移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論(第3版)課件4-123G-part2

1已有無線系統(tǒng)介紹

1,2,3G2GSM:移動(dòng)服務(wù)GSM提供了一下服務(wù)：多種連接類型聲音連接,數(shù)據(jù)連接,短消息服務(wù)多服務(wù)選擇(基本服務(wù)的整合)三種服務(wù)域承載服務(wù)遠(yuǎn)程信息處理服務(wù)補(bǔ)充服務(wù)GSM-PLMNtransitnetwork(PSTN,ISDN)source/destinationnetworkTETEbearerservicesteleservicesR,S(U,S,R)UmMTMS3承載服務(wù)接入點(diǎn)之間的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通信傳輸服務(wù)具體的服務(wù)類型取決于終端接口類型(OSI層

1-3)用于語(yǔ)音和數(shù)據(jù)的不同數(shù)據(jù)速率(原始標(biāo)準(zhǔn))數(shù)據(jù)服務(wù)(電路交換)同步:2.4,4.8or9.6kbit/s異步:300-1200bit/s數(shù)據(jù)服務(wù)

(分組交換)同步:2.4,4.8or9.6kbit/s異步:300-9600bit/s4遠(yuǎn)程服務(wù)I遠(yuǎn)程通信服務(wù)，通過手機(jī)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音通信所有這些基本服務(wù)必須服從蜂窩功能，安全措施等。提供的服務(wù)移動(dòng)電話

GSM的主要目標(biāo)是在使能移動(dòng)電話，提供3.1khz的帶寬緊急呼叫號(hào)碼(911美國(guó))

歐洲公共號(hào)

(112);所有服務(wù)提供商的強(qiáng)制性;免費(fèi);高優(yōu)先級(jí)連接(其它連接可能搶占)多編號(hào)

可能存在每個(gè)用戶有多個(gè)ISDN電話號(hào)碼5遠(yuǎn)程服務(wù)II額外服務(wù)非聲音的遠(yuǎn)程服務(wù)組3傳真語(yǔ)音信箱

(在固定網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)，支持移動(dòng)終端)電郵(MHS,消息處理系統(tǒng),在固定網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn))...短消息服務(wù)(SMS)

字母數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳輸?shù)?從使用信令信道，因此允許同時(shí)使用基本服務(wù)和SMS服務(wù)6補(bǔ)充服務(wù)除了基本服務(wù)的其他服務(wù),不能夠獨(dú)立提供與ISDN服務(wù)相似，除去由于無線鏈路特性引入的更低帶寬的特性不同服務(wù)商、國(guó)家和協(xié)議版本間存在差異重要服務(wù)認(rèn)證:發(fā)送主叫號(hào)碼

抑制號(hào)碼發(fā)送自動(dòng)回調(diào)多達(dá)七個(gè)參與者的會(huì)議終端鎖(傳入或傳出呼叫)...712345678higherGSMframestructures935-960MHz124channels(200kHz)downlink890-915MHz124channels(200kHz)uplinkfrequencytimeGSMTDMAframeGSMtime-slot(normalburst)4.615ms546.5μs577μstailuserdataTrainingSguardspaceSuserdatatailguardspace3bits57bits26bits57bits113GSM-TDMA/FDMA8GSM中的突發(fā)類型普通突發(fā)用戶或信號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸頻率校正突發(fā)允許MS來調(diào)整其振蕩器，以避免與相鄰信道的干擾同步突發(fā)擴(kuò)展訓(xùn)練序列接入突發(fā)MS和BTS間的初始配置虛擬突發(fā)在沒有數(shù)據(jù)可用時(shí)被使用9GSM中的幀結(jié)構(gòu)1hyperframe=2048superframes=2715684TDMAframes(3hr,28min,53s,750ms012……20462047012……4950……252410012……2425012……4950012……67012……67TCH,SACCH,FACCHFCCH,SCH,BCCH,RACH,AGCH,PCH,SDCCH,CBCH,SACCHHyperframeSuperframeMultiframeTDMAframe10GSM中的信道分組信道方向控制信道BCCH(廣播控制信道)BCCH(廣播控制信道)FCCH(頻率校正信道)SCH(同步信道)BSMSBSMSBSMSCCCH(公共控制信道)PCH(頁(yè)信道)RACH(隨機(jī)接入信道)AGCH(訪問授權(quán)信道)BSMSMSBSBSMSDCCH(專用控制信道)SDCCH(獨(dú)立專用控制信道)SACCH(慢相關(guān)控制信道)FACCH(快相關(guān)控制信道)BSMSBSMSBSMS業(yè)務(wù)信道TCH(業(yè)務(wù)信道)TCH/f(全速率業(yè)務(wù)信道)TCH/s(半速率業(yè)務(wù)信道)BSMSBSMS11GSM中的控制信道控制信道用于給所有的MS廣播信息

廣播控制信道(BCCH):用于傳輸系統(tǒng)參數(shù)，比如格室內(nèi)的頻率操作，運(yùn)

營(yíng)商標(biāo)識(shí)符等

頻率校正信道(FCCH):

用于傳輸頻率參考和頻率校正突發(fā)

