GSM系统原理-PPT精品文档130页
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手机如未插SIM卡，可以进行紧急呼叫112。
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中安 2019/11/18
移动台MS,
（MOBILE STATION）
根据通信业务的需要，移动台还可包括各种终 端设备（TE, Terminal Equipment）或是它们的 组合以及终端适配器（TE, Terminal Adaptor） 等。
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中安 2019/11/18
关口局GMSC
(Gateway MSC)
为了建立从固定网至某个移动台的呼叫路由，固定网 应知道该移动台当前在哪个MSC服务区内。当固定网 不能查询归属位置寄存器（HLR）时，该呼叫就被接 续到某个MSC。这个MSC将查询有关的HLR，并建立 至移动台当前所属的MSC的呼叫路由。具有这种功能 的MSC称为信关MSC（GMSC），GMSC具有与固定 网和其他NSS实体互通的接口，也叫入口MSC，即关 口局。根据网的实际结构，可以选择部分或全部MSC 作为GMSC。
VLR容量 指登记在MSC下的用户数
交换容量 指交换机的处理能力：根据话务量计算，包括交换距阵、 E1端口、信令、总线等的配置
2
移动业务交换中心MSC 中安 2019/11/18
北京现运营移动交换机房18处： 西单： MSC1，2 木樨园： MSC3，4 西客站： MSC6，8，32，34 幸福大街： MSC 5，7，9 四季青： MSC10，20 南沙滩： MSC11 皂君庙： MSC16，18，30 鲁古： MSC12，14 望京： MSC15，17，29，31，33 高碑店：MSC13，19
年开通的数字移动通信系统。 北京于1994年开通GSM 900M系统，2019年
开通DCS 1800M。
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中安 2019/11/18
GSM规范
1982 年 欧 洲 电 信 标 准 化 协 会(ETSI) 开 始 研 究 GSM 规 范
1990 年 ETSI 推 出 GSM 规 范 阶 段 I 1994 年 ETSI 推 出 GSM 规 范 阶 段 II， 将
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中安 2019/11/18
GSM系统的基本特点
GSM系统由几个分系统组成，各分系统之间都有定义明确 且详细的标准化接口方案，保证任何厂商提供的GSM系统 设备可以互联。同时，GSM系统与各种公用通信网之间也 都详细定义了标准接口规范，使GSM系统可以与各种公用 通信网实现互联互通。
GSM系统除了可以开放基本的话音业务外，还可以开放各 种承载业务、补充业务以及与ISDN相关的各种业务。
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中安 2019/11/18
GSM系统的基本特点
GSM系统采用FDMA/TDMA及跳频的复用 方式，频率重复利用率较高，同时它具有灵 活方便的组网结构，可满足用户的不同容量 需求。
注：频率复用 频率复用是指在不同的地理区域上用相同的载波频率进
行覆盖，并保证所产生的同频及邻频干扰可以忽略，使有 用的频率资源保证最大范围的覆盖
MS
BSS
MSC
VLR
Um接口
A接口
PDN PSTN ISDN
1
GSM系统
中安 2019/11/18
GSM系统主要由交换网络子系统（NSS）、 无线基站子系统（BSS）和移动台（MS）三 部分组成。其中NSS与BSS之间的接口为”A” 接口，BSS与MS之间的接口为”Um”接口。
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GSM系统结构中安 2019/11/18
中安 2019/11/18
GSM 系 统 原 理
1
介绍
中安 2019/11/18
本次讲座是基础培训，旨在普及GSM移动网 的概念，为下一步的系列培训奠定一些理论基 础。
大家每天都和移动打交道，随时关注移动的发 展，所以本次讲座将重点结合北京移动的现网 状况进行介绍，希望能引起大家的兴趣。。
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中安 2019/11/18
移动设备识别寄存器 EIR
（EQUIPMENT IDENTITY REGISTER)
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中安 2019/11/18
GSM系统的基本特点
GSM系统具有较强的鉴权和加密功能，能确 保用户和网络的安全需求。
