《第一部分 GSM系统概述.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第一部分 GSM系统概述.ppt（56页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、GSM系统概述 GSM以前是GroupSpecialMobile 1982年设立 的缩写 现在是 GlobalSystemforMobilecommunications 的缩写 由欧洲ETSI EuropeanTelecommunicationsStandardizationInstitute 提出的第二代数字蜂窝移动通信系统标准 采用TDMA FDMA复用方式 采用数字化语音编码和数字调制技术 以语音业务为主 也支持无线的数据业务 是世界上使用最广 用户数最多的移动通信系统 GSM历史 1982年北欧四国向欧洲邮电行政大会CEPT提交建议书 要求制定900MHz频段的欧洲公共电信业务规范 在
2、ETSI技术委员会下成立 移动特别小组 GroupSpecialMobile 简称 GSM 来制定有关的标准和建议书 1986年在巴黎对提出的8个建议系统进行现场实验 1987 5 GSM选定窄带TDMA RPE LTP话音编码和GMSK调制方式 1988年提出主要建议 颁布GSM 泛欧数字蜂窝通信网 标准 1990年完成了GSM900的规范 不同建议书分组成为一套12个系列 GSM历史 续 1991年在欧洲开通了第一个系统 将GSM更名为 全球移动通信系统 GlobalsystemforMobilecommunications 同年移动特别小组还完成了1800MHz频段的移动电信业务规范 名
3、为DCS1800系统 1992年 大多数欧洲GSM运营者开始商用业务 1993年 欧洲第一个DCS1800系统投入运营 1995年 完成了1900MHz频段的PCS1900移动电信业务规范 GSM的发展现状 第二阶段标准到1993年底也基本完成了主要部分 并于1994年底冻结 1994年6月又开始考虑第2 阶段的有关标准的定义 后并入第二阶段标准 全世界已有欧洲 亚洲 非洲 美洲 大洋州的130多个国家和地区建立了GSM网络 实现全球漫游 移动通信用户的70 采用GSM 仅中国的用户数就超过了4亿 GSM的性能特征 通信 无线移动通信 支持话音和数据业务 移动性 国际接入 采用chip car
4、d可接入不同运营商的GSM网络 连通世界各地 一个号码 网络处理本地化 GSM的性能特征 续 容量大 频谱效率较高 小区覆盖较小 每小区用户数较多传输质量高 就无线通信而言 话音质量高 可靠性高 高速运动场合 如汽车和火车上 也极少会发生电话呼叫中断 安全功能 接入控制 通过chip card和PIN鉴权 GSM的缺点 没有完美的系统 没有端到端的用户加密 没有给用户提供完全的64kb s的ISDN带宽 产生电磁辐射较强 可能会出现滥用私人数据的现象 漫游的profiles易受影响 系统高度复杂 在GSM标准内有几处不相容 GSM的标准内容 GSM系统构成 GSM是一种公共陆地移动网 PLMN
5、 一个国家内可以由数个运营商根据GSM标准建设蜂窝移动通信网络 组成 MS 移动站 BS 基站 MSC 移动交换中心 LR 位置寄存器 子系统 RSS 无线子系统 涵盖所有无线方面 NSS 网络和交换子系统 呼叫下传 越区切换 交换 OSS 操作子系统 网络管理 GSM蜂窝网络 把服务区分割成小区 使用数个载波频点 相邻小区使用的频率不同 小区覆盖半径从数百米到35km 取决于用户密度 地理条件和发射机功率等 六角形小区覆盖是理想化的 小区重叠和形状取决于地理条件 若用户从一个小区运动到另一个小区将发生呼叫连接的越区切换 GSM系统构成图示1 GSM系统构成图示2 无线子系统 RSS 组成 M
