1、通信與信息工程學院第五章第五章 GSM數字移動通信系統數字移動通信系統(二二)移動通信系統移動通信系統通信與信息工程學院1、GSM移動通信概述移動通信概述2、GSM系統結構與接口系統結構與接口3、GSM移動區域與編號計劃移動區域與編號計劃4、GSM 頻點和頻點和Um接口接口課程內容5、 GSM通信網組網通信網組網6、GSM通信流程通信流程通信與信息工程學院Um接口頻率規劃lGSM無線信道特點lGSM系統頻點分配Um接口物理信道l物理信道幀結構l突發脈沖種類與功能l突發脈沖應用實例Um接口邏輯信道l為什么引入邏輯信道？l邏輯信道的分類l邏輯信道的功能l邏輯信道的組合l邏輯信道應用實例4. GSM

2、頻點頻點和和Um接口接口通信與信息工程學院Um接口話音處理l話音在無線信道上的傳送l話音編碼l信道編碼l交織l加密l調制l跳頻l時延調整Um接口控制技術l自動功率控制(APC)l非連續發射(DTX)l非連續接收(DRX)l跳頻技術l時延調整通信與信息工程學院GSM系統頻點分配基本的頻率復用技術將所有系統頻點分為12組；通常每個小區分配一組頻點；然后根據小區天線情況分配：小區采用全方向性天線；小區采用定向天線；通信與信息工程學院若小區采用全方向性天線建議采用 N=7的復用方式頻率組選用原則l相鄰小區盡量不采用相鄰頻率；l用戶數量大、話務量大的小區可采用多組頻率f4f5f1f3f2f6f7f3f2

3、f4f5f1通信與信息工程學院若小區采用定向天線建議采用43的復用方式；即N（K）=4，Q=3；用戶數量大、話務量大的小區可采用33 、 26的復用方式通信與信息工程學院GSM的每個載頻是時分復用的, 每個載頻分給八個全速率用戶使用；每個用戶在一個限定的、不連續的時間段內占用載頻發送信號；突發脈沖突發脈沖序列：占有一個限定的持續時間和占有限定的無 線頻譜，它們在時間和頻率窗上輸出時隙(Time Slot)：時間間隔，它的持續時間被用于作為時間單元BP，意為突發脈沖序列周期(Burst Period)使用一個給定的信道就意味著在特定的時刻和特定的頻率 中傳送突發脈沖序列200KHz帶寬稱為頻隙(

4、Frequency Slot)，相當于GSM規范 書中的無線頻道(Radio Frequency Channel)，也稱射頻信 道TDMA幀(Frame)通常被表示為接連發生的i個時隙。GSM系 統采用全速率業務信道，i取為84.2 物理信道幀結構物理信道幀結構基本概念：基本概念：通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院物理信道上的突發脈沖物理信道上的突發脈沖頻率頻率200kHzBP15/26ms時隙時隙時間時間幀和信道通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院幀結構中涉及以下概念： 時隙 TDMA幀 復幀 超幀 超高幀業務信道與信令信道的幀結構組成不同，請看下頁圖示：通信與

5、信息工程學院0123204420452046204701234849504701242501242514950001457623TB3TB3GP8.25TB：尾比特TB3TB3GP8.25GP：保護期TB3TB3GP8.25TBTB3GP 68.2558信息比特26訓練序列58信息比特固定比特142信息比特39擴展的訓練序列64信息比特39同步序列41信息比特36常規突發序列（NB）頻率校正突發序列（FB）同步突發序列（SB）接入突發序列（AB）1超高幀=2048超幀=2715648TDMA幀（3小時28分53秒760毫秒）1超幀=1326TDMA幀（6.12秒）1復幀=26TDMA幀（120

6、ms）1復幀=51TDMA幀（3060/13ms）1TDMA幀=8時隙（120/26=4.615ms）1時隙=156.25比特持續期（15/26=0.557ms）（1比特持續期：48/13=3.68us）BCCHCCCHSDCCHTCHSACCH/TFACCH業務復幀控制復幀通信與信息工程學院l 時隙時隙：每個含156.25個碼元，占15/260.577 ms；l 幀幀：每一個TDMA幀分07共8個時隙，幀長度為120/264.615 ms，不同幀用不同幀號標識；業務復幀 ：26幀組成的復幀，長120 ms，用于業務信息的傳輸控制復幀 ：51幀組成的復幀，長235.385 ms，專用于傳輸控制