同步信道(SCH):

用于提供突發(fā)長(zhǎng)度為64bit同步訓(xùn)練序列給MS控制信道用于MS和BS之間建立連接

隨機(jī)接入信道(RACH):MS根據(jù)GSM請(qǐng)求的專用信道在該信道傳輸信息

頁(yè)信道:BS在該信道與同一個(gè)格室內(nèi)的MS進(jìn)行通信

接入授權(quán)信道:BS在該信道發(fā)送時(shí)間和同步的相關(guān)信息（打開一個(gè)專用

信道）12GSM中的控制信道在實(shí)際傳輸中，專用控制信道用于為任何控制信息傳輸提供服務(wù)

獨(dú)立專有控制信道:由SACCH分配,在TCH被分配之前，被用于BS和MS間傳輸信號(hào)信息

慢速:782bps;用于設(shè)置TCH(認(rèn)證,注冊(cè),etc.)

慢相關(guān)控制信道(SACCH):和用戶信道一起被分配，用于在實(shí)際傳輸中傳輸控制信息，慢速：950bps

快相關(guān)控制信道(FACCH):非專用信道，與SDCCH一樣，攜帶有

同樣的信息。是業(yè)務(wù)信道的一部分，而SDCCH是控制信道的一部分

，應(yīng)急時(shí)使用。13GSM中的業(yè)務(wù)信道(TCH)用于傳輸用戶數(shù)據(jù)(聲音,傳真)全速率(TCH/F):22.8kbps半速率(TCH/H):11.4kbps新的編解碼器可以擠在TCH/H語(yǔ)音通道，有效地加倍系統(tǒng)的容量針對(duì)數(shù)據(jù)，很多選項(xiàng)可供選擇:TCH/F4.8,TCH/F9.6andTCH/F14.4at4.8kbps,9.6kbpsand14.4kbpsrespectively(不同的FEC能力).14控制信道映射15MTC/MOCBTSMSpagingrequestchannelrequestimmediateassignmentpagingresponseauthenticationrequestauthenticationresponsecipheringcommandcipheringcompletesetupcallconfirmedassignmentcommandassignmentcompletealertingconnectconnectacknowledgedata/speechexchangeBTSMSchannelrequestimmediateassignmentservicerequestauthenticationrequestauthenticationresponsecipheringcommandcipheringcompletesetupcallconfirmedassignmentcommandassignmentcompletealertingconnectconnectacknowledgedata/speechexchangeMTCMOCPCHRACHAssignSDCCHonAGCHSDCCHTCH16GSM功能域操作管理&維持(OAM)通信管理(CM)移動(dòng)管理(MM)無線電資源管理(RR)物理層發(fā)送實(shí)體接受實(shí)體信道17物理層所有無線電特有功能，包括：同步信道質(zhì)量測(cè)量調(diào)制編碼/解碼18無線電資源管理(RR)管理呼叫建立維持(無論用戶是否移動(dòng))釋放19移動(dòng)管理(MM)注冊(cè)授權(quán)認(rèn)證位置更新使用一個(gè)臨時(shí)的移動(dòng)用戶身份取代IMSI20通信管理(CM)呼叫控制短消息服務(wù)使用SDCCHandSACCH(當(dāng)不使用信號(hào)時(shí))補(bǔ)充服務(wù)也發(fā)送雙音多頻，為什么？21操作管理和維持(OAM)允許監(jiān)視者和操控著在任何時(shí)候?qū)π耐催M(jìn)行控制業(yè)務(wù)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)實(shí)體狀況報(bào)告用戶和安全管理會(huì)計(jì)和結(jié)算22用戶標(biāo)識(shí)模塊(SIM)SIM包含了用戶特定的信息:電話號(hào)碼

私人身份號(hào)碼(PIN),安全/授權(quán)參數(shù).SIM也可以被用于存儲(chǔ)短消息.SIM可以作為一個(gè)移動(dòng)單元的小插件模塊(有些是永久的),或者作為卡片(類似信用卡).一個(gè)模塊化的SIM允許用戶在不同的終端類型中使用SIM支持漫游.23移動(dòng)站ISDN(MSISDN)MSISDN是主叫用戶的撥打號(hào)碼，目的是達(dá)到用戶被陸地網(wǎng)絡(luò)使用，路由呼叫到合適的MSC處與SIM相關(guān)，與用戶無關(guān)Countrycode(MCC)Nationaldestinationcode(NDC)Subscribernumber(SN)15digitsorless1to3digitsVariableVariableMSISDN格式24國(guó)際移動(dòng)用戶標(biāo)識(shí)(IMSI)

用一個(gè)集合中的值為每一個(gè)移動(dòng)用戶單元具有獨(dú)特的身份表示，這些值被用于標(biāo)識(shí)移動(dòng)系統(tǒng)屬于哪個(gè)國(guó)家，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)用戶。IMSI的剩余部分由用戶身份碼（MSIC）組成，用戶身份碼是客戶身份號(hào)碼。IMSI也被MSC/VLR使用，用于找到用戶家庭的PLMN（公共陸地移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)）。IMSI被存儲(chǔ)在…25IMSI的格式Mobilecountrycode(MCC)Mobilenetworkcode(MNC)Mobilesubscriberidentificationcode(MSIC)15digitsorless3digits2digitsUpto9digitsExample: MCC=05

