1、GSM移动通信介绍介绍提纲nGSM移动通信概述nGSM系统工作频段划分nGSM移动通信系统关键技术nGSM系统结构与相关接口nGSM系统相关识别号码nGSM系统话音处理流程简介nGSM系统安全性管理功能nGSM系统移动性管理功能nGSM移动通信网网络介绍1.GSM移动通信概述1.1 移动通信概念1.2 移动通信发展简史1.3 GSM移动通信系统发展历程1.1 移动通信的概念n为什么需要移动通信 随时随地、不受时空限制地进行信息交流n移动通信的概念 通信双方或至少其中一方在运动状态中进行信息传递的通信方式n第一个蜂窝移动通信系统n第一个蜂窝系统（AMPS）是在1983年10月在芝加哥地区开始使用
2、，由美国电话电报公司（AT&T）经营管理1.2移动通信发展简史n第一代蜂窝移动通信系统n采用模拟技术n频率：800MHz、900MHzn主要的制式n美国：AMPS（先进的移动电话系统）n欧洲：TACS（总接入通信系统）n英国：ETACSn日本：NTACSn西德、葡萄牙：C-450n意大利：RTMS1.2移动通信发展简史n第二代蜂窝移动通信系统n采用数字技术n频率：800MHz、900MHz、1800MHzn主要的系统n美国：DAMPS、CDMAn欧洲：GSMn日本：PDCn2.5代移动通信系统nGPRSnIS-95B 1.2移动通信发展简史1.2移动通信发展简史n第三代蜂窝移动通信系统n采用数
3、字技术n频率：800MHzn主要的系统(十种提案)n日本：W-CDMAn欧洲：ETSI-UTRA-UMTS、EP-DECTn美国：WIMS W-CDMA、CDMA2000、UWC-136、WCDMA/NAn韩国：Global CDMA、Global CDMA n中国：TD-SCDMAn1982年，欧洲邮电大会（CEPT）成立了一个新的标准化实体GSM，其目的是制定欧洲900MHz数字TDMA蜂窝移动通信系统技术规范。n1989年，PHASE I标准，主要定义了900M频段的技术标准。n1991年，第一个GSM系统正式商用，重新命名为全球移动通信系统（Global System For Mobi
4、le Communication）。n1993年，PHASE II 标准，对PHASE I 进行必要的修正和业务补充外，增加1800M频段技术标准；n1994年，PHASE II 标准，增加GPRS的内容。1.3 GSM移动通信系统发展历程2.GSM系统工作频段划分2.1 公用移动通信网频段划分(900M)2.2 公用移动通信网频段划分(1800M)2.3 GSM系统的频率结构2.1公用移动通信网频段划分(900M)872 880 890 897.5 905 915 917 925 935 942.5 950 960 MHz ETACS TACS GSM ETACS TACS GSM EGSM
5、EGSMB网EricssonA网Motorola邮电4MHz联通6MHz邮电4MHz联通6MHzB网EricssonA网Motorola1 2 3 4 73 74 75 76 95 96 97 98 123 124 125 频段总带宽：25MHz频道间隔：200kHz频点：25000/200=125个(可用)频道序号：n=1124 邮电可压缩TACS，下扩GSM频点邮电GSM 20个频点 联通GSM 29个频点n900MHz公用陆地蜂窝移动通信的频段:890915/935960 MHz(基站收/基站发)n我国主要运营商的频率使用划分 890909MHz/935954MHz 94个频点(移动)9
6、09915MHz/954960MHz 28个频点(联通)2.2 公用移动通信网频段划分(1800M)1710 1755 1785 1805 1850 1880 1 2 3 4 222 223 224 225 频段总带宽：75MHz 我国用低45MHz频道间隔：200kHz频点：45000/200=225个(可用)频道序号：n=1224 我国DCS1800下行频段我国DCS1800上行频段n1800MHz公用陆地蜂窝移动通信的频段：17101785/18051880 MHz(基站收/基站发)n我国主要运营商的频率使用划分 17101720MHz/18051815MHz(移动)17451755MH
