35222-移動通信技術(shù)---電子教案第5章gsm系統(tǒng)

1、GSMGSM系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)5.1GSMGSM網(wǎng)絡(luò)接口與協(xié)議網(wǎng)絡(luò)接口與協(xié)議5.2GSMGSM系統(tǒng)主要參數(shù)系統(tǒng)主要參數(shù)5.3GSMGSM的漫游、安全和呼叫管理的漫游、安全和呼叫管理5.5通用分組無線業(yè)務(wù)通用分組無線業(yè)務(wù)5.6GSMGSM系統(tǒng)的號碼與識別系統(tǒng)的號碼與識別5.4EDGEEDGE5.7 主要內(nèi)容如下。主要內(nèi)容如下。 GSM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及相關(guān)接口與協(xié)議。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及相關(guān)接口與協(xié)議。 TDMA幀結(jié)構(gòu)及無線接口的邏輯信道。幀結(jié)構(gòu)及無線接口的邏輯信道。 GSM系統(tǒng)的號碼與識別。系統(tǒng)的號碼與識別。 GSM系統(tǒng)的移動性管理和安全性管理。系統(tǒng)的移動性管理和安全性管理。 GPRS網(wǎng)絡(luò)的特點及業(yè)務(wù)應(yīng)用

2、。網(wǎng)絡(luò)的特點及業(yè)務(wù)應(yīng)用。 GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與網(wǎng)元、接口功能。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與網(wǎng)元、接口功能。 GPRS系統(tǒng)移動性管理。系統(tǒng)移動性管理。 EDGE技術(shù)的演進(jìn)及特點。技術(shù)的演進(jìn)及特點。5.1.1 GSM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 一個完整的蜂窩移動通信系統(tǒng)主一個完整的蜂窩移動通信系統(tǒng)主要由網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（要由網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（Network Subsystem，NSS）、無線基站子系統(tǒng)（）、無線基站子系統(tǒng)（Base Station Subsystem，BSS）、操作維護(hù)子系統(tǒng)）、操作維護(hù)子系統(tǒng) （Operation Subsystem，OSS）和移動）和移動臺（臺（Mobile Station，MS）四大子

3、系統(tǒng)）四大子系統(tǒng)組成。組成。圖圖5-1GSM蜂窩系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)蜂窩系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 基站子系統(tǒng)（基站子系統(tǒng)（BSS）一般指包含了）一般指包含了GSM數(shù)字移動通信系統(tǒng)中無線通信部分的所有基數(shù)字移動通信系統(tǒng)中無線通信部分的所有基礎(chǔ)設(shè)施，它一端通過無線接口直接與移動臺礎(chǔ)設(shè)施，它一端通過無線接口直接與移動臺實現(xiàn)通信連接，另一端又連接到網(wǎng)絡(luò)端的交實現(xiàn)通信連接，另一端又連接到網(wǎng)絡(luò)端的交換機(jī)，為移動臺（換機(jī)，為移動臺（MS）和交換子系統(tǒng)提供傳）和交換子系統(tǒng)提供傳輸通路。輸通路。 BSS功能實體包括基站控制器（功能實體包括基站控制器（Base Station Controller，BSC）和基站收發(fā)信）和基站收

4、發(fā)信機(jī)（機(jī)（Base Transceiver Station，BTS）。）。 基站收發(fā)信機(jī)（基站收發(fā)信機(jī)（BTS）在網(wǎng)絡(luò)的固）在網(wǎng)絡(luò)的固定部分和無線部分之間提供中繼，移動定部分和無線部分之間提供中繼，移動用戶通過空中接口與用戶通過空中接口與BTS相連。相連。 BTS包括收發(fā)信機(jī)和天線以及與無包括收發(fā)信機(jī)和天線以及與無線接口有關(guān)的信號處理電路等。線接口有關(guān)的信號處理電路等。 它完全由它完全由BSC控制，主要負(fù)責(zé)無線控制，主要負(fù)責(zé)無線傳輸，完成無線與有線的轉(zhuǎn)換、無線分傳輸，完成無線與有線的轉(zhuǎn)換、無線分集接收、無線信道加密、跳頻等功能。集接收、無線信道加密、跳頻等功能。 基站控制器（基站控制器（BS

5、C）是基站收發(fā)信）是基站收發(fā)信機(jī)和移動交換中心之間的連接點，是基機(jī)和移動交換中心之間的連接點，是基站子系統(tǒng)（站子系統(tǒng)（BSS）的智能中心，它主要）的智能中心，它主要負(fù)責(zé)無線網(wǎng)絡(luò)資源的管理、小區(qū)配置數(shù)負(fù)責(zé)無線網(wǎng)絡(luò)資源的管理、小區(qū)配置數(shù)據(jù)管理、功率控制、定位和切換等。據(jù)管理、功率控制、定位和切換等。 BSC也是具有重要計算能力的小型也是具有重要計算能力的小型交換機(jī)，它把局部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)匯集后傳送交換機(jī)，它把局部網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)匯集后傳送到移動交換中心（到移動交換中心（MSC）。）。 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）主要包括移動）主要包括移動交換中心和相關(guān)的數(shù)據(jù)庫。交換中心和相關(guān)的數(shù)據(jù)庫。 網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)子系

6、統(tǒng)（NSS）主要完成交換）主要完成交換功能，用戶數(shù)據(jù)與用戶移動性管理、安功能，用戶數(shù)據(jù)與用戶移動性管理、安全性管理所需的數(shù)據(jù)庫功能。全性管理所需的數(shù)據(jù)庫功能。 構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）的一系列實體包）的一系列實體包括移動業(yè)務(wù)交換中心（括移動業(yè)務(wù)交換中心（MSC）、訪問位置寄）、訪問位置寄存器（存器（VLR）、歸屬位置寄存器（）、歸屬位置寄存器（HLR）、）、設(shè)備識別寄存器（設(shè)備識別寄存器（EIR）、鑒權(quán)中心（）、鑒權(quán)中心（AUC）等。等。 MSC（Mobile Services Switching Centre）稱為移動業(yè)務(wù)交換中心或交換）稱為移動業(yè)務(wù)交換中心或交換機(jī)，它是機(jī)，

7、它是GSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心，是對位網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的核心，是對位于它所覆蓋區(qū)域中的移動臺進(jìn)行控制和于它所覆蓋區(qū)域中的移動臺進(jìn)行控制和完成話路交換的功能實體，也是完成話路交換的功能實體，也是GSM移移動通信系統(tǒng)與其他通信網(wǎng)之間互連的接動通信系統(tǒng)與其他通信網(wǎng)之間互連的接口?？?。 它提供最基本的交換功能，完成移動它提供最基本的交換功能，完成移動用戶尋呼接入、信道分配、呼叫接續(xù)、話用戶尋呼接入、信道分配、呼叫接續(xù)、話務(wù)量控制、計費、基站管理等功能，還完務(wù)量控制、計費、基站管理等功能，還完成成BSS、MSC之間的切換和輔助性的無線之間的切換和輔助性的無線資源管理、移動性管理等，并提供面向其資源管理、移動性管理等，

8、并提供面向其他功能實體和通信網(wǎng)的接口功能。他功能實體和通信網(wǎng)的接口功能。 作為網(wǎng)絡(luò)的核心，作為網(wǎng)絡(luò)的核心，MSC與網(wǎng)絡(luò)其他與網(wǎng)絡(luò)其他部分的設(shè)備協(xié)同工作，完成移動用戶位部分的設(shè)備協(xié)同工作，完成移動用戶位置登記、越區(qū)切換和自動漫游、合法性置登記、越區(qū)切換和自動漫游、合法性檢查等功能。檢查等功能。 訪問位置寄存器（訪問位置寄存器（Visitor Location Register，VLR）是一個數(shù)據(jù)庫，存儲著）是一個數(shù)據(jù)庫，存儲著本地區(qū)動態(tài)用戶的數(shù)據(jù)。本地區(qū)動態(tài)用戶的數(shù)據(jù)。 歸屬位置寄存器（歸屬位置寄存器（Home Location Register，HLR）是一個靜態(tài)數(shù)據(jù)庫，是）是一個靜態(tài)數(shù)據(jù)庫，

