GSM基本原理.ppt

GSM基本原理李蔷薇GSM系统及网络结构系统及网络结构 GSM信号处理相关技术信号处理相关技术 无线接入原理无线接入原理GSM信道类型信道类型 GSM安全性相关流程：鉴权、加密、三参数组安全性相关流程：鉴权、加密、三参数组 GSM系统消息系统消息GSM编号系统编号系统MS的工作模式及信令流程的工作模式及信令流程小区规划过程小区规划过程目录AUCGMSCVLREIROMCMSCBSCBTSMSISDNPSPDNCSPDNPSTNPLMNSSBSS交换系统基站系统基站系统信息传输基站系统呼叫连接和信息传输HLRGIWUGIWUGSM系统结构系统结构GSM系统结构系统结构GSM系统分为两部分：n n交换系统（SS）n n基站系统（BSS）交换系统（交换系统（SS）n n移动业务交换中心（MSC）n n拜访位置寄存器（VLR）n n归属位置寄存器（HLR）n n鉴权中心（AUC）n n设备识别寄存器（EIR）n nGSM 互通工作单元（GIWU)GSM系统结构系统结构MSCMSC：一个一个MSCMSC控制多个基站控制器，它的功能为：控制多个基站控制器，它的功能为：n n交换。包括呼叫的建立、路由选择、呼叫监视、呼叫交换。包括呼叫的建立、路由选择、呼叫监视、呼叫 释放释放n n计费。计费。CDRCDRn n位置更新、鉴权、加密、补充业务、切换位置更新、鉴权、加密、补充业务、切换n n与与VLRVLR、HLRHLR、GMSCGMSC、DTDT（GIWUGIWU）、）、SMS-GMSCSMS-GMSC、SMS-IWMSCSMS-IWMSC、SGSNSGSN（GSGS）通信）通信HLRHLRn nHLRHLR和和 VLRVLR是与呼叫建立密切相关的两个数据库。是与呼叫建立密切相关的两个数据库。HLRHLR是管理部门是管理部门用于管理移动用户呼叫资料的数据库。当一个人购买电信网的移动台用于管理移动用户呼叫资料的数据库。当一个人购买电信网的移动台时，他将被登记在该网络的时，他将被登记在该网络的HLRHLR中，中，HLRHLR与各营业点的终端相连。它与各营业点的终端相连。它储存两类数据：储存两类数据：n n一是用户的参数，包括一是用户的参数，包括:MSISDN:MSISDN、IMSIIMSI、用户类别、用户类别、KiKi，补充业补充业务及用户的三参数组等参数。务及用户的三参数组等参数。n n二是用户的位置信息，该二是用户的位置信息，该MSMS目前于哪个目前于哪个MSC/VLRMSC/VLR中，即中，即 MSC/VLRMSC/VLR地址。地址。n nHLRHLR可与可与MSCMSC合设，也可单独设置合设，也可单独设置(用户永久数据库）用户永久数据库）GSM系统结构系统结构VLR：n nVLRVLR用于寄存所有进入本交换机服务区域用户的信息。用于寄存所有进入本交换机服务区域用户的信息。VLRVLR看成是分看成是分布的布的HLRHLR，VLRVLR与与MSCMSC配对合置于一个物理实体中。配对合置于一个物理实体中。（因为每次呼叫，它们之间有大量的信令传递，若分开，信令链路负荷（因为每次呼叫，它们之间有大量的信令传递，若分开，信令链路负荷大，所以将大，所以将MSCMSC与与VLRVLR接口做成接口做成AXE AXE 的内部接口。）的内部接口。）VLRVLR中也寄存两类信息：中也寄存两类信息：一是本交换区用户参数，该参数是从一是本交换区用户参数，该参数是从HLRHLR中获中获得的。得的。二是本交换区二是本交换区MSMS的的LAI LAI（用户临时数据库）（用户临时数据库）MSC/VLRMSC/VLRMSC/VLRMSC/VLRHLRHLR与与VLR的区别的区别GSM系统结构系统结构AUC：n n也是数据库。AUC是向HLR提供出于安全原因而使用的鉴权参数和密钥。即三参数组。RANDRAND（随机数）（随机数）SRESSRES（符号响应）（符号响应）KcKc（密钥）（密钥）n n用户在签约入网时，被唯一分配一个鉴权码Ki和IMSI，存储于ACU和SIM卡中GSM系统结构系统结构EIR：n n用来检验设备的合法性，可以禁止末经批准的话机设备使用。n n它内存三种名单：白名单-合法设备 黑名单-非法设备 灰名单-故障设备为什么大多数运营商不采用EIR功能？GSM系统结构系统结构GMSC：n n称为入口移动交换局或称门道局。称为入口移动交换局或称门道局。