7、信息l 超幀超幀 ：由51個業務復幀或26個控制復幀組成，周期為1326個TDMA幀，長約6.12 s ；l 超高幀超高幀 ：由2 048個超幀組成 ，周期為個TDMA幀，即12 533.76秒，相當于3小時28分53秒760毫秒；l 幀的編號（FN）：以超高幀為周期，從0到2 715 647。 通信與信息工程學院業務信道幀結構業務信道幀結構業務信道幀結構業務信道幀結構控制信道幀結構控制信道幀結構控制信道幀結構控制信道幀結構通信與信息工程學院8bit41同步同步bit36加密加密bit3bit68.25bit尾比特尾比特保護間隔數據 接入突發脈沖序列接入突發脈沖序列(AB)：用于：用于MS初始

8、化接入初始化接入3bit142bit3bit8.25bit尾比特尾比特保護間隔數據 頻率校正突發脈沖序列頻率校正突發脈沖序列(FB)：用于：用于MS與與BTS之間的頻率同步之間的頻率同步3bit39加密加密bit39加密加密bit3bit8.25bit尾比特尾比特保護間隔數據數據64同步同步bit 同步突發脈沖序列同步突發脈沖序列(SB)：用于：用于MS與與BTS之間的定時同步之間的定時同步通信與信息工程學院3bit57加密加密bit57加密加密bit3bit8.25bit尾比特尾比特保護間隔數據數據26bit11訓練序列偷幀標志常規突發脈沖序列常規突發脈沖序列(NB)：用于攜帶業務信道和除：

9、用于攜帶業務信道和除RACH之外的控制信之外的控制信道上的信息道上的信息26位訓練序列 ：用作自適應均衡器的訓練序列，以消除多徑效應產生的碼間干擾。GSM系統共有8種訓練序列，可分別用于鄰近的同頻小區。3bit142調制調制bit3bit8.25bit尾比特尾比特保護間隔 虛擬突發脈沖序列虛擬突發脈沖序列(DB)：用于：用于BTS在無信息下發的時隙發送填充幀在無信息下發的時隙發送填充幀通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院以手機開機為例，說明突發脈沖的應用：開機頻率校正突發 接收下行信道信息，完成手機頻率校正功能同步突發 接收下行信道信息，完成手機幀同步功能常規突發 接收下行信道上

10、的系統消息接入突發 在上行信道上完成手機接入申請功能常規突發 在雙向信道上完成鑒權，加密后，進入空閑狀態通信與信息工程學院頻率同步和時間同步的區別通信與信息工程學院無線網絡的同步需求無線制式 時鐘頻率精度要求 時鐘相位同步（時間同步）要求 GSM 0.05ppm NA WCDMA FDD0.05ppm NA TD-SCDMA 0.05ppm 1.5usCDMA2000 0.05ppm 3usLTE 0.05ppm 傾向于采用時間同步 GSM/WCDMA采用異步基站技術，此時只需要做頻率同步，精度要求0.05ppm（或者50ppb）TD-SCDMA/CDMA2000采用同步基站技術，除了頻率同步

11、外，還需做時鐘相位同步（等效于時間同步），目前主要采用基站GPS解決 ppm表示每百萬單位（parts per million）。在用作表示頻率偏差時，它表示在一個特定中心頻率下，允許偏差的值。如：100MHz的頻率允許100 ppm的頻率誤差，頻率的變化是10kHz，系統的最大頻率是100.01MHz，最小是99.99 MHz。通信與信息工程學院GPS實現時間和頻率同步的缺陷加大天饋施工難度和成本 GPS天線對安裝站址環境有特殊要求，如120的凈空要求 饋線距離超過110米需增加中繼放大器 GPS天線饋線較粗增加設備不穩定因素 每臺基站都須安裝GPS接收機模塊，增加基站成本 目前GPS時鐘模

12、塊已成為基站損耗率較高的主要模塊戰爭等特殊情況下對TD-SCDMA整網運行帶來安全隱患TD-SCDMA系統高精度時間同步需求，導致嚴重依賴GPS，為建設和運維帶來一定困難通信與信息工程學院Um接口物理信道上傳送的信息種類繁多每一類信息均有一定的要求和規律；由一定的物理信道支撐為了表述每一類信息的方便，定義了多種邏輯信道通信與信息工程學院 GSM900 和和 DCS1800 的邏輯信道劃分是一樣的的邏輯信道劃分是一樣的廣播信道廣播信道(BCH)控制信道控制信道通用控制信道通用控制信道(CCCH)話音信道話音信道 (TCH)FCCHSCHBCCH(系統消息系統消息)廣播控制廣播控制信道信道下下TC

13、H/FAGCHRACHSDCCHFACCHSACCHTCH/HTCH/9.6FTCH/ 4.8F, HTCH/ 2.4F, HPCH通用信道通用信道(CCH)專用信道專用信道 (DCH)上下上下邏輯信道邏輯信道邏輯信道分類（一）(DCCH)頻率頻率校正校正信道信道下下同步同步信道信道下下尋呼尋呼信道信道下下準許準許接入接入信道信道下下隨機隨機接入接入信道信道上上獨立獨立專用專用控制控制信道信道慢速慢速輔助輔助控制控制信道信道快速快速輔助輔助控制控制信道信道通信與信息工程學院FCCHSCHBCCHPCHAGCHBCCHCCCH通用通用信道信道SDCCHSACCHFACCHTCH/FTCH/HDC

