第5章 移動交換技術(shù)

1、第5章 移動交換技術(shù),（一）本章的基本要求,1.掌握移動通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和主要部分的功能 2.掌握移動通信系統(tǒng)的編號計劃 3.掌握移動交換信令系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 4.掌握位置登記與更新和MS被叫處理的流程,5．1移動通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和接口,一．移動通信系統(tǒng)的基本特性,1.移動用戶的移動性，網(wǎng)絡(luò)必須隨時確定用戶當(dāng)前所在的位置區(qū)，以完成呼叫、接續(xù)等功能 。2 頻率資源的有限性，因此如何提高頻率資源的的利用率是發(fā)展移動通信要解決的主要問題。,

2、二． 移動通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),,數(shù)字蜂窩移動通信網(wǎng)由移動交換子系統(tǒng)（MSS）、基站子系統(tǒng)（BSS）、操作維護(hù)中心（OMC）、移動用戶設(shè)備、中繼線路及其傳輸設(shè)備組成。 移動交換子系統(tǒng)（MSS）由移動關(guān)口局（GMSC）、移動業(yè)務(wù)交換中心（MSC）、拜訪位置寄存器（VLR）、歸屬位置寄存器（HLR）、用戶鑒權(quán)中心（AUC）和設(shè)備識別寄存器（EIR）、短消息業(yè)務(wù)中心（SMSC）、移動業(yè)務(wù)匯接中心（TMSC）及信令轉(zhuǎn)接點（STP）等組

3、成。 基站子系統(tǒng)（BSS）由基站控制器（BSC）和基站收/發(fā)信臺（BTS）組成。,基站子系統(tǒng)BSS,基站子系統(tǒng)BSS可分為兩部分。通過無線接口與移動臺相連的基站收發(fā)信臺（BTS）以及與移動交換中心相連的基站控制器（BSC），BTS負(fù)責(zé)無線傳輸、BSC負(fù)責(zé)控制與管理。 基站收發(fā)臺(BTS)包括無線傳輸所需要的各種硬件和軟件，如發(fā)射機(jī)、接收機(jī)、支持各種小區(qū)結(jié)構(gòu)(如全向、扇形、星狀和鏈狀)所需要的天線，連接基站控制器的

4、接口電路以及收發(fā)臺本身所需要的檢測和控制裝置等。完成BSC與無線信道之間的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)BTS與MS之間通過空中接口的無線傳輸及相關(guān)的控制功能。 BSC是基站系統(tǒng)（BSS）的控制部分，在BSS中起交換作用。 BSC一端可與多個BTS相連，另一端與MSC和操作維護(hù)中心OMC相連，BSC面向無線網(wǎng)絡(luò)，主要負(fù)責(zé)完成無線網(wǎng)絡(luò)管理、無線資源管理及無線基站的監(jiān)視管理，控制移動臺和BTS無線連接的建立、接續(xù)和拆除等管理，控制完成移動臺

5、的定位、切換和尋呼，提供語音編碼、碼型變換和速率適配等功能，并能完成對基站子系統(tǒng)的操作維護(hù)功能。,移動業(yè)務(wù)交換中心MSC,,移動業(yè)務(wù)交換中心MSC是對位于其所覆蓋區(qū)內(nèi)的移動臺進(jìn)行控制、交換的功能實體，也是移動通信系統(tǒng)與公用電話網(wǎng)PSTN，綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN，分組交換網(wǎng)PSPDN及其它移動通信網(wǎng)的接口。 MSC除了完成固定網(wǎng)中交換中心所完成的呼叫控制等功能外，還要完成無線資源的管理，移動性管理等功能。 為了

6、建立至移動臺的呼叫路由，每個MSC還應(yīng)能完成入口(GMSC)的功能，即查詢移動臺位置信息的功能。 MSC從三種數(shù)據(jù)庫，拜訪位置寄存器（VLR）、歸屬位置寄存器（HLR）和鑒權(quán)中心（AUC）中取得處理用戶呼叫請求所需的全部數(shù)據(jù)。,來訪位置寄存器VLR,VLR是一個數(shù)據(jù)庫，用來存儲所有當(dāng)前在其管理區(qū)域活動的移動臺有關(guān)數(shù)據(jù)：IMSI、MSISDN、TMSI、MS登記所在的位置區(qū)、補(bǔ)充業(yè)務(wù)參數(shù)、始發(fā)CAMEL簽約信息O-CSI、

