移动第五章(二)_第1页
移动第五章(二)_第2页
移动第五章(二)_第3页
移动第五章(二)_第4页
移动第五章(二)_第5页
已阅读5页,还剩104页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

1、通信与信息工程学院第五第五章章 GSM数字移动通信系统数字移动通信系统(二二)移动通信系统移动通信系统通信与信息工程学院1、GSM移动通信概述移动通信概述2、GSM系统结构与接口系统结构与接口3、GSM移动区域与编号计划移动区域与编号计划4、GSM 频点和频点和Um接口接口课程内容5、 GSM通信网组网通信网组网6、GSM通信流程通信流程通信与信息工程学院Um接口频率规划lGSM无线信道特点lGSM系统频点分配Um接口物理信道l物理信道帧结构l突发脉冲种类与功能l突发脉冲应用实例Um接口逻辑信道l为什么引入逻辑信道?l逻辑信道的分类l逻辑信道的功能l逻辑信道的组合l逻辑信道应用实例4. GSM

2、频点频点和和Um接口接口通信与信息工程学院Um接口话音处理l话音在无线信道上的传送l话音编码l信道编码l交织l加密l调制l跳频l时延调整Um接口控制技术l自动功率控制(APC)l非连续发射(DTX)l非连续接收(DRX)l跳频技术l时延调整通信与信息工程学院GSM系统频点分配基本的频率复用技术将所有系统频点分为12组;通常每个小区分配一组频点;然后根据小区天线情况分配:小区采用全方向性天线;小区采用定向天线;通信与信息工程学院若小区采用全方向性天线建议采用N=7的复用方式频率组选用原则l相邻小区尽量不采用相邻频率;l用户数量大、话务量大的小区可采用多组频率f4f5f1f3f2f6f7f3f2f

3、4f5f1通信与信息工程学院若小区采用定向天线建议采用43的复用方式;即N(K)=4,Q=3;用户数量大、话务量大的小区可采用33 、 26的复用方式通信与信息工程学院GSM的每个载频是时分复用的, 每个载频分给八个全速率用户使用;每个用户在一个限定的、不连续的时间段内占用载频发送信号;突发脉冲突发脉冲序列:占有一个限定的持续时间和占有限定的无 线频谱,它们在时间和频率窗上输出时隙(Time Slot):时间间隔,它的持续时间被用于作为时间单元BP,意为突发脉冲序列周期(Burst Period)使用一个给定的信道就意味着在特定的时刻和特定的频率 中传送突发脉冲序列200KHz带宽称为频隙(F

4、requency Slot),相当于GSM规范 书中的无线频道(Radio Frequency Channel),也称射频信 道TDMA帧(Frame)通常被表示为接连发生的i个时隙。GSM系 统采用全速率业务信道,i取为84.2 物理信道帧结构物理信道帧结构基本概念:基本概念:通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院物理信道上的突发脉冲物理信道上的突发脉冲频率频率200kHzBP15/26ms时隙时隙时间时间帧和信道通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院帧结构中涉及以下概念:时隙TDMA帧复帧超帧超高帧业务信道与信令信道的帧结构组成不同,请看下页图示:通信与信息工程学院

5、0123204420452046204701234849504701242501242514950001457623TB3TB3GP8.25TB:尾比特TB3TB3GP8.25GP:保护期TB3TB3GP8.25TBTB3GP 68.2558信息比特26训练序列58信息比特固定比特142信息比特39扩展的训练序列64信息比特39同步序列41信息比特36常规突发序列(NB)频率校正突发序列(FB)同步突发序列(SB)接入突发序列(AB)1超高帧=2048超帧=2715648TDMA帧(3小时28分53秒760毫秒)1超帧=1326TDMA帧(6.12秒)1复帧=26TDMA帧(120ms)1复帧

6、=51TDMA帧(3060/13ms)1TDMA帧=8时隙(120/26=4.615ms)1时隙=156.25比特持续期(15/26=0.557ms)(1比特持续期:48/13=3.68us)BCCHCCCHSDCCHTCHSACCH/TFACCH业务复帧控制复帧通信与信息工程学院l时隙时隙:每个含156.25个码元,占15/260.577 ms;l帧帧:每一个TDMA帧分07共8个时隙,帧长度为120/264.615 ms,不同帧用不同帧号标识;业务复帧 :26帧组成的复帧,长120 ms,用于业务信息的传输控制复帧 :51帧组成的复帧,长235.385 ms,专用于传输控制信息l超帧超帧

