2019/5/25,1,第3章 CME20系统基础,2019/5/25,2,第3章 CME20系统基础,3.1 CME20系统概述 CME20系统是爱立信的GSM系统产品（包括GSM900和DCS1800 标准）。用于GSM的CME20系统是在AXE10交换机基础上开发设计的，主要用来实现全双工的移动电话业务和各种数据业务。,2019/5/25,3,第3章 CME20系统基础,3.1.1 CEM20系统的技术特点 1、采用AXE-10交换系统的技术。 CME20系统实际上是AXE的一个应用系统，是通过在AXE-10交换机基础上增加和减少相应的子系统、功能块来实现的，其好处是移动通信系统可共享AXE技术的成熟和进步。 2、采用TDMA时分多址调制技术。 可使不同的移动台分时占用同一频率来实现同时通话，目前可以做到8个用户同时使用同一频率。,2019/5/25,4,第3章 CME20系统基础,3、采用高斯滤波最小移频键控频率调制技术（GMSK）。 数字调制是用基带数字信号，改变高频载波信号的某一参数以传递数字信号的过程。使用GMSK方式，其优点是避开了线性要求，使用非线性功率放大器可降低移动台的成本。 4、话音编码方面采用了波形编码和声源编码相结合的混合编码技术，速率可低于16Kbit/s。 5、保密方面采用加密和用户身份鉴别的识别数字化处理技术，安全、保密性能好。,2019/5/25,5,第3章 CME20系统基础,6、GSM系统与TACS系统的比较 数字蜂窝移动通信系统除了采用全数字化的信令和话音传输外，它主要包括以下特点： (1) 将数据库从交换机中分离，便于对用户的移动性和安全性进行管理。 (2) 将终端设备与用户识别分离，采用SIM卡，为将来实现个人通信打下良好的基础。 (3) 电话业务和非话业务并重，能够与DDN和ISDN网相兼容 。,2019/5/25,6,第3章 CME20系统基础,表3.1 GSM系统与模拟系统的比较表,2019/5/25,7,第3章 CME20系统基础,3.1.2 CME20系统的构成,2019/5/25,8,第3章 CME20系统基础,1、交换系统（SS） SS是整个移动网的控制中心，与公网中的电话交换设备功能类似，具有话务控制、号码分析、计费、呼叫统计等功能 ，另外它还具有实现数据业务的功能。交换系统包括下列功能单元：移动业务交换中心（MSC）；拜访位置寄存器（VLR）；归属位置寄存器（HLR）；鉴权中心（AUC）；设备识别寄存器（EIR）；短信息服务中心（SC）；操作维护中心（OMC） 和GSM协调工作单元（GIWU)。,2019/5/25,9,第3章 CME20系统基础,(1) MSC功能与作用 呼叫处理：呼叫建立、连接与清除；切换过程；移动性管理；位置更新过程；用户身份识别。 操作与维护：数据库管理；测量；人机接口（MMI）。 网间互通。 计费。,2019/5/25,10,第3章 CME20系统基础,(2) VLR（Visitor Location Register）功能与作用 移动台状态 部分补充业务数据 移动站的位置登记（LAI） 临时移动用户识别号（TMSI）管理 移动用户漫游号MSRN 管理,2019/5/25,11,第3章 CME20系统基础,(3) HLR（Home Location Register）功能与作用 用户识别号（IMSI,MSISDN） 当前用户的VLR（当前位置） 业务限制信息 用户申请的补充业务 补充业务信息（例：当前转移的电话号码） 用户状态（registered/deregistered）,2019/5/25,12,第3章 CME20系统基础,(4) AUC功能与作用 鉴权和加密数据 Ki, RAND A3,A8 算法,2019/5/25,13,第3章 CME20系统基础,(5) EIR (Equipment Identity Register)功能与作用 存储移动设备分类表（IMEI）。 