移動交換系統(tǒng)

1、移動通信是指用戶終端處于可移動情移動通信是指用戶終端處于可移動情況下，采用無線電技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)耐r下，采用無線電技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息傳輸?shù)耐ㄐ欧绞?。信方式。市話局市話用戶有線電話網(wǎng)控制交換中心中繼線基地站1中繼線中繼線基地站3基地站2無線區(qū)1車載臺無線區(qū)2無線區(qū)3手持機(jī)手持機(jī)車載臺中繼線固定臺移動通信系統(tǒng)一般由移動臺（移動通信系統(tǒng)一般由移動臺（Mobile Station，MS）、）、基地站（基地站（Base Station，BS）、）、移動交換中心（移動交換中心（Mobile Switching Center，MSC）和與公用固定通信網(wǎng)相連和與公用固定通信網(wǎng)相連的中繼線等構(gòu)成。的中繼線等構(gòu)成。它

2、是移動網(wǎng)的用戶終端設(shè)備，其主要它是移動網(wǎng)的用戶終端設(shè)備，其主要功能如下。功能如下。 能通過無線接入通信網(wǎng)絡(luò)，完成各能通過無線接入通信網(wǎng)絡(luò)，完成各種控制和處理以及提供主叫或被叫通信業(yè)種控制和處理以及提供主叫或被叫通信業(yè)務(wù)。務(wù)。 具備與使用者之間的人具備與使用者之間的人-機(jī)接口，機(jī)接口，當(dāng)移動用戶和市話用戶建立呼叫時(shí)，移動當(dāng)移動用戶和市話用戶建立呼叫時(shí)，移動臺與最近的基站之間確立一個(gè)無線信道，臺與最近的基站之間確立一個(gè)無線信道，并通過并通過MSC與市話用戶通話；同樣，任何與市話用戶通話；同樣，任何兩個(gè)移動用戶的通話也必須通過兩個(gè)移動用戶的通話也必須通過MSC建立。建立。 移動用戶終端主要有車載式、

3、手持移動用戶終端主要有車載式、手持式和便攜式三種形式。式和便攜式三種形式。它負(fù)責(zé)射頻信號的發(fā)送、接收和無線它負(fù)責(zé)射頻信號的發(fā)送、接收和無線信號至信號至MSC的接入，還具有信道分配、信的接入，還具有信道分配、信令轉(zhuǎn)換、無線小區(qū)管理等控制功能，如圖令轉(zhuǎn)換、無線小區(qū)管理等控制功能，如圖5.2所示為所示為BS的功能結(jié)構(gòu)框圖。的功能結(jié)構(gòu)框圖。至 MSC交換接口信道分配信道合成收發(fā)裝置共用器信令控制呼叫控制基站控制圖圖5.2 BS的功能結(jié)構(gòu)框圖的功能結(jié)構(gòu)框圖完成對本完成對本MSC控制區(qū)域內(nèi)的移動用戶控制區(qū)域內(nèi)的移動用戶進(jìn)行通信控制與管理，主要包括移動臺各進(jìn)行通信控制與管理，主要包括移動臺各種類型的呼叫接續(xù)

4、控制；通過標(biāo)準(zhǔn)接口與種類型的呼叫接續(xù)控制；通過標(biāo)準(zhǔn)接口與基站（基站（BS）和其他和其他MSC相連，完成越區(qū)切相連，完成越區(qū)切換、漫游及計(jì)費(fèi)功能；用戶位置登記與管換、漫游及計(jì)費(fèi)功能；用戶位置登記與管理；用戶號碼和移動設(shè)備號碼的登記與管理；用戶號碼和移動設(shè)備號碼的登記與管理；服務(wù)類型的控制；對用戶實(shí)施鑒權(quán)；理；服務(wù)類型的控制；對用戶實(shí)施鑒權(quán)；提供連接維護(hù)管理中心的接口，完成無線提供連接維護(hù)管理中心的接口，完成無線信道管理功能等。信道管理功能等。移動通信網(wǎng)通過移動通信網(wǎng)通過MSC利用有線信道連利用有線信道連接公用固定通信網(wǎng)，主要有三種方式：用接公用固定通信網(wǎng)，主要有三種方式：用戶線接入、市話中繼線接

