第三章 GSM移动通信系统

第三章 GSM移动通信系统 3-1 概述 3-2 GSM的系统及网络结构 3-3 GSM的网络接口 3-4 GSM的信道配置 3-5 GSM的接续流程 3-6 GPRS概述

3-1概述 六十年代末美国贝尔实验室提出蜂窝移动电话系统概念 1979年日本首先推出商业运行的模拟蜂窝移动电话系统 NTT 网(400/800MHz频段，FM / 25KHz带宽),从而进入移动 电话系统发展的新阶段。 1990年欧洲最早推出数字蜂窝移动电话系统GSM网 (900/1800MHz频段， GMSK /200KHz带宽),从而进入 移动电话系统的2G时代。 GSM标准对该系统的结构、信令和接口等进行了详细的描述， 而且符合公用陆地移动通信网(PLMN)的一般要求，能适 应与其它发展中的数字通信网的互连。

GSM具有以下五大特点：

1.GSM的移动台具有漫游功能移动台从GSM一个小区进入另一个小区，必须经过位置登记后 才能使用； GSM通过移动台识别码准确无误地识别某个移动台； GSM通过呼叫接续为用户建立通话，进而完成漫游功能。

2.GSM可提供多种业务电信业务：电话、紧急呼叫(优先于其它业务)、传真等。 承载业务：可支持直到9.6kbit/s的所有标准速率数据传输等。 补充业务：修改和添加了基本业务，主要是允许用户能够选择网 络对其呼叫的处理以及通过网络为用户提供信息，使用户能更充 分的利用基本业务，如呼叫转移、短消息、来电显示等。

3.GSM具有较好的保密功能(1)通过“用户鉴别”实现保密。在通信过程开始时，首先由 网络向移动台发出一个信号；移动台收到这个号码后，连同 内部的“电子密锁”,共同启动“用户鉴别”单元，随之输 出鉴别结果，返回网络的固定方。网络固定方在发出号码的 同时，也启动自己的“用户鉴别”单元，产生相应的结果， 与移动台返回的结果进行比较：若结果相同则确认为合法用 户，否则确认为非法用户，从而确保了用户的使用权。 (2)对移动台识别码加密，使窃听者无法确定用户的移动台电 话号码，起到对用户位置保密的作用。 (3)将用户的话音、信令数据和识别码加密，使非法窃听者无 法收到通信的具体内容。

4.移动台具有越区切换功能在微蜂窝区移动通信网中，越区切换十分频繁。GSM采取主 动参与越区切换的策略。移动台在通话期间，不断向所在工 作区基站报告本区和相邻区无线环境的详细数据。当需要越 区切换时，移动台主动向本区基站发出越区切换请求，固定 方(MSC和BS)根据来自移动台的数据，查找是否存在替补 信道，以接收越区切换。

5.GSM系统容量大、音质好

3-2 GSM的系统及网络结构

一 GSM的系统结构 二 GSM的网络结构

一 GSM

的系统结构移动通信系统主要由交换传输部分和无线部分组成，交换传输 部分与PSTN类似，而无线部分是特有的。

无线比有线存在很多不确定因素，而移动无线电与固定无线通 信相比，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，因而 也是网络优化的重点。完整的蜂窝移动通信系统主要是由网络子系统(NSS)、基站 子系统(BSS)、移动台(MS)组成。 NSS包括有移动业务交换中心(MSC)、访问位置寄存器 (VLR)、归属位置寄存器(HLR)、移动设备识别寄存器 (EIR) 、鉴权中心(AUC)和操作与维护中心(OMC) ; BSS包括有基站控制器(BSC)和基站收发信台(BTS);

MS由收发信机和SIM卡组成。

基站子系统 MS BSC TE MS BTS

网络子系统 VLR MSC HLR AUC EIR OMC

PST N ISDN PDN

BTS BSC

GSM系统结构

1.网络子系统(NSS)网络子系统(NSS)主要完成交换功能和用户数据与移动性 管理、安全性管理所需的数据库功能。 NSS由六大功能实体构成： 1)移动业务交换中心(MSC) MSC是GSM网络系统的核心部分，它提供交换功能并面向 下列功能实体：基站子系统(BSS)、原籍位置寄存器(HLR)、访 问位置寄存器(VLR)、鉴权中心(AUC)、移动设备识别寄存器 (EIR)、操作维护中心(OMC)和固定网(公用电话网、综合业务数 字网等)。从而把移动用户与固定网用户、移动用户与移动用户 之间互相连接起来。 MSC还支持位置登记和更新、过区切换和漫游服务等项功 能。 MSC处理用户呼叫所需的数据与HLR、VLR和AUC 3个数 据库有关，MSC根据用户当前位置和状态信息更新数据库。

2)归属位置寄存器(HLR) HLR是系统的一个中央数据库，用来存储本地用户的数据信 息。 一个HLR能够控制若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储在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。目的是保证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。

3)访问位置寄存器(VLR) VLR是用于存储所有来访用户位置信息的数据库，为已经登 记的移动用户提供建立呼叫接续的必要条件。 一个VLR通常为一

个MSC控制区服务，也可为几个相邻的 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),并通知其HLR修改 该用户的位置信息，准备为其他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。 VLR可看作一个动态的数据库。

4)设备识别寄存器(EIR) EIR是一个数据库，存储与移动台有关的设备参数。主要完成对 移动设备的识别、监视、闭锁等功能，以防止非法移动台的使用。 EIR存储着移动设备的国际移动设备识别号(IMEI),通过核 查白色清单、黑色清单、灰色清单这3种表格，分别列出准许使 用、出现故障需监视、失窃不准使用的移动设备识别号。运营部门 可据此确定被盗移动台的位置并将其阻断，对故障移动台能采取及 时的防范措施。 在我国，基本上没有采用EIR进行设备识别。 5)鉴权中心(AUC) AUC存储用户的加密信息，属于HLR的一个功能单元部分，是 一个受到严密保护的数据库，专用于GSM系统的安全性管理。 它是产生为确定移动用户的身份和对呼叫保密所需鉴权、加密的 3个参数——随机号码(RAND)、符合响应(SRES)和密钥 (Kc)的功能实体，用户的鉴权和加密都需通过系统提供的用户三 参数组参与来完成。

6)操作与维护中心(OMC) 网络操作与维护中心(OMC)负责对全网进行监控与操 作。 例如，系统的自检、报警与备用设备的激活，系统的故 障诊断与处理，话务量的统计和计费数据的记录与传递，以 及与网络参数有关的各种参数的收集、 分析与显示等。

2基站子系统(BSS) 基站子系统(BSS)是GSM系统的基本组成部分。它通过无线 接口与移动台相接，进行无线发送、接收及无线资源管理。 另一方面，基站子系统与网络子系统(NSS)中的移动交换中心 (MSC)相连，实现移动用户与固定网络用户之间或移动用户 之间的通信连接。

基站子系统主要由基站收发信机(BTS)和基站控制器(BSC)构 成。 BTS可以直接与BSC相连接，也可以通过基站接口设备(BIE) 采用远端控制的连接方式与BSC相连接。 基站子系统 …… 此处隐藏：2619字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……