7、:由51个业务复帧或26个控制复帧组成,周期为1326个TDMA帧,长约6.12 s ;l超高帧超高帧 :由2 048个超帧组成 ,周期为个TDMA帧,即12 533.76秒,相当于3小时28分53秒760毫秒;l帧的编号(FN):以超高帧为周期,从0到2 715 647。 通信与信息工程学院业务信道帧结构业务信道帧结构业务信道帧结构业务信道帧结构控制信道帧结构控制信道帧结构控制信道帧结构控制信道帧结构通信与信息工程学院8bit41同步同步bit36加密加密bit3bit68.25bit尾比特尾比特保护间隔数据 接入突发脉冲序列接入突发脉冲序列(AB):用于:用于MS初始化接入初始化接入3bi

8、t142bit3bit8.25bit尾比特尾比特保护间隔数据 频率校正突发脉冲序列频率校正突发脉冲序列(FB):用于:用于MS与与BTS之间的频率同步之间的频率同步3bit39加密加密bit39加密加密bit3bit8.25bit尾比特尾比特保护间隔数据数据64同步同步bit 同步突发脉冲序列同步突发脉冲序列(SB):用于:用于MS与与BTS之间的定时同步之间的定时同步通信与信息工程学院3bit57加密加密bit57加密加密bit3bit8.25bit尾比特尾比特保护间隔数据数据26bit11训练序列偷帧标志常规突发常规突发脉冲序列脉冲序列(NB):用于携带业务信道和除:用于携带业务信道和除R

9、ACH之外的控制信之外的控制信道上的信息道上的信息26位训练序列 :用作自适应均衡器的训练序列,以消除多径效应产生的码间干扰。GSM系统共有8种训练序列,可分别用于邻近的同频小区。3bit142调制调制bit3bit8.25bit尾比特尾比特保护间隔 虚拟突发脉冲序列虚拟突发脉冲序列(DB):用于:用于BTS在无信息下发的时隙发送填充帧在无信息下发的时隙发送填充帧通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院以手机开机为例,说明突发脉冲的应用:开机频率校正突发 接收下行信道信息,完成手机频率校正功能同步突发 接收下行信道信息,完成手机帧同步功能常规突发 接收下行信道上的系统消息接入突发 在

10、上行信道上完成手机接入申请功能常规突发 在双向信道上完成鉴权,加密后,进入空闲状态通信与信息工程学院频率同步和时间同步的区别通信与信息工程学院无线网络的同步需求无线制式 时钟频率精度要求 时钟相位同步(时间同步)要求 GSM 0.05ppm NA WCDMA FDD0.05ppm NA TD-SCDMA 0.05ppm 1.5usCDMA2000 0.05ppm 3usLTE 0.05ppm 倾向于采用时间同步 GSM/WCDMA采用异步基站技术,此时只需要做频率同步,精度要求0.05ppm(或者50ppb)TD-SCDMA/CDMA2000采用同步基站技术,除了频率同步外,还需做时钟相位同步

11、(等效于时间同步),目前主要采用基站GPS解决 ppm表示每百万单位(parts per million)。在用作表示频率偏差时,它表示在一个特定中心频率下,允许偏差的值。如:100MHz的频率允许100 ppm的频率误差,频率的变化是10kHz,系统的最大频率是100.01MHz,最小是99.99 MHz。通信与信息工程学院GPS实现时间和频率同步的缺陷加大天馈施工难度和成本GPS天线对安装站址环境有特殊要求,如120的净空要求馈线距离超过110米需增加中继放大器GPS天线馈线较粗增加设备不稳定因素每台基站都须安装GPS接收机模块,增加基站成本目前GPS时钟模块已成为基站损耗率较高的主要模块

12、战争等特殊情况下对TD-SCDMA整网运行带来安全隐患TD-SCDMA系统高精度时间同步需求,导致严重依赖GPS,为建设和运维带来一定困难通信与信息工程学院Um接口物理信道上传送的信息种类繁多每一类信息均有一定的要求和规律;由一定的物理信道支撑为了表述每一类信息的方便,定义了多种逻辑信道通信与信息工程学院 GSM900 和和 DCS1800 的逻辑信道划分是一样的的逻辑信道划分是一样的广播信道广播信道(BCH)控制信道控制信道通用控制信道通用控制信道(CCCH)话音信道话音信道 (TCH)FCCHSCHBCCH(系统系统消息消息)广播控制广播控制信道信道下下TCH/FAGCHRACHSDCCH