7、終結(jié)CAMEL簽約信息T-CSI等。 VLR是一個動態(tài)用戶數(shù)據(jù)庫。VLR從移動用戶的歸屬位置寄存器（HLR）處獲取并存貯必要的數(shù)據(jù)，一旦移動用戶離開該VLR的控制區(qū)域，在另一個VLR登記，原VLR將取消該移動用戶的數(shù)據(jù)記錄。 VLR通常與MSC合設(shè)在同一個物理實體中。,歸屬位置寄存器HLR,HLR是管理部門用于移動用戶管理的數(shù)據(jù)庫。每個移動用戶都應(yīng)在某個歸屬位置寄存器注冊登記。HLR中主要存儲兩類信息：

8、 用戶的用戶數(shù)據(jù)，包括移動用戶識別號碼IMSI、MSISDN、基本電信業(yè)務(wù)簽約信息、業(yè)務(wù)限制（例如限制漫游）和始發(fā)CAMEL簽約信息O-CSI、終結(jié)CAMEL簽約信息T-CSI等數(shù)據(jù)； 用戶目前所處位置（當(dāng)前所在的MSC、VLR地址）的信息，以便建立至移動臺的呼叫路由。,鑒權(quán)中心AUC,AUC屬于HLR的一個功能單元部分，專門用于GSM系統(tǒng)的安全性管理。 鑒權(quán)中心產(chǎn)生移動用戶的鑒權(quán)三參數(shù)組（隨機(jī)數(shù)RAND、符號響應(yīng)

9、SRES、加密鍵Kc），用來鑒權(quán)用戶身份的合法性以及對無線接口上的話音、數(shù)據(jù)、信令信號進(jìn)行加密，防止無權(quán)用戶接入和保證移動用戶通信的安全。 通常，HLR、AUC合設(shè)于一個物理實體中。,設(shè)備識別寄存器EIR,,設(shè)備識別寄存器EIR存儲有關(guān)移動臺設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)庫。在EIR中存有網(wǎng)中所有移動臺設(shè)備的識別碼IMEI和設(shè)備狀態(tài)標(biāo)志(白色、灰色、黑色)。 在我國的移動通信系統(tǒng)中，沒有設(shè)置設(shè)備識別寄存器EIR。,短消息中心（SC）,

10、短消息中心提供短消息業(yè)務(wù)功能。 短消息業(yè)務(wù)（SHORT MESSAGE SERVICE：SMS）提供在GSM網(wǎng)絡(luò)中移動用戶和移動用戶之間發(fā)送訊息長度較短的信息。 點對點短消息業(yè)務(wù)包括移動臺MS發(fā)起的短消息業(yè)務(wù)MO/PP及移動臺終止的短消息業(yè)務(wù)MT/PP。點對點短消息的傳遞與發(fā)送由短消息中心SC進(jìn)行中繼。 短消息中心的作用像郵局一樣，接收來自各方面的郵件，然后把它們進(jìn)行分揀，再發(fā)給各個用戶。短消息

11、中心的主要功能是接收、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)用戶的短消息。,移動通信系統(tǒng)的接口,Um接口：是用戶終端設(shè)備MS與基站之間的空中無線接口。 A－bis接口：基站收發(fā)信機(jī)BTS與基站控制器BSC之間的接口 A接口：基站控制器BSC與移動交換中心MSC之間的信令接口。B接口：MSC與來訪位置寄存器VLR之間的接口。由于MSC與來訪位置寄存器VLR通常設(shè)置在同一個物理設(shè)備中，該接口一般為內(nèi)部接口。C接口：MSC與歸屬位置寄存器HLR之間的接口

12、D接口：來訪位置寄存器VLR與歸屬位置寄存器HLR之間的接口。 E接口：不同的移動交換中心MSC之間的接口。 G接口：不同的來訪位置寄存器VLR之間的接口。,移動通信系統(tǒng)中位置信息的表示方法,,小區(qū)是由一個基站（全向天線）或一個基站的一個扇形天線所覆蓋的區(qū)域,基站區(qū)是由一個基站提供服務(wù)的所有小區(qū)所覆蓋的區(qū)域,若干個小區(qū)組成一個位置區(qū)（LAI） 當(dāng)移動用戶在同一個位置區(qū)內(nèi)移動時不必向系統(tǒng)進(jìn)行位置更新。當(dāng)呼叫某個被叫移動臺時，只需