9、是GSM系統(tǒng)的中央數(shù)據(jù)庫，用來存儲本地系統(tǒng)的中央數(shù)據(jù)庫，用來存儲本地用戶的數(shù)據(jù)信息。用戶的數(shù)據(jù)信息。 一個一個HLR能夠控制若干個移動交換能夠控制若干個移動交換區(qū)域或整個移動通信網(wǎng)，所有用戶重要區(qū)域或整個移動通信網(wǎng)，所有用戶重要的靜態(tài)數(shù)據(jù)如用戶的漫游權(quán)限、基本業(yè)的靜態(tài)數(shù)據(jù)如用戶的漫游權(quán)限、基本業(yè)務(wù)、補充業(yè)務(wù)及當(dāng)前位置信息等都存儲務(wù)、補充業(yè)務(wù)及當(dāng)前位置信息等都存儲在在HLR中。中。 鑒權(quán)中心（鑒權(quán)中心（Authentication Centre，AuC）為每個用戶設(shè)置一個密鑰，以便鑒別其服務(wù)要為每個用戶設(shè)置一個密鑰，以便鑒別其服務(wù)要求，并將通信數(shù)字化。求，并將通信數(shù)字化。 AuC是一個受到嚴(yán)格保

10、護(hù)的數(shù)據(jù)庫，它屬是一個受到嚴(yán)格保護(hù)的數(shù)據(jù)庫，它屬于于HLR的一個功能單元部分，與的一個功能單元部分，與HLR一同集成一同集成在一個設(shè)備中。在一個設(shè)備中。 移動設(shè)備識別寄存器（移動設(shè)備識別寄存器（Equipment Identification Register，EIR）存儲著移）存儲著移動設(shè)備的國際移動設(shè)備識別碼（動設(shè)備的國際移動設(shè)備識別碼（IMEI）。 操作維護(hù)子系統(tǒng)（操作維護(hù)子系統(tǒng)（OSS）是操作人）是操作人員與設(shè)備之間的中介，它實現(xiàn)了系統(tǒng)的員與設(shè)備之間的中介，它實現(xiàn)了系統(tǒng)的集中操作與維護(hù)，完成包括移動用戶管集中操作與維護(hù)，完成包括移動用戶管理、移動設(shè)備管理及網(wǎng)絡(luò)操作維護(hù)等功理、移動設(shè)備管

11、理及網(wǎng)絡(luò)操作維護(hù)等功能。能。 移動臺就是指配有移動臺就是指配有SIM卡的終端設(shè)備，如卡的終端設(shè)備，如手機(jī)等，它是手機(jī)等，它是GSM系統(tǒng)的移動客戶設(shè)備部分，系統(tǒng)的移動客戶設(shè)備部分，由兩部分組成：移動終端（由兩部分組成：移動終端（Mobile Equipment，ME）和用戶識別卡（）和用戶識別卡（Subscriber Identity Module，SIM）。）。 移動終端（移動終端（ME）就是）就是“機(jī)機(jī)”，它可完，它可完成語音編碼、信道編碼、信息加密、信息的成語音編碼、信道編碼、信息加密、信息的調(diào)制和解調(diào)、信息發(fā)射和接收。調(diào)制和解調(diào)、信息發(fā)射和接收。 SIM卡是國際移動用戶身份識別模塊，卡是

12、國際移動用戶身份識別模塊，簡稱用戶識別卡，它是一張符合簡稱用戶識別卡，它是一張符合GSM規(guī)范規(guī)范的的“智能卡智能卡”，是，是GSM數(shù)字移動電話的核數(shù)字移動電話的核心。心。5.2.1 GSM系統(tǒng)的主要接口系統(tǒng)的主要接口 GSM系統(tǒng)的主要接口指系統(tǒng)的主要接口指A接口、接口、Abis接口和接口和Um接口，如圖接口，如圖5-3所示。所示。圖圖5-3 GSM系統(tǒng)的主要接口系統(tǒng)的主要接口 A接口定義為網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（接口定義為網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）與基站）與基站子系統(tǒng)（子系統(tǒng)（BSS）間的通信接口。）間的通信接口。 從系統(tǒng)上來講，就是移動業(yè)務(wù)交換中心從系統(tǒng)上來講，就是移動業(yè)務(wù)交換中心 （MSC）與基站控制器（）

13、與基站控制器（BSC）之間的接口，）之間的接口，物理鏈路采用標(biāo)準(zhǔn)的物理鏈路采用標(biāo)準(zhǔn)的2.048Mbit/s的數(shù)字傳輸?shù)臄?shù)字傳輸鏈路實現(xiàn)。鏈路實現(xiàn)。 Abis接口定義了基站子系統(tǒng)（接口定義了基站子系統(tǒng)（BSS）中基站控制器（中基站控制器（BSC）和基站收發(fā)信機(jī)）和基站收發(fā)信機(jī)（BTS）之間的通信標(biāo)準(zhǔn)，用于遠(yuǎn)端互）之間的通信標(biāo)準(zhǔn)，用于遠(yuǎn)端互連方式。連方式。 Um接口（空中接口）定義為移動臺與基接口（空中接口）定義為移動臺與基站收發(fā)信機(jī)（站收發(fā)信機(jī)（BTS）之間的通信接口，用于移）之間的通信接口，用于移動臺與動臺與GSM系統(tǒng)的固定部分之間的互通，物系統(tǒng)的固定部分之間的互通，物理鏈路是無線鏈路。理鏈路

14、是無線鏈路。1B接口接口2C接口接口3D接口接口4E接口接口5F接口接口6G接口接口5.3.1 頻帶的劃分及使用頻帶的劃分及使用 表表5-1為目前為目前GSM系統(tǒng)所使用的工作頻系統(tǒng)所使用的工作頻段、雙工間隔、信道帶寬、調(diào)制方式等基本段、雙工間隔、信道帶寬、調(diào)制方式等基本參數(shù)。參數(shù)。特特 性性GSM900DCS1800（發(fā)射類別）（發(fā)射類別）業(yè)務(wù)信道業(yè)務(wù)信道271KF7W271KF7W控制信道控制信道271KF7W271KF7W發(fā)射頻帶（發(fā)射頻帶（MHz）基站基站9359601 8051 880移動臺移動臺8909151 7101 785雙工間隔雙工間隔45MHz95MHz射頻帶寬射頻帶寬200

15、kHz200kHz射頻雙工信道總數(shù)射頻雙工信道總數(shù)124374表表5-1GSM系統(tǒng)主要參數(shù)系統(tǒng)主要參數(shù)特特 性性GSM900DCS1800 基站最大有效發(fā)射功率基站最大有效發(fā)射功率/射頻載波峰值（射頻載波峰值（W）30020 業(yè)務(wù)信道平均值（業(yè)務(wù)信道平均值（W）37.52.5 （小區(qū)半徑（小區(qū)半徑（km）最小最小最大最大0.51.350.535 接續(xù)方式接續(xù)方式TDMATDMA 調(diào)制調(diào)制GMSKGMSK 傳輸速率（傳輸速率（kbit/s)270.833270.833 （全速率語音編譯碼）（全速率語音編譯碼）比特率（比特率（kbit/s)誤差保護(hù)誤差保護(hù)139.8139.8編碼算法編碼算法RPE