7、z/18401850MHz(联通)2.3 GSM系统的频率结构nGSM数字移动通信频率结构采用FDMA-TDMA技术。n手机上行频率890915MHZ；n基站下行频率935960MHZ。n在25MHZ频段内分配125个载频（一般96号载频作为保护频道），频率间隔200KHZ。每个载频又 被8个信道时分复用，实际最大可用信道数为：8*（125-1）=992个。nDCS1800上/下行频率为：17101785/18051880 MHz.分配374个载频.3.GSM移动通信系统关键技术3.1多址技术3.2功率控制3.3频率复用技术3.4跳频技术3.1GSM移动通信技术多址技术多址方式有三种：多址方式
8、有三种：FDMA、TDMA和和CDMA 在GSM中，无线路径上是采用时分多址（TDMA）方式。每一频点（频道或叫载频TRX）上可分成8个时隙，每一时隙为一个信道。一个TRX最多可有8个移动客户同时使用。3.1GSM移动通信技术多址技术n TDMA方式频分多址和时分多址方式频分多址和时分多址方式3.1GSM移动通信技术多址技术n TDMA物理信道-帧结构3.1GSM移动通信技术多址技术n TDMA逻辑信道AGCHRACHPCHTCH/9.6FTCH/4.8F,HTCH/2.4F,HTCH/FTCH/H逻辑信道逻辑信道广播信道(BCH)公共控制信道(CCCH)话务信道 (TCH)控制信道FACCH
9、/BmSDCCHFACCH/LmSACCHSCHBCCH(Sys Info)FCH公共信道(CCH)专用信道(DCH)3.2GSM移动通信技术功率控制 当手机在小区内移动时，它的发射功率需要进行变化。当它离基站较近时，需要降低发射功率，减少对其它用户的干扰，当它离基站较远时，就应该增加功率，克服增加了的路径衰耗。所有的GSM手机都可以以2DB 为一等级来调整它们的发送功率，GSM900 移动台的最大输出功率是8W（规范中最大允许功率是20W，但现在还没有20W的移动台存在）。DCS1800移动台的最大输出功率是1W。相应地，它的小区也要小一些。3.3GSM移动通信技术频率复用技术n几个基本概念
10、n基站 移动通信系统采用基站设备来提供无线服务范围的。n蜂窝 基站的覆盖范围有大有小，我们把基站的覆盖范围称为蜂窝n大区制 采用大功率的基站，提供比较大的服务范围，但它的频率利用率较低，也就是说基站提供给用户的通信通道比较少，这种方式称为大区制。n小区制 采用小功率的基站，提供大容量的服务范围，同时它采用频率复用技术来提高频率利用率，有限的频率得到多次使用，所以系统的容量比较大，这种方式称为小区制或微小区制。n频率复用的概念和相关影响n 频率复用:指处在不同地理位置（不同的小区）上的用户可以同时使用相同频率的信道。频率复用系统可以极大地提高频谱效率。但如果系统设计得不好，将产生严重的干扰。n
11、同频干扰（C/I）：因频率复用造成的相邻小区相同频率对信道的干扰。GSM要求C/I9DB。n 邻频干扰（C/A）：小区内外相邻频率产生的干扰。GSM要求C/A-9DB。3.3GSM移动通信技术频率复用技术n频率复用方案n 频率复用方案：在系统的作用区域内重复使用相同的频率这种频率复用方案使整个频谱分配被划分为K个频率复用的模式。n 公式：D：频率复用距离 R：小区半径 K：频率复用模式(K=3、4、7)3.3GSM移动通信技术频率复用技术D 3K R nGSM频率复用方式3.3GSM移动通信技术频率复用技术n7小区复用模式n4基站3小区复用模式：4X3n3基站3小区复用模式：3X3n1基站3小
12、区复用模式：1X3n1基站1小区复用模式：1X1nGSM频率复用方式-7小区复用模式3.3GSM移动通信技术频率复用技术76543212341756nGSM频率复用方式-4基站3小区复用模式3.3GSM移动通信技术频率复用技术B1a1a2a3c1c2c3d1d2d3b1b2b3c1c2c3d2d1d3b11b2b3A1B1C1D1A2B2C2D2A3B3C3D3484950515253545556575859606162636465666768697071727374757677787980818283848586878889909192939495nGSM频率复用方式-4基站3小区复用模式3
