第6章-移动交换系统简介-09.ppt

1、第五章移动交换系统简介,1,本章内容 5.1 移动交换系统概述 5.1.1移动通信技术简介 5.1.2 系统组成 5.1.3 陆地蜂窝移动通信系统 5.1.4 移动交换控制的特征 5.1.5 移动通信系统的发展 5.2 移动交换控制原理 5.3 移动交换接口信令,2,移动通信是指用户终端处于可移动情况下，采用无线电技术实现信息传输的通信方式。 移动通信系统是移动体之间、移动体和固定用户之间，以及固定用户与移动体之间，能够建立许多信息传输通道的通信系统。,3,5.1 移动交换系统概述,移动通信技术是一门融合了当代微电子技术、计算机技术、无线通信、有线通信技术以及交换和网络技术的综合性技术。 移动

2、通信系统主要有： 陆地移动通信系统（集群系统、无线寻呼系统、无绳电话系统、蜂窝移动通信）、卫星移动通信系统。,4,5.1.1移动通信技术简介,移动通信系统一般由移动台（Mobile Station，MS）、基站（Base Station，BS）、移动交换中心（Mobile Switching Center，MSC）和与公用固定通信网相连的中继线等构成。,5.1.2 系统组成,17,移动通信系统的组成,移动通信是有线、无线相结合的通信方式。,用户经常移动，与基站间无固定联系。要求采用跟踪交换技术：如位置登记、越区切换、漫游。,18,移动通信无线服务区由许多正六边形小区覆盖而成，呈蜂窝状，通过接口

3、与公众通信网（PSTN、PSDN）互联。,移动信息通过基站和移动业务交换中心进入公众电信网或其他移动网，实现移动用户与市话用户、移动用户与移动用户，以及移动用户与长途用户之间的通信。,19,20,由各个子系统组成的移动通信系统包括移动交换子系统（SS）、操作维护管理子系统（OMS）和基站子系统BSS(通常包括移动台(MS)，是一个完整的信息传输实体。,21,蜂窝移动通信系统的组成,移动通信中建立一个呼叫是由BSS和SS共同完成的。,BSS提供并管理MS和SS之间的无线传输通道。,SS负责呼叫控制功能，所有的呼叫都是经由SS建立连接的。,OMS负责管理控制整个移动网。,22,1移动台（MS） 它

4、是移动网的用户终端设备， 也是一个子系统。它实际上是由移动终端设备和用户数据两部分组成的，移动终端设备称为移动设备；用户数据存放在一个与移动设备可分离的数据模块中，此数据模块称为用户识别卡（SIM）。,23,主要功能： 能通过无线接入通信网络，完成各种控制和处理以及提供主叫或被叫通信业务。 具备与使用者之间的人-机接口，当移动用户和市话用户建立呼叫时，移动台与最近的基站之间确立一个无线信道，并通过MSC与市话用户通话；同样，任何两个移动用户的通话也必须通过MSC建立。 移动用户终端主要有车载式、手持式和便携式三种形式。,24,2基站（BS） 它负责射频信号的发送、接收和无线信号至MSC的接入，

5、还具有信道分配、信令转换、无线小区管理等控制功能。 一个基站控制一个无线小区。,25,BS的功能结构框图,通过无线接口直接与移动台相接，负责无线收发和无线资源管理。,与移动业务交换中心相连，实现移动用户间或移动用户与固定网用户间的通信连接，传送系统信号和用户信息。,26,3移动交换中心（MSC） 移动业务交换中心MSC是对位于其所覆盖区内的移动台进行控制、交换的功能实体，也是移动通信系统与公用电话网PSTN，综合业务数字网ISDN，分组交换网PSPDN及其它移动通信网的接口。,27,与程控交换机的比较： 移动交换机不设用户接口电路，只设中继电路，用于连接BS及PSTN交换机，因此，移动交换机设