16、-LTPRPE-LTP信道編碼信道編碼具有交織脈沖檢錯和具有交織脈沖檢錯和1/2編碼率的卷積碼編碼率的卷積碼具 有 交 織 脈 沖具 有 交 織 脈 沖檢錯和檢錯和1/2編碼率的編碼率的卷積碼卷積碼（控制信道結(jié)構(gòu)）（控制信道結(jié)構(gòu)）公共控制信道公共控制信道隨路控制信道隨路控制信道廣播控制信道廣播控制信道有有快速和慢速快速和慢速有有有有快速和慢速快速和慢速有有時延均衡能力（時延均衡能力（ s)2020國際漫游能力國際漫游能力有有有有（每載頻信道數(shù)）（每載頻信道數(shù)）全速率全速率半速率半速率816816續(xù)表續(xù)表 由于由于GSM系統(tǒng)是系統(tǒng)是TDMA/FDMA的多的多址接入方式，因此對于每個址接入方式，因

17、此對于每個200kHz的信的信道，再從時間上劃分成若干個道，再從時間上劃分成若干個4.6l5ms等等間隔的幀。間隔的幀。 每幀又分成每幀又分成8個時隙，每個時隙為個時隙，每個時隙為15/26ms = 0.577ms。 GSM的物理信道是指一個載頻上的的物理信道是指一個載頻上的一個一個TDMA幀的一個時隙，幀的一個時隙，GSM通信系通信系統(tǒng)需要傳輸不同類型的信息，包括業(yè)務(wù)統(tǒng)需要傳輸不同類型的信息，包括業(yè)務(wù)信息和各種控制信息，因而要在物理信信息和各種控制信息，因而要在物理信道上安排相應(yīng)的邏輯信道。道上安排相應(yīng)的邏輯信道。 根據(jù)根據(jù)BTS與與MS之間傳遞的消息種類不同之間傳遞的消息種類不同而定義的不

18、同邏輯信道，即業(yè)務(wù)信道和控制信而定義的不同邏輯信道，即業(yè)務(wù)信道和控制信道，邏輯信道通過道，邏輯信道通過BTS映射到不同物理信道上映射到不同物理信道上進(jìn)行傳送。進(jìn)行傳送。 圖圖5-5為為GSM系統(tǒng)空中信道的劃分。系統(tǒng)空中信道的劃分。 （1）頻率校正信道（）頻率校正信道（FCCH）。）。 （2）同步信道（）同步信道（SCH）。）。圖圖5-5 GSM系統(tǒng)空中信道系統(tǒng)空中信道（3）廣播控制信道（）廣播控制信道（BCCH）。）。（4）尋呼信道（）尋呼信道（PCH）。）。（5）隨機(jī)接入信道（）隨機(jī)接入信道（RACH）。）。（6）準(zhǔn)許接入信道（）準(zhǔn)許接入信道（AGCH）。）。（7）獨立專用控制信道（）獨立專

19、用控制信道（SDCCH）。）。（8）慢速輔助控制信道（）慢速輔助控制信道（SACCH）。）。（9）快速輔助控制信道（）快速輔助控制信道（FACCH）。）。（10）業(yè)務(wù)信道（）業(yè)務(wù)信道（TCH）。）。 TCH是傳送用戶語音和數(shù)據(jù)的邏輯信道，是傳送用戶語音和數(shù)據(jù)的邏輯信道，其次還傳送少量的隨路控制信令。其次還傳送少量的隨路控制信令。 它可以是半速率（它可以是半速率（TCH/H，5.6kbit/s）、）、全速率（全速率（TCH/F，13kbit/s）、增強(qiáng)型全速率）、增強(qiáng)型全速率（TCH/EFR，13kbit/s）。）。 將邏輯信道映射到物理信道上的方將邏輯信道映射到物理信道上的方式就叫做信道的組合

20、方式。式就叫做信道的組合方式。 邏輯信道的組合以復(fù)幀為基礎(chǔ)，邏邏輯信道的組合以復(fù)幀為基礎(chǔ)，邏輯信道的組合包括控制信道的組合和業(yè)輯信道的組合包括控制信道的組合和業(yè)務(wù)信道的組合。務(wù)信道的組合。 將一個時隙中的信息格式稱為突發(fā)脈將一個時隙中的信息格式稱為突發(fā)脈沖序列（沖序列（Burst）。）。 GSM中共有中共有5種突發(fā)脈沖序列，它們種突發(fā)脈沖序列，它們分別是：常規(guī)突發(fā)脈沖序列、頻率校正突分別是：常規(guī)突發(fā)脈沖序列、頻率校正突發(fā)脈沖序列、同步突發(fā)脈沖序列、接入突發(fā)脈沖序列、同步突發(fā)脈沖序列、接入突發(fā)脈沖序列和空閑突發(fā)脈沖序列。發(fā)脈沖序列和空閑突發(fā)脈沖序列。 圖圖5-6給出了給出了GSM各種幀的格式及各

21、各種幀的格式及各種突發(fā)脈沖的格式。種突發(fā)脈沖的格式。 圖中體現(xiàn)了時隙、幀、復(fù)幀、超幀、圖中體現(xiàn)了時隙、幀、復(fù)幀、超幀、超高幀等概念。超高幀等概念。圖圖5-6 GSM系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)系統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)1國際移動用戶識別碼國際移動用戶識別碼 在在GSM系統(tǒng)中，給每個移動用戶分配一系統(tǒng)中，給每個移動用戶分配一個唯一的國際移動用戶識別碼（個唯一的國際移動用戶識別碼（International Mobile Subscriber Identity，IMSI），），IMSI永永久地屬于一個注冊用戶，該號碼在包括漫游區(qū)久地屬于一個注冊用戶，該號碼在包括漫游區(qū)域在內(nèi)的所有位置都是有效的。域在內(nèi)的所有位置都是有效的。 （1）

22、IMSI的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) IMSI最多有最多有15位，由以下位，由以下3部分組成。部分組成。 移動國家號碼（移動國家號碼（Mobile Country Code，MCC） 移動通信網(wǎng)號碼（移動通信網(wǎng)號碼（Mobile Network Code，MNC） 移動用戶識別號（移動用戶識別號（Mobile Subscriber Identification Number，MSIN ）（2）IMSI的分配原則的分配原則圖圖5-7 IMSI的組成的組成 為了對為了對IMSI保密、保證移動用戶識保密、保證移動用戶識別的安全性，別的安全性，VLR可給來訪移動用戶在可給來訪移動用戶在位置登記后（包括位置更新）或激活

23、補位置登記后（包括位置更新）或激活補充業(yè)務(wù)時，分配一個與移動用戶的充業(yè)務(wù)時，分配一個與移動用戶的IMSI唯一對應(yīng)的唯一對應(yīng)的TMSI號碼號碼。 MSISDN號碼是呼叫號碼是呼叫GSM網(wǎng)絡(luò)中的一網(wǎng)絡(luò)中的一個移動用戶時，主叫用戶所撥的號碼，類個移動用戶時，主叫用戶所撥的號碼，類似于固定網(wǎng)的似于固定網(wǎng)的PSTN號碼。號碼。 移動用戶移動用戶ISDN號碼（號碼（Mobile Subscriber International ISDN/PSTN number，MSISDN）采用采用ITU-T E.164編碼方式，存儲在編碼方式，存儲在HLR和和VLR中，在中，在MAP接口上傳送，其號碼結(jié)構(gòu)如圖接口上傳送