n n互联互通的接口（互联互通的接口（Interworking Interface(Call to MS)Interworking Interface(Call to MS)）n n询问功能（询问功能（InterrogationInterrogation）n n路由选择功能（路由选择功能（RoutingRouting）n n呼叫转移功能（呼叫转移功能（Call forward to C-NoCall forward to C-No）n nGMSC GMSC 可以是任意的可以是任意的MSC MSC，也可以单独设置。单独设置时，不处理，也可以单独设置。单独设置时，不处理 MSMS的呼叫，因此不需设的呼叫，因此不需设VLR VLR，不与，不与BSC BSC 相连。相连。GIWU：n n是传真及数据通信的格式转换与速率适配。是传真及数据通信的格式转换与速率适配。n n爱立信产品中该单元集成在爱立信产品中该单元集成在MSCMSC内，称内，称DTIDTI。GSM系统结构系统结构基站系统（基站系统（BSS）n n基站控制器（BSC/TRC）n n无线基站（RBS）基站控制器（BSC/TRC）功能n n处理与MS的连接。通过分配逻辑信道来实现。n n小区数据的管理，无线信道的管理、分配、监视、释放。n n传输网络的管理。只管理到RBS的传输网络。n n基站的操作与维护n n定位与切换定位与切换n n话音编码与速率适配n n话务的集中与扩散GSM系统结构系统结构无线基站（RBS）功能：RBS用来提供移动台与系统的无线接口，主要由无线收发信机构成。n n无线信号处理、发射和接收n n测量服务小区的信号强度（SS）和误比特率（BER），时间提前量（TA）。GSM系统结构系统结构网络监控中心：n nOMC一个网络可由多个OMC，主要侧重于短期的本地告警。网元管理。n nNMC一个网络一个，它控制多个OMC，侧重长期系统范围的告警。网络管理。功能：配置管理故障管理性能管理GSM系统结构系统结构GSM系统结构系统结构MS n nMS=SIM+ME。n nSIM中存有：固定信息（用户的签约信息，A3、A8），临时信息（LAI，BA表，网络标识）n n没有SIM卡，MS不能接入GSM网络，但是当用于紧急业务时除外n nME用于无线信号处理、发射和接收n nME还测量服务小区的SS和BER，测量相邻小区BCCH载波的SS。GSM系统结构系统结构主要接口的协议主要接口的协议n nMSC与BSC之间的接口是标准的NO.7信令的接口，不同厂家的设备可以互连。n nBSC与RBS之间的接口是Abis接口，没有开放标准，因此不同厂家的BSC和RBS不能互连，只能使用同一厂家的BSC和RBS。CME20在该接口的协议称为链路接入协议（LAPD）。n nRBS与MS的接口称为空中接口，其协议称LAPDm。GSM的网络结构的网络结构位置区MSC 区扇区PLMN 区服务区小区扇区GSM的网络结构的网络结构GSM系统中：一个小区等于一个扇区CDMA系统中：一个小区等于三个扇区位置区（LA）n n位置区由若干个小区构成n n位置区就是寻呼区n n在同一个位置区内不同小区移动，不用做位置更新n n一个位置区只能属于某一个MSC/VLRn n位置区的边界一般不能通过高话务地区，而应推到诸如山脉、湖泊和铁路边等话务稀少的地方GSM系统及网络结构系统及网络结构 GSM信号处理相关技术信号处理相关技术 无线接入原理无线接入原理GSM信道类型信道类型 GSM安全性相关流程：鉴权、加密、三参数组安全性相关流程：鉴权、加密、三参数组 GSM系统消息系统消息GSM编号系统编号系统MS的工作模式及信令流程的工作模式及信令流程小区规划过程小区规划过程目录GSM信号处理相关技术n n信源编码技术n n信道编码技术n n交织技术n n加密技术n n调制技术GSM中采用混合编码，称规则脉冲激励长期预测线性编码（RPE-LTP）,编出的语音全速率为13Kbit/s信源编码技术目的：纠正无线传输中随机性的差错。