第5章 移動交換技術

1、1第第5章章 移動交換技術移動交換技術25.1 移動通信系統(tǒng)的結構和接口3一移動通信系統(tǒng)的基本特性一移動通信系統(tǒng)的基本特性 1.移動用戶的移動性，網(wǎng)絡必須隨時確定用戶移動用戶的移動性，網(wǎng)絡必須隨時確定用戶當前所在的位置區(qū)，以完成呼叫、接續(xù)等功當前所在的位置區(qū)，以完成呼叫、接續(xù)等功能能 。2.頻率資源的有限性，因此如何提高頻率資源頻率資源的有限性，因此如何提高頻率資源的的利用率是發(fā)展移動通信要解決的主要問的的利用率是發(fā)展移動通信要解決的主要問題。題。 4二二 移動通信系統(tǒng)的結構移動通信系統(tǒng)的結構 5 數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)由移動交換子系統(tǒng)（數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)由移動交換子系統(tǒng)（MSSMSS）、基）、基

2、站子系統(tǒng)（站子系統(tǒng)（BSSBSS）、操作維護中心（）、操作維護中心（OMCOMC）、移動用戶設備、）、移動用戶設備、中繼線路及其傳輸設備組成。中繼線路及其傳輸設備組成。 移動交換子系統(tǒng)（移動交換子系統(tǒng)（MSS）由移動關口局（由移動關口局（GMSC）、）、移動業(yè)務交換中心（移動業(yè)務交換中心（MSC）、）、拜訪位置寄存器（拜訪位置寄存器（VLR）、）、歸屬位置寄存器（歸屬位置寄存器（HLR）、）、用戶鑒權中心（用戶鑒權中心（AUC）和設備和設備識別寄存器（識別寄存器（EIR）、短消息業(yè)務中心（）、短消息業(yè)務中心（SMC）、移動業(yè)）、移動業(yè)務匯接中心（務匯接中心（TMSC）及信令轉(zhuǎn)接點（）及信令轉(zhuǎn)接

3、點（STP）等組成。）等組成。 基站子系統(tǒng)（基站子系統(tǒng)（BSSBSS）由基站控制器（）由基站控制器（BSCBSC）和基站收）和基站收/ /發(fā)信臺（發(fā)信臺（BTSBTS）組成。）組成。 61.1.基站子系統(tǒng)基站子系統(tǒng)BSS 基站子系統(tǒng)基站子系統(tǒng)BSS可分為兩部分。通過無線接口與移動臺相連的基站收可分為兩部分。通過無線接口與移動臺相連的基站收發(fā)信臺（發(fā)信臺（BTS）以及與移動交換中心相連的基站控制器（）以及與移動交換中心相連的基站控制器（BSC），），BTS負責無線傳輸、負責無線傳輸、BSC負責控制與管理。負責控制與管理。 基站收發(fā)臺基站收發(fā)臺(BTS)(BTS)包括無線傳輸所需要的各種硬件和軟件

4、，如發(fā)射機、包括無線傳輸所需要的各種硬件和軟件，如發(fā)射機、接收機、支持各種小區(qū)結構接收機、支持各種小區(qū)結構( (如全向、扇形、星狀和鏈狀如全向、扇形、星狀和鏈狀) )所需要的天線，所需要的天線，連接基站控制器的接口電路以及收發(fā)臺本身所需要的檢測和控制裝置等。連接基站控制器的接口電路以及收發(fā)臺本身所需要的檢測和控制裝置等。完成完成BSCBSC與無線信道之間的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)與無線信道之間的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)BTSBTS與與MSMS之間通過空中接口的無線之間通過空中接口的無線傳輸及相關的控制功能。傳輸及相關的控制功能。 BSCBSC是基站系統(tǒng)（是基站系統(tǒng)（BSSBSS）的控制部分，在）的控制部分，在BSSBSS

5、中起交換作用。中起交換作用。 BSCBSC一端可與多個一端可與多個BTSBTS相連，另一端與相連，另一端與MSCMSC和操作維護中心和操作維護中心OMCOMC相連，相連，BSCBSC面向無線網(wǎng)絡，主要負責完成無線網(wǎng)絡管理、無線資源管理及無線基面向無線網(wǎng)絡，主要負責完成無線網(wǎng)絡管理、無線資源管理及無線基站的監(jiān)視管理，控制移動臺和站的監(jiān)視管理，控制移動臺和BTSBTS無線連接的建立、接續(xù)和拆除等管理，無線連接的建立、接續(xù)和拆除等管理，控制完成移動臺的定位、切換和尋呼，提供語音編碼、碼型變換和速率控制完成移動臺的定位、切換和尋呼，提供語音編碼、碼型變換和速率適配等功能，并能完成對基站子系統(tǒng)的操作維護

6、功能。適配等功能，并能完成對基站子系統(tǒng)的操作維護功能。 7 移動業(yè)務交換中心移動業(yè)務交換中心MSC是對位于其所覆蓋區(qū)內(nèi)的移動臺是對位于其所覆蓋區(qū)內(nèi)的移動臺進行控制、交換的功能實體，也是移動通信系統(tǒng)與公用電話進行控制、交換的功能實體，也是移動通信系統(tǒng)與公用電話網(wǎng)網(wǎng)PSTN，綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)，綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)ISDN，分組交換網(wǎng)，分組交換網(wǎng)PSPDN及其它及其它移動通信網(wǎng)的接口。移動通信網(wǎng)的接口。 MSC除了完成固定網(wǎng)中交換中心所完成的呼叫控制等功除了完成固定網(wǎng)中交換中心所完成的呼叫控制等功能外，還要完成無線資源的管理，移動性管理等功能。能外，還要完成無線資源的管理，移動性管理等功能。 為了建立至移動

