GSM基础(结构、接口,编码计划)

1、01_GSM基础（结构、接口，基础（结构、接口，编码计划）编码计划）GSM移动通信概述移动通信概述1989年：GSM标准生效11991年，GSM系统在欧洲商用移动通信跨入第二代21994年，GSM进入中国32000年，中国移动用户近4000万居世界第二4用户需求竞争加剧技术发展2009年，中国移动用户近4亿以上5GSM概述与发展简史概述与发展简史v移动通信是指通信双方或至少一方是处于移动通信是指通信双方或至少一方是处于移动中进行信息交流的通信移动中进行信息交流的通信.v移动体之间的通信只能依靠无线电传输移动体之间的通信只能依靠无线电传输.v那什么是无线通信呢？无线通信指利用电那什么是无线通信呢

2、？无线通信指利用电磁波的辐射和传播，经过空间传送信息的磁波的辐射和传播，经过空间传送信息的通信方式通信方式.电磁波是它的载体电磁波是它的载体.电磁波频段与波段电磁波频段与波段(C=L*F)频段名称频段名称频率范围频率范围波段名称波段名称波长范围波长范围极低频（ELF） 330Hz极长波10010Mm超低频（SLF） 30300Hz超长波101Mm特低频（ULF） 3003000Hz特长波1000100Km甚低频（VLF） 330KHz甚长波10010Km低频（LF）30300KHz长波101Km中频（MF）3003000kHz中波1000100m高频（HF）330MHz短波10010m甚高频（

3、VHF） 30300MHz超短波101m特高频（UHF） 3003000MHz分米波10.1m超高频（SHF） 330GHz厘米波101cm极高频（EHF） 3030GHz毫米波101mm至高频（THF） 303000GHz亚毫米波10.1mm光波310-6310-8mGSM概述与发展简史概述与发展简史移动通信并不是一项很新的技术，但却是一项正在急剧发展移动通信并不是一项很新的技术，但却是一项正在急剧发展的技术的技术.20年代开始在军事及某些特殊领域使用（美国警察的车载无年代开始在军事及某些特殊领域使用（美国警察的车载无线电系统），线电系统），40年代才逐步向民用扩展（美国所建第一个公年代才逐

4、步向民用扩展（美国所建第一个公用汽车电话网）用汽车电话网）.移动通信经历了由模拟通信向数字化通信的移动通信经历了由模拟通信向数字化通信的发展过程发展过程.目前，比较成熟的数字移动通信制式主要有目前，比较成熟的数字移动通信制式主要有泛欧的泛欧的GSM，美，美国的国的ADC和日本的和日本的JDC（现改称（现改称PDC）.GSM概述与发展简史概述与发展简史l1982年，欧洲邮电行政大会年，欧洲邮电行政大会CEPT设立了设立了“移动通信特移动通信特别小组别小组”即即GSM，以开发第二代移动通信系统为目标，以开发第二代移动通信系统为目标.l1986年，在巴黎，对欧洲各国经大量研究和实验后所提年，在巴黎，

5、对欧洲各国经大量研究和实验后所提出的八个建议系统进行现场试验出的八个建议系统进行现场试验.l1987年，年，GSM成员国经现场测试和论证比较，就数字成员国经现场测试和论证比较，就数字系统采用窄带时分多址系统采用窄带时分多址TDMA，规则脉冲激励长期预测规则脉冲激励长期预测(RPE-LTP)话音编码话音编码和和高斯滤波最小频移键控高斯滤波最小频移键控(GMSK)调制方式达成一致意见调制方式达成一致意见.其中，其中，GSM的发的发展历程如下：展历程如下：GSM概述与发展简史概述与发展简史已有109个国家239个运营者运营着超过4400万用户的GSM网络1988年十八个欧洲国家达成GSM谅解备忘录(

6、MOU).1989年GSM标准生效.GSM系统正式在欧洲问世，网路开通运行.移动通信跨入第二代.1991年1992年系统命名为：Global System for Mobile（全球通）组织机构：Special Mobile Group1993年Phase II规范1994年全世界范围运行1995年DCS1800商业运行1996年引入微蜂窝的技术，GSM900/1800双网运行1997年GSM概述与发展简史概述与发展简史1993年我国首先在浙江嘉兴建立了GSM实验网目前有中国移动与中国联通两家运营商中国电信也在积极酝酿进入移动领域截止99年底中国移动用户数已达5000万，中国联通超过400万，

7、年增长率99%以上神州行与如意通移动用户快速增长截止99年8月中国移动已覆盖全国31个省区的308个地市和1856个县市，全国交通干线实现无缝覆盖.地市覆盖率为91%，县市覆盖率为86%在我国.GSM概述与发展简史概述与发展简史1G2G3G2.5G80s初80s末96年2002年无线通信系统时间GSMPDCD-AMPS W-CDMACDMA2000TD-SCDMAAMPSTACSNMTNTT GPRS无线通信在今天的发展无线通信在今天的发展GSM概述与发展简史概述与发展简史GPRS（General Packet Radio Service）：是GSM网络过渡3G（第三代移动通讯）的第一步，能够

8、将数据传送由今天9.6Kbps的速率逐步提升到每秒115Kbps的速度.它还不是真正的第三代移动通信系统.第三代移动通信技术:GSM系列GSM概述与发展简史概述与发展简史GPRS的特点的特点GSM概述与发展简史概述与发展简史vGPRS向用户提供从向用户提供从9.6kbps到多于到多于150kbps的接入速率的接入速率.vGPRS支持多用户共享一个信道的机制支持多用户共享一个信道的机制(每个时隙允许最多每个时隙允许最多8个用户共享个用户共享)v提高了无线信道的利用率提高了无线信道的利用率v在技术上提供了按数据量计费的可能在技术上提供了按数据量计费的可能vGPRS支持一个用户占用多个信道：提供较高

