第2讲 蜂窝移动通信技术2

GSM系统的总体框图 系统的总体框图
MS
BSS Um接口 接口 A接口 接口
NSS

移动终端部分MS 移动终端部分
• 一般称为移动台，是GSM网络中用户使 一般称为移动台， 网络中用户使
用的设备 • 由两部分组成： 由两部分组成： • 移动终端 • 客户识别卡（SIM卡） 客户识别卡（ 卡 • 由它所漫游到的地理区域的一个 由它所漫游到的地理区域的一个VLR （访问用户位置寄存器）管理。 访问用户位置寄存器）管理。
位置更新
3.一个 一个VLR服务一个或多个位置区。如果 服务一个或多个位置区。 一个 服务一个或多个位置区 当前和原先的位置区由同一个VLR服务， 服务， 当前和原先的位置区由同一个 服务 移动台得到一个新的临时移动用户识别 存储器更新； 码TMSI，VLR存储器更新；如果移动台 ， 存储器更新 进入一个新的VLR区，HLR存储器更新、 进入一个新的 区 存储器更新、 存储器更新 旧的VLR删除数据、新的 删除数据、 增加数据。 旧的 删除数据 新的VLR增加数据。 增加数据
基站子系统BSS——功能 功能 基站子系统
• 通过无线接口与移动台连接，负责无线 通过无线接口与移动台连接，
资源管理和收发信息。 资源管理和收发信息。 • 与网络子系统 与网络子系统NSS中的移动交换中心 中的移动交换中心 MSC相连，实现移动用户之间或与固定 相连， 相连 网用户之间的通信。 网用户之间的通信。
移动终端
• 完成话音编码、信道编码、信息加密、 完成话音编码、信道编码、信息加密、
信息的调制和解调、信息发射和接收。 信息的调制和解调、信息发射和接收。
客户识别卡（ 客户识别卡（SIM卡） 卡
• 存有认证客户身份所需的所有信息，并 存有认证客户身份所需的所有信息，
能执行一些与安全保密有关的重要信息 以防止非法客户进入网路。 ，以防止非法客户进入网路。 • 还存储与网路和客户有关的管理数据， 还存储与网路和客户有关的管理数据， 只有插入SIM卡后移动终端才能接入进 只有插入 卡后移动终端才能接入进 网。
鉴权中心AUC 鉴权中心
GSM系统的安全中心。 系统的安全中心。 系统的安全中心 • 对用户鉴权 • 对无线接口上的话音、数据信号信息加 对无线接口上的话音、 密
移动设备识别器EIR 移动设备识别器
存储、 存储、识别移动设备的国际移动设备识 别码IMEI。 别码 。
注：另一种识别码是国际移动用户识别码IMSI， 另一种识别码是国际移动用户识别码 ， 与设备无关，存储在SIM卡中，直接计费。 卡中， 与设备无关，存储在 卡中 直接计费。
GSM网为 网为01 网为
区域识别
• 位置区识别码 位置区识别码LAI
• 结构：MCC+MNC+LAC 结构：
LAC用于识别移动网中的一个位置区 LAC用于识别移动网中的一个位置区
• 全球小区识别码 全球小区识别码GCI
• 结构：MCC+MNC+LAC+CI 结构：
CI用于小区识别 用于小区识别
基站小区识别码BSIC 基站小区识别码
用户的接入能力，申请的业务和补充业务。 用户的接入能力，申请的业务和补充业务。 • 一个可用的三元组（RAND/SRES/Kc），依 一个可用的三元组（ ），依 ）， 的请求提供使用； 照MSC/VLR的请求提供使用； 的请求提供使用 • 当前正管理 的VLR信息，并随 位置改 当前正管理MS的 信息， 信息 并随MS位置改 变而更新，并向呼叫MSC提供。 提供。 变而更新，并向呼叫 提供
基站子系统BSS——组成 组成 基站子系统
• 基站收发信台（BTS）：每个小区有一 基站收发信台（ ）：每个小区有一 ）：
或多个BTS 或多个 • 基站控制器（BSC）：控制、管理多个 基站控制器（ ）：控制 ）：控制、 BTS，与一个 ，与一个MSC（移动业务交换中心） （移动业务交换中心） 相连
无线覆盖区域结构
国际移动用户识别码IMSI 国际移动用户识别码
• 用于在国际上唯一识别移动用户 • 结构（15位），如图所示，其中： 结构（ 位），如图所示 其中： 如图所示，
• 我国 我国MCC为460 为 • MNC的值中国移动的 的值中国移动的GSM网为 、中国联通的 网为00、 的值中国移动的 网为
网络子系统NSS 网络子系统
• • • • • •
移动业务交换中心MSC 移动业务交换中心 访问用户位置寄存器VLR 访问用户位置寄存器 归属用户位置寄存器HLR 归属用户位置寄存器 鉴权中心AUC 鉴权中心 移动设备识别器EIR 移动设备识别器 操作维护中心OMC 操作维护中心
移动业务交换中心MSC 移动业务交换中心
地； • SNR为序号码，由厂家分配； 为序号码， 为序号码 由厂家分配； • SP为备用 为备用
• IMEI可在待机状态下按“*#06#”读取，读取的 可在待机状态下按“ 读取， 可在待机状态下按 读取
