GSM_移动通信系统

1第七章GSM移动通信系统GSM系统概述发展历史网络结构与接口区域、号码、地址与识别GSM系统的业务GSM系统的无线接口GSM系统的控制与管理通用分组无线业务（GPRS）27.1概述模拟系统的四大缺点：各个模拟蜂窝系统间差异较大、互不兼容，没有公共接口，用户无法在不同系统之间实现漫游；很难开展数据承载业务；频谱利用率低无法适应大容量的需求；安全保密性差，易被窃听。1GSM系统发展历史31982年北欧国家为了方便全欧洲统一使用移动电话，向CEPT（欧洲邮电行政大会）提交了一份建议书，要求制定900MHz频段的公共欧洲电信业务规范。在这次大会上就成立了一个在欧洲电信标准学会（ETSI）技术委员会下的“移动特别小组”（GroupSpecialMobile，简称“GSM”），来制定有关的标准和建议书。7.1概述1GSM系统发展历史41987年5月GSM成员国就数字系统采用的主要技术达成一致：多址方式：窄带时分多址TDMA；语音编码技术：规则脉冲激励线性预测RPE一LTP语音编码；调制方式：高斯滤波最小移频键控GMSK调制方式1991年在欧洲开通了第一个系统，将GSM更名为“全球移动通信系统”（Globa1systemforMobilecommunications）7.1概述1GSM系统发展历史5移动特别小组还完成了制定1800MHz频段的公共欧洲电信业务的规范，名为DCS1800系统。DCS1800系统与GSM900系统功能相同，主要区别是采用的频段不同。GSM标准共有12项内容，未对硬件作出规定，只对功能、接口等进行详细规定，以便不同公司的产品可以互连互通。1993年我国开通了第一个数字蜂窝移动通信网。7.1概述1GSM系统发展历史6GSM系统组成MS：移动台;BSS:基站子系统NSS:网络子系统7.1概述2GSM系统网络结构与接口---（1）网络结构7GSM系统结构7.1概述2GSM系统网络结构与接口---（1）网络结构8子系统子单元功能MSSMS（移动台）包括ME(移动设备)和SIM(用户识别模块)BSSBTS（基站）为一个小区服务的无线收发信设备BSC（基站控制器）对一个或多个BTS进行控制以及相应呼叫控制NSSMSC（移动业务交换中心）对于位于它管辖区域中的移动台进行控制、交换VLR（访问位置寄存器）存储来访用户与呼叫处理有关的一些数据HLR（归属位置寄存器）存储该HLR辖区的移动用户的有关数据与目前所处位置的信息，包括移动用户号码、访问能力、用户类别、补充业务、漫游信息等EIR（设备识别寄存器）对移动设备的识别、监视、闭锁存储有关移动台设备参数的数据库AUC（鉴权中心）认证移动用户的身份和产生相应鉴权参数OMC（操作维护中心）操作维护系统中的各功能实体GSM系统可通过MSC实现与多种网络的互通，包括PSTN、ISDN、PLMN和PSPDN7.1概述2GSM系统网络结构与接口---（1）网络结构GSM系统子单元及其功能97.1概述2GSM系统网络结构与接口---（2）网络接口GSM系统网络接口10分类接口名称定义主要接口A接口NSS与BSS之间的通信接口，即MSC与BSC之间的互连接口Abis接口BSC与基站收发信机（BTS）之间的通信接口Um接口即空中接口，MS与BTS之间的无限通信接口，最重要、最复杂NSS内部接口B接口MSC与访问位置寄存器（VLR）之间的接口C接口MSC与原籍位置寄存器（HLR）之间的接口D接口VLR与HLR之间的接口E接口相邻区域的不同移动交换中心之间的接口F接口MSC与移动设备识别寄存器（EIR）之间的接口G接口两个VLR之间的接口GSM与其它公用电信网接口，通过MSC与公用电信网互联，一般采用7号信令系统7.1概述2GSM系统网络结构与接口---（2）网络接口GSM系统网络接口名称与定义11采用独立网号方式来组网“中国移动”GSM网络接入号为“139”，“中国联通”GSM网络接入号为“130”。