《移动通信技术讲义-第14讲第3章gsm数字蜂窝移动通信系统》由会员分享，可在线阅读，更多相关《移动通信技术讲义-第14讲第3章gsm数字蜂窝移动通信系统（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、三、位置登记,1、定义：位置登记（或称注册）是通信网为了跟踪移动台的位置变化，而对其位置信息进行登记、删除和更新的过程。 2、位置信息的存储：位置信息存储在原籍位置寄存器（HLR）和访问位置寄存器（VLR）中。 3、GSM蜂窝通信系统把整个网络的覆盖区域划分为许多位置区，并以不同的位置区标志进行区别，如图3-12中的LA1，LA2，LA3，,图3-12 位置区划分的示意图,4、移动台的几种状态：移动台可能处于激活（开机）状态，也可能处于非激活（关机）状态。 IMSI分离：移动台转入非激活状态时，要在有关的VLR和HLR中设置特定的标志，使网络拒绝向该用户呼叫，以免在无线链路上发送无效的寻呼信号
2、，这种功能称为“IMSI分离”。 当移动台由非激活状态转为激活状态时，移动台取消上述分离标志，恢复正常工作，这种功能称为“IMSI附着”。 两者统称为“IMSI分离附着”。,5、位置登记的过程： 移动用户首次入网： 当一个移动用户首次入网时，它必须通过移动交换中心（MSC），在相应的原籍位置寄存器（HLR）中登记注册，把其有关的参数（如移动用户识别码、移动台编号及业务类型等）全部存放在这个位置寄存器中。 移动台的不断运动将导致其位置的不断变化。 这种变动的位置信息由访问位置寄存器（VLR）进行登记。VLR所存储的位置信息不是永久性的，一旦移动台离开了它的服务区，该移动台的位置信息即被删除。,位
3、置区的更新： MS在新的小区内读到其广播控制信道（BCCH）上的信息，找到该小区的位置区标志（LAC），该LAC与MS内所存的LAC进行比较，当两者不一致时，需进行位置更新。 MS通过随机接入信道（RACH）向系统发出接入申请，通过申请到的独立专用控制信道（SDCCH）建立与网络的联系。 MS经SDCCH向系统发出位置更新请示。 新的LAC与旧的LAC属于同一MSC/VLR时，位置更新在该MSC内完成,MSC需在VLR中对该MS的位置信息进行修改。 位置更新被系统认可，MS、BS被通知释放所占用的信令信道。,图3-13 不同MSC/VLR区间漫游时的位置更新过程,BSC,MSC,VLR,HLR
4、,BSC,MSC,VLR,1,2,3,4,5,6,位置更新请求,位置更新请求,请求位置更新接受,位置更新证实,位置删除,位置删除接受,小区2,小区1,移动台进入某个访问区进行位置登记。 移动台MS向该访问区的MSC发出“位置登记请求（LR）”。若LR中携带的是“国际移动用户识别码（IMSI）”，新访问位置寄存器（VLR）n在收到MSC“更新位置登记”的指令后，可根据IMSI直接判出该移动台（MS）的原籍位置寄存器（HLR）。（VLR）n给该MS分配漫游号码（MSRN），并向该HLR查询“MS的有关参数”，获得成功后，再通过MSC和BS向MS发送“更新位置登记”的确认信息。HLR要对该MS原来的
5、移动参数进行修改，还向原来的访问位置寄存器（VLR）0发送“位置信息注销”指令。 如果MS是利用“临时用户识别码（TMSI）”（由（VLR）0分配的）发起“位置登记请求”的，（VLR）n收到后，必须先向（VLR）0询问该用户的IMSI，如询问操作成功，（VLR）n再给该MS分配一个新的TMSI，接下去的过程与上面一样。,如果MS因故未收到MSC和BS发来的“更新位置登记”的确认信息，则此次“更新位置登记”申请失败，可以重复发送三次申请，每次间隔至少是10s。 网络通过BCCH通知MS其周期性登记的时间周期。周期性登记程序中有证实消息，MS只有接收到此消息后才停止发送登记消息。,*周期性位置登记
