第5章 移動(dòng)交換技術(shù)

1、第5章 移動(dòng)交換技術(shù),（一）本章的基本要求,1.掌握移動(dòng)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和主要部分的功能 2.掌握移動(dòng)通信系統(tǒng)的編號(hào)計(jì)劃 3.掌握移動(dòng)交換信令系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 4.掌握位置登記與更新和MS被叫處理的流程,5．1移動(dòng)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和接口,一．移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本特性,1.移動(dòng)用戶的移動(dòng)性，網(wǎng)絡(luò)必須隨時(shí)確定用戶當(dāng)前所在的位置區(qū)，以完成呼叫、接續(xù)等功能 。2 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(dòng)通信要解決的主要問(wèn)題。,

2、二． 移動(dòng)通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),,數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)由移動(dòng)交換子系統(tǒng)（MSS）、基站子系統(tǒng)（BSS）、操作維護(hù)中心（OMC）、移動(dòng)用戶設(shè)備、中繼線路及其傳輸設(shè)備組成。 移動(dòng)交換子系統(tǒng)（MSS）由移動(dòng)關(guān)口局（GMSC）、移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（MSC）、拜訪位置寄存器（VLR）、歸屬位置寄存器（HLR）、用戶鑒權(quán)中心（AUC）和設(shè)備識(shí)別寄存器（EIR）、短消息業(yè)務(wù)中心（SMSC）、移動(dòng)業(yè)務(wù)匯接中心（TMSC）及信令轉(zhuǎn)接點(diǎn)（STP）等組

3、成。 基站子系統(tǒng)（BSS）由基站控制器（BSC）和基站收/發(fā)信臺(tái)（BTS）組成。,基站子系統(tǒng)BSS,基站子系統(tǒng)BSS可分為兩部分。通過(guò)無(wú)線接口與移動(dòng)臺(tái)相連的基站收發(fā)信臺(tái)（BTS）以及與移動(dòng)交換中心相連的基站控制器（BSC），BTS負(fù)責(zé)無(wú)線傳輸、BSC負(fù)責(zé)控制與管理。 基站收發(fā)臺(tái)(BTS)包括無(wú)線傳輸所需要的各種硬件和軟件，如發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、支持各種小區(qū)結(jié)構(gòu)(如全向、扇形、星狀和鏈狀)所需要的天線，連接基站控制器的

4、接口電路以及收發(fā)臺(tái)本身所需要的檢測(cè)和控制裝置等。完成BSC與無(wú)線信道之間的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)BTS與MS之間通過(guò)空中接口的無(wú)線傳輸及相關(guān)的控制功能。 BSC是基站系統(tǒng)（BSS）的控制部分，在BSS中起交換作用。 BSC一端可與多個(gè)BTS相連，另一端與MSC和操作維護(hù)中心OMC相連，BSC面向無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，主要負(fù)責(zé)完成無(wú)線網(wǎng)絡(luò)管理、無(wú)線資源管理及無(wú)線基站的監(jiān)視管理，控制移動(dòng)臺(tái)和BTS無(wú)線連接的建立、接續(xù)和拆除等管理，控制完成移動(dòng)臺(tái)

5、的定位、切換和尋呼，提供語(yǔ)音編碼、碼型變換和速率適配等功能，并能完成對(duì)基站子系統(tǒng)的操作維護(hù)功能。,移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心MSC,,移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心MSC是對(duì)位于其所覆蓋區(qū)內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行控制、交換的功能實(shí)體，也是移動(dòng)通信系統(tǒng)與公用電話網(wǎng)PSTN，綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN，分組交換網(wǎng)PSPDN及其它移動(dòng)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能外，還要完成無(wú)線資源的管理，移動(dòng)性管理等功能。 為了

6、建立至移動(dòng)臺(tái)的呼叫路由，每個(gè)MSC還應(yīng)能完成入口(GMSC)的功能，即查詢移動(dòng)臺(tái)位置信息的功能。 MSC從三種數(shù)據(jù)庫(kù)，拜訪位置寄存器（VLR）、歸屬位置寄存器（HLR）和鑒權(quán)中心（AUC）中取得處理用戶呼叫請(qǐng)求所需的全部數(shù)據(jù)。,來(lái)訪位置寄存器VLR,VLR是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，用來(lái)存儲(chǔ)所有當(dāng)前在其管理區(qū)域活動(dòng)的移動(dòng)臺(tái)有關(guān)數(shù)據(jù)：IMSI、MSISDN、TMSI、MS登記所在的位置區(qū)、補(bǔ)充業(yè)務(wù)參數(shù)、始發(fā)CAMEL簽約信息O-CSI、

