移动网络交换原理GSM.pdf

1 交换网络原理 1.1 GSM 网络结构、网元功能、呼叫流程交换网络原理 1.1.1 GSM 系统构成 GSM 基本上可分为两部分：交换系统（SS）和基站系统（BSS） （一）交换系统（SS） 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） （二）基站系统（BSS） 基站控制器（BSC） 基站收发信台（BTS） 1.1.2 GSM 系统网元功能 移动业务交换中心（MSC）：是交换网络的核心部分，主要完成呼叫的建立和接续。一 个 MSC 控制多个基站控制器（BSC），控制移动用户自/至固话网（PSTN）、综合业务数字网 （ISDN）、其它移动网（PLMN）的呼叫，移动汇接和网络入口功能都由MSC 来实现。目前广 东移动网络设计：每个MSC 连接2 个BSC。 拜访位置寄存器（VLR）：是一个动态数据库，主要存储用户数据,它包含了当前位于对 应MSC 区域内的全部用户的有关信息（IMSI 码和位置信息LAI）。当某个MS 漫游到新的MSC 区域，与该MSC 连接的VLR 就向其HLR 请求该MS 的有关数据，与此同时其HLR 将得知该MS 当前正处于哪个MSC 区，此后，如果MS 想建立呼叫，则该VLR 将具有呼叫建立所必须的全 部信息，无须每次都询问其HLR，该VLR 可以看作是HLR。该VLR 还包括当前MSC 中该MS 的更为准确的信息。 归属位置寄存器（HLR）：是一个数据库，用来保存用户数据和信息，如：补充业务、 用户当前的登记位置、用户类别等。 鉴权中心（AUC）：与HLR 相连，主要对用户呼叫时进行鉴权，即能产生鉴权三参数组（随 机数RAND、符号响应SRES、密钥KC），并提供给HLR，用于鉴权一个呼叫可以防止的盗用或 偷窃用户SIM 卡，每个用户在HLR 中至少总有一个可用的新的三参数组，以保证任何时候均 可依MSC/VLR 的要求而提供。（鉴权作用：保护网络，反对非法盗用，同时通过拒绝假冒非 法用户的入侵，从而保护了GSM 用户） 设备识别寄存器（EIR）：与 AUC 使用相同的计算机实现其功能，它主要是处理一个包 含有白、黑清单的数据库，白清单里列有被允许的国际移动识别码（IMEI）的有关信息，黑 清单内列的是被禁止的IMEI 的有关信息。 GMSC （入口）：GMSC 称为入口移动交换中心，与其它网络的接口通过 GMSC （GATE WAY －网关或门道交换局）。 负责本移动网与外部网络（联通、电信、网通等其他运营商）的通 信，如市话用户拨打中移动用户时，必须由GMSC 接入到中移动网内，例：市话打手机呼叫 路由。 基站控制器（BSC）：主要功能是对无线基站进行监视、无线资源的管理、与移动台连接 的处理、定位及切换。BSC 还负责整个BSS 的操作与维护。如：系统数据管理、软件安装、 设备闭塞/解闭，告警处理、数据采集、收发信机测试等。 无线基站（RBS）：是基站内所有设备的总称。它完全由基站控制中心控制，主要包括向 移动台提供空中接口的收发信机。 基站收发信台（BTS）：负责收发无线信号，是所有无线及传输的接口设备。主要功能： 公共资源、专用资源、有线信道功能、编码和复用、无线子系统控制、同步、系统启动及软 件安装、配置、本地维护操作、信令链路管理、功能监督及测试。 1.1.3 GSM 系统原理 GSM — Global System for Mobile communication，即全球移动通信系统。是世界上 最普及的一种公用蜂窝数字移动电话制式。它的设计采用了爱立信 AXE 交换系统的必威体育精装版技 术，处理能力非常灵活和强大，不但能承载多种不同的数据业务和增值业务，而且可以对用 户数据进行鉴权和加密，防止非法盗用和窃听到空中接口的信息，在强干扰区有较好的话音 质量。 GSM 由ETSI （欧洲电信标准化协会）制订，包括两个并行的系统：GSM900 和DCS1800， 即通常所说的900 兆和1800 兆，这两个系统具有同样的基本功能特征，因而将它们统称为 GSM。 GSM 是采用时分多址（TDMA