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文档简介

1、内容提要 移动通信发展史 GSM通信系统概述 编号计划 业务流程 GSM提供的业务第一代模拟蜂窝通信系统 第一代移动电话系统采用了蜂窝组网技术,蜂窝概念由贝尔实验室贝尔实验室提出,70年代在世界许多地方得到研究,当第一个试运行网络在芝加哥开通时,美国第一个蜂窝系统AMPS(高级移动电话业务)在1979年成为现实.模拟移动通信的缺点各系统间没有公共接口。2. 无法与固定网迅速向数字化推进相适应,数字承载业务很难开展。3. 频率利用率低,无法适应大容量的要求。4. 安全利用率低,易于被窃听,易做“假机”。第二代数字蜂窝移动通信系统由于模拟制式存在的各种缺点,90年代开发出了以数字传输、时分多址和窄

2、带码分多址为主体的移动电话系统,称之为第二代移动电话系统。代表产品分为两类: 1.TDMA系统:泛欧GSM、美国D-AMPS和日本PDC 2.N-CDMA系统:高通公司为首研制的基于IS-95的N- CDMA(窄带CDMA) 第三代IMT-2000IMT-2000,它的关键特性有:(1)包含多种系统;(2)世界范围设计的高度一致性;(3)IMT-2000内业务与固定网络的兼容;(4)高质量;(5)世界范围内使用小型便携式终端。以Qualcomm公司为代表提出的与IS-95系统反向兼容的宽带CDMA2000建议。2. 欧洲考虑在IMT-2000网络发展目标上,支持宽带分组交换网为核心,将当前的从

3、功能上分层的网络模式演变成端到端的客户-服务器模式,专门开发与GSM系统反向兼容的WCDMA标准。此方案便于由GSM平滑过渡到第三代,故受到很多GSM供应商支持。3. 我国向ITU-R提交了TD-SCDMA技术。具有代表性的第三代移动通信系统技术:1、1982年,设立“移动通信特别小组”,以开发第二代移动通信为目标。2、1986年,对八个建议进行现场实验。3、1987年,就采用窄带时分多址和规则脉冲激励长期线形预测(RPELTP)话音编码以及高斯滤波最小频移键控(GMSK)调制方式达成一致。4、1988年,十八个国家达成GSM谅解备忘录。5、1989年,GSM标准生成,产生一套12章规范系列。

4、6、1991年,GSM在欧洲正式开通,演变成“全球移动通信系统” 的简称。GSM发展历程GSM主要参数发射频率:下行:935-960KHZ上行:890-915KHZ频道间隔:200KHZ双工间隔:45KHZ小区半径:MIN:0.5公里 MAX:35公里接续方式:TDMA调制方式:GMSK编码方式:RPE-LTP无线接口理论无线接口理论BSSMSS数字公用陆地移动通信网PLMN示意图 各部分名称说明MSS内部接口接口协议 协议是各功能实体间的共同“语言”,通过各个接口相互传递有关的消息,为完成GSM系统的全部通信和管理功能建立起有效的信息传输通道。MAPTCAPBSSAPSCCPMTPISUPT

5、UP TUP:电话用户部分 BSSAP:BSS应用部分ISUP:ISDN用户部分 SCCP:信令连接控制部分MAP:移动应用部分 MTP:消息传递部分TCAP:事务处理应用部分应用于GSM系统的7号信令协议层 GSM系统各接口采用的分层协议结构同时考虑到了ISDN的互通,符合开放系统互连(OSI)参考模型。 在MSS内部各功能实体间接口通信均由7号信令系统支持。GSM系统与PSTN系统间通信优先采用7号信令。 与非呼叫相关的信令是采用移动应用部分(MAP),用于MSS内部各接口间的通信;与呼叫相关的信令则采用电话用户部分(TUP)和ISDN用户部分(ISUP),分别用于MSC间和MSC与PST

6、N及ISDN间的通信。接口协议编号计划1.移动用户的ISDN号码: MSISDN MSISDN号码是呼叫数字公用陆地蜂窝移动通信网中某一用户时主叫用户所拨的号码。 号码组成为:国 家 号 码国 内 有 效 ISD N 号 码国 际 移 动 用 户 ISD N 号 码N1N2N3移动业务接入号H0H1H2H3HLR 识别号ABCD移动用户号国内有效 ISDN 号码我国的国家号码为86。我国国内有效ISDN号码的结构为:2.国际移动用户识别码:IMSIIMSI是在PLMN网中唯一识别一个移动用户的号码 由15位数字组成MCCMNCMSIN国际移动用户识别国内移动用户识别3.移动用户漫游号码 MSR