7、終結(jié)CAMEL簽約信息T-CSI等。 VLR是一個(gè)動(dòng)態(tài)用戶數(shù)據(jù)庫(kù)。VLR從移動(dòng)用戶的歸屬位置寄存器（HLR）處獲取并存貯必要的數(shù)據(jù)，一旦移動(dòng)用戶離開(kāi)該VLR的控制區(qū)域，在另一個(gè)VLR登記，原VLR將取消該移動(dòng)用戶的數(shù)據(jù)記錄。 VLR通常與MSC合設(shè)在同一個(gè)物理實(shí)體中。,歸屬位置寄存器HLR,HLR是管理部門用于移動(dòng)用戶管理的數(shù)據(jù)庫(kù)。每個(gè)移動(dòng)用戶都應(yīng)在某個(gè)歸屬位置寄存器注冊(cè)登記。HLR中主要存儲(chǔ)兩類信息：

8、 用戶的用戶數(shù)據(jù)，包括移動(dòng)用戶識(shí)別號(hào)碼IMSI、MSISDN、基本電信業(yè)務(wù)簽約信息、業(yè)務(wù)限制（例如限制漫游）和始發(fā)CAMEL簽約信息O-CSI、終結(jié)CAMEL簽約信息T-CSI等數(shù)據(jù)； 用戶目前所處位置（當(dāng)前所在的MSC、VLR地址）的信息，以便建立至移動(dòng)臺(tái)的呼叫路由。,鑒權(quán)中心AUC,AUC屬于HLR的一個(gè)功能單元部分，專門用于GSM系統(tǒng)的安全性管理。 鑒權(quán)中心產(chǎn)生移動(dòng)用戶的鑒權(quán)三參數(shù)組（隨機(jī)數(shù)RAND、符號(hào)響應(yīng)

9、SRES、加密鍵Kc），用來(lái)鑒權(quán)用戶身份的合法性以及對(duì)無(wú)線接口上的話音、數(shù)據(jù)、信令信號(hào)進(jìn)行加密，防止無(wú)權(quán)用戶接入和保證移動(dòng)用戶通信的安全。 通常，HLR、AUC合設(shè)于一個(gè)物理實(shí)體中。,設(shè)備識(shí)別寄存器EIR,,設(shè)備識(shí)別寄存器EIR存儲(chǔ)有關(guān)移動(dòng)臺(tái)設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫(kù)。在EIR中存有網(wǎng)中所有移動(dòng)臺(tái)設(shè)備的識(shí)別碼IMEI和設(shè)備狀態(tài)標(biāo)志(白色、灰色、黑色)。 在我國(guó)的移動(dòng)通信系統(tǒng)中，沒(méi)有設(shè)置設(shè)備識(shí)別寄存器EIR。,短消息中心（SC）,

10、短消息中心提供短消息業(yè)務(wù)功能。 短消息業(yè)務(wù)（SHORT MESSAGE SERVICE：SMS）提供在GSM網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)用戶和移動(dòng)用戶之間發(fā)送訊息長(zhǎng)度較短的信息。 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短消息業(yè)務(wù)包括移動(dòng)臺(tái)MS發(fā)起的短消息業(yè)務(wù)MO/PP及移動(dòng)臺(tái)終止的短消息業(yè)務(wù)MT/PP。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短消息的傳遞與發(fā)送由短消息中心SC進(jìn)行中繼。 短消息中心的作用像郵局一樣，接收來(lái)自各方面的郵件，然后把它們進(jìn)行分揀，再發(fā)給各個(gè)用戶。短消息

11、中心的主要功能是接收、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)用戶的短消息。,移動(dòng)通信系統(tǒng)的接口,Um接口：是用戶終端設(shè)備MS與基站之間的空中無(wú)線接口。 A－bis接口：基站收發(fā)信機(jī)BTS與基站控制器BSC之間的接口 A接口：基站控制器BSC與移動(dòng)交換中心MSC之間的信令接口。B接口：MSC與來(lái)訪位置寄存器VLR之間的接口。由于MSC與來(lái)訪位置寄存器VLR通常設(shè)置在同一個(gè)物理設(shè)備中，該接口一般為內(nèi)部接口。C接口：MSC與歸屬位置寄存器HLR之間的接口

