GSM-移動通信系統(tǒng)

1、第七章 GSM 移動通信系統(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、號碼、地址與識別 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： 各個模擬蜂窩系統(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)一使用移動電話，向CEPT（歐洲郵電行政大會）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。在這次大會上就成立了一個在歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會（

2、ETSI）技術(shù)委員會下的“移動特別小組”（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)達成一致：多址方式：窄帶時分多址TDMA；語音編碼技術(shù)：規(guī)則脈沖激勵線性預(yù)測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系統(tǒng)，將GSM更名為“全球移動通信系統(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項內(nèi)容，未對硬件作出規(guī)定，只對功能、接口等進行詳細規(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數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)。7.1 概述 1 GSM系統(tǒng)發(fā)展歷史5 GSM系統(tǒng)組成MS：移動臺; 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（移動臺）包括ME (移動設(shè)備)和SIM (用戶識別模塊)B

4、SSBTS（基站）為一個小區(qū)服務(wù)的無線收發(fā)信設(shè)備BSC（基站控制器）對一個或多個BTS進行控制以及相應(yīng)呼叫控制NSSMSC（移動業(yè)務(wù)交換中心）對于位于它管轄區(qū)域中的移動臺進行控制、交換VLR（訪問位置寄存器）存儲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）存儲該HLR轄區(qū)的移動用戶的有關(guān)數(shù)據(jù)與目前所處位置的信息，包括移動用戶號碼、訪問能力、用戶類別、補充業(yè)務(wù)、漫游信息等EIR（設(shè)備識別寄存器）對移動設(shè)備的識別、監(jiān)視、閉鎖存儲有關(guān)移動臺設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫AUC（鑒權(quán)中心）認證移動用戶的身份和產(chǎn)生相應(yīng)鑒權(quán)參數(shù)OMC（操作維護中心）操作維護系統(tǒng)中的各功能實體GSM系統(tǒng)可通過MSC實現(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（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

6、交換中心之間的接口F接口MSC與移動設(shè)備識別寄存器（EIR）之間的接口G接口兩個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采用獨立網(wǎng)號方式來組網(wǎng) “中國移動” GSM網(wǎng)絡(luò)接入號為“139”， “中國聯(lián)通” GSM網(wǎng)絡(luò)接入號為“130”。全國GSM移動電話網(wǎng)按大區(qū)設(shè)立一級匯接中心、省內(nèi)設(shè)立二級匯接中心、移動業(yè)務(wù)本地網(wǎng)設(shè)立端局構(gòu)成三級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。三級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組成了一個完全獨立的數(shù)字移動通信網(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移動交換局所在地，聯(lián)通網(wǎng)和主網(wǎng)(移動GSM移動通信網(wǎng)和電信PSTN網(wǎng))之間各設(shè)一個網(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移動通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 省內(nèi)設(shè)若干個移動業(yè)務(wù)匯接中心(即二級匯接中心)。二級匯接中心可以是單獨設(shè)置的匯接中心(即不帶客戶，只作匯接)，也可兼作移動端局(與基站相連，可帶客戶)。省內(nèi)GSM移動通信網(wǎng)中一般設(shè)置二三個移動匯

8、接局較為適宜，最多不超過四個，每個移動端局至少應(yīng)與省內(nèi)兩個二級匯接中心相連。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移動業(yè)務(wù)本地網(wǎng)，每個移動業(yè)務(wù)本地網(wǎng)中應(yīng)設(shè)立一個HLR和一個或若干個移動業(yè)務(wù)交換中心(MSC)， 還可以幾個移動業(yè)務(wù)本地網(wǎng)共用一個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（移動應(yīng)用部分）消息，作為過渡，先建立移動專用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)接走低級話務(wù)匯接局（B

9、1、B2）和省內(nèi)低級信令匯接局（L1、L2）。省際話務(wù)和信令轉(zhuǎn)接走高級話務(wù)匯接局（A1、A2）和省內(nèi)高級信令匯接局（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）存儲本地用戶數(shù)據(jù)省級低級話務(wù)匯接局（CSB1、CSB2） 完成本省話務(wù)交換省級高級話務(wù)匯接局（CSA1、CSA2） 完成省內(nèi)交換機同省外交換機話務(wù)交換省級低級信令匯接局（CSL1、CSL2） 完成

