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）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）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 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.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 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 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