13、在其所在的位置區(qū)下屬的各小區(qū)中尋呼。,一個MSC業(yè)務(wù)區(qū)是由一個MSC所管轄的所有小區(qū)共同覆蓋的區(qū)域，由一個或幾個位置區(qū)組成,一個運(yùn)營商的所有MSC業(yè)務(wù)區(qū)組成的區(qū)域,GSM服務(wù)區(qū)由全球各個國家的PLMN網(wǎng)路所組成,移動用戶的ISDN號碼(MSISDN),MSISDN是主叫用戶為呼叫數(shù)字公用陸地蜂窩移動用戶時所需撥的號碼。 移動用戶的ISDN 號碼由兩部分組成：國家號碼＋國內(nèi)有效移動用戶電話號碼。我國的國家號碼為86，國內(nèi)有效電話號碼

14、為一個十一位數(shù)字的等長號碼，其結(jié)構(gòu)為：N1N2N3＋H0H1H2H3＋ABCD 其中N1N2N3為數(shù)字蜂窩移動業(yè)務(wù)接入號，目前中國移動GSM移動通信網(wǎng)的業(yè)務(wù)接入號為135~139，中國聯(lián)通GSM移動通信網(wǎng)的業(yè)務(wù)接入號為130~132，中國聯(lián)通CDMA移動通信網(wǎng)的業(yè)務(wù)接入號為133。 H0H1H2H3是HLR 識別碼，H0H1H2全國統(tǒng)一分配，H3省內(nèi)分配。 ABCD為每個HLR中移動用戶的號碼,國際移動用戶

15、識別碼IMSI,國際移動用戶識別碼（IMSI）是在數(shù)字公用陸地蜂窩移動通信網(wǎng)中，唯一的識別一個移動用戶的號碼，為一個15位數(shù)字的號碼，結(jié)構(gòu)為： 移動國家號MCC＋移動網(wǎng)號＋移動用戶識別碼MSIN 國際移動用戶識別碼（IMSI）由移動用戶國家號碼MCC，移動用戶所歸屬PLMN的網(wǎng)號MNC，移動用戶識別號碼MSIN三部分組成，總長度為15位。 移動國家號碼MCC，由3位數(shù)字組成，唯一地表示移動用戶所屬的國家，我國的移動用戶

16、國家號碼為460。 移動網(wǎng)號MNC，用來識別移動用戶歸屬的移動網(wǎng)，中國移動900/1800MHz TDMA 數(shù)字公用蜂窩移動通信網(wǎng)號為00，中國聯(lián)通900/1800MHz TDMA 數(shù)字公用蜂窩移動通信網(wǎng)號為01，中國聯(lián)通CDMA移動通信網(wǎng)號為03。 移動用戶識別號碼是一個十一位數(shù)字的等長號碼，可由各運(yùn)營商自行確定編號原則,但移動用戶識別號碼的前四位與H0H1H2H3之間應(yīng)有一定的對應(yīng)關(guān)系。,移動用戶漫游號碼MSRN,

17、移動用戶漫游號碼MSRN是當(dāng)呼叫一個移動用戶時，為使網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行路由再選擇，VLR臨時分配給移動用戶的一個號碼，結(jié)構(gòu)為13SM0M1M2M3ABC。 M0M1M2M3的數(shù)值與H0H1H2H3相同 ABC為各移動局中臨時分配給移動用戶的號碼。 MSRN是在一次接續(xù)中臨時分配給漫游用戶的，供入口MSC選擇路由用，一旦接續(xù)完畢即釋放該號碼，以便分配給其他的呼叫使用。該號碼對用戶是透明的。,臨時移動用戶識別碼TMSI,為了對