13、.3GSM移动通信技术频率复用技术假设：可用的频段为4895，载频数为48个。规划站型为：3小区每小区4个载频的基站，即 4/4/4 站型 nGSM频率复用方式-3基站3小区复用模式3.3GSM移动通信技术频率复用技术B1a1a2c1c2c3b1b2b3c1c2c3b2b1b3a3nGSM频率复用方式-3基站3小区复用模式3.3GSM移动通信技术频率复用技术假设：可用的频段为96131，载频数为36个。规划站型为：3小区每小区4个载频的基站，即 4/4/4 站型 A1A1B1B1C1C1A2A2B2B2C2C2A3A3B3B3C3C3969697979898999910010010110110
14、2102103103104104105105106106107107108108109109110110111111112112113113114114115115116116117117118118119119120120121121122122123123124124125125126126127127128128129129130130131131nGSM频率复用方式-1基站3小区复用模式3.3GSM移动通信技术频率复用技术B1a1a2a3a1a2a3a1a2a3a1a2a3a2a1a3nGSM频率复用方式-1基站1小区复用模式3.3GSM移动通信技术频率复用技术B1A1,a2,a3A1
15、,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3A1,a2,a3调制调制信道编码与交织信道编码与交织语音数字化及编码语音数字化及编码f1f2f3f4f1信息通过不断跳跃的频率被传输信息通过不断跳跃的频率被传输n什么是跳频3.4GSM移动通信技术跳频技术n跳频的种类3.4GSM移动通信技术跳频技术n基带跳频 信道在不同时隙中使用不同频率的收发机传输
16、信息n合成器跳频 信道使用固定的具有频率可调功能的收发机在不同时隙通过不同频率传输信息n跳频的种类基带跳频3.4GSM移动通信技术跳频技术f2f4f1f2f3f4f5f6Call 1Call 2窄带谐振腔窄带谐振腔合成器合成器n跳频的种类合成器跳频3.4GSM移动通信技术跳频技术f2f4f1 f2 f3 f4 f5 f6f4Call 1Call 2f1 f2 f3 f4 f5 f6宽带合路器宽带合路器f2n跳频的作用3.4GSM移动通信技术跳频技术n 改善传输质量，相当于频率分集 频率分集处于多径环境中的漫速移动的移动台通过采用跳频技术，大大改善移动台的通信质量n 提高网络容量，相当于干扰分集
17、频率数频率数载波组合载波组合非跳频非跳频 基带跳频基带跳频 合成器跳频合成器跳频话务量话务量(E/Km2)容量的增长容量的增长基带基带/非跳频非跳频 合成器合成器/非跳频非跳频 合成器合成器/基带基带2436482/2/23/3/34/4/42/2/24/4/45/5/53/3/35/5/57/7/731.356.983.6 31.3 83.6111.5 56.9111.5164.6-47%33%82%96%97%82%33%48%非跳频非跳频 基带跳频基带跳频 合成器跳频合成器跳频n跳频的作用-网络容量的提升3.4GSM移动通信技术跳频技术n 频率复用方式频率复用方式 非跳频非跳频:所有信道
18、所有信道4x3 基带跳频基带跳频:控制信道控制信道4x3；话音信道话音信道 3x3 合成器跳频合成器跳频:控制信道控制信道4x3；话音信道话音信道 1x3或或1X14.GSM系统结构与接口4.1 GSM系统结构4.2 GSM系统的相关接口4.3 GSM系统功能4.4 GSM系统各接口协议4.1 GSM系统结构BSC 基站控制中心BTS 基站收发信台MSC 移动交换中心VLR 拜访位置寄存器HLR 归属位置寄存器AUC 鉴权中心EIR 设备识别寄存器OMC 操作维护中心NMC 网络管理中心PSTN 公用电话网PDN 公用数据网ISDN 综合业务数字网BSCBTSBSSOMCNMCOSSNSSMS
