移动互联网导论(第3版)课件4-123G-part2

1已有无线系统介绍

1,2,3G2GSM:移动服务GSM提供了一下服务：多种连接类型声音连接,数据连接,短消息服务多服务选择(基本服务的整合)三种服务域承载服务远程信息处理服务补充服务GSM-PLMNtransitnetwork(PSTN,ISDN)source/destinationnetworkTETEbearerservicesteleservicesR,S(U,S,R)UmMTMS3承载服务接入点之间的远程数据通信传输服务具体的服务类型取决于终端接口类型(OSI层

1-3)用于语音和数据的不同数据速率(原始标准)数据服务(电路交换)同步:2.4,4.8or9.6kbit/s异步:300-1200bit/s数据服务

(分组交换)同步:2.4,4.8or9.6kbit/s异步:300-9600bit/s4远程服务I远程通信服务，通过手机实现语音通信所有这些基本服务必须服从蜂窝功能，安全措施等。提供的服务移动电话

GSM的主要目标是在使能移动电话，提供3.1khz的带宽紧急呼叫号码(911美国)

欧洲公共号

(112);所有服务提供商的强制性;免费;高优先级连接(其它连接可能抢占)多编号

可能存在每个用户有多个ISDN电话号码5远程服务II额外服务非声音的远程服务组3传真语音信箱

(在固定网络中实现，支持移动终端)电邮(MHS,消息处理系统,在固定网络中实现)...短消息服务(SMS)

字母数字数据传输到/从使用信令信道，因此允许同时使用基本服务和SMS服务6补充服务除了基本服务的其他服务,不能够独立提供与ISDN服务相似，除去由于无线链路特性引入的更低带宽的特性不同服务商、国家和协议版本间存在差异重要服务认证:发送主叫号码

抑制号码发送自动回调多达七个参与者的会议终端锁(传入或传出呼叫)...712345678higherGSMframestructures935-960MHz124channels(200kHz)downlink890-915MHz124channels(200kHz)uplinkfrequencytimeGSMTDMAframeGSMtime-slot(normalburst)4.615ms546.5µs577µstailuserdataTrainingSguardspaceSuserdatatailguardspace3bits57bits26bits57bits113GSM-TDMA/FDMA8GSM中的突发类型普通突发用户或信号的数据传输频率校正突发允许MS来调整其振荡器，以避免与相邻信道的干扰同步突发扩展训练序列接入突发MS和BTS间的初始配置虚拟突发在没有数据可用时被使用9GSM中的帧结构1hyperframe=2048superframes=2715684TDMAframes(3hr,28min,53s,750ms012……20462047012……4950……252410012……2425012……4950012……67012……67TCH,SACCH,FACCHFCCH,SCH,BCCH,RACH,AGCH,PCH,SDCCH,CBCH,SACCHHyperframeSuperframeMultiframeTDMAframe10GSM中的信道分组信道方向控制信道BCCH(广播控制信道)BCCH(广播控制信道)FCCH(频率校正信道)SCH(同步信道)BSMSBSMSBSMSCCCH(公共控制信道)PCH(页信道)RACH(随机接入信道)AGCH(访问授权信道)BSMSMSBSBSMSDCCH(专用控制信道)SDCCH(独立专用控制信道)SACCH(慢相关控制信道)FACCH(快相关控制信道)BSMSBSMSBSMS业务信道TCH(业务信道)TCH/f(全速率业务信道)TCH/s(半速率业务信道)BSMSBSMS11GSM中的控制信道控制信道用于给所有的MS广播信息

广播控制信道(BCCH):用于传输系统参数，比如格室内的频率操作，运

营商标识符等

频率校正信道(FCCH):

用于传输频率参考和频率校正突发

同步信道(SCH):

用于提供突发长度为64bit同步训练序列给MS控制信道用于MS和BS之间建立连接

随机接入信道(RACH):MS根据GSM请求的专用信道在该信道传输信息

页信道:BS在该信道与同一个格室内的MS进行通信

接入授权信道:BS在该信道发送时间和同步的相关信息（打开一个专用

信道）12GSM中的控制信道在实际传输中，专用控制信道用于为任何控制信息传输提供服务

独立专有控制信道:由SACCH分配,在TCH被分配之前，被用于BS和MS间传输信号信息

慢速:782bps;用于设置TCH(认证,注册,etc.)