13、FACCHSACCHTCH/HTCH/9.6FTCH/ 4.8F, HTCH/ 2.4F, HPCH通用信道通用信道(CCH)专用信道专用信道 (DCH)上下上下逻辑信道逻辑信道逻辑信道分类(一)(DCCH)频率频率校正校正信道信道下下同步同步信道信道下下寻呼寻呼信道信道下下准许准许接入接入信道信道下下随机随机接入接入信道信道上上独立独立专用专用控制控制信道信道慢速慢速辅助辅助控制控制信道信道快速快速辅助辅助控制控制信道信道通信与信息工程学院FCCHSCHBCCHPCHAGCHBCCHCCCH通用通用信道信道SDCCHSACCHFACCHTCH/FTCH/HDCCHTCH专用专用信道信道下行逻

14、辑信道下行逻辑信道逻辑信道分类(一)通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院RACHCCCH通用通用信道信道SDCCHSACCHFACCHTCH/FTCH/HDCCHTCH专用专用信道信道上行逻辑信道上行逻辑信道逻辑信道分类(一)通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院逻辑信道分为两类:逻辑信道分为两类:(二)(二)业务信道(Traffic Channel):传业务信息,包括:话音和数据;控制信道(Control Channel),或称为信令信道(Signalling Channel):传各种控制信息;通信与信息工程学院Speech Traffic Type话音编码速率话音

15、编码速率(Kbit/s)信道编码速率信道编码速率(Kbit/s)Full-rate Speech1322.8Enhanced Full-rate Speech12.2Half-rate Speech6.511.4全速率话音业务信道(TCH/F)半速率话音业务信道(TCH/H)增强型全速率话音业务信道(Enhanced TCH/F)通信与信息工程学院通信与信息工程学院通信与信息工程学院通信与信息工程学院通信与信息工程学院通信与信息工程学院通信与信息工程学院小区广播控制信道CBCH,用于下行短消息业务的小区广播信息!YES!通信与信息工程学院逻辑信道与物理信道的映射l问题:问题:一个载频只有8个物

16、理信道,而逻辑信道数远远大于物理信道数,如何配置?l方法:方法:将通用信道复用,即在一个或两个物理信道上复用通用信道。l举例1:BCCH和CCCH在TS0上的复用 BCCH和CCCH共占用51个TS0时隙,尽管只占用了每一帧的TS0时隙,但从时间上讲长度为51个TDMA帧(控制复帧51个帧)。作为一种复帧,以出现一个空闲帧作为复帧的结束,在空闲帧之后,复帧再从F、S开始进行新的复帧。以此方法进行重复通信与信息工程学院q l BCH和CCCH在TS0上的复用通信与信息工程学院几种不同的逻辑信道可以在同一物理时隙上传输,同一逻几种不同的逻辑信道可以在同一物理时隙上传输,同一逻辑信道也可以在不同的物

17、理时隙上传输辑信道也可以在不同的物理时隙上传输.TCH/F+FACCH/F+SACCH/TF (全速率TCH)TCH/H+FACCH/H+SACCH/TH (半速率TCH)26帧复帧FCCH+SCH+BCCH+CCCH (主BCCH)FCCH+SCH+BCCH+CCCH+SDCCH/4+SACCH/4 (组合BCCH)BCCH+CCCH (扩展BCCH)SDCCH/8+SACCH/C8(主SDCCH)+FACCH/851帧复帧通信与信息工程学院 主主BCCH逻辑信道组合通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院组合组合BCCH通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院独立独立S

18、DCCH信道组合信道组合通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院TCH信道组合通信与信息工程学院开机FCCH:接收频率校正信息SCH:接收BS同步信号BCCH: 接收系统消息 RACH: 接入申请 AGCH: 允许接入,并分配SDCCHSDCCH /SACCH: 在SDCCH上进行鉴权; 在SACCH上进行功率控制空闲状态接收BCCH移动台移动台MS开机流程:开机流程:通信与信息工程学院搜寻频率搜寻频率校正脉冲校正脉冲搜寻搜寻同步脉冲同步脉冲解读系统消息解读系统消息 发送接入申请发送接入申请 信令信道分配信令信道分配 鉴权、功控鉴权、功控 空闲、读系统消息空闲、读系统消息发送寻呼消息

19、发送寻呼消息发送接入脉冲发送接入脉冲信令信道分配信令信道分配呼叫建立呼叫建立话音信道分配话音信道分配通话通话呼叫释放呼叫释放FCCHSCHBCCHRACHAGCHSDCCHBCCHPCHRACHAGCHSDCCHSDCCHTCHFACCH开机状态开机状态空闲状态空闲状态专用模式专用模式空闲状态空闲状态通信与信息工程学院 通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院l为何需要为何需要APC?l可降低手机功耗,延长电池使用时间l可减小系统内的干扰,提高频率利用率,增加系统容量l如何进行如何进行APC?lMS功率控制:lMS接收BTS发射的信号,得到射频信号强度、质量等级参数,进行APCl手机