5、入和移動電話匯戶線接入、市話中繼線接入和移動電話匯接中心接入。接中心接入。 基站和移動臺設(shè)有收、發(fā)信機(jī)和天基站和移動臺設(shè)有收、發(fā)信機(jī)和天線等設(shè)備。每個(gè)基站都有一個(gè)可靠通信的線等設(shè)備。每個(gè)基站都有一個(gè)可靠通信的服務(wù)范圍，稱為無線小區(qū)（通信服務(wù)區(qū)）。服務(wù)范圍，稱為無線小區(qū)（通信服務(wù)區(qū)）。無線小區(qū)的大小，主要由發(fā)射功率和基站無線小區(qū)的大小，主要由發(fā)射功率和基站天線的高度決定。根據(jù)服務(wù)面積的大小可天線的高度決定。根據(jù)服務(wù)面積的大小可將移動通信網(wǎng)分為大區(qū)制、中區(qū)制和小區(qū)將移動通信網(wǎng)分為大區(qū)制、中區(qū)制和小區(qū)制（制（Cellular System）三種。大區(qū)制是指三種。大區(qū)制是指一個(gè)通信服務(wù)區(qū)（比如一個(gè)城市

6、）由一個(gè)一個(gè)通信服務(wù)區(qū)（比如一個(gè)城市）由一個(gè)無線區(qū)覆蓋，此時(shí)基站發(fā)射功率很大無線區(qū)覆蓋，此時(shí)基站發(fā)射功率很大（50W或或100W以上，對手機(jī)的要求一般為以上，對手機(jī)的要求一般為5W以下），無線覆蓋半徑可達(dá)以下），無線覆蓋半徑可達(dá)25km以上。以上。 其基本特點(diǎn)是，只有一個(gè)基站，覆其基本特點(diǎn)是，只有一個(gè)基站，覆蓋面積大，信道數(shù)有限，一般只能容納數(shù)蓋面積大，信道數(shù)有限，一般只能容納數(shù)百到數(shù)千個(gè)用戶。大區(qū)制的主要缺點(diǎn)是系百到數(shù)千個(gè)用戶。大區(qū)制的主要缺點(diǎn)是系統(tǒng)容量不大，為了克服這一限制，適合更統(tǒng)容量不大，為了克服這一限制，適合更大范圍（大城市）、更多用戶的服務(wù)，就大范圍（大城市）、更多用戶的服務(wù)，就必

7、須采用小區(qū)制。小區(qū)制一般是指覆蓋半必須采用小區(qū)制。小區(qū)制一般是指覆蓋半徑為徑為210km的多個(gè)無線區(qū)鏈合而形成整的多個(gè)無線區(qū)鏈合而形成整個(gè)服務(wù)區(qū)的制式，此時(shí)的基站發(fā)射功率很個(gè)服務(wù)區(qū)的制式，此時(shí)的基站發(fā)射功率很?。ㄐ。?20W）。）。由于通常將小區(qū)繪制成六由于通常將小區(qū)繪制成六角形（實(shí)際小區(qū)覆蓋地域并非六角形），角形（實(shí)際小區(qū)覆蓋地域并非六角形），多個(gè)小區(qū)結(jié)合后看起來很像蜂窩，因此稱多個(gè)小區(qū)結(jié)合后看起來很像蜂窩，因此稱這種組網(wǎng)為蜂窩網(wǎng)這種組網(wǎng)為蜂窩網(wǎng)。 用這種組網(wǎng)方式可以構(gòu)成大區(qū)域大用這種組網(wǎng)方式可以構(gòu)成大區(qū)域大容量的移動通信系統(tǒng)，進(jìn)而形成全省、全容量的移動通信系統(tǒng)，進(jìn)而形成全省、全國或更大的系

8、統(tǒng)。國或更大的系統(tǒng)。 小區(qū)制有以下四個(gè)特點(diǎn)：小區(qū)制有以下四個(gè)特點(diǎn)： (1)基站只提供信道，其交換、控制基站只提供信道，其交換、控制都集中在一個(gè)移動電話交換局（都集中在一個(gè)移動電話交換局（MTSO，Mobile Telephone Switching Office），），或或稱為移動交換中心。其作用相當(dāng)于一個(gè)市稱為移動交換中心。其作用相當(dāng)于一個(gè)市話交換局。而大區(qū)制的信道交換、控制等話交換局。而大區(qū)制的信道交換、控制等功能都集中在基站完成。功能都集中在基站完成。 ( 2 ) 具 有具 有 “ 過 區(qū) 切 換 功 能過 區(qū) 切 換 功 能 ”（Handoff），），簡稱簡稱“過區(qū)過區(qū)”功能。即一個(gè)功