6、备量比程控交换机设备用量少，体积大大减少，耗电量也随之减小。 移动交换机增加了基站信令接口BSI和网络信令接口NSI，这些是SS7的信令终端设备，在软件上，需要装备信令连接控制部分SCCP、事务处理能力应用部分TCAP和应用层软件，一般都配有专用的信令处理机。,28,MSC除了完成固定网中交换中心所完成的呼叫控制等功能外，还要完成无线资源的管理，移动性管理等功能。 为了建立至移动台的呼叫路由，每个MSC还应能完成查询移动台位置信息的功能。为了满足移动特有的位置登记、位置更新等功能，移动交换机增加了访问位置寄存器（VLR）、归属位置寄存器（HLR）和鉴权中心（AUC） 等数据库。MSC从三种数据

7、库中取得处理用户呼叫请求所需的全部数据。,29,30,对本MSC控制区域内的移动用户通信控制与管理主要包括：移动台各种类型的呼叫接续控制；通过标准接口与基站（BS）和其他MSC相连，完成越区切换、漫游及计费功能；用户位置登记与管理；用户号码和移动设备号码的登记与管理；服务类型的控制；对用户实施鉴权；提供连接维护管理中心的接口，完成无线信道管理功能等。,31,MSC的功能结构框图,MSC的功能主要由归属位置寄存器HLR、访问位置寄存器VLR、设备识别寄存器EIR和认证中心AUC等功能实现。,32,归属位置寄存器HLR 是一个负责管理移动用户的数据库，用于静态数据库存储的信息管理。 用户信息：用户

8、的入网信息，注册的有关业务信息等； 位置信息：移动用户的位置信息； 路由信息：为至某MS的呼叫提供路由信息。,33,访问位置寄存器VLR 是一个动态用户数据库。 服务于其控制区域内移动用户， 提供建立呼叫接续的必要条件 ； 负责移动用户的漫游控制； 存储信息：进入其控制区域内已登记的移动用户的相关信息 。,VLR通常与MSC合设在同一个物理实体中,34,认证（鉴权）中心AUC 用于移动系统的安全性管理。 防止无权用户接入系统； 对无线接口上的话音、数据和信号信息进行保密； 保证通过无线接口的移动用户信息的安全； 存储信息：鉴权信息和加密密钥。,通常，HLR、AUC合设于一个物理实体中。,35,

9、设备识别寄存器EIR 也是一个数据库，负责管理移动台的识别，防止非法使用偷窃的、有故障的或未经许可的移动设备。 存储信息：移动设备的国际移动设备识别码（IMEI）。,36,GSM系统总体结构由以下功能单元组成： MS(移动台) BTS(基站系统) BSC(基站控制器) MSC(移动业务交换中心) VLR(访问位置寄存器) HLR(归属位置寄存器) EIR(设备识别寄存器) AUC(鉴权中心) OMC(操作维护中心),37,GSM系统的功能单元,38,4与公用固定通信网的连接 移动通信网通过MSC利用有线信道连接公用固定通信网，主要有三种方式： （1）用户线接入 （2）市话中继线接入 （3）移动

10、电话汇接中心接入,39,用户线接入,40,市话中继线接入,41,移动电话汇接中心接入,42,43,5.1.4 移动交换控制的特征,由于移动用户随时随地运动，甚至在某些移动系统中，移动用户不通话时发射机是关闭的，它与交换中心没有固定的联系，因此，移动通信的交换技术有着自身的特点：位置登记、信道切换、漫游等。,63,移动交换系统的特殊要求： 用户数据的存储； 用户位置的登记； 寻呼用户的信令系统识别及处理； 越区频道转换的处理； 过荷控制； 远距离档案存取； 路由的控制,64,移动通信网必须具有如位置登记、越区切换、漫游等跟踪交换技术。 1、位置登记 是移动台向基站发送报文，表明自己所处的位置的过

11、程。,65,位置区的划分,66,移动通信系统中位置信息的表示方法,67,小区是由一个基站（全向天线）或一个基站的一个扇形天线所覆盖的区域 。,基站区是由一个基站提供服务的所有小区所覆盖的区域,若干个小区组成一个位置区（LAI）当移动用户在同一个位置区内移动时不必向系统进行位置更新。当呼叫某个被叫移动台时，只需在其所在的位置区下属的各小区中寻呼。,一个MSC业务区是由一个MSC所管辖的所有小区共同覆盖的区域，由一个或几个位置区组成 。,一个运营商的所有MSC业务区组成的区域 。,GSM服务区由全球各个国家的PLMN网路所组成。,68,位置信息表明被呼移动用户在某个位置区，但不知其所处的具体小区，