18、IMSI保密，VLR可給來訪移動用戶分配一個唯一的TMSI號碼，它僅在本地使用，為一個4字節(jié)的BCD編碼。由各個VLR自行分配。,位置區(qū)識別碼LAI,位置區(qū)由若干個基站區(qū)組成，當(dāng)移動臺在同一位置區(qū)內(nèi)時可不必向系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)迫位置登記。當(dāng)呼叫某一移動用戶時，只需在該移動臺當(dāng)前所在的位置區(qū)下屬的各小區(qū)中尋呼即可。位置區(qū)識別碼LAI由三部分組成： 移動國家號MCC＋移動網(wǎng)號MNC＋LAC 其中MCC、MNC與國際移動用戶識別碼

19、（IMSI）中的編碼相同，LAC為2字節(jié)16進(jìn)制的BCD碼，表示為L1L2L3L4。其中L1L2全國統(tǒng)一分配，L1L2L3L4全為0的編號不用。L3L4由各省分配。,MSC/VLR 號碼,用于在七號信令消息中識別MSC/VLR的號碼 規(guī)定為13S M0 M1M2M3，其中M0M1M2M3的數(shù)值與H0H1H2H3相同。,HLR號碼,在№7信號消息中用來對HLR尋址的號碼， HLR的號碼規(guī)定為13S H0H1H2H30000

20、。,切換號碼HON,當(dāng)進(jìn)行移動局間切換時，為選擇路由，由目標(biāo)MSC(即切換要轉(zhuǎn)到的MSC)臨時分配給移動用戶的一個號碼。 切換號碼HON 的結(jié)構(gòu)與漫游號碼MSRN 的結(jié)構(gòu)類似。,移動交換信令系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),,UM接口,A-BIS接口,A接口,Um接口協(xié)議分層結(jié)構(gòu),,第一層是物理層，該層為無線接口最低層，物理層提供無線鏈路的傳輸通道，為高層提供不同功能的邏輯信道，包括業(yè)務(wù)信道TCH和控制信道，業(yè)務(wù)信道TCH主要用于傳送編碼語音和數(shù)

21、據(jù)，控制信道主要傳送用于電路交換的信令信息及移動管理和接入管理的信令信息。,第二層是信令鏈路層，該層為MS和BTS之間提供了可靠的專用數(shù)據(jù)鏈路，基于ISDN的D信道鏈路接入?yún)f(xié)議（LAPD），同時也加入了一些移動應(yīng)用方面的GSM特有的協(xié)議，一般稱為LAPDm協(xié)議。,第三層是應(yīng)用層，該層主要負(fù)責(zé)控制和管理的協(xié)議層，把用戶和系統(tǒng)控制過程的信息按一定的協(xié)議分組安排到指定的邏輯信道上。它包括了CM、MM、RR三個子層，CM子層可完成呼叫控制（CC

22、）、補(bǔ)充業(yè)務(wù)管理（SS）和短消息業(yè)務(wù)管理（SMS）等功能，MM子層主要完成位置更新、鑒權(quán)和TMSI的再分配，RR子層完成專用無線信道連接的建立、操作和釋放。,無線接口中的信道,無線接口中的信道分為物理信道和邏輯信道，一個物理信道是一個時隙（TS），而邏輯信道是根據(jù)BTS與MS之間傳遞的信息種類的不同而定義的，這些邏輯信道映射到物理信道上傳送。 從BTS到MS的方向稱為下行鏈路，相反的方向稱為上行鏈路。邏輯信道又分為兩大類，業(yè)務(wù)

23、信道和控制信道。    1、業(yè)務(wù)信道（TCH）用于傳送編碼后的話音或數(shù)據(jù)信息。    2、控制信道（CCH）可分為廣播信道、公共控制信道和專用控制信道。,廣播信道（BCH）,廣播信道分為頻率校正信道、同步信道、廣播控制信道。這三種信道都是下行信道，可完成點對多點的信息傳輸。它用于向移動臺廣播不同的信息，包括移動臺在系統(tǒng)中登記所必要的信息。   

24、;    頻率校正信道（FCCH）用于向移動臺傳送頻率校正信號，使移動臺能調(diào)諧到相應(yīng)的頻率上。       同步信道 （SCH）向移動臺傳送幀同步和基站識別碼（BSIC）。       廣播控制信道（BCCH）向移動臺傳送小區(qū)的通用用消息，包括位置區(qū)識別碼，小區(qū)內(nèi)允許的最大輸出功率，