IMEI码与手机后盖板上的条码标签、外包装上的 码与手机后盖板上的条码标签、 码与手机后盖板上的条码标签 条码标签应一致
• 用于识别相邻国家、地区或相邻的不同 用于识别相邻国家、
运营商 • 结构：NCC+BCC 结构： • NCC为网络色码，用于识别不同国家（国内 为网络色码， 为网络色码 用于识别不同国家（
区别不同的省） 区别不同的省）及不同运营商 • BCC为基站色码，由运营部门设定 为基站色码， 为基站色码
临时移动用户识别码TMSI 临时移动用户识别码
固定网用户呼叫移动台
6.基站向 基站向MSC提供响应信息； 提供响应信息； 基站向 提供响应信息 7.VLR对被叫的移动台鉴权，并准备业务 对被叫的移动台鉴权， 对被叫的移动台鉴权 信道编码； 信道编码； 8.移动台发出振铃，同时呼叫者也得到回 移动台发出振铃， 移动台发出振铃 铃； 9.被叫移动台回答时，一个业务信道准备 被叫移动台回答时， 被叫移动台回答时 好并建立呼入电路的连接。 好并建立呼入电路的连接。
固定网用户呼叫移动台
1.呼叫者拨号，呼叫送到MSC 呼叫者拨号，呼叫送到 呼叫者拨号 2.MSC在HLR中查询移动用户当前所在区域的 在 中查询移动用户当前所在区域的 MSC； ； 3.当前所在区域的 当前所在区域的MSC从VLR中查询用户的位置 当前所在区域的 从 中查询用户的位置 4.用户位置不十分明确时，当前所在区域的 用户位置不十分明确时， 用户位置不十分明确时 当前所在区域的MSC 管理的所有BSS寻呼此移动台；寻呼是通过 寻呼此移动台； 管理的所有 寻呼此移动台 公共控制信道发出TMSI实现 公共控制信道发出 实现 5.移动台收到寻呼向基站发出响应； 移动台收到寻呼向基站发出响应； 移动台收到寻呼向基站发出响应
• 1991年，在欧洲开通了第一个系统，并将 年 在欧洲开通了第一个系统，并将GSM
更名为 Globa1 system for Mobile communications 俗称“全球通 全球通” 全球移动通信系统 ，俗称 全球通
GSM系统组成 系统组成
• • • •
移动终端部分MS 移动终端部分 基站子系统BSS 基站子系统 网络子系统NSS 网络子系统 其中MS与BSS之间的接口为 之间的接口为Um接口， BSS与 接口， 其中 与 之间的接口为 接口 与 NSS之间的接口为 接口。GSM规范对系统的 之间的接口为A接口 之间的接口为 接口。 规范对系统的 A接口和 接口和Um接口都有明确的规定，也就是说， 接口都有明确的规定， 接口和 接口都有明确的规定 也就是说， A接口和 接口和Um接口是开放的接口。 接口是开放的接口。 接口和 接口是开放的接口 参见下页GSM系统的总体框图 参见下页 系统的总体框图
操作维护中心OMC 操作维护中心
对GSM系统进行集中维护与操作 系统进行集中维护与操作 • 允许实施远程集中操作维护管理 • 支持高层维护管理中心（NMC）的接口 支持高层维护管理中心（ ）
GSM系统的说明 系统的说明
• 无线覆盖区域结构 • 识别码 • 信令 • 位置更新 • 固定网用户呼叫移动台 • 越区切换 • 鉴权和加密
• 网络的中心，主要执行交换功能，控制 网络的中心，主要执行交换功能，
一或多个BSS。 。 一或多个 • 这种交换功能包括移动用户之间的呼叫， 这种交换功能包括移动用户之间的呼叫， 移动用户与固定用户（ 移动用户与固定用户（PSTN和ISDN） 和 ） 及分组交换网用户之间的呼叫。 及分组交换网用户之间的呼叫。 • 一般一个 一般一个MSC对应一个 对应一个VLR 对应一个
GSM简介 简介
• 1987年5月，GSM成员国就以下方面达成一致 年 月 成员国就以下方面达成一致
意见
• • • •
数字系统 采用窄带时分多址TDMA 采用窄带时分多址TDMA 规则脉冲激励线性预测RPE一LTP话音编码 规则脉冲激励线性预测 一 话音编码 高斯滤波最小移频键控GMSK调制方式 高斯滤波最小移频键控 调制方式
• 用于在国际上惟一地识别一个移动设备，监控被 用于在国际上惟一地识别一个移动设备，
窃或无效的移动设备。 窃或无效的移动设备。 • 结构（15位）： 结构（ 位）：TAC(6)+FAC(2)+SNR(6)+SP(1)
• TAC为型号批准码，由欧洲型号中心分配； 为型号批准码， 为型号批准码 由欧洲型号中心分配； • FAC为工厂装配码，由厂家编码，表示生产厂家及装配 为工厂装配码， 为工厂装配码 由厂家编码，
• 为了对 为了对IMSI保密，IMSI仅在空中传送一 保密， 保密 仅在空中传送一
次，便由VLR临时给来访移动用户分配 便由 临时给来访移动用户分配 一个惟一的TMSI号码替代 一个惟一的 号码替代 • 仅在本地有效 ，当用户离开此 当用户离开此VLR服务 服务 区后释放