9、能。即一個(gè)移動臺從一個(gè)小區(qū)進(jìn)入另一個(gè)小區(qū)時(shí)，要移動臺從一個(gè)小區(qū)進(jìn)入另一個(gè)小區(qū)時(shí)，要從原基站的信道切換到新基站的信道上來，從原基站的信道切換到新基站的信道上來，而且不能影響正在進(jìn)行的通話。而且不能影響正在進(jìn)行的通話。 (3)具有漫游（具有漫游（Roaming）功能。即功能。即一個(gè)移動臺從本管理區(qū)進(jìn)入到另一個(gè)管理一個(gè)移動臺從本管理區(qū)進(jìn)入到另一個(gè)管理區(qū)時(shí)，其電話號碼不能變，仍然像在原管區(qū)時(shí)，其電話號碼不能變，仍然像在原管理區(qū)一樣能夠被呼叫到。理區(qū)一樣能夠被呼叫到。 (4)具有頻率再用的特點(diǎn)。所謂頻率具有頻率再用的特點(diǎn)。所謂頻率再用是指一個(gè)頻率可以在不同的小區(qū)重復(fù)再用是指一個(gè)頻率可以在不同的小區(qū)重復(fù)使

10、用。由于同頻信道可以重復(fù)使用，再用使用。由于同頻信道可以重復(fù)使用，再用的信道越多，用戶數(shù)也就越多。因此，小的信道越多，用戶數(shù)也就越多。因此，小區(qū)制可以提供比大區(qū)制更大的通信容量。區(qū)制可以提供比大區(qū)制更大的通信容量。幾種頻率的組網(wǎng)方式見圖幾種頻率的組網(wǎng)方式見圖192。圖192 幾種小區(qū)組網(wǎng)圖案(頻率再用) (a) 3 頻率組網(wǎng)方式 (b) 7 頻率組網(wǎng)方式(c) 9 頻率組網(wǎng)方式12312323171665445723213462451598769731847無線覆蓋的區(qū)域結(jié)構(gòu)無線覆蓋的區(qū)域結(jié)構(gòu) (1)小區(qū)。一個(gè)基站或基站的一部分小區(qū)。一個(gè)基站或基站的一部分（扇形天線）所覆蓋的區(qū)域。（扇形天線）

11、所覆蓋的區(qū)域。 (2)基站區(qū)域。由一個(gè)基站的所有小基站區(qū)域。由一個(gè)基站的所有小區(qū)所覆蓋的區(qū)域。區(qū)所覆蓋的區(qū)域。 (3)位置區(qū)。移動臺可以任意移動，位置區(qū)。移動臺可以任意移動，不需要進(jìn)行位置更新的區(qū)域；位置區(qū)可由不需要進(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)組成。一個(gè)或若干個(gè)小區(qū)組成。 (4)MSC區(qū)。一個(gè)區(qū)。一個(gè)MSC所管轄的所有所管轄的所有小區(qū)共同覆蓋的區(qū)域。一個(gè)小區(qū)共同覆蓋的區(qū)域。一個(gè)MSC區(qū)可由一區(qū)可由一個(gè)或若干個(gè)位置區(qū)組成。個(gè)或若干個(gè)位置區(qū)組成。 (5)服務(wù)區(qū)。移動臺可以獲得服務(wù)的服務(wù)區(qū)。移動臺可以獲得服務(wù)的區(qū)域，無需知道移動臺實(shí)際位置而可馬上區(qū)域，無需知道移動臺實(shí)際位置而可馬上

12、通信的區(qū)域。服務(wù)區(qū)由若干個(gè)公用移動電通信的區(qū)域。服務(wù)區(qū)由若干個(gè)公用移動電話網(wǎng)組成。各用戶在通信時(shí)所占用的頻道話網(wǎng)組成。各用戶在通信時(shí)所占用的頻道和時(shí)隙是在呼叫建立階段由網(wǎng)絡(luò)動態(tài)分配和時(shí)隙是在呼叫建立階段由網(wǎng)絡(luò)動態(tài)分配的。各小區(qū)需要在其分配的頻道當(dāng)中，指的。各小區(qū)需要在其分配的頻道當(dāng)中，指配一個(gè)專門的頻道作為所有移動用戶的公配一個(gè)專門的頻道作為所有移動用戶的公用信道，用于基站廣播通用（用信道，用于基站廣播通用（控制）信息控制）信息和移動臺發(fā)送入網(wǎng)申請，其余頻道用于各和移動臺發(fā)送入網(wǎng)申請，其余頻道用于各類業(yè)務(wù)信息的傳播。類業(yè)務(wù)信息的傳播。 移動臺除了在指配的頻道和時(shí)隙中發(fā)送移動臺除了在指配的頻道和