7、臺的呼叫路由，每個為了建立至移動臺的呼叫路由，每個MSC還應能完成入還應能完成入口口(GMSC)的功能，即查詢移動臺位置信息的功能。的功能，即查詢移動臺位置信息的功能。 MSC從三種數(shù)據(jù)庫，拜訪位置寄存器（從三種數(shù)據(jù)庫，拜訪位置寄存器（VLR）、歸屬位）、歸屬位置寄存器（置寄存器（HLR）和鑒權中心（）和鑒權中心（AUC）中取得處理用戶呼叫）中取得處理用戶呼叫請求所需的全部數(shù)據(jù)。請求所需的全部數(shù)據(jù)。2.2.移動業(yè)務交換中心移動業(yè)務交換中心MSC 83.3.來訪位置寄存器來訪位置寄存器VLR VLR是一個數(shù)據(jù)庫，用來存儲所有當前在其管理區(qū)域活是一個數(shù)據(jù)庫，用來存儲所有當前在其管理區(qū)域活動的移動臺

8、有關數(shù)據(jù)：動的移動臺有關數(shù)據(jù)：IMSI、MSISDN、TMSI、MS登記所登記所在的位置區(qū)、補充業(yè)務參數(shù)、在的位置區(qū)、補充業(yè)務參數(shù)、始發(fā)始發(fā)CAMEL簽約信息簽約信息O-CSI、終結終結CAMEL簽約信息簽約信息T-CSI等等。 VLR是一個動態(tài)用戶數(shù)據(jù)庫。是一個動態(tài)用戶數(shù)據(jù)庫。VLR從移動用戶的歸屬位從移動用戶的歸屬位置寄存器（置寄存器（HLR）處獲取并存貯必要的數(shù)據(jù)，一旦移動用戶）處獲取并存貯必要的數(shù)據(jù)，一旦移動用戶離開該離開該VLR的控制區(qū)域，在另一個的控制區(qū)域，在另一個VLR登記，原登記，原VLR將取消將取消該移動用戶的數(shù)據(jù)記錄。該移動用戶的數(shù)據(jù)記錄。 VLR通常與通常與MSC合設在同

9、一個物理實體中。合設在同一個物理實體中。94.4.歸屬位置寄存器歸屬位置寄存器HLR HLR是管理部門用于移動用戶管理的數(shù)據(jù)庫。每個移動是管理部門用于移動用戶管理的數(shù)據(jù)庫。每個移動用戶都應在某個歸屬位置寄存器注冊登記。用戶都應在某個歸屬位置寄存器注冊登記。HLR中主要存儲中主要存儲兩類信息：兩類信息： 用戶的用戶數(shù)據(jù)，包括移動用戶識別號碼用戶的用戶數(shù)據(jù)，包括移動用戶識別號碼IMSI、MSISDN、基本電信業(yè)務簽約信息、業(yè)務限制（例如限制漫、基本電信業(yè)務簽約信息、業(yè)務限制（例如限制漫游）和游）和始發(fā)始發(fā)CAMEL簽約信息簽約信息O-CSI、終結、終結CAMEL簽約信息簽約信息T-CSI等等數(shù)據(jù)；

10、數(shù)據(jù)； 用戶目前所處位置（當前所在的用戶目前所處位置（當前所在的MSC、VLR地址）的信地址）的信息，以便建立至移動臺的呼叫路由。息，以便建立至移動臺的呼叫路由。 105.5.鑒權中心鑒權中心AUC AUC屬于屬于HLR的一個功能單元部分，專門用于的一個功能單元部分，專門用于GSM系統(tǒng)的安全性管理。系統(tǒng)的安全性管理。 鑒權中心產(chǎn)生移動用戶的鑒權三參數(shù)組（隨機數(shù)鑒權中心產(chǎn)生移動用戶的鑒權三參數(shù)組（隨機數(shù)RAND、符號響應、符號響應SRES、加密鍵、加密鍵Kc），用來鑒權），用來鑒權用戶身份的合法性以及對無線接口上的話音、數(shù)據(jù)、用戶身份的合法性以及對無線接口上的話音、數(shù)據(jù)、信令信號進行加密，防止無

11、權用戶接入和保證移動信令信號進行加密，防止無權用戶接入和保證移動用戶通信的安全。用戶通信的安全。 通常，通常，HLR、AUC合設于一個物理實體中。合設于一個物理實體中。 116.6.設備識別寄存器設備識別寄存器EIR 設備識別寄存器設備識別寄存器EIR存儲有關移動臺設備參存儲有關移動臺設備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫。在數(shù)的數(shù)據(jù)庫。在EIR中存有網(wǎng)中所有移動臺設備中存有網(wǎng)中所有移動臺設備的識別碼的識別碼IMEI和設備狀態(tài)標志和設備狀態(tài)標志(白色、灰色、黑白色、灰色、黑色色)。 在我國的移動通信系統(tǒng)中，沒有設置設備在我國的移動通信系統(tǒng)中，沒有設置設備識別寄存器識別寄存器EIR。 127.7.短消息中心（短消息中

12、心（SMC） 短消息中心提供短消息業(yè)務功能。短消息中心提供短消息業(yè)務功能。 短消息業(yè)務（短消息業(yè)務（SHORT MESSAGE SERVICE：SMS）提供在）提供在GSM網(wǎng)絡中移動用戶和移動用戶之間發(fā)網(wǎng)絡中移動用戶和移動用戶之間發(fā)送信息長度較短的信息。送信息長度較短的信息。 點對點短消息業(yè)務包括移動臺點對點短消息業(yè)務包括移動臺MS發(fā)起的短消息業(yè)發(fā)起的短消息業(yè)務務MO/PP及移動臺終止的短消息業(yè)務及移動臺終止的短消息業(yè)務MT/PP。點對點。點對點短消息的傳遞與發(fā)送由短消息中心短消息的傳遞與發(fā)送由短消息中心SMC進行中繼。進行中繼。 短消息中心的作用像郵局一樣，接收來自各方面的短消息中心的作用像

13、郵局一樣，接收來自各方面的郵件，然后把它們進行分揀，再發(fā)給各個用戶。短消息郵件，然后把它們進行分揀，再發(fā)給各個用戶。短消息中心的主要功能是接收、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)用戶的短消息。中心的主要功能是接收、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)用戶的短消息。 135.1.2 5.1.2 移動通信系統(tǒng)的接口移動通信系統(tǒng)的接口 vUm接口：是用戶終端設備接口：是用戶終端設備MSMS與基站之間的空中無線接口。與基站之間的空中無線接口。 vA- -bis接口：基站收發(fā)信機接口：基站收發(fā)信機BTSBTS與基站控制器與基站控制器BSCBSC之間的接口之間的接口 vA接口：基站控制器接口：基站控制器BSC與移動交換中心與移動交換中心MSC之間的信令接