19、C/VLRHLR/AUCEIRPSTNISDNPDNGSM系统结构图MSBSCBTSBSSMSC/VLRUmA-bisA4.2GSM系统的相关接口n系统的主要接口系统的主要接口HLREIRPSTNISDNPDNBSCBTSBSSMSC/SSPVLRMSC/SSPVLRSCPGBETUP/ISUPBDCFAL4.2GSM系统的相关接口n系统内部接口系统内部接口MSC/VLRHLR/AUCEIRBSSOSSPSTNNSS4.3GSM系统功能nNSS各部分的功能各部分的功能 1）信道的管理和分配；2）呼叫的处理和控制；3）过区切换和漫游的控制；4）用户位置信息的登记与管理；5）用户号码和移动设备号码
20、的登记和管理;6）服务类型的控制；7）对用户实施鉴权;8）与其它公用通信网络互连.4.3GSM系统功能nMSC、VLR功能功能 MSCMSC VLRVLR存储漫游用户位置信息的数据库 HLRHLR登记内容：永久性的参数 暂时性的需要随时更新的参数4.3GSM系统功能nHLR、AUC功能功能 AUCAUC存储内容：鉴权信息 加密密钥 EIREIR存储移动台设备参数的数据库，对移动设备存储移动台设备参数的数据库，对移动设备进行鉴别监视，拒绝非移动台入网。进行鉴别监视，拒绝非移动台入网。4.3GSM系统功能nEIR的功能的功能BSCTCMSCOMCMSBSSUmAbisAsubABTS4.3GSM系
21、统功能nBSS设备的组成设备的组成耦合TXRX载频单元基站接口单元载频单元帧单元帧单元时钟单元操作维护BSC射频基带控制4.3GSM系统功能nBTS的结构的结构 无线资源的接入无线资源的接入 基带数字处理基带数字处理 包括信道编/解码，交织/去交织，加密/去加密，TDMA帧 建立，速率匹配等，由帧单元（FU）完成 射频处理射频处理 实现900M无线信号的调制解调，由载频单元（CU）完成 信道管理信道管理 将指定的逻辑信道组合到实际的物理信道上4.3GSM系统功能nBTS的主要功能的主要功能 信道管理信道管理 建立与释放无线资源，执行逻辑信道的组合、物理信道的映射 响应MS和MSC的呼叫请求 协
22、议转换协议转换 实现MSC-BSC侧七号信令和BSC-BTS侧LAPD信令的转换4.3GSM系统功能nBTS的主要功能的主要功能 实现实现16Kbit/s到到64Kbit/s的话音信号处理的话音信号处理TCAsub口16Kbit/s至BSC至MSCA口64Kbit/s13Kit/s RPE-LPT话音信息3Kbit/s检测比特64Kbit/sPCM码+对下行链路的话音激活检测和舒适噪声的产生对下行链路的话音激活检测和舒适噪声的产生4.3GSM系统功能nTC的主要功能的主要功能1:4BSCTCUmAbisAsubABTSMS至MSC2Mbit/sPCM传输每个PCM时隙包含4个GSM TCH/F
23、13Kbit/s每个PCM时隙包含1个GSM TCH/F16Kbit/s16Kbit/s64Kbit/s TC可以放在传输链中BTS与MSC之间的 不同地方 TC在功能上属于BTS，但通常放在MSC 机房以节省长途传输链路4.3GSM系统功能nBSS内部语音信号传输速率内部语音信号传输速率BTSq 包括便携台和车载台包括便携台和车载台q 接入网络需要接入网络需要SIMSIM卡的支持卡的支持 紧急业务除外紧急业务除外4.3GSM系统功能nMS的主要功能的主要功能对全网进行监控和操作，如系统自检、报警、对全网进行监控和操作，如系统自检、报警、故障诊断与处理、话务量的统计和计费数据的故障诊断与处理、
24、话务量的统计和计费数据的记录传递及各种资料的收集分析和显示等记录传递及各种资料的收集分析和显示等 友好的用户界面 提供标准的网管接口4.3GSM系统功能nOMC的主要功能的主要功能BSCIntegrated Network Management Center OMC-R OMC-SBSS A+InterfaceQ3Q3Switch ElementMobility Management ElementHLRVLRAuC CDMA MSCUNIX SERVER BILLING SYSTEMTCP/IPBTSBTSTCP/IP4.3GSM系统功能nOMC的组成的组成DX 200MSCTCHLROMC
25、BSCDX 200BTSBTSBTSMSBSSNSSOMCCCS7LapDLapDm4.4 GSM系统各接口协议n系统信令结构4.4 GSM系统各接口协议CMMMRRLAPDmSigL1L3L2L1MSRRBTSMLAPDmSigL1LAPDSigL1LAPDSigL1BTSMRRSCCPMTPBSSMAPCMMMBSSMAPSCCPMTPMSCBSCBTSUm接口Abis接口A接口n协议L1-L3分层结构CM：通信管理 MM：移动性管理RR：无线资源管理 LAPDm：ISDN的Dm数据链路协议移动应用部分BSSMAP：基站子系统 移动应用部分SCCP：信令连结控制部分 MTP：信息传递部分I