12、D接口：來(lái)訪位置寄存器VLR與歸屬位置寄存器HLR之間的接口。 E接口：不同的移動(dòng)交換中心MSC之間的接口。 G接口：不同的來(lái)訪位置寄存器VLR之間的接口。,移動(dòng)通信系統(tǒng)中位置信息的表示方法,,小區(qū)是由一個(gè)基站（全向天線）或一個(gè)基站的一個(gè)扇形天線所覆蓋的區(qū)域,基站區(qū)是由一個(gè)基站提供服務(wù)的所有小區(qū)所覆蓋的區(qū)域,若干個(gè)小區(qū)組成一個(gè)位置區(qū)（LAI） 當(dāng)移動(dòng)用戶在同一個(gè)位置區(qū)內(nèi)移動(dòng)時(shí)不必向系統(tǒng)進(jìn)行位置更新。當(dāng)呼叫某個(gè)被叫移動(dòng)臺(tái)時(shí)，只需

13、在其所在的位置區(qū)下屬的各小區(qū)中尋呼。,一個(gè)MSC業(yè)務(wù)區(qū)是由一個(gè)MSC所管轄的所有小區(qū)共同覆蓋的區(qū)域，由一個(gè)或幾個(gè)位置區(qū)組成,一個(gè)運(yùn)營(yíng)商的所有MSC業(yè)務(wù)區(qū)組成的區(qū)域,GSM服務(wù)區(qū)由全球各個(gè)國(guó)家的PLMN網(wǎng)路所組成,移動(dòng)用戶的ISDN號(hào)碼(MSISDN),MSISDN是主叫用戶為呼叫數(shù)字公用陸地蜂窩移動(dòng)用戶時(shí)所需撥的號(hào)碼。 移動(dòng)用戶的ISDN 號(hào)碼由兩部分組成：國(guó)家號(hào)碼＋國(guó)內(nèi)有效移動(dòng)用戶電話號(hào)碼。我國(guó)的國(guó)家號(hào)碼為86，國(guó)內(nèi)有效電話號(hào)碼

14、為一個(gè)十一位數(shù)字的等長(zhǎng)號(hào)碼，其結(jié)構(gòu)為：N1N2N3＋H0H1H2H3＋ABCD 其中N1N2N3為數(shù)字蜂窩移動(dòng)業(yè)務(wù)接入號(hào)，目前中國(guó)移動(dòng)GSM移動(dòng)通信網(wǎng)的業(yè)務(wù)接入號(hào)為135~139，中國(guó)聯(lián)通GSM移動(dòng)通信網(wǎng)的業(yè)務(wù)接入號(hào)為130~132，中國(guó)聯(lián)通CDMA移動(dòng)通信網(wǎng)的業(yè)務(wù)接入號(hào)為133。 H0H1H2H3是HLR 識(shí)別碼，H0H1H2全國(guó)統(tǒng)一分配，H3省內(nèi)分配。 ABCD為每個(gè)HLR中移動(dòng)用戶的號(hào)碼,國(guó)際移動(dòng)用戶

15、識(shí)別碼IMSI,國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)別碼（IMSI）是在數(shù)字公用陸地蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)中，唯一的識(shí)別一個(gè)移動(dòng)用戶的號(hào)碼，為一個(gè)15位數(shù)字的號(hào)碼，結(jié)構(gòu)為： 移動(dòng)國(guó)家號(hào)MCC＋移動(dòng)網(wǎng)號(hào)＋移動(dòng)用戶識(shí)別碼MSIN 國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)別碼（IMSI）由移動(dòng)用戶國(guó)家號(hào)碼MCC，移動(dòng)用戶所歸屬PLMN的網(wǎng)號(hào)MNC，移動(dòng)用戶識(shí)別號(hào)碼MSIN三部分組成，總長(zhǎng)度為15位。 移動(dòng)國(guó)家號(hào)碼MCC，由3位數(shù)字組成，唯一地表示移動(dòng)用戶所屬的國(guó)家，我國(guó)的移動(dòng)用戶

16、國(guó)家號(hào)碼為460。 移動(dòng)網(wǎng)號(hào)MNC，用來(lái)識(shí)別移動(dòng)用戶歸屬的移動(dòng)網(wǎng)，中國(guó)移動(dòng)900/1800MHz TDMA 數(shù)字公用蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)號(hào)為00，中國(guó)聯(lián)通900/1800MHz TDMA 數(shù)字公用蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)號(hào)為01，中國(guó)聯(lián)通CDMA移動(dòng)通信網(wǎng)號(hào)為03。 移動(dòng)用戶識(shí)別號(hào)碼是一個(gè)十一位數(shù)字的等長(zhǎng)號(hào)碼，可由各運(yùn)營(yíng)商自行確定編號(hào)原則,但移動(dòng)用戶識(shí)別號(hào)碼的前四位與H0H1H2H3之間應(yīng)有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。,移動(dòng)用戶漫游號(hào)碼MSRN,