编出速率为22.8kbit/s采用了分组编码和卷积编码技术信道编码技术交织技术目的：纠正无线传输中突发性（连续性）差错普通突发脉冲串形成突发脉冲串的速率为33.8kbit/S二次交织加密技术和调制技术加密技术n n加密算法是A5算法n n不增加比特数n n防止非法窃听调制技术n nGMSK=高斯滤波器（低通）+最小频移键控n n优点：占用空中带宽窄n n缺点：抗干扰能力减弱GSM系统及网络结构系统及网络结构 GSM信号处理相关技术信号处理相关技术 无线接入原理无线接入原理GSM信道类型信道类型 GSM安全性相关流程：鉴权、加密、三参数组安全性相关流程：鉴权、加密、三参数组 GSM系统消息系统消息GSM编号系统编号系统MS的工作模式及信令流程的工作模式及信令流程小区规划过程小区规划过程目录FDD/TDMA技术技术FDD/TDMAGSM中使用的频率频率与信道号的关系n n载频间隔为载频间隔为200kHZ200kHZ，900MHZ900MHZ频段上有频段上有124124个载频，标称中心频率个载频，标称中心频率与频道号的关系由以下公式确定：与频道号的关系由以下公式确定：上行频率上行频率f f（n n）8908900.2n0.2n（MHZMHZ）下行频率下行频率f f（n n）9359350.2n0.2n（MHZMHZ）n n1800MHZ1800MHZ上有上有374374个载频，个载频，DCS1800DCS1800频率编号：频率编号：上行频率上行频率f f（n n）171017100.20.2（n n511511）（MHZMHZ）下行频率下行频率f f（n n）180518050.20.2（n n511511）（MHZMHZ）n n其中其中n n为绝对频率号，从为绝对频率号，从512512885885。目前我国使用P-GSM900、E-GSM900、DCS1800频段。在每端留有200kHZ的保护带。中国移动公司占有E-GSM900的上行885890MHZ，下行930935MHZ，对应的频道号为10001024；占有P-GSM900的上行890909MHZ，下行935954MHZ，对应的频道号为194；占有DCS1800的上行17101720MHZ，下行18051815MHZ，对应的频道号为512562。中国联通占有P-GSM900的上行909915，下行954960MHZ,对应的频道号是95124。无线电波传播基础n n无线电波频段的划分n n无线电波传播方式n n无线电波传播特性n n克服衰落的方法无线电波频段的划分移动通信使用的是哪个频段？UHF段段无线电波的传播方式n n地波（地表面波）传播：长波、地波（地表面波）传播：长波、中波中波n n天波传播：中波天波传播：中波n n直线波（空间波）传播：短波、直线波（空间波）传播：短波、超短波超短波n n散射传播散射传播n n穿过电离层在外层空间传播穿过电离层在外层空间传播无线电波的传播特性n n多径效应与快衰落多径效应与快衰落n n阴影效应与慢衰落阴影效应与慢衰落n n路径损耗路径损耗n n多普勒频移多普勒频移数字无线传输特有的问题数字无线传输特有的问题n n时间色散时间色散n n时间提前时间提前克服的方法是什么？多径效应多径衰落多径衰落多径衰落多径衰落n n由多径传播导致接收到的信号由多径传播导致接收到的信号幅度出现随机起伏变化；幅度出现随机起伏变化；n n衰落深度可达衰落深度可达303040dB40dB；n n又称瑞利衰落或快衰落又称瑞利衰落或快衰落阴影效应阴影衰落阴影衰落阴影衰落阴影衰落n n由阻挡或地面的起伏不平造成由阻挡或地面的起伏不平造成信号的缓慢变化信号的缓慢变化n n又称正态衰落或慢衰落又称正态衰落或慢衰落如何克服衰落？如何克服衰落？1、增加发射功率？2、采用功率控制？3、采用分集技术衰落储备路径损耗自由空间的路径损耗L（dB）=32.45+20lg f（MHZ）20lg d（km）多普勒多普勒频移移 当运动的物体达到一定的速度时，固定当运动的物体达到一定的速度时，固定点接收到的从运动体发来的载波频率将随点接收到的从运动体发来的载波频率将随运动物体速度的不同，产生不同的频移，运动物体速度的不同，产生不同的频移，通常将这种现象称为通常将这种现象称为多普勒频移多普勒频移 在移动通信中，在移动通信中，MSMS移向移向BSBS时，频率变高时，频率变高 MSMS远离远离BSBS时，频率变低时，频率变低 克服衰落的方法分集技术n n发射分集发射分集正交发射分集（正交发射分集（OTDOTD）时空扩展分集（时空扩展分集（STSSTS）n n接收分集接收分集空间、频率、时间、极化、路径、场分量、角空间、频率、时间、极化、路径、场分量、角度分集度分集分集接收技术n n指接收端对收到的多个衰落特性相互独立（携带同一个信息数据流）的信号进行特定的处理，以降低信号电平起伏的办法；n n它是利用信号的基本参量在时域、频域和空域中如何分散开又如何收集起来的技术，其含义有两个：一是分散传输，使收端获得多个统计独立的携带同一一是分散传输，使收端获得多个统计独立的携带同一数据信息流的衰落信号；数据信息流的衰落信号；二是集中合并处理把收到的独立的衰落信号进行合并二是集中合并处理把收到的独立的衰落信号进行合并以降低衰落的影响。