全国GSM移动电话网按大区设立一级汇接中心、省内设立二级汇接中心、移动业务本地网设立端局构成三级网络结构。三级网络结构组成了一个完全独立的数字移动通信网络。7.1概述2GSM系统网络结构与接口---（3）我国网络结构12GSM数字移动通信网与PSTN网相重叠。公用电话网有它的国际出口局，而GSM数字移动通信网却无国际出口局，国际间的通信仍然还需借助于公用电话网的国际局。在“中国联通”GSM移动交换局所在地，联通网和主网(移动GSM移动通信网和电信PSTN网)之间各设一个网间接口局，联通网和主网经过网间接口局连通。7.1概述2GSM系统网络结构与接口---（3）我国网络结构13省内GSM移动通信网的网络结构省内设若干个移动业务汇接中心(即二级汇接中心)。二级汇接中心可以是单独设置的汇接中心(即不带客户，只作汇接)，也可兼作移动端局(与基站相连，可带客户)。省内GSM移动通信网中一般设置二三个移动汇接局较为适宜，最多不超过四个，每个移动端局至少应与省内两个二级汇接中心相连。7.1概述2GSM系统网络结构与接口---（3）我国网络结构14移动业务本地网的网络结构全国可划分为若干个移动业务本地网，每个移动业务本地网中应设立一个HLR和一个或若干个移动业务交换中心(MSC)，还可以几个移动业务本地网共用一个MSC。信令网络结构在建网初期，由于国内的No.7信令网不适宜传输MAP（移动应用部分）消息，作为过渡，先建立移动专用No.7信令网。7.1概述2GSM系统网络结构与接口---（3）我国网络结构15目前中国的GSM组网方式遵循以下原则。省内话务和信令转接走低级话务汇接局（B1、B2）和省内低级信令汇接局（L1、L2）。省际话务和信令转接走高级话务汇接局（A1、A2）和省内高级信令汇接局（H1、H2）。国际话务和信令转接走国际局中转（目前国内的国际局设置在北京、上海和广州三个城市）7.1概述2GSM系统网络结构与接口---（3）我国网络结构16本地端局兼关口局（MSC1、MSC2、MSC3（纯端局）、MSC4）完成本地话务及信令交换本地HLR（ZZH01、ZZH02）存储本地用户数据省级低级话务汇接局（CSB1、CSB2）完成本省话务交换省级高级话务汇接局（CSA1、CSA2）完成省内交换机同省外交换机话务交换省级低级信令汇接局（CSL1、CSL2）完成株洲交换机和本省的信令接续省级高级信令汇接局（CSH1、CSH2）完成本省交换机和省外交换机的信令接续。7.1概述2GSM系统网络结构与接口---（3）我国网络结构-株洲17衡阳MSC1-4永洲MSC1-2娄底MSC1-2邵阳MSC1-3益阳MSC1-2常德MSC1-4岳阳MSC1-4怀化MSC1-4吉首MSC1长沙MSC1-9株洲MSC1-4湘潭MSC1-2郴洲MSC1-3张家界MSC1CSA1、A2CSB1、B2中国移动长途话务汇接网7.1概述2GSM系统网络结构与接口---（3）我国网络结构湖南省交换网网络拓扑--话务网18衡阳MSC、HLR及SMSC永洲MSC、HLR娄底MSCHLR邵阳MSC、HLR及SMSC益阳MSC、HLR常德MSC、HLR岳阳MSC、HLR怀化MSCHLR吉首MSCHLR长沙MSC1-9HLR1-4株洲MSC1-4HLR1、2湘潭MSC及HLR郴洲MSCHLR张家界MSCHLRCSHSTP1/2CSLSTP1/2中国移动长途7号信令网长沙SCP、SSP及SMSCCSA1、A2CSB1、B27.1概述2GSM系统网络结构与接口---（3）我国网络结构湖南省交换网网络拓扑--信令网19服务区PLMN…PLMNMSCMSC…位置区位置区基站基站……扇区扇区…PLMN：PublicLandMobileNetwork公用陆地移动通信网7.1概述3GSM的区域、号码、地址与识别---（1）区域定义区域定义20名称定义GSM服务区向移动台提供服务的区域，可由一个或多个PLMN组成；地域上可以是一个国家或一个国家的一部分，也可以是若干个国家PLMN一个公用陆地移动通信网（PLMN）可以由一个或若干个MSC组成，PLMN与各种固定网络之间的接口是MSCMSC区一个移动交换中心所控制的区域，连接一个或若干个基站控制器，地理上包含多个位置区。