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文檔簡介

移動無線通信系統和標準9.1GSM系統9.1GSM系統內容:GSM系統的優點、GSM系統的技術與參數GSM系統的組成、各組成部分的功能、網絡結構GSM系統的各類編號、電路群的設置、選路GSM系統中數字信號的形成多址技術、跳頻技術和話音間斷傳輸技術GSM系統中的頻率復用方式GSM系統的接口、無線接口用戶SIM卡和GSM系統的安全措施GSM系統提供的業務GSM系統的基站主設備(M-cell6)和天饋線系統9.1GSM系統重點:GSM系統組成及各部分功能、編號、安全措施數字信號的處理過程無線接口的信道配置,時隙幀結構難點:GSM系統中數字信號的處理過程GSM系統無線接口基站主設備(M-cell6)9.1GSM系統目的和要求掌握GSM系統組成及各部分功能、編號的作用、安全措施理解GSM中的選路過程及多址技術、跳頻技術、DTX技術掌握GSM系統對信號的基本處理過程掌握無線接口中信道配置,時隙幀結構9.1GSM概述第一代模擬網絡的缺陷系統制式混雜,不能實現國際漫游;不能提供綜合業務數字網ISDN業務;系統設備價格高,手機體積大,電池充電后有效工作時間短;用戶容量受到限制,系統擴容困難;系統保密性差、安全性差。9.1GSM系統特點第二代GSM數字移動通信系統的優點GSM提供了一種公共標準,便于實現全自動國際漫游,在GSM系統覆蓋到的地區均可提供服務能提供新型非話業務信息傳輸時保密性好,入網信息安全性好越區切換功能頻譜利用率更高,進一步提高了系統容量;兼容性好數字無線傳輸技術抗衰落性能較強,傳輸質量高、話音質量好可降低成本費用,減小設備體積,電池有效使用時間較長9.1.2GSM系統構成GSM系統的組成組成:網絡子系統NSS(交換子系統SS)移動業務交換中心MSC、歸屬用戶位置寄存器HLR、訪問用戶位置寄存器VLR、鑒權中心AUC、設備識別寄存器EIR基站子系統BSS基站控制器BSC、基站收發信機BTS操作維護子系統OSS操作維護中心OMC移動臺子系統MS組成:9.1.2GSM系統構成NSS功能:GSM系統的交換功能;用于用戶數據管理、移動性管理、安全性管理所需的數據庫功能;對GSM移動用戶間通信和GSM移動用戶與其它通信網用戶間通信的管理作用組成:

MSC數據庫:HLR、VLR、AUC、EIR9.1.2GSM系統構成NSSMSC是網路的核心完成系統的電話交換功能呼叫建立、控制、終止;選路;業務的提供;計費處理;區內切換;功能實體間及網絡間接口;公共信令等從HLR、VLR、AUC中獲取位置登記和呼叫請求所需的數據提供移動性能和其他網絡功能……9.1.2GSM系統構成MSC類型普通MSC網關MSC(GMSC):網間互通匯接MSC(TMSC):長途匯接9.1.2GSM系統構成HLR用于管理移動用戶的數據庫,靜態數據庫存儲信息:用戶信息:用戶的入網信息,注冊的有關業務信息等;位置信息分配給移動用戶的兩個號碼:IMSI、MSISDN9.1.2GSM系統構成VLR服務于其控制區域內移動用戶提供建立呼叫接續的必要條件存儲信息:進入其控制區域內已登記的移動用戶的相關信息動態用戶數據庫9.1.2GSM系統構成AUC屬于HLR的一個功能單元用于GSM系統的安全性管理,對無線接口上的話音、數據和信號信息進行保密,防止無權用戶接入系統,并保證通過無線接口的移動用戶信息的安全存儲信息:鑒權信息和加密密鑰EIR防止非法使用偷竊的、有故障的或未經許可的移動設備存儲信息:移動設備的國際移動設備識別碼(IMEI)9.1.2GSM系統構成BSS與無線蜂窩方面關系最直接的基本組成部分功能:通過無線接口直接與移動臺相接,負責無線收發和無線資源管理與網絡子系統中的移動業務交換中心相連,實現移動用戶間或移動用戶與固定網用戶間的通信連接,傳送系統信號和用戶信息9.1.2GSM系統構成BSCBSS的控制部分各種接口的管理、無線資源和無線參數的管理控制切換,移動臺功率控制BTSBSS的無線部分由BSC控制并服務于某個小區的無線收發信設備,完成BSC與無線信道間的轉接,實現BTS與MS間的無線傳輸及相關的控制功能9.1.2GSM系統構成OSS內容:移動用戶管理、移動設備管理及網路操作和維護網路操作和維護:對GSM系統的BSS和NSS進行操作和維護的管理,由OMC完成網絡的監視、操作(告警、處理等);無線規劃(增加載頻、小區等);交換系統的管理(軟件、數據的修改等);性能管理(產生統計報告等)9.1.2GSM系統構成移動用戶管理:用戶數據管理和呼叫計費用戶數據管理一般由HLR來完成,包括SIM卡的管理呼叫計費可由移動用戶所訪問的各MSC和GMSC分別處理,也可采用通過HLR或獨立的計費設備集中處理移動設備管理是由EIR完成9.1.2GSM系統構成MS用戶使用的設備類型:手機、車載臺、便攜臺通過無線接口接入GSM系統的通常的無線處理功能;提供與使用者間的接口用戶識別模塊SIM:包含所有與用戶有關的信息和某些無線接口的信息,其中也包括鑒權和加密信息處理異常的緊急呼叫時(如119、110、120、122等),可以不插入SIM卡9.1.2GSM系統構成9.1.3GSM概述GSM主要技術及參數頻段:下行:935~960MHz(基站發,移動臺收);上行:890~915MHz(移動臺發,基站收);頻帶寬度:25MHz;通信方式:全雙工;載頻間隔:200KHz;信道分配:每載頻8時隙;全速信道8個,半速信道16個(TDMA);

