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1、GSM 系统构造动通信网主要分交换传输局部和无线局部，交换传输局部与 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简单。无线网络的优劣常常成为打算移动通信网络好坏的打算因素之一，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 标准是由北欧一些运营公司制定出的标准，为了照看各运营公司的利益，因此 GSM 标准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。GSM 系统如下图，SS 系统
2、包括有移动业务交换中心MSC、访问位置存放器VLR、归属位置存放器HLR、鉴权中心AUC和移动设备识别存放器EIR；BSS 系统包括有基站掌握器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，上述各组成局部的连接都必需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，承受 7 号信令支持 PLMN 接口进展所需的数据传输。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治理、安全性治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：1. MSC 移动交换中心它是 GSM网络系统的核心局部，是对
3、位于它所掩盖区域中的移动台进展掌握和完成话 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 供给交换功能， 完成移动用户寻呼接入、信道安排、呼叫接续、话务量掌握、计费、基站治理等功能，还可完成 BSS、MSC 之间的切换和关心性的无线资源治理、移动性治理等，并供给面对系统其它功能实体和面对固定网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 VLR处理用户呼叫所需的数据和后面介绍的三个数据库有关，它们是和HLR、AUC，MSC 依据用户当前位置和状态信息更数据库
4、。2. HLR 归属位置存放器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 能够掌握假设GSM 网络优化干个移动交换区域或整个移动通信网，全部用户重要的静态数据都存贮在HLR 中，在GSM通信网中，通常设置假设干个 HLR，每个用户都必需在某个 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；另一种是临时性的需要随时更的参数，即用户当前所处位置的有关参数，即使用户漫游到 HLR 所效劳的区域外，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当呼叫任一个不知处于
5、哪一个地区的移动用户时，均可由该移动用户的原地位置存放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。3. VLR 访问位置存放器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 掌握区效劳，也可为几个相邻 MSC 掌握区效劳。当移动用户漫游到的 MSC 掌握区时，它必需向该地区的 VLR 申请登记。VLR 要从该用户的 HLR 查询有关的参数，要给该用户安排一个的漫游号码M
6、SRN，并通知其 HLR 修改该用户的位置信息，预备为其它用户呼叫此移动用户时供给路由信息。假设移动用户由一个 VLR 效劳区移动到另一个 VLR 效劳区时，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 用于存放全部进入本交换机效劳区域用户的信息。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，假设分开，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 中也存放两类信息：一是本交换区用
7、户参数，该参数是从 HLR 中获得的。二是本交换区 MS 的 LAI 。无线基站子系统BSS 系统是在肯定的无线掩盖区中由 MSC 掌握，与 MS 进展通信的系统设备，它主要负责完成无线发送接收和无线资源治理等功能。功能实体可分为基站掌握器BSC和基站收发信台BTS。基站子系统 BSS 在 GSM 网络的固定局部和无线局部之间供给中继，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。1. BSC 基站掌握器基站掌握器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供给接口。一个基站掌握器通常掌握多个基站收
8、发台，其主要功能是进展无线信道治理、实施呼叫和通信链路的建立和撤除，并为本掌握区内移动台的过区切换进展掌握，掌握完成移动台的定位、切换及寻呼等，是个很强的业务掌握点。2. BTS 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，如放射机、接收机、支持各种上小区构造如全向、扇形、星状和链状所需要的天线，连接基站掌握器的接口电路以及收发台本身所需要的检测和掌握装置等。BTS 完全由 BSC 掌握，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
9、形成和治理，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。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存放器 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 MSRNHLR 把 MSISDN 号码转换成 IMSI 后查出用户目前处于哪个 MSC，
10、然后将该 IMSI 发至该 MSC，向该 MSC 申请安排一个漫游号码 MSRN。4选定漫游号码 MSRNMSC 收到 IMSI 后，临时给被叫用户 B 安排一个漫游号码，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 MSCGMSC 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。6. MSC 寻呼被叫MSC 发出寻呼命令到 MS 所在位置区内的全部无线基站，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通过无线掌握信道放射。MS接
11、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 安排一条 TCH，接通 MSC 至 BSC 的路由，并向主叫送回铃音，向被叫振铃。当被叫摘机应答，则系统开头计费，通话开头。名词解释IMEI：Internation Mobile station Equipment 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.
12、 SN：用户号码。承受等长 8 位编号打算，具体号码安排由运营公司打算。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)。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展位置更的区域，它可由一个或假设干个小区组 成，为了呼叫移动台，系统在一个位置区内全部基站同时发寻呼信号。位置区识别码 LAI
13、用于检测位置更和信道切换的恳求。MCC、MNC 与 IMSI 中该局部一样。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 的掩盖区都被划分很多位置区，位置区码(LAC)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，网络运营者需要安排给网络中全部的小区一个代码，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 及其掩盖的小区。AO：Application Originated 应用发起AT： Application
14、Terminated应用终止MO：Mobile Originated 终端发起MT：Mobile Terminated 终端终止BS：Bearers Service 载波效劳BSC：Base Station Controller 基站掌握器BSS：Base Station System 基站子系统BTS：Base Transceiver Station 基站CI：Cell Identity 小区标识GSM：Global System for Mobile conmmunications 全球移动通信系统GGSN：Gateway GPRS Support Node 网关 GPRS 支持节点HLR
15、：Home Location Register 归属位置存放器SGSN：SERVICING GPRS SUPPORT NODEPLMN：Public Land Mobile Network 公用陆地移动网络PCF：分组掌握功能PSDN：Packet Switched Data Network 分组交换数据网RADIUS：Remote Authentication Dial In User Service 远程用户拨号认证系统IMEI：International Mobile Station Equipment Identity 国际移动台设备标识ISDN：Integrated Services Digital Network 国际业务数字网IWMSC：Inter Working MSC 互联的MSCMS：Mobile Station 移动台MSC：Mobile service Switching