9、的接入速率支持一个用户占用多个信道：提供较高的接入速率vGPRS是移动网和是移动网和IP网的结合：可提供固定网的结合：可提供固定IP网支持的所网支持的所有业务有业务计费合理计费合理GPRS可以采用以所传输的数据量为依据的计费方法覆盖广泛覆盖广泛依靠GSM广泛的覆盖，GPRS向用户提供无处不在的业务业务丰富业务丰富GPRS可向用户提供固定IP网可以提供的所有业务性能优越性能优越GPRS支持更高的接入速率、更短的建立时间可提供更多更优质的增值业务可提高无线资源的利用率运营商将从IP业务的迅猛发展中得到更多的商机.GPRS对于运营商GPRS对于用户GSM概述与发展简史概述与发展简史EDGE令网络容量

10、及数据传送比GPRS更快，足有283Kbps.网络商只需在软硬件上作出少许相应改动，便可继续沿用现有GSM系统，去支持移动多媒体服务，完全符合低成本高效益的理念，能够与日后WCDMA制式共存.由GSM网络核心繁衍而来的WCDMA，数据传送可达到每秒2Mbit（室内）及384Kbps（移动空间）的速率，采用5MHz（区别于窄带200KHz)的宽频网络. WCDMA（Wideband Code Division Multiple Access）：）：EDGE（Enhanced Data Rates for Global Evolution）：）：GSM概述与发展简史概述与发展简史GSM系统的基本特

11、点系统的基本特点vGSM由几个系统组成，由几个系统组成，GSM各分系统之间、与各各分系统之间、与各公用通信网之间都有明确且详细的接口方案。公用通信网之间都有明确且详细的接口方案。v除语音业务之处，还可以开放各种承载业务、补充除语音业务之处，还可以开放各种承载业务、补充业务及与业务及与ISDN相关的各种业务。相关的各种业务。vGSM系统采用系统采用FDMA/TDMA及跳频的利用方式，频及跳频的利用方式，频率重复利用率较高，灵活的组网结构可以满足不同率重复利用率较高，灵活的组网结构可以满足不同容量的需求。容量的需求。v较强的鉴权和加密功能，能确保用户和网络的安全。较强的鉴权和加密功能，能确保用户和

12、网络的安全。vGSM系统的软抗干扰能力较强，通信质量较高。系统的软抗干扰能力较强，通信质量较高。OSS：操作支持子系统 BSS：基站子系统 NSS：网络子系统 NMC：网络管理中心 DPPS：数据后处理系统 SEMC：安全性管理中心OMC：操作维护中心 PCS：用户识别卡个人化中心 MSC：移动业务交换中心 VLR：来访用户位置寄存器 HLR：归属用户位置寄存器 AUC：鉴权中心 EIR： 移动设备识别寄存器 BSC：基站控制器 BTS：基站收发信台PDN：公用数据网 PSTN：公用电话网 ISDN：综合业务数字网 MS：移动台MSBTSBTSBSCBSSOMCMSC/VLRNMCEIRHLR

13、/AUCDPPSPCSSEMCOSSPSTNISDNPDNNSSGSM系统组成系统组成TAUCBGWSMS-GMSCSMS-IWMSCEIRSCMSCGMSCBSCBTSMSHLRVLRGGSNBSSSSSGSNOSS Information Transmission Call Connection and InformationCME20系统的结构图系统的结构图固定电话网固定电话网综合业务综合业务数字网数字网公共陆地移公共陆地移动通信网动通信网GPRS业务业务支持节点支持节点通用无线通用无线分组业务分组业务短信网关短信网关交换网络交换网络子系统子系统鉴权中心鉴权中心短信中心短信中心无线基站无

14、线基站子系统子系统手机手机+SIM卡卡移动台移动台无线基站无线基站基站控基站控制器制器移动业务移动业务交换中心交换中心MSC关口局关口局归属位置归属位置寄存器寄存器设备识别设备识别寄存器寄存器拜访位置拜访位置寄存器寄存器操作维护操作维护子系统子系统PSTNISDNPLMNGPRS网关业网关业务支持节点务支持节点计费网关计费网关一、交换系统（一、交换系统（SS） SS 是整个移动网的控制中心，与公网中的电话交换设备是整个移动网的控制中心，与公网中的电话交换设备功能类似，具有话务控制、号码分析、计费、呼叫统计等功功能类似，具有话务控制、号码分析、计费、呼叫统计等功能能 ，另外它还具有实现数据业务的

15、功能。，另外它还具有实现数据业务的功能。交换系统包括下列功能单元：交换系统包括下列功能单元： 移动业务交换中心（移动业务交换中心（MSC） 拜访位置寄存器（拜访位置寄存器（VLR） 归属位置寄存器（归属位置寄存器（HLR） 鉴权中心（鉴权中心（AUC） 设备识别寄存器（设备识别寄存器（EIR） 短信息服务中心（短信息服务中心（SC） short massage center 操作维护中心（操作维护中心（OMC） GSM 协调工作单元（协调工作单元（GIWU)1、 MSC是是GSM网络的核心部分，是对位于其覆盖区域中的网络的核心部分，是对位于其覆盖区域中的MS进行控制和完成话路交换的功能实体，也