25、相鄰小區(qū)的BCCH載頻等信息。,公共控制信道（CCCH）,公共控制信道包括尋呼信道、隨機(jī)接入信道、允許接入信道三種。       尋呼信道（PCH）：下行信道，用于尋呼移動臺。       隨機(jī)接入信道（RACH）：點對點上行信道，用于移動臺向系統(tǒng)申請專用控制信道。   

26、60;  允許接入信道（AGCH）：點對點下行信道，用于向移動臺發(fā)送系統(tǒng)分配給該移動臺的專用信道號并通知移動臺允許接入。,專用控制信道（DCCH）,專用控制信道包括獨立專用控制信道（SDCCH）、慢速隨路控制信道（SACCH）、快速隨路控制信道（FACCH）。       獨立專用控制信道（SDCCH）：點對點下行信道，用于移動臺呼叫建立之前傳送系統(tǒng)信息，如登記

27、和鑒權(quán)等。      慢速隨路控制信道（SACCH）：用于傳送服務(wù)小區(qū)及相鄰小區(qū)的信號強(qiáng)度、移動臺功率等級等數(shù)據(jù)。      快速隨路控制信道（FACCH）：用于傳送速度要求高的信令信息。,數(shù)據(jù)鏈路層(第二層),第二層協(xié)議稱為LAPDm，它是在ISDN的LAPD協(xié)議基礎(chǔ)上作少量修改形成的。修改原則是盡量減少不必要的字段以節(jié)省信道資源。

28、與ISDN的LAPD協(xié)議的主要不同之處在于取消幀定界標(biāo)志和幀校驗序列，因為其功能已由TDMA系統(tǒng)的定位和信道糾錯編碼完成。LAPDm支持兩種操作：1．  無確認(rèn)操作，其信息采用無編號信息幀UI傳輸，無流量控制和差錯校正功能。2．  確認(rèn)操作，使用多幀方式傳輸?shù)谌龑有畔?，可維持所傳送的各幀的順序，可完成流量控制功能，對沒有確認(rèn)的幀采用重發(fā)來糾正錯誤，對不能糾正的錯誤則報告到移動管理實體。,信令層(第三層),第三層

29、是收發(fā)和處理信令消息的實體，包括三個功能子層。 ①RR(無線資源管理) 其作用是對無線信道進(jìn)行分配、釋放、切換、性能監(jiān)視和控制，共定義了八個信令過程。 ②MM(移動性管理) 定義了移動用戶位置更新、定期更新、鑒權(quán)、開機(jī)接入、關(guān)機(jī)退出、TMSI重新分配和設(shè)備識別等七個過程。 ③CM(連接管理) 負(fù)責(zé)呼叫控制，包括補(bǔ)充業(yè)務(wù)和短消息SMS的控制。由于有MM子層的屏蔽，CM

30、子層已感覺不到用戶的移動性。其控制機(jī)理繼承ISDN，包括去話建立、來話建立、呼叫中改變傳輸模式、MM連接中斷后呼叫重建和DTMF傳送等五個信令過程。,Abis接口信令,Abis接口是基站收發(fā)信系統(tǒng)(BTS)和基站控制器(BSC)之間的接口。由于A-bis接口定義較晚，目前尚未完全標(biāo)準(zhǔn)化，因此尚不能支持BSC-BTS的多廠商環(huán)境。,,A接口信令,A接口是BSC與MSC之間的接口，A接口是標(biāo)準(zhǔn)化的接口，因此可以支持BSC-MSC的多廠商環(huán)境

31、。,,A接口采用7號信令作為消息傳送協(xié)議，分為三層結(jié)構(gòu)：物理層MTP-1（64kbit／s鏈路），MTP2／3+SCCP作為第二層，負(fù)責(zé)消息的可靠傳送。MTP-3主要用其信令消息處理功能。由于是點到點傳輸，因此SCCP的全局名翻譯功能基本不用。,應(yīng)用層作為信令的第三層，稱為BSSAP(基站系統(tǒng)應(yīng)用部分)，包括BSSMAP和DTAP兩部分。,BSSMAP(BSS管理應(yīng)用部分)用于對BSS的資源使用、調(diào)配和負(fù)荷進(jìn)行控制和監(jiān)視。消息的源點和終