12、因此位置区内所有基站一齐发出被呼移动用户识别码，被叫移动用户应答后，即由应答小区提供接续服务。,69,2、越区切换 为了保证通信的连续性，正在通话的移动台从一个小区进入相邻的另一小区时，工作频道从一个无线频道上转换到另一个无线频道上，而通话不中断。,70,按切换小区的控制区域分类： 在同一基站控制器BSC下的小区间的越区切换； 在同一MSC，不同的BSC下的小区间进行的越区切换； 在不同MSC下的小区间的越区切换（也称为越局切换） 切换时刻：根据基站接收到移动台的信号强度测试报告或误码率报告确定。,71,3、漫游： 移动台从一个MSC区到另一个MSC区后，仍能入网使用的通信服务功能。 MS脱离

13、了本管区的范围移动到其他管区中去了，当其他用户呼叫这个漫游的MS时，仍拨它原来的局号和电话号码。 漫游服务的实现包括位置更新、呼叫转移和呼叫建立三个过程。,72,位置更新,73,呼叫转移：当固定用户呼叫处于漫游状态的MS时，将呼叫转移到漫游的MS过程就是呼叫转移过程。 呼叫建立：根据在归属MSC的HLR中的查询，确定出被叫MS目前所处的VLR区，并向被访MSC的VLR发出查询信息。被访MSC查出MS的识别码，在被访MSC的区域内进行寻呼。当被叫MS接收到该呼叫时，向被访MSC返回寻呼响应。呼叫建立完成。,74,75,6.2 移动交换控制原理,移动交换设备功能：完成无线用户之间、无线用户与市话用

14、户之间建立通话时的接续和交换。 移动交换设备多为程控电话交换机。 移动交换设备与程控电话交换机相比需要有一些特殊功能。,97,与传统的程控交换机相比，移动呼叫有如下特点： 呼叫处理：MSC对MS不进行用户扫描、送拨号音、收号等处理，只是通过BS向MS提供接入信道。MS通过接入信道向BS发送呼叫消息。呼叫和收号都由无线接口信令完成。MS的呼叫排队由BS控制器完成。呼叫时只用控制信道，待被叫应答后再分配业务信道。,98,接入处理：对于呼叫接入，MSC要检查呼入MS的合法性和权限，并通过BS执行寻呼过程。 信道分配：移动呼叫的信道分配由MSC根据需要为呼出的MS或呼入的MS分配业务信道和信令信道。一

15、般每个小区都配有固定的业务信道，该小区信道全忙时，在条件许可的情况下可以借用相邻小区的信道。,99,MS呼叫处理过程流程图,100,6.2.1 移动呼叫处理,一、移动台初始化 移动通信系统要进行一次正常通话，涉及到位置登记、呼叫处理和越区切换等过程。通常移动通信系统将整个服务区分为许多位置区，并指定不同的识别码，这些位置区识别码分别由各区的广播控制信道广播。,101,移动台不断移动导致其位置信息也不断变化，移动台开机后首先就要通过自动扫描，捕获当前所在小区的广播信道，通过接收广播控制信道来获得所在移动网号、基站号和位置区域等信息，并将其存入存储器中。,102,移动用户漫游到新区必须用其移动用户

16、识别码证明其身份，并向该地区的访问用户位置寄存器（VLR）申请位置登记。从而得到一个临时性的漫游号码(MSRN) ，并通知其归属位置寄存器修改该用户的位置信息，以便为其他用户呼叫此用户提供所需的路由。,103,二、呼叫接续控制 移动用户可在一定区域内任意移动，完成移动用户间或移动用户与固定用户间的一个接续，须经固定的地面网和不固定的无线信道的链接，而且移动台位置的变动使整个服务区内话务分布状态随时发生剧烈的变化。 在移动网中，为了建立一个呼叫连接，需要解决三个问题： 用户所在的位置； 用户识别； 用户所需提供的业务。,104,呼叫建立过程分为：移动台的被呼过程和移动台的始呼过程。 移动台为被叫