GSM系统抗干扰能力较强，系统的通信质量 较高。
用户终端更小、更轻便、功能更强
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中安 2019/11/18
GSM网络物理结构
EIR GCR
BSS
MS
MSC
OMC
HLR AUC2源自移动业务交换中心MSC 中安 2019/11/18
新发地：MSC26，28，36，38 马家堡：MSC25，27 东小口：MSC21 樱桃园：MSC22，24 长话：MSC37 东单：MSC35 菜市口： MSC39 国家信息中心： MSC40
马连道、东直门正在建设中
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中安 2019/11/18
子系统的组成
NSS 系 统 ， 它 包 括 移 动 业 务 交 换 中 心 （MSC）、拜访位置寄存器（VLR）、归属位 置寄存器（HLR）、鉴权中心（AUC）和移动 设备识别寄存器（EIR）。
BSS系统，它包括基站控制器（BSC）和基 站收发信台（BTS）。
移动台部分（MS），其中包括移动终端 （MS）和客户识别卡(SIM)。
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2019/11/18
中安 2019/11/18
移动台部分
移动台就是客户设备部分，它由两部分组成，移动终端（MS） 和客户识别卡（SIM）。移动终端就是“手机”，它可完成 话音编码、信令编码、信息加密、信息的调制和解调、信息 发射和接收。SIM卡称作智能卡，存有与客户身份所需的所 有信息，并能执行一些与安全保密有关的重要信息，以防止 非法客户进入网络。SIM卡还存储与网络和客户有关的管理 数据，只有插入SIM后移动终端才能接入进网，进行正常拨 叫。
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中安 2019/11/18
归属位置寄存器HLR
（HOME LOCATION REGISTER）
HLR是系统的中央数据库，用于储存归属移动用户的所有信息， 包括：
国际移动用户身份（IMSI） 移动台ISDN号码（MSISDN） 用于呼叫接续和计费的位置信息，如MS漫游号、VLR地址和
MSC地址等等 业务能力信息 业务限制信息 漫游权限 补充业务能力信息，等等
移动台分为车载台、便携台和手持台等类型。
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中安 2019/11/18
NSS网络交换子系统
（NETWORK SWITCHING SUBSYSTEM)
NSS子系统，它包括移动业务交换中心 （MSC）、拜访位置寄存器（VLR）、 归 属 位 置 寄 存 器 （ HLR ） 、 鉴 权 中 心 （AUC）和移动设备识别寄存器（EIR）。
MSC从HLR,VLR,AUC这三种数据库中取得处理用户呼叫请求 所需的全部数据，同时这三个数据库也会根据MSC最新信 息进行自我更新。
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中安 2019/11/18
移动业务交换中心MSC
MSC为用户提供承载业务（如数据业务：WAP、GPRS 等）基本业务（如话音、短信等）、补充业务（如 呼叫转移、呼叫等待、多方通话、来电显示等）等 一系列服务。
DCS1800（又称GSM1800） 归 入 其 中 2019 年 ETSI 推 出 GSM 规 范 阶 段 II＋ 。
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中安 2019/11/18
GSM规范体系
01系列：系统概述 02系列：业务 03系列：网络结构和网络功能 04系列：无线接口信令 05系列：无线接口物理层 06系列：语音编码 07系列：移动台终端适配功能 08系列：A接口和Abis接口 09系列：Interwork 和MAP等 11系列：测试 12系列：网管
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中安 2019/11/18
鉴权中心AUC （AUTHENTICATION CENTRE）
AUC用于储存相关HLR中所有用户的加密键，包括： 用于用户身份鉴别的加密键（A3、A8算法） 用于无线接口加密的加密键（A5算法）
用以保护用户在系统中的合法地位不受侵犯。由于空中接口传送的信 息极易受到侵犯，因此GSM采用了严格的保密措施，如用户鉴权、信息的 加密等。这些鉴权信息和加密密钥等均存放在AUC中，因此，AUC是一个受 到严格保护的数据库。 在物理实体上，AUC与HLR共存。
2
主要内容
中安 2019/11/18
GSM移动通信系统的组成
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中安 2019/11/18