10、株洲交換機和本省的信令接續(xù)省級高級信令匯接局（CSH1、CSH2） 完成本省交換機和省外交換機的信令接續(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)拓撲-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中國移動長途7號信令網(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)拓撲-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 公用陸地移動通信網(wǎng)7.1 概

12、述 3 GSM的區(qū)域、號碼、地址與識別- （1）區(qū)域定義 區(qū)域定義19名稱定義GSM服務(wù)區(qū)向移動臺提供服務(wù)的區(qū)域，可由一個或多個PLMN組成；地域上可以是一個國家或一個國家的一部分，也可以是若干個國家PLMN一個公用陸地移動通信網(wǎng)（PLMN）可以由一個或若干個MSC組成，PLMN與各種固定網(wǎng)絡(luò)之間的接口是MSCMSC區(qū)一個移動交換中心所控制的區(qū)域，連接一個或若干個基站控制器，地理上包含多個位置區(qū)。位置區(qū)通常由若干個小區(qū)組成，移動臺在位置區(qū)內(nèi)無需進行位置更新；呼叫發(fā)起時，向一個位置區(qū)內(nèi)的所有基站同時發(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，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、號碼、地址與識別- （1）區(qū)域定義 區(qū)域定義20MCC(3位) MNC(1或2位) MSIN |-國際移動客戶識別 -| |-國內(nèi)移動客戶識別 -| 7.1 概述 3 GSM的區(qū)域、號碼、地址與識別- （2）號碼識別MCC: 移動國家號碼，由3位數(shù)字組成，我國為460。MNC: 移動網(wǎng)號，由2位數(shù)字組成，移動GSM PLMN網(wǎng) 為00，聯(lián)通GSM PLMN網(wǎng)為0l。MSIN: 移動用戶識別碼，由等長10位數(shù)字構(gòu)成，用于識 別某一PLMN中的移動用戶。 國際移動用戶識別碼(IMSI) GSM移動通信網(wǎng)給移動客戶分配一個特定的識別碼。存儲在客戶識別模塊(SIM)、HLR、V

14、LR中。21臨時移動客戶識別碼(TMSI) 為了對IMSI保密，MSCVLR可給來訪移動客戶分配一個唯一的TMSI號碼，僅限在本MSC業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)使用。 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)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: 序號碼， SP: 備用，備作將來使用。 7.1 概述 3 GSM的區(qū)域、號碼、地址與識別- （2）號碼識別227.1 概述 3 GSM的區(qū)域、號碼、地址與識別- （2）號碼識別 CC

15、 NDC SN |-國際移動客戶ISDN號碼 -| |- 國內(nèi)有效移動客戶ISDN號碼 -|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（移動139，聯(lián) 通130）和4位HLR識別碼（移動業(yè)務(wù)本地網(wǎng)號）。 SN： 客戶號碼，采用等長4位編號計劃。移動臺號碼（手機號碼） 移動臺國際ISDN號碼(MSISDN) 主叫客戶為呼叫數(shù)字公用陸地蜂窩移動通信網(wǎng)中客戶所需撥的號碼。號碼的結(jié)構(gòu)為：237.1 概述 3 GSM的區(qū)域、號碼、地址與識別- （2）號碼識別移動客戶漫游號碼(MSRN)結(jié)構(gòu)是： CC NDC SN |-國際移動客戶ISDN號 -| |-國內(nèi)有效移動客戶ISDN號碼

