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1、第七章第七章 GSM GSM 移动通信系移动通信系统统GSM系统概述发展历史网络结构与接口区域、号码、地址与识别 GSM系统的业务 GSM系统的无线接口GSM系统的控制与管理通用分组无线业务(GPRS) 17.1 概述 模拟系统的四大缺点: 各各模拟蜂窝系统间差异较大、互不兼容,没有公共接口,用户无法在不同系统之间实现漫游; 很难开展数据承载业务; 频谱利用率低无法适应大容量的需求; 安全保密性差,易被窃听。1 GSM1 GSM系统发展历史系统发展历史21982年北欧国家为了方便全欧洲统一使用移动 电话,向CEPT(欧洲邮电行政大会)提交了 一份建议书,要求制定900MHz频段的公共欧洲电信业
2、务规范。在这次大会上就成立了一个在欧洲电信标准学 会(ETSI)技术委员会下的“移动特别小组” (Group Special Mobile,简称“GSM”),来 制定有关的标准和建议书。 7.1 概述 1 GSM1 GSM系统发展历史系统发展历史31987年5月GSM成员国就数字系统采用的主要技术达成一致:多址方式:窄带时分多址TDMA;语音编码技术:规则脉冲激励线性预测RPE一 LTP语音编码;调制方式:高斯滤波最小移频键控GMSK调制方式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”(Globa1 system for Mobile communi-cations)
3、7.1 概述 1 GSM1 GSM系统发展历史系统发展历史4移动特别小组还完成了制定1800MHz频段的公共欧洲电信业务的规范,名为DCSI1800系统。DCS1800系统与GSM900系统功能相同,主要区别是采用的频段不同。GSM标准共有12项内容,未对硬件作出规定,只对功能、接口等进行详细规定,以便不同公司的产品可以互连互通。1993年我国开通了第一个数字蜂窝移动通信网。7.1 概述 1 GSM1 GSM系统发展历史系统发展历史5 GSM系统组成MS:移动台; BSS: 基站子系统 NSS: 网络子系统7.1 概述 2 GSM2 GSM系统网络结构与接口系统网络结构与接口-(1 1)网络结
4、)网络结 构构6 GSM系统结构7.1 概述 2 GSM2 GSM系统网络结构与接口系统网络结构与接口-(1 1)网络结)网络结 构构7子系统统子单单元功能MSSMS(移动动台)包括ME (移动设备动设备 )和SIM (用户识别户识别 模块块)BSSBTS(基站)为为一个小区服务务的无线线收发发信设备设备BSC(基站控制器)对对一个或多个BTS进进行控制以及相应应呼叫控制NSSMSC(移动业务动业务 交换换中 心)对对于位于它管辖辖区域中的移动动台进进行控制、交 换换VLR(访问访问 位置寄存器)存储储来访访用户户与呼叫处处理有关的一些数据HLR(归归属位置寄存器)存储该储该 HLR辖辖区的移
5、动动用户户的有关数据与目前 所处处位置的信息,包括移动动用户户号码码、访问访问 能 力、用户类别户类别 、补补充业务业务 、漫游信息等EIR(设备识别设备识别 寄存器)对对移动设备动设备 的识别识别 、监视监视 、闭锁闭锁 存储储有关移动动台设备设备 参数的数据库库AUC(鉴权鉴权 中心)认证认证 移动动用户户的身份和产产生相应鉴权应鉴权 参数OMC(操作维护维护 中心)操作维护维护 系统统中的各功能实实体GSM系统可通过MSC实现与多种网络的互通,包括PSTN、ISDN、PLMN和PSPDN 7.1 概述 2 GSM2 GSM系统网络结构与接口系统网络结构与接口-(1 1)网络结)网络结 构
6、构 GSM系统子单元及其功能87.1 概述 2 GSM2 GSM系统网络结构与接口系统网络结构与接口-(2 2)网络接)网络接 口口 GSM系统网络接口9分类类接口名称定义义主要接口A接口NSS与BSS之间间的通信接口,即MSC与BSC之间间的互连连接口Abis接口BSC与基站收发发信机(BTS)之间间的通信接口Um接口即空中接口,MS与BTS之间间的无限通信接口,最重要、最复杂杂NSS内部 接口B接口MSC与访问访问 位置寄存器(VLR)之间间的接口C接口MSC与原籍位置寄存器(HLR)之间间的接口D接口VLR与HLR之间间的接口E接口相邻邻区域的不同移动动交换换中心之间间的接口F接口MSC
7、与移动设备识别动设备识别 寄存器(EIR)之间间的接口G接口两个VLR 之间间的接口GSM与其它公用电电信网接口,通过过MSC与公用电电信网互联联,一般采用7号信令系统统7.1 概述 2 GSM2 GSM系统网络结构与接口系统网络结构与接口- - (2 2)网络)网络 接口接口 GSM系统网络接口名称与定义10采用独立网号方式来组网 “中国电信” GSM网络接入号为“139”, “中国联通” GSM网络接入号为“130”。全国GSM移动电话网按大区设立一级汇接中心、省 内设立二级汇接中心、移动业务本地网设立端局构 成三级网络结构。三级网络结构组成了一个完全独 立的数字移动通信网络。7.1 概述