白名单:包含所有经注册登记的合法移动设备包。 黑名单:含所有被禁止使用的移动设备；包含所有要跟踪的移动设备。,2019/5/25,14,第3章 CME20系统基础,IMEI查询流程为：呼叫建立；在EIR查询IMEI；请求IMEI传送；查询结果送MSC。 HLR和VLR：由于MS位置的移动性，因此要建立至MS的终接呼叫，需在网络中设置一些数据库，用来保存MS的位置信息。HLR和VLR是与呼叫建立密切相关的两个数据库。,2019/5/25,15,第3章 CME20系统基础,HLR是管理部门用于管理移动用户呼叫资料的数据库。当一个人购买移动网的移动台时，他将被登记在该网络的HLR中，HLR与各营业点的终端相连。它储存两类数据： 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，该MS目前处于哪个MSC/VLR中，即MSC/VLR地址。,2019/5/25,16,第3章 CME20系统基础,图3.2 交换系统,2019/5/25,17,第3章 CME20系统基础,VLR用于寄存所有进入本交换机服务区域用户的信息。VLR看成是分布的HLR，VLR与MSC配对合置于一个物理实体中（因为每次呼叫，它们之间有大量的信令传递，若分开，信令链路负荷大，所以将MSC与VLR接口做成AXE 的内部接口）。 VLR中也寄存两类信息： 一是本交换区用户参数，该参数是从HLR中获得的。 二是本交换区MS的LAI。,2019/5/25,18,第3章 CME20系统基础,AUC与EIR也是数据库，但与呼叫的建立无关。AUC是向HLR提供出于安全原因而使用的鉴权参数和密钥，即三参数组。AUC是由计算机系统（PC或VAX）实现的。EIR用来检验设备的合法性，可以禁止未经批准的话机设备使用。它内存三种名单： 白名单-合法设备; 黑名单-非法设备; 灰名单-故障设备。,2019/5/25,19,第3章 CME20系统基础,GMSC称为入口移动交换局或称门道局。它具有从HLR查询得到被叫MS目前的位置信息，并根据此信息选择路由。GMSC可以是任意的MSC，也可以单独设置。单独设置时，不处理 MS的呼叫，因此不需设VLR，不与BSC相连。 GIWU是传真及数据通信的格式转换与速率适配。,2019/5/25,20,第3章 CME20系统基础,用户的移动台包括两部分，SIM卡和MS。SIM卡寄存用户的鉴约信息，与HLR中的鉴约信息相同。没有SIM卡，MS不能接入GSM网络，但是当用于紧急业务时除外。ME是用户设备（即话机，也可以使用另一个话机），这样为防失窃，系统配置了EIR。用户权与用户设备是分开的，用户设备只是一台有权收发信机，用户可以买卡租机，这也是一种新的业务。,2019/5/25,21,第3章 CME20系统基础,2、基站系统（BSS） (1) 基站控制器（BSC） 由一个独立的AXE应用系统来实现，它控制一组基站，其任务是管理无线网络，即管理无线小区及其无线信道，并提供基站至MSC之间的接口。无线设备的操作和维护，移动台的业务过程。 (2) 无线基站（RBS） RBS用来提供移动台与系统的无线接口，主要由无线收发信机构成。,2019/5/25,22,第3章 CME20系统基础,3、操作支援系统（OSS） 在GSM建议中称为OMC，用于整个CME20系统的集中操作与维护。其功能如下： (1)网络的监视和操作，例如：告警及处理。 (2)无线规划，例如：增加蜂窝小区及载频。 (3)交换系统的管理，例如：软件和数据的修改。 (4)性能的管理，例如：产生统计报告。,2019/5/25,23,第3章 CME20系统基础,3 .1.3、CME20系统的网络结构,图3.3 CME20的网络结构,2019/5/25,24,第3章 CME20系统基础,(1) 入口MSC（GMSC） 提供CME20、PLMN网络与其它通信网间的链路。