14、口。之間的信令接口。vB B接口：接口：MSCMSC與來訪位置寄存器與來訪位置寄存器VLRVLR之間的接口。由于之間的接口。由于MSCMSC與來訪與來訪位置寄存器位置寄存器VLRVLR通常設置在同一個物理設備中，該接口一般為通常設置在同一個物理設備中，該接口一般為內(nèi)部接口。內(nèi)部接口。vC C接口：接口：MSCMSC與歸屬位置寄存器與歸屬位置寄存器HLRHLR之間的接口之間的接口 vD D接口：來訪位置寄存器接口：來訪位置寄存器VLRVLR與歸屬位置寄存器與歸屬位置寄存器HLRHLR之間的接口。之間的接口。 vE E接口：不同的移動交換中心接口：不同的移動交換中心MSCMSC之間的接口。之間的接

15、口。 vG G接口：不同的來訪位置寄存器接口：不同的來訪位置寄存器VLRVLR之間的接口。之間的接口。 145.1.3 5.1.3 移動通信系統(tǒng)中位置信息的表示方法移動通信系統(tǒng)中位置信息的表示方法 小區(qū)是由一個基站（全向天線）或一個基站的一個扇形天線所覆蓋的區(qū)域 基站區(qū)是由一個基站提供服務的所有小區(qū)所覆蓋的區(qū)域 若干個小區(qū)組成一個位置區(qū)（LAI）。當移動用戶在同一個位置區(qū)內(nèi)移動時不必向系統(tǒng)進行位置更新。當呼叫某個被叫移動臺時，只需在其所在的位置區(qū)下屬的各小區(qū)中尋呼。 一個MSC業(yè)務區(qū)是由一個MSC所管轄的所有小區(qū)共同覆蓋的區(qū)域，由一個或幾個位置區(qū)組成 一個運營商的所有MSC業(yè)務區(qū)組成的區(qū)域 G

16、SM服務區(qū)由全球各個國家的PLMN網(wǎng)絡所組成 155.2 移動通信系統(tǒng)的編號計劃移動通信系統(tǒng)的編號計劃161.1.移動用戶的移動用戶的ISDN號碼號碼(MSISDN) MSISDN是主叫用戶為呼叫數(shù)字公用陸地蜂窩移動用戶時所需撥的是主叫用戶為呼叫數(shù)字公用陸地蜂窩移動用戶時所需撥的號碼。號碼。 移動用戶的移動用戶的ISDN號碼由兩部分組成：國家號碼國內(nèi)有效移動用號碼由兩部分組成：國家號碼國內(nèi)有效移動用戶電話號碼。我國的國家號碼為戶電話號碼。我國的國家號碼為86，國內(nèi)有效電話號碼為一個十一位數(shù)，國內(nèi)有效電話號碼為一個十一位數(shù)字的等長號碼，其結構為：字的等長號碼，其結構為：N1N2N3H0H1H2H

17、3ABCD 其中其中N1N2N3為數(shù)字蜂窩移動業(yè)務接入號，目前中國移動為數(shù)字蜂窩移動業(yè)務接入號，目前中國移動GSM移動移動通信網(wǎng)的業(yè)務接入號為通信網(wǎng)的業(yè)務接入號為135139，中國聯(lián)通，中國聯(lián)通GSM移動通信網(wǎng)的業(yè)務接入移動通信網(wǎng)的業(yè)務接入號為號為130132，中國聯(lián)通，中國聯(lián)通CDMA移動通信網(wǎng)的業(yè)務接入號為移動通信網(wǎng)的業(yè)務接入號為133。 H0H1H2H3是是HLR 識別碼，識別碼，H0H1H2全國統(tǒng)一分配，全國統(tǒng)一分配，H3省內(nèi)分配。省內(nèi)分配。 ABCD為每個為每個HLR中移動用戶的號碼中移動用戶的號碼172.2.國際移動用戶識別碼國際移動用戶識別碼IMSI 國際移動用戶識別碼（國際移動

18、用戶識別碼（IMSI）是在數(shù)字公用陸地蜂窩移動通信網(wǎng)中，）是在數(shù)字公用陸地蜂窩移動通信網(wǎng)中，唯一的識別一個移動用戶的號碼，為一個唯一的識別一個移動用戶的號碼，為一個15位數(shù)字的號碼，結構為：位數(shù)字的號碼，結構為： 移動國家號移動國家號MCC移動網(wǎng)號移動網(wǎng)號MNC移動用戶識別碼移動用戶識別碼MSIN 國際移動用戶識別碼（國際移動用戶識別碼（IMSI）由移動用戶國家號碼）由移動用戶國家號碼MCC，移動用戶，移動用戶所歸屬所歸屬PLMN的網(wǎng)號的網(wǎng)號MNC，移動用戶識別號碼，移動用戶識別號碼MSIN三部分組成，總長度三部分組成，總長度為為15位。位。 移動國家號碼移動國家號碼MCC，由，由3位數(shù)字組成

19、，唯一地表示移動用戶所屬的國位數(shù)字組成，唯一地表示移動用戶所屬的國家，我國的移動用戶國家號碼為家，我國的移動用戶國家號碼為460。 移動網(wǎng)號移動網(wǎng)號MNC，用來識別移動用戶歸屬的移動網(wǎng)，中國移動，用來識別移動用戶歸屬的移動網(wǎng)，中國移動900/1800MHz TDMA 數(shù)字公用蜂窩移動通信網(wǎng)號為數(shù)字公用蜂窩移動通信網(wǎng)號為00，中國聯(lián)通，中國聯(lián)通900/1800MHz TDMA 數(shù)字公用蜂窩移動通信網(wǎng)號為數(shù)字公用蜂窩移動通信網(wǎng)號為01，中國聯(lián)通，中國聯(lián)通CDMA移動通信網(wǎng)號為移動通信網(wǎng)號為0303。 移動用戶識別號碼是一個十位數(shù)字的等長號碼，可由各運營商自行確移動用戶識別號碼是一個十位數(shù)字的等長號