9.1.3GSM概述信道總速率:270.8kbit/s;調制方式:GMSK,BT=0.3;話音編碼:RPE-LTP,輸出速率為13kbit/s;數據速率:9.6kbit/s;跳頻速率:217跳/秒;每時隙信道速率:33.8kbit/s分集接收,交織信道編碼,自適應均衡…9.1.4GSM的網絡結構網絡結構無線覆蓋區域結構網絡結構GSM移動業務本地網的網絡結構規模較小的移動本地網9.1.4GSM的網絡結構中規模移動本地網9.1.4GSM的網絡結構大規模移動本地網9.1.4GSM的網絡結構GSM話路網的網絡結構二級網絡結構9.1.4GSM的網絡結構三級網絡結構業務量大的三級網絡業務量小的三級網絡9.1.4GSM的網絡結構二三級混合結構9.1.4GSM的網絡結構GSM網絡和其他網絡的互聯移動網與其他網絡之間應設置接口局接口局的數量應盡量少接口局可獨立設置,也可兼設互聯雙方的接口局作為網間結算的計費點對來去話進行計費9.1.4GSM的網絡結構GSM話路網與No.7信令網的關系信令網與話路網相對獨立話路網和信令網間的關系:TMSC1連到HSTP(高級信令轉接點)TMSC2和MSC連到LSTP(低級信令轉接點)MSC設信令點SP

9.1.4GSM的網絡結構9.1.5GSM系統的網絡接口GSM系統中的接口9.1.5GSM系統的網絡接口A接口網絡子系統NSS與基站子系統BSS間的通信接口MSC與BSC間的互連接口傳遞的信息包括移動臺管理、基站管理、移動性管理、接續管理等標準的9.048Mbit/s的PCM數字傳輸鏈路實現9.1.5GSM系統的網絡接口Abis接口基站子系統的兩個功能實體基站控制器BSC和基站收發信臺BTS間的通信接口用于BTS(不與BSC并置)與BSC間的遠端互連支持所有向用戶提供的服務,并支持對BTS無線設備的控制和無線頻率的分配采用標準的9.048Mbit/s或64kbit/sPCM數字傳輸鏈路實現9.1.5GSM系統的網絡接口Um接口(空中接口):移動臺與基站收發信機BTS間的通信接口用于移動臺與GSM系統設備間的互通通過無線鏈路實現傳遞的信息包括無線資源管理、移動性管理和接續管理等

用戶與網絡間的接口(Sm接口)用戶與網絡間的接口,用戶識別卡SIM與移動終端ME間接口傳遞的信息包括用戶對移動終端進行操作,移動終端向用戶提供顯示、信號音等9.1.5GSM系統的網絡接口網絡子系統內部接口D接口HLR與VLR間的接口用于交換有關移動臺位置和用戶管理的信息,保證移動臺在整個服務區內建立和接收呼叫通過MSC與HLR間的標準9.048Mbit/s的PCM數字傳輸鏈路實現9.1.5GSM系統的網絡接口B接口VLR與MSC間的內部接口用于MSC向VLR詢問有關移動臺當前的位置信息或者通知VLR有關移動臺的位置更新信息等

C接口HLR與MSC間的接口用于傳遞路由選擇和管理信息9.1.5GSM系統的網絡接口E接口相鄰區域的不同MSC間的接口用于切換過程中交換有關切換信息以啟動和完成切換F接口MSC與EIR間的接口用于交換相關的IMEI管理信息G接口VLR間的接口用于在采用TMSI的MS進入新的MSC/VLR服務區域時向分配TMSI的VLR詢問此移動用戶的IMSI信息9.1.5GSM系統的網絡接口GSM系統與其他公用電信網的接口其它公用電信網:公用電話網PSTN、綜合業務數字網ISDN、分組交換公用數據網PSPDN和電路交換公用數據網CSPDN等接口必須滿足ITU的有關接口和信令標準及各個國家通信運營部門制定的與這些電信網有關的接口和信令標準

GSM系統與PSTN和ISDN網的互連方式采用7號信令系統接口鏈接方式通過MSC與PSTN或ISDN交換機間標準9.048Mbit/s的PCM數字傳輸鏈路實現9.1.6GSM的無線接口無線接口概念:移動臺與基站收發信機間接口的統稱是移動通信實現的關鍵是不同系統的區別所在無線接口中信道、數據格式等無線信道GSM系統使用了TDMA時分多址的概念每幀包括8個時隙TSBTS到MS為下行信道,MS到BTS為上行信道9.1.6GSM的無線接口物理信道一個載頻上的TDMA幀的一個時隙為一個物理信道GSM中每個載頻分為8個時隙,有8個物理信道信道0~7對應時隙TS0~TS7,每個用戶占用一個時隙用于傳遞信息在一個TS中發送的信息稱為一個突發脈沖序列邏輯信道根據傳遞于BTS與MS間信息的種類定義是一種人為的定義要被映射到某個物理信道上才能實現信息的傳輸9.1.6GSM的無線接口邏輯信道業務信道TCH用于傳送編碼后的話音或數據