具有为呼叫查询、选接呼叫路由的功能。,图3.4 入口MSC的网络位置,2019/5/25,25,第3章 CME20系统基础,(2) MSC/VLR业务区 MSC所覆盖的服务区域，凡在该区的移动台均在该区的拜访位置寄存器（VLR）登记。 (3) 位置区（LA） 广播寻呼消息以便找到某移动用户的寻呼区域。 (4) 小区（CELL） 一个位置区划分为若干个小区，它是网络中一个基本的无线覆盖的区域。,2019/5/25,26,第3章 CME20系统基础,MSC作为GSM/PLMN的入局汇接交换机，它具有为移动终端的呼叫询问呼叫路由的功能。它能使系统为呼叫选路至它们的最终的目的地被叫移动台。 GSM/PLMN网络的服务区是由一个或几个MSC/VLR业务区构成，能够提供GSM/PLMN网络与其它通信网络间的链路，具有为呼叫查询、选接呼叫路由的功能的MSC称为入口MSC，简称GMSC。,2019/5/25,27,第3章 CME20系统基础,MSC/VLR服务区表示由该MSC所覆盖的服务区域，凡在该区的移动台均在该区的拜访位置寄存器（VLR）登记。因此，MSC总与VLR构成同一个节点，写作MSC/VLR。 每个MSC/VLR服务区又被分成若干个位置区，位置区是MSC/VLR服务区的一个部分，在一个位置区内，移动台可以自由地移动，不需做位置更新。一个位置区是广播寻呼消息以便找到某移动用户的寻呼区域。一个位置区只能属于某一个MSC/VLR。利用位置区识别码（LAI），系统能够区别不同的位置区。,2019/5/25,28,第3章 CME20系统基础,一个位置区又划分为若干个小区。每个小区具有专用的识别码（CGI），它表示网络中一个基本的无线覆盖区域。利用基站识别码（BSIC），移动台本身能区分使用同样载频的各个小区。 位置区（LA）：位置区是MSC/VLR业务区的一部分。每一个MSC/VLR业务区分成几个位置区，在一个位置区内，移动台可以自由地移动，不需做位置更新。所以，一个位置区是广播寻呼消息以便找到某移动用户的寻呼区域。一个位置区只能属于一个MSC/VLR。利用位置区识别码（LAI），系统能够区别不同的位置区。,2019/5/25,29,第3章 CME20系统基础,小区（Cell）：它表示网络中一个BTS的无线覆盖区域，一个位置区可划分为若干个小区，一个小区是具有一个全球识别码（CGI）的。同时，利用基站识别码（BSIC），移动台本身能区分使用同样的载频的各个小区。,2019/5/25,30,第3章 CME20系统基础,2、我国数字PLMN的网络结构及与PSTN的关系 GSM网络与TACS网络不同，采用了专网的形式，网号135、136、137、138、139实际是一个网，只是号码段不同。我国数字PLMN网由三级组成，本地网-省网-全国网。 (1) 移动业务本地网 原则上长途编号区为二位、三位的地区可设移动业务本地网每个移动业务本地网设立相应的HLR，必要时可增设HLR，用于存储归属该移动业务本地网的所有用户的有关数据。,2019/5/25,31,第3章 CME20系统基础,(2) 省内数字移动通信网络的结构 设置若干个移动业务汇接中心（也称二级汇接中心或省级汇接中心），它可以只作汇接中心，也可既作汇接中心又作端局。每个端局至少应与省内两个二级汇接中心相连，省内二级汇接中心之间为网状网。 (3) 全国数字移动通信网的网络结构 在各大区设立一级移动业务汇接中心，通常为单独设置，省内二级汇接中心应与相应的一级汇接中心相连，一级汇接中心之间也是网状网。,2019/5/25,32,第3章 CME20系统基础,3.2 GSM无线接入原理 3.2.1、无线数字传输和信号处理 1、时分多址（TDMA） GSM中：上行频率：890915MHz； 下行频率：935960MHz 共分为124对双工载频，载频间隔为200KHz。每载频