26、SUP：ISDN用户部分TACP：事务处理应用部分 MTP：信息传递部分L1-L3：信号层1-3n信令层3的互通4.4 GSM系统各接口协议DTAPBSSAPSCCPMTPDTAPBSSAPSCCPMTPBSSMAP分配功能BSSMAP分配功能A接口BSSAP：BSS应用部分 SCCP：信令连接控制部分DTAP：直接转移应用部分 MTP：消息传递部分BSSMAP：BSS移动应用部分nRR在基站子系统中终止，RR消息在BSS中进行处理和转译，映射成BSS移动应用部分（BSSMAP）的消息在A接口中传递n移动性管理（MM）和接续管理（CM）都至MSC终止，MM和CM消息在A接口中是采用直接转移应用
27、部分（DTAP）传递，基站子系统（BSS）则透明传递MM和CM消息5.GSM系统相关号码5.1 MSISDN5.2 IMSI5.3 TMSI5.4 MSRN/HON5.5 MSC号与HLR号5.6 LAI/CGI/BSIC 在GSM系统中，出于识别的目的，定义了如下的一些编号:n为了确定GSM移动用户：永久性编码:IMSI MSISDN 临时性编码:TMSI MSRN HONn为了识别NSS网络组件:MSC Number、VLR Number、HLR Numbern为了识别位置区:LAIn为了识别BSS网络组件:CGI BSIC5.GSM系统相关号码CCNDCSNNational(signif
28、icant)Mobile station internationalISDN numberMobile numberMSISDN 号码结构图CC：Country Code，国家码，如中国为86。NDC：National Destination Code，国内接入号，如中国移动的NDC目前有139、138、137、136、135；中国联通的NDC 目前有130、131、133。SN：Subscriber Number，SN的一般格式H0 H1 H2 H3 ABCD一、MSISDN是指主叫用户为呼叫GSM PLMN中的一个移动用户所需拨的号码，作用同于固定网PSTN号码。二、MSISDN 采取E.
29、164编码方式。三、存储在HLR和VLR中，在MAP接口上传送。5.1 GSM系统相关号码n MSISDNMCC：Mobile Country Code，移动国家码，在世界范围内统一分配，三个数字，如中国为 460。MNC：Mobile Network Code，移动网号，两个数字。MSIN：Mobile Subscriber Identification Number，在某一PLMN内MS唯一的识别码。编码格式为：H1 H2 H3 S XXXXXXNMSI：National Mobile Subscriber Identification，在某一国家内MS唯一的识别码。一、IMSI是GSM系
30、统分配给移动用户(MS)的唯一的识别号。二、采取E.212编码方式。三、存储在SIM卡、HLR和VLR中，在无线接口及MAP接口上传送。四、IMSI分配原则：最多包含15个数字(0-9)。MCC在世界范围内统一分配，而NMSI的分配则是各国运营者自己的事。如果在一个国家有不止一个GSM PLMN，则每一个PLMN都要分配唯一的MNC。IMSI分配时，要遵循在国外PLMN最多分析MCC+MNC就可寻址的原则。Not more than 15 digits3 digits2 digitsIMSIMCCMNCMNCMSINNMSIIMSI IMSI 号码结构图号码结构图5.2GSM系统相关号码n I
31、MSITMSI是为了加强系统的保密性而在VLR内分配的临时用户识别，在某一VLR区域内与IMSI唯一对应。TMSI分配原则：一、TMSI 包含四个字节，可以由八个十六进制数组成，其结构可由各运营部门根据当地情况而定。二、TMSI的32比特不能全部为1，因为在SIM卡中比特全为1的TMSI表示无效的TMSI。三、要避免在VLR重新启动后TMSI重复分配，可以采取TMSI的某一部分表示时间或在VLR重起后某一特定位改变的方法。TMSITMSI5.3 GSM系统相关号码n TMSIMSRN（移动台漫游号码）是在移动台有来话呼叫时，根据HLR的请求，临时由VLR分配的号码，用于发端MSC 寻址被叫拜访
