.2.2 GSM-R信道 GSM-R中的信道分为物理信道和逻辑信道，一个物理信道就为一个时隙（TS），而逻辑信道是根据BTS与MS之间传递的信息种类的不同而定义的不同逻辑信道，这些逻辑信道映射到物理信道上传送。GSM-R的逻辑信道可分为业务信道（TCH）和控制信道（CCH）两大类，其中后者也称信令信道。TCH传输语音信息或者数据

12、业务；CCH传输信令信号。在用户使用GSM-R系统的时候，无线接口的信号传输主要发生在开机入网、呼叫接续阶段和通话期间。4.2.2 GSM-R4.2.2 GSM-R信道 1.业务信道TCH：传信息的通道。TCH根据发送速率的不同，分为全速语音信道（TCH/F）和半速率语音信道（TCH/H）。除此之外，TCH还可以传递数据业务。手机是用来通话的，那么对于GSM-R而言，最关键的信道当然是业务信道了。TCH也占了所有物理信道的绝大部分。4.2.2 GSM-R4.2.2 GSM-R信道 2控制信道CCH：传信令的通道。为了提高TCH的使用效率，也为了TCH能够正常使用，GSM-R的设计者设计了一部分

13、物理信道来传控制信息。控制信道(CCH)用于传送信令和同步信号。根据所需完成的功能又把控制信道定义成广播信道（BCCH）、公共控制信道（CCCH）和专用控制信道（DCCH）。4.2.2 GSM-R4.2.2 GSM-R信道 2控制信道CCH：传信令的通道。（1）广播信道(BCH)。广播信道是一种“一点对多点”的单方向控制信道，用于基站向移动台广播公用的信息。广播信道仅作为下行信道使用，即BS至MS单向传输。传输的内容主要是移动台入网和呼叫建立所需要的有关信息。频率校正信道(FCCH)：传输供移动台校正其工作频率的信息。为了让MS校正自己的振动器的频率并锁定到该BTS的频率。4.2.2 GSM-

14、R4.2.2 GSM-R信道 同步信道(SCH)：SCH携带MS的帧同步信息（TDMA帧号）和BTS的识别码（BSIC）的信息，用作下行信道，TDMA帧号时用来MS和BTS之间同步的。BSIC号是用来识别基站的。广播控制信道(BCCH)：传输系统公用控制信息。BCCH就是要向周围不断广播网络的信息，也称为系统信息。BCCH广播的内容包括位置识别号、移动台应监视的相邻小区列表、小区识别号、本小区使用的频率列表、接入控制等。4.2.2 GSM-R4.2.2 GSM-R信道 2控制信道CCH：传信令的通道。（2）公用控制信道(CCCH)。CCCH是一种双向控制信道，用于在BTS和移动台之间传递控制信

15、息，完成呼叫建立和寻呼功能。公共控制信道包括PCH、RACH、AGCH、CBCH四种信道。随机接入信道（RACH）:这是一个上行信道，用于移动台随机提出入网申请，即请求分配一个独立专用控制信道（SDCCH），可作为对寻呼的响应或MS主叫登记时的接入。4.2.2 GSM-R4.2.2 GSM-R信道 允许接入信道（AGCH）:这是一个下行信道，用于基站对移动台的入网请求作出应答。AGCH用于为MS分配一个独立专用控制信道（SDCCH）,AGCH在下行BCCH载频的0号时隙上传送。寻呼信道（PCH）：这是一个下行信道，用于寻呼被叫的移动台。可以通过TMSI/IMSI来寻呼移动台。PCH在下行BCC

16、H载频的0时隙上传送。小区广播信道（CBCH）：这是一个下行信道，用来传递需要进行小区广播的信息。4.2.2 GSM-R4.2.2 GSM-R信道 2控制信道CCH：传信令的通道。（3）专用控制信道(DCCH)。DCCH是一种“点对点”的双向控制信道，其用途是在呼叫接续阶段以及在通信进行当中，在移动台和基站之间传输必需的控制信息。独立专用控制信道（SDCCH）用在分配TCH之前在呼叫建立过程中传送系统信令。在SDCCH上传送的信令消息和事件有位置更新、周期性位置更新、IMSI分离与附着（开关机）、呼叫建立等。快速辅助控制信道(FACCH)：传送与SDCCH相同的信息，只有在没有分配SDCCH的