20、起始发射功率由系统消息决定l可能导向切换、掉话lBTS功率控制:lBTS接收MS发射信号,得到射频信号强度、质量等级参数,(BTS预处理)上报BSC,由BSC进行APC通信与信息工程学院l为何需要为何需要DTX?l通话是双向的,对于MS用户/来说,平均的说话时间约在40%以下l可降低手机功耗,延长电池使用时间l可减小系统内的干扰,提高频率利用率,增加系统容量l如何进行如何进行DTX?l采用VAD(话音激活检测)技术,在说话时,正常发射信号l在停止说话时,每隔一段时间发送一个静音帧,由静音帧在BTS 产生舒适噪声, 使对方不会误以为通话中断l重新开始说话时,由VAD功能检测到话音,重新正常发射信

21、号通信与信息工程学院l为何需要为何需要DRX?l手机绝大部分时间处于空闲状态,此时需要随时准备接 收BTS发来的寻呼信号;系统对MS用户分类,不同类别的手机在不同的时刻接收系统寻呼消息,无需连续接收l可降低手机功耗,延长电池使用时间通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院l跳频:即在跳频:即在不同时隙,发射载频不同时隙,发射载频不断改变不断改变l为何引入跳频?为何引入跳频?l可减少瑞利衰落,提高每用户的话音质量l可减小系统内的干扰,提高频率利用率,增加系统容量lGSM系统的无线接口采用了慢速跳频(SFH)技术,即系统 在整个突发序列传输期突发序列传输期(BP),传送频率保持不变通信与

22、信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院频率频率f 0帧f 1f 2f 3f 4时间时间通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院为什么引入时延调整?为什么引入时延调整?由于GSM采用TDMA,每载频8个时隙,应严格保持时隙间的同步GSM的小区半径可以达到35km,从手机出来的信号需要经过一定时间才能到达基站,单程传输极限时间是100us,双程传输极限时间为200us因此我们必须采取一定的措施,来保证信号在恰当的时候到达基站时延调整通信与信息工程学院如何进行时延调整?如何进行时延调整?采用时间提前量参数调整发信时间采用时间提前量参数调整发信时间正常通话中,当正常通话中,当MS接近基

23、站时,基站就会通知接近基站时,基站就会通知MS减小时间减小时间提前量提前量而当而当MS远离小区中心时,基站就会要求远离小区中心时,基站就会要求MS加大时加大时间间提前量提前量通信与信息工程学院传播时延传播时延t传播时延传播时延t通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院1、GSM移动通信概述移动通信概述2、GSM系统结构与接口系统结构与接口3、GSM移动区域与编号计划移动区域与编号计划4、GSM 频点和频点和Um接口接口5、 GSM系统技术介绍系统技术介绍课程内容5、GSM通信网组网通信网组网6、GSM通信流程通信流程通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院5.1 GSM G

24、SM移动通信网络结构移动通信网络结构通信与信息工程学院5.2 GSM系统业务网结构系统业务网结构通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院5.3 GSM系统业务网设置系统业务网设置通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院我国我国GSM业务网结构业务网结构通信与信息工程学院GSM移动业务本地网移动业务本地网通信与信息工程学院通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院移动业务本地网移动业务本地网通信与信息工程学院TmTSPSTN本地PLMNPLMN长途网LSLSGWGWGW/MSC3GW/MSC1GW/MSC2TMSC关口局关口局端局端局长途局长途局汇接局汇接局通信与信息

25、工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院5.4 GSM信令网结构信令网结构通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院lGSM数字移动信令网采用移动专用数字移动信令网采用移动专用No.7信令网三级结构:信令网三级结构:l第一级为高级信令转接点第一级为高级信令转接点HSTP,设在大区一级移动业务汇,设在大区一级移动业务汇接中心接中心.各大区可只建一个独立的各大区可只建一个独立的HSTP,也可建,也可建A、B两个平两个平面,一对面,一对HSTP;l第二级为低级信令转接点第二级为低级信令转接点LSTP,设在省内二级移动业务汇,设在省内二级移动业务汇 接中心接中心.一般省内建一般省内建2-4个个