13、時(shí)隙中發(fā)送和接收與自己有關(guān)的信息外，還可以在其和接收與自己有關(guān)的信息外，還可以在其它時(shí)隙檢測或接收周圍基站發(fā)送的廣播信它時(shí)隙檢測或接收周圍基站發(fā)送的廣播信息，因而移動臺可隨時(shí)了解網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀息，因而移動臺可隨時(shí)了解網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)和周圍基站的信號強(qiáng)度，以判斷何時(shí)需態(tài)和周圍基站的信號強(qiáng)度，以判斷何時(shí)需要進(jìn)行過境切換和應(yīng)該向哪一個(gè)基站進(jìn)行要進(jìn)行過境切換和應(yīng)該向哪一個(gè)基站進(jìn)行過境切換。過境切換。由于移動用戶隨時(shí)隨地運(yùn)動，甚至在由于移動用戶隨時(shí)隨地運(yùn)動，甚至在某些移動系統(tǒng)中，移動用戶不通話時(shí)發(fā)射某些移動系統(tǒng)中，移動用戶不通話時(shí)發(fā)射機(jī)是關(guān)閉的，它與交換中心沒有固定的聯(lián)機(jī)是關(guān)閉的，它與交換中心沒有固定的聯(lián)系

14、，因此，移動通信的交換技術(shù)有著自身系，因此，移動通信的交換技術(shù)有著自身的特點(diǎn)：位置登記、波道切換、漫游等。的特點(diǎn)：位置登記、波道切換、漫游等。GSM系統(tǒng)的傳輸方式系統(tǒng)的傳輸方式 GSM系統(tǒng)主要采用了時(shí)分多址系統(tǒng)主要采用了時(shí)分多址（TDMA）技術(shù)，由此引出許多不同的特技術(shù)，由此引出許多不同的特點(diǎn)，并為移動用戶提供更為廣泛的業(yè)務(wù)功點(diǎn)，并為移動用戶提供更為廣泛的業(yè)務(wù)功能。能。 1.TDMA基本概念基本概念 TDMA的基本思想是系統(tǒng)中各移動的基本思想是系統(tǒng)中各移動臺占用同一頻帶，但占用不同的時(shí)隙，即臺占用同一頻帶，但占用不同的時(shí)隙，即在一個(gè)通信網(wǎng)在一個(gè)通信網(wǎng)內(nèi)各臺占用不同的時(shí)隙建立內(nèi)各臺占用不同的時(shí)隙

15、建立通信的方式。通信的方式。 通常，各移動臺只在規(guī)定的時(shí)隙內(nèi)通常，各移動臺只在規(guī)定的時(shí)隙內(nèi)以突發(fā)的形式發(fā)射它的信號，這些信號通以突發(fā)的形式發(fā)射它的信號，這些信號通過基站的控制在時(shí)間上依次排列、互不重過基站的控制在時(shí)間上依次排列、互不重疊；同樣，各移動臺只要在指定時(shí)隙內(nèi)接疊；同樣，各移動臺只要在指定時(shí)隙內(nèi)接收信號，就能從各路信號中把發(fā)給它的信收信號，就能從各路信號中把發(fā)給它的信號區(qū)分出來。實(shí)際上，在號區(qū)分出來。實(shí)際上，在GSM系統(tǒng)中既采系統(tǒng)中既采用了用了TDMA技術(shù)，也采用了技術(shù)，也采用了FDMA技術(shù)。技術(shù)。具體來說就是，在具體來說就是，在GSM的的25MHz帶寬內(nèi)，帶寬內(nèi)，總共分為總共分為12

16、5個(gè)頻道，一個(gè)頻道（即一個(gè)載個(gè)頻道，一個(gè)頻道（即一個(gè)載波）可同時(shí)傳送波）可同時(shí)傳送8個(gè)話路，而一個(gè)頻道占用個(gè)話路，而一個(gè)頻道占用200kHz帶寬，即頻道間隔為帶寬，即頻道間隔為200kHz。這樣，這樣，總共可容納總共可容納1000個(gè)用戶。個(gè)用戶。移動通信系統(tǒng)要進(jìn)行一次正常通話，移動通信系統(tǒng)要進(jìn)行一次正常通話，涉及到位置登記、呼叫處理和越區(qū)切換等涉及到位置登記、呼叫處理和越區(qū)切換等過程。通常移動通信系統(tǒng)將整個(gè)服務(wù)區(qū)分過程。通常移動通信系統(tǒng)將整個(gè)服務(wù)區(qū)分為許多位置區(qū)，并指定不同的識別碼，這為許多位置區(qū)，并指定不同的識別碼，這些位置區(qū)識別碼分別由各區(qū)的廣播控制信些位置區(qū)識別碼分別由各區(qū)的廣播控制信道