20、碼，可由各運營商自行確定編號原則定編號原則, ,但移動用戶識別號碼的前四位與但移動用戶識別號碼的前四位與H H0 0H H1 1H H2 2H H3 3之間應有一定的對應之間應有一定的對應關系。關系。183.3.移動用戶漫游號碼移動用戶漫游號碼MSRN 移動用戶漫游號碼移動用戶漫游號碼MSRN是是當呼叫一個移動用戶時，為當呼叫一個移動用戶時，為使網(wǎng)絡進行路由再選擇，使網(wǎng)絡進行路由再選擇，VLR臨時分配給移動用戶的一個號臨時分配給移動用戶的一個號碼，結構為碼，結構為13SM0M1M2M3ABC。 M0M1M2M3的數(shù)值與的數(shù)值與H0H1H2H3相同相同 ABC為各移動局中臨時分配給移動用戶的號碼

21、為各移動局中臨時分配給移動用戶的號碼 MSRN是在一次接續(xù)中臨時分配給漫游用戶的，供入口是在一次接續(xù)中臨時分配給漫游用戶的，供入口MSC選擇路由用，一旦接續(xù)完畢即釋放該號碼，以便分配選擇路由用，一旦接續(xù)完畢即釋放該號碼，以便分配給其他的呼叫使用。該號碼對用戶是透明的。給其他的呼叫使用。該號碼對用戶是透明的。 194.4.臨時移動用戶識別碼臨時移動用戶識別碼TMSI 為了對為了對IMSI保密，保密，VLR可給來訪移動用戶分配可給來訪移動用戶分配一個唯一的一個唯一的TMSI號碼，它僅在本地使用，為一個號碼，它僅在本地使用，為一個4字節(jié)的字節(jié)的BCD編碼。由各個編碼。由各個VLR自行分配。自行分配。

22、 205.5.位置區(qū)識別碼位置區(qū)識別碼LAI 位置區(qū)由若干個基站區(qū)組成，當移動臺在同一位置區(qū)位置區(qū)由若干個基站區(qū)組成，當移動臺在同一位置區(qū)內(nèi)時可不必向系統(tǒng)進行強迫位置登記。當呼叫某一移動用內(nèi)時可不必向系統(tǒng)進行強迫位置登記。當呼叫某一移動用戶時，只需在該移動臺當前所在的位置區(qū)下屬的各小區(qū)中戶時，只需在該移動臺當前所在的位置區(qū)下屬的各小區(qū)中尋呼即可。尋呼即可。 位置區(qū)識別碼位置區(qū)識別碼LAI由三部分組成：由三部分組成： 移動國家號移動國家號MCC移動網(wǎng)號移動網(wǎng)號MNCLAC 其中其中MCC、MNC與國際移動用戶識別碼（與國際移動用戶識別碼（IMSI）中）中的編碼相同，的編碼相同，LAC為為2字節(jié)字

23、節(jié)16進制的進制的BCD碼，表示為碼，表示為L1L2L3L4。其中。其中L1L2全國統(tǒng)一分配，全國統(tǒng)一分配，L1L2L3L4全為全為0的編的編號不用。號不用。L3L4由各省分配。由各省分配。 216.MSC/VLR 號碼號碼 用于在七號信令消息中識別用于在七號信令消息中識別MSC/VLR的號碼，的號碼，規(guī)定為規(guī)定為13S M0 M1M2M3，其中，其中M0M1M2M3的數(shù)值的數(shù)值與與H0H1H2H3相同。相同。 227.HLR號碼號碼 在在7信令消息中用來對信令消息中用來對HLR尋址的號碼，尋址的號碼，HLR的號碼規(guī)定為的號碼規(guī)定為13S H0H1H2H30000。 238.8.切換號碼切換號

24、碼HON 當進行移動局間切換時，為選擇路由，由目標當進行移動局間切換時，為選擇路由，由目標MSC(即切換要轉(zhuǎn)到的即切換要轉(zhuǎn)到的MSC)臨時分配給移動用戶的臨時分配給移動用戶的一個號碼。一個號碼。 切換號碼切換號碼HON 的結構與的結構與漫游號碼漫游號碼MSRN 的結的結構類似。構類似。245.3 移動交換信令系統(tǒng)移動交換信令系統(tǒng)255.3.1 5.3.1 移動交換信令系統(tǒng)的結構移動交換信令系統(tǒng)的結構 Um接口A-Bis接口A接口265.3.2 Um接口協(xié)議分層結構接口協(xié)議分層結構 第一層是物理層，該層為無線接口最低層，物理層提供無線鏈路的傳輸通道，為高層提供不同功能的邏輯信道，包括業(yè)務信道TC

25、H和控制信道，業(yè)務信道TCH主要用于傳送編碼語音和數(shù)據(jù)，控制信道主要傳送用于電路交換的信令信息及移動管理和接入管理的信令信息。 第二層是信令鏈路層，該層為MS和BTS之間提供了可靠的專用數(shù)據(jù)鏈路，基于ISDN的D信道鏈路接入?yún)f(xié)議（LAPD），同時也加入了一些移動應用方面的GSM特有的協(xié)議，一般稱為LAPDm協(xié)議。 第三層是應用層，該層主要負責控制和管理的協(xié)議層，把用戶和系統(tǒng)控制過程的信息按一定的協(xié)議分組安排到指定的邏輯信道上。它包括了CM、MM、RR三個子層，CM子層可完成呼叫控制（CC）、補充業(yè)務管理（SS）和短消息業(yè)務管理（SMS）等功能，MM子層主要完成位置更新、鑒權和TMSI的再分配，

26、RR子層完成專用無線信道連接的建立、操作和釋放。 271.無線接口無線接口中的信道中的信道 無線接口無線接口中的信道分為物理信道和邏輯信道，一個物理信中的信道分為物理信道和邏輯信道，一個物理信道是一個時隙（道是一個時隙（TS），而邏輯信道是根據(jù)），而邏輯信道是根據(jù)BTS與與MS之間傳遞之間傳遞的信息種類的不同而定義的，這些邏輯信道映射到物理信道的信息種類的不同而定義的，這些邏輯信道映射到物理信道上傳送。上傳送。 從從BTS到到MS的方向稱為下行鏈路，相反的方向稱為上行的方向稱為下行鏈路，相反的方向稱為上行鏈路。鏈路。 邏輯信道又分為兩大類，業(yè)務信道和控制信道。邏輯信道又分為兩大類，業(yè)務信道和控