17、情况下，才使用这种控制信道。4.2.2 GSM-R4.2.2 GSM-R信道 慢速辅助控制信道(SACCH)：在移动台和基站之间，需要周期性地传输一些信息。SACCH是双向的点对点控制信道。SACCH可与一个业务信道TCH或一个独立专用控制信道SDCCH联用。在上行方向，传递MS接收到的当前服务小区已经相邻小区的信号的测试报告，以及链路质量的报告，这对MS的切换而言相当重要，BSC要根据这些信息来判断把它切换到哪个小区上去。在下行方向，它传递功率控制和定时信息。4.2.3 4.2.3 时隙格式时隙格式 TDMA信道上一个时隙中的信息格式称为突发脉冲序列。因为在特定突发脉冲上发送的消息内容不同，

18、也就决定了它们格式的不同。GSM-R系统中，每帧含 8 个时隙时隙，时隙的宽度为 0.577 ms，其中包含156.25 bit。时分多址（TDMA）信道上一个时隙中的信息格式称为突发脉冲序列；1.突发脉冲序列类型尾比特信息比特571 训练序列261 信息比特573尾比特3保护期8.25尾比特3固定比特尾比特3保护期8.25142尾比特3加密比特39扩展的训练序列64尾比特3保护期8.25加密比特39156.25 bit=0.577 ms常规突发序列频率校正突发序列同步突发序列尾比特8训练序列41加密比特36保护期68.25接人突发序列尾比特34.2.3 4.2.3 时隙格式时隙格式（1）普通

19、突发脉冲序列（普通突发脉冲序列（NB）。用于携带TCH及除RACH，SCH和FCCH以外的控制信道上的信息；（2）频率校正突发脉冲序列频率校正突发脉冲序列(FB)。频率校正突发脉冲序列用于校正移动台的载波频率，其格式比较简单；（3）同步突发脉冲序列同步突发脉冲序列(SB)。同步突发脉冲序列用于移动台的时间同步。基站识别码(BSIC)用于移动台进行信号强度测量时区分同一个载频而不同的基站。（4）接入突发脉冲序列接入突发脉冲序列(AB)。接入突发脉冲序列用于上行传输方向，在随机接入信道(RACH)上传送，用于移动用户向基站提出入网申请。它有一个较长的保护间隔，这是为了适应移动台首次接入BS后不知道

20、时间提前量而设置的；（5）空闲突发脉冲序列（空闲突发脉冲序列（DB）。此突发脉冲序列在某些情况下由BTS发出，不携带任何信息。它的格式与普通突发脉冲序列相同，其中加密比特改为具有一定比恃模型的混合比特。4.2.3 4.2.3 时隙格式时隙格式 2.突发脉冲序列的内容（1）尾比特（Tail Bits）:它总是0，以帮助均衡器来判断起始位和终止位以避免失步。NB、FB、SB的突发脉冲序列的尾比特都是“000”+“000”，AB的突发序列是“00000000”+“000”。（2）消息比特（Information bits）:用于描述业务消息和信令消息，空闲突发脉冲序列和频率校正突发脉冲序列除外。（3

21、）训练序列（Training sequence）:它是一串已知序列，用于供均衡器产生信道模型（一种消除色散的方法）。训练序列是发送端和接收端所共知的序列，它可以用来确认同一突发脉冲其它比特的确定位置，它对于当接收端收到该序列时来近似的估算发送信道的干扰情况能起到很重要的作用。（4）保护间隔（Guard period）:它是一个空白空间，由于每个载频的最多同时承载8个用户，因此必须保证各自的时隙发射时不相互重叠，尽管使用了定时提前技术，但来自不同移动台的突发脉冲序列仍会有小的滑动，因而就采用了保护间隔。采用了这种手段后，可允许发射机在GSM规范许可的范围内上下波动。4.3 GSM-R4.3 GS

22、M-R空中接口空中接口UmUm无线接口层无线接口层 空中拉接口Um第三层无线接口层包括三个基本子层：RR（无线资源管理Radio Resource）MM（移动性管理Mobility Management）CM（呼叫管理Call Connection）第三层信息主要包括：寻呼、身份验证、加密模式、立即指配、切换、测量报告、位置更新等。在维护系统中的第三层信息能能显示出通话的切换、位置更新、呼叫释放和掉话各部分的信令流程。通过第三层信息可以可以判断通话的状态。4.3.1 4.3.1 无线资源管理RR 无线资源管理RR的作用是在呼叫期间建立和释放MS和MSC之间的稳定连接，不管用户如何运动，总维持连