17、廣播。道廣播。如圖如圖5.5所示，市話用戶撥移動用戶號所示，市話用戶撥移動用戶號碼，進(jìn)入移動業(yè)務(wù)交換控制中心碼，進(jìn)入移動業(yè)務(wù)交換控制中心MSC，經(jīng)經(jīng)MSC識別確認(rèn)后，變換成移動用戶的識別識別確認(rèn)后，變換成移動用戶的識別碼。碼。來自市話用戶呼叫呼叫識別碼MSCMSBS尋呼信息尋呼響應(yīng)尋呼響應(yīng)選擇空閑信道信道指定發(fā)送檢測音環(huán)回檢測音啟動發(fā)射機(jī)送回鈴音通知振鈴振鈴成功應(yīng)答信息斷回鈴音監(jiān)測通話振鈴調(diào)諧信道信息相符應(yīng)答講話圖圖5.5 市話用戶呼叫移動用戶的控制過程市話用戶呼叫移動用戶的控制過程移動臺若要建立一個(gè)呼叫，需撥被叫移動臺若要建立一個(gè)呼叫，需撥被叫用戶的號碼，再按用戶的號碼，再按“發(fā)送發(fā)送”鍵，

18、移動用戶鍵，移動用戶則開始啟動程序。則開始啟動程序。1 MS （隨機(jī)接入信道）基站。（隨機(jī)接入信道）基站。發(fā)送申請信道，接收成功，分配專用控制信道，發(fā)送申請信道，接收成功，分配專用控制信道，發(fā)送立即指配信道。發(fā)送立即指配信道。2 MS (專用控制信道）專用控制信道） MSC 發(fā)送業(yè)務(wù)請求信息，用戶信息對照，發(fā)送業(yè)務(wù)請求信息，用戶信息對照，VLR ,HLR，用戶認(rèn)證。用戶認(rèn)證。（1）移動臺至固定網(wǎng)的呼叫）移動臺至固定網(wǎng)的呼叫移動用戶由歸屬交換局（或歸屬局）移動用戶由歸屬交換局（或歸屬局）控制區(qū)進(jìn)入被訪交換局控制區(qū)后，仍能獲控制區(qū)進(jìn)入被訪交換局控制區(qū)后，仍能獲得移動業(yè)務(wù)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)功能稱為漫游。得移

19、動業(yè)務(wù)服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)功能稱為漫游。兩地運(yùn)營部門預(yù)先定有協(xié)議，為對方兩地運(yùn)營部門預(yù)先定有協(xié)議，為對方預(yù)留一定數(shù)量的漫游號，用戶漫游前必須預(yù)留一定數(shù)量的漫游號，用戶漫游前必須提出申請。該方式用于提出申請。該方式用于A，B兩地尚未連網(wǎng)兩地尚未連網(wǎng)的情況。的情況。漫游用戶至訪問區(qū)發(fā)起呼叫時(shí)由訪問漫游用戶至訪問區(qū)發(fā)起呼叫時(shí)由訪問區(qū)人工臺輔助完成。區(qū)人工臺輔助完成。這種方式要求網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫通過這種方式要求網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫通過7號信號信令網(wǎng)互連，網(wǎng)絡(luò)可自動檢索漫游用戶的數(shù)令網(wǎng)互連，網(wǎng)絡(luò)可自動檢索漫游用戶的數(shù)據(jù)，并自動分配漫游號，對于用戶來說沒據(jù)，并自動分配漫游號，對于用戶來說沒有任何感覺。有任何感覺。自動漫游過程：自動

20、漫游過程：1進(jìn)入新的無線服務(wù)區(qū)漫游用戶自動在服務(wù)進(jìn)入新的無線服務(wù)區(qū)漫游用戶自動在服務(wù)區(qū)移動交換局進(jìn)行位置登記。區(qū)移動交換局進(jìn)行位置登記。2檢查漫游用戶是否以前登記了，未登記通檢查漫游用戶是否以前登記了，未登記通知?dú)w屬局，把用戶新的位置通知他們。知?dú)w屬局，把用戶新的位置通知他們。3歸屬局將用戶漫游服務(wù)區(qū)數(shù)據(jù)記錄下來。歸屬局將用戶漫游服務(wù)區(qū)數(shù)據(jù)記錄下來。4漫游用戶可以使用和歸屬局相同方法呼叫漫游用戶可以使用和歸屬局相同方法呼叫和處理呼叫。和處理呼叫。切換是移動通信系統(tǒng)的一項(xiàng)重要功能，切換是移動通信系統(tǒng)的一項(xiàng)重要功能，它是移動臺在移動過程中為保持與網(wǎng)絡(luò)的它是移動臺在移動過程中為保持與網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)連接而