控制信道CCH用于傳遞信令或同步數據分為三類:廣播信道公共控制信道專用控制信道

9.1.6GSM的無線接口控制信道CCH廣播信道(BCH):全為下行信道頻率校正信道(FCCH):用于傳送校正MS頻率的信息

同步信道(SCH):用于傳送給MS的幀同步(TDMA幀號)和BTS的識別碼(BSIC)的信息廣播控制信道(BCCH):廣播每個BTS小區特定的通用信息

9.1.6GSM的無線接口公共控制信道(CCCH):基站與移動臺間的點到多點的雙向信道尋呼信道(PCH):用于尋呼(搜索)MS,是下行信道隨機接入信道(RACH):用于MS在尋呼響應或主叫接入時向系統申請分配SDCCH,是上行信道允許接入信道(AGCH):用于為MS分配一個SDCCH,是下行信道

9.1.6GSM的無線接口專用控制信道(DCCH)

:獨立專用控制信道(SDCCH):用于在分配TCH前的呼叫建立過程中傳送系統信令如:登記和鑒權慢速隨路控制信道(SACCH):傳送連接信息上、下行雙向,點對點(移動對移動)信道與一個TCH或一個SDCCH相關如傳送移動臺接收到的關于服務及鄰近小區的信號強度測試報告、MS的功率管理和時間的調整等9.1.6GSM的無線接口專用控制信道(DCCH)快速隨路控制信道(FACCH):傳送比SACCH所能處理的高得多的速率的信令信息與一個TCH相關在話音傳輸期間,借用20ms的話音(數據)突發脈沖序列來傳送通常在切換時使用9.1.6GSM的無線接口邏輯信道配置9.1.6GSM的無線接口邏輯信道到物理信道的映射

C0

載頻TS0上的映射下行信道:以51個時隙的幀重復9.1.6GSM的無線接口上行信道BCCH、FCCH、SCH、PCH、AGCH和RACH均映射到TS0,RACH映射到上行鏈路,其余信道映射到下行鏈路9.1.6GSM的無線接口C0

載頻TS1上的映射下行信道102個時隙重復一次由于呼叫建立和登記時的比特率相當低,可在一個TS(TS1)上放8個專用控制信道9.1.6GSM的無線接口上行信道102個時隙構成一個時分復用幀

上行鏈路的結構與下行鏈路的結構相同,只是時間上偏移3TS9.1.6GSM的無線接口TCH的映射C0的TS2~TS7用作業務信道;C1~Cn頻點的TS0~TS7全部用作業務信道26個TS包含24個信息幀、一個控制幀和一個空閑幀9.1.6GSM的無線接口TCH上下行偏移3TS上下行的工作時隙不同時出現,這意味著移動臺不必收發同時進行9.1.6GSM的無線接口MS測試原理空閑狀態調諧到最強的一個載頻,并判斷該載頻是否含有廣播信道判斷是否可以鎖定在此小區否則調諧到次強載頻上完成小區選擇,MS被通知應監視哪個BCH載波9.1.6GSM的無線接口呼叫接續狀態呼叫中,MS向系統報告所監測到的周圍基站的BCH信號強度。當需要切換時,基站可根據這些測試報告很快選出目標小區MS在呼叫過程中,在無任何操作時進行測試的,即在分配的發送或接收時隙間隔外進行測試在TCH上的空閑幀期間檢查鄰近基站的BSIC移動臺通過SACCH將附近6個具有最強平均信號強度和有效的BSIC的小區報告給基站

9.1.6GSM的無線接口例:MS工作在TS2

MS接收并測試服務小區的信號強度TS2時隙移動臺發射(TS2時隙)移動臺測試一個小區周圍的基站的信號強度移動臺讀取一個小區周圍的TS0上SCH中的BSIC

9.1.6GSM的無線接口滑動復幀每發10個TS0才能支持一個SCH,讀取SCH上的BSIC攜帶TCH的復幀與攜帶控制信道的復幀加一個滑動前者每26個時隙重復一次,后者每51個時隙重復一次,也就是使空閑幀在51復幀所有不同的控制信道幀上均有一個滑動

9.1.6GSM的無線接口9.1.6GSM的無線接口移動用戶的接續過程移動用戶開電源初始化MS搜索BCH,搜索到最強的廣播信道對應的載頻后,讀取FCCH的信息,使MS的頻率與之同步MS讀取SCH信息,讀取BSIC,并同步到TDMA幀號上MS在BCCH上讀取系統的信息

9.1.6GSM的無線接口移動用戶進行登記MS在RACH上發出接入請求,申請分配一個SDCCH系統通過AGCH上分配給移動用戶一個SDCCH移動臺在SDCCH上完成登記,在SACCH上發控制指令信息交換結束后,MS進入待機狀態,監聽BCCH和CCCH

9.1.6GSM的無線接口移動用戶被呼系統通過PCH呼叫移動用戶移動用戶在RACH上發尋呼響應,申請分配一個SDCCH系統通過AGCH為MS分配一個SDCCH在SDCCH上,系統與MS交換必要的信息,如鑒權、加密模式等,以便識別MS的身份;在SACCH上發送測試報告和功率控制。最后在SDCCH上給MS分配一個TCH移動臺轉入TCH,開始通話

9.1.6GSM的無線接口9.1.6GSM的無線接口移動用戶主呼MS在RACH上發送呼叫請求信息,申請分配一個SDCCH系統通過AGCH為MS分配一個SDCCH在SDCCH上建立交換必要信息(同被呼過程),在SACCH上交換控制信息MS轉入所分配的TCH上開始通話