第一部分 GSM移动通信系统的组成
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中安 2019/11/18
GSM的含义
Global System for Mobile communications
全球移动通信系统 GSM系统是欧洲在20世纪80年代设计，1992
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中安 2019/11/18
移动业务交换中心MSC
（ MOBILE SERVICE SWITCHING CENTER）
MSC是移动网络的核心，它实现移动用户与其他网络用户 之间的通信连接，为其服务区内的移动用户提供交换和信 令功能。为此，它提供面向系统其他功能实体的接口、到 其他网络的接口以及与其他MSC互联的接口。
从而,为MSC提供建立呼叫所需的路由信息等相关数据。一 个HLR可以覆盖几个移动交换区域甚至整个移动网。
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中安 2019/11/18
归属位置寄存器HLR
（HOME LOCATION REGISTER）
北京现网共运行HLR 21个（ HLR1—21），均为I系列，容量 各为120万用户。总容量为2520万用户。
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中安 2019/11/18
关口局GMSC
(GATEWAY MSC)
北京移动现有GMSC 8个，编号为BJD1—8：
BJD1位于幸福大街； BJD2位于西客站；
BJD3位于南沙滩； BJD4位于鲁古；
BJD5位于望京； BJD6位于皂君庙；
BJD7位于马家堡； BJD8位于新发地。
另有长途汇接局4个：
BJA1木樨园；
BJA2长话；
BJA3望京；
BJA4鲁古。
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中安 2019/11/18
拜访位置寄存器VLR
（VISITOR LOCATION REGISTER）
VLR用于储存其管辖区内的移动用户的全部有关信 息，包括：
国际移动用户身份（IMSI） 移动台ISDN号码（MSISDN） MS漫游号（MSRN） 临时移动用户身份（TMSI） 用户位置区(LAC)等
HLR2,3位于木樨园； HLR4,6,12位于幸福大街； HLR5,17,18位于西客站； HLR7位于南沙滩； HLR1位于长话； HLR11位于皂君庙； HLR10,16位于望京； HLR9位于高碑店； HLR8位于新发地； HLR13位于马家堡； HLR14位于东小口； HLR15位于樱桃园 …………
MSC具有完成呼叫接续与控制的功能，与固定网交 换中心相同。又具有无线资源管理和移动特性管理 等功能，例如移动台位置登记与更新以及越区切换 控制、自动漫游等。这是与固定网交换中心主要不 同。
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中安 2019/11/18
移动业务交换中心MSC
北京现网共运行MSC 31个，均为I系列。每个MSC的VLR 容量为40万，交换容量为30万。北京总的VLR容量为1240 万，交换容量约为930万。
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中安 2019/11/18
拜访位置寄存器VLR
（VISITOR LOCATION REGISTER）
VLR为已经登记的移动用户提供建立呼叫接续的必要条件。 VLR是一个动态数据库，需要随时与有关的HLR进行大量的
数据交换以保证数据的有效性。当用户离开其覆盖区时， 用户的有关信息将被删除。 VLR在物理实体上总是与MSC一体，这样可以尽量避免由于 MSC与VLR之间频繁联系所带来的接续时延。 北京VLR用户容量约为1240万。
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HLR/AUC
EIR
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MSC/VLR
No.7 MAP
MS
BTS
No.7 BSSAP
No.7 MAP.TUP
PLMN
BSC
MSC/VLR
PSTN
ISDN
No.7 TUP PSPDN
BTS
X.25
OMC
Um
Abis
A
1
系统接口名称
名 接口 称 Um MS——BTS A- BTS ——BSC bis A BSC ——MSC B MSC ——VLR C MSC ——HLR D VLR ——HLR E MSC ——MSC F MSC ——EIR G VLR ——VLR H HLR ——中安AUC