17、时主要包括两个流程： 查询被叫手机的位置的过程； 寻找到手机之后的接续过程。,105,1固定网至移动台的呼叫接续控制 市话用户拨移动用户号码，进入移动业务交换控制中心MSC，经MSC识别确认后，变换成移动用户的识别码IAI。,106,MSC：根据该移动台上次登记的位置信息，在相应区域内向所有基站广播呼叫该移动用户的识别码。 移动台：收到与自身相符的寻呼信息后，即检查上行控制信道的空闲状况；利用空闲信道发回寻呼响应。 MSC：确定该移动台所在的小区，找空闲的话音信道，通知相关基站，发检测音，并通过控制信道给MS发转移信道指令和信道号。 移动台：自动调谐到指定的话音信道并环回检测音给基站 。,10

18、7,市话用户呼叫移动用户的控制过程,向位置区内所有基站广播,在空闲的上行控制信道发回,发转移信道指令和信道号。,以证明能否在该信道上建立正常的通话。,用户号码识别码,108,109,2移动台主呼的呼叫接续控制 移动台若要建立一个呼叫，需拨被叫用户的号码，再按“发送”键，移动用户则开始启动程序。 移动台：向基站发申请信道信息。 基站：向移动台指配专用控制信道。 移动台：向MSC发业务请求信息。 MSC：移动台认证处理；向移动台回送呼叫控制信号。,110,111,（1）移动台至固定网的呼叫 移动台：向MSC发出呼叫建立信息。 MSC：确定被叫用户是固定用户，通过固定网连接被叫用户的交换机；向主叫移

19、动用户发出呼叫建立证实、分配专用业务信道。 移动台：等候被叫用户响应证实信号。,112,移动台呼叫市话用户的接续控制顺序,113,114,（2）移动台至移动台的呼叫 MSC：根据该移动台上次登记的位置信息，在相应区域内向所有基站广播呼叫该移动用户的识别码。 移动台：收到与自身相符的寻呼信息后，即检查上行控制信道的空闲状况；利用空闲信道发回寻呼响应。 MSC：确定该移动台所在的小区，找空闲的话音信道，通知相关基站，发检测音，并通过控制信道给MS发转移信道指令和信道号。 移动台：自动调谐到指定的话音信道并环回检测音给基站 。,115,116,6.2.2 移动交换的基本技术,一、漫游技术 移动用户由

20、归属交换局（或归属局）控制区进入被访交换局控制区后，仍能获得移动业务服务的网络功能称为漫游。 漫游服务是移动通信特有的交换技术。,117,1人工漫游 两地运营部门预先定有协议，为对方预留一定数量的漫游号，用户漫游前必须提出申请。该方式用于A，B两地尚未连网的情况。 2半自动漫游 漫游用户至访问区发起呼叫时由访问区人工台辅助完成。,118,3自动漫游 这种方式要求网络数据库通过7号信令网互连，网络可自动检索漫游用户的数据，并自动分配漫游号，对于用户来说没有任何感觉。 归属局需要记录漫游用户的位置。,119,二、切换技术 切换是移动通信系统的一项重要功能，它是移动台在移动过程中为保持与网络的持续连

21、接而发生的波道切换技术，其含义是指正在通话的MS从一个小区移动到另一小区时，移动业务交换中心MSC命令该MS从本小区的无线信道转接到另一个小区的无线信道上，以保持通话的连续性。,120,越区切换的种类 (1) 同一基站控制器BSC下不同小区间的切换,对一个或多个BTS进行控制。,121,(2) 同一MSC/VLR内不同BSC控制的小区间的切换,122,(3) 不同MSC/VLR控制的小区间的切换,越局切换。新的话音通路要占用两个MSC之间的局间中继线。,123,三、网络安全技术 移动通信系统（如GSM系统）在网络安全方面提供了较为完备的网络安全功能，主要表现在对用户识别码的加密，接入网络时采用

22、了对用户鉴权，以及对无线路径上传送的用户通信信息加密。,124,1用户识别码的加密 国际移动用户识别码（International Mobile Station Identification，IMSI）是移动用户的特征号码，一旦被人截获，就会让他人知道行踪，甚至被他人冒用账户，造成经济损失。,125,移动通信系统为每一个用户提供了一个临时用户识别码（Temporary Mobile Station Identification，TMSI）。在无线传输过程中，用临时用户识别码（TMSI）来代替移动用户识别码（IMSI），以达到保护用户安全的目的。 TMSI仅在一个VLR区域有效。,126,TMS