17、移動(dòng)用戶漫游號(hào)碼MSRN是當(dāng)呼叫一個(gè)移動(dòng)用戶時(shí)，為使網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行路由再選擇，VLR臨時(shí)分配給移動(dòng)用戶的一個(gè)號(hào)碼，結(jié)構(gòu)為13SM0M1M2M3ABC。 M0M1M2M3的數(shù)值與H0H1H2H3相同 ABC為各移動(dòng)局中臨時(shí)分配給移動(dòng)用戶的號(hào)碼。 MSRN是在一次接續(xù)中臨時(shí)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(hào)碼，以便分配給其他的呼叫使用。該號(hào)碼對(duì)用戶是透明的。,臨時(shí)移動(dòng)用戶識(shí)別碼TMSI,為了對(duì)

18、IMSI保密，VLR可給來(lái)訪移動(dòng)用戶分配一個(gè)唯一的TMSI號(hào)碼，它僅在本地使用，為一個(gè)4字節(jié)的BCD編碼。由各個(gè)VLR自行分配。,位置區(qū)識(shí)別碼LAI,位置區(qū)由若干個(gè)基站區(qū)組成，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在同一位置區(qū)內(nèi)時(shí)可不必向系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)迫位置登記。當(dāng)呼叫某一移動(dòng)用戶時(shí)，只需在該移動(dòng)臺(tái)當(dāng)前所在的位置區(qū)下屬的各小區(qū)中尋呼即可。位置區(qū)識(shí)別碼LAI由三部分組成： 移動(dòng)國(guó)家號(hào)MCC＋移動(dòng)網(wǎng)號(hào)MNC＋LAC 其中MCC、MNC與國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)別碼

19、（IMSI）中的編碼相同，LAC為2字節(jié)16進(jìn)制的BCD碼，表示為L(zhǎng)1L2L3L4。其中L1L2全國(guó)統(tǒng)一分配，L1L2L3L4全為0的編號(hào)不用。L3L4由各省分配。,MSC/VLR 號(hào)碼,用于在七號(hào)信令消息中識(shí)別MSC/VLR的號(hào)碼 規(guī)定為13S M0 M1M2M3，其中M0M1M2M3的數(shù)值與H0H1H2H3相同。,HLR號(hào)碼,在№7信號(hào)消息中用來(lái)對(duì)HLR尋址的號(hào)碼， HLR的號(hào)碼規(guī)定為13S H0H1H2H30000

20、。,切換號(hào)碼HON,當(dāng)進(jìn)行移動(dòng)局間切換時(shí)，為選擇路由，由目標(biāo)MSC(即切換要轉(zhuǎn)到的MSC)臨時(shí)分配給移動(dòng)用戶的一個(gè)號(hào)碼。 切換號(hào)碼HON 的結(jié)構(gòu)與漫游號(hào)碼MSRN 的結(jié)構(gòu)類似。,移動(dòng)交換信令系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),,UM接口,A-BIS接口,A接口,Um接口協(xié)議分層結(jié)構(gòu),,第一層是物理層，該層為無(wú)線接口最低層，物理層提供無(wú)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(wù)信道TCH和控制信道，業(yè)務(wù)信道TCH主要用于傳送編碼語(yǔ)音和數(shù)

21、據(jù)，控制信道主要傳送用于電路交換的信令信息及移動(dòng)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(shí)也加入了一些移動(dòng)應(yīng)用方面的GSM特有的協(xié)議，一般稱為L(zhǎng)APDm協(xié)議。,第三層是應(yīng)用層，該層主要負(fù)責(zé)控制和管理的協(xié)議層，把用戶和系統(tǒng)控制過(guò)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(gè)子層，CM子層可完成呼叫控制（CC

22、）、補(bǔ)充業(yè)務(wù)管理（SS）和短消息業(yè)務(wù)管理（SMS）等功能，MM子層主要完成位置更新、鑒權(quán)和TMSI的再分配，RR子層完成專用無(wú)線信道連接的建立、操作和釋放。,無(wú)線接口中的信道,無(wú)線接口中的信道分為物理信道和邏輯信道，一個(gè)物理信道是一個(gè)時(shí)隙（TS），而邏輯信道是根據(jù)BTS與MS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上傳送。 從BTS到MS的方向稱為下行鏈路，相反的方向稱為上行鏈路。邏輯信道又分為兩大類，業(yè)務(wù)

23、信道和控制信道。    1、業(yè)務(wù)信道（TCH）用于傳送編碼后的話音或數(shù)據(jù)信息。    2、控制信道（CCH）可分為廣播信道、公共控制信道和專用控制信道。,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。這三種信道都是下行信道，可完成點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的信息傳輸。它用于向移動(dòng)臺(tái)廣播不同的信息，包括移動(dòng)臺(tái)在系統(tǒng)中登記所必要的信息。   