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

17、6個不同的位置區(qū)。257.1 概述 3 GSM的區(qū)域、號碼、地址與識別- （2）號碼識別全球小區(qū)識別碼(CGI) CGI是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： 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2字節(jié)BCD編碼，由各MSC自定267.1 概述 3 GSM的區(qū)域、號碼、地址與識別- （2）號碼識別基站識別碼(BSIC) BSIC主要用于識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)的運營者(國內(nèi)區(qū)別不同的省)。 X：運營者(移動X1，聯(lián)通0)。BCC：BTS色碼，用來識別相同載頻的不同的基站277.1 概述 BCC: 基站色碼，識別基站。由運營設(shè)定3 GSM的區(qū)域、號碼、地址與識別- （2）號碼識別基站識別碼(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（也稱“用戶/網(wǎng)絡(luò)”接口 ）間信號傳輸?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計費提示 AOC交替線業(yè)務(wù) (ALS)-個人或商業(yè) 來話

20、限制-BAIC當(dāng)漫游在HPLMN（歸屬PLMN）之外時，限制所有來話 在國外時限制來話 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)的增強或補充。7.1 概述 4 GSM的業(yè)務(wù)-（2）補充業(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主叫線識別顯示-CLIP主叫線識別限 制-永久或預(yù)呼-CLIR中央交換業(yè)務(wù) 會議呼叫-CONF運營者確定的呼叫限制(ODB)7.1 概述 4 GSM的業(yè)務(wù)-（2）補充業(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（移動臺發(fā)、基站收） 下行: 935960MHz（基站發(fā)、移動臺收）載頻間隔：0.2MHz系統(tǒng)載頻數(shù): (915-890)/0.2-1=124(對)；n=1124. 上頻段第n個信道的載頻(中心頻)：fl(n)=(890+0.2n)MHz 下頻段：fh(n)=(935+0.2n)MHz；每個載頻有8個時隙，系統(tǒng)共有物理信道1248=992(個)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（移動臺發(fā)、基站收） 下行：950960（基站發(fā)、移動臺收）載頻間隔：0.2MHz；載頻數(shù)：(

22、915-905)/0.2-1=49(對)； 上頻段: fl(n)=(905+0.2n)MHz； 下頻段: fh(n)=fl(n)45MHz；每個載頻有8個時隙，系統(tǒng)共有物理信道498=392(個)隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展，可向1.8GHz頻段的DCS 1800過渡： 上行：17101785MHz（移動臺發(fā)、基站收） 下行：18051880MHz（基站發(fā)、移動臺收）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: 一個時隙(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“一點對多點”的單向控制信道，用于基站向移動臺廣播公用的信息；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）信息和BTS識別碼（BSIC）信息廣播控制信道（BCCH）向每個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)、隨機接入信道(RACH)和準(zhǔn)許接入信道(AGCH);專用控制信道(DCCH)：實施“點對點”的雙向控制信道。用于呼叫接續(xù)階段及通信進行當(dāng)中，在移動臺與基站之間傳輸必要的控制信息。又分為獨立專用控制信道(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）廣播基站尋呼移動臺的尋呼消息下行信道隨機接入信道（RACH）MS隨機接入網(wǎng)絡(luò)時用此信道向基站發(fā)送信息