23、I更新过程,127,2用户鉴权 用户鉴权也称为用户认证。确认移动台通过无线传送的移动用户识别码（IMSI）是否是签约的IMSI，即确认用户的合法身份，防止无权用户接入网络。 用户鉴权由鉴权中心（Authority Center，AC）、位置寄存器（VLR）和用户配合完成。,128,鉴权中心产生移动用户的鉴权三参数组（随机数RAND、响应数SRES、加密密钥Kc），用来鉴权用户身份的合法性以及对无线接口上的话音、数据、信令信号进行加密，防止无权用户接入和保证移动用户通信的安全。,129,鉴权是在设备识别以后进行的。 鉴权开始时，移动交换中心(MSC/AC)产生一个随机数，作为鉴权参数(RAND)

24、，通过基站发向移动台MS；移动台收到RAND后与本身用户SIM卡的密钥(Ki)按规定算法A3计算，得到一个符号响应SRES；MS将其SRES通过基站送入网络的VLR。,130,另外，在MSC中，根据移动台识别码IMSI(TMSI)从鉴权中心AC查出该移动台使用的密钥Ki，同时类似于移动台，也将Ki与随机参数RAND按算法A3算出响应SRES。在网络侧MSC与访问位置寄存器VLR的两组参数比较一致，即SRES= SRES，则鉴权成功。,131,132,鉴权过程,133,3用户通信信息的加密 信息的加密是指基站和移动台之间交换的用户信息和用户参数不被截获或监听，用户信息是否需要加密可在呼叫建立时由

25、信令指明。,134,信息加密过程是受鉴权过程中的鉴权密钥Ki及信息加密密钥Kc控制的。当完成上述鉴权后，移动台和网络端各自根据规定算法A8，分别从Ki和RAND算出信息加密密钥Kc。,135,随机数,响应数,鉴权密钥,基站收发信机组,信息加密密钥,基站控制器,136,鉴权与加密的原理,137,信令是与通信有关的一系列控制信号。 信令是用户以及通信网中各个节点相互交换信息的共同语言，是整个通信网的神经系统。 基本功能： 建立呼叫 监控呼叫 清除呼叫,6.3 移动交换接口信令,要实现全球漫游，各移动交换系统必须遵守统一的信令规范，并采用统一的无线传输技术。,138,GSM系统总体结构,MSS,13

26、9,Um接口：是用户终端设备MS与基站之间的空中无线接口。 Abis接口：基站收发信机BTS与基站控制器BSC之间的接口。 A接口：基站控制器BSC与移动交换中心MSC之间的信令接口。 B接口：MSC与来访位置寄存器VLR之间的接口。,140,C接口：MSC与归属位置寄存器HLR之间的接口。 D接口：来访位置寄存器VLR与归属位置寄存器HLR之间的接口。 E接口：不同的移动交换中心MSC之间的接口。 F接口：移动交换中心（MSC）与设备识别寄存器（EIR）之间的接口。 G接口：不同的来访位置寄存器VLR之间的接口。,141,Um接口又称为空中接口，直接和用户相接，所有和信令相关的信令消息都源于

27、此接口。 A接口也称为无线接入接口。传送有关移动呼叫处理、基站管理、移动台管理及信道管理等信息，并与Um接口互通，在MSC和MS之间互传信息。,142,Um接口协议分层结构,第一层是物理层，该层为无线接口最低层，它提供无线链路的传输通道，为高层提供不同功能的逻辑信道，包括业务信道TCH和控制信道，业务信道TCH主要用于传送编码语音和数据，控制信道主要传送用于电路交换的信令信息及移动管理和接入管理的信令信息。,第二层是信令链路层，该层为MS和BTS之间提供了可靠的专用数据链路，基于ISDN的D信道链路接入协议（LAPD），同时也加入了一些移动应用方面的GSM特有的协议，一般称为LAPDm协议。,