26、LSTP,仅与其归属的,仅与其归属的HSTP相连相连.l第三级为信令第三级为信令SP,设在每个,设在每个MSC/VLR,EIR,HLR/AUC, SMC,BSC等处,与相应的等处,与相应的LSTP互通互通.lHSTP间、间、LSTP间、间、LSTP与与SP间应设置双路由双链路,条间应设置双路由双链路,条件不具备时,可设置单路由双链路件不具备时,可设置单路由双链路通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院我国信令网的信令点编码方式采用我国信令网的信令点编码方式采用24位编码。但位编码。但MSCBSC之间是点对点传递,采用之间是点对点传递,采用14位编码。位编码。主信令区主信令区分信令区分

27、信令区信令点信令点8比特比特8比特比特8比特比特网络区网络区网标识区网标识区信令点信令点3比特比特8比特比特3比特比特14位信令点编码格式:位信令点编码格式:24位信令点编码格式:位信令点编码格式:通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院lPSTN和GSM的 NO.7信令网均为三级结构,且相互独立l移动端MSC信令点SP除与其归属的移动信令转接点LSTP相连外,还与当地的PSTN信令转接点相连网状相连移动电话网LSTmDC2DC1 LSMSCMS BTSBSCTMSC2本地网 主环长途网本地网TMSC1网状相连TMSC1MSCMS B

28、TSBSCTMSC2本地网 主环TmDC2 LSLSTPSPLSTPLSTPHSTPHSTPLSTPLSTPSPSPSPDC1 通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院TMSC1、TMSC2的输入同步基准来自二级A类BITS;MSC/VLR的输入同步基准来自二级B类BITS;HLR/AUC的输入同步基准来自二级B类BITS;MSC/VLR至BSS间的数字链路兼作同步链路使用;BSS时钟为三级;5.5 时钟同步要求时钟同步要求通信与信息工程学院1、GSM移动通信概述移动通信概述2、GSM系统结构与接口系统结构与接口3、GSM移动区域与编号计划移动区域与编号计划4、GSM 频点和频点和U

29、m接口接口5、 GSM系统技术介绍系统技术介绍课程内容5、GSM通信网组网通信网组网6、GSM通信流程通信流程通信与信息工程学院6.1位置登记及更新位置登记及更新6.2鉴权鉴权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切换过程简介切换过程简介通信与信息工程学院q 位置登记的含义l 通信网为了跟踪移动台的位置变化,而对其位置信息进行登记、删除和更新的过程。 也称“注册”l 位置信息存储在原籍位置寄存器(HLR)和访问位置寄存器(VLR)中q网络的覆盖区域划分 GSM蜂窝通信系统把整个网络的覆盖区域划分为许多位置区,并以不同的位置区标志进行区别,见P177图7-25的LA1,LA2

30、,LA3q登记类型 位置区域登记和定期登记 通信与信息工程学院q 位置登记过程l 首次入网时,用户通过MSC,把移动用户识别码、移动台编号及业务类型等参数存放在HLR中;HLR随用户位置变化(越区或越局)而更新,当用户离开原籍而进入其它地区访问,由访问地区的VLR调取该用户HLR中相关信息并负责更新登记,HLR记下该用户所在地区l 位置区的标志在广播控制信道(BCCH)中播送,移动台开机后,就可以搜索此BCCH,从中提取所在位置区的标志;如果移动台从BCCH中获取的是它原来用的位置区标志,不需要进行位置更新;如果不同,则必须进行位置更新q 开关机、信号中断处置l关机:IMSI分离 ,网络阻止呼

31、叫该用户(发“用户已关机”提示)l 开机: IMSI附着 ,网络允许呼叫该用户l 信号问题引起:IMSI分离/附着倒置,可要求用户周期性登记(未收到分离,设置定时器)通信与信息工程学院位位置置更更新新位位置置更更新新通信与信息工程学院周期性位置更新是周期性位置更新是保证数据安全的一种方法保证数据安全的一种方法.网络通过网络通过BCCH向全体向全体MS提供更新的周期提供更新的周期(一般为(一般为0.124H).MS自动地、周期地与网自动地、周期地与网络取得联系,核对数据络取得联系,核对数据.通信与信息工程学院l 用户入网的鉴权用户入网的鉴权 鉴权的作用是保护网络,防止非法盗用并拒绝假冒合法用户的

32、“入侵”。鉴权的出发点是验证网络端和用户端的鉴权键Ki是否相同 l 通信信息的加密通信信息的加密 加密的目的是为空中接口的有权用户通信信息传输提供安全保障l 移动设备的识别移动设备的识别 每一个移动台设备均有一个唯一的移动台设备识别码(IMEI), 用于鉴别该设备是否允许入网l 用户识别码(用户识别码(IMSI)保密)保密 为了防止非法监听进而盗用IMSI,在无线链路上需要传送IMSI时,均用临时移动用户识别码(TMSI)代替IMSI 通信与信息工程学院鉴权是数字网络区别于模拟网络的重要特性之鉴权是数字网络区别于模拟网络的重要特性之一一. 通过鉴权,系统可以为合法的用户提供服通过鉴权,系统可以