14、CHTCH專用專用信道信道下行邏輯信道下行邏輯信道邏輯信道分類（一）通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院RACHCCCH通用通用信道信道SDCCHSACCHFACCHTCH/FTCH/HDCCHTCH專用專用信道信道上行邏輯信道上行邏輯信道邏輯信道分類（一）通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院邏輯信道分為兩類：邏輯信道分為兩類：（二）（二）業務信道(Traffic Channel)：傳業務信息，包括：話音和數據；控制信道(Control Channel)，或稱為信令信道(Signalling Channel)：傳各種控制信息；通信與信息工程學院Speech Traf

15、fic Type話音編碼速率話音編碼速率(Kbit/s)信道編碼速率信道編碼速率(Kbit/s)Full-rate Speech1322.8Enhanced Full-rate Speech12.2Half-rate Speech6.511.4全速率話音業務信道(TCH/F)半速率話音業務信道(TCH/H)增強型全速率話音業務信道(Enhanced TCH/F)通信與信息工程學院通信與信息工程學院通信與信息工程學院通信與信息工程學院通信與信息工程學院通信與信息工程學院通信與信息工程學院小區廣播控制信道CBCH，用于下行短消息業務的小區廣播信息！YES！通信與信息工程學院邏輯信道與物理信道的映射

16、l 問題：問題：一個載頻只有8個物理信道，而邏輯信道數遠遠大于物理信道數，如何配置？l 方法：方法：將通用信道復用，即在一個或兩個物理信道上復用通用信道。l 舉例1：BCCH和CCCH在TS0上的復用 BCCH和CCCH共占用51個TS0時隙，盡管只占用了每一幀的TS0時隙，但從時間上講長度為51個TDMA幀（控制復幀51個幀）。作為一種復幀，以出現一個空閑幀作為復幀的結束，在空閑幀之后，復幀再從F、S開始進行新的復幀。以此方法進行重復通信與信息工程學院q l BCH和CCCH在TS0上的復用通信與信息工程學院幾種不同的邏輯信道可以在同一物理時隙上傳輸，同一邏幾種不同的邏輯信道可以在同一物理時

17、隙上傳輸，同一邏輯信道也可以在不同的物理時隙上傳輸輯信道也可以在不同的物理時隙上傳輸.TCH/F+FACCH/F+SACCH/TF (全速率TCH)TCH/H+FACCH/H+SACCH/TH (半速率TCH)26幀復幀FCCH+SCH+BCCH+CCCH (主BCCH)FCCH+SCH+BCCH+CCCH+SDCCH/4+SACCH/4 (組合BCCH)BCCH+CCCH (擴展BCCH)SDCCH/8+SACCH/C8(主SDCCH)+FACCH/851幀復幀通信與信息工程學院 主主BCCH邏輯信道組合通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院組合組合BCCH通信與信息工程學院 南

18、京郵電大學通信與信息工程學院獨立獨立SDCCH信道組合信道組合通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院TCH信道組合通信與信息工程學院開機FCCH：接收頻率校正信息SCH：接收BS同步信號BCCH： 接收系統消息 RACH： 接入申請 AGCH： 允許接入，并分配SDCCHSDCCH /SACCH： 在SDCCH上進行鑒權； 在SACCH上進行功率控制空閑狀態接收BCCH移動臺移動臺MS開機流程：開機流程：通信與信息工程學院搜尋頻率校正脈沖搜尋頻率校正脈沖搜尋同步脈沖搜尋同步脈沖解讀系統消息解讀系統消息 發送接入申請發送接入申請 信令信道分配信令信道分配 鑒權、功控鑒權、功控 空閑、

19、讀系統消息空閑、讀系統消息發送尋呼消息發送尋呼消息發送接入脈沖發送接入脈沖信令信道分配信令信道分配呼叫建立呼叫建立話音信道分配話音信道分配通話通話呼叫釋放呼叫釋放FCCHSCHBCCHRACHAGCHSDCCHBCCHPCHRACHAGCHSDCCHSDCCHTCHFACCH開機狀態開機狀態空閑狀態空閑狀態專用模式專用模式空閑狀態空閑狀態通信與信息工程學院 通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院l為何需要為何需要APC？l可降低手機功耗，延長電池使用時間l可減小系統內的干擾，提高頻率利用率，增加系統容量l如何進行如何進行APC？lMS功率控制：lMS接收BTS發射的信號，得到射頻信