21、發(fā)生的波道切換技術(shù)，其含義持續(xù)連接而發(fā)生的波道切換技術(shù)，其含義是指正在通話的是指正在通話的MS從一個(gè)小區(qū)移動到另一從一個(gè)小區(qū)移動到另一小區(qū)時(shí)，移動業(yè)務(wù)交換中心小區(qū)時(shí)，移動業(yè)務(wù)交換中心MSC命令該命令該MS從本小區(qū)的無線信道轉(zhuǎn)接到另一個(gè)小區(qū)從本小區(qū)的無線信道轉(zhuǎn)接到另一個(gè)小區(qū)的無線信道上，以保持通話的連續(xù)性。的無線信道上，以保持通話的連續(xù)性。MS 從一個(gè)小區(qū)到另一個(gè)小區(qū)，根據(jù)信號從一個(gè)小區(qū)到另一個(gè)小區(qū)，根據(jù)信號載波電平、質(zhì)量判斷載波電平、質(zhì)量判斷 是否越區(qū)切換。是否越區(qū)切換。模擬蜂窩系統(tǒng)中，信號強(qiáng)度通過周圍基站模擬蜂窩系統(tǒng)中，信號強(qiáng)度通過周圍基站測量。測量。GSM，基站和，基站和MS都參與越區(qū)切換

22、。都參與越區(qū)切換。MS- 無線電環(huán)境無線電環(huán)境- MS或者相或者相鄰鄰BS 判斷判斷BS-1MS 越區(qū)切換請求（包含越區(qū)切換請求（包含IMS,新新BS位置）位置）2MSC越區(qū)切換請求越區(qū)切換請求 -判斷新判斷新BS是否是本是否是本地地-是是-分配空閑信道分配空閑信道-信道號頻率值信道號頻率值-BS-MS-環(huán)路核準(zhǔn)環(huán)路核準(zhǔn)MSCBS 釋放原信釋放原信道。道。1MSC -新新BS 不是本轄區(qū)不是本轄區(qū)2MSC越區(qū)呼叫請求越區(qū)呼叫請求-新新MSC-VLR尋尋找空閑信道找空閑信道-原原MSC-BS-MS移動通信系統(tǒng)（如移動通信系統(tǒng)（如GSM系統(tǒng)）在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)）在網(wǎng)絡(luò)安全方面提供了較為完備的網(wǎng)絡(luò)安全功能，

23、安全方面提供了較為完備的網(wǎng)絡(luò)安全功能，主要表現(xiàn)在對用戶識別碼的加密，接入網(wǎng)主要表現(xiàn)在對用戶識別碼的加密，接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)采用了對用戶鑒權(quán)，以及對無線路徑絡(luò)時(shí)采用了對用戶鑒權(quán)，以及對無線路徑上傳送的用戶通信信息加密。上傳送的用戶通信信息加密。國際移動用戶識別碼（國際移動用戶識別碼（International Mobile Station Identification，IMSI）是移是移動用戶的特征號碼，一旦被人截獲，就會動用戶的特征號碼，一旦被人截獲，就會讓他人知道行蹤，甚至被他人冒用賬戶，讓他人知道行蹤，甚至被他人冒用賬戶，造成經(jīng)濟(jì)損失。造成經(jīng)濟(jì)損失。為每個(gè)用戶提供了一個(gè)臨時(shí)用戶識別碼為每個(gè)用戶提供

24、了一個(gè)臨時(shí)用戶識別碼TMSI 代替代替IMSI 過程：過程：1MS -位置登記位置登記MSC-VLR新新TMSI+TMSIVLR-HLR用戶鑒權(quán)也稱為用戶認(rèn)證。確認(rèn)移動用戶鑒權(quán)也稱為用戶認(rèn)證。確認(rèn)移動臺通過無線傳送的移動用戶識別碼（臺通過無線傳送的移動用戶識別碼（IMSI）是否是簽約的是否是簽約的IMSI，即確認(rèn)用戶的合法身即確認(rèn)用戶的合法身份，防止無權(quán)用戶接入網(wǎng)絡(luò)。份，防止無權(quán)用戶接入網(wǎng)絡(luò)。用戶鑒權(quán)由鑒權(quán)中心（用戶鑒權(quán)由鑒權(quán)中心（Authority Center，AC）、）、位置寄存器（位置寄存器（VLR）和用和用戶配合完成。戶配合完成。用戶登記用戶登記-分配分配 電話號碼電話號碼+IMSI

25、 SIM 卡寫入卡寫入IMSI -唯一的用戶鑒權(quán)密鑰唯一的用戶鑒權(quán)密鑰ki分別存儲于分別存儲于SIM卡卡+鑒權(quán)中心鑒權(quán)中心鑒權(quán)中心產(chǎn)生鑒權(quán)中心產(chǎn)生RAND ki 產(chǎn)生鑒權(quán)算法產(chǎn)生鑒權(quán)算法信息的加密是指基站和移動臺之間交信息的加密是指基站和移動臺之間交換的用戶信息和用戶參數(shù)不被截獲或監(jiān)聽，換的用戶信息和用戶參數(shù)不被截獲或監(jiān)聽，用戶信息是否需要加密可在呼叫建立時(shí)由用戶信息是否需要加密可在呼叫建立時(shí)由信令指明。信令指明。移動終端與網(wǎng)絡(luò)之間的接口為無線接移動終端與網(wǎng)絡(luò)之間的接口為無線接口，是一個(gè)開放性的接口，它是保證不同口，是一個(gè)開放性的接口，它是保證不同廠家的移動臺與不同廠家的系統(tǒng)設(shè)備之間廠家的移動

