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1、通信行业 知识总结 GSM系统结构动通信网主要分交换传输部分和无线部分，交换传输部分与PSTN网很类似，而无线网络是特有的，无线比有线存在很多不确定因素，而移动无线电比固定无线通信由于其移动性和传播条件的恶劣就更复杂。 无线网络的优劣常常成为决定移动通信网络好坏的决定因素之一，也是网络优化的重点。 一套完整的蜂窝移动通信系统主要是由交换网络子系统（SS）、无线基站子系统（BSS）、移动台（MS）及操作维护子系统（OMC）四大子系统设备组成。 由于GSM规范是由北欧一些运营公司制定出的规范，为了照顾各运营公司的利益，因此GSM规范对系统的各个接口都有明确的规定。 也就是说，各接口都是开放式接口。
2、 GSM系统如图所示，SS系统包括有移动业务交换中心（MSC）、拜访位置寄存器（VLR）、归属位置寄存器（HLR）、鉴权中心（AUC）和移动设备识别寄存器（EIR）；BSS系统包括有基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）。 为了各个厂家所生产的设备可以通用，上述各组成部分的连接都必须严格地符合规定的接口标准。 GSM系统遵循CCITT建议的公用陆地移动通信网（PLMN）接口标准，采用7号信令支持PLMN接口进行所需的数据传输。 交换网络子系统交换网络子系统（SS）主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能。 SS由一系列功能实体所构成，各功能实体介绍如下1MSC移
3、动交换中心它是GSM网络系统的核心部分，是对位于它所覆盖区域中的移动台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它公用通信网之间的接口。 MSC提供交换功能，完成移动用户寻呼接入、信道分配、呼叫接续、话务量控制、计费、基站管理等功能，还可完成BSS、MSC之间的切换和辅助性的无线资源管理、移动性管理等，并提供面向系统其它功能实体和面向固定网（PSTN、ISDN等）的接口功能。 作为网络的核心，MSC与网络其他部件协同工作，完成移动用户位置登记、越区切换和自动漫游、合法性检验及频道转接等功能。 MSC处理用户呼叫所需的数据和后面介绍的三个数据库有关，它们是VLR和AUC，MSC根据用
4、户当前位置和状态信息更新数据库。 HLR、2HLR归属位置寄存器HLR是一个静态数据库，用来存储本地用户数据信息的数据库。 一个HLR能够控制若GSM网络优化干个移动交换区域或整个移动通信网，所有用户重要的静态数据都存贮在HLR中，在GSM通信网中，通常设置若干个HLR，每个用户都必须在某个HLR（相当于该用户的原籍）中登记。 登记的内容分为两类一种是永久性的参数，如用户号码、移动设备号码、接入的优先等级、预定的业务类型以及保密参数等；另一种是暂时性的需要随时更新的参数，即用户当前所处位置的有关参数，即使用户漫游到HLR所服务的区域外，HLR也要登记由该区传送来的位置信息。 这样做的目的是保证
5、当呼叫任一个不知处于哪一个地区的移动用户时，均可由该移动用户的原地位置寄存器获知它当时处于哪一个地区，进而建立起通信链路。 HLR储存两类数据一是用户的参数，包括MSISDN、IMSI、用户类别、Ki，补充业务等参数。 二是用户的位置信息，即该MS目前处于哪个MSC/VLR中的MSC/VLR地址。 3VLR拜访位置寄存器VLR是一种用于存储来访用户位置信息的数据库。 一个VLR通常为一个MSC控制区服务，也可为几个相邻MSC控制区服务。 当移动用户漫游到新的MSC控制区时，它必须向该地区的VLR申请登记。 VLR要从该用户的HLR查询有关的参数，要给该用户分配一个新的漫游号码（MSRN），并通
6、知其HLR修改该用户的位置信息，准备为其它用户呼叫此移动用户时提供路由信息。 如果移动用户由一个VLR服务区移动到另一个VLR服务区时，HLR在修改该用户的位置信息后，还要通知原来的VLR，删除此移动用户的位置信息。 因此VLR可看作一个动态的数据库。 VLR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HLR，由于每次呼叫，它们之间有大量的信令传递，若分开，信令链路负荷大，所以在爱立信系统中，VLR和MSC配对合置于一个物理实体中，将MSC与VLR之间的接口做成AXE的内部接口。 VLR中也寄存两类信息一是本交换区用户参数，该参数是从HLR中获得的。 二是本交换区MS的LA
7、I。 无线基站子系统BSS系统是在一定的无线覆盖区中由MSC控制，与MS进行通信的系统设备，它主要负责完成无线发送接收和无线资源管理等功能。 功能实体可分为基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）。 基站子系统BSS在GSM网络的固定部分和无线部分之间提供中继，一方面BSS通过无线接口直接与移动台实现通信连接，另一方面BSS又连接到网络端的移动交换机。 1BSC基站控制器基站控制器（BSC）是基站收发台和移动交换中心之间的连接点，也为基站收发台和操作维护中心之间交换信息提供接口。 一个基站控制器通常控制多个基站收发台，其主要功能是进行无线信道管理、实施呼叫和通信链路的建立和拆除，并为本控制