16、是移动通信系统与进行控制和完成话路交换的功能实体，也是移动通信系统与其他公用通信网之间的接口。其他公用通信网之间的接口。MSC有如下功能：有如下功能：l l提供交换功能、完成提供交换功能、完成MS寻呼接入、信道分配、呼叫接续、话寻呼接入、信道分配、呼叫接续、话务量控制、计费、多个务量控制、计费、多个BSC的管理功能。的管理功能。l l完成完成BSS、MSC之间的切换和辅助性的无线资源管理之间的切换和辅助性的无线资源管理RR、移、移动性管理动性管理MM。l l完成完成MS位置更新、越区切换、自动漫游、合法性检验、频道位置更新、越区切换、自动漫游、合法性检验、频道转接及补充业务等功能转接及补充业务

17、等功能l l与与VLR、HLR、GMSC、DT（GIWU）、）、SMS-GMSC、 SMS-IWMSC、SGSN（GS）通信。）通信。2、HLR和和VLR：HLR 和和 VLR是与呼叫建立密切相关是与呼叫建立密切相关的两个数据库。的两个数据库。HLR是一个静态数据库，用于储存本地用户的资料信息是一个静态数据库，用于储存本地用户的资料信息。即运营商管理移动用户呼叫资料的数据库。当用户。即运营商管理移动用户呼叫资料的数据库。当用户购买移动号码购买移动号码SIM卡时，号码将被登记在该网络的卡时，号码将被登记在该网络的HLR中，中，HLR与各营业点的终端相连。与各营业点的终端相连。它储存两类数据：一是

18、用户的参数，包括:MSISDN、IMSI 、用户类别、Ki，补充业务及用户的三参数组等参数。二是用户的位置信息，该MS 目前处于哪个MSC/VLR中，即MSC/VLR 地址。HLR可与MSC合设，也可单独设置 VLR用于寄存所有进入本交换机服务区域用户的信息用于寄存所有进入本交换机服务区域用户的信息。VLR看成是分布的看成是分布的HLR，VLR与与MSC配对合置于一个配对合置于一个物理实体中。原因是每次呼叫，它们之间都会有大量的物理实体中。原因是每次呼叫，它们之间都会有大量的信令传递，若分开，信令链路负荷大，所以将信令传递，若分开，信令链路负荷大，所以将MSC与与VLR做成做成内部内部接口。接

19、口。 VLR中也寄存两类信息：中也寄存两类信息： 一是本交换区用户参数，该参数是从一是本交换区用户参数，该参数是从HLR中获得的。中获得的。 二是本交换区二是本交换区MS的的LAI 。（位置区域识别码）。（位置区域识别码）3、AUC与与EIR也是数据库，但与呼叫的建立无关。也是数据库，但与呼叫的建立无关。AUC是向是向HLR提供出于安全原因而使用的鉴权参数和密钥。提供出于安全原因而使用的鉴权参数和密钥。AUC是由计算机系统来实现的。是由计算机系统来实现的。EIR用来检验设备的合法性，可以禁止末经批准的话机设备用来检验设备的合法性，可以禁止末经批准的话机设备使用。使用。它内存三种名单：它内存三种

20、名单：白名单白名单-合法设备合法设备黑名单黑名单-非法设备非法设备灰名单灰名单-故障故障设备设备4、GMSC称为入口移动交换局或称关口局。称为入口移动交换局或称关口局。GMSC 可以是任意的可以是任意的MSC ，也可以单独设置。单独设置时，也可以单独设置。单独设置时，不处理不处理 MS的呼叫，因此不需设的呼叫，因此不需设VLR ，不与，不与BSC 相连。相连。二、基站系统（、基站系统（BSS）1、基站控制器（、基站控制器（BSC） l l处理与处理与MS的连接。通过分配逻辑信道来实现。的连接。通过分配逻辑信道来实现。 l l小区数据的管理，无线信道的管理、分配、监视、释放。小区数据的管理，无线

21、信道的管理、分配、监视、释放。 l l传输网络的管理。传输网络的管理。 l l基站的操作与维护基站的操作与维护 l l定位与切换定位与切换 l l话音编码与速率适配话音编码与速率适配 l l话务的集中与扩散话务的集中与扩散 2、基站（、基站（BTS） BTS用来提供移动台与系统的无线接口，主要由无线收发用来提供移动台与系统的无线接口，主要由无线收发信机组构成。信机组构成。 l l无线的传输、无线和有线的转换、无线信道处理、发射、无线的传输、无线和有线的转换、无线信道处理、发射、接收和跳频接收和跳频 l l测量服务小区的测量服务小区的SS和和BER，TA。三、操作子系统（三、操作子系统（OSS/

22、OMC）1、OSS系统的作用系统的作用 蜂窝数字移动通信系统是一个由软硬件构成的复杂系统蜂窝数字移动通信系统是一个由软硬件构成的复杂系统，用户和网络设备都在不断变化，为进行有效的管理，用户和网络设备都在不断变化，为进行有效的管理，必须有一个操作维护中心。它主要是对整个必须有一个操作维护中心。它主要是对整个GSM网络进网络进行管理和监控。行管理和监控。2、OSS的功能的功能 提供一个集中的、方便的控制平台，用于小区设计、系提供一个集中的、方便的控制平台，用于小区设计、系统扩展及操作维护，保证高质量的服务，提高操作维护统扩展及操作维护，保证高质量的服务，提高操作维护和管理的效率。其功能如下：和管理