24、，其號碼結(jié)構(gòu)如圖5-8所所示。示。圖圖5-8 MSISDN的組成的組成 （1）國家碼（）國家碼（Country Code，CC）表示注冊）表示注冊用戶所屬的國家，如中國為用戶所屬的國家，如中國為86。 （2）國內(nèi)有效）國內(nèi)有效ISDN號碼包括號碼包括NDC和和SN。 國內(nèi)接入碼（國內(nèi)接入碼（National Destination Code，NDC） 用戶號碼（用戶號碼（Subscriber Number，SN） MSISDN中的國家碼和國內(nèi)接入碼能夠用中的國家碼和國內(nèi)接入碼能夠用作作SCCP的的GT地址，提供地址，提供PLMN網(wǎng)絡(luò)至網(wǎng)絡(luò)至MS的的歸屬位置寄存器（歸屬位置寄存器（HLR）的路由

25、消息；而）的路由消息；而SN中中HLR的識別號（的識別號（H0H1H2H3）則進(jìn)一步提）則進(jìn)一步提供了網(wǎng)絡(luò)至用戶的路由信息。供了網(wǎng)絡(luò)至用戶的路由信息。 移動臺漫游號碼（移動臺漫游號碼（Mobile Station Roaming Number，MSRN）是指當(dāng)）是指當(dāng)MS漫游后，漫游后，GMSC尋尋址址VMSC（Visitor MSC）或）或MSC A尋址尋址MSC B，為使為使GSM網(wǎng)絡(luò)能夠進(jìn)行路由選擇，把呼叫轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡(luò)能夠進(jìn)行路由選擇，把呼叫轉(zhuǎn)移到移動臺當(dāng)前所登記的移動臺當(dāng)前所登記的MSC，而由，而由VLR臨時分配給臨時分配給MS一個號碼，該號碼在接續(xù)完成后即可釋放給其一個號碼，該號碼在接

26、續(xù)完成后即可釋放給其他用戶使用。他用戶使用。（1）本地移動用戶識別碼（）本地移動用戶識別碼（Local Mobile Subscriber Identity，LMSI）（2）切換號碼（）切換號碼（Handover Number，HON）（3）位置區(qū)識別碼（）位置區(qū)識別碼（Location Area Identification，LAI） 在檢測位置更新和信道切換的需求時，在檢測位置更新和信道切換的需求時，要使用到位置區(qū)識別碼（要使用到位置區(qū)識別碼（LAI）。）。 位置區(qū)識別碼（位置區(qū)識別碼（LAI）用于識別）用于識別MS所處所處的位置，當(dāng)?shù)奈恢茫?dāng)MS從一個位置區(qū)移動到另外一個從一個位置區(qū)移動

27、到另外一個位置區(qū)時，需要進(jìn)行位置登記。位置區(qū)時，需要進(jìn)行位置登記。 LAI號碼結(jié)構(gòu)為號碼結(jié)構(gòu)為MCC+MNC+LAC，其中其中MCC、MNC與在與在IMSI中的定義相中的定義相同，同，LAC為位置區(qū)碼（為位置區(qū)碼（Location Area Code，LAC）。 （4）MSC/VLR號碼號碼 （5）小區(qū)全球識別碼（）小區(qū)全球識別碼（Cell Global Identity，CGI） 小區(qū)全球識別碼小區(qū)全球識別碼CGI是用來識別一個小區(qū)是用來識別一個小區(qū) （基站（基站/扇形小區(qū)）所覆蓋的區(qū)域，扇形小區(qū)）所覆蓋的區(qū)域，CGI是在是在LAI的基礎(chǔ)上再加小區(qū)識別碼（的基礎(chǔ)上再加小區(qū)識別碼（Cell I

28、dentity，CI）構(gòu)成的，其結(jié)構(gòu)為構(gòu)成的，其結(jié)構(gòu)為MCC+MNC+ LAI+CI，其中，其中CI為為2字節(jié)的字節(jié)的BCD碼，由各碼，由各MSC自定。自定。（6）HLR號碼號碼 HLR號碼是用在七號信令信息中來標(biāo)識號碼是用在七號信令信息中來標(biāo)識HLR的號碼，的號碼，HLR號碼組成結(jié)構(gòu)為號碼組成結(jié)構(gòu)為CC+NDC+ H0H1H2H30000。 （7）漫游區(qū)域識別碼（）漫游區(qū)域識別碼（Regional Subscription Zone Identity，RSZI） （8）基站識別碼（）基站識別碼（Base transceiver Station Identity Code，BSIC） BSIC

29、主要用于主要用于MS識別采用相同載頻的、識別采用相同載頻的、相鄰的不同基站收發(fā)信機(jī)（相鄰的不同基站收發(fā)信機(jī)（BTS）或扇區(qū)，）或扇區(qū)，特別用于識別不同國家、邊界地區(qū)的基站。特別用于識別不同國家、邊界地區(qū)的基站。 （9）國際移動設(shè)備識別碼（）國際移動設(shè)備識別碼（International Mobile station Equipment Identity，IMEI） IMEI是國際移動設(shè)備識別碼，是國際移動設(shè)備識別碼，IMEI唯唯一地識別一個移動設(shè)備，用于監(jiān)控被竊或無一地識別一個移動設(shè)備，用于監(jiān)控被竊或無效的移動設(shè)備。效的移動設(shè)備。5.5.1 用戶鑒權(quán)和加密用戶鑒權(quán)和加密 GSM系統(tǒng)是目前全球最

30、成熟的數(shù)字系統(tǒng)是目前全球最成熟的數(shù)字移動通信系統(tǒng)，具有很好的保密性和抗移動通信系統(tǒng)，具有很好的保密性和抗干擾性。干擾性。 它通過采用用戶鑒權(quán)機(jī)制，包括對它通過采用用戶鑒權(quán)機(jī)制，包括對移動終端采用設(shè)備識別，來防止未經(jīng)授移動終端采用設(shè)備識別，來防止未經(jīng)授權(quán)的用戶和假冒者接入網(wǎng)絡(luò)，非法使用權(quán)的用戶和假冒者接入網(wǎng)絡(luò)，非法使用通信資源和業(yè)務(wù)，保護(hù)網(wǎng)絡(luò)運營者和授通信資源和業(yè)務(wù)，保護(hù)網(wǎng)絡(luò)運營者和授權(quán)用戶的利益；通過在無線信道上對傳權(quán)用戶的利益；通過在無線信道上對傳輸數(shù)據(jù)加密，防止通信信息被竊聽輸數(shù)據(jù)加密，防止通信信息被竊聽。 另外以另外以TMSI代替代替IMSI，使第三方無法，使第三方無法在無線信道上跟蹤在

31、無線信道上跟蹤GSM用戶；引入用戶；引入SIM卡卡PIN碼加密技術(shù)，也使其在安全性方面得到碼加密技術(shù)，也使其在安全性方面得到了極大的提高。了極大的提高。 在數(shù)字移動通信系統(tǒng)中，防止未授在數(shù)字移動通信系統(tǒng)中，防止未授權(quán)的接入是通過鑒權(quán)實現(xiàn)的，也就是檢權(quán)的接入是通過鑒權(quán)實現(xiàn)的，也就是檢查插入的查插入的SIM卡與移動臺提供的用戶標(biāo)卡與移動臺提供的用戶標(biāo)識碼是否一致來決定是否允許識碼是否一致來決定是否允許MS接入和接入和使用網(wǎng)路。使用網(wǎng)路。 用戶在每次登記、呼叫建立嘗試、位用戶在每次登記、呼叫建立嘗試、位置更新以及在補充業(yè)務(wù)的激活、去活、登置更新以及在補充業(yè)務(wù)的激活、去活、登記或刪除之前都需要對用戶鑒