33、为合法的用户提供服务,对不合法的用户拒绝服务务,对不合法的用户拒绝服务.鉴权是通过鉴权中心鉴权是通过鉴权中心(AUC)完成的完成的.AUC可以不断地为每个用户提供可以不断地为每个用户提供一组参数(一组参数(包包括随机数括随机数RAND、符号响应、符号响应SRES和密匙和密匙KC等等三个参数)三个参数).见图见图7-27MSC/VLR在每次呼叫过程中通过检查系统所在每次呼叫过程中通过检查系统所提供的和用户响应的三参数是否一致来鉴定用提供的和用户响应的三参数是否一致来鉴定用户身份的合法性户身份的合法性.通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院由于鉴权中心提供的三参数组总是与每个用户由于鉴

34、权中心提供的三参数组总是与每个用户相关连的,因此通常相关连的,因此通常AUC与与HLR是合在同一个是合在同一个实体(实体(HLR/AUC)中,或者)中,或者AUC直接与直接与HLR相连的相连的每个用户在每个用户在VLR中至少有一个可用的新的三参中至少有一个可用的新的三参数组数组,以保证在任何时候,以保证在任何时候MSC/VLR可提供一可提供一个新的鉴个新的鉴权参数权参数 当用户当用户要进行呼叫,位置更新等操作时,先需要进行呼叫,位置更新等操作时,先需对其鉴权对其鉴权:通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院 1. MSC、VLR传送RAND至MS 2. MS用RAND和KI算出SRE

35、S并返回MSC/VLR 3. MSC/VLR把收到的SRES与存储在其中的 SRES比较,决定其真实性在SIM卡中进行的算法有: Ki(IMSI) + RAND + A3 - SRES Ki(IMSI) + RAND + A8 - Kc通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院q6.2.3 信息加密l加密开始时根据加密开始时根据MSC发出的加密指令,发出的加密指令,BTS侧和侧和MS侧均开始使用密钥。侧均开始使用密钥。l在在MS侧,由侧,由Kc、TDMA帧号一起经过加密算法帧号一起经过加密算法A5,对用户信息数据流加密,然后在无线信道上传输。对用户信息数据流加密,然后在无线信道上传输。

36、在在BTS侧,把从无线信道上收到的加密信息流、侧,把从无线信道上收到的加密信息流、TDMA帧号和帧号和Kc,在经加密算法,在经加密算法A5解密后,传给解密后,传给BSC和和MSC。 通信与信息工程学院+A5A5KcTDMA帧号KcTDMA帧号未加密话音未加密话音解密话音解密话音BTS侧已加密话音无线传播MS侧通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院q 6.2.4 设备识别l在EIR中存储了所有移动台的设备识别码,每一个移动台只存储本身的IMEI。l设备识别在呼叫建立尝试阶段进行。 EIR中的用户识别清单:白名单:合法的移动设备识别号;黑名单:禁止使用的移动设备识别号;灰名单:是否允许

37、使用由运营者决定,例如有故障的或未经型号认证的移动设备识别号。通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院q 用户识别码保密6.2.5 IMSI、TMSI 的使用: 无线链路上需要传送IMSI时,均用临时移动用户识别码(TMSI)代替IMSI ; 仅在位置更新失败或MS得不到TMSI时,才使用IMSI ; MS每次向系统请求一种程序,如位置更新、呼叫尝试等,MSC/VLR将给MS分配一个新的TMSI。 IMSI是唯一且不变的,但TMSI是不断更新的。 通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院移动台作为起始呼叫者,在与网络端接触移动台作为起始呼叫者,在与网络端接触以前拨被叫号码,

38、然后发送,网络端会向以前拨被叫号码,然后发送,网络端会向主叫用户作出应答表明呼叫的结果主叫用户作出应答表明呼叫的结果.通信与信息工程学院接入阶段,手机与接入阶段,手机与BTS(BSC)之间建立了暂)之间建立了暂时固定的关系时固定的关系.其过程包括:其过程包括:信道请求,信道激活,信道激活信道请求,信道激活,信道激活响应,立即指配,业务请求响应,立即指配,业务请求.该阶段主要包括:该阶段主要包括:鉴权请求,鉴权响应,加密模鉴权请求,鉴权响应,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.经过这个阶段,主叫用户的身份已经确认,网络经过这个阶段,主叫用户的身份已经确认,网络认为