23、的效率。其功能如下：1）配置管理）配置管理2）故障管理）故障管理3）性能管理）性能管理4）用户和网络管理，蜂窝网络的管理（）用户和网络管理，蜂窝网络的管理（CNA)和用户签约和用户签约管理（管理（MSA）四、四、MS组成：组成：MS=SIM+ME卡和移动台（移动收发信器）卡和移动台（移动收发信器）MS的功能的功能:l l完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息的发射和接收息的发射和接收l l测量服务小区的测量服务小区的SS和和BER，测量相邻小区，测量相邻小区BCCH载波的载波的SS。SIM中存有：中存有：l l固定信息（用

24、户的签约信息，固定信息（用户的签约信息，A3、A8）l l临时信息（临时信息（LAI）没有没有SIM卡，卡，MS不能接入不能接入GSM网络，但是当用于紧急业务时除网络，但是当用于紧急业务时除外。外。ME是用户设备（手机），是用户设备（手机），防失窃系统配置了防失窃系统配置了EIR。用户权与用。用户权与用户设备是分开的，用户设备只是一台有权收发信机。户设备是分开的，用户设备只是一台有权收发信机。SIM卡由卡由运营商进行管理，而设备终端则是用户自行选择。运营商进行管理，而设备终端则是用户自行选择。GSM系统的接口系统的接口BSS与与MS之间的接口为之间的接口为“Um”接口接口BTS与与BSC之间的

25、接口为之间的接口为“A-bits”接口接口BSC与与MSC之间的接口为之间的接口为“A”接口接口MSC和和VLR之间的接口为之间的接口为“B”接口接口MSC和和HLR之间的接口为之间的接口为“C”接口接口HLR和和VLR之间的接口为之间的接口为“D”接口接口MSC之间的接口为之间的接口为“E”接口接口MSC和和EIR之间的接口为之间的接口为“F”接口接口VLR之间的接口为之间的接口为“G”接口接口GSM系统的接口连接图系统的接口连接图UmA-bitsABCDEFGNGSM系统遵循系统遵循ITU-T建议的公用陆地移动通信网（建议的公用陆地移动通信网（PLMN)接口标准，采用接口标准，采用7号信令

26、号信令支持支持PLMN接口进行所需的数接口进行所需的数据传输。据传输。GSM系统各功能实体之间的接口定义明确，系统各功能实体之间的接口定义明确，GSM规范对规范对各接口所使用的分层协议也作了详细的定义。不同的接各接口所使用的分层协议也作了详细的定义。不同的接口可能使用不同形式的物理链路，完成各自特定的功能口可能使用不同形式的物理链路，完成各自特定的功能，传递各自特定的消息，这些都是由相应的信令协议（，传递各自特定的消息，这些都是由相应的信令协议（OSI/NO.7信令协议）来实现的。信令协议）来实现的。在在GSM系统中，系统中，Um接口上的协议为接口上的协议为LAPDm协议；协议；A-bis接口

27、是的协议为接口是的协议为LAPD协议；协议；A接口是协议为接口是协议为BSSAP协协议议,其他接口是的协议都为其他接口是的协议都为MAP协议。协议。GSM接口接口- 主要接口（主要接口（A接口）接口）vA接口定义为网路子系统（接口定义为网路子系统（NSS）与基站子系统）与基站子系统（BSS）之间的通信接口）之间的通信接口.v其物理链接通过采用标准的其物理链接通过采用标准的2.048Mb/s PCM数字数字传输链路来实现传输链路来实现.v此接口传递的信息包括移动台管理、基站管理、此接口传递的信息包括移动台管理、基站管理、移动性管理、接续管理等移动性管理、接续管理等.GSM接口接口- 主要接口（主

28、要接口（Abis接口）接口）vAbis 接口定义为基站子系统的基站控制器（接口定义为基站子系统的基站控制器（BSC）和基站收发信台（和基站收发信台（BTS）之间的通信接口）之间的通信接口.v物理链接通过采用标准的物理链接通过采用标准的2.048Mb/s 或或64kbit/s PCM 数字传输链路来实现数字传输链路来实现.vBS接口作为接口作为Abis 接口的一种特例，用于接口的一种特例，用于BTS（与（与BSC并置）与并置）与BSC之间的直接互连方式，此之间的直接互连方式，此时时BSC与与BTS之间的距离小于之间的距离小于10米米.GSM接口接口- 主要接口（主要接口（Um接口）接口）vUm

29、接口（空中接口）定义为移动台与基站接口（空中接口）定义为移动台与基站收发信台（收发信台（BTS）之间的通信接口，用于）之间的通信接口，用于移动台与移动台与GSM系统的固定部分之间的互通系统的固定部分之间的互通.v其物理链接通过无线链路实现其物理链接通过无线链路实现.v传递的信息包括无线资源管理，移动性管传递的信息包括无线资源管理，移动性管理和接续管理等理和接续管理等.GSM接口接口- NSS内部接口（内部接口（B接口）接口）vB接口定义为访问用户位置寄存器（接口定义为访问用户位置寄存器（VLR）与移）与移动业务交换中心（动业务交换中心（MSC）之间的内部接口）之间的内部接口.v用于移动业务交换

30、中心（用于移动业务交换中心（MSC）向访问用户位置）向访问用户位置寄存器（寄存器（VLR）询问有关移动台（）询问有关移动台（MS）当前位置）当前位置信息或者通知访问用户位置寄存器（信息或者通知访问用户位置寄存器（VLR）有关）有关移动台（移动台（MS）的位置更新信息）的位置更新信息.GSM接口接口- NSS内部接口（内部接口（C接口）接口）vC接口定义为归属用户位置寄存器（接口定义为归属用户位置寄存器（HLR）与移动）与移动业务交换中心（业务交换中心（MSC）之间的接口）之间的接口.v用于传递路由选择和管理信息用于传递路由选择和管理信息.v在建立一个至移动用户的呼叫时，入口移动业务交在建立一个