24、;    頻率校正信道（FCCH）用于向移動(dòng)臺(tái)傳送頻率校正信號(hào)，使移動(dòng)臺(tái)能調(diào)諧到相應(yīng)的頻率上。       同步信道 （SCH）向移動(dòng)臺(tái)傳送幀同步和基站識(shí)別碼（BSIC）。       廣播控制信道（BCCH）向移動(dòng)臺(tái)傳送小區(qū)的通用用消息，包括位置區(qū)識(shí)別碼，小區(qū)內(nèi)允許的最大輸出功率，

25、相鄰小區(qū)的BCCH載頻等信息。,公共控制信道（CCCH）,公共控制信道包括尋呼信道、隨機(jī)接入信道、允許接入信道三種。       尋呼信道（PCH）：下行信道，用于尋呼移動(dòng)臺(tái)。       隨機(jī)接入信道（RACH）：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)上行信道，用于移動(dòng)臺(tái)向系統(tǒng)申請(qǐng)專用控制信道。   

26、60;  允許接入信道（AGCH）：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)下行信道，用于向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送系統(tǒng)分配給該移動(dòng)臺(tái)的專用信道號(hào)并通知移動(dòng)臺(tái)允許接入。,專用控制信道（DCCH）,專用控制信道包括獨(dú)立專用控制信道（SDCCH）、慢速隨路控制信道（SACCH）、快速隨路控制信道（FACCH）。       獨(dú)立專用控制信道（SDCCH）：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)下行信道，用于移動(dòng)臺(tái)呼叫建立之前傳送系統(tǒng)信息，如登記

27、和鑒權(quán)等。      慢速隨路控制信道（SACCH）：用于傳送服務(wù)小區(qū)及相鄰小區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度、移動(dòng)臺(tái)功率等級(jí)等數(shù)據(jù)。      快速隨路控制信道（FACCH）：用于傳送速度要求高的信令信息。,數(shù)據(jù)鏈路層(第二層),第二層協(xié)議稱為L(zhǎng)APDm，它是在ISDN的LAPD協(xié)議基礎(chǔ)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。

28、與ISDN的LAPD協(xié)議的主要不同之處在于取消幀定界標(biāo)志和幀校驗(yàn)序列，因?yàn)槠涔δ芤延蒚DMA系統(tǒng)的定位和信道糾錯(cuò)編碼完成。LAPDm支持兩種操作：1．  無(wú)確認(rèn)操作，其信息采用無(wú)編號(hào)信息幀UI傳輸，無(wú)流量控制和差錯(cuò)校正功能。2．  確認(rèn)操作，使用多幀方式傳輸?shù)谌龑有畔?，可維持所傳送的各幀的順序，可完成流量控制功能，對(duì)沒(méi)有確認(rèn)的幀采用重發(fā)來(lái)糾正錯(cuò)誤，對(duì)不能糾正的錯(cuò)誤則報(bào)告到移動(dòng)管理實(shí)體。,信令層(第三層),第三層

29、是收發(fā)和處理信令消息的實(shí)體，包括三個(gè)功能子層。 ①RR(無(wú)線資源管理) 其作用是對(duì)無(wú)線信道進(jìn)行分配、釋放、切換、性能監(jiān)視和控制，共定義了八個(gè)信令過(guò)程。 ②MM(移動(dòng)性管理) 定義了移動(dòng)用戶位置更新、定期更新、鑒權(quán)、開(kāi)機(jī)接入、關(guān)機(jī)退出、TMSI重新分配和設(shè)備識(shí)別等七個(gè)過(guò)程。 ③CM(連接管理) 負(fù)責(zé)呼叫控制，包括補(bǔ)充業(yè)務(wù)和短消息SMS的控制。由于有MM子層的屏蔽，CM

30、子層已感覺(jué)不到用戶的移動(dòng)性。其控制機(jī)理繼承ISDN，包括去話建立、來(lái)話建立、呼叫中改變傳輸模式、MM連接中斷后呼叫重建和DTMF傳送等五個(gè)信令過(guò)程。,Abis接口信令,Abis接口是基站收發(fā)信系統(tǒng)(BTS)和基站控制器(BSC)之間的接口。由于A-bis接口定義較晚，目前尚未完全標(biāo)準(zhǔn)化，因此尚不能支持BSC-BTS的多廠商環(huán)境。,,A接口信令,A接口是BSC與MSC之間的接口，A接口是標(biāo)準(zhǔn)化的接口，因此可以支持BSC-MSC的多廠商環(huán)境