39、主叫用户是一个合法用户认为主叫用户是一个合法用户.通信与信息工程学院该阶段主要包括:该阶段主要包括:指配命令,指配完成指配命令,指配完成.经过这个阶段,主叫用户的话音信道已经确定,经过这个阶段,主叫用户的话音信道已经确定,如果在后面被叫接续的过程中不能接通,主叫用如果在后面被叫接续的过程中不能接通,主叫用户可以通过话音信道听到户可以通过话音信道听到MSC的语音提示的语音提示.该阶段包括:该阶段包括:向向HLR请求路由信息,请求路由信息,HLR向向VLR请请求漫游号码,求漫游号码,VLR回送被叫用户的漫游号码,回送被叫用户的漫游号码,HLR向向MSC回送被叫用户的路由信息回送被叫用户的路由信息.

40、MSC接到路由信息后,对被叫用户的路由信息进行接到路由信息后,对被叫用户的路由信息进行分析,得到被叫用户的局向,然后进行话路接续分析,得到被叫用户的局向,然后进行话路接续.通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院移动台作被叫时,其移动台作被叫时,其MSC通过与外界的接口收到通过与外界的接口收到初始初始化地址消息(化地址消息(IAI).从这条消息的内容及从这条消息的内容及MSC已经存在已经存在VLR中的记录,中的记录,MSC可以取到如可以取到如IMSI、请求业务类别等完成接续所、请求业务类别等完成接续所需要的全部数据需要的全部数据.MSC 然后对移动台发起寻呼,移动台接受呼叫并返然后对

41、移动台发起寻呼,移动台接受呼叫并返回呼叫核准消息,此时移动台振铃回呼叫核准消息,此时移动台振铃.MSC在收到被叫移动台的呼叫校准消息后,会向主叫在收到被叫移动台的呼叫校准消息后,会向主叫网方向发出网方向发出地址完成(地址完成(ADDRESS COMPLETE)消息(消息(ACM).通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院接入阶段包括:手机收到接入阶段包括:手机收到BTS的寻呼命令后,的寻呼命令后,信道信道请求,信道激活,信道激活响应,立即指配,寻呼请求,信道激活,信道激活响应,立即指配,寻呼响应响应.经过这个阶段,手机与经过这个阶段,手机与BTS(BSC)之间建立了暂)之间建立了暂时

42、固定的关系时固定的关系.该阶段主要包括:该阶段主要包括:鉴权请求,鉴权响应,加密模鉴权请求,鉴权响应,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.经过这个阶段,被叫用户的身份已经确认,网络经过这个阶段,被叫用户的身份已经确认,网络认为被叫用户是一个合法用户认为被叫用户是一个合法用户.通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院该阶段主要包括:该阶段主要包括:指配命令,指配完成指配命令,指配完成.经过这个阶段,被叫用户的话音信道已经确定,经过这个阶段,被叫用户的话音信道已经确定,主叫听回铃音,被叫振铃主叫听回铃音,被叫振铃.如果被叫用户摘机,则如果被叫用户摘机,则进

43、入通话状态进入通话状态.用户摘机进入通话阶段用户摘机进入通话阶段. 而拆线阶段可能主叫发起,也可能被叫发起而拆线阶段可能主叫发起,也可能被叫发起.流程基流程基本类似:本类似:拆线,释放,释放完成拆线,释放,释放完成.没有发起拆线的用没有发起拆线的用户会听到忙音户会听到忙音.释放完成,用户进入空闲状态释放完成,用户进入空闲状态通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院 在在MSC通过对被叫用户通过对被叫用户MSRN号的分号的分析得知析得知被叫用户是本局用户,那么向另外被叫用户是本局用户,那么向另外MSC的初始地址消息就不会发送的初始地址消息就不会发送,而是根,而是根据被叫用户的位置区据被

44、叫用户的位置区直接向直接向BSC发起寻呼发起寻呼.如果被叫用户非本局用户,则通过如果被叫用户非本局用户,则通过IAI将话将话路接续到其他适当的路接续到其他适当的MSC去去.通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院移动主叫移动主叫通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院 从从VLR到到HLR/AUC取鉴权集的过程取鉴权集的过程不是必需的不是必需的.VLR到到HLR/AUC取鉴权集时,取鉴权集时,HLR每次送每次送5组组,一次使用一组一次使用一组,另外,另外4组组保存在保存在VLR中中供以后的鉴权使用供以后的鉴权使用.如果如果VLR中的鉴权集使用完毕,则中的鉴权集使用完毕,则V