6、S 移动站 BSS 基站子系统 组成 BTS 基站收发信机 发射机和接收机 BSC 基站控制器 控制数个收发信机 接口 Um 无线空中接口 Abis 标准化的开放接口 用户信道数据速率16kbit s A 标准化的开放接口 用户信道数据速率64kbit s 基站收发信机和基站控制器 BSS包括BSC和BTS BTS包括了无线空中接口规定的功能 BSC是无线信道的交换中心 BSC 具有对一个或多个BTS进行控制的功能 它主要负责无线网路资源的管理 小区配置数据管理 功率控制 定位和切换等 是个很强的业务控制点 BTS 无线接口设备 它完全由BSC控制 主要负责无线传输 完成无线与有线的转换 无线
7、分集 无线信道加密 跳频等功能 一个BTS由无线收发信机及多块用于无线电接口的信号处理模块组成 BTS位置通常在小区中心 BTS的发射功率决定小区的尺寸 一个典型的BTS通常具有1到24个收发信机 TRX 每个TRX代表一个单独的RF信道 BTS功能 在朝BSC侧 BTS区分与移动台有关的话音和控制信令 并通过各自信道传给BSC 在朝MS侧 BTS将信令和语音合在一个载波上 基站的功率等级 移动站 使用GSM业务的终端 移动站 MS 由以下几个功能组成 移动终端 MT 提供MS所有业务时要应用的功能 相当于ISDN接入网的网络终端 无线空中接口 Um 的末端 终端适配器 TA 终端自适应 隐藏
8、无线空中接口规定的特性 终端设备 TE MS的外围设备 向用户提供业务 不包括GSM规定的功能 用户身份模块 SIM 移动终端的个人化 personalization 存储用户参数 SIM卡支持个人移动性 SIM包括有关移动用户指定的GSM业务和网络信息 它存储有用户识别号 位置信息和有关保密数据 如密钥 禁止GSM网络和参考语言 QIM卡支持个人身份码 PIN 来鉴别卡的用户 以防非法卡的使用 PIN由4到8位数字组成 在SIM出售时写入 移动台如无SIM卡只能进行紧急呼叫 移动站示意图 表5 5GSM900系统的移动台功率等级 表5 6DCS1800系统的移动台功率等级 网络和交换子系统
9、NSS 组成 MSC 移动交换中心 IWF 互通功能 ISDN 综合业务数字网 PSTN 公共交换电话网 PSPDN 分组交换公共数据网 CSPDN 电路交换公共数据网 AUC 鉴权中心 数据库 HLR 归属位置寄存器 VLR 访问位置寄存器 EIR 设备识别寄存器 移动业务交换中心 MSC 移动交换中心 MSC 在GSM中是核心 交换功能 支持移动性的附加功能 网络资源管理 通过网关MSC GMSC 实现互通功能 数个数据库的综合 MSC的功能 下传寻呼和呼叫所特定的功能 7号信令系统 SS7 的中止处 支持移动性的特定信令 位置登记和位置信息下传 新业务的提供 传真 数据呼叫 支持短消息业
10、务 SMS 生成并下传计费和帐单信息 数据库 1 HLR 是一个存储管理部门用于移动客户管理的数据的数据库 每个移动客户都应在其归属位置寄存器 HLR 注册登记 HLR所存储的用户信息分为两类 一类是有关用户参数的信息 例如用户类别 业务限制 所提供的业务 用户的各种号码 识别码 以及用户的保密参数等 另一类是有关用户当前位置的信息 例如移动台漫游号码 VLR地址等 用于建立至移动台的呼叫路由 数据库 2 VLR 包含所有当前在服务MSC中的移动用户的有关数据 是一个动态用户的数据库 VLR中永久性数据与HLR中的相同 临时性数据略有所不同 这些数据包括当前已激活的特性 临时用户识别号 TMS
11、I 和移动台在网络中准确位置 位置区域识别号 一个VLR可以负责一个或若干个MSC区域 数据库 3 EIR 设备识别寄存器 存储GSM移动站和用户的权利 偷窃或伪造的移动站可被锁死 而且有时甚至能被定位 鉴权中心 AUC 基于VLR的申请生成用户的特定鉴权参数 鉴权参数用于GSM系统内移动终端的鉴权和空中接口用户数据加密 操作子系统 OSS 操作子系统 OSS 使所有GSM子系统的操作 管理和维护能集中进行 组成 操作与维护中心 OMC 对无线子系统和网络子系统的不同的控制能力 GSM网络接口 主要接口包括A接口 Abis接口和Um接口网络子系统内部接口 B C D E F G接口GSM与其它