位置区通常由若干个小区组成，移动台在位置区内无需进行位置更新；呼叫发起时，向一个位置区内的所有基站同时发起。基站区即小区，基站的有效覆盖范围扇区基站采用定向天线时，定向天线在一定角度的覆盖范围7.1概述3GSM的区域、号码、地址与识别---（1）区域定义区域定义21MCC(3位)MNC(1或2位)MSIN|------------国际移动客户识别---------------||---国内移动客户识别----|7.1概述3GSM的区域、号码、地址与识别---（2）号码识别MCC:移动国家号码，由3位数字组成，我国为460。MNC:移动网号，由2位数字组成，移动GSMPLMN网为00，联通GSMPLMN网为0l。MSIN:移动用户识别码，由等长10位数字构成，用于识别某一PLMN中的移动用户。国际移动用户识别码(IMSI)GSM移动通信网给移动客户分配一个特定的识别码。存储在客户识别模块(SIM)、HLR、VLR中。22临时移动客户识别码(TMSI)为了对IMSI保密，MSC／VLR可给来访移动客户分配一个唯一的TMSI号码，仅限在本MSC业务区内使用。国际移动台设备识别码(IMEI)唯一地识别一个移动台设备的编码，为一个15位的十进制数数字，其结构是：TAC(6位数字)FAC(2位数字)SNR(6位数字)SP(l位数字)TAC:型号批准码;FAC:工厂装配码，表示生产厂家及其装配地。SNR:序号码，SP:备用，备作将来使用。7.1概述3GSM的区域、号码、地址与识别---（2）号码识别237.1概述3GSM的区域、号码、地址与识别---（2）号码识别CCNDCSN|-----------国际移动客户ISDN号码----------------||--国内有效移动客户ISDN号码--|CC：国家码。我国为86。NDC：国内目的地码，包括网络接入号（移动139，联通130）和4位HLR识别码（移动业务本地网号）。SN：客户号码，采用等长4位编号计划。移动台号码（手机号码）移动台国际ISDN号码(MSISDN)主叫客户为呼叫数字公用陆地蜂窝移动通信网中客户所需拨的号码。号码的结构为：247.1概述3GSM的区域、号码、地址与识别---（2）号码识别移动客户漫游号码(MSRN)结构是：CCNDCSN|---------国际移动客户ISDN号-----------------||--国内有效移动客户ISDN号码--|移动客户漫游号码(MSRN)(与MSISDN结构相同）当移动台漫游到一个新的服务区时，由VLR给其分配一个临时性的漫游号码，并通知该移动台的HLR，用于建立通信路由。移动台号码（手机号码）257.1概述3GSM的区域、号码、地址与识别---（2）号码识别位置区识别码(LAI)位置区识别码用于移动客户的位置更新，其号码结构是：3位数字2位数字最大16bitMCCMNCLAC|---------------LAI--------------|MCC：移动客户国家码，同IMSI中的前三位数字。MNC：移动网号，同IMSI中的MNC。LAC：位置区号码，为一个2字节BCD编码，在一个GSMPLMN网中可定义65536个不同的位置区。267.1概述3GSM的区域、号码、地址与识别---（2）号码识别全球小区识别码(CGI)CGI是用来识别一个位置区内的小区，它是在位置区识别码(LAI)后加上一个小区识别码(CI)，其结构是：3位数字2位数字最大16bit最大16bitMCCMNCLACCI|---------------------LAI----------------||-------------------