9.1.7GSM移動臺信號的發射GSM系統的數字信號形成GSM系統終端設備BTS的信號形成過程與GSM移動臺MS的基本相同GSM移動臺原理框圖:

9.1.7GSM移動臺信號的發射過程:發送部分電路由信源編碼、信道編碼、交織、加密、突發脈沖串形成等功能模塊完成基帶數字信號的形成過程。數字信號經過調制及上變頻、功率放大,由天線將信號發射出去。接收部分電路由高頻電路、數字解調等電路組成。數字解調后,進行Viterbi均衡、去交織、解密、話音解碼,最后將信號還原為模擬信號9.1.7GSM移動臺信號的發射語音編碼用于將模擬話音信號變成數字信號話音編碼器類型三種類型:波形編碼、參量編碼和混合編碼GSM系統采用混合編碼方式------規則脈沖激勵長期線性預測(RPE-LTP)9.1.7GSM移動臺信號的發射語音信號處理:模數變換A/D:在MS中,PCM編碼。根據抽樣定理fs≥2fm

,輸出:8KHz,13bit信號在BTS中,8bit的A律量化轉變為13bit均勻量化信號分段:按20ms分段有聲段,進行語音編碼產生語音幀無聲段,分析背景噪聲,產生靜寂描述幀SID,在語音結束時發射9.1.7GSM移動臺信號的發射RPE-LTP語音編碼過程:9.1.7GSM移動臺信號的發射RPE-LTP語音編碼過程:數模變換預處理線性預測編碼分析短時分析濾波長期預測LTP規則脈沖激勵編碼RPE9.1.7GSM移動臺信號的發射語音間斷傳輸方式DTX:MS發射機僅在包含語音幀的時間段內才開發射機發側:進行語音檢測,將語音分成有聲段和無聲段。在有聲段,進行語音編碼產生編碼語音幀在無聲段,分析背景噪聲,產生靜寂描述幀SID,SID幀是在語音結束時發射的。收側:接收端根據接收到的SID幀中的信息在無聲期間內插入“舒適噪音”9.1.7GSM移動臺信號的發射信道編碼語音編碼后的信號處理:9.1.7GSM移動臺信號的發射作用:用于接收端進行糾錯信道編碼用于糾正隨機差錯差錯:隨機差錯;突發差錯方法:增加冗余碼元,在收端用于檢、糾錯信道編碼后傳輸速率提高,占用帶寬增加,可靠性增加可靠性提高以帶寬為代價9.1.7GSM移動臺信號的發射GSM中的信道編碼兩種方式:分組碼、卷積碼GSM采用(2:1)卷積碼信號分組:50個最重要比特;132個重要比特;78個不重要比特9.1.7GSM移動臺信號的發射GSM采用(2:1)卷積碼信道編碼:輸出速率:456bit/20ms=29.8kbit/s9.1.7GSM移動臺信號的發射交織概念:把信道編碼輸出的編碼信息編成交錯碼,使突發差錯比特分散,再利用信道編碼得到糾正作用:用于降低傳輸中的突發差錯

9.1.7GSM移動臺信號的發射GSM中的交織一次交織:把編碼器40ms的輸出共2×456=912bit組成8×114的矩陣,橫向寫入交織矩陣,然后縱向讀出,即可取出8幀每幀為114比特的數據流9.1.7GSM移動臺信號的發射重排和交織9.1.7GSM移動臺信號的發射二次交織:9.1.7GSM移動臺信號的發射GSM中的編碼過程A/D分段RPE/LTP信道編碼交織信息經交織編碼形成8幀,每幀114bit。將114bit分成兩段,填入普通突發脈沖序列。

9.1.7GSM移動臺信號的發射GSM中的分級幀結構由普通突發脈沖序列構成幀、復幀、超幀、超高幀的分級幀結構每個突發脈沖序列共156.25bit,占時577μs,在一個時隙中發送8個時隙組成一個4.62ms的TDMA幀26個話音TDMA幀組成一個持續時間為120ms的復幀;在控制信道中51個幀組成一個復幀51個26幀的復幀(或26個51幀的復幀)構成一個超幀;2048個超幀組成一個超高幀,總計2715648個TDMA幀,占時3小時28分53.7秒

9.1.7GSM移動臺信號的發射9.1.7GSM移動臺信號的發射數字信號的調制用數字信號對射頻載波進行調制振幅鍵控ASK、移相鍵控PSK、移頻鍵控FSKGSM系統采用高斯最小移頻鍵控GMSK調制

FSK→MSK→GMSKMSK9.1.7GSM移動臺信號的發射Viterbi均衡維特比均衡自適應均衡最小均方誤差準則均衡器工作原理利用接收端已知的訓練序列來建立信道模型,由接收到的信號來推出正確的發端信息9.1.7GSM移動臺信號的發射維特比均衡工作原理接收到的訓練序列與已知訓練序列一起送入相關器比較,從而產生信道模型,再按信道模型對接收到的突發脈沖序列的加密數據作糾正,選擇差值最小的編碼作為與發送端一致的正確編碼輸出突發脈沖序列概念:TDMA信道上一個時隙中的信息格式每個突發脈沖序列共156.25bit,占時0.577ms類型:普通突發脈沖序列NB頻率校正突發脈沖序列FB同步突發脈沖序列SB接入突發脈沖序列AB空閑突發脈沖序列DB