32、點為BSS和MSC，消息均和RR相關(guān)。某些BSSMAP過程將直接引發(fā)RR消息，反之，RR消息也可能觸發(fā)某些BSSMAP過程。GSM標(biāo)準(zhǔn)共定義了18個BSSMAP信令過程。,DTAP(直接傳送應(yīng)用部分)用于透明傳送MSC和MS間的消息，這些消息主要是CM和MM協(xié)議消息。,移動應(yīng)用部分MAP,在移動通信網(wǎng)中，移動交換中心(MSC)至來訪位置寄存器(VLR)的B接口、MSC至歸屬位置登記器的C接口、VLR至HLR的D接口、不同的MSC之間的E

33、接口，MSC至設(shè)備識別寄存器(EIR)之間的F接口都使用移動應(yīng)用部分(MAP)的信令規(guī)程。 MAP是No．7信令系統(tǒng)的應(yīng)用層協(xié)議，是事務(wù)處理部分(TC)的用戶。MAP的主要功能是在MSC和HLR，VLR，EIR等網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫之間交換與電路無關(guān)的數(shù)據(jù)和指令，從而支持移動用戶漫游、頻道切換和用戶鑒權(quán)等網(wǎng)絡(luò)功能。,MAP信令規(guī)程,移動通信應(yīng)用部分有以下幾類信令過程： ．位置登記和刪除； ．補(bǔ)充業(yè)務(wù)的處理；

34、 ．呼叫建立期間用戶參數(shù)的檢索； ．頻道切換(轉(zhuǎn)換)； ．用戶管理； · ．操作和維護(hù)； ．國際移動設(shè)備識別管理； ．支持短消息業(yè)務(wù)；．鑒權(quán)。,移動交換的處理過程,移動呼叫處理的特點,1．  用戶數(shù)據(jù)集中管理 由于移動用戶的位置是經(jīng)常發(fā)生變化的，移動用戶的用戶數(shù)據(jù)是由用戶歸屬的HLR集中管理的，HLR中主要存儲兩類信息： 移動用戶的用戶數(shù)據(jù)，包括移動用

35、戶識別號碼IMSI、MSISDN、基本電信業(yè)務(wù)簽約信息、業(yè)務(wù)限制（例如限制漫游）和始發(fā)CAMEL簽約信息O-CSI、終結(jié)CAMEL簽約信息T-CSI等數(shù)據(jù)； 移動用戶目前所處位置（當(dāng)前所在的MSC、VLR地址）的信息。同時在用戶當(dāng)前所在位置的的VLR中也會保留用戶的部分?jǐn)?shù)據(jù)，在呼叫處理過程中，MSC在需要的時候要向HLR和VLR查詢相關(guān)用戶數(shù)據(jù)，根據(jù)這些數(shù)據(jù)來完成不同的處理。,2. 位置登記與更新 由于移動用

36、戶的位置是經(jīng)常發(fā)生變化的，當(dāng)用戶的位置發(fā)生改變時，必須將用戶當(dāng)前所在的位置報告給系統(tǒng)。3.   移動用戶接入處理 對于MS始發(fā)呼叫，不存在用戶線掃描、撥號音發(fā)送和收號等處理過程，MS接入和發(fā)號通過無線接口信令完成，交換機(jī)的功能主要是檢查MS的合法性及其呼叫權(quán)限。對于MS來話呼叫，則要執(zhí)行尋呼過程。4．信道分配 由于無線接口的頻率資源有限，移動用戶并沒有固定的業(yè)務(wù)信道和信令信道，而是在通信時

37、由交換機(jī)按需給MS分配業(yè)務(wù)信道和必要的信令信道。,5．路由選擇 由于移動用戶的位置是經(jīng)常發(fā)生變化的，所以當(dāng)移動用戶為被叫時始發(fā)MSC要向被叫用戶歸屬的HLR查詢用戶的當(dāng)前位置，再由被叫用戶歸屬的HLR向被叫當(dāng)前所在的VLR要求為該次呼叫分配漫游號碼，始發(fā)MSC通過漫游號碼來選擇路由6．切換 這是移動交換區(qū)別于一般交換機(jī)的重要特點，它要求交換機(jī)在用戶進(jìn)入通信階段后繼續(xù)監(jiān)視業(yè)務(wù)信道質(zhì)量，必要時進(jìn)行切換以保證通信連續(xù)性。,呼