32、權(quán)，鑒權(quán)包記或刪除之前都需要對用戶鑒權(quán)，鑒權(quán)包括了對用戶終端的鑒權(quán)和用戶身份鑒權(quán)。括了對用戶終端的鑒權(quán)和用戶身份鑒權(quán)。（1）用戶終端的鑒權(quán)）用戶終端的鑒權(quán)（2）用戶身份的鑒權(quán)）用戶身份的鑒權(quán) 用戶身份的鑒權(quán)主要是由鑒權(quán)中心用戶身份的鑒權(quán)主要是由鑒權(quán)中心（AuC）經(jīng)過）經(jīng)過A3、A8算法產(chǎn)生鑒權(quán)三參算法產(chǎn)生鑒權(quán)三參數(shù)組（數(shù)組（RAND、SRES、Kc）來完成的。）來完成的。 安全數(shù)據(jù)及其在網(wǎng)絡(luò)實體中存儲的位置安全數(shù)據(jù)及其在網(wǎng)絡(luò)實體中存儲的位置 鑒權(quán)中心產(chǎn)生鑒權(quán)三參數(shù)組鑒權(quán)中心產(chǎn)生鑒權(quán)三參數(shù)組 鑒權(quán)中心（鑒權(quán)中心（AuC）屬于）屬于HLR的一個功的一個功能單元部分，專門用于能單元部分，專門用于GS

33、M系統(tǒng)的安全性系統(tǒng)的安全性管理。管理。 鑒權(quán)中心的主要功能是產(chǎn)生鑒權(quán)三鑒權(quán)中心的主要功能是產(chǎn)生鑒權(quán)三參數(shù)組（參數(shù)組（RAND、SRES、Kc），用來鑒），用來鑒別用戶身份的合法性，防止無權(quán)用戶接別用戶身份的合法性，防止無權(quán)用戶接入和保證移動用戶通信的安全。入和保證移動用戶通信的安全。 鑒權(quán)流程鑒權(quán)流程 用戶在每次登記、呼叫建立嘗試、用戶在每次登記、呼叫建立嘗試、位置更新以及在補充業(yè)務(wù)激活、去活、位置更新以及在補充業(yè)務(wù)激活、去活、登記或刪除之前均需要鑒權(quán)。登記或刪除之前均需要鑒權(quán)。 GSM系統(tǒng)中的加密是指無線路徑上系統(tǒng)中的加密是指無線路徑上的加密，以防止的加密，以防止BTS和和MS之間交換的用之

34、間交換的用戶信息和用戶參數(shù)被非法個人和團(tuán)體盜戶信息和用戶參數(shù)被非法個人和團(tuán)體盜取和竊聽，從而保護(hù)用戶的隱私，提高取和竊聽，從而保護(hù)用戶的隱私，提高通信的安全性水平。通信的安全性水平。 加密對于機(jī)密信息的保護(hù)是十分有加密對于機(jī)密信息的保護(hù)是十分有效的，但不能保護(hù)到無線路徑上的每一效的，但不能保護(hù)到無線路徑上的每一次信息交換。次信息交換。 通過使用臨時移動用戶識別碼通過使用臨時移動用戶識別碼TMSI替代替代IMSI，可以使用戶身份得到保護(hù)。，可以使用戶身份得到保護(hù)。 為了使系統(tǒng)在所有時刻都知道移動為了使系統(tǒng)在所有時刻都知道移動用戶的位置，漫游管理（定位管理）的用戶的位置，漫游管理（定位管理）的功能

35、是必不可少的，而位置更新過程是功能是必不可少的，而位置更新過程是漫游管理中的主要過程。漫游管理中的主要過程。 當(dāng)當(dāng)MS從一個位置區(qū)移動到另一個位從一個位置區(qū)移動到另一個位置區(qū)時，發(fā)現(xiàn)其存儲器中的位置區(qū)識別碼置區(qū)時，發(fā)現(xiàn)其存儲器中的位置區(qū)識別碼LAI與接收到的位置區(qū)識別碼與接收到的位置區(qū)識別碼LAI發(fā)生了發(fā)生了變化，便向網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重新登記，這個過程變化，便向網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重新登記，這個過程就叫就叫“位置更新位置更新”。 MS在以下幾種情況下進(jìn)行位置更新。在以下幾種情況下進(jìn)行位置更新。 （1）MS選擇新的小區(qū)作為服務(wù)小區(qū)。選擇新的小區(qū)作為服務(wù)小區(qū)。 （2）在附著）在附著/分離功能打開的條件下，分離功能打開

36、的條件下，MS重重新開機(jī)后，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的位置區(qū)與新開機(jī)后，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前的位置區(qū)與SIM卡中所卡中所存儲的存儲的LAI不一致。不一致。 （3）由小區(qū)參數(shù)）由小區(qū)參數(shù)T3212或或T3211定義的周定義的周期性位置更新（期性位置更新（T3212與與T3211為兩個計為兩個計數(shù)器）。數(shù)器）。 位置更新過程由位置更新過程由MS引發(fā)，在引發(fā)，在GSM系統(tǒng)中有系統(tǒng)中有3個地方需要知道位置信息，即個地方需要知道位置信息，即HLR、VLR和和MS（SIM卡），此三者需卡），此三者需要保持位置信息的一致性。要保持位置信息的一致性。 位置更新分以下兩種情況。位置更新分以下兩種情況。 （1）MS位置區(qū)發(fā)生了變化，但仍在同

37、一位置區(qū)發(fā)生了變化，但仍在同一MSC內(nèi)，此時只需更新內(nèi)，此時只需更新MSC/VLR中的位中的位置信息。置信息。 （2）移動臺從一個）移動臺從一個MSC移動到了另一個移動到了另一個MSC，此時，需更新，此時，需更新MSC/VLR和和HLR中中的位置信息。的位置信息。 如果在同一如果在同一MSC內(nèi)進(jìn)行位置更新，內(nèi)進(jìn)行位置更新，HLR并不并不參與位置更新過程，當(dāng)移動用戶從一個參與位置更新過程，當(dāng)移動用戶從一個MSC漫游漫游到另一個到另一個MSC時，就要進(jìn)行越局位置更新。時，就要進(jìn)行越局位置更新。 此時，需要此時，需要HLR參與位置更新過程。參與位置更新過程。 一般以下幾種情況的位置更新將涉及一般以下

38、幾種情況的位置更新將涉及HLR。（1）MS首次開機(jī)，在網(wǎng)絡(luò)上登記注冊。首次開機(jī)，在網(wǎng)絡(luò)上登記注冊。（2）MS處于新的處于新的VLR位置區(qū)域。位置區(qū)域。（3）HLR中相關(guān)信息丟失。中相關(guān)信息丟失。圖圖5-9 不同不同MSC之間的位置更新之間的位置更新 當(dāng)當(dāng)MS由于斷電而關(guān)機(jī)，或者當(dāng)由于斷電而關(guān)機(jī)，或者當(dāng)MS向網(wǎng)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送絡(luò)發(fā)送IMSI分離消息時，由于無線鏈路質(zhì)量分離消息時，由于無線鏈路質(zhì)量差，系統(tǒng)不能正確地譯出信息，而手機(jī)的最差，系統(tǒng)不能正確地譯出信息，而手機(jī)的最后一條消息是不需要證實的，所以系統(tǒng)可能后一條消息是不需要證實的，所以系統(tǒng)可能認(rèn)為該認(rèn)為該MS還是處于還是處于“附著附著”狀態(tài)。狀態(tài)。

39、為解決此問題，為解決此問題，GSM進(jìn)行強(qiáng)制周期進(jìn)行強(qiáng)制周期位置更新。位置更新。 采用周期性位置更新后，若采用周期性位置更新后，若GSM系系統(tǒng)在一定的周期內(nèi)沒有接收到某統(tǒng)在一定的周期內(nèi)沒有接收到某MS的周的周期性登記信息，它所處的期性登記信息，它所處的VLR就標(biāo)記該就標(biāo)記該MS處于處于“隱分離隱分離”狀態(tài)，只有當(dāng)再次接狀態(tài)，只有當(dāng)再次接收到正確的周期性登記信息后，才能將收到正確的周期性登記信息后，才能將它改成它改成“附著附著”狀態(tài)。網(wǎng)絡(luò)通過狀態(tài)。網(wǎng)絡(luò)通過BCCH通知通知MS其周期性登記的時間。其周期性登記的時間。 切換（切換（HandOver）是指將一個處于）是指將一個處于呼叫建立狀態(tài)或忙狀態(tài)的