以降低衰落的影响。常用的分集接收技术n n空间分集多于两副天线接收n n频率分集宽带通信技术天生特点n n时间分集交织、检错、纠错编码n n极化分集采用极化天线，是空间分集的一种特殊情况n n路径分集RAKE接收，软切换分集合并技术 n n合并信号的表达式合并信号的表达式n n分类分类 选择性合并选择性合并(SelectiveCombining)(SelectiveCombining)等增益合并等增益合并(Equal-GainCombining)(Equal-GainCombining)最大比合并最大比合并(maximalRatioCombining)(maximalRatioCombining)010101010101 010101时间色散接收机里采用均衡器技术可以克服4个bit的时间色散 在GSM系统中，比特速率为270Kbit/s，则每一比特时间为3.7us，也即是一比特对应1.1Km。假若反射信号经过的路程比直射信号经过的路程长1.1公里，则移动台就会在接收到的有用信号中混有比它迟到一个比特时间的一个信号，即移动台同时会收到一个为“1”的信号和一个为“0”信号，这种现象会使移动台接收时的误码率升高。出现时间色散的典型环境为山区、丘陵城市、高层金属建筑。出现时间色散的条件：反射路径直射路径 1.1公里避免有害的时间色散的方法：1）将BTS尽可能建在离建筑物近的地方。2）将BTS背对反射物，天线有高的前背比。3）MS离反射物太远。4）MS离BTS或反射物近。时间色散时间提前1TA=550米，工程上近似为500米。只有通话过程中才能测到TA值，它反应了手机离基站的距离。GSM系统及网络结构系统及网络结构 GSM信号处理相关技术信号处理相关技术 无线接入原理无线接入原理GSM信道类型信道类型 GSM安全性相关流程：鉴权、加密、三参数组安全性相关流程：鉴权、加密、三参数组 GSM系统消息系统消息GSM编号系统编号系统MS的工作模式及信令流程的工作模式及信令流程小区规划过程小区规划过程目录物理信道逻辑信道信令信道业务信道TDMA单帧、复帧、超帧思考：图中是采用SDCCH/8还是SDCCH/4的映射，为什么？定义了几个物理时隙作为SDCCH？可给多少个用户分配SDCCH？最多有多少个用户可以同时通话？若开小区广播信道，则可给多少个用户分配SDCCH？逻辑信道到物理信道的映射MS被叫的信道使用GSM中减少干扰的几种技术 n n动态功率控制技术动态功率控制技术n n跳频技术跳频技术n n非连续发射技术非连续发射技术动态功率控制技术动态功率控制技术动态功率控制发生在MS通话期间，包括基站的功控和移动台的功控。功率控制功能是由BSC实现的，因为在BSC中有功率控制软件算法。其目的n n克服远近效应n n电池功率损耗降低n n避免接收机处于饱和状态n n干扰降低n n改善话音质量跳频技术跳频技术 n n在呼叫期间，载波频率在几个频率上变化，以克服瑞利衰落。因瑞利衰落谷点只是对某一个频点有效，对另一个频点无效。跳频时采用的频率越多，跳频效果越好。跳频的优点从运营商角度看，跳频提供了以下好处：n n提供一个可靠的可预测的无线环境。n n向用户提供更稳定的话音质量。n n减少小区范围，采用更紧凑的频率复用方案，增加系统容量。跳频的分类n n慢跳频：跳频速率低于信息比特率。GSM系统的跳频属于慢跳频，为217次/S。n n快跳频：跳频速率高于或等于信息比特率。跳频速率越高，跳频时采用的频率越多，跳频系统的抗干扰性就越好，但最大跳频增益不超过6dB。跳频的实现方式n n基带跳频n n射频跳频跳频的实现方式n n手机和基站分别是基带跳频还是射频跳频？因为手机只有一套收发信机，所以是射频跳频。基站可以是基带跳频，也可以是射频跳频。n nBCCH是否跳频？BCCH载波的TS0不跳频n nSDCCH和TCH是否可以跳频？都可以跳频非连续发射（非连续发射（DTX）技术）技术 n n非连续发射（DTX）技术仅在有话音帧需发送时，才使发射机工作的一种工作模式。是否采用该种模式在系统信息中播送。n n发话时，话音和背景噪声一起发送，将发端背景噪声的参数传给收端，收端利用这些参数合成与发端相似的噪声。