20、號強度、質量等級參數，進行APCl手機起始發射功率由系統消息決定l可能導向切換、掉話lBTS功率控制：lBTS接收MS發射信號，得到射頻信號強度、質量等級參數，(BTS預處理)上報BSC，由BSC進行APC通信與信息工程學院l為何需要為何需要DTX？l通話是雙向的，對于MS用戶/來說，平均的說話時間約在40%以下l可降低手機功耗，延長電池使用時間l可減小系統內的干擾，提高頻率利用率，增加系統容量l如何進行如何進行DTX？l采用VAD(話音激活檢測)技術，在說話時，正常發射信號l在停止說話時，每隔一段時間發送一個靜音幀，由靜音幀在BTS 產生舒適噪聲, 使對方不會誤以為通話中斷l重新開始說話時，

21、由VAD功能檢測到話音，重新正常發射信號通信與信息工程學院l為何需要為何需要DRX？l手機絕大部分時間處于空閑狀態，此時需要隨時準備接 收BTS發來的尋呼信號；系統對MS用戶分類，不同類別的手機在不同的時刻接收系統尋呼消息，無需連續接收l可降低手機功耗，延長電池使用時間通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院l跳頻：即在跳頻：即在不同時隙，發射載頻不同時隙，發射載頻不斷改變不斷改變l為何引入跳頻？為何引入跳頻？l可減少瑞利衰落，提高每用戶的話音質量l可減小系統內的干擾，提高頻率利用率，增加系統容量lGSM系統的無線接口采用了慢速跳頻(SFH)技術，即系統 在整個突發序列傳輸期突發序列

22、傳輸期(BP)，傳送頻率保持不變通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院頻率頻率f 0幀f 1f 2f 3f 4時間時間通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院為什么引入時延調整？為什么引入時延調整？由于GSM采用TDMA，每載頻8個時隙，應嚴格保持時隙間的同步GSM的小區半徑可以達到35km，從手機出來的信號需要經過一定時間才能到達基站，單程傳輸極限時間是100us，雙程傳輸極限時間為200us因此我們必須采取一定的措施，來保證信號在恰當的時候到達基站時延調整通信與信息工程學院如何進行時延調整？如何進行時延調整？采用時間提前量參數調整發信時間采用時間提前量參數調整發信時間

23、正常通話中，當正常通話中，當MS接近基站時，基站就會通知接近基站時，基站就會通知MS減小時間減小時間提前量提前量而當而當MS遠離小區中心時，基站就會要求遠離小區中心時，基站就會要求MS加大時加大時間間提前量提前量通信與信息工程學院傳播時延傳播時延t傳播時延傳播時延t通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院1、GSM移動通信概述移動通信概述2、GSM系統結構與接口系統結構與接口3、GSM移動區域與編號計劃移動區域與編號計劃4、GSM 頻點和頻點和Um接口接口5、 GSM系統技術介紹系統技術介紹課程內容5、GSM通信網組網通信網組網6、GSM通信流程通信流程通信與信息工程學院 南京郵電大

24、學通信與信息工程學院5.1 GSM GSM移動通信網絡結構移動通信網絡結構通信與信息工程學院5.2 GSM系統業務網結構系統業務網結構通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院5.3 GSM系統業務網設置系統業務網設置通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院我國我國GSM業務網結構業務網結構通信與信息工程學院GSM移動業務本地網移動業務本地網通信與信息工程學院通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院移動業務本地網移動業務本地網通信與信息工程學院TmTSPSTN本地PLMNPLMN長途網LSLSGWGWGW/MSC3GW/MSC1GW/MSC2TMSC關口局關口局端局

25、端局長途局長途局匯接局匯接局通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院5.4 GSM信令網結構信令網結構通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院lGSM數字移動信令網采用移動專用數字移動信令網采用移動專用No.7信令網三級結構：信令網三級結構：l第一級為高級信令轉接點第一級為高級信令轉接點HSTP，設在大區一級移動業務匯，設在大區一級移動業務匯接中心接中心.各大區可只建一個獨立的各大區可只建一個獨立的HSTP，也可建，也可建A、B兩個平兩個平面，一對面，一對HSTP；l第二級為低級信令轉接點第二級為低級信令轉接點LSTP，設在省內二級移動業務匯，設在省內二級移動業務匯 接中心

26、接中心.一般省內建一般省內建2-4個個LSTP，僅與其歸屬的，僅與其歸屬的HSTP相連相連.l第三級為信令第三級為信令SP，設在每個，設在每個MSC/VLR，EIR，HLR/AUC， SMC，BSC等處，與相應的等處，與相應的LSTP互通互通.lHSTP間、間、LSTP間、間、LSTP與與SP間應設置雙路由雙鏈路，條間應設置雙路由雙鏈路，條件不具備時，可設置單路由雙鏈路件不具備時，可設置單路由雙鏈路通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院我國信令網的信令點編碼方式采用我國信令網的信令點編碼方式采用24位編碼。但位編碼。但MSCBSC之間是點對點傳遞，采用之間是點對點傳遞，采用14位編