40、呼叫建立狀態(tài)或忙狀態(tài)的MS轉(zhuǎn)換到新的轉(zhuǎn)換到新的業(yè)務(wù)信道上的過程，切換功能保持移動業(yè)務(wù)信道上的過程，切換功能保持移動用戶已經(jīng)建立的鏈路不被中斷。用戶已經(jīng)建立的鏈路不被中斷。 切換是由網(wǎng)絡(luò)決定的，是在切換是由網(wǎng)絡(luò)決定的，是在MS占用占用SDCCH信道以后，也就是信道以后，也就是MS發(fā)起呼叫或通話過程中產(chǎn)生發(fā)起呼叫或通話過程中產(chǎn)生的。的。 GSM系統(tǒng)采用的是系統(tǒng)采用的是MS輔助切換方式，即由輔助切換方式，即由MS監(jiān)測判決，由交換中心控制完成。監(jiān)測判決，由交換中心控制完成。 在切換過程中基站和在切換過程中基站和MS均參與到切換過程，均參與到切換過程，切換與否主要由切換與否主要由BSS決定。決定。 一般

41、下面的兩個原因?qū)?dǎo)致小區(qū)切一般下面的兩個原因?qū)?dǎo)致小區(qū)切換。換。 （1）鄰小區(qū)提供更好的鏈路。）鄰小區(qū)提供更好的鏈路。 （2）當(dāng)前的鏈路質(zhì)量非常差或時間提前）當(dāng)前的鏈路質(zhì)量非常差或時間提前量（量（TA）太大，都將導(dǎo)致緊急切換。）太大，都將導(dǎo)致緊急切換。 在下述在下述3種情況下一般要進(jìn)行切換。種情況下一般要進(jìn)行切換。 （1）正在通話的用戶從一個小區(qū)移到另）正在通話的用戶從一個小區(qū)移到另一個小區(qū)。一個小區(qū)。 （2）由于外界干擾造成通話質(zhì)量下降，）由于外界干擾造成通話質(zhì)量下降，必須從原有的語音信道轉(zhuǎn)接到另一條新必須從原有的語音信道轉(zhuǎn)接到另一條新的空閑語音信道上，以繼續(xù)保持通話。的空閑語音信道上，以繼

42、續(xù)保持通話。 （3）MS在兩個小區(qū)覆蓋重疊區(qū)進(jìn)行通話，可在兩個小區(qū)覆蓋重疊區(qū)進(jìn)行通話，可占用占用TCH的小區(qū)特別忙，這時的小區(qū)特別忙，這時BSC通知通知MS測測試它鄰近小區(qū)的信號強(qiáng)度、信道質(zhì)量，決定試它鄰近小區(qū)的信號強(qiáng)度、信道質(zhì)量，決定將它轉(zhuǎn)到另外一個小區(qū)，此是為業(yè)務(wù)平衡所將它轉(zhuǎn)到另外一個小區(qū)，此是為業(yè)務(wù)平衡所需要做的切換。需要做的切換。 小區(qū)切換可分為小區(qū)切換可分為BSS內(nèi)部切換、同內(nèi)部切換、同MSC內(nèi)不同內(nèi)不同BSS間的小區(qū)切換、間的小區(qū)切換、MSC間間小區(qū)切換。小區(qū)切換。 其中其中BSS間的切換和間的切換和MSC間的切換間的切換都需要由都需要由MSC控制完成，而控制完成，而BSS內(nèi)部切內(nèi)

43、部切換由換由BSC控制完成?？刂仆瓿伞?MSC間小區(qū)切換最為復(fù)雜，下面以間小區(qū)切換最為復(fù)雜，下面以此為例說明切換的信令流程。此為例說明切換的信令流程。 MSC間的切換包括基本切換和后續(xù)間的切換包括基本切換和后續(xù)切換。切換。 基本切換是指移動用戶通信時從一基本切換是指移動用戶通信時從一個個MSC的的BSS覆蓋范圍移動到另一覆蓋范圍移動到另一MSC的的BSS覆蓋范圍內(nèi)，為保持通信持續(xù)而覆蓋范圍內(nèi)，為保持通信持續(xù)而發(fā)生的切換過程。發(fā)生的切換過程。圖圖5-11 不同不同MSC間切換信令流程間切換信令流程 后續(xù)切換指后續(xù)切換指MS從從MSC-A切換到切換到MSC-B后，又從后，又從MSC-B切換到另外一

44、個切換到另外一個MSC或者切或者切換回?fù)Q回MSC-A的過程。的過程。 用戶呼叫是用戶呼叫是GSM系統(tǒng)最基本和最重系統(tǒng)最基本和最重要的功能之一，移動用戶作主叫（要的功能之一，移動用戶作主叫（Mobile Originated，MO）時的信令過程從）時的信令過程從MS向向BTS請求信道開始，到主叫用戶請求信道開始，到主叫用戶TCH指配指配完成為止。完成為止。 一般主叫可分為幾個大的階段：接入一般主叫可分為幾個大的階段：接入階段、鑒權(quán)加密階段、階段、鑒權(quán)加密階段、TCH指配階段、取指配階段、取被叫用戶路由信息階段。手機(jī)主叫建立流被叫用戶路由信息階段。手機(jī)主叫建立流程如圖程如圖5-12所示。所示。圖圖

45、5-12 手機(jī)主叫建立流程手機(jī)主叫建立流程 接入階段主要包括信道請求、信道接入階段主要包括信道請求、信道激活、信道激活響應(yīng)、立即指配、業(yè)務(wù)激活、信道激活響應(yīng)、立即指配、業(yè)務(wù)請求等幾個步驟。請求等幾個步驟。 鑒權(quán)加密階段主要包括鑒權(quán)請求、鑒權(quán)加密階段主要包括鑒權(quán)請求、鑒權(quán)響應(yīng)、加密模式命令、加密模式完鑒權(quán)響應(yīng)、加密模式命令、加密模式完成、呼叫建立等幾個步驟。成、呼叫建立等幾個步驟。 經(jīng)過這個階段，主叫用戶的身份已經(jīng)過這個階段，主叫用戶的身份已經(jīng)得到了確認(rèn)，網(wǎng)絡(luò)認(rèn)為主叫用戶是一經(jīng)得到了確認(rèn)，網(wǎng)絡(luò)認(rèn)為主叫用戶是一個合法用戶，允許繼續(xù)處理該呼叫。個合法用戶，允許繼續(xù)處理該呼叫。 TCH指配階段主要包括

46、指配命令、指配指配階段主要包括指配命令、指配完成。完成。 讀取被叫用戶路由信息階段主要包括向讀取被叫用戶路由信息階段主要包括向HLR請求路由信息、請求路由信息、HLR向向VLR請求漫游號請求漫游號碼、碼、VLR回送被叫用戶的漫游號碼、回送被叫用戶的漫游號碼、HLR向向MSC回送被叫用戶的路由信息（回送被叫用戶的路由信息（MSRN），），MSC收到路由信息后，對被叫用戶的路由信收到路由信息后，對被叫用戶的路由信息進(jìn)行分析，得到被叫用戶的局向，然后進(jìn)息進(jìn)行分析，得到被叫用戶的局向，然后進(jìn)行話路接續(xù)。行話路接續(xù)。圖圖5-13 移動呼叫固定用戶信令流程移動呼叫固定用戶信令流程 當(dāng)當(dāng)MS處于空閑狀態(tài)時，