26、并申請指配一獨立專用控制信道SDCCH上行信道允許接入信道（AGCH）基站向隨機接入成功的移動臺發(fā)送指配了的獨立專用控制信道SDCCH下行信道專用控制信道(DCCH)分類功能獨立專用控制信道（SDCCH） 傳送基站和移動臺間的指令與信道指配信息隨路信道（ACCH）慢速隨路信道（SACCH）基站向移動臺傳送功率控制信息、幀調(diào)整信息；基站接收移動臺發(fā)來的移動臺接收信號強度報告和鏈路質(zhì)量報告與SDCCH或者業(yè)務(wù)信道公用在一個物理信道上傳送信令消息快速隨路信道（FACCH）傳送基站與移動臺間的越區(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、41五個層次：時隙、TDMA幀、復(fù)幀、超幀和超高幀 時隙是物理信道的基本單元TDMA幀由8個時隙組成，是占據(jù)載頻帶寬的基本單元，即每個載頻有8個時隙。復(fù)幀有兩種類型由26個TDMA幀組成的復(fù)幀。用于TCH、SACCH和FACCH由51個TDMA幀組成的復(fù)幀。用于BCCH和CCCH超幀是由51個26幀的復(fù)幀或26個51幀的復(fù)幀構(gòu)成超高幀等于2048個超幀超高幀的周期與加密和跳頻有關(guān)；每經(jīng)過一個超高幀周期，循環(huán)長度為，相當(dāng)于3小時28分53秒760毫秒，系統(tǒng)將重新啟動密碼和跳頻算法。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費44位置登記 位置登記又稱注冊，是通信網(wǎng)為了跟蹤移動臺的位置變化，對其位置信息進行登記、刪除和更新的過程。位置信息存儲在HLR和VLR中。目的 使移動臺與網(wǎng)絡(luò)保持聯(lián)系，以便移動臺在網(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位置登記過程移動用戶首次入網(wǎng)時，必須通過MSC在相應(yīng)的位置寄存器中登記注冊，將相關(guān)的參數(shù)（如移動用戶識別碼IMSI、移動臺編號及業(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)移動臺遠離原籍地區(qū)（歸屬地區(qū)）進入其它地區(qū)（訪問地區(qū)）時，訪問地區(qū)的位置寄存器（VLR）需對來訪移動臺進行位置登記，并向該移動臺的HLR查詢有關(guān)參數(shù)。HLR臨時保存VLR提供的位置信息，以便為其它用戶呼叫該移動臺時提供路由信息。移動臺離開該訪問地區(qū)時，VLR所存儲的該移動臺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-更新請求移動臺開機后，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)志進行比較，若相同則不需要位置更新；若不同，則說明移動臺進入新的位置區(qū)，需要進行位置更新，移動臺通過新位置區(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位置更新過程實施更新VLR收到MSC“更新位置登記”指令后，將該移動臺注冊到VLR，并根據(jù)移動用戶識別碼IMSI直接判斷出該移動臺的HLR；VLR給該MS分配漫游號碼（MSRN），并向該移動臺的HLR查詢該移動臺的有關(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”的確認信息；HLR修改該MS原移動參數(shù)，臨時保存VLR提供的位置信息；即HLR與VLR交換數(shù)據(jù)得到移動用戶的新位置信息；若位置更新過程中涉及多個VLR，HLR還需通知移動臺所屬的舊的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：移動臺轉(zhuǎn)入非激活狀態(tài)（關(guān)機）時，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，以免無效尋呼信號占用信道，稱之為IMSI分離；IMSI附著：移動臺轉(zhuǎn)入激活狀態(tài)時，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，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、周期性登記的時間周期；MS收到周期性登記程序中的證實消息時，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)識別MSC用戶的臨時位置信息 用戶基本信息當(dāng)前位置信息MSC/VLR IMSIVLRHLRONplayOFFONOFFplay位置更新請求附著入網(wǎng)注： IMSI國際移動用戶識別碼playMSC/VLR 分離處理請求離網(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)備和用戶的識別無線鏈路、地面

33、鏈路的交換和連接建立點到點的通信鏈路各種位置寄存器中移動臺位置信息的登記、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)過程移動性管理過程（越區(qū)、漫游時）53以固定網(wǎng)PSTN呼叫移動用戶為例固定網(wǎng)的用戶撥打移動用戶的電話號碼MSISDN；PSTN交換機分析MSISDN號碼；GMSC分析MSISDN號碼；HLR分析由GMSC發(fā)來的信息；HLR查詢當(dāng)前為被叫移動用戶服務(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）移動臺被叫54CC為國家代碼，我國為86國內(nèi)有效ISDN號碼：11位NDC數(shù)字蜂窩移動業(yè)務(wù)接入號13x；HLR識別號：H0 H1 H2 H3。H0=0時，H1、H2由全國統(tǒng)一分配，H3 由各省自行分配。一個HLR可以包含一個或多個H3數(shù)值；H0 0時，x、H0、H1、H2由全國統(tǒng)一分配。一個HLR可包含一個或若干個xH0H1H2數(shù)值 ；SN（移動用戶號）：ABCD。由各HLR自行分配。CCNDCSN國際移動用戶ISDN號碼國內(nèi)有效ISDN號碼HLRN1 N2 N3H0 H1 H2 H3ABCD867.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理2 呼叫接續(xù)（2）移動臺被叫移動用戶電話號碼MSISDN的含