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中安 2019/11/18
移动台MS,
（MOBILE STATION）
根据通信业务的需要，移动台还可包括各种终 端设备（TE, Terminal Equipment）或是它们的 组合以及终端适配器（TE, Terminal Adaptor） 等。
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中安 2019/11/18
关口局GMSC
(Gateway MSC)
为了建立从固定网至某个移动台的呼叫路由，固定网 应知道该移动台当前在哪个MSC服务区内。当固定网 不能查询归属位置寄存器（HLR）时，该呼叫就被接 续到某个MSC。这个MSC将查询有关的HLR，并建立 至移动台当前所属的MSC的呼叫路由。具有这种功能 的MSC称为信关MSC（GMSC），GMSC具有与固定 网和其他NSS实体互通的接口，也叫入口MSC，即关 口局。根据网的实际结构，可以选择部分或全部MSC 作为GMSC。
VLR容量 指登记在MSC下的用户数
交换容量 指交换机的处理能力：根据话务量计算，包括交换距阵、 E1端口、信令、总线等的配置
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移动业务交换中心MSC 中安 2019/11/18
北京现运营移动交换机房18处： 西单： MSC1，2 木樨园： MSC3，4 西客站： MSC6，8，32，34 幸福大街： MSC 5，7，9 四季青： MSC10，20 南沙滩： MSC11 皂君庙： MSC16，18，30 鲁古： MSC12，14 望京： MSC15，17，29，31，33 高碑店：MSC13，19
年开通的数字移动通信系统。 北京于1994年开通GSM 900M系统，2019年
开通DCS 1800M。
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中安 2019/11/18
GSM规范
1982 年 欧 洲 电 信 标 准 化 协 会(ETSI) 开 始 研 究 GSM 规 范
1990 年 ETSI 推 出 GSM 规 范 阶 段 I 1994 年 ETSI 推 出 GSM 规 范 阶 段 II， 将
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中安 2019/11/18
GSM系统的基本特点
GSM系统由几个分系统组成，各分系统之间都有定义明确 且详细的标准化接口方案，保证任何厂商提供的GSM系统 设备可以互联。同时，GSM系统与各种公用通信网之间也 都详细定义了标准接口规范，使GSM系统可以与各种公用 通信网实现互联互通。
GSM系统除了可以开放基本的话音业务外，还可以开放各 种承载业务、补充业务以及与ISDN相关的各种业务。
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中安 2019/11/18
GSM系统的基本特点
GSM系统采用FDMA/TDMA及跳频的复用 方式，频率重复利用率较高，同时它具有灵 活方便的组网结构，可满足用户的不同容量 需求。
注：频率复用 频率复用是指在不同的地理区域上用相同的载波频率进
行覆盖，并保证所产生的同频及邻频干扰可以忽略，使有 用的频率资源保证最大范围的覆盖
MS
BSS
MSC
VLR
Um接口
A接口
PDN PSTN ISDN
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GSM系统
中安 2019/11/18
GSM系统主要由交换网络子系统（NSS）、 无线基站子系统（BSS）和移动台（MS）三 部分组成。其中NSS与BSS之间的接口为”A” 接口，BSS与MS之间的接口为”Um”接口。
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GSM系统结构中安 2019/11/18
中安 2019/11/18
GSM 系 统 原 理
1
介绍
中安 2019/11/18
本次讲座是基础培训，旨在普及GSM移动网 的概念，为下一步的系列培训奠定一些理论基 础。
大家每天都和移动打交道，随时关注移动的发 展，所以本次讲座将重点结合北京移动的现网 状况进行介绍，希望能引起大家的兴趣。。
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中安 2019/11/18
移动设备识别寄存器 EIR
（EQUIPMENT IDENTITY REGISTER)
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中安 2019/11/18
GSM系统的基本特点
GSM系统具有较强的鉴权和加密功能，能确 保用户和网络的安全需求。
GSM系统抗干扰能力较强，系统的通信质量 较高。