28、第三层是信令层，该层主要负责控制和管理的协议层，把用户和系统控制过程的信息按一定的协议分组安排到指定的逻辑信道上。它包括了CM、MM、RR三个子层，CM子层可完成呼叫控制（CC）、补充业务管理（SS）和短消息业务管理（SMS）等功能，MM子层主要完成位置更新、鉴权和TMSI的再分配，RR子层完成专用无线信道连接的建立、操作和释放。,143,移动终端与网络之间的接口为无线接口，是一个开放性的接口，它是保证不同厂家的移动台与不同厂家的系统设备之间互通的主要接口。 无线接口自下而上分为三层： 物理层（第一层） 数据链路层（第二层） 信令层（第三层）,6.3.1 无线接口信令,144,移动交换信令系统

29、的结构,145,一、物理层（第一层） GSM系统将无线信道分为两类： 业务信道（Traffic CHannel，TCH）用于传送经编码和加密后的用户信息。 控制信道（Control CHannel，CCH）用于传送信令消息或同步数据，又称为信令信道。 从BTS到MS的方向称为下行链路，相反的方向称为上行链路。,146,控制信道分为： 1广播信道（BCH） 广播信道供基站发送单向广播信息，使移动台与网络同步。 三种广播信道： 广播控制信道 频率校正信道 同步信道,这三种信道都是下行信道。,147,频率校正信道（FCCH）用于向移动台传送频率校正信号，使移动台能调谐到相应的频率上。 同步信道 （S

30、CH）向移动台传送帧同步和基站识别码（BSIC）。 广播控制信道（BCCH）向移动台传送小区的通用消息，包括位置区识别码，小区内允许的最大输出功率，相邻小区的BCCH载频等信息。,148,2公共控制信道（CCCH） 公共控制信道是基站与移动台间的一点对多点的双向信道。用于系统寻呼和移动台接入。有三种信道： （1）寻呼信道（PCH） （2）随机接入信道（RACH） （3）接入允许信道（AGCH）,下行信道,上行信道,下行信道,149,寻呼信道（PCH）：下行信道，用于寻呼移动台。 随机接入信道（RACH）：点对点上行信道，用于移动台向系统申请专用控制信道。 允许接入信道（AGCH）：点对点下行信

31、道，用于向移动台发送系统分配给该移动台的专用信道号并通知移动台允许接入。,150,3专用控制信道（DCCH）和随路控制信道（ACCH） 用于在网络和移动台间传送网络消息以及无线设备间传送低层信令消息。 有三种信道： （1）独立专用控制信道（SDCCH） 点对点信道，用于移动台呼叫建立之前传送系统信息，如登记和鉴权等。,上、下行信道,151,（2）慢速随路控制信道（Slowly Associated Control CHannel，SACCH）用于传送服务小区及相邻小区的信号强度、移动台功率等级等数据。 （3）快速随路控制信道（Fast Associated Control CHannel，FA

32、CCH）用于传送速度要求高的信令信息。,上、下行信道,上、下行信道,152,GSM定义的逻辑信道,153,二、数据链路层（第二层） 无线接口的数据链路层采用一种类似于D通道链路接入协议（Link Access Protocol of D-channel，LAPD），是在ISDN的LAPD协议基础上作少量修改形成的。为了与LAPD相区别加上“m”脚标（表示移动的意思），称为LAPDm。它修改原则是尽量减少不必要的字段以节省信道资源。,154,与ISDN的LAPD协议的主要不同之处在于取消帧定界标志和帧校验序列，因为其功能已由TDMA系统的定位和信道纠错编码完成。 LAPDm支持两种操作： 1）无

33、确认操作，其信息采用无编号信息帧UI传输，无流量控制和差错校正功能。 2）确认操作，使用多帧方式传输第三层信息，可维持所传送的各帧的顺序，可完成流量控制功能，对没有确认的帧采用重发来纠正错误，对不能纠正的错误则报告到移动管理实体。,155,三、信令层（第三层） 无线接口第三层是收发和处理信令消息的实体，由无线资源管理来建立、改变和释放无线信道，包括三个功能子层：无线资源管理（Radio Resource management，RR）、移动性管理（Mobile Management，MM）和连接管理（Connection Management，CM）。,156,RR(无线资源管理) 对无线信道进