澳大利亞; MCC=234英國(guó) MNC=01澳洲電信; MNC=234英國(guó)Vodafone26臨時(shí)移動(dòng)用戶標(biāo)識(shí)(TMSI)

一個(gè)臨時(shí)的4byteTMSI，針對(duì)本地用戶，用于隱藏用戶的IMSI

如果IMSI取代了TMSI:

VLR選取TMSI,TMSI只是臨時(shí)的并且需要在VLR的位置范圍內(nèi)

周期性的被VLR改變27移動(dòng)站漫游號(hào)碼(MSRN)當(dāng)一個(gè)MS漫游到其他號(hào)碼域時(shí)，會(huì)被分配一個(gè)臨時(shí)的MSRN。HLR用MSRN重路由呼叫到MSCountrycode(MCC)Nationaldestinationcode(NDC)Subscribernumber(SN)15digitsorless1to3digitsVariableVariableMSRN的格式哪個(gè)國(guó)家?28位置地區(qū)身份(LAI)LAI標(biāo)識(shí)了一個(gè)格室或一組格室GSM中地區(qū)之間的聯(lián)系:LAI=CC+MNC+LAC固定的在廣播信道中廣播(BCCH)移動(dòng)識(shí)別LAI–存儲(chǔ)于SIM–LA的改變引起了位置更新請(qǐng)求Mobilecountrycode(MCC)Mobilenetworkcode(MNC)LocationAreaCode(LAC)15digitsorless3digits1or2digits2bytesLAI的格式CellLocationarea(LA)OneMSCPLMN(oneormorepercountry)GSMservicearea(allmembercounties)PLMN: 公共陸地移動(dòng)

網(wǎng)絡(luò)CellIdentity(CI)2bytes29國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)別碼(IMSEI)IMSEI在工廠內(nèi)被指定給GSMTypeapprovalcode(TAC)Finalassemblycode(FAC)Serialnumber(MSIC)15digitsorless3digits1or2digitsUpto9digitsIMSEI的格式Spare1digit30HLRVLRGMSCMSCMSISDNMSISDNMSRNMSRNIMSIIMSIMSRNMSRN123456MSRN的使用PSTN31交接判定receivelevelBTSoldreceivelevelBTSoldMSMSHO_MARGINBTSoldBTSnew4.30.132交接(切換)交接DescriptionIntra-cell/Intra-BTS連接的信道在格室內(nèi)變化,e.g.,如果信道中存在高等級(jí)的干擾.可以變化到格室內(nèi)的另一個(gè)頻段或者相同頻率下的另一個(gè)時(shí)隙Inter-cell/Intra-BSC在這種情況下，無線電信道在兩個(gè)格室間存在變化，其中兩個(gè)格室為一個(gè)BSC服務(wù)。Inter-BSC/Intra-MSC在同一個(gè)MSC的區(qū)域下，一個(gè)連接在兩個(gè)格室間發(fā)生改變，其中，兩個(gè)格室分別為不同的BSC服務(wù)Inter-MSC兩個(gè)格室間的連接發(fā)生變化，其中兩個(gè)格室位于不同的MSC區(qū)域33交接過程HOaccessBTSoldBSCnewmeasurementresultBSColdLinkestablishmentMSCMSmeasurementreportHOdecisionHOrequiredBTSnewHOrequestresourceallocationch.activationch.activationackHOrequestackHOcommandHOcommandHOcommandHOcompleteHOcompleteclearcommandclearcommandclearcompleteclearcomplete34Inter-MSC交接PSTN/ISDNMSCMSCAAreaBoundary(a)普通交接PSTN/ISDNMSCMSCA(b)后續(xù)交接MSCBAreaBoundaryAnchorAnchor

35安全接入控制和授權(quán)在SIM中進(jìn)行用戶授權(quán)在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行SIM授權(quán)–A3機(jī)密性所有與用戶相關(guān)的數(shù)據(jù)都是加密的–A5匿名

36GSM–認(rèn)證A3RANDKi128bit128bitSRES*32bitA3RANDKi128bit128bitSRES32bitSRES*=?SRESSRESRANDSRES32bit移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)SIMACMSCSIMKi:獨(dú)立用戶授權(quán)密鑰 SRES:簽署響應(yīng)37GSM–密鑰生成和加密A8RANDKi128bit128bitKc64bitA8RANDKi128bit128bitSRESRANDencrypted

data移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)(BTS)MSwithSIMACBTSSIMA5Kc64bitA5MSdatadatacipherkey38GSM中的數(shù)據(jù)服務(wù)I標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)率僅有9.6kbit/s高級(jí)編碼允許14,4kbit/s不滿足因特網(wǎng)和多媒體應(yīng)用的需要HSCSD(高速報(bào)文數(shù)據(jù)交換)已被標(biāo)準(zhǔn)化捆綁多個(gè)時(shí)隙以