31、至移动用户的呼叫时，入口移动业务交换中心（换中心（GMSC）应向被叫用户所属的归属用户位）应向被叫用户所属的归属用户位置寄存器（置寄存器（HLR）询问被叫移动台的漫游号码）询问被叫移动台的漫游号码.vC接口的物理链接方式是标准的接口的物理链接方式是标准的2.048MB/S的的PCM数字传输链路数字传输链路.GSM接口接口 NSS内部接口（内部接口（D接口）接口）vD接口定义为归属用户位置寄存器（接口定义为归属用户位置寄存器（HLR）与访问用户位）与访问用户位置寄存器（置寄存器（VLR）之间的接口）之间的接口.v用于交换有关移动台位置和用户管理的信息，为移动用户用于交换有关移动台位置和用户管理的

32、信息，为移动用户提供的主要服务是保证移动台在整个服务区内能建立和接提供的主要服务是保证移动台在整个服务区内能建立和接收呼叫收呼叫.v实用化的实用化的GSM系统结构一般把系统结构一般把VLR综合于移动业务交换中综合于移动业务交换中心（心（MSC）中，而把归属用户位置寄存器（）中，而把归属用户位置寄存器（HLR）与鉴权）与鉴权中心（中心（AUC）综合在同一个物理实体内）综合在同一个物理实体内.vD接口的物理链接是通过移动业务交换中心（接口的物理链接是通过移动业务交换中心（MSC）与归）与归属用户位置寄存器（属用户位置寄存器（HLR）之间的标准）之间的标准2.048Mb/s 的的PCM 数字传输链路

33、实现的数字传输链路实现的.GSM接口接口-NSS内部接口（内部接口（E接口）接口）vE接口定义为控制相邻区域的不同移动业务交换接口定义为控制相邻区域的不同移动业务交换中心（中心（MSC）之间的接口）之间的接口.v此接口用于切换过程中交换有关切换信息以启动此接口用于切换过程中交换有关切换信息以启动和完成切换和完成切换.vE接口的物理链接方式是通过移动业务交换中心接口的物理链接方式是通过移动业务交换中心（MSC）之间的标准）之间的标准2.048Mbit/s PCM 数字传输数字传输链路实现的链路实现的.GSM接口接口- NSS内部接口（内部接口（F接口）接口）vF接口定义为移动业务交换中心（接口定

34、义为移动业务交换中心（MSC）与移动）与移动设备识别寄存器（设备识别寄存器（EIR）之间的接口）之间的接口.v用于交换相关的国际移动设备识别码管理信息用于交换相关的国际移动设备识别码管理信息.vF接口的物理链接方式是通过移动业务交换中心接口的物理链接方式是通过移动业务交换中心（MSC）与移动设备识别寄存器（）与移动设备识别寄存器（EIR）之间的）之间的标准标准2.048Mbit/s 的的PCM 数字传输链路实现的数字传输链路实现的.GSM接口接口- NSS内部接口（内部接口（G接口）接口）vG接口定义为访问用户位置寄存器（接口定义为访问用户位置寄存器（VLR）之间）之间的接口的接口.v此接口用

35、于向分配临时移动用户识别码（此接口用于向分配临时移动用户识别码（TMSI）的访问用户位置寄存器（的访问用户位置寄存器（VLR）询问此移动用户）询问此移动用户的国际移动用户识别码（的国际移动用户识别码（IMSI）的信息）的信息.vG接口的物理链接方式是标准接口的物理链接方式是标准2.048Mbit/s 的的PCM 数字传输链路数字传输链路GSM接口接口- GSM系统与公众电信网的接口系统与公众电信网的接口v公众电信网主要是指公众电话网（公众电信网主要是指公众电话网（PSTN），综合），综合业务数字网（业务数字网（ISDN），分组交换公众数据网），分组交换公众数据网（PSPDN）和电路交换公众数据

36、网）和电路交换公众数据网（CSPDN）.GSM系统通过系统通过MSC与这些公众电信网与这些公众电信网互连互连.vGSM系统与系统与PSTN和和ISDN网的互连方式采用网的互连方式采用7号信号信令系统接口令系统接口.其物理链接方式是通过其物理链接方式是通过MSC与与PSTN或或ISDN交换机之间标准交换机之间标准2.048Mbit/s 的的PCM 数字传输数字传输实现的实现的.CME20系统的网络结构系统的网络结构1）入口）入口MSC（GMSC） 提供提供CME20、PLMN网络与其它通信网间的链路。具有为呼网络与其它通信网间的链路。具有为呼叫查询、选接呼叫路由的功能。叫查询、选接呼叫路由的功能

37、。2）MSC/VLR业务区业务区 MSC所覆盖的服务区域，凡在该区的移动台均在该区的拜访所覆盖的服务区域，凡在该区的移动台均在该区的拜访位置寄存器（位置寄存器（VLR）登记。）登记。3）位置区（）位置区（LA）LAC（local area code） 广播寻呼消息以便找到某移动用户的寻呼区域。广播寻呼消息以便找到某移动用户的寻呼区域。4）小区（）小区（CELL） 一个位置区划分为若干个小区，它是网络中一个基本的无线一个位置区划分为若干个小区，它是网络中一个基本的无线覆盖的区域。覆盖的区域。 GSM服务区PLMN服务区MSCVLR服务区位置区小区CME20的网络结构 MSC作为作为GSM/PLM