31、。,,A接口采用7號(hào)信令作為消息傳送協(xié)議，分為三層結(jié)構(gòu)：物理層MTP-1（64kbit／s鏈路），MTP2／3+SCCP作為第二層，負(fù)責(zé)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(diǎn)到點(diǎn)傳輸，因此SCCP的全局名翻譯功能基本不用。,應(yīng)用層作為信令的第三層，稱為BSSAP(基站系統(tǒng)應(yīng)用部分)，包括BSSMAP和DTAP兩部分。,BSSMAP(BSS管理應(yīng)用部分)用于對(duì)BSS的資源使用、調(diào)配和負(fù)荷進(jìn)行控制和監(jiān)視。消息的源點(diǎn)和終

32、點(diǎn)為BSS和MSC，消息均和RR相關(guān)。某些BSSMAP過(guò)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(guò)程。GSM標(biāo)準(zhǔn)共定義了18個(gè)BSSMAP信令過(guò)程。,DTAP(直接傳送應(yīng)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。,移動(dòng)應(yīng)用部分MAP,在移動(dòng)通信網(wǎng)中，移動(dòng)交換中心(MSC)至來(lái)訪位置寄存器(VLR)的B接口、MSC至歸屬位置登記器的C接口、VLR至HLR的D接口、不同的MSC之間的E

33、接口，MSC至設(shè)備識(shí)別寄存器(EIR)之間的F接口都使用移動(dòng)應(yīng)用部分(MAP)的信令規(guī)程。 MAP是No．7信令系統(tǒng)的應(yīng)用層協(xié)議，是事務(wù)處理部分(TC)的用戶。MAP的主要功能是在MSC和HLR，VLR，EIR等網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)之間交換與電路無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)和指令，從而支持移動(dòng)用戶漫游、頻道切換和用戶鑒權(quán)等網(wǎng)絡(luò)功能。,MAP信令規(guī)程,移動(dòng)通信應(yīng)用部分有以下幾類信令過(guò)程： ．位置登記和刪除； ．補(bǔ)充業(yè)務(wù)的處理；

34、 ．呼叫建立期間用戶參數(shù)的檢索； ．頻道切換(轉(zhuǎn)換)； ．用戶管理； · ．操作和維護(hù)； ．國(guó)際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別管理； ．支持短消息業(yè)務(wù)；．鑒權(quán)。,移動(dòng)交換的處理過(guò)程,移動(dòng)呼叫處理的特點(diǎn),1．  用戶數(shù)據(jù)集中管理 由于移動(dòng)用戶的位置是經(jīng)常發(fā)生變化的，移動(dòng)用戶的用戶數(shù)據(jù)是由用戶歸屬的HLR集中管理的，HLR中主要存儲(chǔ)兩類信息： 移動(dòng)用戶的用戶數(shù)據(jù)，包括移動(dòng)用

35、戶識(shí)別號(hào)碼IMSI、MSISDN、基本電信業(yè)務(wù)簽約信息、業(yè)務(wù)限制（例如限制漫游）和始發(fā)CAMEL簽約信息O-CSI、終結(jié)CAMEL簽約信息T-CSI等數(shù)據(jù)； 移動(dòng)用戶目前所處位置（當(dāng)前所在的MSC、VLR地址）的信息。同時(shí)在用戶當(dāng)前所在位置的的VLR中也會(huì)保留用戶的部分?jǐn)?shù)據(jù)，在呼叫處理過(guò)程中，MSC在需要的時(shí)候要向HLR和VLR查詢相關(guān)用戶數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)來(lái)完成不同的處理。,2. 位置登記與更新 由于移動(dòng)用

36、戶的位置是經(jīng)常發(fā)生變化的，當(dāng)用戶的位置發(fā)生改變時(shí)，必須將用戶當(dāng)前所在的位置報(bào)告給系統(tǒng)。3.   移動(dòng)用戶接入處理 對(duì)于MS始發(fā)呼叫，不存在用戶線掃描、撥號(hào)音發(fā)送和收號(hào)等處理過(guò)程，MS接入和發(fā)號(hào)通過(guò)無(wú)線接口信令完成，交換機(jī)的功能主要是檢查MS的合法性及其呼叫權(quán)限。對(duì)于MS來(lái)話呼叫，則要執(zhí)行尋呼過(guò)程。4．信道分配 由于無(wú)線接口的頻率資源有限，移動(dòng)用戶并沒(méi)有固定的業(yè)務(wù)信道和信令信道，而是在通信時(shí)