6、,当MS向网络发送“IMSI分离”消息时，无线链路质量差，系统有可能不能正确译出信息，由于没有证实消息发送给MS，之后MS也没有再发分离信号，因此系统仍认为MS处于附着状态，为解决这一问题，系统采取了强制登记措施，要求MS每过一定周期要登记一次。 若系统没有接收到某MS的周期性登记信息。它所处的VLR就以“分离”在此MS上做标记，称为“隐分离”。,四、用户管理,1、用户注册 发放用户识别卡SIM、在网络端的数据库中为该用户建立相应的档案，即在HLR和AUC中为用户开户头，分配IMSI。 2、SIM卡 -SIM卡生产厂商存入的系统原始数据 -网络运营商注入的参数：IMSI、鉴权密钥Ki、鉴权算法
7、（A3算法）、加密算法（A8算法）。,五、鉴权与加密,1、下列情况需先经过鉴权： -移动台呼出及呼入。 -移动台位置登记、位置更新。 -移动台补充业务的登记、使用、删除。 2、由于空中接口极易受到侵犯，GSM系统为了保证通信安全，采取了特别的鉴权与加密措施。 鉴权是为了确认移动台的合法性； 加密是为了防止第三者窃听。,3、鉴权的过程 （1）产生三参数组（如图3-14所示） 首先，产生一个随机数（RAND）。 再通过密钥算法（A8）和鉴权算法（A3），用RAND和Ki分别计算出密钥（Kc）和符号响应（SRES）。 最后，RAND、SRES和Kc作为一个三参数组一起送给HLR。 鉴权中心（AUC）
8、为鉴权与加密提供了三参数组，即RAND、SRES和Kc，在用户入网签约时，用户鉴权键Ki连同IMSI一起分配给用户，每一个用户均有唯一的Ki和IMSI，它们存储于AUC数据库和SIM用户识别卡中。,Kc,SRES,RAND,Kc,SRES,RAND,加密算法 8,鉴权算法 3,结果,结果,数据库 IMSI和鉴权,产生随机数,HLR,图3-14 AUC产生三个参数组,（2）鉴权的程序 无论是移动台主呼或被呼，都有鉴权过程，鉴权程序如图3-15所示。鉴权过程主要涉及AUC、HLR、MSC/VLR和MS，它们均各自存储着用户有关的信息或参数。 MS向MSC/VLR发出入网请求； MSC/VLR向MS
9、发送一个RAND； MS使用该RAND和MS内存储的鉴权键Ki通过鉴权算法A3，计算出符号响应SRES，然后把SRES发送给 MSC/VLR，验证其合法性。若计算出来的SRES与MSC/VLR中所存储的SRES一致，则系统允许MS入网，若不一致，MS无权利入网。,图3-15 鉴权程序,4、加密,GSM系统为确保用户信息（语音或非语音业务）以及与用户有关信令信息的私密性，在BTS与MS之间交换信息时专门采用了一个加密程序，如图3-16所示。,加密过程： 在鉴权程序中，当计算SRES（符号响应）时，同时用加密算法（A8)计算出密钥Kc，并在BTS和MSC中均暂存Kc。 当MSC/VLR把加密模式命
10、令（M）通过BTS发往MS时，MS根据M、Kc及TDMA帧号通过加密算法A5，产生一个加密信息，表明MS已完成加密，并将加密信息回送给BTS。 BTS采用相应的算法解密，恢复消息M，如果无误则告知MSC/VLR，表明加密模式完成。,图3-16 加密程序,六、设备识别,每一个移动台设备均有一个唯一的移动台设备识别码（IMEI）。 设备标志寄存器（EIR）中有如下三种设备清单： 白名单合法的移动设备识别号； 黑名单禁止使用的移动设备识别号； 灰名单是否允许使用由运营者决定，例如有故障的或未经型号认证的移动设备识别号。,图3-17 设备识别程序,设备识别在呼叫建立尝试阶段进行。 当MS发起呼叫，MSC/VLR要求MS发送其IMEI，MSC/VLR收到MS发来的IMEI后，与EIR中存储的名单进行检查核对，决定是否继续还是停止呼叫建立程序。,七、用户识别码（IMSI）保密,为了防止非法监听进而盗用IMSI，在无线链路上需要传送IMSI时，均用临时移动用户识别码（TMSI）代替IMSI。 仅在位置更新失败或MS得不到TMSI时，才使用IMSI。 MS每次向系统请求一种程序，如位置更新、呼叫尝试等，MSC/VLR将给MS分配一个新的TMSI。,图3-18 位置更新时产生新的TMSI程序,