23、接的状态。它必须在各种需要之间动态地共享有限的无线资源。无线资源管理主要向移动台提供了以下的四种工作模式：l 空闲模式：移动台在侦听广播信道，它不占用任一信道。l 专用模式：一条双向信道分配给需要通信的移动台，使它可以利用基础设施进行双向点对点通信。l 群发模式：为语音组呼的MS分配两个专用信道，MS对应于VGCS或者VBS中讲者的状态。l 群收模式：没有为MS分配与网络连接的专用信道，它以无应答的方式接收分配给小区的语音广播信道或者语音组呼信道下行链路的消息。4.3.1 4.3.1 无线资源管理RR 1.RR的接入功能 接入过程使移动台从空闲模式转到专用模式。空闲模式简单的说指的事移动台没有

24、和系统建立连接时的状态；专用模式简单的说是指MS已经工作在一条激活了的全双工信道上的状态。在空闲模式下，MS将进行以下4个事项：网络选择、小区选择、小区重选、位置更新。在专用模式下，MS将出现寻呼寻呼、立即指配、鉴加密、主叫、被叫、短信息、切换、信道模式改变、链路释放、呼叫重建、功率控制等事件。4.3.1 4.3.1 无线资源管理RR 2.RR传输路径管理功能 如果某个用户想打电话，首先通过RACH接入网络，网络侧分通过AGCH信道给他分配了一条SDCCH信道，让他先传信令、发送短信、鉴权等，并把BTS到BSC乃至MSC的链路也分配好了。可是SDCCH容量太小，传不了话音信息，此时由RR传输管

25、理修改信道模式，把SDCCH信道改成TCH信道。这时用户就可以用TCH信道打电话了。在这以后，根据用户业务的要求，MSC选择适当的模式，并为其建立相应的RR路径，包括MSC与BSC之间的有线路径。4.3.1 4.3.1 无线资源管理RR 3.切换的目的及依据 切换是从一个小区换到另一个小区。切换要考虑各个小区的资源情况和链路质量情况。一般在下述两种情况下要进行切换：一种是正在通话的客户从一个小区移向另一个小区；另一种是MS在两个小区覆盖的重叠区进行通话时，当前小区的TCH处于满负荷状态，这时BSC通知MS测试它邻近小区的信号强度、信道质量，决定将它切换到另一个小区，这就由业务平衡的需求导致的切

26、换。4.3.2 4.3.2 移动性管理MM 移动性管理（MM）的主要功能是支持用户终端的移动性，例如向网络通知它当前的位置和为用户提供身份验证。1.GSM-R位置区域的划分 GSM-R无线网络覆盖区域由小到大可分为小区（同一天线覆盖）、基站区（同一BTS覆盖）、位置区（同一位置区编号）、MSC区（同一MSC覆盖）、PLMN区、GSM-R服务区。小区基站区位置区MSC区PLMN区服务区4.3.2 4.3.2 移动性管理MM 2.位置更新 MS从一个位置区移到另一位置区时，网络必须进行登记，也就是说一旦MS发现其存储器中的位置区识别码（LAI）与接收到的LAI发生了变化，便执行登记。这个过程就叫“

27、位置更新”。4.3.2 4.3.2 移动性管理MM 在同一MSC局内的位置更新过程比较简单，分以下四步：移动台漫游到新的位置区时，分析接收到的位置区号码和存储在SIM卡中的位置区号码不一致，就向当前的基站控制器（BSC）发一个位置更新请求。BSC接收到MS的位置更新请求，就向MSC/VLR发一个位置更新请求。VLR修改这个MS的数据，将位置区号码改成当前的位置区号码，然后向BSC发一个应答消息。4.3.2 4.3.2 移动性管理MM 3.安全性管理 安全性管理主要涉及到用户身份的加密和鉴权。（1）用户身份的加密：用户身份加密的目的是为了防止网络的入侵者通过侦听无线路径上的信令交换获取用户使用无

28、线资源（如业务信道和信令资源的占用）的情况。用户身份加密的基本思想是利用用户的临时身份识别号TMSI代替IMSI在无线路径上的直接传送。4.3.2 4.3.2 移动性管理MM （2）用户身份的鉴权 鉴权的过程发生在加密之前，网络必须事先知道所有用户的身份。鉴权的过程发生在网络与移动台之间。在手机登录移动网络的时候，移动网络会产生一个128bit的随机数据（通常称为RAND）发给MS，MS将个数据发给SIM卡，SIM卡用自己的密钥和RAND做运算以后，生成一个32bit的应答（SRES）发给移动网络，移动网络将SRES送至鉴权中心AUC，与AUC中的SRES比较，二者一致表明用户合法，否则拒绝接