38、N的入局汇接交换机，它具有为移动终的入局汇接交换机，它具有为移动终端的呼叫询问呼叫路由的功能。它能使系统为呼叫选路至它们端的呼叫询问呼叫路由的功能。它能使系统为呼叫选路至它们的最终的目的地的最终的目的地被叫移动台。被叫移动台。 GSM/PLMN网络的服务区是由一个或几个网络的服务区是由一个或几个MSC/VLR业务区业务区构成，能够提供构成，能够提供GSM/PLMN网络与其它通信网络间的链路，具网络与其它通信网络间的链路，具有为呼叫查询、选接呼叫路由的功能的有为呼叫查询、选接呼叫路由的功能的MSC称为入口称为入口MSC，简，简称称GMSC。 MSC/VLR服务区表示由该服务区表示由该MSC所覆盖

39、的服务区域，凡在该所覆盖的服务区域，凡在该区的移动台均在该区的拜访位置寄存器（区的移动台均在该区的拜访位置寄存器（VLR）登记。）登记。 因此，因此，MSC总与总与VLR构成同一个节点，写作构成同一个节点，写作MSC/VLR。 每个每个MSC/VLR服务区又被分成若干个位置区，位置区是服务区又被分成若干个位置区，位置区是MSC/VLR服务区的一个部分，服务区的一个部分，在一个位置区内，移动台可以自在一个位置区内，移动台可以自由地移动，不需做位置更新。一个位置区是广播寻呼消息以便由地移动，不需做位置更新。一个位置区是广播寻呼消息以便找到某移动用户的寻呼区域。一个位置区只能属于某一个找到某移动用户

40、的寻呼区域。一个位置区只能属于某一个MSC/VLR。利用位置区识别码（。利用位置区识别码（LAI），系统能够区别不同的），系统能够区别不同的位置区。位置区。 一个位置区又划分为若干个小区。每个小区具一个位置区又划分为若干个小区。每个小区具有专用的识别码（有专用的识别码（CGI），它表示网络中一个基本），它表示网络中一个基本的无线覆盖区域。利用基站识别码（的无线覆盖区域。利用基站识别码（BSIC），），移移动台动台本身本身能区分使用同样载频的各个小区能区分使用同样载频的各个小区。 目前的移动通信系统一般采用小区制，即将整个网络服目前的移动通信系统一般采用小区制，即将整个网络服务区域分为若干个小区

41、。因这种服务区的形状很像蜂窝，便务区域分为若干个小区。因这种服务区的形状很像蜂窝，便将其称之为蜂窝移动通信系统，与之相对应的网络为蜂窝式将其称之为蜂窝移动通信系统，与之相对应的网络为蜂窝式网络。网络。蜂窝小区分为以下几种：蜂窝小区分为以下几种：（1）宏蜂窝小区：）宏蜂窝小区：每小区覆盖半径为每小区覆盖半径为125KM，发射功率，发射功率较强在较强在10W以上，是以上，是GSM小区的主要组成部分。小区的主要组成部分。（2）微蜂窝小区：）微蜂窝小区：是在宏蜂窝基站基础上发展起来的一种是在宏蜂窝基站基础上发展起来的一种小型化基站。它的覆盖半径为小型化基站。它的覆盖半径为30300M，发射功率较小在，

42、发射功率较小在1W以下，用于解决以下，用于解决GSM系统中的盲点和热点。系统中的盲点和热点。（3）微微蜂窝小区：）微微蜂窝小区：实质就是微蜂窝的一种，只是它的覆实质就是微蜂窝的一种，只是它的覆盖半径更小为盖半径更小为1030M,基站发射功率更小，大约在几十毫瓦左基站发射功率更小，大约在几十毫瓦左右，它主要解决城内的室内覆盖。右，它主要解决城内的室内覆盖。蜂窝小区系统的三个主要特点：蜂窝小区系统的三个主要特点：（1）无线频率资源再用。根据系统所选的调制方式、带宽）无线频率资源再用。根据系统所选的调制方式、带宽确定载干比，在满足这个载干比要求的前提下考虑到多径衰确定载干比，在满足这个载干比要求的前

43、提下考虑到多径衰落等因素确定同频再用保护距离。落等因素确定同频再用保护距离。（2）越区自动切换。当一个处于通话状态的移动用）越区自动切换。当一个处于通话状态的移动用户从某小区移动到另一个小区时，为使用通话不中户从某小区移动到另一个小区时，为使用通话不中断需要自动切换信道，而用户不会察觉到这个过程断需要自动切换信道，而用户不会察觉到这个过程。（3）漫游。漫游是）漫游。漫游是GSM的一大优点。所谓漫游就是指使的一大优点。所谓漫游就是指使PLMN网络始终能跟踪移动用户的实际位置，从而可以方网络始终能跟踪移动用户的实际位置，从而可以方便将呼叫终接至该用户。便将呼叫终接至该用户。Page 45GSM区域

44、定义编号计划GSM移动区域与编号计划移动区域与编号计划 PLMN区区.服务区服务区 PLMN区区MSC区区.MSC区区.位置区位置区.位置区位置区.基站覆盖区基站覆盖区.基站覆盖区基站覆盖区.小区小区小区小区. GSM区域定义区域定义GSM区域定义区域定义- 服务区服务区v服务区是指移动台可获得服务的区域，即不同服务区是指移动台可获得服务的区域，即不同通信网（如通信网（如PLMN、PSTN或或ISDN）用户无需）用户无需知道移动台的实际位置而可与之通信的区域知道移动台的实际位置而可与之通信的区域.v一个服务区可由一个或若干个公用陆地移动通一个服务区可由一个或若干个公用陆地移动通信网（信网（PL