9.1.7GSM移動臺信號的發射普通突發脈沖序列NB用于攜帶業務信道及除RACH、SCH和FCCH以外的控制信道上的信息結構:9.1.7GSM移動臺信號的發射結構:加密比特是57bit的加密數據或編碼后話音1bit為“借用標志”,表示這個突發脈沖序列是否被FACCH信令借用訓練比特共26bit,是一串已知比特,供均衡器用于產生信道模型以消除時間色散可以用不同的序列,分配給小區中使用相同頻率的前向信道,以克服相互間的干擾9.1.7GSM移動臺信號的發射尾比特TB總是000,幫助均衡器知道起始位和停止位保護間隔GP為8.25bit是一個空白間隔,不發送任何信息8.25bit相當于大約30μs的時間為了保證各用戶間各自使用的時隙不至造成重疊,故而采用8.25bit的保護間隔9.1.7GSM移動臺信號的發射頻率校正突發脈沖序列FB用于構成FCCH,使MS獲得頻率上的同步結構:固定比特142bit:使調制器發送一個頻偏為67.5KHz的全“0”比特9.1.7GSM移動臺信號的發射同步突發脈沖序列SB用于構成SCH,使移動臺獲得與系統的時間同步結構:包括一個易被檢測的長同步序列,及攜帶TDMA幀號和基站識別碼BSIC信息的加密信息9.1.7GSM移動臺信號的發射結構:39bit的加密比特:包含25bit信息位、10bit奇偶校驗、4bit尾比特再經1:2卷積編碼,得到總比特數78bit,分成兩個39bit的編碼段填入其中25bit信息位由兩部分組成:6bit基站識別碼BSIC、19bitTDMA幀號TDMA幀號:以2715648個TDMA幀為周期循環;是加密算法的一個參數;移動臺判斷控制信道TS0上傳送的邏輯信道類型BSIC:移動臺進行信號強度測量時,進行基站識別9.1.7GSM移動臺信號的發射接入突發脈沖序列AB移動臺的首次接入或切換到一個新的基站后不知道時間提前量,為不與正常到達的下一個時隙中的突發脈沖序列重疊,此突發脈沖序列必須要短一些,保護間隔長一些結構:9.1.7GSM移動臺信號的發射結構:36bit為加密比特:8bit信息、6bit的奇偶校驗和4bit的尾比特,共18bit經1:2的卷積編碼得到36bit填入8bit的信息位3bit:接入原因,用于表明緊急呼叫等5bit:隨機鑒別器,用于檢查確定碰撞后的重發時間9.1.7GSM移動臺信號的發射空閑突發脈沖序列DB用戶無信息傳輸時,用DB代替NB在TDMA時隙中傳送不攜帶任何信息,不發送給任何移動臺格式與普通突發脈沖序列相同,只是其中加密比特改為具有一定的比特模型的混合比特9.1.7GSM移動臺信號的發射9.1.8GSM的業務GSM的基本業務電話業務提供移動用戶與固定網用戶間的實時雙向通話提供兩個移動用戶間的實時雙向通話緊急呼叫業務優先于其它業務在移動用戶沒有插入SIM卡時也可使用短消息業務在移動電話上直接發送和接收文字或數字消息包括移動臺間點對點的短消息業務,以及小區廣播式短消息業務9.1.8GSM的業務語音信箱業務按聲音信息歸屬于某用戶來存儲聲音信息,用戶可根據自己的需要隨時提取三種操作:用戶留言用戶以自己的GSM移動電話提取留言用戶以其他電話提取留言傳真和數據通信業務收發傳真、閱讀電子郵件、訪問INTERNET、登錄遠程服務器等9.1.8GSM的業務GSM的補充業務用戶在使用補充業務前,應在歸屬局申請使用手續,在獲得某項補充業務的使用權后才能使用系統按用戶的選擇提供補充業務,用戶可隨時通過移動電話通知系統為自己提供或刪除某項具體的補充業務操作激活補充業務(從現在開始本移動電話使用某項補充業務)刪除補充業務(從現在開始本移動電話暫不使用原已激活的某項補充業務)查詢補充業務9.1.8GSM的業務類型:號碼識別補充業務類主叫號碼識別顯示主叫號碼識別限制被連號碼識別顯示被連號碼識別限制呼叫提供類補充業務無條件呼叫轉移遇忙呼叫轉移無應答呼叫轉移不可及呼叫轉移9.1.8GSM的業務呼叫限制類補充業務閉鎖所有出呼叫閉鎖所有國際出呼叫閉鎖除歸屬PLMN國家外所有國際出呼叫閉鎖所有入呼叫當漫游出歸屬PLMN國家后,閉鎖入呼叫9.1.8GSM的業務呼叫完成類補充業務呼叫等待呼叫保護至忙用戶的呼叫完成多方通信類補充業務(如三方通信)集團類補充業務(如移動虛擬網)計費類補充業務

9.1.8GSM的業務GPRS業務,見補充內容GPRS9.1.9GSM的號碼移動用戶的ISDN號碼MSISDN主叫用戶為呼叫GSM用戶所需的撥叫號碼號碼結構國家碼CC:我國為86國內有效ISDN號:移動業務接入號NDC(N1N2N3):13S(S=9~4屬于中國移動;S=0~3屬于中國聯通)HLR識別號:H0H1H2H3移動用戶號:ABCDCCNDCSN

CC:國家代碼,中國為86NDC:國內目的代碼,包括國內網號及HLR識別碼。HLR識別碼國內網號移動聯通……139134133130H0H1H2H3

SN:用戶號例:1390710ABCD(國內電話不需撥中國代碼86)1387125ABCD1350715ABCD1302637ABCD注:

①.中國GSM網MSISDN號長11位,前二位固定為13,后9位共可編號109=10億。

②.MS呼叫時,網絡由H0H1H2H3尋址MS所屬的HLR。9.1.9GSM的號碼撥號程序:移動→本地固定:PQRABCD移動→外地固定:0XYZPQRABCD移動→移動:13SH0H1H2H3ABCD固定→本地移動:13SH0H1H2H3ABCD固定→外地移動:013SH0H1H2H3ABCD移動→緊急呼叫:直接撥號(如110、119、120、122、112)普通特服撥號與固定電話方法相同其中,XYZ為長途區號;PQR為市話局端局號;ABCD為用戶號9.1.9GSM的號碼國際移動用戶識別碼IMSI用于在國際上唯一識別移動用戶結構(15位):如圖所示我國MCC為460MNC的值中國移動為00、中國聯通為019.1.9GSM的號碼臨時移動用戶識別碼TMSI為了對IMSI保密,IMSI僅在空中傳送一次,便由VLR給來訪移動用戶分配一個惟一的TMSI號碼替代僅在本地有效,當用戶離開此VLR服務區后釋放由VLR臨時分配移動用戶漫游號碼MSRN用于在呼叫時為移動用戶選路VLR臨時分配,接續完成后即釋放在被訪VLR區域內是惟一有效的9.1.9GSM的號碼區域識別位置區識別碼LAI結構:MCC+MNC+LACLAC用于識別移動網中的一個位置區全球小區識別碼GCI用于在全球范圍內識別小區結構:MCC+MNC+LAC+CICI用于小區識別9.1.9GSM的號碼基站小區識別碼BSIC用于識別相鄰國家、地區或不同運營商的相鄰結構:NCC+BCCNCC為網絡色碼,用于識別不同國家(國內區別不同的省)及不同運營商BCC為基站色碼,由運營部門設定9.1.9GSM的號碼國際移動設備識別碼IMEI用于在國際上惟一地識別一個移動設備結構(15位):TAC(6)+FAC(2)+SNR(6)+SP(1)TAC為型號批準碼,由歐洲型號中心分配;FAC為工廠裝配碼,由廠家編碼,表示生產廠家及裝配地;SNR為序號碼,由廠家分配;SP為備用IMEI可在待機狀態下按“*#06#”讀取讀取的IMEI碼與手機后蓋板上的條碼標簽、外包裝上的條碼標簽應一致9.1.9GSM的號碼MSC/VLR號碼在No.7信令消息中使用的、代表MSC的號碼

HLR號碼在No.7信令消息中使用的、代表HLR的號碼

切換號碼HON目標MSC(即切換到的MSC)臨時分配給移動用戶的一個號碼,用于路由選擇9.1.9GSM的號碼短消息中心號碼在No.7信令消息中使用的、代表短消息中心的號碼結構:13SH00X1X2X3500X1X2X3與當地的長途區號相同,兩位長途區號的地區X3設為0

用戶發送短消息前,必須先設置短消息中心號碼手機號為什么以13開頭郵電部(現信息產業部)統一分配號段的規劃10開頭,電信服務號碼。如103國際半自動掛號,108國際對方付費電話,1000電信服務中心,1001聯通服務中心等。11開頭,賦予特種服務號碼。如110匪警,111電信內部測試,112報修,113、115國內人工長途掛號,114查號臺,116國內人工長途查詢,117報時,119火警等。12開頭,賦予民用特殊號碼,如120(醫院),121(天氣預報),122交通事故告警,126、127、128、129尋呼臺(BP機時代)。所以分配到手機用戶時,以13開始做號段。后來分配130~133為聯通,134~139為移動。手機卡是一張符合通信網絡規范的“智能”卡,它內部包含了與用戶有關的、被存儲在用戶這一方的信息。SIM卡內部保存的數據可以歸納為以下四種類型:手機卡的內容(1)由SIM卡生產商存入的系統原始數據,如生產廠商代碼、生產串號、SIM卡資源配置數據等基本參數。(2)由GSM網絡運營商寫入的SIM卡所屬網絡與用戶有關的、被存儲在用戶這一方的網絡參數和用戶數據等,包括:①鑒權和加密信息Ki(Kc算法輸入參數之一:密鑰號)②國際移動用戶號(IMSI);③A3:IMSI認證算法;④A5:加密密鑰生成算法;⑤A8:密鑰(Kc)生成前,用戶密鑰(Kc)生成算法;⑥移動電話機用戶號碼、呼叫限制信息等。(3)由用戶自己存入的數據。如縮位撥號信息、電話號碼簿、移動電話機通信狀態設置等。(4)用戶在使用SIM卡過程中自動存入及更新的網絡接續和用戶信息。在實際使用中有兩種功能相同而形式不同的SIM卡:

(1)卡片式(俗稱大卡)SIM卡,這種形式的SIM卡符合有關IC卡的ISO標準,類似IC卡。

(2)嵌入式(俗稱小卡)SIM卡,其大小只有25mm×15mm,是半永久性地裝入到移動臺設備中的卡。用戶識別模塊SIM功能存儲數據:用戶身份認證所需的信息,如IMSI、TMSI、用戶鑒權鍵Ki等存儲安全保密有關的信息,如加密密鑰Kc、密鑰序號n、加密算法A3、A5、A8、個人識別碼PIN、PIN碼出錯計數、SIM卡狀態、個人解鎖碼PUK等存儲與網絡和用戶有關的管理數據,如PLMN代碼、LAI、用戶登記的通信業務等存儲用戶的個人信息執行安全操作:進行用戶入網的鑒權用戶信息的加密TMSI的更新用戶PIN碼的操作和管理圖2-26SIM卡外形組成:CPU、工作存儲器RAM,程序存儲器ROM、數據存儲器EEPROM和串行通信單元5個模塊組成