47、它并不像固定電話那處于空閑狀態(tài)時，它并不像固定電話那樣幾乎不工作，而是要不斷地和網(wǎng)絡(luò)交換信息，樣幾乎不工作，而是要不斷地和網(wǎng)絡(luò)交換信息，有規(guī)律地監(jiān)聽信標(biāo)通道，收聽系統(tǒng)廣播和尋呼消有規(guī)律地監(jiān)聽信標(biāo)通道，收聽系統(tǒng)廣播和尋呼消息，息，MS這樣的狀態(tài)稱之為移動臺的守候狀態(tài)。這樣的狀態(tài)稱之為移動臺的守候狀態(tài)。 移動臺的守候狀態(tài)包括了網(wǎng)絡(luò)選擇、小區(qū)選移動臺的守候狀態(tài)包括了網(wǎng)絡(luò)選擇、小區(qū)選擇、小區(qū)重選、位置更新和尋呼等事件。擇、小區(qū)重選、位置更新和尋呼等事件。（1）網(wǎng)絡(luò)選擇的目的）網(wǎng)絡(luò)選擇的目的 網(wǎng)絡(luò)選擇是為了讓網(wǎng)絡(luò)選擇是為了讓MS接入可用的網(wǎng)絡(luò)，接入可用的網(wǎng)絡(luò)，然后進(jìn)行通信，當(dāng)出現(xiàn)下面情況的時候，然后進(jìn)行

48、通信，當(dāng)出現(xiàn)下面情況的時候，MS進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)選擇。進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)選擇。 MS開機(jī)后。開機(jī)后。 用戶手動操作進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)選擇。用戶手動操作進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)選擇。 手機(jī)從盲區(qū)進(jìn)入覆蓋區(qū)。手機(jī)從盲區(qū)進(jìn)入覆蓋區(qū)。 手機(jī)在進(jìn)行國際漫游時，將周期性地手機(jī)在進(jìn)行國際漫游時，將周期性地嘗試返回本國網(wǎng)絡(luò)。嘗試返回本國網(wǎng)絡(luò)。（2）網(wǎng)絡(luò)選擇的方式）網(wǎng)絡(luò)選擇的方式 手機(jī)完成網(wǎng)絡(luò)選擇后就要尋找網(wǎng)絡(luò)允許手機(jī)完成網(wǎng)絡(luò)選擇后就要尋找網(wǎng)絡(luò)允許的所有的所有BCCH頻點，并選擇一個最合適的頻頻點，并選擇一個最合適的頻點進(jìn)行駐留，該過程就叫作點進(jìn)行駐留，該過程就叫作“小區(qū)選擇小區(qū)選擇”。 小區(qū)重選是小區(qū)重選是MS在空閑模式下因位置在空閑模式下因位置變動、

49、信號變化等因素引起的重新選擇服變動、信號變化等因素引起的重新選擇服務(wù)小區(qū)的過程。務(wù)小區(qū)的過程。5.6.1 GPRS特點及應(yīng)用特點及應(yīng)用 通用分組無線業(yè)務(wù)（通用分組無線業(yè)務(wù)（GPRS）網(wǎng)絡(luò)）網(wǎng)絡(luò)引入了數(shù)據(jù)分組的功能，與引入了數(shù)據(jù)分組的功能，與GSM網(wǎng)絡(luò)基網(wǎng)絡(luò)基于信令信道提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相比，數(shù)據(jù)傳于信令信道提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相比，數(shù)據(jù)傳輸速率更高、信息更長。輸速率更高、信息更長。 GPRS系統(tǒng)采用與系統(tǒng)采用與GSM系統(tǒng)相同的系統(tǒng)相同的頻段、頻帶寬度、突發(fā)結(jié)構(gòu)、無線調(diào)制頻段、頻帶寬度、突發(fā)結(jié)構(gòu)、無線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、跳頻規(guī)則以及相同的標(biāo)準(zhǔn)、跳頻規(guī)則以及相同的TDMA幀結(jié)幀結(jié)構(gòu)。構(gòu)。1GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) GPR

50、S網(wǎng)絡(luò)是在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)是在現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上通過增加網(wǎng)元來實現(xiàn)的，使得用戶能夠在通過增加網(wǎng)元來實現(xiàn)的，使得用戶能夠在端到端分組方式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。端到端分組方式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。 GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖5-14所示，所示，GPRS系統(tǒng)中新引入的網(wǎng)絡(luò)單元通常分為無線部系統(tǒng)中新引入的網(wǎng)絡(luò)單元通常分為無線部分和數(shù)據(jù)部分兩大類。分和數(shù)據(jù)部分兩大類。圖圖5-14 GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) PCU屬于無線部分，圖中包括在屬于無線部分，圖中包括在BSS中；中；SGSN屬于無線部分和數(shù)據(jù)部分公用屬于無線部分和數(shù)據(jù)部分公用單元；單元；GGSN則完全屬于數(shù)據(jù)部分。則完全屬于數(shù)據(jù)部分。（1）PC

51、U PCU作為作為BSC的一部分，可以獨立的一部分，可以獨立設(shè)置或者與設(shè)置或者與BSC合并設(shè)置，合并設(shè)置，PCU與與BSC之間的接口方式規(guī)范未作定義。之間的接口方式規(guī)范未作定義。 PCU也可以與也可以與SGSN合并設(shè)置。合并設(shè)置。 PCU與與SGSN間的接口為間的接口為Gb接口。接口。 PCU與與BSC協(xié)同作用，提供無線數(shù)協(xié)同作用，提供無線數(shù)據(jù)的處理功能，通過直連或者幀中繼網(wǎng)據(jù)的處理功能，通過直連或者幀中繼網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)。絡(luò)實現(xiàn)。 PCU完成邏輯鏈路與物理鏈路的映完成邏輯鏈路與物理鏈路的映射、數(shù)據(jù)包拆封、數(shù)據(jù)包確認(rèn)和無線數(shù)射、數(shù)據(jù)包拆封、數(shù)據(jù)包確認(rèn)和無線數(shù)據(jù)信道的分配等功能。據(jù)信道的分配等功能。 S

52、GSN通過通過Gb接口提供與無線分組控制器接口提供與無線分組控制器PCU的連接，進(jìn)行移動數(shù)據(jù)的管理及傳輸；通的連接，進(jìn)行移動數(shù)據(jù)的管理及傳輸；通過過Gr接口與接口與HLR相連，進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)庫的訪問相連，進(jìn)行用戶數(shù)據(jù)庫的訪問及接入控制；通過及接入控制；通過Gn接口與同一接口與同一PLMN內(nèi)的內(nèi)的GSN（SGSN與與GGSN的簡稱）相連，提供的簡稱）相連，提供IP數(shù)數(shù)據(jù)包到無線網(wǎng)元的傳輸通路和協(xié)議變換功能；據(jù)包到無線網(wǎng)元的傳輸通路和協(xié)議變換功能；SGSN還可以提供與還可以提供與MSC的的Gs接口連接，與短接口連接，與短消息中心之間的消息中心之間的Gd接口連接，支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)和接口連接，支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)和