慢相关控制信道(SACCH):和用户信道一起被分配，用于在实际传输中传输控制信息，慢速：950bps

快相关控制信道(FACCH):非专用信道，与SDCCH一样，携带有

同样的信息。是业务信道的一部分，而SDCCH是控制信道的一部分

，应急时使用。13GSM中的业务信道(TCH)用于传输用户数据(声音,传真)全速率(TCH/F):22.8kbps半速率(TCH/H):11.4kbps新的编解码器可以挤在TCH/H语音通道，有效地加倍系统的容量针对数据，很多选项可供选择:TCH/F4.8,TCH/F9.6andTCH/F14.4at4.8kbps,9.6kbpsand14.4kbpsrespectively(不同的FEC能力).14控制信道映射15MTC/MOCBTSMSpagingrequestchannelrequestimmediateassignmentpagingresponseauthenticationrequestauthenticationresponsecipheringcommandcipheringcompletesetupcallconfirmedassignmentcommandassignmentcompletealertingconnectconnectacknowledgedata/speechexchangeBTSMSchannelrequestimmediateassignmentservicerequestauthenticationrequestauthenticationresponsecipheringcommandcipheringcompletesetupcallconfirmedassignmentcommandassignmentcompletealertingconnectconnectacknowledgedata/speechexchangeMTCMOCPCHRACHAssignSDCCHonAGCHSDCCHTCH16GSM功能域操作管理&维持(OAM)通信管理(CM)移动管理(MM)无线电资源管理(RR)物理层发送实体接受实体信道17物理层所有无线电特有功能，包括：同步信道质量测量调制编码/解码18无线电资源管理(RR)管理呼叫建立维持(无论用户是否移动)释放19移动管理(MM)注册授权认证位置更新使用一个临时的移动用户身份取代IMSI20通信管理(CM)呼叫控制短消息服务使用SDCCHandSACCH(当不使用信号时)补充服务也发送双音多频，为什么？21操作管理和维持(OAM)允许监视者和操控着在任何时候对心痛进行控制业务监控网络实体状况报告用户和安全管理会计和结算22用户标识模块(SIM)SIM包含了用户特定的信息:电话号码

私人身份号码(PIN),安全/授权参数.SIM也可以被用于存储短消息.SIM可以作为一个移动单元的小插件模块(有些是永久的),或者作为卡片(类似信用卡).一个模块化的SIM允许用户在不同的终端类型中使用SIM支持漫游.23移动站ISDN(MSISDN)MSISDN是主叫用户的拨打号码，目的是达到用户被陆地网络使用，路由呼叫到合适的MSC处与SIM相关，与用户无关Countrycode(MCC)Nationaldestinationcode(NDC)Subscribernumber(SN)15digitsorless1to3digitsVariableVariableMSISDN格式24国际移动用户标识(IMSI)

用一个集合中的值为每一个移动用户单元具有独特的身份表示，这些值被用于标识移动系统属于哪个国家，移动网络和移动用户。IMSI的剩余部分由用户身份码（MSIC）组成，用户身份码是客户身份号码。IMSI也被MSC/VLR使用，用于找到用户家庭的PLMN（公共陆地移动通信网络）。IMSI被存储在…25IMSI的格式Mobilecountrycode(MCC)Mobilenetworkcode(MNC)Mobilesubscriberidentificationcode(MSIC)15digitsorless3digits2digitsUpto9digitsExample: MCC=05