38、叫處理的一般過程,與固定交換機(jī)中的呼叫處理不同，由于無線接口的頻率資源有限，移動用戶并沒有固定的業(yè)務(wù)信道和信令信道，而是在通信時由交換機(jī)按需給MS分配業(yè)務(wù)信道和必要的信令信道。 MS與移動通信系統(tǒng)的通信一般包括 接入階段 鑒權(quán)加密階段（如果需要） 完成業(yè)務(wù)（位置更新、呼叫、發(fā)送短消息等）階段 釋放連接階段。,接入階段的一般處理過程,假設(shè)一MS處于激活且空閑狀態(tài)，當(dāng)用戶要進(jìn)行通信（包括位置更新、主叫發(fā)起的呼叫、收

39、到了交換機(jī)發(fā)來的對本MS的尋呼消息、發(fā)送短消息等）時， MS將首先申請建立一條RR連接。RR的功能包括物理信道管理和邏輯信道的數(shù)據(jù)鏈路層連接等。,,鑒權(quán)與加密,由于移動用戶是通過無線接口接入系統(tǒng)的，所以如何確定用戶身份的合法性，防止在無線信道上竊聽通信信息對移動通信系統(tǒng)是非常重要的。 鑒權(quán)的目的是確定用戶身份的合法性，保證只有有權(quán)用戶才可以訪問網(wǎng)絡(luò)。 加密的目的是保護(hù)用戶的隱私，防止在無線信道上竊聽通信信息。,鑒權(quán)的原

40、理,,鑒權(quán)過程,,MSC向需被鑒權(quán)的MS發(fā)送一組參數(shù)中的RAND號碼 MS將RAND號碼、自身SIM卡內(nèi)存儲的IMSI和Ki作為A3鑒權(quán)運(yùn)算電路的輸入?yún)?shù)，算出鑒權(quán)的符號響應(yīng)符SRES并將其送回MSC／VLR MSC將原參數(shù)組中由AUC算出的SRES與MS返回的SRES比較，若相同，則認(rèn)為合法，鑒權(quán)成功，網(wǎng)絡(luò)允許MS接入；否則認(rèn)為不合法，鑒權(quán)失敗，拒絕為其服務(wù)。,位置登記與更新,移動通信系統(tǒng)與固定電話系統(tǒng)的一個

41、主要不同之處就是移動臺MS的位置是在不斷變化的，為了與系統(tǒng)保持聯(lián)系，MS就需要不斷地向系統(tǒng)報告自己當(dāng)前的位置。 GSM網(wǎng)絡(luò)被劃分為不同的位置區(qū)，位置區(qū)由位置區(qū)識別碼LAI標(biāo)識，每個小區(qū)的廣播信道廣播的系統(tǒng)消息中，都包含該小區(qū)所屬的位置區(qū)識別碼LAI，每個MS當(dāng)前所在的位置區(qū)的LAI被保存在MS的SIM卡和該MS位于的VLR中。,MS進(jìn)行位置更新的時間,MS進(jìn)入了新的位置區(qū)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前小區(qū)廣播信道廣播的系統(tǒng)消息中包含的

42、位置區(qū)識別碼LAI與SIM卡中保存的LAI不一致時 系統(tǒng)定義的周期性位置更新,位置更新的兩種情況,在GSM系統(tǒng)中有三個地方需要知道位置信息：HLR、VLR和MS（SIM卡），在MS的位置發(fā)生變化時需要保持三者的一致性，在VLR和SIM卡中保存的位置信息是MS當(dāng)前所在的位置區(qū)識別碼LAI，在MS歸屬的HLR中保存的位置信息是MS當(dāng)前所在的VLR號碼。 同一MSC/VLR區(qū)不同的LAI的位置更新，只需更新VLR和M