不发话时，仅发背景噪声以满足听觉和测量的需要。n n发射机需要有语音活动检测器（VAD）以检测是否有话音。接收机需有静寂检测器（SID），检测不到话音时送舒适音发生器。只有段2手机支持非连续发射功能。非连续发射（非连续发射（DTX）技术）技术n nDTX的作用：减少空中干扰电平和降低移动台电池消耗。n n是否启动上下行DTX功能由BSC中参数决定。DTXD=ON/OFF,DTXD=ON/OFF,基站使用基站使用DTXD,DTXD,可以降低干可以降低干扰，减轻基站处理负荷。该功能要有扰，减轻基站处理负荷。该功能要有transcodertranscoder的支持。的支持。DTXU=0-2,DTXU=0-2,由网络操作员决定是否使用该功由网络操作员决定是否使用该功能。若使用，不仅降低干扰，而且手机电池耐能。若使用，不仅降低干扰，而且手机电池耐用。用。n n0 0：MSMS可以使用上行不连续发射。可以使用上行不连续发射。n n1 1：MSMS应该使用上行不连续发射。段应该使用上行不连续发射。段2 2手机一般设手机一般设为该值。为该值。n n2 2：MSMS不能使用上行不连续发射。段不能使用上行不连续发射。段1 1手机取该值。手机取该值。GSM系统及网络结构系统及网络结构 GSM信号处理相关技术信号处理相关技术 无线接入原理无线接入原理GSM信道类型信道类型 GSM安全性相关流程：鉴权、加密、三参数组安全性相关流程：鉴权、加密、三参数组 GSM系统消息系统消息GSM编号系统编号系统MS的工作模式及信令流程的工作模式及信令流程小区规划过程小区规划过程目录GSM提供的安全保密措施n n对接入网络的呼叫请求进行鉴权n n对无线信道上的消息进行加密n n对移动台的IMSI进行保护n n对移动设备合法性进行识别下列情况需先经过鉴权n n移动台呼出及呼入。n n移动台位置登记、位置更新。n n移动台补充业务的登记、使用、删除1、用户购机入网时，电信部门将IMSI号和用户鉴权键Ki一起分配给用户。同时，该用户的IMSI和Ki存入AUC。2、在AUC鉴权中心按下步骤产生一个用于鉴权和加密的三参数组。1）产生一个不可预测的随机数RAND。2）以IMSI、Ki和RAND为输入参数由两个不同的算法电路（A8和A3）计算出密钥Kc和符号响应SRES。3）将RAND、SRES、Kc组成一个三参数组送往HLR作为今后为该用户 鉴权时使用。3、HLR自动存储110组每个用户的三参数组，并在MSC/VLR需要时传 给它。而在MSC/VLR中也为每个用户存储17组这样的三参数组。这样做的目的是减少MSC/VLR与HLR、AUC之间信号传送的频次。4、在呼叫处理过程中，MSC向需被鉴权的移动台发送一组参数中的RAND 号码，移动台据此再加上要身SIM卡内存储的IMSI和Ki作为A3鉴权运算 电路的输入信号，算出鉴权的符号响应SRES并将其送回MSC/VLR。5、MSC将原参数组中由AUC算出的SRES与移动台返回的SRES比较，若相 同，则认为合法，允许接入，否则为不合法，拒绝为其服务。鉴权过程：鉴权过程：IMSI1IMSI2KiKiRANDKcSRESRANDKcSRESRAND密钥算法8鉴权算法3结果结果数据库IMSI和鉴权产生随机数HLRAUCHLRMSC/VLRMS算法 A3RANDKiSERSRAND接入请求SRESAUC SRESMS?=存储HLR中所有用户的鉴权键Ki对所有用户产生一参数RAND/KC/SRES临时存储所有用户的三参数组(每用户1至10个)依请求发给VLR存储所有拜访用户的三数组(每用户1至7个三参数组)存储所有有关的用户信息NOYES对IMSI保护 n nTMSI用于保护IMSI码，防止在无线路径上交换信令而跟踪用户。n n该号码只在本MSC区域有效，本次呼叫有效。每次当MS向系统发出请求（如位置更新、呼叫尝试、业务激活）时，MSC给IMSI分配一个新的TMSI，MSC发送TMSI给MS存于SIM中。这样MSC和MS之间的信令传递只用TMSI，真正的用户识别IMSI不在无线路径上传送。n nTMSI的结构可由各电信部门选择，一般TMSI的长度只有IMSI的一半，因此同一地区的寻呼容量增加一倍。IMSI只用于位置更新失败或没有分配TMSI的情况下。