29、入。鉴权参数Ki与IMSI在注册时一起分配给用户。4.3.2 4.3.2 移动性管理MM 4.漫游 漫游就是指在归属GSM-R网络外的其它GSM-R网络（拜访GSM-R网络）中使用移动业务。漫游者就是指在拜访GSM-R网络中寻找服务或获得服务的MS。在两个GSM-R网络间管理漫游的一系列标准称为漫游协议。4.3.3 4.3.3 连接管理CM 连接管理功能（CM）是GSM-R协议模型中最高层的管理功能，主要提供对基本呼叫控制、补充业务的呼叫控制和短消息的连接管理功能。CM的主要工作是建立主叫被叫点对点的通信链路及呼叫完成后对这条链路进行拆。4.4 4.4 呼叫处理流程 GSM-R通信流程包括两方

30、面的内容：呼叫基本流程，信令基本流程。l呼叫流程主要包含：移动主叫流程，移动被叫流程，汇接呼叫流程。l信令基本流程主要包含：鉴权流程，位置登记流程，呼叫重建流程，BSC内部切换流程，BSC间切换流程，MSC间切换流程，移动始发短消息流程，移动终结短消息流程等。4.4 4.4 呼叫处理流程 1.移动用户的状态 移动用户一般处于MS开机（空闲状态）、MS关机和MS忙三种状态之一，因此网络需要对这三种状态作相应的处理。（1）MS开机，网络对它作“附着”标记。（2）MS关机，从网络中“分离”。（3）MS忙，此时，给MS分配一个业务信道传送话音或数据，并在用户ISDN上标注用户“忙”。4.4 4.4 呼

31、叫处理流程 2.主叫流程 （1）第一阶段：接入阶段 接入阶段主要包括：信道请求，信道激活，信道激活响应，立即指配，业务请求等几个步骤。经过这个阶段，手机和BTS（BSC）建立了暂时固定的关系。（2）第二阶段：鉴权加密阶段 鉴权加密阶段主要包括：鉴权请求，鉴权响应，加密模式命令，加密模式完成，呼叫建立等几个步骤。经过这个阶段，主叫用户的身份已经得到了确认，网络认为主叫用户是一个合法用户，允许继续处理该呼叫。4.4 4.4 呼叫处理流程 2.主叫流程 （3）第三阶段：TCH指配阶段 TCH指配阶段主要包括：指配命令，指配完成。经过这个阶段，主叫用户的话音信道已经确定，如果在后面被叫接续的过程中不能

32、接通，主叫用户可以通过话音信道听到MSC的语音提示。4.4 4.4 呼叫处理流程 3.被叫流程 （1）第一阶段：取被叫用户路由信息阶段 MSC根据MS发起呼叫携带的MSISDN（被叫号码）向被叫MS归属HLR请求路由信息。（2）第二阶段：被叫接入阶段 被叫端MSC根据被叫的IMSI，在VLR中可以查询到相关的位置信息手机。这样MSC指挥BSC/BTS根据TMSI或IMSI在PCH信道上发送寻呼消息。MS在PCH信道上收到寻呼消息后，开始信道请求，信道激活，信道激活响应，立即指配，寻呼响应等一些列工作。经过这个阶段，手机和BTS（BSC）建立了暂时固定的关系。4.4 4.4 呼叫处理流程 （3）

33、第三阶段：鉴权加密阶段 这部分同语音主叫流程，主要包括：鉴权请求，鉴权响应，加密模式命令，加密模式完成，呼叫建立。经过这个阶段，被叫用户的身份已经得到了确认，网络认为被叫用户是一个合法用户。（4）第四阶段：TCH指配阶段 主要包括：指配命令，指配完成。经过这个阶段，被叫用户的话音信道已经确定，被叫振铃，主叫听回铃音。如果这时被叫用户摘机，主被叫用户进入通话状态。4.4 4.4 呼叫处理流程 （5）第五阶段：通话与拆线阶段 用户摘机进入通话阶段。拆线阶段可能主叫发起，也可能被叫发起，流程基本类似：拆线，释放，释放完成。没有发起拆线的用户会听到忙音。释放完成，用户进入空闲状态。BSC向MS发一个应

34、答消息，MS将自己SIM卡中存储的位置区号码改成当前的位置区号码。这样，一个同一MSC局内的位置更新过程就结束了。4.4 4.4 呼叫处理流程 （3）第三阶段：鉴权加密阶段 这部分同语音主叫流程，主要包括：鉴权请求，鉴权响应，加密模式命令，加密模式完成，呼叫建立。经过这个阶段，被叫用户的身份已经得到了确认，网络认为被叫用户是一个合法用户。（4）第四阶段：TCH指配阶段 主要包括：指配命令，指配完成。经过这个阶段，被叫用户的话音信道已经确定，被叫振铃，主叫听回铃音。如果这时被叫用户摘机，主被叫用户进入通话状态。4.5 4.5 GSM-R的用户数据管理 1.用户数据类型 用户数据是指与用户有关的所