27、制信道。 1、業(yè)務信道（、業(yè)務信道（TCH）用于傳送編碼后的話音或數(shù)據(jù)信息。）用于傳送編碼后的話音或數(shù)據(jù)信息。 2、控制信道（、控制信道（CCH）可分為廣播信道、公共控制信道和專）可分為廣播信道、公共控制信道和專用控制信道。用控制信道。 28（1 1）廣播信道（）廣播信道（BCH） 廣播信道分為頻率校正信道、同步信道、廣播控制信道。廣播信道分為頻率校正信道、同步信道、廣播控制信道。這三種信道都是下行信道，可完成點對多點的信息傳輸。它這三種信道都是下行信道，可完成點對多點的信息傳輸。它用于向移動臺廣播不同的信息，包括移動臺在系統(tǒng)中登記所用于向移動臺廣播不同的信息，包括移動臺在系統(tǒng)中登記所必要的信

28、息。必要的信息。 頻率校正信道（頻率校正信道（FCCH）用于向移動臺傳送頻率校正信用于向移動臺傳送頻率校正信號，使移動臺能調(diào)諧到相應的頻率上。號，使移動臺能調(diào)諧到相應的頻率上。 同步信道同步信道 （SCH）向移動臺傳送幀同步和基站識別碼向移動臺傳送幀同步和基站識別碼（BSIC）。）。 廣播控制信道（廣播控制信道（BCCH）向移動臺傳送小區(qū)的通用消息，向移動臺傳送小區(qū)的通用消息，包括位置區(qū)識別碼，小區(qū)內(nèi)允許的最大輸出功率，相鄰小區(qū)包括位置區(qū)識別碼，小區(qū)內(nèi)允許的最大輸出功率，相鄰小區(qū)的的BCCH載頻等信息。載頻等信息。 29（2 2）公共控制信道（）公共控制信道（CCCH） 公共控制信道包括尋呼信

29、道、隨機接入信道、允許接公共控制信道包括尋呼信道、隨機接入信道、允許接入信道三種。入信道三種。 尋呼信道（尋呼信道（PCH）：下行信道，用于尋呼移動臺。：下行信道，用于尋呼移動臺。 隨機接入信道（隨機接入信道（RACH）：點對點上行信道，用于移：點對點上行信道，用于移動臺向系統(tǒng)申請專用控制信道。動臺向系統(tǒng)申請專用控制信道。 允許接入信道（允許接入信道（AGCH）：點對點下行信道，用于向：點對點下行信道，用于向移動臺發(fā)送系統(tǒng)分配給該移動臺的專用信道號并通知移移動臺發(fā)送系統(tǒng)分配給該移動臺的專用信道號并通知移動臺允許接入。動臺允許接入。 30（3 3）專用控制信道（）專用控制信道（DCCH） 專用控

30、制信道包括獨立專用控制信道（專用控制信道包括獨立專用控制信道（SDCCH）、慢）、慢速隨路控制信道（速隨路控制信道（SACCH）、快速隨路控制信道）、快速隨路控制信道（FACCH）。）。 獨立專用控制信道（獨立專用控制信道（SDCCH）：點對點下行信道，用：點對點下行信道，用于移動臺呼叫建立之前傳送系統(tǒng)信息，如登記和鑒權等。于移動臺呼叫建立之前傳送系統(tǒng)信息，如登記和鑒權等。 慢速隨路控制信道（慢速隨路控制信道（SACCH）：用于傳送服務小區(qū)及：用于傳送服務小區(qū)及相鄰小區(qū)的信號強度、移動臺功率等級等數(shù)據(jù)。相鄰小區(qū)的信號強度、移動臺功率等級等數(shù)據(jù)。 快速隨路控制信道（快速隨路控制信道（FACCH）

31、：用于傳送速度要求高：用于傳送速度要求高的信令信息。的信令信息。 312.2.數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層(第二層第二層) 第二層協(xié)議稱為第二層協(xié)議稱為LAPDm，它是在，它是在ISDN的的LAPD協(xié)議協(xié)議基礎上作少量修改形成的。修改原則是盡量減少不必要的基礎上作少量修改形成的。修改原則是盡量減少不必要的字段以節(jié)省信道資源。與字段以節(jié)省信道資源。與ISDN的的LAPD協(xié)議的主要不同之協(xié)議的主要不同之處在于取消幀定界標志和幀校驗序列，因為其功能已由處在于取消幀定界標志和幀校驗序列，因為其功能已由TDMA系統(tǒng)的定位和信道糾錯編碼完成。系統(tǒng)的定位和信道糾錯編碼完成。 LAPDm支持兩種操作：支持兩種操作：

32、1無確認操作，其信息采用無編號信息幀無確認操作，其信息采用無編號信息幀UI傳輸，無流量傳輸，無流量控制和差錯校正功能?？刂坪筒铄e校正功能。 2確認操作，使用多幀方式傳輸?shù)谌龑有畔?，可維持所傳確認操作，使用多幀方式傳輸?shù)谌龑有畔ⅲ删S持所傳送的各幀的順序，可完成流量控制功能，對沒有確認的幀送的各幀的順序，可完成流量控制功能，對沒有確認的幀采用重發(fā)來糾正錯誤，對不能糾正的錯誤則報告到移動管采用重發(fā)來糾正錯誤，對不能糾正的錯誤則報告到移動管理實體。理實體。323.3.信令層信令層(第三層第三層) 第三層是收發(fā)和處理信令消息的實體，包括三個功能子層。第三層是收發(fā)和處理信令消息的實體，包括三個功能子層。