12、公用电信网接口一般为7号信令 各接口协议分层模型 GSM的号码 1 1 IMSI 国际移动用户识别码GSM系统中每个用户均分配一个唯一的IMSI 这个码驻留在SIM卡中 它用于识别用户和用户与网络的予约关系 在呼叫建立和位置更新时都要使用IMSI 其组成如下图所示 MCC 移动国家号码MNC 移动网号MSIN 移动用户识别码 IMSI 续 MCC由ITU T管理 由3位数字组成 表示所属国家 如我国MCC位460 MNC位该国中的网络 如中国移动GSM网为00 中国联通GSM网为01 MSIN表示某一特殊网下的用户 GSM的号码 2 2 TMSI 临时移动用户识别码考虑到移动用户识别码的安全性
13、 GSM系统能提供安全保密措施 即空中接口无线传输的识别码采用临时移动用户识别码 TMSI 代替IMSI 两者之间可按一定的算法互相转换 VLR可给来访的移动用户分配一个TMSI 只限于在该访问服务区使用 IMSI只在起始入网登记时使用 在后续的呼叫中 使用TMSI 以避免通过无线信道发送其IMSI 从而防止窃听者检测用户的通信内容 或者非法盗用合法用户的IMSI TMSI总长不超过4个字节 其格式可由各运营部门决定 GSM的号码 3 3 IMEI 国际移动识别标识码IMEI是唯一的用于识别移动设备的号码 用于监控被窃或无效的这一类移动设备 IMEI TAC FAC SNR SP 15位数 T
14、AC 型号批准码 6位 由欧洲型号批准中心分配 前2位为国家码 FAC 工厂装配码 2位 表示生产厂或最后装配地 由厂家编码 SNR 序列号码 6位 独立地 唯一地识别每个TAC和FAC移动设备 所以同一个牌子的 同一型号的SNR是不可能一样的 SP 备用码 1位 通常是0 GSM的号码 4 4 MSISDN 移动用户ISDN号码MSISDN是用户为找到GSM用户所拨的号码 用于PSTN或ISDN或其他移动用户拨向GSM系统的号码MSISDN CC NDC SN 总长不超过15位数字CC 国家码 如中国86 NDC 国内地区码 SN 用户号码 MSISDN 续 国家代码由ITU T管理 如中国
15、为86 美国为1 NDC和SN由国家指定的管理部门管理 其中 NDC可以有两种使用方法 可以识别目的网或识别用户所属的地理区域 在我国 NDC用目的网进行识别 MSISDN 续 NDC 13S S 5 6 7 8 9为中国移动的接入网号 另1340 1348亦为移动的号码 1349为中国卫星集团公司所有 S 0 1 2为中国联通的接入网号当H0 0时 H1H2由全国统一分配 H3由各省自行分配 一个HLR可包含一个或若干个H3数值 当H0 0时 SH0H1H2由全国统一分配 一个HLR可包含一个或若干个SH0H1H2的值 3SN由各HLR自行分配 手机号码的分配使用问题联通 130 133号段
16、 130 132为GSM网 133为CDMA网 132是2004年底放号的 目前联通网络共有1亿多用户 主要业务范围为移动 固话及长途 移动 1340 1348 135 139号段 1349用于中国卫星集团公司 134是2004年10月1日在北京 天津放号的 目前移动网络共有2亿多用户 主要业务范围为移动 固话及长途 GSM的号码 5 5 MSRN 移动用户漫游号码当移动台漫游到一个新的服务区时 由VLR给它分配一个临时性的漫游号码 并通知该移动台的HLR 用于建立通信路由 一旦该移动台离开该服务区 此漫游号码即被收回 并可分配给其它来访的移动台使用 漫游号码的组成格式与移动国际 或国内 ISDN号码类似 最大为15bit MSISDN与MSRN的区别 MSISDN只在网络中关联 只在被呼时有效 它只与用户发生作用 它提供用户可以接受呼叫的号码 本质上它是一个目录号码 它不用于空中接口 MSRN的使用是非常严格的 它只用在网络实体之间 没有用户可以访问它 更进一步说 与MSISDN不同 它不是在性能上与一个用户有关 而只与特殊呼叫有明显相关 存储在移动台和SIM卡中的信息 网络使用的路