43、S（SIM卡）中的位置信息 不同MSC/VLR區(qū)不同的LAI的位置更新，需更新HLR、VLR和MS（SIM卡）中的位置信息。,僅涉及VLR與HLR的位置登記和刪除過程,在位置更新過程中，如果移動用戶(MS)用其識別碼(IMSI)來標(biāo)識自身時，其位置更新過程只涉及用戶新進(jìn)入?yún)^(qū)域的MSC／VLR及用戶注冊所在地的HLR。,,MS新進(jìn)入的位置的VLR,MS原來登記位置的VLR,用戶注冊所在地的HLR,涉及到前一個VLR的位置更新,當(dāng)

44、MS從MSC/VLR－B管轄的區(qū)域進(jìn)入MSC/VLR－A管轄的區(qū)域，在位置登記時用MSC/VLR－B分配給它的臨時號碼TMSI來標(biāo)識自己時的位置更新/刪除過程,,經(jīng)過位置更新過程后，管轄MS當(dāng)前所在區(qū)域的VLR中已存放了該用戶主要的用戶數(shù)據(jù)，MS注冊的HLR中也已存放了該用戶的位置信息。MS原來登記位置的VLR已刪除該用戶的用戶數(shù)據(jù)。,MS主叫處理流程,,MS被叫處理流程,MS被叫處理流程比手機(jī)做主叫流程要復(fù)雜，由于移動網(wǎng)絡(luò)中手機(jī)位置的

45、移動性，當(dāng)呼叫發(fā)起時，系統(tǒng)并不知道被叫手機(jī)當(dāng)時所處的具體位置。因此首先要查詢被叫手機(jī)的位置，然后在被叫手機(jī)所在的位置區(qū)尋呼。 手機(jī)為被叫時主要包括兩個流程： 查詢被叫手機(jī)的位置的過程； 尋找到手機(jī)之后的接續(xù)過程。,查詢被叫手機(jī)的位置的過程,,被叫接續(xù)過程,,,切換,處于通話狀態(tài)的移動用戶從一個BSS小區(qū)移動到另一個小區(qū)時，需要進(jìn)行切換，以保持移動用戶已經(jīng)建立的通話不被中斷。切換一般在下述三種情況下要進(jìn)行切

46、換：(1)通話過程中MS從一個基站覆蓋區(qū)移動到另一個基站覆蓋區(qū)。(2)由于外界干擾而造成通話質(zhì)量下降時，必須改變原有的話音信道而轉(zhuǎn)接到一條新的空閑話音信道上去，以繼續(xù)保持通話。 (3)MS在兩個小區(qū)覆蓋重疊區(qū)進(jìn)行通話，已占用TCH的這個小區(qū)業(yè)務(wù)特別忙，這時BSC通知MS測試它鄰近小區(qū)的信號強(qiáng)度、信道質(zhì)量，決定將它切換到另一個小區(qū)，這就是業(yè)務(wù)平衡所需要的切換。,不同MSC之間切換的信令流程,,短消息處理流程,短消息業(yè)務(wù)是一項新

47、的移動增值業(yè)務(wù)，短消息業(yè)務(wù)（SHORT MESSAGE SERVICE：SMS）提供在移動通信網(wǎng)絡(luò)中移動用戶和移動用戶之間發(fā)送長度較短的信息。 短消息業(yè)務(wù)功能是一種類似于傳呼機(jī)的業(yè)務(wù)功能，但是它具有尋呼網(wǎng)絡(luò)無法具備的優(yōu)點：即保證消息到達(dá)和雙向?qū)ず艄δ堋?短消息能通過移動通信系統(tǒng)的信令信道實現(xiàn)消息傳送，具有節(jié)省無線資源，傳輸迅速和價格低廉等特點。,,與短消息處理有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖,,短消息中心的主要功能是接收、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)用

48、戶的短消息。,發(fā)送短消息的流程,,手機(jī)將短信發(fā)送給MSC， MSC根據(jù)短信中攜帶的短消息中心的標(biāo)識號，將短信提交給IWMSC，由IWMSC提交短信中心。短信中心成功收到短消息后，給出傳送成功的確認(rèn)消息，并由MSC轉(zhuǎn)發(fā)給MS。,接收短消息流程,,與短消息中心SMC相連接的移動交換中心SMC-GMSC收到SC發(fā)來的短消息后，根據(jù)消息中包含的接收用戶的MSISDN號碼，向接收用戶所屬的歸屬位置中心HLR要求有關(guān)的路由信息(Send Routi