澳大利亚; MCC=234英国 MNC=01澳洲电信; MNC=234英国Vodafone26临时移动用户标识(TMSI)

一个临时的4byteTMSI，针对本地用户，用于隐藏用户的IMSI

如果IMSI取代了TMSI:

VLR选取TMSI,TMSI只是临时的并且需要在VLR的位置范围内

周期性的被VLR改变27移动站漫游号码(MSRN)当一个MS漫游到其他号码域时，会被分配一个临时的MSRN。HLR用MSRN重路由呼叫到MSCountrycode(MCC)Nationaldestinationcode(NDC)Subscribernumber(SN)15digitsorless1to3digitsVariableVariableMSRN的格式哪个国家?28位置地区身份(LAI)LAI标识了一个格室或一组格室GSM中地区之间的联系:LAI=CC+MNC+LAC固定的在广播信道中广播(BCCH)移动识别LAI–存储于SIM–LA的改变引起了位置更新请求Mobilecountrycode(MCC)Mobilenetworkcode(MNC)LocationAreaCode(LAC)15digitsorless3digits1or2digits2bytesLAI的格式CellLocationarea(LA)OneMSCPLMN(oneormorepercountry)GSMservicearea(allmembercounties)PLMN: 公共陆地移动

网络CellIdentity(CI)2bytes29国际移动用户识别码(IMSEI)IMSEI在工厂内被指定给GSMTypeapprovalcode(TAC)Finalassemblycode(FAC)Serialnumber(MSIC)15digitsorless3digits1or2digitsUpto9digitsIMSEI的格式Spare1digit30HLRVLRGMSCMSCMSISDNMSISDNMSRNMSRNIMSIIMSIMSRNMSRN123456MSRN的使用PSTN31交接判定receivelevelBTSoldreceivelevelBTSoldMSMSHO_MARGINBTSoldBTSnew4.30.132交接(切换)交接DescriptionIntra-cell/Intra-BTS连接的信道在格室内变化,e.g.,如果信道中存在高等级的干扰.可以变化到格室内的另一个频段或者相同频率下的另一个时隙Inter-cell/Intra-BSC在这种情况下，无线电信道在两个格室间存在变化，其中两个格室为一个BSC服务。Inter-BSC/Intra-MSC在同一个MSC的区域下，一个连接在两个格室间发生改变，其中，两个格室分别为不同的BSC服务Inter-MSC两个格室间的连接发生变化，其中两个格室位于不同的MSC区域33交接过程HOaccessBTSoldBSCnewmeasurementresultBSColdLinkestablishmentMSCMSmeasurementreportHOdecisionHOrequiredBTSnewHOrequestresourceallocationch.activationch.activationackHOrequestackHOcommandHOcommandHOcommandHOcompleteHOcompleteclearcommandclearcommandclearcompleteclearcomplete34Inter-MSC交接PSTN/ISDNMSCMSCAAreaBoundary(a)普通交接PSTN/ISDNMSCMSCA(b)后续交接MSCBAreaBoundaryAnchorAnchor

35安全接入控制和授权在SIM中进行用户授权在网络中进行SIM授权–A3机密性所有与用户相关的数据都是加密的–A5匿名

36GSM–认证A3RANDKi128bit128bitSRES*32bitA3RANDKi128bit128bitSRES32bitSRES*=?SRESSRESRANDSRES32bit移动网络SIMACMSCSIMKi:独立用户授权密钥 SRES:签署响应37GSM–密钥生成和加密A8RANDKi128bit128bitKc64bitA8RANDKi128bit128bitSRESRANDencrypted

data移动网络(BTS)MSwithSIMACBTSSIMA5Kc64bitA5MSdatadatacipherkey38GSM中的数据服务I标准数据率仅有9.6kbit/s高级编码允许14,4kbit/s不满足因特网和多媒体应用的需要HSCSD(高速报文数据交换)已被标准化捆绑多个时隙以