32、的MSC，接续完成后立即释放，此号码只在某一时间范围（比如90秒）内有效。采取E.164编码方式，编码格式为：在MSC号码/VLR号码 的后面增加3 个数字。MSRN HONHON（切换号码）是用于用户在两个移动交换区间进行切换时，为建立MSC间通话链路而临时使用的号码，其编码方式和格式类似MSRN。5.4 GSM系统相关号码n MSRN/HONMSC号码号码HLR号码号码一、编码格式为 CC+NDC+LSP二、CC、NDC含义同MSISDN的规定，LSP(locally significant part)由运营者自己决定三、E.164编码方式四、目前在网上MSC与VLR都是合一的，所以MSC
33、号码 与VLR号码基本上都是一样的。一、采取E.164编码方式 二、编码格式为：CC+NDC+H0 H1 H2 H3 0000，即为用户号为全零的MSISDN，CC，NDC含义同MSISDN的规定。5.5 GSM系统相关号码n MSC号与HLR号在检测位置更新、切换请求和下发寻呼时，要使用位置区识别LAI。LAI 的组成为MCC+MNC+LAC。其中MCC 和MNC 与IMSI 中的相同，LAC 为位置区码，用于识别移动通信网中的一个位置区，最多为2 个字节长度的16 进制编码，0000 和FFFE 不能用来表示某一位置区。LAICGI在所有的GSM PLMN中小区的唯一标识。在LAI的基础上
34、再加上小区识别CI构成。编码为：LAI+CI，其中CI为2个字节长的16进制的BCD码，由运营商自定。基站识别码。用于移动台识别相邻的、采用相同载频的、不同的BTS，特别用于区别在不同国家的边界地区采用相同载频的相邻BTS。BSIC5.6 GSM系统相关号码n LAI/CGI/BSIC6.GSM话音处理流程简介GSM中话音处理的一般过程：LPC-LTP-RPE 话音编码器 信道 编码器GMSK 调制 TDMA帧的形成 射频 发信机13kb/s22.8kb/s31.25kb/s 信道码交织/加密270.833kb/sTDMA帧数据流LPC-LTP-RPE 话音译码器 信道 解码器中频GMSK 解
35、调制 均衡器 射频 收信机13kb/s22.8kb/s31.25kb/s 信道码去织/解密270.833kb/sTDMA帧数据流 射频 双工器 VCO频率综合器采样（8KH Z）、量化A/D 转换语音（A）125us，13bi t码流7.1 鉴权7.2 无线加密7.3 设备识别7.4 临时识别码(TMSI)7.GSM系统安全性管理功能7.1鉴权n鉴权原理n AUC产生三参数(RAND、SRES、Kc)，存于HLR中。nRAND由随机数发生器产生，nSRES由RAND和Ki,由A3算法得出；nKc由RAND和Ki用A8算出。n 当用户要进行呼叫等操作时，先需对其鉴权，过程如下：n MSC、VLR
36、传送RAND至MSn MS用RAND和KI算出SRES并返回MSC/VLRn MSC/VLR把收到的SRES与存储在其中的SRES比较，决定其真实性 AUC(3)HLRMSC/VLR(3)(2)(5)SIM(4)(4)BSS(1)(6)(1)(6)(7)(8)(8)(9)(9)7.1鉴权n鉴权执行控制过程7.2加密n加密原理n 加密的定义：为了防止BTS和MS之间交换客户信息和客户参数时不被非法个人或团体所得或监听，在GSM无线路径上的加密。n 加密的过程n在MS侧，由Kc、TDAM帧号和加密命令M一起经A5算法，对客户信息数据流进行加密(也叫扰码)，在无线路径上传送。n在BTS侧，把从无线信
37、道上收到加密信息数据流、TDMA帧号和Kc，再经过A5算法解密后，传送BSC和MSC。7.2加密 n加密执行过程MSC/VLRBTSM+KcMSMKCTDMA帧号M正确否A5McKcMTDMA帧号7.3设备识别n 设备识别码 占用IMEI 15位十进制数字的前6位，确保系统中使用的移动台设备不是盗用的或非法的。n 设备识别寄存器EIR完成设备的识别，EIR中存有三种名单 白名单：包括已分配给可参与运营的所有设备识别序列号码。黑名单：包括所有应被禁用的设备识别码。灰名单：包括有故障的及未经型号认证的移动台设备。n目前我国大部分省市的GSM网路均未配置此设备(EIR)。7.4临时用户号码(TMSI
