接续和移动性管理

1、本文格式为Word版，下载可任意编辑接续和移动性管理 一、概 述在移动网中，为了建立一个呼叫连接需要解决三个问题：用户所在的位置；用户识别；用户所需供应的业务二、位置更新位置更新目的是使移动台总与网络保持联系，以便移动台在网络掩盖范围内的任何地方都能接入到网络内。GSM系统的位置更新包括三个方面的内容：第一，移动台的位置登记；其次，当移动台从一个位置区域进入一个新的位置区域时，移动系统所进行的是通常意义下的位置更新；第三，在肯定的特定时间内，网络与移动台没有发生联系时，移动台自动地、周期性地（以网络在广播信道发给移动台的特定时间为周期）与网络取得联系，核对数据。1、位置更新恳求过程通常移动用户

2、处于开机空闲状态时，被锁定在所在小区的广播信道（BCCH）载频上。2、移动用户位置更新涉及了两个VLR的位置更新过程（1）网络端接收到恳求信息后便将移动台注册到一个新的VLR区域（2）用户的归属寄存器HLR与新的VLR交换数据得到移动用户的新位置信息（3）HLR通知移动台所属的旧的VLR删除用户有关信息 图1 位置更新过程 3、移动用户的周期位置更新解决问题：网络在特定时间未能收到来自移动台的任何信息。方法：系统实行强制登记措施，要求移动台每隔肯定时间便向网络发送一次位置更新恳求消息。假如在特定时间内网络接收不到某用户的周期位置更新消息，则对该其做去“附着”处理三、呼叫建立过程1、移动台的被呼

3、过程以固定网PSTN呼叫移动用户为例，移动台的被呼过程如下：固定网的用户拨打移动用户的电话号码MSISDNPSTN交换机分析MSISDN号码GMSC分析MSISDN号码HLR分析由GMSC发来的信息HLR查询当前为被呼移动用户服务的MSC/VLR由正在服务于被呼用户的MSC/VLR得到呼叫的路由信息MSC/VLR将呼叫的路由信息传送给HLRGMSC接收包含MSRN的路由信息2、呼叫时移动用户所用的号码：国际移动用户识别码(IMSI)，移动用户 ISDN 号码 (MSISDN)，移动用户漫游号码 (MSRN)，临时移动用户识别码(TMSI)。（1）MSISDN移动用户的国际ISDN号码号码结构为

4、 ： 图2 MSISDN的号码结构 CC为国家代码，我国为86NDC数字蜂窝移动业务接入号13S(S9、8、7、6、5移动通信公司）SN（移动用户号）：ABCD。由各HLR自行安排（2）IMSI国际移动用户识别码：它是移动用户的唯一识别名码，为15位数字的号码，其结构如图3 。 图3 IMSI的号码结构 MCC(移动国家号码)：由3位数字组成，唯一地识别移动用户所属的国家。 MNC(移动网号)：识别移动用户所归属的移动网。 MSIN(移动用户识别码)由10位数字组成（3）MSRN漫游号码正在服务于被呼用户的MSC/VLR产生一个移动台漫游号码MSRN。结构1： 13S 00 M1M2M3 AB

5、C。（M1M2M3为MSC/VLR号码，S为9、7、6、5或1和0）结构2： 1354 S M0M1M2 ABC。（S M0M1M2为MSC/VLR号码）3、寻呼过程（1）划分位置区LA (Location Area)将MSC/VLR的业务区域划分成若干较小的区域，并由MSC/VLR管理，以减小搜寻被叫用户的工作量，当网络知道了被叫用户所在的位置区后，便在此位置区内启动一个寻呼过程。（2）将寻呼消息经基站通过寻呼信道PCH发送出去（3）位置区内某小区PCH上空闲的移动用户接到寻呼信息，识别出IMSI码，便发出寻呼响应消息给网络。（4）网络接到寻呼响应后，为用户安排一业务信道，建立始呼和被呼的连

6、接，完成一次呼叫。（5）当网络确定了被叫用户所在的位置区域后，便在此位置区内启动一个寻呼过程。图4示出了一个网络进行寻呼过程的简洁步骤。 图4 呼叫建立的简洁步骤 移动台的始呼过程 移动用户通过随机接入信道（RACH）向系统发送接入恳求消息。 MSC/VLR安排给用户一专用信道，查看主呼用户的类别并标记此主叫用户示忙。 若系统允许该主呼用户接入网络，则MSC/VLR发证明接入恳求消息 主叫用户发起呼叫。 假如被呼叫用户是固定用户，则系统直接将被呼用户号码经固定网（PSTN）路由至目的地。 假如被呼号是同网中的其他移动台，则MSC以类似从固定网发起呼叫处理方式，进行HLR的恳求过程，转接被呼用户

7、的移动交换机。 一旦接通被呼用户的链路预备好，网络便向主呼用户发出呼叫建立证明，并给它安排专用业务信道TCH。 主呼用户等候被呼用户响应证明信号，这时完成移动用户主呼的过程 。始呼建立过程图5示出。 图5 移动台发起呼叫过程 四、越区切换与漫游1、越区切换的定义切换（Handover）：将正处于通话状态的MS转移到新的业务信道上（新的小区）的过程。目的： 保证通信的连续性通常有以下两个缘由引起切换：（1）信号强度或质量下降到门限以下，此时移动台被切换到信号强度较强的相邻小区，这是由移动台发起的。（2）由于某小区业务信道容量全被占用或几乎全被占用，这时移动台被切换到业务信道容量较空闲的相邻小区，