用户终端更小、更轻便、功能更强
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中安 2019/11/18
GSM网络物理结构
EIR GCR
BSS
MS
MSC
OMC
HLR AUC2源自移动业务交换中心MSC 中安 2019/11/18
新发地：MSC26，28，36，38 马家堡：MSC25，27 东小口：MSC21 樱桃园：MSC22，24 长话：MSC37 东单：MSC35 菜市口： MSC39 国家信息中心： MSC40
马连道、东直门正在建设中
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中安 2019/11/18
子系统的组成
NSS 系 统 ， 它 包 括 移 动 业 务 交 换 中 心 （MSC）、拜访位置寄存器（VLR）、归属位 置寄存器（HLR）、鉴权中心（AUC）和移动 设备识别寄存器（EIR）。
BSS系统，它包括基站控制器（BSC）和基 站收发信台（BTS）。
移动台部分（MS），其中包括移动终端 （MS）和客户识别卡(SIM)。
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中安 2019/11/18
移动台部分
移动台就是客户设备部分，它由两部分组成，移动终端（MS） 和客户识别卡（SIM）。移动终端就是“手机”，它可完成 话音编码、信令编码、信息加密、信息的调制和解调、信息 发射和接收。SIM卡称作智能卡，存有与客户身份所需的所 有信息，并能执行一些与安全保密有关的重要信息，以防止 非法客户进入网络。SIM卡还存储与网络和客户有关的管理 数据，只有插入SIM后移动终端才能接入进网，进行正常拨 叫。
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中安 2019/11/18
归属位置寄存器HLR
（HOME LOCATION REGISTER）
HLR是系统的中央数据库，用于储存归属移动用户的所有信息， 包括：
国际移动用户身份（IMSI） 移动台ISDN号码（MSISDN） 用于呼叫接续和计费的位置信息，如MS漫游号、VLR地址和
MSC地址等等 业务能力信息 业务限制信息 漫游权限 补充业务能力信息，等等
移动台分为车载台、便携台和手持台等类型。
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中安 2019/11/18
NSS网络交换子系统
（NETWORK SWITCHING SUBSYSTEM)
NSS子系统，它包括移动业务交换中心 （MSC）、拜访位置寄存器（VLR）、 归 属 位 置 寄 存 器 （ HLR ） 、 鉴 权 中 心 （AUC）和移动设备识别寄存器（EIR）。
MSC从HLR,VLR,AUC这三种数据库中取得处理用户呼叫请求 所需的全部数据，同时这三个数据库也会根据MSC最新信 息进行自我更新。
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中安 2019/11/18
移动业务交换中心MSC
MSC为用户提供承载业务（如数据业务：WAP、GPRS 等）基本业务（如话音、短信等）、补充业务（如 呼叫转移、呼叫等待、多方通话、来电显示等）等 一系列服务。
DCS1800（又称GSM1800） 归 入 其 中 2019 年 ETSI 推 出 GSM 规 范 阶 段 II＋ 。
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中安 2019/11/18
GSM规范体系
01系列：系统概述 02系列：业务 03系列：网络结构和网络功能 04系列：无线接口信令 05系列：无线接口物理层 06系列：语音编码 07系列：移动台终端适配功能 08系列：A接口和Abis接口 09系列：Interwork 和MAP等 11系列：测试 12系列：网管
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中安 2019/11/18
鉴权中心AUC （AUTHENTICATION CENTRE）
AUC用于储存相关HLR中所有用户的加密键，包括： 用于用户身份鉴别的加密键（A3、A8算法） 用于无线接口加密的加密键（A5算法）
用以保护用户在系统中的合法地位不受侵犯。由于空中接口传送的信 息极易受到侵犯，因此GSM采用了严格的保密措施，如用户鉴权、信息的 加密等。这些鉴权信息和加密密钥等均存放在AUC中，因此，AUC是一个受 到严格保护的数据库。 在物理实体上，AUC与HLR共存。
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主要内容
中安 2019/11/18
GSM移动通信系统的组成