8、区内移动台的过区切换进行控制，控制完成移动台的定位、切换及寻呼等，是个很强的业务控制点。 2BTS基站收发台基站收发台（BTS）包括无线传输所需要的各种硬件和软件，如发射机、接收机、支持各种上小区结构（如全向、扇形、星状和链状）所需要的天线，连接基站控制器的接口电路以及收发台本身所需要的检测和控制装置等。 BTS完全由BSC控制，主要负责无线传输，完成无线与有线的转换、无线分集、无线信道加密、跳频等功能。 BTS包括无线收发信机和天线，此外还有与无线接口相关的信号处理电路。 信号处理电路将实现多址复用所需的帧和时隙的形成和管理，以及为改善无线传输所需的信道编、解码和加密、解密，速率适配等功能。
9、 一个呼叫过程的实例1主叫拨号市话用户A拨打GSM用户B的MSISDN号码，PSTN网络的交换机分析MSISDN号码，得知B用户为移动用户，它把呼叫转到GSM网络上距它最近的一个具有入口功能的移动业务交换中心GMSC。 2GMSC分析被叫号码GMSC分析该号码为某位置寄存器HLR的用户后，就将MSISDN号码送至该HLR，要求查询有关该被叫用户目前所在的位置信息。 3HLR申请漫游号码MSRN HLR把MSISDN号码转换成IMSI后查出用户目前处于哪个MSC，然后将该IMSI发至该MSC，向该MSC申请分配一个漫游号码MSRN。 4选定漫游号码MSRN MSC收到IMSI后，临时给被叫用户B
10、分配一个漫游号码，并将此号码送回HLR，再由HLR返回给GMSC使用。 5连接呼叫至被叫所在的MSC GMSC收到MSRN后，用此号码选择一条出中继路由至MSC。 MSC将负责本次呼叫的建立和计费功能。 6MSC寻呼被叫MSC发出寻呼命令到MS所在位置区内的所有无线基站，再由基站向被叫用户B发呼叫信号。 7基站寻呼被叫用户B基站收到寻呼命令后，将该寻呼消息（含有MS的IMSI）通过无线控制信道发射。 MS接收到寻呼后向基站发回响应信号。 8呼叫连接MS响应信号经BTS、BSC送回MSC，经鉴权、设备识别后认为合法，则令BSC给该MS分配一条TCH，接通MSC至BSC的路由，并向主叫送回铃音，向
11、被叫振铃。 当被叫摘机应答，则系统开始计费，通话开始。 名词解释IMEI InternationMobile stationEquipment Identities(IMEI)国际移动台设备识别码IMEI MSISDN移动用户号码MSISDN的组成CC国家码。 即移动台登记注册的国家码，中国为86。 NDC国内网络接入号码。 中国移动网为135139，联通为130131.SN用户号码。 采用等长8位编号计划，具体号码分配由运营公司决定。 IMSI国际移动用户识别码MCC移动国家码。 唯一的标识移动用户所属的国家。 中国的MCC为460。 MNC移动网号，识别移动用户所归属的移动通信网(PLMN
12、)。 中国移动的MNC为01，中国联通为02.MSIN移动用户识别码，唯一地识别某一移动通信网中的移动用户。 NMSI国家移动用户识别码。 由MNC与MSIN组成。 LAI位置区识别码位置区是指移动台可任意移动而不需要进行位置更新的区域，它可由一个或若干个小区组成，为了呼叫移动台，系统在一个位置区内所有基站同时发寻呼信号。 位置区识别码LAI用于检测位置更新和信道切换的请求。 MCC、MNC与IMSI中该部分相同。 LAC是位置区号码，用于识别GSM网络中的一个位置区，它可以由运营部门自定。 LAC位置区码为了确定移动台的位置，每个GSM PLMN的覆盖区都被划分许多位置区，位置区码(LAC)
13、则用于标识不同的位置区。 CI小区识别为了唯一地标识GSM PLMN中的每个小区，网络运营者需要分配给网络中所有的小区一个代码，即小区识别(CI)。 小区识别(CI)与位置区识别(LAI)码结合，用于识别网络中每个BTS及其覆盖的小区。 AO ApplicationOriginated应用发起AT ApplicationTerminated应用终止MO MobileOriginated终端发起MT MobileTerminated终端终止BS BearersService载波服务BSC BaseStation Controller基站控制器BSS BaseStation System基站子系统
14、BTS BaseTransceiver Station基站CI CellIdentity小区标识GSM GlobalSystem forMobile conmmunications全球移动通信系统GGSN GatewayGPRS SupportNode网关GPRS支持节点HLR HomeLocation Register归属位置寄存器SGSN SERVICINGGPRS SUPPORTNODE PLMNPublic LandMobile Network公用陆地移动网络PCF分组控制功能PSDN PacketSwitched DataNetwork分组交换数据网RADIUS RemoteAuth
15、entication DialIn UserService远程用户拨号认证系统IMEI InternationalMobile StationEquipment Identity国际移动台设备标识ISDN IntegratedServices DigitalNetwork国际业务数字网IWMSC InterWorking MSC互联的MSC MSMobile Station移动台MSC Mobileservice SwitchingCenter移动（业务）交换中心MSISDN MobileStation InternationalISDN Number移动台国际ISDN号码VLR VisitorLocation Register接入位置寄存器WAP无线应用协议(Wireless ApplicationProtocol)它提供了一个业界技术规范，以便开发出适用于各类无线通信网络的应用和业务。 WSP无限会话协议(Wireless SessionProtocol