38、)n 作用 防止非法个人或团体通过监听无线路径上的信令交换而窃得移动客户真实的客户识别码(IMSI)或跟踪移动客户的位置。n 产生过程 MSCVLR产生一个新的TMSI，通过给IMSI分配位置更新TMIS的命令将其传送给移动台，写入客户SIM卡。此后，MSCVLR和MS之间的命令交换就使用TMIS，客户实际的识别码IMSI便不再在无线路径上传送。8.1 MS接续流程8.2 位置更新8.3 切换8.4 呼叫处理流程简介8.GSM系统移动性管理功能nIMSI附着MSBSSVLRMSCBSSAP AMAP BUm L3信息1.位置更新请求（IMSI attach）4.位置更新接受（接入确认）2.接入
39、IMSI（attach IMSI）3.IMSI接入证实LAInLAlo 即位置未改变 否则发“更新位置区”5.清除命令（释放资源）6.清除完成n 当MS开机后，若此时MS处于分离前相同的位置区，则将 MSC/VLR中VLR的IMSI作附着标记；n 若位置区已变，则要进行新的常规位置更新8.1MS接续流程nIMSI分离MSBSSVLRMSCBSSAP AMAP BUm1.IMSI分离 2.分离IMSI（Deatch IMSI）3.清除命令（释放资源）4.清除完成L3信息 当MS关机后，发送最后一次消息要求进行分离操作，MSC/VLR接到后在VLR中的IMSI上作分离标记。定义：8.1MS接续流程
40、8.2位置更新n相关概念n位置更新的定义：MS从一个位置区移到另一位置区时，一旦MS发现其存储器中的LAI与接收到的LAI发生了变化，便执行改变位置区及位置区的确认过程。n位置更新的分类(按照更新的频率)n常规位置更新n周期性位置更新n位置更新的分类(按照MS的位置分类)：n相同MSC之间的位置更新n相同MSC、不同BSC之间的位置更新n不同MSC之间的位置更新n 定义 GSM系统采取了强制登记的措施。例如要求MS每30分钟登记一次(时间的长短由运营者设定)，若GSM系统没有接收到某MS的周期性登记信息，它所处的VLR就以“隐分离”状态在该MS上做记录，这就是周期性登记。n 实现手段 网络通过
41、BCCH向全体MS提供更新的周期。8.2位置更新n周期性位置更新1、位置更新请求（L3消息）存储 TMSIn LAIn4、鉴权响应（S）3、3、4、8、8、加密模式命令（KC）9、加密模式完成10、位置更新接受(TMSIN,LAI)9、14、清除完成11、TMSIn完成13、清除（释放资源）(CKSN，IMSI/IMSIO,LAIO,LAIn)3、鉴权启动（CKSN，R）2、更新位置区4、SRES6、前传新TMSI5、启动加密(KC)12、TMSI再分配完成证实7、位置更新接受鉴权成功后重新分配TMSI，存储新位置LAI和CKSNVLR清除老的TMSI并记存新TMSI开始加密传送MAP BBS
42、SMSMSCVLRUmBSSAP A8.2位置更新n相同MSC之间的位置更新8.2位置更新n不同MSC之间的位置更新取消位置(IMSI)2、更新位置区鉴权成功后重新分配TMSI,存储新位置区LAI和CKSN(IMSI用户数据)8、插入用户数据8、位置更新接受(HLR号)MAP DVLR1、位置更新请求（L3消息）存储 TMSIn LAIn6、鉴权响应5、10、13、加密模式完成BSSMSUm5、6、10、加密模式命令（KC）14、位置更新接受13、18、清除完成17、清除（释放资源）MSCBSSAP AHLR/AC(CKSN，IMSI,LAIO,LAIn)14、15、TMSI再分配完成15、T
43、MSI再分配完成证实TMSIn，LAIn11、前传新TMSI12、位置更新接受10、启动加密(KC)6、SRES6、鉴权启动(CKSN，R)MAP B3、鉴权参数请求(IMSI)来访IMSI4、回送鉴权参数(IMSI,KC,S，R)7、更新位置(IMSI,VLR号,LMSI,LAIn)插入用户数据证实VLR存储TMSI取消位置证实(IMSI)(允许漫游)VLRO8.3切换过程简介n 切换的定义 将一个正处于呼叫建立状态或忙状态的MS转换到新的业务信道上的过程。n 切换的发起n由BSS作出(同MSC同BSC、同MSC不同BSC)n由NSS发起(不同MSC)n相关概念 1.小区内切换 同一个无线频