34、行分配、释放、切换、性能监视和控制，共定义了八个信令过程。 MM(移动性管理) 定义了移动用户位置更新、定期更新、鉴权、开机接入、关机退出、TMSI重新分配和设备识别等七个过程。 CM(连接管理) 负责呼叫控制，包括补充业务和短消息SMS的控制。由于有MM子层的屏蔽，CM子层已感觉不到用户的移动性。其控制机理继承ISDN，包括去话建立、来话建立、呼叫中改变传输模式、MM连接中断后呼叫重建和DTMF传送等五个信令过程。,157,来话呼叫建立信令的过程,158,在GSM系统中，基站子系统（Base Station Subsystem，BSS）可分为两部分，即基站收发信台（Base Transcei

35、ver Station，BTS）和基站控制器（Base Station Controller，BSC）。一个BSC可以控制分布于不同地点的多个BTS。,6.3.2 基站接入信令,159,公共陆地移动通信网的接口,空中接口,无线接入接口,160,一、A-bis接口信令 A-bis接口信令分为三层结构。第二层采用D通道链路接入协议（LAPD），第三层有三个实体：业务管理过程、网络管理过程和第二层管理过程，分别对应于业务接入点标识（Service Access Point Identification，SAPI）取值0，62和63。,161,二、A接口信令 A接口是BSC与MSC之间的接口，A接口是

36、标准化的接口，因此可以支持BSC-MSC的多厂商环境。 A接口信令采用7号信令作为消息传送协议。GSM规范将A接口信令归为三层结构，即物理层、链路层和应用层。,162,采用7号信令作为消息传送协议，分为三层结构：物理层MTP-1（64kbits链路），MTP-2，3+SCCP作为第二层，负责消息的可靠传送。MTP-3主要用其信令消息处理功能。,C,163,应用层作为信令的第三层，称为BSSAP(基站系统应用部分)，包括两部分： DTAP (直接传送应用部分) BSSMAP (BSS管理应用部分) DTAP用于透明传送MSC和MS间的消息，这些消息主要是CM(连接管理)和MM (移动性管理)协议

37、消息。,164,BSSMAP(BSS管理应用部分)用于对BSS的资源使用、调配和负荷进行控制和监视。消息的源点和终点为BSS和MSC，消息均和RR (无线资源管理)相关。某些BSSMAP过程将直接引发RR消息，反之，RR消息也可能触发某些BSSMAP过程。GSM标准共定义了18个BSSMAP信令过程。,165,1MAP接口 移动交换系统的网络接口主要有BG六种接口。都是由移动应用部分（MAP）支持。 MAP是No7信令系统的应用层协议，是事务处理部分(TCAP)的用户。,6.3.3 网络接口信令,166,网络接口示意图,167,（1）B接口 MSC通过该接口向VLR传送漫游用户的位置信息，并在

38、呼叫建立时向VLR查询漫游用户的有关数据。 （2）C接口 MSC通过该接口向HLR查询被叫移动台的选路信息。 （3）D接口 用于位置登记器之间传送移动台的用户数据、位置信息和选路信息。,168,（4）E接口 用于越局切换时，两个 MSC之间交换信息。 （5）F接口 MSC通过该接口向EIR查询参与呼叫移动台设备的合法性。 （6）G接口 移动台位置更新时，新VLR向老VLR索取TMSI和鉴权参数等必要信息。,169,MAP接口的信令协议就是MAP规程，由7号信令系统中的信令连接控制部分（SCCP）和事务处理能力部分（TCAP）支持，MAP的主要功能是在MSC和HLR，VLR，EIR等网络数据库之

39、间交换与电路无关的数据和指令，支持移动用户漫游、切换和网络的安全保密，实现全球联网。,170,2MAP接口的主要程序 （1）位置登记和删除 这是在HLR和VLR之间传送的程序，是MAP规程中最重要的一部分，这一程序主要用于位置信息的更新。 移动通信系统与固定电话系统的一个主要不同之处就是移动台MS的位置是在不断变化的，为了与系统保持联系，MS就需要不断地向系统报告自己当前的位置。,171,GSM网络被划分为不同的位置区，位置区由位置区识别码LAI标识，每个小区的广播信道广播的系统消息中，都包含该小区所属的位置区识别码LAI，每个MS当前所在的位置区的LAI被保存在MS的SIM卡和该MS位于的V