27、碼。位編碼。主信令區主信令區分信令區分信令區信令點信令點8比特比特8比特比特8比特比特網絡區網絡區網標識區網標識區信令點信令點3比特比特8比特比特3比特比特14位信令點編碼格式：位信令點編碼格式：24位信令點編碼格式：位信令點編碼格式：通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院lPSTN和GSM的 NO.7信令網均為三級結構，且相互獨立l移動端MSC信令點SP除與其歸屬的移動信令轉接點LSTP相連外，還與當地的PSTN信令轉接點相連網狀相連移動電話網LSTmDC2DC1 LSMSCMS BTSBSCTMSC2本地網 主環長途網本地網TM

28、SC1網狀相連TMSC1MSCMS BTSBSCTMSC2本地網 主環TmDC2 LSLSTPSPLSTPLSTPHSTPHSTPLSTPLSTPSPSPSPDC1 通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院TMSC1、TMSC2的輸入同步基準來自二級A類BITS；MSC/VLR的輸入同步基準來自二級B類BITS；HLR/AUC的輸入同步基準來自二級B類BITS；MSC/VLR至BSS間的數字鏈路兼作同步鏈路使用；BSS時鐘為三級；5.5 時鐘同步要求時鐘同步要求通信與信息工程學院1、GSM移動通信概述移動通信概述2、GSM系統結構與接口系統結構與接口3、GSM移動區域與編號計劃移動區

29、域與編號計劃4、GSM 頻點和頻點和Um接口接口5、 GSM系統技術介紹系統技術介紹課程內容5、GSM通信網組網通信網組網6、GSM通信流程通信流程通信與信息工程學院6.1位置登記及更新位置登記及更新6.2鑒權鑒權6.3呼叫信令分析呼叫信令分析6.4呼叫流程呼叫流程6.5切換過程簡介切換過程簡介通信與信息工程學院q 位置登記的含義l通信網為了跟蹤移動臺的位置變化，而對其位置信息進行登記、刪除和更新的過程。 也稱“注冊”l位置信息存儲在原籍位置寄存器（HLR）和訪問位置寄存器（VLR）中q 網絡的覆蓋區域劃分 GSM蜂窩通信系統把整個網絡的覆蓋區域劃分為許多位置區，并以不同的位置區標志進行區別，

30、見P177圖7-25的LA1，LA2，LA3q 登記類型 位置區域登記和定期登記 通信與信息工程學院q 位置登記過程l首次入網時，用戶通過MSC，把移動用戶識別碼、移動臺編號及業務類型等參數存放在HLR中；HLR隨用戶位置變化（越區或越局）而更新，當用戶離開原籍而進入其它地區訪問，由訪問地區的VLR調取該用戶HLR中相關信息并負責更新登記，HLR記下該用戶所在地區l位置區的標志在廣播控制信道（BCCH）中播送，移動臺開機后，就可以搜索此BCCH，從中提取所在位置區的標志；如果移動臺從BCCH中獲取的是它原來用的位置區標志，不需要進行位置更新；如果不同，則必須進行位置更新q 開關機、信號中斷處置

31、l關機：IMSI分離 ，網絡阻止呼叫該用戶（發“用戶已關機”提示）l開機： IMSI附著 ，網絡允許呼叫該用戶l信號問題引起：IMSI分離/附著倒置，可要求用戶周期性登記（未收到分離，設置定時器）通信與信息工程學院位位置置更更新新位位置置更更新新通信與信息工程學院周期性位置更新是周期性位置更新是保證數據安全的一種方法保證數據安全的一種方法.網絡通過網絡通過BCCH向全體向全體MS提供更新的周期提供更新的周期（一般為（一般為0.124H).MS自動地、周期地與網自動地、周期地與網絡取得聯系，核對數據絡取得聯系，核對數據.通信與信息工程學院l 用戶入網的鑒權用戶入網的鑒權 鑒權的作用是保護網絡，防

32、止非法盜用并拒絕假冒合法用戶的“入侵”。鑒權的出發點是驗證網絡端和用戶端的鑒權鍵Ki是否相同 l 通信信息的加密通信信息的加密 加密的目的是為空中接口的有權用戶通信信息傳輸提供安全保障l 移動設備的識別移動設備的識別 每一個移動臺設備均有一個唯一的移動臺設備識別碼（IMEI）， 用于鑒別該設備是否允許入網l 用戶識別碼（用戶識別碼（IMSI）保密）保密 為了防止非法監聽進而盜用IMSI，在無線鏈路上需要傳送IMSI時，均用臨時移動用戶識別碼（TMSI）代替IMSI 通信與信息工程學院鑒權是數字網絡區別于模擬網絡的重要特性之鑒權是數字網絡區別于模擬網絡的重要特性之一一. 通過鑒權，系統可以為合法