45、MN）组成，可以是一个国家或是一）组成，可以是一个国家或是一个国家的一部分，也可以是若干个国家个国家的一部分，也可以是若干个国家.GSM区域定义区域定义- PLMN区区vPLMN是由一个是由一个公用陆地移动通信网公用陆地移动通信网(PLMN）提供通信业务的地理区域）提供通信业务的地理区域.public land moving network一个一个PLMN区可由一个或若干个移动业务交区可由一个或若干个移动业务交换中心（换中心（MSC）组成）组成.在该区内具有共同的在该区内具有共同的编号制度（比如相同的国内地区号）和共编号制度（比如相同的国内地区号）和共同的路由计划同的路由计划.l一个一个MSC

46、区可以由一个区可以由一个或若干个位置区组成或若干个位置区组成. GSM区域定义区域定义- MSC区区vMSC是由一个移动是由一个移动业务交换中心所控制业务交换中心所控制的所有小区共同覆盖的所有小区共同覆盖的区域构成的区域构成PLMN网网的一部分的一部分.l位置区可由一个或若干个小位置区可由一个或若干个小区（或基站区）组成区（或基站区）组成.为了呼为了呼叫移动台，可在一个位置区叫移动台，可在一个位置区内所有基站同时发寻呼信号内所有基站同时发寻呼信号.l位置区是指移动台可任意移动位置区是指移动台可任意移动不需要不需要进行位置更新的区域进行位置更新的区域.GSM区域定义区域定义- 位置区位置区l由置

47、于同一基站点的一个或数个基由置于同一基站点的一个或数个基站收发信台（站收发信台（BTS）包括的所有小）包括的所有小区所覆盖的区域区所覆盖的区域l它还它还不是不是一个蜂窝一个蜂窝.GSM区域定义区域定义- 基站覆盖区基站覆盖区l采用基站识别码或全球小区识别进采用基站识别码或全球小区识别进行标识的无线覆盖区域行标识的无线覆盖区域.l小区小区CELL是指由是指由一个基站的一个扇一个基站的一个扇型型天线天线(BTS)覆盖的区域覆盖的区域.l在基站采用全向天线结构时，小区在基站采用全向天线结构时，小区即为基站覆盖区域，基站区或即为基站覆盖区域，基站区或CELL.GSM区域定义区域定义- 小区小区u为了确

48、定为了确定GSM移动用户：移动用户：u永久性编码：永久性编码： IMSI MSISDNu临时性编码：临时性编码： LMSI TMSI MSRN HONu为了识别为了识别NSS网络组件：网络组件： MSC Number VLR Number HLR Numberu为了识别位置区：为了识别位置区： LAI lacu为了识别为了识别BSS网络组件：网络组件： CGI 全球小区识别码全球小区识别码 BSIC 基站号基站号u为了识别移动设备：为了识别移动设备： IMEI在在GSM系统中，出于识别的目的，定义了如下的一些编号：系统中，出于识别的目的，定义了如下的一些编号：编号计划编号计划MCC：Mobil

49、e Country Code，移动国家码，三个数字，如中国为 460.MNC：Mobile Network Code，移动网号，两个数字，如中国移动的MNC为00，联通为01.MSIN：Mobile Subscriber Identification Number，在某一PLMN内MS唯一的识别码.编码格式为：H1 H2 H3 S XXXXXXNMSI：National Mobile Subscriber Identification，在某一国家内MS唯一的识别码. Not more than 15 digits3 digits2 digitsIMSIMCCMNCMSINNMSI编号计划编号计

50、划- IMSI(International Mobile Subscriber Identity)Page 55编号计划编号计划-IMSI (International Mobile Subscriber(用户用户) Identity)vIMSI是是GSM系统分配给移动用户系统分配给移动用户(MS)的唯一的识别号的唯一的识别号.v存储在存储在SIM卡、卡、HLR和和VLR中，在无线接口及中，在无线接口及MAP接口接口上传送上传送. （国际移动设备识别码）（国际移动设备识别码）v IMSI分配原则：分配原则：v最多包含最多包含15个数字个数字(0-9).vMCC在世界范围内统一分配，而在世界范围

51、内统一分配，而NMSI的分配则是各国的分配则是各国运营者自己的事运营者自己的事.v如果在一个国家有不止一个如果在一个国家有不止一个GSM PLMN，则每一个，则每一个PLMN都要分配唯一的都要分配唯一的MNC.vIMSI分配时，要遵循在国外分配时，要遵循在国外PLMN最多分析最多分析MCC+MNC就可寻址的原则就可寻址的原则.编号计划编号计划-TMSI(Temporary Mobile Subscriber Identity)vTMSI是为了加强系统的保密性而在是为了加强系统的保密性而在VLR内分配的内分配的临时用户识别，在某一临时用户识别，在某一VLR区域内与区域内与IMSI唯一对应唯一对应

52、.v TMSI分配原则：分配原则：v包含四个字节，可以由八个十六进制数组成，其结包含四个字节，可以由八个十六进制数组成，其结构可由各运营部门根据当地情况而定构可由各运营部门根据当地情况而定.vTMSI的的32比特不能全部为比特不能全部为1，因为在，因为在SIM卡中比特卡中比特全为全为1的的TMSI表示表示无效的无效的TMSI.CC： Country Code，国家码，如中国为86.NDC：National Destination Code，国内接入号，如中国移动的NDC目前有139、138、137、136、135.SN： Subscriber NumberMSISDN的一般格式为86-139(