GSM系统及网络结构系统及网络结构 GSM信号处理相关技术信号处理相关技术 无线接入原理无线接入原理GSM信道类型信道类型 GSM安全性相关流程：鉴权、加密、三参数组安全性相关流程：鉴权、加密、三参数组 GSM系统消息系统消息GSM编号系统编号系统MS的工作模式及信令流程的工作模式及信令流程小区规划过程小区规划过程目录GSM的系统消息在GSM中，共定义了七种类型的系统信息：n nSystemInformationType1（开跳频时发送）CellChannelDescriptionCellChannelDescriptionRACHControlParametersRACHControlParameters（CBCB、MAXRETMAXRET、ECEC、TXTX、RERE）n nSystemInformationType2（MS空闲时发送）NeighbourCellsDescriptionNeighbourCellsDescription（空闲（空闲BABA表）表）PLMNPermittedPLMNPermitted（NCCPERMNCCPERM）RACHControlParametersRACHControlParametersn nSystemInformationType3（MS空闲时发送）CellIntentityCellIntentity（CGICGI）LocationAreaIntentificationLocationAreaIntentification（LAILAI）ControlChannelDescriptionControlChannelDescription（AGBLKAGBLK、MFRMSMFRMS）CellOptionsCellOptions（DTXDTX、RLINKTRLINKT）CellSelectionParametersCellSelectionParameters（ACCMINACCMIN、CCHPOWERCCHPOWER）RACHControlParametersRACHControlParametersGSM的系统消息n nSystemInformationType4（MS空闲时发送）LocationAreaIntentificationLocationAreaIntentification CellSelectionParametersCellSelectionParameters RACHControlParametersRACHControlParameters CBCHChannelDescription(optional)CBCHChannelDescription(optional)n nSystemInformationType5（MS忙时发送）NeighbourCellsDescriptionNeighbourCellsDescription（激活（激活BABA表）表）n nSystemInformationType6（MS忙时发送）CellIntentityCellIntentity LocationAreaIntentificationLocationAreaIntentification CellOptionsCellOptions PLMNPermittedPLMNPermittedn nSystemInformationType7（广播短消息）n nSystemInformationType8（广播短消息）MS空闲模式的系统信息GSM系统及网络结构系统及网络结构 GSM信号处理相关技术信号处理相关技术 无线接入原理无线接入原理GSM信道类型信道类型 GSM安全性相关流程：鉴权、加密、三参数组安全性相关流程：鉴权、加密、三参数组 GSM系统消息系统消息GSM编号系统编号系统MS的工作模式及信令流程的工作模式及信令流程小区规划过程小区规划过程目录 是供用户拨打的公开号码，具有全球唯一性。CCITT建议结构为：MSISDNCCNDCSN CC国家码即在国际长途电话通信网中的号码（中国+86）NDC国内目的地码 SN用户号码 如139022234561390222便是NDC，139用于识别网号，0222用于识别归属区（HLR）CCNDCSN3digits6digitsNational MS NOInternational MS ISDNMAX 15digits4digits移动台的国际身份号码ISDN（MSISDN）是指在无线路径和GSM PLMN网络上唯一识别移动用户的号码。