35、義55PSTN交換機分析MSISDN號碼 PSTN分析NDC，將接續(xù)轉(zhuǎn)接到相應(yīng)移動網(wǎng)的關(guān)口移動交換中心（GMSC ）GMSC分析MSISDN號碼GMSC分析MSISDN號碼得到被叫用戶所在的歸屬寄存器HLR的地址GMSC發(fā)送一個攜帶MSISDN的消息給HLR，以得 到用戶呼叫的路由信息MSISDN號碼的分析7.3 GSM系統(tǒng)的控制與管理2 呼叫接續(xù)（2）移動臺被叫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VLR區(qū)登記的HLR的內(nèi)容MSISDN ；國際移動用戶識別IMSI ：移動用戶的唯一識別號碼（15位數(shù)字組成）。此處不使用MSISDN號碼的原因：不

36、同國家的MSISDN號碼長度不同，不同部分易混淆；不同IMSI號碼可以識別不同業(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）移動臺被叫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MS漫游號碼MSRN，MSRN通過給出正在為被叫用戶服務(wù)的MSC/VLR號碼來應(yīng)答HLR所請求的路由信息。MSRN結(jié)構(gòu)：13x 00 M1M2M3 ABC。（M1M2M3為MSC/VLR號碼）結(jié)構(gòu)2： 1

37、354 S M0M1M2 ABC。（S M0M1M2為MSC/VLR號碼） 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）移動臺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識別出被叫號碼，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)啟動一個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上空閑的移動用戶接到尋呼信息，識別出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移動用戶通過隨機接入信道（RACH）向系統(tǒng)發(fā)送接入請求消息；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)證實接入請求消息主叫用戶發(fā)起呼叫；如果被叫用戶是固定用戶，則系統(tǒng)直接將被叫用戶號碼經(jīng)固定網(wǎng)（PSTN）路由至目的地；如果被叫號是同網(wǎng)中的其他移動臺，則MSC以類似從固定網(wǎng)發(fā)起呼叫處理方式，進行HLR的請求過程，轉(zhuǎn)接被叫用戶的移動交換機；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，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

40、信號，這時完成移動用戶主叫的過程 。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)性操作識別新的小區(qū)；分配給移動臺在新小區(qū)的話音信道和控制信道。原因信號強度或質(zhì)量下降到門限以下，此時移動臺被切換到信號強度較強的相鄰小區(qū)。由移動臺發(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，這時移動臺被切換到業(yè)務(wù)信道容量較空閑的相鄰小區(qū)。由上級實體發(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 移動臺與基站均參與測量接受信號的強度RSSI和質(zhì)量BER；移動臺對不同基站RSSI進行測量，將測量結(jié)果報告給基站（兩次/秒）；基站對移動臺所占用的業(yè)務(wù)信道TCH進行測量，并報告給基站控制器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)在一個有效窗口內(nèi)用信擾比來估計無線信號質(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)基站分配一個業(yè)務(wù)信道TCH；網(wǎng)絡(luò)MSC對這種切換不做控制 。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)域移動到目標(biāo)MSC的區(qū)域時，目標(biāo)MSC要向原MSC提供一路由信息以建立兩個移動交換機的連接：目標(biāo)MSC 通知其相關(guān)的VLR給該MS分配一個“切換號碼”，并通知新的基站分配無線信道，然后向原MSC發(fā)送切換號碼。切換號碼（HON） 路由信息由切換號碼提供 HON=CC+NDC+SN CC為國家碼 NDC為蜂窩移動業(yè)務(wù)接入號 SN為移動用戶號 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：保護網(wǎng)絡(luò)，防止非法盜用；保護用戶，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)上注冊登記時，會被分配一個MSISDN、一個IMSI及一個與IMSI對應(yīng)的移動用戶鑒權(quán)鍵Ki；Ki被分別存放在網(wǎng)絡(luò)端的鑒權(quán)中心AC中和移動用戶的SIM卡中；鑒權(quán)就是在VLR中驗證網(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)符號響應(yīng)（SRES，Signed Response）符號響應(yīng)SRES A3VLR鑒權(quán)鍵Ki+偽隨機數(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)生一個供用戶數(shù)據(jù)加密使用的密鑰Kc；A5：加密算法，對用戶數(shù)據(jù)進行加密70鑒權(quán)三參數(shù)的產(chǎn)生 在進行鑒權(quán)和加密時，GSM系統(tǒng)要在其鑒權(quán)中心AC產(chǎn)生鑒權(quán)三參數(shù)：隨機數(shù)RAND；符號響應(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VLR通過BSS將RAND送給移動臺的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中進行鑒權(quán)驗證；因為S