33、的用戶提供服通過鑒權，系統可以為合法的用戶提供服務，對不合法的用戶拒絕服務務，對不合法的用戶拒絕服務.鑒權是通過鑒權中心鑒權是通過鑒權中心(AUC)完成的完成的.AUC可以不斷地為每個用戶提供可以不斷地為每個用戶提供一組參數（包一組參數（包括隨機數括隨機數RAND、符號響應、符號響應SRES和密匙和密匙KC等等三個參數）三個參數）.見圖見圖7-27MSC/VLR在每次呼叫過程中通過檢查系統所在每次呼叫過程中通過檢查系統所提供的和用戶響應的三參數是否一致來鑒定用提供的和用戶響應的三參數是否一致來鑒定用戶身份的合法性戶身份的合法性.通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院由于鑒權中心提供

34、的三參數組總是與每個用戶由于鑒權中心提供的三參數組總是與每個用戶相關連的，因此通常相關連的，因此通常AUC與與HLR是合在同一個是合在同一個實體（實體（HLR/AUC）中，或者）中，或者AUC直接與直接與HLR相連的相連的每個用戶在每個用戶在VLR中至少有一個可用的新的三參中至少有一個可用的新的三參數組數組，以保證在任何時候，以保證在任何時候MSC/VLR可提供一可提供一個新的鑒權參數個新的鑒權參數 當用戶當用戶要進行呼叫，位置更新等操作時，先需要進行呼叫，位置更新等操作時，先需對其鑒權對其鑒權：通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院 1. MSC、VLR傳送RAND至MS 2.

35、MS用RAND和KI算出SRES并返回MSC/VLR 3. MSC/VLR把收到的SRES與存儲在其中的 SRES比較，決定其真實性在SIM卡中進行的算法有： Ki(IMSI) + RAND + A3 - SRES Ki(IMSI) + RAND + A8 - Kc通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院q 6.2.3 信息加密l 加密開始時根據加密開始時根據MSC發出的加密指令，發出的加密指令，BTS側和側和MS側均開始使用密鑰。側均開始使用密鑰。l 在在MS側，由側，由Kc、TDMA幀號一起經過加密算法幀號一起經過加密算法A5，對用戶信息數據流加密，然后在無線信道上傳輸。對用戶信

36、息數據流加密，然后在無線信道上傳輸。在在BTS側，把從無線信道上收到的加密信息流、側，把從無線信道上收到的加密信息流、TDMA幀號和幀號和Kc，在經加密算法，在經加密算法A5解密后，傳給解密后，傳給BSC和和MSC。 通信與信息工程學院+A5A5KcTDMA幀號KcTDMA幀號未加密話音未加密話音解密話音解密話音BTS側已加密話音無線傳播MS側通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院q 6.2.4 設備識別l 在EIR中存儲了所有移動臺的設備識別碼，每一個移動臺只存儲本身的IMEI。l 設備識別在呼叫建立嘗試階段進行。 EIR中的用戶識別清單：白名單：合法的移動設備識別號；黑名單：禁

37、止使用的移動設備識別號；灰名單：是否允許使用由運營者決定，例如有故障的或未經型號認證的移動設備識別號。通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院q 用戶識別碼保密6.2.5 IMSI、TMSI 的使用： 無線鏈路上需要傳送IMSI時，均用臨時移動用戶識別碼（TMSI）代替IMSI ； 僅在位置更新失敗或MS得不到TMSI時，才使用IMSI ； MS每次向系統請求一種程序，如位置更新、呼叫嘗試等，MSC/VLR將給MS分配一個新的TMSI。 IMSI是唯一且不變的，但TMSI是不斷更新的。 通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院移動臺作為起始呼叫者，在與網絡端接觸移動臺作為起

38、始呼叫者，在與網絡端接觸以前撥被叫號碼，然后發送，網絡端會向以前撥被叫號碼，然后發送，網絡端會向主叫用戶作出應答表明呼叫的結果主叫用戶作出應答表明呼叫的結果.通信與信息工程學院接入階段，手機與接入階段，手機與BTS（BSC）之間建立了暫）之間建立了暫時固定的關系時固定的關系.其過程包括：其過程包括：信道請求，信道激活，信道激活信道請求，信道激活，信道激活響應，立即指配，業務請求響應，立即指配，業務請求.該階段主要包括：該階段主要包括：鑒權請求，鑒權響應，加密模鑒權請求，鑒權響應，加密模式命令，加密模式完成，呼叫建立式命令，加密模式完成，呼叫建立.經過這個階段，主叫用戶的身份已經確認，網絡經過這

