《GSM核心网培训》课件

GSM核心网培训本课程旨在深入介绍GSM核心网的架构、功能和工作原理。课程内容涵盖GSM核心网各个组件，例如MSC、HLR、AUC和VLR，并探讨它们之间的交互和协作。GSM网络总体架构GSM网络架构分为两部分：基站子系统(BSS)和核心网(CN)。BSS主要负责无线信号的传输和处理，CN负责用户管理、呼叫控制、数据传输等功能。核心网通过信令系统与基站子系统交互，完成用户移动、呼叫接续等功能。核心网的组成及功能用户管理负责用户身份认证、号码管理、位置更新等功能，确保用户在网络中的正常通信。呼叫控制处理用户呼叫建立、接续、释放过程，实现不同用户间的通信。数据传输支持用户数据业务，例如短信、彩信、互联网接入等。安全保障提供鉴权、加密、安全管理等功能，确保网络安全和用户隐私。核心网中的实体节点移动交换中心(MSC)MSC是GSM核心网的核心节点，负责呼叫控制、路由、寻呼、用户管理等。负责连接基站和其它核心网节点，完成呼叫建立、连接控制、呼叫释放等功能。访问注册中心(VLR)VLR负责存储漫游用户的信息，当用户漫游到其它网络时，VLR会提供用户的相关信息。负责存储用户位置信息、漫游用户信息和相关服务信息，为MSC提供相关服务。移动用户数据库(HLR)HLR是GSM核心网的中央数据库，存储所有用户的永久信息，包括手机号码、IMSI、用户配置等。HLR负责存储用户的永久信息，包括手机号码、IMSI、用户配置、用户服务信息等。鉴权中心(AuC)AuC负责用户身份验证、密钥管理、安全控制等，确保网络安全。负责用户身份验证，加密密钥管理，安全控制等。移动交换中心(MSC)呼叫控制MSC负责GSM网络中的呼叫建立、连接和释放，以及呼叫路由和控制。移动性管理MSC处理移动用户的位置更新和漫游，确保用户在移动过程中能够正常通话。信令处理MSC接收和发送各种信令，例如呼叫建立、释放、位置更新和鉴权等。访问注册中心(VLR)功能概述VLR存储当前漫游用户的信息，包括用户身份、位置信息、当前活动状态等。数据存储当用户漫游到新的位置时，VLR会从HLR获取用户的相关信息，并存储到本地数据库。信令处理VLR处理来自用户设备和基站的信令，并根据信令类型执行相应的操作，例如鉴权、位置更新、呼叫路由等。移动用户数据库(HLR)1用户数据存储中心HLR保存每个用户的完整信息，包括电话号码、IMSI、位置信息等2重要信息库它为移动用户提供身份验证，位置更新和漫游服务3数据管理HLR管理用户订阅的服务，例如通话记录、短信、数据使用情况等鉴权中心(AuC)11.安全验证AuC负责验证用户身份和设备的合法性，确保网络安全。22.密钥生成AuC生成并管理用于加密和鉴权的密钥，保护用户数据和通信安全。33.密钥分发AuC负责将密钥分发给移动交换中心(MSC)和用户设备(UE)。44.鉴权流程AuC参与用户接入网络的鉴权流程，验证用户身份和设备的合法性。网关移动交换中心(GMSC)GMSC的功能GMSC主要负责处理来自非GSM网络的呼叫，例如固定电话或其他移动网络。GMSC将呼叫路由到目标GSM网络，并在GSM网络和非GSM网络之间建立连接。短信中心(SMSC)核心功能负责存储、转发和接收短信，并支持短信的多种服务，例如群发和个性化短信。短信路由根据短信的目的地和接收者的手机号码，将短信路由到相应的移动交换中心(MSC)或数据业务支持节点(GPRS网关)。短信存储存储已接收的短信，直到它们被成功传递到目标用户，或超过有效期。短信管理提供短信服务管理功能，例如短信模板管理、短信发送策略配置和短信内容过滤等。数据业务支持节点(GPRS网关)GPRS网关GPRS网关是GSM网络中支持数据业务的关键节点。数据业务负责处理移动用户与互联网之间的连接。数据包GPRS网关负责数据包的接收、转发和处理。GSM核心网信令系统1信令类型GSM核心网使用各种信令，包括连接建立信令、位置更新信令等。2信令协议信令协议用于不同网络元素之间通信，确保数据交换的完整性和可靠性。3信令流程信令流程定义了网络元素之间发送和接收信令的顺序。移动业务信令流程1呼叫建立移动台发起呼叫2呼叫处理MSC处理呼叫请求3呼叫连接建立移动台与目标用户连接4呼叫释放呼叫结束，释放资源移动业务信令流程是移动通信网络中的一项重要环节，它定义了移动台、基站和核心网之间传递的信息和交互方式。这些信令流程确保了移动电话的正常运行，并为移动通信网络提供可靠的连接。呼叫接通流程1用户发起呼叫用户拨打电话号码2MSC接收到请求MSC解析电话号码，查找用户3呼叫路由到目标用户MSC发送呼叫信号到目标用户的手机4用户接听电话目标用户接听电话，呼叫成功呼叫接通流程从用户发起呼叫开始，经过MSC的处理，最终将呼叫路由到目标用户，用户接听电话后，呼叫成功。呼叫释放流程用户挂机用户按下挂机键，手机发送释放呼叫信令。MSC接收信令MSC接收到释放呼叫信令，通知基站停止发送语音数据。