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中安 2019/11/18
第一部分 GSM移动通信系统的组成
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中安 2019/11/18
GSM的含义
Global System for Mobile communications
全球移动通信系统 GSM系统是欧洲在20世纪80年代设计，1992
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中安 2019/11/18
移动业务交换中心MSC
（ MOBILE SERVICE SWITCHING CENTER）
MSC是移动网络的核心，它实现移动用户与其他网络用户 之间的通信连接，为其服务区内的移动用户提供交换和信 令功能。为此，它提供面向系统其他功能实体的接口、到 其他网络的接口以及与其他MSC互联的接口。
从而,为MSC提供建立呼叫所需的路由信息等相关数据。一 个HLR可以覆盖几个移动交换区域甚至整个移动网。
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中安 2019/11/18
归属位置寄存器HLR
（HOME LOCATION REGISTER）
北京现网共运行HLR 21个（ HLR1—21），均为I系列，容量 各为120万用户。总容量为2520万用户。
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中安 2019/11/18
关口局GMSC
(GATEWAY MSC)
北京移动现有GMSC 8个，编号为BJD1—8：
BJD1位于幸福大街； BJD2位于西客站；
BJD3位于南沙滩； BJD4位于鲁古；
BJD5位于望京； BJD6位于皂君庙；
BJD7位于马家堡； BJD8位于新发地。
另有长途汇接局4个：
BJA1木樨园；
BJA2长话；
BJA3望京；
BJA4鲁古。
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中安 2019/11/18
拜访位置寄存器VLR
（VISITOR LOCATION REGISTER）
VLR用于储存其管辖区内的移动用户的全部有关信 息，包括：
国际移动用户身份（IMSI） 移动台ISDN号码（MSISDN） MS漫游号（MSRN） 临时移动用户身份（TMSI） 用户位置区(LAC)等
HLR2,3位于木樨园； HLR4,6,12位于幸福大街； HLR5,17,18位于西客站； HLR7位于南沙滩； HLR1位于长话； HLR11位于皂君庙； HLR10,16位于望京； HLR9位于高碑店； HLR8位于新发地； HLR13位于马家堡； HLR14位于东小口； HLR15位于樱桃园 …………
MSC具有完成呼叫接续与控制的功能，与固定网交 换中心相同。又具有无线资源管理和移动特性管理 等功能，例如移动台位置登记与更新以及越区切换 控制、自动漫游等。这是与固定网交换中心主要不 同。
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中安 2019/11/18
移动业务交换中心MSC
北京现网共运行MSC 31个，均为I系列。每个MSC的VLR 容量为40万，交换容量为30万。北京总的VLR容量为1240 万，交换容量约为930万。
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中安 2019/11/18
拜访位置寄存器VLR
（VISITOR LOCATION REGISTER）
VLR为已经登记的移动用户提供建立呼叫接续的必要条件。 VLR是一个动态数据库，需要随时与有关的HLR进行大量的
数据交换以保证数据的有效性。当用户离开其覆盖区时， 用户的有关信息将被删除。 VLR在物理实体上总是与MSC一体，这样可以尽量避免由于 MSC与VLR之间频繁联系所带来的接续时延。 北京VLR用户容量约为1240万。
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HLR/AUC
EIR
中安 2019/11/18
MSC/VLR
No.7 MAP
MS
BTS
No.7 BSSAP
No.7 MAP.TUP
PLMN
BSC
MSC/VLR
PSTN
ISDN
No.7 TUP PSPDN
BTS
X.25
OMC
Um
Abis
A
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系统接口名称
名 接口 称 Um MS——BTS A- BTS ——BSC bis A BSC ——MSC B MSC ——VLR C MSC ——HLR D VLR ——HLR E MSC ——MSC F MSC ——EIR G VLR ——VLR H HLR ——中安AUC