39、個階段，主叫用戶的身份已經確認，網絡認為主叫用戶是一個合法用戶認為主叫用戶是一個合法用戶.通信與信息工程學院該階段主要包括：該階段主要包括：指配命令，指配完成指配命令，指配完成.經過這個階段，主叫用戶的話音信道已經確定，經過這個階段，主叫用戶的話音信道已經確定，如果在后面被叫接續的過程中不能接通，主叫用如果在后面被叫接續的過程中不能接通，主叫用戶可以通過話音信道聽到戶可以通過話音信道聽到MSC的語音提示的語音提示.該階段包括：該階段包括：向向HLR請求路由信息，請求路由信息，HLR向向VLR請請求漫游號碼，求漫游號碼，VLR回送被叫用戶的漫游號碼，回送被叫用戶的漫游號碼，HLR向向MSC回送被

40、叫用戶的路由信息回送被叫用戶的路由信息.MSC接到路由信息后，對被叫用戶的路由信息進行接到路由信息后，對被叫用戶的路由信息進行分析，得到被叫用戶的局向，然后進行話路接續分析，得到被叫用戶的局向，然后進行話路接續.通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院移動臺作被叫時，其移動臺作被叫時，其MSC通過與外界的接口收到通過與外界的接口收到初始初始化地址消息（化地址消息（IAI）.從這條消息的內容及從這條消息的內容及MSC已經存在已經存在VLR中的記錄，中的記錄，MSC可以取到如可以取到如IMSI、請求業務類別等完成接續所、請求業務類別等完成接續所需要的全部數據需要的全部數據.MSC 然后對

41、移動臺發起尋呼，移動臺接受呼叫并返然后對移動臺發起尋呼，移動臺接受呼叫并返回呼叫核準消息，此時移動臺振鈴回呼叫核準消息，此時移動臺振鈴.MSC在收到被叫移動臺的呼叫校準消息后，會向主叫在收到被叫移動臺的呼叫校準消息后，會向主叫網方向發出網方向發出地址完成（地址完成（ADDRESS COMPLETE）消息（消息（ACM）.通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院接入階段包括：手機收到接入階段包括：手機收到BTS的尋呼命令后，的尋呼命令后，信道信道請求，信道激活，信道激活響應，立即指配，尋呼請求，信道激活，信道激活響應，立即指配，尋呼響應響應.經過這個階段，手機與經過這個階段，手機與BT

42、S（BSC）之間建立了暫）之間建立了暫時固定的關系時固定的關系.該階段主要包括：該階段主要包括：鑒權請求，鑒權響應，加密模鑒權請求，鑒權響應，加密模式命令，加密模式完成，呼叫建立式命令，加密模式完成，呼叫建立.經過這個階段，被叫用戶的身份已經確認，網絡經過這個階段，被叫用戶的身份已經確認，網絡認為被叫用戶是一個合法用戶認為被叫用戶是一個合法用戶.通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院該階段主要包括：該階段主要包括：指配命令，指配完成指配命令，指配完成.經過這個階段，被叫用戶的話音信道已經確定，經過這個階段，被叫用戶的話音信道已經確定，主叫聽回鈴音，被叫振鈴主叫聽回鈴音，被叫振鈴.如

43、果被叫用戶摘機，則如果被叫用戶摘機，則進入通話狀態進入通話狀態.用戶摘機進入通話階段用戶摘機進入通話階段. 而拆線階段可能主叫發起，也可能被叫發起而拆線階段可能主叫發起，也可能被叫發起.流程基流程基本類似：本類似：拆線，釋放，釋放完成拆線，釋放，釋放完成.沒有發起拆線的用沒有發起拆線的用戶會聽到忙音戶會聽到忙音.釋放完成，用戶進入空閑狀態釋放完成，用戶進入空閑狀態通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院 在在MSC通過對被叫用戶通過對被叫用戶MSRN號的分號的分析得知析得知被叫用戶是本局用戶，那么向另外被叫用戶是本局用戶，那么向另外MSC的初始地址消息就不會發送的初始地址消息就不會發

44、送，而是根，而是根據被叫用戶的位置區據被叫用戶的位置區直接向直接向BSC發起尋呼發起尋呼.如果被叫用戶非本局用戶，則通過如果被叫用戶非本局用戶，則通過IAI將話將話路接續到其他適當的路接續到其他適當的MSC去去.通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院移動主叫移動主叫通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院 從從VLR到到HLR/AUC取鑒權集的過程取鑒權集的過程不是必需的不是必需的.VLR到到HLR/AUC取鑒權集時，取鑒權集時，HLR每次送每次送5組組，一次使用一組一次使用一組，另外，另外4組組保存在保存在VLR中中供以后的鑒權使用供以后的鑒權使用.如果如果VLR中的鑒