信令传递MSC向目标MSC发送释放呼叫信令，告知对方用户呼叫结束。释放连接目标MSC收到释放呼叫信令，释放连接，结束呼叫。位置更新流程1移动台发起位置更新请求移动台进入新小区或小区发生切换时2MSC转发位置更新请求MSC将请求转发至HLR3HLR更新用户位置信息更新移动台当前小区标识、位置区域等信息4HLR发送位置更新应答向MSC返回更新结果5MSC通知移动台更新结果移动台完成位置更新位置更新是GSM网络中一项重要的信令流程，确保移动台在移动过程中始终保持与网络的连接。移动性管理位置更新移动性管理的关键功能之一是位置更新，手机会定期向网络发送位置信息。漫游当用户离开其归属网络的覆盖区域时，移动性管理负责将用户连接到新的网络。切换管理用户在移动过程中可能会在不同的基站之间进行切换，移动性管理确保通话质量。用户标识移动性管理使用IMSI和MSISDN来标识用户，以确保数据和呼叫的正确路由。漫游过程1漫游触发当用户离开其归属网络区域，进入另一个运营商网络时，漫游过程便开始。例如，从中国移动网络进入中国联通网络。2漫游认证访问网络会向归属网络发送请求，验证用户身份和漫游权限。3漫游呼叫一旦验证成功，用户就可以在访问网络上拨打电话或接收呼叫。4计费和结算漫游期间产生的费用，通常由访问网络计费，并通过国际结算机制进行费用结算。手机号码管理号码分配每个移动用户都分配有一个唯一的手机号码，方便用户之间相互联系。号码维护运营商需要管理用户的号码变更，例如更换号码、停用号码等操作。号码回收当用户不再使用某个号码时，运营商会将号码回收，以便再次分配给新用户。号码安全性运营商会采取措施来保护用户的手机号码，防止号码被盗用或泄露。号码划分和结构国家代码由3个数字组成，代表国家或地区，例如中国为86。网络代码由2或3个数字组成，代表运营商的网络，例如中国移动为139、138。移动用户号码由6到8个数字组成，标识具体的移动用户。号码分配GSM核心网负责号码分配和管理，确保号码的唯一性。MSISDN与IMSI的关系MSISDN：移动用户电话号码MSISDN用于用户之间的拨号和呼叫，是用户唯一的标识符，用于区分不同用户。IMSI：国际移动用户识别码IMSI存储在手机SIM卡中，是用户在GSM网络中的唯一标识符，用于定位用户、认证用户和提供服务。关系MSISDN与IMSI之间存在对应关系，每个MSISDN对应一个唯一的IMSI，反之亦然。鉴权和密钥管理鉴权过程鉴权是GSM网络安全的重要组成部分，用于验证用户的合法性，防止非法用户访问网络。密钥管理密钥管理涉及密钥的生成、分发、存储和使用，确保密钥的安全性和完整性。加密算法GSM网络使用加密算法来保护用户数据的机密性和完整性，防止数据被窃取或篡改。密钥分发密钥分发是将密钥分配给不同网络实体的过程，确保密钥的安全和高效使用。加密算法A5/1用于语音通话的加密算法A5/3用于数据传输的加密算法A5/4用于无线接入层的加密算法密钥生成与分发密钥生成AuC生成密钥用于加密用户数据和鉴权用户身份。密钥存储AuC将生成的密钥安全地存储在数据库中。密钥分发密钥通过安全信令流程分发给MSC和HLR。密钥更新密钥定期更新以提高安全性。用户隐私保护机制匿名化处理用户身份信息不与业务数据直接关联，避免直接泄露。数据加密敏感信息采用加密算法，防止未授权访问。访问控制严格控制用户数据的访问权限，仅授权人员可访问。数据销毁制定数据销毁策略，保障用户数据在特定期限后被删除。基于GSM核心网的增值业务短信业务短信业务是基于GSM网络的增值业务，用户可以发送和接收短信。彩铃业务彩铃业务允许用户自定义来电铃声，提升用户体验。移动支付业务移动支付业务利用手机进行支付，方便快捷。短信业务短信发送流程短信服务利用GSM网络的信令系统，将用户发送的短信数据传输到SMSC，再由SMSC转发至接收方手机。短信类型常见的短信类型包括普通短信、彩信、营销短信、通知短信等，满足用户多种通信需求。彩铃业务个性化音乐用户可以选择自己喜欢的音乐作为来电铃声，彰显个性。丰富选择提供多种音乐类型，满足不同用户的口味，包括流行歌曲、经典音乐、影视主题曲等。商业模式运营商通过收取彩铃服务费获得收入，同时为音乐版权方提供收益。用户体验提升用户的通话体验，带来更多乐趣，增强用户粘性。移动支付业务移动支付平台用户可以通过手机进行支付，无需现金或信用卡。便捷性用户可以随时随地进行支付，无需携带现金或信用卡。安全性移动支付平台通常采用多重安全措施，以保护用户资金安全。应用场景移动支付已广泛应用于购物、餐饮、交通、娱乐等各个领域。GSM核心网的发展趋势5G网络演进GSM核心网正在向下一代移动通信网络演进，以支持5G技术的高带宽、低延迟和高连接密度需求。云化和虚拟化GSM核心网功能正在迁移到云平台，实现资源池化和按需扩展，提高灵活性和成本效益。物联网(IoT)GSM核心网正在扩展其功能，以支持物联网设备的