7、N MSRN是在每次呼叫移动用户时,为了使网络再次选择路由,根据HLR的请求,由VLR临时分配给移动用户的一个号码。该号码在接续完成后即可释放给其他用户使用。 它的结构为8613900M1M2M3ABC。 M1M2M3为MSC的号码。4.切换号码(HON)HON是在进行局间切换时为了选择路由,由目标MSC/VLR临时分配给移动用户的一个号码。该号码是MSRN号码的一部分,只在移动用户进行局间切换时使用,接续完成后即可释放给其他用户使用。5.临时移动用户识别码(TMSI)TMSI是为了对IMSI保密,由VLR临时分配给来访移动用户的识别码,为一个4字节的BCD码,仅在本地使用,由各MSC/VLR

8、自行分配。6.位置区识别码(LAI) LAI是用来识别位置区的,其号码结构是: 其中:MCC和MNC同IMSI的MCC和MNC。 LAC为位置区域码,它是唯一地识别我国数字PLMN中每个位置区的,是一个2字节16进制的BCD码,表示为L1L2L3L4(范围0000FFFF,可定义65536个不同的位置区。)7.全球小区识别码(CGI)CGI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: ,其中CI是一个2字节BCD编码,由各MSC自定。8.基站识别码(BSIC)BSIC是用于识别相邻国家的相邻基站的,为6位编码,其结构是: NCC=国家色码,主

9、要用来区分国界各侧的运营者(国内区别不同的省),为XY1Y2。X:运营者(邮电=1,联通=0)。YI、Y2:根据各表分配。BCC:用来唯一识别采用相同载频的相邻BTS。8.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位的十进制数字,结构是: TAC=型号批准码,由欧洲型号认证中心分配。6位数字。FAC=工厂装配码,由厂家编码,表示生产厂家及其装配地,2位数字。SNR=序列码,由厂家分配。识别每个TAC和FAC中的某个设备,6位数字。SP=备用。1位数字。9.MSC/VLR号码 MSC/VLR号码在NO.7信令信息中使用,代表MSC的号码。各局自定义。10.HLR号码

10、 HLR号码在NO.7信令信息中使用,代表HLR的号码。各局自定义。移动性管理信令流程移动性管理信令流程基本业务流程基本业务流程切换信令流程切换信令流程补充业务信令流程补充业务信令流程预付费业务信令流程预付费业务信令流程 位置更新信令流程位置更新信令流程一般位置更新一般位置更新 周期性位置更新周期性位置更新 IMSIIMSI附着附着/ /分离分离 安全性管理信令流程安全性管理信令流程 鉴权鉴权 加密加密 BSC 2 13 4 BSCMSC/VLR位置区1位置区2MSMS同一MSC局内的位置更新(不需向HLR发起)一般性位置更新 5 23 1 4HLRMSC/VLR1MSC/VLR2MSMS越局

11、位置更新(需向HLR发起)一般性位置更新VLRHLRMAP_PURGE_MSMAP_PURGE_MS_Ack(a)(b)周期性位置更新强制登记IMSI附着/分离当MS关机(或SIM卡拿掉后)时,该MS不能建立任何连接。如果MSC仍然对它进行正常的寻呼,必然浪费宝贵的资源。IMSI附着/分离过程的引入就是为了克服这种不必要的浪费。用户开机时要发起位置更新操作,其当前所在的位置区将登记在用户所在的MSC/VLR中,如果当前MSC/VLR中没有用户记录,则根据用户IMSI向HLR请求用户数据。HLR记录用户当前位置(记录当前的MSC/VLR号码),并将用户数据传送给MSC/VLR。MSC/VLR将用

12、户状态置为“附着”。如果MSC/VLR中有用户数据,则不必向HLR要数据,只发起MSC/VLR内的位置更新操作,然后将用户状态置为“附着”。当MS关机时,MS发消息给MSC/VLR,网络收到后认为MS已经关机,从而将用户状态置为“分离”。第一:防止未授权的用户接入,这是通过鉴权(即通过插入的SIM卡与移动台提供的用户标识码是否一致的安全性检查)实现的。第二:保护用户的隐私权,这是通过加密来实现的;对传输加密可以防止在无线信道上窃听通信。大多数的信令也可以用同样方法保护,以防止第三方了解被叫方是谁。 鉴权/加密流程MSBSSMSC/VLRISUPChannel ReqCM_Serv_ReqImm

13、 AssignCM_Serv_ReqSCCP_CCCM_Serv_ReqAuthenticateAuthenticateAuthenticate RespAuthenticate RespACMCipher mode CmdCipher mode CompCipher mode CompSetupCall ProceedingAllocate ChannelAssignment CmdAssignment CompAllocation CompIAMStart CipheringANMAlertConnectConnect AckSTEP ASTEP BSTEP CSTEP DSTEP ESTEP FSTEP GGMSCMSC/VLRBSCMSIAMPagePageChannel ReqIMM AssignPage RespPage RespSCCP_CCAuthenticateAuthenticate respStart CipheringStart CipheringCiphering mode CmpCiphering mode CmpSetupCall ConfPSTN/ISDNAll

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