53、電路業(yè)務(wù)的協(xié)同工作和短信收發(fā)等功能；通過電路業(yè)務(wù)的協(xié)同工作和短信收發(fā)等功能；通過Gp接口與其他接口與其他PLMN網(wǎng)絡(luò)互通。網(wǎng)絡(luò)互通。 SGSN是是GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的一個節(jié)點，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的一個節(jié)點，它與它與MSC處于網(wǎng)絡(luò)體系的同一層，功能和作處于網(wǎng)絡(luò)體系的同一層，功能和作用與用與MSC具有相同點。具有相同點。 GGSN負(fù)責(zé)負(fù)責(zé)GPRS網(wǎng)絡(luò)與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)的連接，提供的連接，提供GPRS網(wǎng)絡(luò)與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)之網(wǎng)絡(luò)與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的傳輸通路，完成移動用戶與外部數(shù)據(jù)間的傳輸通路，完成移動用戶與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)之間數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)之間數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)。 域名解析服務(wù)器域名解析服務(wù)器 動態(tài)地址分配協(xié)議動態(tài)

54、地址分配協(xié)議 計費網(wǎng)關(guān)計費網(wǎng)關(guān) 防火墻防火墻 網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議服務(wù)器 操作維護(hù)中心操作維護(hù)中心 （1）Gb接口。提供接口。提供BSS/PCU與與SGSN之之間的連接，用以傳送小區(qū)管理和路由區(qū)間的連接，用以傳送小區(qū)管理和路由區(qū)切換信息等，進(jìn)行切換信息等，進(jìn)行MS與與SGSN之間的數(shù)之間的數(shù)據(jù)傳送。據(jù)傳送。 （2）Gc接口。接口。GGSN與與HLR之間的接口，采之間的接口，采用用MAP協(xié)議。協(xié)議。 （3）Gd接口。接口。SMS-GMSC/SMS-IWMSC與與SGSN之間的接口，采用之間的接口，采用MAP協(xié)議。協(xié)議。 （4）Gi接口。接口。Gi參考點是參考點是GPRS網(wǎng)絡(luò)與外部網(wǎng)絡(luò)與

55、外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的接口點，它可以采用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的接口點，它可以采用X.25協(xié)議、協(xié)議、X.75協(xié)議或協(xié)議或IP協(xié)議等方式。協(xié)議等方式。 （5）Gn/Gp接口。接口。Gn為同一為同一GSM網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)中兩個兩個GSN之間的接口，采用之間的接口，采用GTP隧道協(xié)隧道協(xié)議；議；Gp為不同為不同GSM網(wǎng)絡(luò)中兩個網(wǎng)絡(luò)中兩個GSN之間之間的接口，采用的接口，采用GTP隧道協(xié)議。隧道協(xié)議。 （6）Gr接口。接口。Gr接口指接口指GPRS系統(tǒng)中系統(tǒng)中SGSN與與HLR之間的接口，用于傳送之間的接口，用于傳送MS的加密信息、的加密信息、鑒權(quán)信息和用戶數(shù)據(jù)庫信息等，采用鑒權(quán)信息和用戶數(shù)據(jù)庫信息等，采用SS7進(jìn)行進(jìn)行傳送，

56、應(yīng)用層采用傳送，應(yīng)用層采用MAP協(xié)議。協(xié)議。 （7）Gs接口。接口。Gs接口為接口為SGSN與與MSC/VLR之之間的接口。間的接口。 （8）Ga接口。接口。Ga接口為接口為SGSN/GGSN與與計費網(wǎng)關(guān)（計費網(wǎng)關(guān)（CG）之間的接口，用于傳送）之間的接口，用于傳送計費信息，采用類似計費信息，采用類似GTP的的GTP協(xié)議。協(xié)議。 （9）Um接口。接口。MS與與GPRS網(wǎng)絡(luò)部分之間網(wǎng)絡(luò)部分之間的無線接口，針對的無線接口，針對GPRS特點，采用分層特點，采用分層協(xié)議結(jié)構(gòu)。協(xié)議結(jié)構(gòu)。1物理層物理層（1）GPRS幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu) GPRS系統(tǒng)中的系統(tǒng)中的52復(fù)幀由復(fù)幀由12個用于傳輸個用于傳輸數(shù)據(jù)的無線塊（

57、數(shù)據(jù)的無線塊（B0B11）、）、2個用于傳輸個用于傳輸定時提前量的定時提前量的TDMA幀（幀（X）以及）以及2個用于個用于進(jìn)行鄰區(qū)進(jìn)行鄰區(qū)BSIC測量的測量的TDMA幀（幀（I）組成，）組成，如圖如圖5-15所示。所示。圖圖5-15 GPRS系統(tǒng)中系統(tǒng)中52復(fù)幀結(jié)構(gòu)組成復(fù)幀結(jié)構(gòu)組成 GPRS系統(tǒng)中，一個物理信道也指一個分組系統(tǒng)中，一個物理信道也指一個分組數(shù)據(jù)信道（數(shù)據(jù)信道（Packet Data Channel，PDCH），由），由所在頻點和時隙決定。所在頻點和時隙決定。 同一同一PDCH上的上的4個連續(xù)普通突發(fā)（個連續(xù)普通突發(fā)（NB）組）組成無線塊，用于承載邏輯信道，用來傳輸信令或成無線塊，

58、用于承載邏輯信道，用來傳輸信令或數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。 52復(fù)幀的周期為復(fù)幀的周期為240ms，在每個，在每個MS分配一個無線塊的情況下，分配一個無線塊的情況下，240ms的時間的時間內(nèi)最多可以有內(nèi)最多可以有12個用戶同時傳輸。個用戶同時傳輸。 GPRS系統(tǒng)中承載分組邏輯信道的物理系統(tǒng)中承載分組邏輯信道的物理信道為分組數(shù)據(jù)信道（信道為分組數(shù)據(jù)信道（PDCH），），PDCH使使用用52復(fù)幀結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)負(fù)載情況由系統(tǒng)動復(fù)幀結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)負(fù)載情況由系統(tǒng)動態(tài)分配。態(tài)分配。 邏輯信道是執(zhí)行特定功能的一種物邏輯信道是執(zhí)行特定功能的一種物理信道或者一組物理信道的組合，它們理信道或者一組物理信道的組合，它們主要用于傳

59、輸主要用于傳輸BSS和和MS之間的信令和數(shù)之間的信令和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。據(jù)業(yè)務(wù)。 GPRS的邏輯信道可分為業(yè)務(wù)信道和的邏輯信道可分為業(yè)務(wù)信道和控制信道兩大類?？刂菩诺纼纱箢悺?分組業(yè)務(wù)信道分組業(yè)務(wù)信道 GPRS 系統(tǒng)中，分組業(yè)務(wù)信道即分組系統(tǒng)中，分組業(yè)務(wù)信道即分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道（數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信道（PDTCH），），PDTCH用于用于在分組交換的模式下承載用戶信息，主要在分組交換的模式下承載用戶信息，主要用于傳送語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。用于傳送語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 PDTCH為雙向業(yè)務(wù)信道，但是在使用為雙向業(yè)務(wù)信道，但是在使用上，它是上下行獨立分配的。上，它是上下行獨立分配的。 分組控制信道分組控制信道 分組控制

60、信道用于承載信令、同步分組控制信道用于承載信令、同步數(shù)據(jù)和傳送控制信息，主要分為數(shù)據(jù)和傳送控制信息，主要分為3類：分類：分組公共控制信道（組公共控制信道（PCCCH）、分組廣播）、分組廣播控制信道（控制信道（PBCCH）和分組專用控制信）和分組專用控制信道（道（PDCCH）。）。 分組公共控制信道（分組公共控制信道（PCCCH）是用于）是用于分組數(shù)據(jù)公共控制信令的邏輯信道，包括如分組數(shù)據(jù)公共控制信令的邏輯信道，包括如下信道。下信道。l分組隨機(jī)接入信道（分組隨機(jī)接入信道（PRACH）屬于上行信）屬于上行信道，用于移動臺發(fā)送隨機(jī)接入信息或?qū)φ埱蟮?，用于移動臺發(fā)送隨機(jī)接入信息或?qū)φ埱蠓峙湟粋€或多個分