53、或8-0)-H0 H1 H2 H3 ABCDCCNDCSNNational (significant)Mobile station internationalISDN numberMobile number编号计划编号计划-MSISDN(Mobile Subscriber International ISDN/PSTN number)lMSISDN是指主叫用户为呼叫是指主叫用户为呼叫GSM PLMN中中的一个移动用户所需拨的号码，作用同于固的一个移动用户所需拨的号码，作用同于固定网定网PSTN号码号码l存储在存储在HLR和和VLR中，在中，在MAP接口上传送接口上传送编号计划编号计划-MSIS

54、DN(Mobile Subscriber International ISDN/PSTN number) 移动用户漫游号码（移动用户漫游号码（MSRN） 用于一次呼叫的路由选择。是在用于一次呼叫的路由选择。是在MS呼叫接续时由呼叫接续时由 VLR临时分配给临时分配给MS的一个号码的一个号码 MSRNCCNDCSN CC国家号国家号country code NDC国内目的地号码国内目的地号码(用于识别用于识别PLMN） national destination code SN用户号，用于识别用户号，用于识别MSC/VLR的地址。的地址。 subscriber number编号计划编号计划-MSR

55、N(Mobile Station Roaming Number)在检测位置更新时，要使用位置区识别在检测位置更新时，要使用位置区识别LAIMCC：Mobile Country Code，移动国家码，三个数字，如中国为 460.MNC：Mobile Network Code，移动网号，两个数字， 如中国移动的MNC为00.LAC：Location Area Code，是2个字节长的十六进制BCD码， 0000与FFFE不能使用.MCCMNCL ACL o ca tion A re a Id e ntifica tion编号计划编号计划-LAI(Location Area Identificati

56、on）编号计划编号计划-CGI(Cell Global Identification）vCGI是所有是所有GSM PLMN中小区的唯一标识，是在位中小区的唯一标识，是在位置区识别置区识别LAI的基础上再加上小区识别的基础上再加上小区识别CI构成的构成的.v编码格式为编码格式为LAI+CICI：Cell Identity， 是是2个字节长的十个字节长的十六进制六进制BCD码，可由运营部门自定码，可由运营部门自定NCC-PLMN色码色码.用来唯一地识别相邻国家不同的用来唯一地识别相邻国家不同的PLMN. 相邻国家要具体协调相邻国家要具体协调NCC的配置的配置.BCC-BTS色码色码.用来唯一地识别

57、采用相同载频、相邻的、用来唯一地识别采用相同载频、相邻的、 不同的不同的BTS用于移动台识别相邻的、采用相同载频的、不同的基站收发信台（用于移动台识别相邻的、采用相同载频的、不同的基站收发信台（BTS），特别用于区别在，特别用于区别在不同国家的边界不同国家的边界地区采用相同载频的相邻地区采用相同载频的相邻BTS.NCC BCC基站识别色码BSIC编号计划编号计划- BSIC（Base Station Identification Color Code)TAC-型号批准码，由欧洲型号批准中心分配型号批准码，由欧洲型号批准中心分配.FAC-最后装配码，表示生产厂家或最后装配所在地，由厂家进行编最后

58、装配码，表示生产厂家或最后装配所在地，由厂家进行编码码SNR-序号码序号码.这个数字的独立序号码唯一地识别每个移动设备的这个数字的独立序号码唯一地识别每个移动设备的TAC和和FAC的的.SP-备用备用IMEI唯一地识别一个移动台设备，用于监控被窃或无效的移动设备唯一地识别一个移动台设备，用于监控被窃或无效的移动设备IMEI（15位数字）TACFACSNRSP6个数字2个数字6个数字1个数字编号计划编号计划-IMEI(International Mobile Station Equipment Identification)各种号码的应用各种号码的应用 在呼叫过程中各种号码的应用如下图所示：PS

59、TNMSISDNGMSCMSISDNMSRNMSRNIMSIVLRMSCIMSIMSRNMSISDNIMSIMSC地址MSRN HLRVLR 下例是一个北京的固定电话用户拨打广州的一个移动用下例是一个北京的固定电话用户拨打广州的一个移动用户的呼叫接续过程中各种识别码的应用过程。户的呼叫接续过程中各种识别码的应用过程。 1、主叫拨号。北京市话用户、主叫拨号。北京市话用户A拨打广州拨打广州GSM用户用户B的的MSISDN号码，号码，PSTN网络的交换机分析网络的交换机分析MSISDN号码，得号码，得知知B用户为移动用户，它把呼叫转到用户为移动用户，它把呼叫转到GSM网络上距它最近网络上距它最近的一

60、个具有入口功能的移动业务交换中心的一个具有入口功能的移动业务交换中心GMSC。 2、GMSC分析被叫号码。分析被叫号码。GMSC分析该号码为广州位分析该号码为广州位置寄存器置寄存器HLR的用户后将的用户后将MSISDN号码送至广州号码送至广州HLR，要求，要求查询有关该被叫用户目前所在的位置信息。查询有关该被叫用户目前所在的位置信息。 3、HLR申请漫游号码申请漫游号码MSRN。HLR把把MSISDN号码转换号码转换成成IMSI后查出用户目前处于哪个后查出用户目前处于哪个MSC并将该并将该IMSI发至该发至该MSC，向该向该MSC申请分配一个漫游号码。申请分配一个漫游号码。 4、选定漫游号码、