45、權集使用完畢，則中的鑒權集使用完畢，則VLR發起向發起向HLR/AUC取鑒權集的過程取鑒權集的過程.通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院 MSaBSSaMSCVLRMSbBSSbHLR/AUC(1)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(6)(3)(3)通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院（1）移動臺發）移動臺發MSISDN，完成，完成 信道請求，信道請求， 業務請求，業務請求， 鑒權請求，鑒權請求， 信道指配等步驟信道指配等步驟.（2）MSC向向HLR發請求，要發請求，要MSRN.（3）VLR提供提供MSRN并回送至并回送至MSC. (4）MSC分析分析MSRN得知

46、被叫是本局用戶，向得知被叫是本局用戶，向VLR發一發一 個個S.F.I.C（為來話發送信息）（為來話發送信息）.（5）VLR 向向MSC 發尋呼請求發尋呼請求.（6）MSC 向向BSSb發出尋呼請求并找到發出尋呼請求并找到MS.通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院 MSaBSSaMSCaVLRaMSbBSSbMSCbVLRbHLR/AUC(1)(1)(2)(2)(3)(3)(3)(4)(5)(6)(7)(7)通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院 （1）移動臺發）移動臺發MSISDN, 完成了完成了 信道請求；信道請求； 業務請求；業務請求； 鑒權請求；鑒權請求； 信

47、道指配等步驟信道指配等步驟.（2）MSCa向向HLR/AUC要要MSRN，HLR/AUC向向 VLRb轉發該消息轉發該消息.（3）VLRb提供提供MSRN并回送至并回送至MSCa.（4）MSCa與與MSCb建立了連接建立了連接.（5）MSCb 向向VLRb發一個發一個S.F.I.C （為來話發送信息）（為來話發送信息）.（6）VLRb 向向MSCb 發尋呼請求發尋呼請求.（7）MSCb 向向BSSb發出尋呼請求并找到發出尋呼請求并找到MSb.通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院 （1）移動臺完成了信道請求、業務請求、鑒權請求、信道）移動臺完成了信道請求、業務請求、鑒權請求、信道指

48、配等步驟以后，發被叫固定用戶號碼指配等步驟以后，發被叫固定用戶號碼.MSBSSMSCVLRphone(1)(1)(2)(3)PSTN(4)(5)(6)(7)(7)(4)(8)(8)通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院 （2）MSC向向VLR請求建立連接的信息請求建立連接的信息.MSBSSMSCVLRphone(1)(1)(2)(3)PSTN(4)(5)(6)(7)(7)(4)(8)(8)通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院 （3）VLR回送回送MSC用戶信息，呼叫進程用戶信息，呼叫進程.MSBSSMSCVLRphone(1)(1)(2)(3)PSTN(4)(5)(6

49、)(7)(7)(4)(8)(8)通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院 （4）MSC與被叫與被叫PSTN建立了連接，并找到被叫用戶建立了連接，并找到被叫用戶.MSBSSMSCVLRphone(1)(1)(2)(3)PSTN(4)(5)(6)(7)(7)(4)(8)(8)通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院 （5）被叫）被叫PSTN 向向MSC發回一個發回一個ACM消息消息.MSBSSMSCVLRphone(1)(1)(2)(3)PSTN(4)(5)(6)(7)(7)(4)(8)(8)通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院 （6）被叫）被叫PSTN 向向MS

50、C發回一個發回一個ANS應答消息應答消息.MSBSSM SCVLRphone(1)(1)(2)(3)PSTN(4)(5)(6)(7)(7)(4)(8)(8)通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院 （7）MSC 向主叫向主叫MS發出提醒（發出提醒（ALTER）和連接）和連接 （CONNECT）消息）消息.MSBSSMSCVLRphone(1)(1)(2)(3)PSTN(4)(5)(6)(7)(7)(4)(8)(8)通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院 （8）MS連接證實（連接證實（CONN-ACK）.MSBSSMSCVLRphone(1)(1)(2)(3)PSTN(4)

51、(5)(6)(7)(7)(4)(8)(8)通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院RACHAGCHSDCCHSDCCHTCHMSBSGMSCPSTNLAND撥號接入請求撥號接入請求指配指配SDCCH鑒權、加密鑒權、加密TMSI分分配配分配分配TCH 建立建立連接連接通話通話接續過程中邏輯信道的使用示例接續過程中邏輯信道的使用示例(M-L)通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院 （1）主叫固定用戶發起呼叫，發）主叫固定用戶發起呼叫，發IAM.VLRHLR/AUCM SBSS(2)(3)(4)(5)PHO NEPSTNGM SC(1)(1)(2)(3)(6)(6)(7)(7)(8)(9)(10)通信與信息工程學院 南京郵電大學通信與信息工程學院（2）網關）網關GMSC向向HLR/AUC請求請求MSR