26、臺與不同廠家的系統(tǒng)設(shè)備之間互通的主要接口。無線接口自下而上分為互通的主要接口。無線接口自下而上分為三層：物理層（第一層）、數(shù)據(jù)鏈路層三層：物理層（第一層）、數(shù)據(jù)鏈路層（第二層）和信令層（第三層）。（第二層）和信令層（第三層）。GSM系統(tǒng)將無線信道分為兩類：業(yè)務(wù)系統(tǒng)將無線信道分為兩類：業(yè)務(wù)信道（信道（Traffic CHannel，TCH）和控制信和控制信道（道（Control CHannel，CCH）。）。廣播信道供基站發(fā)送單向廣播信息，廣播信道供基站發(fā)送單向廣播信息，使移動臺與網(wǎng)絡(luò)同步。使移動臺與網(wǎng)絡(luò)同步。1 廣播控制信道廣播控制信道 BCCH 廣播通信信息：如：位置識別碼、移動網(wǎng)廣播通信信

27、息：如：位置識別碼、移動網(wǎng)標(biāo)識碼、鄰接小區(qū)基準(zhǔn)頻率和接入?yún)?shù)等。標(biāo)識碼、鄰接小區(qū)基準(zhǔn)頻率和接入?yún)?shù)等。2頻率校正信道頻率校正信道FCCH 攜帶校正攜帶校正MS的頻率信息，使其校正工作頻的頻率信息，使其校正工作頻率。率。3 同步信道同步信道SCH攜帶幁同步攜帶幁同步 BS 識別碼，使識別碼，使MS識別相鄰?fù)R別相鄰?fù)l頻BS 公共控制信道用于系統(tǒng)尋呼和移動臺公共控制信道用于系統(tǒng)尋呼和移動臺接入。接入。(1)尋呼信道尋呼信道 PCH 用于尋呼，下行信道用于尋呼，下行信道BS-MS（2）隨機(jī)信道）隨機(jī)信道RACH MS 向系統(tǒng)申請入網(wǎng)信道是上行信道。向系統(tǒng)申請入網(wǎng)信道是上行信道。MSBS,(3)接入

28、允許信道接入允許信道 MS 分配業(yè)務(wù)信道和獨(dú)立分配業(yè)務(wù)信道和獨(dú)立專用信道專用信道 下行信道下行信道用于在網(wǎng)絡(luò)和移動臺間傳送網(wǎng)絡(luò)消息用于在網(wǎng)絡(luò)和移動臺間傳送網(wǎng)絡(luò)消息以及無線設(shè)備間傳送低層信令消息。以及無線設(shè)備間傳送低層信令消息。（1）獨(dú)立專用控制信道（）獨(dú)立專用控制信道（SDCCH）用于分配用于分配TCH之前的呼叫建立傳送系統(tǒng)信之前的呼叫建立傳送系統(tǒng)信息如：息如： 登記登記 鑒權(quán)鑒權(quán) 是上下行信道是上下行信道（2）慢速隨路控制信道（）慢速隨路控制信道（Slowly Associated Control CHannel，SACCH）與與TCH SDCCH 相關(guān)，采用時(shí)分復(fù)用相關(guān)，采用時(shí)分復(fù)用上行：

29、向網(wǎng)絡(luò)報(bào)告測量值上行：向網(wǎng)絡(luò)報(bào)告測量值 功率電平功率電平下行：系統(tǒng)參數(shù)下行：系統(tǒng)參數(shù) 系統(tǒng)變化系統(tǒng)變化（3）快速隨路控制信道（）快速隨路控制信道（Fast Associated Control CHannel，F(xiàn)ACCH）只與一個(gè)只與一個(gè)TCH 相關(guān)采用相關(guān)采用“中斷中斷突發(fā)突發(fā)”如越區(qū)發(fā)布如越區(qū)發(fā)布當(dāng)當(dāng)MS 在某小區(qū)時(shí)在某小區(qū)時(shí)1 收聽廣播控制信道信息，收聽廣播控制信道信息，尋呼組內(nèi)尋找有尋呼信息；尋呼組內(nèi)尋找有尋呼信息；2有尋呼信息或者有尋呼信息或者M(jìn)S撥打電話，隨機(jī)接入撥打電話，隨機(jī)接入信道向網(wǎng)絡(luò)申請接入，分配專用信令信道；信道向網(wǎng)絡(luò)申請接入，分配專用信令信道；3系統(tǒng)在下行的接入信道上位