8、这是由由上级实体发起。2、越区切换的策略移动台与基站均参加测量接受信号的强度（RSSI）和质量（BER），移动台对不同基站RSSI进行测量，将测量结果报告给基站（两次/秒），基站对移动台所占用的业务信道TCH进行测量，并报告给基站掌握器BSC，最终由基站掌握器打算是否需要切换。有三个反映信道链路的指标，见下表： 反映信道链路的指标 意义 WEI （word error indicator） 表明在MS侧当前的突发脉冲是否得到正确解调 RSSI (received signal strength indicator)反映信道间干扰和噪声 QI （quality indicator） 在一个有效窗

9、口内用载干比（S/I）加上信噪比来估量无线信号质量 缺点克服方法 硬切换 GSM系统固有 乒乓效应 正确选择滞后门限 掉话 滞后门限的设置不行过大 3、越区切换的种类（1）同一BSC内不同小区间的切换BSC需要建立与新基站之间的链路，并在新的小区基站安排一个业务信道TCH。网络MSC对这种切换不做掌握 。 图6 同BSC内的BTS间的切换 （2）同一MSC/VLR内不同BSC掌握的小区间的切换这是网络参加切换过程，切换过程如图7。（1）原BSC向MSC恳求切换；（2）建立MSC与新的BSC、新的BTS的链路；（3）选择并保留新小区空闲TCH供MS切换后使用；（4）命令MS切换到新频率的新的TC

10、H上；（5）切换胜利后MS需要了解四周小区的信息，若位置区域发生了变化，呼叫完成后必需进行位置更新 。 图7 同MSC/VLR区不同BSC切换 （3）不同MSC/VLR掌握的小区间的切换当MS从正在为其服务的原MSC的区域移动到目标MSC的区域时，目标MSC要向原MSC供应一路由信息以建立两个移动交换机的连接。这个路由信息是切换号码。切换号码（HON，Handover Number）结构如下HON=CC+NDC+SNCC为国家码NDC为数字蜂窝移动业务接入号SN为移动用户号不同MSC/VLR交换机之间的切换的详细过程如图8 。 图8 不同MSC/VLR交换机之间的切换 五、平安措施GSM系统主

11、要实行以下平安措施：对用户接入网的鉴权；在无线链路上对有权用户信息加密；设备的识别；移动用户平安保密。1、对用户接入网的鉴权（1）鉴权原理鉴权作用：爱护网络，防止非法盗用；爱护用户，拒绝假冒合法用户的“入侵”原理：基于GSM系统定义的鉴权键Ki，当客户在网络上注册登记时，会被安排一个MSISDN、一个IMSI及一个与IMSI对应的移动用户鉴权键Ki，Ki被分别存放在网络端的鉴权中心AC中和移动用户的SIM卡中，鉴权的过程就是在VLR中验证网络端和用户端的Ki是否相同。问题： 用户将鉴权键Ki传输给网络时可能被人截获解决方法：用鉴权算法A3产生加密的数据即符号响应（SRES） 图9 平安算法所在

12、GSM系统的位置 （2）鉴权三参数的产生在进行鉴权和加密时，GSM系统要在其鉴权中心AC产生鉴权三参数，即随机数RAND、符号响应SRES和密钥Kc。 图10 鉴权三参数产生过程 鉴权的过程AC产生鉴权三参数后将其传送给VLR；鉴权开头时VLR通过BSS将RAND送给移动台的SIM卡。SIM卡中具有与网络端相同的Ki和A3、A8算法，可产生与网络端相同的SRES和Kc；MS将SIM卡产生的SRES发给VLR，在VLR中进行鉴权验证；由于SRES是随机的，所以在空中传输时是加密的。 图11 鉴权过程 2、无线链路上有权用户通信信息的加密目的：在空中对用户数据和信令的保密过程：加密开头时依据MSC

13、/VLR发出的加密指令，BTS侧和MS侧均开头使用Kc。MS侧，由Kc、TDMA帧号一起经A5算法，对用户信息数据流加密，在无线路径上传输。BTS侧，把从无线信道上收到的加密信息流、TDMA帧号和Kc，再经过A5算法解密后，传送给BSC和MSC。上述过程反之亦然3、移动设备的识别目的： 确保系统中使用的移动设备不是盗用或非法的设备过程：MSC/VLR向移动用户恳求IMEI（国际移动台设备识别码）并将IMEI发送给EIR（设备识别寄存器）。收到IMEI后，EIR使用所定义的三个清单：白名单：包括已安排给参与运营者的全部设备识别序列号码。黑名单：包括全部被禁止使用的设备识别。灰名单：由运营者打算，

14、例如包括有故障的及未经型号认证的移动设备。将设备鉴定结果送给MSC/VLR，以打算是否允许入网4、移动用户的平安保密（1）用户的临时识别码TMSI目的： 防止非法个人和团体通过监听无线路径上的信令交换而窃得移动用户的真实IMSI或跟踪移动用户的位置。安排者：MSC/VLR更换周期： 由网络运营者打算使用过程：每当MS用IMSI向系统恳求位置更新、呼叫建立或业务激活时，MSC/VLR对它进行鉴权。允许入网后，MSC/VLR产生一个新TMSI，通过给IMSI安排TMSI的信令将其传送给MS，写入用户的SIM卡。此后，MSC/VLR和MS之间的信令交换就使用TMSI，而用户的IMSI不在无线路径上传送。（2）用户的个人身份号PIN