37、由交換機(jī)按需給MS分配業(yè)務(wù)信道和必要的信令信道。,5．路由選擇 由于移動(dòng)用戶的位置是經(jīng)常發(fā)生變化的，所以當(dāng)移動(dòng)用戶為被叫時(shí)始發(fā)MSC要向被叫用戶歸屬的HLR查詢用戶的當(dāng)前位置，再由被叫用戶歸屬的HLR向被叫當(dāng)前所在的VLR要求為該次呼叫分配漫游號(hào)碼，始發(fā)MSC通過(guò)漫游號(hào)碼來(lái)選擇路由6．切換 這是移動(dòng)交換區(qū)別于一般交換機(jī)的重要特點(diǎn)，它要求交換機(jī)在用戶進(jìn)入通信階段后繼續(xù)監(jiān)視業(yè)務(wù)信道質(zhì)量，必要時(shí)進(jìn)行切換以保證通信連續(xù)性。,呼

38、叫處理的一般過(guò)程,與固定交換機(jī)中的呼叫處理不同，由于無(wú)線接口的頻率資源有限，移動(dòng)用戶并沒(méi)有固定的業(yè)務(wù)信道和信令信道，而是在通信時(shí)由交換機(jī)按需給MS分配業(yè)務(wù)信道和必要的信令信道。 MS與移動(dòng)通信系統(tǒng)的通信一般包括 接入階段 鑒權(quán)加密階段（如果需要） 完成業(yè)務(wù)（位置更新、呼叫、發(fā)送短消息等）階段 釋放連接階段。,接入階段的一般處理過(guò)程,假設(shè)一MS處于激活且空閑狀態(tài)，當(dāng)用戶要進(jìn)行通信（包括位置更新、主叫發(fā)起的呼叫、收

39、到了交換機(jī)發(fā)來(lái)的對(duì)本MS的尋呼消息、發(fā)送短消息等）時(shí)， MS將首先申請(qǐng)建立一條RR連接。RR的功能包括物理信道管理和邏輯信道的數(shù)據(jù)鏈路層連接等。,,鑒權(quán)與加密,由于移動(dòng)用戶是通過(guò)無(wú)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(wú)線信道上竊聽(tīng)通信信息對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)是非常重要的。 鑒權(quán)的目的是確定用戶身份的合法性，保證只有有權(quán)用戶才可以訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)。 加密的目的是保護(hù)用戶的隱私，防止在無(wú)線信道上竊聽(tīng)通信信息。,鑒權(quán)的原

40、理,,鑒權(quán)過(guò)程,,MSC向需被鑒權(quán)的MS發(fā)送一組參數(shù)中的RAND號(hào)碼 MS將RAND號(hào)碼、自身SIM卡內(nèi)存儲(chǔ)的IMSI和Ki作為A3鑒權(quán)運(yùn)算電路的輸入?yún)?shù)，算出鑒權(quán)的符號(hào)響應(yīng)符SRES并將其送回MSC／VLR MSC將原參數(shù)組中由AUC算出的SRES與MS返回的SRES比較，若相同，則認(rèn)為合法，鑒權(quán)成功，網(wǎng)絡(luò)允許MS接入；否則認(rèn)為不合法，鑒權(quán)失敗，拒絕為其服務(wù)。,位置登記與更新,移動(dòng)通信系統(tǒng)與固定電話系統(tǒng)的一個(gè)

41、主要不同之處就是移動(dòng)臺(tái)MS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(bào)告自己當(dāng)前的位置。 GSM網(wǎng)絡(luò)被劃分為不同的位置區(qū)，位置區(qū)由位置區(qū)識(shí)別碼LAI標(biāo)識(shí)，每個(gè)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(shí)別碼LAI，每個(gè)MS當(dāng)前所在的位置區(qū)的LAI被保存在MS的SIM卡和該MS位于的VLR中。,MS進(jìn)行位置更新的時(shí)間,MS進(jìn)入了新的位置區(qū)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前小區(qū)廣播信道廣播的系統(tǒng)消息中包含的

42、位置區(qū)識(shí)別碼LAI與SIM卡中保存的LAI不一致時(shí) 系統(tǒng)定義的周期性位置更新,位置更新的兩種情況,在GSM系統(tǒng)中有三個(gè)地方需要知道位置信息：HLR、VLR和MS（SIM卡），在MS的位置發(fā)生變化時(shí)需要保持三者的一致性，在VLR和SIM卡中保存的位置信息是MS當(dāng)前所在的位置區(qū)識(shí)別碼LAI，在MS歸屬的HLR中保存的位置信息是MS當(dāng)前所在的VLR號(hào)碼。 同一MSC/VLR區(qū)不同的LAI的位置更新，只需更新VLR和M