用于PLMN所有信令中，存于HLR、VLR、SIM、AUC中,IMSIMCCMNCMSIN MCC移动网的国家号码（与CC不同，中国为460）MNC移动网号。中移通为“00,02”，中联通为“01”MSIN移动台识别号。使用十进制，最长为15位 MCCMNCMSIN3digits1-2digitsNational MSIInternational MSI即IMSIMAX 15digits国际移动用户识别码国际移动用户识别码（IMSI）移动台漫游号码（移动台漫游号码（MSRN），），用于一次呼叫的路由选择。MSRNCCNSCSN CC国家号 NDC国内目的地号码(用于识别PLMN）SN用户号，用于识别MSC/VLR的地址。临时移动用户识别码（临时移动用户识别码（TMSI）用于保护IMSI码，该号只在本MSC区域有效，本次呼叫有效，其结构可由各电信部门选择，长度不超过4个字节。一个CCCC的寻呼容量为2个IMSI或4个TMSIMSRN，TMSI国际移动台设备识别码（国际移动台设备识别码（IMEI）是唯一用来识别移动台终端设备的号码，称作系列号。IMEITACFACSNRSP TAC型号论证码 FAC最终装配码，用于识别制造厂家。SNR序号 SP备用位置区识别码（位置区识别码（LA）LAI代表MSC业务区的不同位置区，用于移动用户的位置更新。LAIMCCMNCLAC MCC移动国家号，识别一个国家 MNC移动网号，识别国内的GSM网 LAC位置区号码，识别一个GSM网中的位置IMEI，LA 小区全球识别码（小区全球识别码（CGI）用于识别一个位置区内的小区。CGIMCCMNCLACCIMCCMNCLACLocation Area Identity（LAI）CICell Global Identity （CI）3digits1-2digitsMax 16 bitsMax 16 bits小区全球识别码（小区全球识别码（CGI）用于识别同频基站，用于识别同频基站，BSICNCCBCC NCC国家色码，用于识别边界上不同国家GSM网的同频基站 目前广东使用4、5、6 BCC基站色码，用于识别同一个GSM网的同频基站，目前广 东使用07。规划时，同一地区不能出现同规划时，同一地区不能出现同BCCH、同、同BSIC的情况，否的情况，否则造成大量的掉话则造成大量的掉话NCCBCC0-7中取一位 0-7中取一位2 digits基站识别码（基站识别码（BSIC）一个簇分配一个BCC，若手机解码出的NCC值属于小区数据NCCPERM中的一个，则移动台允许接入此网络。在呼叫过程中各种号码的应用如下图所示：PSTNMSISDNGMSCMSISDNMSRNMSRNIMSIVLRMSCIMSIMSRNMSISDNIMSIMSC地址MSRN HLRVLR呼叫过程中各种号码的作用GSM系统及网络结构系统及网络结构 GSM信号处理相关技术信号处理相关技术 无线接入原理无线接入原理GSM信道类型信道类型 GSM安全性相关流程：鉴权、加密、三参数组安全性相关流程：鉴权、加密、三参数组 GSM系统消息系统消息GSM编号系统编号系统MS的工作模式及信令流程的工作模式及信令流程小区规划过程小区规划过程目录MS的工作模式n nMSMS的空闲模式的空闲模式PLMNPLMN的选择的选择小区选择小区选择小区重选小区重选位置更新位置更新n nMSMS的激活模式的激活模式MSMS主叫主叫MSMS被叫被叫切换切换MS空闲模式下的PLMN选择方式n n自动模式：自动模式：自动模式：自动模式：以安排好的顺序选择网络。以安排好的顺序选择网络。如果如果SIMSIM中没有储存上次登记中没有储存上次登记的网络或网络不可用，则按下列顺序选择网络的网络或网络不可用，则按下列顺序选择网络1 1）归属的）归属的PLMNPLMN2 2）SIMSIM卡中储存的网络列表卡中储存的网络列表3 3）从接收到的信号强度大于）从接收到的信号强度大于85dBm85dBm的网络的网络列表中进行随机选择列表中进行随机选择4 4）其他的）其他的PLMNPLMN以以SSSS递减的顺序进行选择递减的顺序进行选择 n n人工模式：人工模式：人工模式：人工模式：用户启动网络选择用户启动网络选择用户启动网络选择用户启动网络选择MSMS首先试图选择已登记的首先试图选择已登记的PLMNPLMN或归属的或归属的PLMNPLMN，若登记失败，用户启动一个，若登记失败，用户启动一个PLMNPLMN重选。重选。