45、LR发起向发起向HLR/AUC取鉴权集的过程取鉴权集的过程.通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院 MSaBSSaMSCVLRMSbBSSbHLR/AUC(1)(1)(2)(3)(4)(5)(6)(6)(3)(3)通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院(1)移动台发)移动台发MSISDN,完成,完成 信道请求,信道请求, 业务请求,业务请求, 鉴权请求,鉴权请求, 信道指配等步骤信道指配等步骤.(2)MSC向向HLR发请求,要发请求,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得知被叫是本局用户,向得知被叫是本局用户,向

46、VLR发一发一 个个S.F.I.C(为来话发送信息)(为来话发送信息).(5)VLR 向向MSC 发寻呼请求发寻呼请求.(6)MSC 向向BSSb发出寻呼请求并找到发出寻呼请求并找到MS.通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院 MSaBSSaMSCaVLRaMSbBSSbMSCbVLRbHLR/AUC(1)(1)(2)(2)(3)(3)(3)(4)(5)(6)(7)(7)通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院 (1)移动台发)移动台发MSISDN, 完成了完成了 信道请求;信道请求; 业务请求;业务请求; 鉴权请求;鉴权请求; 信道指配等步骤信道指配等步骤.(2)MSC

47、a向向HLR/AUC要要MSRN,HLR/AUC向向 VLRb转发该消息转发该消息.(3)VLRb提供提供MSRN并回送至并回送至MSCa.(4)MSCa与与MSCb建立了连接建立了连接.(5)MSCb 向向VLRb发一个发一个S.F.I.C (为来话发送信息)(为来话发送信息).(6)VLRb 向向MSCb 发寻呼请求发寻呼请求.(7)MSCb 向向BSSb发出寻呼请求并找到发出寻呼请求并找到MSb.通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院 (1)移动台完成了信道请求、业务请求、鉴权请求、信道)移动台完成了信道请求、业务请求、鉴权请求、信道指配等步骤以后,发被叫固定用户号码指配等步

48、骤以后,发被叫固定用户号码.MSBSSMSCVLRphone(1)(1)(2)(3)PSTN(4)(5)(6)(7)(7)(4)(8)(8)通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院 (2)MSC向向VLR请求建立连接的信息请求建立连接的信息.MSBSSMSCVLRphone(1)(1)(2)(3)PSTN(4)(5)(6)(7)(7)(4)(8)(8)通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院 (3)VLR回送回送MSC用户信息,呼叫进程用户信息,呼叫进程.MSBSSMSCVLRphone(1)(1)(2)(3)PSTN(4)(5)(6)(7)(7)(4)(8)(8)通信与信

49、息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院 (4)MSC与被叫与被叫PSTN建立了连接,并找到被叫用户建立了连接,并找到被叫用户.MSBSSMSCVLRphone(1)(1)(2)(3)PSTN(4)(5)(6)(7)(7)(4)(8)(8)通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院 (5)被叫)被叫PSTN 向向MSC发回一个发回一个ACM消息消息.MSBSSMSCVLRphone(1)(1)(2)(3)PSTN(4)(5)(6)(7)(7)(4)(8)(8)通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院 (6)被叫)被叫PSTN 向向MSC发回一个发回一个ANS应答消息应答消息

50、.MSBSSM SCVLRphone(1)(1)(2)(3)PSTN(4)(5)(6)(7)(7)(4)(8)(8)通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院 (7)MSC 向主叫向主叫MS发出提醒(发出提醒(ALTER)和连接)和连接 (CONNECT)消息)消息.MSBSSMSCVLRphone(1)(1)(2)(3)PSTN(4)(5)(6)(7)(7)(4)(8)(8)通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院 (8)MS连接证实(连接证实(CONN-ACK).MSBSSMSCVLRphone(1)(1)(2)(3)PSTN(4)(5)(6)(7)(7)(4)(8)(8

51、)通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院RACHAGCHSDCCHSDCCHTCHMSBSGMSCPSTNLAND拨号接入请求拨号接入请求指配指配SDCCH鉴权、加密鉴权、加密TMSI分分配配分配分配TCH 建立建立连接连接通话通话接续过程中逻辑信道的使用示例接续过程中逻辑信道的使用示例(M-L)通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院 (1)主叫固定用户发起呼叫,发)主叫固定用户发起呼叫,发IAM.VLRHLR/AUCM SBSS(2)(3)(4)(5)PHO NEPSTNGM SC(1)(1)(2)(3)(6)(6)(7)(7)(8)(9)(10)通信与信息工程学院 南京邮电大学通信与信息工程学院(2)网关)网关GMSC向向HLR/AUC请求请求MS

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论