30、系統(tǒng)在下行的接入信道上位MS分配專用分配專用控制信道；控制信道；4在專用控制信道上進(jìn)行鑒權(quán)和在專用控制信道上進(jìn)行鑒權(quán)和業(yè)務(wù)信道建立前的信令交換業(yè)務(wù)信道建立前的信令交換5進(jìn)入業(yè)務(wù)信道，進(jìn)入業(yè)務(wù)信道，6專用控制信道和業(yè)務(wù)信道傳送信息時(shí)，慢專用控制信道和業(yè)務(wù)信道傳送信息時(shí)，慢速隨路信道用于傳送測量信息，越區(qū)時(shí)中速隨路信道用于傳送測量信息，越區(qū)時(shí)中用快速隨路控制信道用快速隨路控制信道無線接口的數(shù)據(jù)鏈路層采用一種類似無線接口的數(shù)據(jù)鏈路層采用一種類似于于D通道鏈路接入?yún)f(xié)議（通道鏈路接入?yún)f(xié)議（Link Access Protocol of D-channel，LAPD），），為了與為了與LAPD相區(qū)別加上相

31、區(qū)別加上“m”腳標(biāo)（表示移動的腳標(biāo)（表示移動的意思），稱為意思），稱為LAPDm。無線接口第三層是收發(fā)和處理信令消無線接口第三層是收發(fā)和處理信令消息的實(shí)體，由無線資源管理來建立、改變息的實(shí)體，由無線資源管理來建立、改變和釋放無線信道，包括三個(gè)功能子層：無和釋放無線信道，包括三個(gè)功能子層：無線資源管理（線資源管理（Radio Resource management，RR）、）、移動性管理（移動性管理（Mobile Management，M M ） 和 連 接 管 理 （和 連 接 管 理 （ C o n n e c t i o n Management，CM）。）。在在GSM系統(tǒng)中，基站子系統(tǒng)（

32、系統(tǒng)中，基站子系統(tǒng)（Base Station Subsystem，BSS）可分為兩部分，可分為兩部分，即基站收發(fā)信臺（即基站收發(fā)信臺（Base Transceiver Station，BTS）和基站控制器（和基站控制器（Base Station Controller，BSC）。）。A-bis接口信令分為三層結(jié)構(gòu)。第二層接口信令分為三層結(jié)構(gòu)。第二層采用采用D通道鏈路接入?yún)f(xié)議（通道鏈路接入?yún)f(xié)議（LAPD），），第三第三層有三個(gè)實(shí)體：業(yè)務(wù)管理過程、網(wǎng)絡(luò)管理層有三個(gè)實(shí)體：業(yè)務(wù)管理過程、網(wǎng)絡(luò)管理過程和第二層管理過程，分別對應(yīng)于業(yè)務(wù)過程和第二層管理過程，分別對應(yīng)于業(yè)務(wù)接入點(diǎn)標(biāo)識接入點(diǎn)標(biāo)識 （Service

33、 Access Point Identification，SAPI）取值取值0，62和和63。A接口信令采用接口信令采用7號信令作為消息傳送號信令作為消息傳送協(xié)議。協(xié)議。GSM規(guī)范將規(guī)范將A接口信令歸為三層結(jié)接口信令歸為三層結(jié)構(gòu)，即物理層、鏈路層和應(yīng)用層。構(gòu)，即物理層、鏈路層和應(yīng)用層。如圖如圖5.15所示，移動交換系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)所示，移動交換系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)接口主要有接口主要有BG六種接口。六種接口。BCGFDEMSCVLRMSCEIRHLR/AUCVLR圖5.15 網(wǎng)絡(luò)接口示意圖（1）B接口接口移動交換中心（移動交換中心（MSC）與訪問位置寄與訪問位置寄存器（存器（VLR）之間的接口。之間的接口。（2

34、）C接口接口移動交換中心（移動交換中心（MSC）與歸屬位置寄與歸屬位置寄存器存器/認(rèn)證中心（認(rèn)證中心（HLR/AUC）之間的接口。之間的接口。（3）D接口接口歸屬位置寄存器（歸屬位置寄存器（HLR）與訪問位置與訪問位置寄存器（寄存器（VLR）之間的接口。之間的接口。（4）E接口接口移動交換中心（移動交換中心（MSC）之間的接口。之間的接口。（5）F接口接口移動交換中心（移動交換中心（MSC）與設(shè)備識別寄與設(shè)備識別寄存器（存器（EIR）之間的接口。之間的接口。（6）G接口接口訪問位置寄存器（訪問位置寄存器（VLR）之間的接口。之間的接口。這是在這是在HLR和和VLR之間傳送的程序，之間傳送的程序，是是MAP規(guī)程中最重要的一部分，這一程序規(guī)程中最重要的一部分，這一程序主要用于位置信息的更