8、 2 GSM2 GSM系统网络结构与接口系统网络结构与接口- - (3 3)我国网络)我国网络 结构结构11GSM数字移动通信网与PSTN网相重叠。公用电话网有它的国际出口局,而GSM数字移动通信网却 无国际出口局,国际间的通信仍然还需借助于公 用电话网的国际局。在“中国联通”GSM移动交换局所在地,联通网 和主网(移动GSM移动通信网和电信PSTN网)之间 各设一个网间接口局,联通网和主网经过网间接口局连通。 7.1 概述 2 GSM2 GSM系统网络结构与接口系统网络结构与接口- - (3 3)我国网络)我国网络 结构结构12省内GSM移动通信网的网络结构 省内设若干个移动业务汇接中心(即
9、二级汇 接中心)。二级汇接中心可以是单独设置的汇接 中心(即不带客户,只作汇接),也可兼作移动端 局(与基站相连,可带客户)。省内GSM移动通信 网中一般设置二三个移动汇接局较为适宜,最多 不超过四个,每个移动端局至少应与省内两个二 级汇接中心相连。7.1 概述 2 GSM2 GSM系统网络结构与接口系统网络结构与接口- - (3 3)我国网络)我国网络 结构结构13 移动业务本地网的网络结构 全国可划分为若干个移动业务本地网,每个 移动业务本地网中应设立一个HLR和一个或若干 个移动业务交换中心(MSC), 还可以几个移动业 务本地网共用一个MSC。 信令网络结构 在建网初期,由于国内的No
10、.7信令网不适宜传输MAP(移动应用部分)消息,作为过渡, 先建立移动专用No.7信令网。7.1 概述 2 GSM2 GSM系统网络结构与接口系统网络结构与接口- - (3 3)我国网络)我国网络 结构结构14服 务 区PLMNPLMNMSCMSC位置区位置区基站基站扇区扇区PLMN:Public Land Mobile Network 公用陆地移动通信网7.1 概述 3 GSM3 GSM的区域、号码、地址与识别的区域、号码、地址与识别- - (1 1)区域)区域 定义定义 区域定义15名称定义义GSM服务务区向移动动台提供服务务的区域,可由一个或多个PLMN组组成;地域 上可以是一个国家或一
11、个国家的一部分,也可以是若干个国家PLMN一个公用陆陆地移动动通信网(PLMN)可以由一个或若干个MSC 组组成,PLMN与各种固定网络络之间间的接口是MSCMSC区一个移动动交换换中心所控制的区域,连连接一个或若干个基站控制 器,地理上包含多个位置区。位置区通常由若干个小区组组成,移动动台在位置区内无需进进行位置更新 ;呼叫发发起时时,向一个位置区内的所有基站同时发时发 起。基站区即小区,基站的有效覆盖范围围扇区基站采用定向天线时线时 ,定向天线线在一定角度的覆盖范围围7.1 概述 3 GSM3 GSM的区域、号码、地址与识别的区域、号码、地址与识别- - (1 1)区域)区域 定义定义 区
12、域定义16MCC(3位) MNC(1或2位) MSIN |-国际移动客户识别 -| |-国内移动客户识别 -| 7.1 概述 3 GSM3 GSM的区域、号码、地址与识别的区域、号码、地址与识别- - (2 2)号码)号码 识别识别MCC: 移动国家号码,由3位数字组成,我国为460。 MNC: 移动网号,由2位数字组成,移动GSM PLMN网为00,联通GSM PLMN网为0l。 MSIN: 移动用户识别码,由等长11位数字构成,用于识别某一PLMN中的移动用户。 国际移动用户识别码国际移动用户识别码(IMSI)(IMSI) GSM移动通信网给移动客户分配一个特定 的识别码。存储在客户识别模
13、块(SIM)、HLR、 VLR中。17临时移动客户识别码(TMSI) 为了对IMSI保密,MSCVLR可给来访移动客 户分配一个唯一的TMSI号码,仅限在本MSC业务 区内使用。 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 位的十进制数数字,其结构是: TAC(6位数字) FAC(2位数字) SNR(6位数字) SP (l位数 字) TAC: 型号批准码; FAC: 工厂装配码,表示生产厂家及其装配地。 SNR: 序号码,SP: 备用,备作将来使用。 7.1 概述 3 GSM3 GSM的区域、号码、地址与识别的区域、号码、地址与识别- - (2 2)号码)号码
14、 识别识别187.1 概述 3 GSM3 GSM的区域、号码、地址与识别的区域、号码、地址与识别- - (2 2)号码)号码 识别识别CC NDC SN |-国际移动客户ISDN号码 -|- 国内有效移动客户ISDN号码 -| CC: 国家码。我国为86。 NDC:国内目的地码,即网络接入号,如最初移动GSM网为139,联通GSM网为130。 SN: 客户号码,采用等长8位编号计划。 移动台号码(手机号码)移动台号码(手机号码) 移动台国际移动台国际ISDNISDN号码号码(MSISDN) (MSISDN) 主叫客户为呼叫数字公用陆地蜂窝移动通 信网中客户所需拨的号码。号码的结构为:197.1
15、 概述 3 GSM3 GSM的区域、号码、地址与识别的区域、号码、地址与识别- - (2 2)号码)号码 识别识别移动客户漫游号码(MSRN)结构是: CC NDC SN |-国际移动客户ISDN号 -| |-国内有效移动客户ISDN号码-| 移动客户漫游号码(MSRN) (与MSISDN结构相同)当移动台漫游到一个新的服务区时,由 VLR给其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。 移动台号码(手机号码)移动台号码(手机号码)207.1 概述 3 GSM3 GSM的区域、号码、地址与识别的区域、号码、地址与识别- - (2 2)号码)号码 识别识别 位置区识别码位置区识