43、S（SIM卡）中的位置信息 不同MSC/VLR區(qū)不同的LAI的位置更新，需更新HLR、VLR和MS（SIM卡）中的位置信息。,僅涉及VLR與HLR的位置登記和刪除過(guò)程,在位置更新過(guò)程中，如果移動(dòng)用戶(MS)用其識(shí)別碼(IMSI)來(lái)標(biāo)識(shí)自身時(shí)，其位置更新過(guò)程只涉及用戶新進(jìn)入?yún)^(qū)域的MSC／VLR及用戶注冊(cè)所在地的HLR。,,MS新進(jìn)入的位置的VLR,MS原來(lái)登記位置的VLR,用戶注冊(cè)所在地的HLR,涉及到前一個(gè)VLR的位置更新,當(dāng)

44、MS從MSC/VLR－B管轄的區(qū)域進(jìn)入MSC/VLR－A管轄的區(qū)域，在位置登記時(shí)用MSC/VLR－B分配給它的臨時(shí)號(hào)碼TMSI來(lái)標(biāo)識(shí)自己時(shí)的位置更新/刪除過(guò)程,,經(jīng)過(guò)位置更新過(guò)程后，管轄MS當(dāng)前所在區(qū)域的VLR中已存放了該用戶主要的用戶數(shù)據(jù)，MS注冊(cè)的HLR中也已存放了該用戶的位置信息。MS原來(lái)登記位置的VLR已刪除該用戶的用戶數(shù)據(jù)。,MS主叫處理流程,,MS被叫處理流程,MS被叫處理流程比手機(jī)做主叫流程要復(fù)雜，由于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中手機(jī)位置的

45、移動(dòng)性，當(dāng)呼叫發(fā)起時(shí)，系統(tǒng)并不知道被叫手機(jī)當(dāng)時(shí)所處的具體位置。因此首先要查詢被叫手機(jī)的位置，然后在被叫手機(jī)所在的位置區(qū)尋呼。 手機(jī)為被叫時(shí)主要包括兩個(gè)流程： 查詢被叫手機(jī)的位置的過(guò)程； 尋找到手機(jī)之后的接續(xù)過(guò)程。,查詢被叫手機(jī)的位置的過(guò)程,,被叫接續(xù)過(guò)程,,,切換,處于通話狀態(tài)的移動(dòng)用戶從一個(gè)BSS小區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)時(shí)，需要進(jìn)行切換，以保持移動(dòng)用戶已經(jīng)建立的通話不被中斷。切換一般在下述三種情況下要進(jìn)行切

46、換：(1)通話過(guò)程中MS從一個(gè)基站覆蓋區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)基站覆蓋區(qū)。(2)由于外界干擾而造成通話質(zhì)量下降時(shí)，必須改變?cè)械脑捯粜诺蓝D(zhuǎn)接到一條新的空閑話音信道上去，以繼續(xù)保持通話。 (3)MS在兩個(gè)小區(qū)覆蓋重疊區(qū)進(jìn)行通話，已占用TCH的這個(gè)小區(qū)業(yè)務(wù)特別忙，這時(shí)BSC通知MS測(cè)試它鄰近小區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度、信道質(zhì)量，決定將它切換到另一個(gè)小區(qū)，這就是業(yè)務(wù)平衡所需要的切換。,不同MSC之間切換的信令流程,,短消息處理流程,短消息業(yè)務(wù)是一項(xiàng)新

47、的移動(dòng)增值業(yè)務(wù)，短消息業(yè)務(wù)（SHORT MESSAGE SERVICE：SMS）提供在移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)用戶和移動(dòng)用戶之間發(fā)送長(zhǎng)度較短的信息。 短消息業(yè)務(wù)功能是一種類似于傳呼機(jī)的業(yè)務(wù)功能，但是它具有尋呼網(wǎng)絡(luò)無(wú)法具備的優(yōu)點(diǎn)：即保證消息到達(dá)和雙向?qū)ず艄δ堋?短消息能通過(guò)移動(dòng)通信系統(tǒng)的信令信道實(shí)現(xiàn)消息傳送，具有節(jié)省無(wú)線資源，傳輸迅速和價(jià)格低廉等特點(diǎn)。,,與短消息處理有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖,,短消息中心的主要功能是接收、存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)發(fā)用

48、戶的短消息。,發(fā)送短消息的流程,,手機(jī)將短信發(fā)送給MSC， MSC根據(jù)短信中攜帶的短消息中心的標(biāo)識(shí)號(hào)，將短信提交給IWMSC，由IWMSC提交短信中心。短信中心成功收到短消息后，給出傳送成功的確認(rèn)消息，并由MSC轉(zhuǎn)發(fā)給MS。,接收短消息流程,,與短消息中心SMC相連接的移動(dòng)交換中心SMC-GMSC收到SC發(fā)來(lái)的短消息后，根據(jù)消息中包含的接收用戶的MSISDN號(hào)碼，向接收用戶所屬的歸屬位置中心HLR要求有關(guān)的路由信息(Send Routi