結構:SIM卡的構造SIM卡是帶有微處理器的芯片,包括五個模塊,每個模塊對應一個功能:微處理器、程序存儲器、工作存儲器、數據存儲器和串行通信單元。最少有五個端口:①電源;②時鐘;③數據;④復位;⑤接地端。1.國際移動設備識別碼(IMEI碼)在移動電話機背面標簽上有一些代碼,這些代碼有其特殊的含義。首先是15位數字組成的國際移動設備識別碼(IMEI碼),每部移動電話機出廠時設置的該號碼是全世界惟一的,作為移動電話機本身的識別碼,不僅標在機背的標簽上,還以電子方式存儲于移動電話機中,具體地說是在移動電話機電路板中的電可擦除存儲器(EEPROM)中。IMEI碼各部分含義如下:SIM卡相關知識第1~6位數字(TAC(6位))——型號批準號,由歐洲型號批準中心分配;第7~8位數字(FAC(2位))——最后裝配號碼,表示生產廠家或最后裝配所在地,由廠家進行編碼;第9~14位數字(SNR(6位))——序號碼,這個獨立序號惟一地識別每個TAC和FAC中的每個移動設備;第15位數字(SP(1位))——備用,一般為0。2.開戶管理開戶管理主要是在辦理登記和購機時選定移動電話機號碼。只有在運營商指定的業務處,或電信管理部門授權允許經營移動電話機的商業點購機,才給予辦理入網登記手續,允許入網使用。3.收費管理目前收費管理分為開戶入網收費和通話計費管理。開戶入網費包括開戶費和SIM卡費,不同的GSM網絡運營商的此項費用價格也不同,而且和地區也有關。使用:SIM卡本身是通過PIN碼來保護的PIN碼連續輸錯三次后SIM卡將閉鎖SIM卡解鎖需輸入正確的PUK碼,PUK碼連續輸錯10次,SIM將報廢SIM卡的使用有一定年限物理壽命取決于用戶的插拔次數,約在1萬次左右集成芯片的壽命取決于數據存儲器的寫入次數,約在5萬次左右。不同廠家指標不同,SIM卡的壽命也略有不同注意事項:不要人為浸水不要彎折SIM卡不要經常插拔SIM卡拆卸SIM前先關手機電源SIM卡表面氧化或弄臟后,不用硬物刮擦,可用酒精清洗,也可用橡皮擦拭;正確輸入PIN碼,當SIM卡閉鎖后輸入正確PUK碼解鎖

9.1.11路由及接續電路群的設置各移動匯接中心間及與移動端局間,設置話音專線時,電路群有低呼損電路群和高效直達電路群兩類二級網絡結構的長途網在一級匯接中心TMSC1間設置低呼損電路群,形成網狀網移動端局或本地匯接局至本省一對一級匯接中心間設置低呼損電路群9.1.11路由及接續三級網絡結構的長途網在一級匯接中心TMSC1間設置低呼損電路群,形成網狀網二級匯接中心應與其相對應的一級匯接中心間設置低呼損電路二級匯接中心TMSC2間設置低呼損電路各移動端局與本地匯接局至本省一對二級匯接中心間設置低呼損電路群。9.1.11路由及接續本地網無本地匯接端局間網狀網相連,所有端局間設低呼損路由各本地網內的端局應與上一級的匯接中心間設低呼損電路群有匯接局本地網內端局間話務量足夠大時應盡量設高效直達路由,通過TMm的轉接,可作為端局間的第二路由設有TMSC1、TMSC2的本地網,或端局業務量較大需要連到TMSC1、TMSC2的本地網各本地網內的端局應與其一級、二級匯接中心間設高效直達路由,經本地匯接與一級、二級匯接中心的鏈路為迂回路由9.1.11路由及接續路由選擇路由選擇原則為PSTN用戶呼叫移動用戶時,盡可能快進入移動網查詢路由;移動用戶呼叫PSTN用戶,立即進入PSTN,由PSTN進行接續。9.1.11路由及接續國內呼叫接續移動用戶呼叫PSTN用戶始呼MSC分析被叫號碼為PSTN用戶,則立即從始發地通過接口局GWm接至GWp,進入PSTN網9.1.11路由及接續PSTN用戶呼叫移動用戶PSTN端局根據移動業務接入號(13S),通過接口局GWp就近接入GMSC,GMSC分析H0H1H2H3,導出被叫移動用戶的HLR地址信息。通過No.7信令網,從HLR得到該用戶目前的位置信息,即MSRN,GMSC經移動網接續至用戶所在MSC

9.1.11路由及接續GSM用戶呼叫GSM用戶始發MSC通過TMSC查詢到被叫用戶的路由信息MSRN,由主叫所處的MSC接續至被叫所處的被訪MSC(VMSC)9.1.11路由及接續國際呼叫接續移動用戶用為國際呼叫的主叫:始發MSC分析為國際接入碼00后,則立即從始發地通過接口局進入PSTN網移動用戶作為國際呼叫的被叫:由國外一直接續到北京、上海、廣州PSTN的國際局,就近接入移動本地的接口局,在當地GMSC進行路由查詢,并建立接續