33、 RR(無線資源管理無線資源管理) 其作用是對無線信道進行分配、釋放、切換、性能監(jiān)視和控制，共其作用是對無線信道進行分配、釋放、切換、性能監(jiān)視和控制，共定義了八個信令過程。定義了八個信令過程。 MM(移動性管理移動性管理) 定義了移動用戶位置更新、定期更新、鑒權、開機接入、關機退出、定義了移動用戶位置更新、定期更新、鑒權、開機接入、關機退出、TMSI重新分配和設備識別等七個過程。重新分配和設備識別等七個過程。 CM(連接管理連接管理) 負責呼叫控制，包括補充業(yè)務和短消息負責呼叫控制，包括補充業(yè)務和短消息SMS的控制。由于有的控制。由于有MM子子層的屏蔽，層的屏蔽，CM子層已感覺不到用戶的移動性

34、。其控制機理繼承子層已感覺不到用戶的移動性。其控制機理繼承ISDN，包括去話建立、來話建立、呼叫中改變傳輸模式、包括去話建立、來話建立、呼叫中改變傳輸模式、MM連接中斷后呼叫連接中斷后呼叫重建和重建和DTMF傳送等五個信令過程。傳送等五個信令過程。 335.3.3 A-bis5.3.3 A-bis接口信令接口信令 A-bis A-bis接口是基站收發(fā)信系統(tǒng)接口是基站收發(fā)信系統(tǒng)(BTS)和基站控制器和基站控制器(BSC)之間的接口。由于之間的接口。由于A-bis接口定義較晚，目前尚未完全標準接口定義較晚，目前尚未完全標準化，因此尚不能支持化，因此尚不能支持BSC-BTS的多廠商環(huán)境。的多廠商環(huán)境

35、。 34 A A接口是接口是BSC與與MSC之間的接口，之間的接口，A接口是標準化的接接口是標準化的接口，因此可以支持口，因此可以支持BSC-MSC的多廠商環(huán)境。的多廠商環(huán)境。 A接口采用7號信令作為消息傳送協(xié)議，分為三層結構：物理層MTP-1（64kbits鏈路），MTP23+SCCP作為第二層，負責消息的可靠傳送。MTP-3主要用其信令消息處理功能。由于是點到點傳輸，因此SCCP的全局名翻譯功能基本不用。 應用層作為信令的第三層，稱為BSSAP(基站系統(tǒng)應用部分)，包括BSSMAP和DTAP兩部分。 BSSMAP(BSS管理應用部分)用于對BSS的資源使用、調(diào)配和負荷進行控制和監(jiān)視。消息的

36、源點和終點為BSS和MSC，消息均和RR相關。某些BSSMAP過程將直接引發(fā)RR消息，反之，RR消息也可能觸發(fā)某些BSSMAP過程。GSM標準共定義了18個BSSMAP信令過程。 DTAP(直接傳送應用部分)用于透明傳送MSC和MS間的消息，這些消息主要是CM和MM協(xié)議消息。 5.3.4 A5.3.4 A接口信令接口信令 355.3.5 5.3.5 移動應用部分移動應用部分MAPMAP 在移動通信網(wǎng)中，移動交換中心在移動通信網(wǎng)中，移動交換中心(MSC)至來訪位置寄存至來訪位置寄存器器(VLR)的的B接口、接口、MSC至歸屬位置登記器的至歸屬位置登記器的C接口、接口、VLR至至HLR的的D接口、

37、不同的接口、不同的MSC之間的之間的E接口，接口，MSC至設備識至設備識別寄存器別寄存器(EIR)之間的之間的F接口都使用移動應用部分接口都使用移動應用部分(MAP)的信的信令規(guī)程。令規(guī)程。 MAP是是No7信令系統(tǒng)的應用層協(xié)議，是事務處理部信令系統(tǒng)的應用層協(xié)議，是事務處理部分分(TC)的用戶。的用戶。MAP的主要功能是在的主要功能是在MSC和和HLR，VLR，EIR等網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫之間交換與電路無關的數(shù)據(jù)和指令，從而等網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫之間交換與電路無關的數(shù)據(jù)和指令，從而支持移動用戶漫游、頻道切換和用戶鑒權等網(wǎng)絡功能。支持移動用戶漫游、頻道切換和用戶鑒權等網(wǎng)絡功能。 36MAP信令過程信令過程 ：移動通

38、信應用部分有以下幾類信令過程：移動通信應用部分有以下幾類信令過程： 位置登記和刪除；位置登記和刪除； 補充業(yè)務的處理；補充業(yè)務的處理； 呼叫建立期間用戶參數(shù)的檢索；呼叫建立期間用戶參數(shù)的檢索； 頻道切換頻道切換(轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換)； 用戶管理；用戶管理； 操作和維護；操作和維護； 國際移動設備識別管理；國際移動設備識別管理； 支持短消息業(yè)務；支持短消息業(yè)務； 鑒權。鑒權。375.4 移動交換的處理過程移動交換的處理過程38一一. .移動呼叫處理的特點移動呼叫處理的特點 1用戶數(shù)據(jù)集中管理用戶數(shù)據(jù)集中管理 由于移動用戶的位置是經(jīng)常發(fā)生變化的，移動用戶的用戶由于移動用戶的位置是經(jīng)常發(fā)生變化的，移動用戶的用

39、戶數(shù)據(jù)是由用戶歸屬的數(shù)據(jù)是由用戶歸屬的HLR集中管理的，集中管理的，HLR中主要存儲兩類中主要存儲兩類信息：信息： 移動用戶的用戶數(shù)據(jù)，包括移動用戶識別號碼移動用戶的用戶數(shù)據(jù)，包括移動用戶識別號碼IMSI、MSISDN、基本電信業(yè)務簽約信息、業(yè)務限制（例如限制漫游）、基本電信業(yè)務簽約信息、業(yè)務限制（例如限制漫游）和和始發(fā)始發(fā)CAMEL簽約信息簽約信息O-CSI、終結、終結CAMEL簽約信息簽約信息T-CSI等等數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)； 移動用戶目前所處位置（當前所在的移動用戶目前所處位置（當前所在的MSC、VLR地址）地址）的信息。同時在用戶當前所在位置的的的信息。同時在用戶當前所在位置的的VLR中也會保