MSMS通知用户所有有效的通知用户所有有效的PLMNPLMN，用户选择所要，用户选择所要的的PLMNPLMN，MSMS就登记到此就登记到此PLMNPLMN上，如果所选上，如果所选择的择的PLMNPLMN不允许接入，用户被告知选择另一不允许接入，用户被告知选择另一个个PLMNPLMN。用户任何时候都可以要求用户任何时候都可以要求MSMS启动网络重选和登启动网络重选和登记到另一个记到另一个PLMNPLMN上上小区选择n n手机通过小区选择算法，选择最合适小区驻留。n nMS选择了某个小区后，调谐到该小区的BCCH载频上，监听BCCH上的系统信息，在CCCH上接收寻呼消息。n n如果MS找不到合适的小区驻留，MS进入业务受限状态。只允许紧急呼叫。n n什么样的小区可以被选择？该小区必须属于所选择的该小区必须属于所选择的该小区必须属于所选择的该小区必须属于所选择的PLMNPLMN 该小区不被禁止（该小区不被禁止（该小区不被禁止（该小区不被禁止（CB=NOCB=NO）该小区满足该小区满足该小区满足该小区满足C10C10 该小区不处于禁止漫游的位置区列表中（该小区不处于禁止漫游的位置区列表中（该小区不处于禁止漫游的位置区列表中（该小区不处于禁止漫游的位置区列表中（对对PHASE2PHASE2手机而言手机而言）在没有常规小区选择的情况下，才选择优先级低的小在没有常规小区选择的情况下，才选择优先级低的小在没有常规小区选择的情况下，才选择优先级低的小在没有常规小区选择的情况下，才选择优先级低的小区（区（区（区（对对PHASE2PHASE2手机而言手机而言）小区选择方法n n储存列表式 手机关机时，把最后的PLMN网络和BA表一并存在SIM卡中。手机再开机时，按SIM卡储存的PLMN和BA表进行网络选择和小区选择。可加速小区选择过程。n n普通小区选择 若SIM卡中没有空闲BA表或MS搜索的频率与BA表不符时采用。扫描RF信号和测量信号平均强度3-5秒锁定至次强的RF信号MS读取同步并读取BCCH信息搜索FCCH判定其是否为BCCH载波锁定至这个小区锁定至强度最大的RF信号是否是一个BCCH载波是否是要接入的PLMN小区是否闭掉C1=0？NOYESNOYESYESNONOYES普通小区选择MS空闲模式下的测量是为了小区选择小区选择算法小区选择算法C1：MS在空闲时不停地计算路径损耗标准参数在空闲时不停地计算路径损耗标准参数C1，要求，要求C10C1=（rxlevlACCMIN）MAX（CCHPWR-p，0）rxlevl-MS所接收的信号电平所接收的信号电平ACCMIN-MS接入系统时所需的最小接收电平（系统信接入系统时所需的最小接收电平（系统信 息中给出）。息中给出）。CCHPWR-MS在在RACH信道上的发射功率（系统信息中信道上的发射功率（系统信息中 给出）给出）,推荐等于推荐等于MSTXPWR。P-MS的最大发射功率（因不同的级别的的最大发射功率（因不同的级别的MS而不同）而不同）下行链路足够好保证上行链路足够好小区选择算法小区选择算法小区选择C1=10C1=6C1=8C1=-6C1=-8C1=-10MS选择哪个小区？MS选择哪个小区？小区重选小区重选n nMSMS在空闲模式下因位置变动、信号变化等因素引起重新选择服务小在空闲模式下因位置变动、信号变化等因素引起重新选择服务小区的过程。区的过程。n n小区重选是根据小区重选是根据MSMS的测量报告进行判断的。在的测量报告进行判断的。在MSMS的测量程序中，包的测量程序中，包括对括对6 6个邻小区的测量，至少每个邻小区的测量，至少每3030秒内对邻小区进行秒内对邻小区进行BSICBSIC解码，以解码，以确定邻小区没有变化，如果发现确定邻小区没有变化，如果发现BSICBSIC发生了变化，则判定邻小区发发生了变化，则判定邻小区发生了变化，接着就对其生了变化，接着就对其BCCHBCCH进行重新解读；每进行重新解读；每5 5分钟内对邻小区的分钟内对邻小区的BCCHBCCH进行重新解读，以保证小区重选数据的准确。进行重新解读，以保证小区重选数据的准确。MS启动小区重选条件n n服务小区变为禁止状态n nMS几次（允许的次数MAXRET）接入网络不成功n nMS检测到下行链路故障（见注释）。n n 服务小区C10超过5秒钟，表明该小区路径损耗太高，需要改变小区n n 相邻小区的C2超过服务小区的C2+(CRH)大于5秒，需要改变小区小区重选算法C2C2=C1+CRO-TO*H（PT-T）PT 31C2=C1-CRO PT=31H（