40、LR中。 MS进入了新的位置区，发现当前小区广播信道广播的系统消息中包含的位置区识别码LAI与SIM卡中保存的LAI不一致时，MS进行位置更新。,172,GSM系统的位置更新包括三个方面的内容： 第一，移动台的位置登记； 第二，当移动台从一个位置区域进入一个新的位置区域时，移动系统所进行的是通常意义下的位置更新； 第三，在一定的特定时间内，网络与移动台没有发生联系时，移动台自动地、周期性地（以网络在广播信道发给移动台的特定时间为周期）与网络取得联系，核对数据。,173,在GSM系统中有三个地方需要知道位置信息：HLR、VLR和MS（SIM卡），在MS的位置发生变化时需要保持三者的一致性，在VL

41、R和SIM卡中保存的位置信息是MS当前所在的位置区识别码LAI，在MS归属的HLR中保存的位置信息是MS当前所在的VLR号码。,174,同一MSC/VLR区不同的位置区识别码LAI的位置更新，只需更新VLR和MS（SIM卡）中的位置信息； 不同MSC/VLR区不同的LAI的位置更新，需更新HLR、VLR和MS（SIM卡）中的位置信息。 经过位置更新过程后，管辖MS当前所在区域的VLR中已存放了该用户主要的用户数据，MS注册的HLR中也已存放了该用户的位置信息。MS原来登记位置的VLR已删除该用户的用户数据。,175,位置更新过程,176,（2）补充业务处理 补充业务处理包括激活、去激活、登记、

42、取消、使用和询问，这些处理为用户提供了方便。,177,（3）呼叫建立期间用户参数的检索 呼叫建立期间对用户参数的检索主要包括下述三种情况。 直接信息检索：移动交换中心（MSC）由VLR直接获得所需参数。,178, 间接信息检索：VLR需先向HLR获取部分或全部用户参数；例如，始发呼叫的MSC通过这一程序向被叫移动台归属的HLR询问路由信息，HLR在该用户的数据库中找到用户的位置（VLR号码）后，再向用户所在VLR索取临时漫游号码 ，并将得到的这一号码回送给始呼的MSC，MSC根据这个临时号码建立话音通路，完成了交换接续。,179,移动用户漫游号码是当呼叫一个移动用户时，为使网络进行路由再选择，

43、VLR临时分配给移动用户的一个号码，结构为13SM0M1M2M3ABC。 M0M1M2M3的数值与H0H1H2H3相同；ABC为各移动局中临时分配给移动用户的号码。,180,H0H1H2H3是HLR识别码， H0H1H2全国统一分配，H3省内分配。 移动用户漫游号码是在一次接续中临时分配给漫游用户的，供入口MSC选择路由用，一旦接续完毕即释放该号码，以便分配给其他的呼叫使用。该号码对用户是透明的。,181, 路由信息检索 PSTN/ISDN用户呼叫移动台时，网关MSC（GMSC）向归属位置寄存器（HLR）请求漫游号。,182,（4）切换 切换是MSC之间的传送程序，主要用于移动台在两个MSC之

44、间进行切换号码等信令过程。 切换一般在下述三种情况下要进行切换： (1)通话过程中MS从一个基站覆盖区移动到另一个基站覆盖区。,183,(2)由于外界干扰而造成通话质量下降时，必须改变原有的话音信道而转接到一条新的空闲话音信道上去，以继续保持通话。 (3)MS在两个小区覆盖重叠区进行通话，已占用业务信道TCH的这个小区业务特别忙，这时BSC通知MS测试它邻近小区的信号强度、信道质量，决定将它切换到另一个小区，这就是业务平衡所需要的切换。,184,（5）用户管理 用户管理包括用户位置信息管理和用户参数管理，有两方面的内容。 （6）位置存储器的故障恢复 VLR故障恢复进行重启动后，将所有的移动台（MS）标上“恢复”标记，表示数据尚待核实。,185,（7）用户鉴权 用户鉴权主要包括呼叫建立、位置登记、补充业务等情况下进行的正常鉴权，当VLR保存的预先算好的鉴权数据组低