40、留用戶中也會保留用戶的部分數(shù)據(jù)，在呼叫處理過程中，的部分數(shù)據(jù)，在呼叫處理過程中，MSC在需要的時候要向在需要的時候要向HLR和和VLR查詢相關用戶數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)來完成不同的查詢相關用戶數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)來完成不同的處理。處理。392. 位置登記與更新位置登記與更新 由于移動用戶的位置是經(jīng)常發(fā)生變化的，當用戶的位由于移動用戶的位置是經(jīng)常發(fā)生變化的，當用戶的位置發(fā)生改變時，必須將用戶當前所在的位置報告給系統(tǒng)。置發(fā)生改變時，必須將用戶當前所在的位置報告給系統(tǒng)。3. 移動用戶接入處理移動用戶接入處理 對于對于MS始發(fā)呼叫，不存在用戶線掃描、撥號音發(fā)送和始發(fā)呼叫，不存在用戶線掃描、撥號音發(fā)送和收號等

41、處理過程，收號等處理過程，MS接入和發(fā)號通過無線接口信令完成，接入和發(fā)號通過無線接口信令完成，交換機的功能主要是檢查交換機的功能主要是檢查MS的合法性及其呼叫權限。對的合法性及其呼叫權限。對于于MS來話呼叫，則要執(zhí)行尋呼過程。來話呼叫，則要執(zhí)行尋呼過程。4信道分配信道分配 由于無線接口的頻率資源有限，移動用戶并沒有固定的由于無線接口的頻率資源有限，移動用戶并沒有固定的業(yè)務信道和信令信道，而是在通信時由交換機按需給業(yè)務信道和信令信道，而是在通信時由交換機按需給MS分配業(yè)務信道和必要的信令信道。分配業(yè)務信道和必要的信令信道。405路由選擇路由選擇 由于移動用戶的位置是經(jīng)常發(fā)生變化的，所以當移動用由

42、于移動用戶的位置是經(jīng)常發(fā)生變化的，所以當移動用戶為被叫時始發(fā)戶為被叫時始發(fā)MSC要向被叫用戶歸屬的要向被叫用戶歸屬的HLR查詢用戶的查詢用戶的當前位置，再由被叫用戶歸屬的當前位置，再由被叫用戶歸屬的HLR向被叫當前所在的向被叫當前所在的VLR要求為該次呼叫分配漫游號碼，始發(fā)要求為該次呼叫分配漫游號碼，始發(fā)MSC通過漫游號碼來通過漫游號碼來選擇路由選擇路由6切換切換 這是移動交換區(qū)別于固網(wǎng)交換機的重要特點，它要求交這是移動交換區(qū)別于固網(wǎng)交換機的重要特點，它要求交換機在用戶進入通信階段后繼續(xù)監(jiān)視業(yè)務信道質(zhì)量，必要時換機在用戶進入通信階段后繼續(xù)監(jiān)視業(yè)務信道質(zhì)量，必要時進行切換以保證通信連續(xù)性。進行切

43、換以保證通信連續(xù)性。41二二. .呼叫處理的一般過程呼叫處理的一般過程 與固定交換機中的呼叫處理不同，由于無線接口的頻與固定交換機中的呼叫處理不同，由于無線接口的頻率資源有限，移動用戶并沒有固定的業(yè)務信道和信令信道，率資源有限，移動用戶并沒有固定的業(yè)務信道和信令信道，而是在通信時由交換機按需給而是在通信時由交換機按需給MS分配業(yè)務信道和必要的分配業(yè)務信道和必要的信令信道。信令信道。 MS與移動通信系統(tǒng)的通信一般包括：與移動通信系統(tǒng)的通信一般包括： 接入階段；接入階段； 鑒權加密階段（如果需要）；鑒權加密階段（如果需要）； 完成業(yè)務（位置更新、呼叫、發(fā)送短消息等）階段；完成業(yè)務（位置更新、呼叫、

44、發(fā)送短消息等）階段； 釋放連接階段。釋放連接階段。 421.1.接入階段的一般處理過程接入階段的一般處理過程 假設一假設一MS處于處于激活且空閑狀態(tài)，激活且空閑狀態(tài)，當用戶要進行通信當用戶要進行通信（包括位置更新、（包括位置更新、主叫發(fā)起的呼叫、主叫發(fā)起的呼叫、收到了交換機發(fā)來收到了交換機發(fā)來的對本的對本MS的尋呼的尋呼消息、發(fā)送短消息消息、發(fā)送短消息等）時，等）時， MS將首將首先申請建立一條先申請建立一條RR連接。連接。RR的功的功能包括物理信道管能包括物理信道管理和邏輯信道的數(shù)理和邏輯信道的數(shù)據(jù)鏈路層連接等。據(jù)鏈路層連接等。 432.2.鑒權與加密鑒權與加密 由于移動用戶是通過無線接口接

45、入系統(tǒng)的，所以如何確由于移動用戶是通過無線接口接入系統(tǒng)的，所以如何確定用戶身份的合法性，防止在無線信道上竊聽通信信息對移定用戶身份的合法性，防止在無線信道上竊聽通信信息對移動通信系統(tǒng)是非常重要的。動通信系統(tǒng)是非常重要的。 鑒權的目的是確定用戶身份的合法性，保證只有有權用鑒權的目的是確定用戶身份的合法性，保證只有有權用戶才可以訪問網(wǎng)絡。戶才可以訪問網(wǎng)絡。 加密的目的是保護用戶的隱私，防止在無線信道上竊聽加密的目的是保護用戶的隱私，防止在無線信道上竊聽通信信息。通信信息。 44鑒權的原理：鑒權的原理： 45鑒權過程：鑒權過程： 46MSC向需被鑒權的向需被鑒權的MS發(fā)送一組參數(shù)中的發(fā)送一組參數(shù)中的