44、道的话务信道之间 不同的无线频道之间 2.同基站内小区间切换 3.同MSC内基站间切换 4.同PLMN不同MSC之间切换 5.不同PLMN的基站间切换，GSM不定义8.3切换过程简介n切换类型MS旧BTS新BTSBSCn同BSC控制的小区间切换8.3切换过程简介n同MSC、不同BSC控制的小区间切换8.3切换过程简介BTS旧BSCMSCBTS新BSCMSn不同MSC控制的小区间切换8.3切换过程简介BTS旧BSC旧MSCBTS新BSCMS新MSCPSTN8.4呼叫流程举例分析n移动呼移动(主,被叫在同一MSC)MSaBSSaMSCVLRMSbBSSbHLR/AUC(1)(1)(2)(2)(3)
45、(3)(4)(5)(6)(6)(3)(2)n移动呼移动(主,被叫不在同一MSC)MSaBSSaMSCaVLRaMSbBSSbMSCbVLRbHLR/AUC(1)(1)(2)(2)(2)(3)(3)(3)(4)(5)(6)(7)(7)8.4呼叫流程举例分析n移动呼固定MSBSSMSCVLRphone(1)(1)(2)(3)PSTN(4)(5)(6)(7)(7)(4)(8)(8)8.4呼叫流程举例分析n固定呼移动VLRHLR/AUCMSC(2)(3)(5)PHONEPSTNGMSC(1)(1)(2)(3)(4)MS(6)(7)(7)(8)BSS(8)(9)(10)(11)(11)(11)8.4呼叫
46、流程举例分析9.GSM移动通信网网络介绍9.1 GSM移动通信网络结构9.2 GSM省内移动通信网9.3 GSM移动业务本地网9.4 本地网BSS组网方式9.5 GSM信令网结构9.6 移动通信网络举例9.1 GSM移动通信网络结构spspSTPspspSTPTSHLRMSC/VLRMSC/VLRHLRLSLSLS网络层信令层BSSBSSSP:信令点 STP：信令转接点 HLR：归属位置寄存器 MSC/VLR：移动业务交换中心/拜访位置寄存器TS：长话局 LS：市话局 BSS：基站系统 n地域大国家可分为三级 大区汇接局 省级汇接局 基本业务区n中小国家可分为两级 合设的一二级汇接网 基本业务
47、区n无分级9.1 GSM移动通信网络结构TMSC2/VLRMSC/VLRMSC/VLRMSC/VLRTMSC2/VLR二级汇接中心(TMSC2)HLR9.2 GSM省内移动通信网省内GSM通信网网络结构9.3 GSM移动业务本地网移动业务本地网移动业务本地网示意图 设：有3个MSCPSTN长途网本地网MSCMS BTSBSCDC2TmDC2DC1 LSMSCMS BTSBSCTMSC2MSCMS BTSBSC9.3 GSM移动业务本地网TmTSPSTN本地PLMNPLMN长途网移动本地网组网方式图LSLSGWGWGW/MSC3GW/MSC1GW/MSC2TMSC9.4本地网BSS组网方式BSS
48、系统组网方式灵活，网络配置方便。根据实际需要支持BTS星型、链型、树型组网。星型组网：9.4本地网BSS组网方式BSCBIEBIEBIEBIEBTS1BTS3BTS2BTS1BSCBIEBIEBIEBTS3BIEBTS2BIEBTS4链型组网：树型组网：HSTPHSTPLSTPLSTP高级信号转换点（大区）低级信号转换点（省、市）信令点网spspspspspspspsp9.5 GSM信令网结构9.5 GSM信令网结构n信令网路由类别n 信令路由的分类 正常路由可采用直连方式的直达信令路由和准直连方式的信令路由。迂回路由是因正常路由故障而不能传送信令业务时经过信令转接点转接的准直连方式路由。9.5 GSM信令网结构n信令网路由选择9.5 GSM信令网结构n信令点编码我国信令网的信令点编码方式采用24位编码。但MSCBSC之间是点对点传递，采用14位编码。9.5 GSM信令网结构n信令点编码n 24位信令点编码格式：主信令区为各省、自治区、直辖市公用网分配的编码，容量为28=256；分信令区是从公网NO.7网中启用的编码FF(255)、FE(256)，FF为主用，FE为备用；信令点是电信网中的交换局