35、有信息，包括业务提供，身份识别，鉴权，呼叫处理，路由，统计，操作和维护的所有信息。用户数据按照用途可以分为两类：永久数据（主要用于管理）和临时数据（主要用于操作）。在GSM-R网络中，用户数据的主要载体是HLR、VLR、AuC和EIR四大数据库。4.5 4.5 GSM-R的用户数据管理 （1）与移动台有关的数据 国际移动用户身份识别号（IMSI）：IMSI号唯一地标识一个移动用户，它同时存储在HLR、VLR和用户的SIM卡中。用户的ISDN号（MSISDN）：MSISDN号是呼叫移动用户时拨打的号码，存储在HLR和VLR中。临时移动用户身份识别号（TMSI）：当用户在VMSC区内漫游时，用TM

36、SI号来识别用户，作为临时数据，TMSI存储在VLR中。本地移动台识别号（LMSI）：LMSI是临时数据，既可以存储在VLR中，也可以存储在HLR中。国际移动设备识别号（IMEI）：IMEI唯一地标识一个移动终端设备，存储在EIR中。4.5 4.5 GSM-R的用户数据管理 （2）加密和鉴权数据 随机号码（RAND），符号响应（SRES）和加密密钥（Kc）：此三参数组构成一个向量，用于鉴权和加密。这一向量在AuC中进行计算，再提供给HLR。HLR向VLR提供时，五个这样的向量为一组。加密密钥序列号（CKSN）：CKSN用来确保加密密钥Kc在移动台和VLR之间的一致性。4.5 4.5 GSM-R

37、的用户数据管理（3）与漫游有关的数据移动台的漫游号（MSRN）：移动台在漫游时使用的短期临时数据，每个IMSI号可以对应多个MSRN号，MSRN存储在VLR中。位置区识别码（LAI）：LAI用来标识一个位置区，是临时数据，存储在VLR中。VLR号：用户漫游时的VLR的号码作为临时数据存储在HLR中。MSC号：在缺少VLR号时，MSC号可以替代VLR号存储在HLR中。HLR号：HLR号在位置更新时作为一个可选参数存储在VLR中。当HLR进行复位后，需要重新获得这一号码。4.5 4.5 GSM-R的用户数据管理（4）全球小区识别码（CGID）和业务域识别码（SAID）作为小区和业务域的标识，这类数

38、据与移动台当前的状态有关，存储在VLR中。（5）与补充业务相关的数据 由于补充业务种类繁多，所以具体的数据视网络支持的具体补充业务而定。（6）移动台状态数据IMSI分离标识符：当移动用户不可到达时，会将MS与IMSI号进行分离；可以到达时，再进行连接。IMSI分离标识符是标识分离状态的参数，是临时数据，存储在VLR中。复位标识符：当VLR或HLR发生错误导致运行失败时，要进行复位，重新装载用户数据。复位标识符用来指示复位状态。4.5 4.5 GSM-R的用户数据管理（7）与切换有关的数据：主要是切换号码，存储在VLR中。（8）与短消息有关的数据：消息等待数据和存储器溢出标识符，都存储在VLR中

39、。（9）语音组呼和语音广播数据 这类数据主要有VGCS成员列表和VBS成员列表，存储在HLR和VLR中。4.5 4.5 GSM-R的用户数据管理 2.用户数据管理 用户数据的管理主要是指在几个数据库之间的数据操作。一般来说，用户数据的创建是在用户第一次接入网络时完成的。有些数据是事先就已经存在于网络中的，用户入网时需要激活这些数据，如MSISDN。最初创建的数据只要满足网络提供服务的最小属性集合就可以了，其他的数据可以在用户使用某种服务时再创建或激活。VLRVLR中存储的数据是HLRHLR中的一个子集，在进行数据更新时，要保证数据的可用性和与HLRHLR的一致性。4.5 4.5 GSM-R的用户数据管理 2.用户数据管理 用户在AUC中存储的数据用于鉴权和加密。AUC中创建的用户数据必须与SIM卡中的对应数据保持一致。用户每次进行位置登记、呼叫建立、或执行某些补充业务前需要鉴权。对EIR中存储的移动设备识别号（IMEI）的管理相对简单。IMEI号由网络运营方存储在EIR中，当用户接入网络时将IMEI发给VLR，VLR向EIR查询IMEI号的合法性。EIR中只能有三类名单（白名单、灰名单和黑名单），不能增加和删除名单，只能改变名单的内容。