9.1.11路由及接續PLMN與PSPDN的互通分組型終端接入:分組型終端經PSTN接入PSPDN,進網接口規程為ITU-TX.32建議(同步傳輸)非分組型終端:非分組型終端經PSTN接入PSPDN,進網接口規程為建議ITU-TX.28(非同步傳輸)

9.1.11路由及接續PLMN與CHINANET的互通通過PSTN互通:采用兩種接口:模擬用戶線路;一條或多條E1中繼線路通過專用設備的互通:專用設備一端與MSC相連,一端以局域網LAN的形式接入到CHINANET中。用戶首先需要撥叫特定號碼(可采用特服號),從而建立MSC與專用設備間的通路

9.1.11路由及接續位置更新MS在同一位置區中從一個小區到另一個小區,不需位置更新,例:從小區1到小區29.1.11路由及接續MS從一個位置區的小區進入另一位置區的小區,需位置更新強制登記:MS把位置區的變化通知網絡,即進行位置更新接入移動通信網的移動業務交換中心的VLR內進行位置信息的更新,同時在HLR中進行位置更新9.1.11路由及接續兩種情況下的位置更新9.1.11路由及接續MS從小區3到小區49.1.11路由及接續MS從小區3到小區59.1.11路由及接續位置更新移動用戶的激活與分離移動用戶開機:MS:入網位置登記,系統:移動臺激活,對移動用戶的IMSI做“附著”標記移動用戶關機:MS:發送最后一次消息,包括“分離”處理請求系統:對移動用戶的IMSI做“分離”標記在不同VLR區進行位置登記(MS用IMSI)位置登記請求位置登記請求確認更新位置登記更新位置登記確認查詢MS參數查詢MS參數響應位置信息注銷MSMSCnVLRnHLRVLRo訪問位置寄存器原籍位置寄存器9.1.11路由及接續周期性登記原因:移動用戶向網絡發送IMSI“分離”消息時,若無線鏈路質量很差,會導致系統不能接收到該消息或系統不能正確譯碼,誤以為移動用戶仍處在“附著”狀態。若有呼叫該用戶的信息,系統會對該用戶作盲目尋呼,浪費無線資源概念:移動用戶每隔一定時間向系統登記一次9.1.11路由及接續呼叫過程移動用戶主呼:當移動用戶撥被呼用戶的號碼,再按“發送”鍵(延遲撥發)系統鑒權后若允許該主呼用戶接入網絡,則MSC/VLR發證實接入請求消息,主呼用戶發起呼叫。被呼用戶的鏈路準備好后,網絡便向主呼用戶發出呼叫建立證實,并分配專用業務信道TCH,主呼用戶等候被呼用戶響應的證實信號,即完成移動用戶的主呼過程1.移動用戶主呼接續過程鑒權與加密MSBSMSCVLRRACHAGCHSDCCH+SACCH信道請求立即分配業務請求業務請求開始接入請求“開始接入請求”應答分配新TMSI“分配新TMSI”應答TMSI指令TMSI響應TMSI響應TMSI指示建立呼叫請求建立呼叫請求(含有線號碼)呼叫開始呼叫開始呼叫信息要求呼叫信息移動交換中心訪問位置寄存器隨機接入信道準許接入信道專用控制信道臨時移動用戶識別碼MSBSMSCVLR信道指配信道指配信道指配完成信道指配完成與固定用戶接續連接完成回鈴音TCH+SACCH/T+FACCH…連接連接連接確認連接確認用戶摘機…通話回鈴音……9.1.11路由及接續移動用戶被呼:被呼的移動用戶的路由到達該移動用戶所登記的MSC/VLR后,由該MSC/VLR向移動用戶發尋呼消息位置區內所有的基站都向移動用戶發尋呼消息,進行一齊呼叫在位置區內守聽的被叫用戶收到尋呼消息并立即響應,即完成移動用戶的被呼過程9.1.11路由及接續移動用戶被呼:例:AGCH2.移動用戶被呼接續過程SDCCH+SACCH/CTELEXHLRVLRMSBS鑒權及加密電話交換機(PSTN)1380791xxxx13906753xxxMSISDN1380791ABCD撥號撥號信息詢問路由詢問路由1380791ABCDMSRNMSRN13906753xxx撥號信息臨時分配用完即釋放查呼叫參數尋呼請求尋呼請求TMSILAI(TMSI)尋呼請求位置區全體BSCCH守候PCHRACH開始接入請求尋呼響應尋呼響應立即指配信道請求GMSCVMSC入口訪問位置寄存器原籍位置寄存器信道指配信道指配指配完成指配完成回鈴回鈴連接連接…連接完成撥號應答通話回鈴音…BS測試報告(越區切換)功率及TA調整…TCH自振鈴摘機SACCH/TFACCHTELEXHLRGMSCVLRVMSCMSBS①.呼叫接續信令傳輸過程:消息傳輸、轉發、交互(有應答)②.設備號碼(地址碼)的使用③.信道的使用9.1.11路由及接續越區切換概念:在通話過程中,為保證通話不中斷而由原基站的業務信道轉換到新基站的業務信道的過程定位:根據MS向BSC發送的及BTS測得的有關信號強度和信號質量的信息,BSC對周圍小區進行比較,確定移動用戶的行進方向9.1.11路由及接續BSC決定是否需要切換,什么時候進行切換,切換到哪個基站按控制區域切換分三種情況:

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