46、RAND號碼；號碼；MS將將RAND號碼、自身號碼、自身SIM卡內(nèi)存儲的卡內(nèi)存儲的IMSI和和Ki作為作為A3鑒權運算電路的輸入?yún)?shù)，算出鑒權的符號響應符鑒權運算電路的輸入?yún)?shù)，算出鑒權的符號響應符SRES并將其送回并將其送回MSCVLR；MSC將原參數(shù)組中由將原參數(shù)組中由AUC算出的算出的SRES與與MS返回的返回的SRES比較，若相同，則認為合法，鑒權成功，網(wǎng)絡允許比較，若相同，則認為合法，鑒權成功，網(wǎng)絡允許MS接入；否則認為不合法，鑒權失敗，拒絕為其服務。接入；否則認為不合法，鑒權失敗，拒絕為其服務。475.4.2 5.4.2 位置登記與更新位置登記與更新 移動通信系統(tǒng)與固定電話系統(tǒng)的一

47、個主要不同之處就是移動通信系統(tǒng)與固定電話系統(tǒng)的一個主要不同之處就是移動臺移動臺MS的位置是在不斷變化的，為了與系統(tǒng)保持聯(lián)系，的位置是在不斷變化的，為了與系統(tǒng)保持聯(lián)系，MS就需要不斷地向系統(tǒng)報告自己當前的位置。就需要不斷地向系統(tǒng)報告自己當前的位置。 GSM網(wǎng)絡被劃分為不同的位置區(qū)，位置區(qū)由位置區(qū)識別網(wǎng)絡被劃分為不同的位置區(qū)，位置區(qū)由位置區(qū)識別碼碼LAI標識，每個小區(qū)的廣播信道廣播的系統(tǒng)消息中，都包標識，每個小區(qū)的廣播信道廣播的系統(tǒng)消息中，都包含該小區(qū)所屬的位置區(qū)識別碼含該小區(qū)所屬的位置區(qū)識別碼LAI，每個，每個MS當前所在的位置當前所在的位置區(qū)的區(qū)的LAI被保存在被保存在MS的的SIM卡和該卡和

48、該MS位于的位于的VLR中。中。 481.MS進行位置更新的時間進行位置更新的時間 MS進入了新的位置區(qū)，發(fā)現(xiàn)當前小區(qū)廣播信進入了新的位置區(qū)，發(fā)現(xiàn)當前小區(qū)廣播信道廣播的系統(tǒng)消息中包含的位置區(qū)識別碼道廣播的系統(tǒng)消息中包含的位置區(qū)識別碼LAI與與SIM卡中保存的卡中保存的LAI不一致時；不一致時； 系統(tǒng)定義的周期性位置更新系統(tǒng)定義的周期性位置更新 。49 在在GSMGSM系統(tǒng)中有三個地方需要知道位置信息：系統(tǒng)中有三個地方需要知道位置信息：HLRHLR、VLRVLR和和MSMS（SIMSIM卡），在卡），在MSMS的位置發(fā)生變化時需要保持三者的一的位置發(fā)生變化時需要保持三者的一致性，在致性，在VLR

49、VLR和和SIMSIM卡中保存的位置信息是卡中保存的位置信息是MSMS當前所在的位置當前所在的位置區(qū)識別碼區(qū)識別碼LAILAI，在，在MSMS歸屬的歸屬的HLRHLR中保存的位置信息是中保存的位置信息是MSMS當前所當前所在的在的VLRVLR號碼。號碼。 位置更新的兩種情況：位置更新的兩種情況： 同一同一MSC/VLR區(qū)不同的區(qū)不同的LAI的位置更新，只需更新的位置更新，只需更新VLR和和MS（SIM卡）中的位置信息；卡）中的位置信息； 不同不同MSC/VLR區(qū)不同的區(qū)不同的LAI的位置更新，需更新的位置更新，需更新HLR、VLR和和MS（SIM卡）中的位置信息。卡）中的位置信息。 50（1

50、1）僅涉及）僅涉及VLRVLR與與HLRHLR的位置登記和刪除過程的位置登記和刪除過程 在位置更在位置更新過程中，新過程中，如果移動用如果移動用戶戶(MS)(MS)用其用其識別碼識別碼(IMSI)(IMSI)來標來標識自身時，識自身時，其位置更新其位置更新過程只涉及過程只涉及用戶新進入用戶新進入?yún)^(qū)域的區(qū)域的MSCMSCVLRVLR及用及用戶注冊所在戶注冊所在地的地的HLRHLR。 MS MS新進入新進入的位置的的位置的VLRVLR MS MS原來登記位原來登記位置的置的VLRVLR 用戶注冊所用戶注冊所在地的在地的HLRHLR 51（2 2）涉及到前一個）涉及到前一個VLR的位置更新的位置更新

51、 當當MS從從MSC/VLRB管轄的區(qū)域進管轄的區(qū)域進入入MSC/VLRA管轄的區(qū)管轄的區(qū)域，在位置登域，在位置登記時用記時用MSC/VLRB分配給它的臨分配給它的臨時號碼時號碼TMSI來標識自己時來標識自己時的位置更新的位置更新/刪刪除過程。除過程。 經(jīng)過位置更新過程后，管轄經(jīng)過位置更新過程后，管轄MSMS當前所在區(qū)域的當前所在區(qū)域的VLRVLR中已存放了該用戶中已存放了該用戶主要的用戶數(shù)據(jù)，主要的用戶數(shù)據(jù)，MSMS注冊的注冊的HLRHLR中也已存放了該用戶的位置信息。中也已存放了該用戶的位置信息。MSMS原來原來登記位置的登記位置的VLRVLR已刪除該用戶的用戶數(shù)據(jù)。已刪除該用戶的用戶數(shù)據(jù)。 525.4.3 MS主叫處理流程主叫處理流程 535.4.4 MS被叫處理流程被叫處理流程 MS被叫處理流程比手機做主叫流程要復雜，由于移動被叫處理流程比手機做主叫流程要復雜，由于移動網(wǎng)絡中手機位置的移動性，當呼叫發(fā)起時，系統(tǒng)并不知道被網(wǎng)絡中手機位置的移動性，當呼叫發(fā)起時，系統(tǒng)并不知道被叫手機當時所處的具體位置。因此首先要查詢被叫手機的位叫手機當時所處的具體位置。因此首先要查詢被叫手機的位置，然后在被叫手機所在的位置區(qū)尋呼。置，然后在被叫手機所在的位置區(qū)尋呼。 手機為被叫時主要包括兩個流程：手機為被叫時主要包括兩個流程：