46、RES是隨機的，所以在空中傳輸時是加密的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 在空中對用戶數(shù)據(jù)和信令的保密過程加密開始時根據(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幀號一起經(jīng)A5算法，對用戶信息數(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)中使用的移動設(shè)備不是盜用或非法的設(shè)備過程MSC/VLR向移動用戶請求IMEI（國際移動臺設(shè)備識別碼）并將IMEI發(fā)送給EIR（設(shè)備識別寄存器）。收到IMEI后，IER使用所定義的三個清單：白名單：包括已分配給參加運營者的所有設(shè)備識別序列號碼；黑名單：包括所有被禁止使用的設(shè)備識別；灰名單：由運營者決定，例如包括有故障的及未經(jīng)型號認證的移動設(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）移動設(shè)備的識別74用戶的

48、臨時識別碼TMSI目的 防止非法個人和團體通過監(jiān)聽無線路徑上的信令交換而竊得移動用戶的真實IMSI或跟蹤移動用戶的位置。分配者： MSC/VLR更換周期：由網(wǎng)絡(luò)運營者決定使用過程每當(dāng)MS用IMSI向系統(tǒng)請求位置更新、呼叫建立或業(yè)務(wù)激活時，MSC/VLR對它進行鑒權(quán)。允許入網(wǎng)后，MSC/VLR產(chǎn)生一個新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）移動用戶的安全保密75用戶的個人身份號PIN位數(shù)：48位目的：控制對SIM卡的

49、使用使用過程只有PIN碼認證通過，移動設(shè)備才能對SIM卡進行存取，讀出相關(guān)數(shù)據(jù)，并可以入網(wǎng)。每次呼叫結(jié)束或移動設(shè)備正常關(guān)機時，所有的臨時數(shù)據(jù)都會從移動設(shè)備傳送到SIM卡中，再打開移動設(shè)備時要重新進行PIN碼校驗。錯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，須到運營商處消阻；連續(xù)十次不正確輸入時，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）移動用戶的安全保密76復(fù)雜性 移動用戶的移動和漫游原則由網(wǎng)絡(luò)運營商之間相互協(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 計費77 概述 GPRS的業(yè)務(wù)類

50、型與Qos等級 GPRS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其功能描述 GPRS協(xié)議 GPRS的移動性管理和會話管理 GPRS的空中接口 7.4 通用無線分組業(yè)務(wù)GPRS78 GSM推出兩種高速移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)：HSCSD和GPRSGSM特點每信道占據(jù)200kHz帶寬8個時隙中的一個；低速：9.6kbit/s;高速電路交換數(shù)據(jù)（HSCSD）特點同時占據(jù)200kHz帶寬8個時隙中的多個時隙，并且每個時隙的數(shù)據(jù)傳輸速率由9.6kbit/s提高到14.4kbit/s ；實現(xiàn)簡單，只需對無線鏈路協(xié)議作修改，不需對核心網(wǎng)進行改造；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GPRS是GSM Phase2.1規(guī)范實現(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)彼此獨立運行的情況。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)互相獨立的現(xiàn)狀，使GSM網(wǎng)輕易地實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)分組的傳輸。按需動態(tài)占用資源：只在有數(shù)據(jù)傳輸時才分配無線資源;頻譜利用率較高;數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達到171.2kbit/s;適合各種突發(fā)性強的數(shù)據(jù)傳輸;按傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量和計時兩者結(jié)合的計費方式7.4 通用無線分組業(yè)務(wù)GPRS1 概述80點對點

52、業(yè)務(wù) GPRS網(wǎng)絡(luò)在業(yè)務(wù)請求者和業(yè)務(wù)接收者之間提供的分組傳送業(yè)務(wù) 點對點業(yè)務(wù)類型特點業(yè)務(wù)對象面向無連接的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)PTP-CLNS數(shù)據(jù)報型業(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: (1) GPRS網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)81點對多點業(yè)務(wù) 可根據(jù)某業(yè)務(wù)請求者請求，把信息傳送給多

53、個用戶或一組用戶PTM業(yè)務(wù)請求者定義用戶組成員使用國際移動組識別（IMGI）識別組成員業(yè)務(wù)請求者可定義所傳信息的地理區(qū)域，地理區(qū)域可以是一個或幾個，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: (1)GPRS網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)82基于PTP的用戶終端業(yè)務(wù)信息點播業(yè)務(wù)E-mail業(yè)務(wù)會話業(yè)務(wù)遠程操作業(yè)務(wù)基于PTM的用戶終端業(yè)務(wù): 點對多點應(yīng)用業(yè)務(wù)點對多點單向廣播業(yè)務(wù)集團內(nèi)部點對多點雙向數(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: (2)用戶終端業(yè)務(wù)83Qos的5種屬性（業(yè)務(wù)等級分類） 平均吞

54、吐量等級、可靠性等級、延遲等級、優(yōu)先級、峰值吞吐量等級QoS組合QOS每一種屬性都有多個級別的值可供選用不同級別屬性值的組合構(gòu)成了對要求不同的QoS的各種應(yīng)用的支持QoS定義文件（Profile） 與每一個包數(shù)據(jù)協(xié)議（PDP：Packet Data Protocol）相聯(lián)系被當(dāng)作一個單一的參數(shù)，具有多個數(shù)據(jù)傳遞屬性Profile協(xié)商過程中QoS屬性的定義移動臺可為每一個QoS屬性申請一個值，包括存儲在HLR中用戶開戶的缺省值網(wǎng)絡(luò)也為每一個屬性協(xié)商一個等級，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: (3)QOS等級84GPRS網(wǎng)絡(luò)是在GSM網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展的移動數(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)需要增加兩個主單元：GPRS服務(wù)支持節(jié)點(SGSN)和GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點（ GGSN ）組 成作 用無線接入在移動臺和基站子系統(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，一個PLMN內(nèi)可以有多個SGSN GGSNGPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點，用于GPRS與外部網(wǎng)絡(luò)的連接PTM SC點對多點業(yè)務(wù)中心SMSC短消息業(yè)務(wù)中心，每個移動臺均歸屬于某個SMSC，SMSC負責(zé)存儲與轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)往其歸屬MS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交換中心（MSC）SMS-GMSC是接收發(fā)自

57、SMSC短消息的入口交換機；SMS-IWMSC是一個能夠接收來自PLMN的短消息，并將此短消息送到相應(yīng)SMSC的出口交換機。 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，同時也進行數(shù)據(jù)包的處理和傳送；對MS執(zhí)行移動性管理、安全管理、介入控制和路由選擇功能記錄當(dāng)前活動在該SGSN區(qū)域內(nèi)的移動數(shù)據(jù)用戶的有關(guān)信息，如位置信息，可以對當(dāng) 前用戶信息進行修改、刪除等；負責(zé)數(shù)據(jù)用戶的分離附著、位置更新、尋呼、鑒權(quán)、加密等；負責(zé)MS和SGSN

58、之間邏輯鏈路的建立、維護和釋放；負責(zé)路由的選擇和信息的存儲轉(zhuǎn)發(fā)；計費和業(yè)務(wù)統(tǒng)計。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，支持移動性管理和會話功能，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。接收移動臺發(fā)送的數(shù)據(jù)，選擇相應(yīng)的外部網(wǎng)絡(luò)進行傳送接收外部網(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。地址分配和計費等GGSN的對外接口91原有基站軟件需進行更新原有GSM網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)的軟件需進行更新；采用新的移動性管