GSM核心网培训

GSM
Global System for Mobile communications
介绍
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内容提要
1. GSM信令网 2. GSM系统介绍 3. GSM的呼叫处理 4. GSM信令的应用
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GSM的网路结构
全国GSM移动通信网的网路结构 省内GSM移动通信网的网路结构 移动业务本地网的网路结构
无线网路分配给MS一个业务信道传送 话音或数据，并在该客户上标注客户”忙”。
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位置更新
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位置更新
IMSI附着 周期性位置更新 一般性位置更新
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IMSI附着
IMSI附着是指开机时进行位置更新，结果在MS 的拜访VLR中将MS标志为附着。IMSI附着有三 种可能的情况： 1、长时间没有开机，MS中存放的LAI丢失； 2、关机后开机， MS中存放的LAI与收到的LAI 不一致； 3、关机后开机， MS中存放的LAI与收到的LAI 一致
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移动业务本地网的网路结构 （一）
全国可划分为若干个移动业务本地网，划分 的原则是长途区号为2位或3位的地区为一个移 动业务本地网。每个移动业务本地网中应设立 一个HLR(必要时可增设HLR，HLR可以是有物理 实体的，也可是虚拟的，即几个移动业务本地 网公用同一个物理实体HLR，HLR内部划分成若 干个区域，每个移动业务本地网用一个区域， 由一个业务终端来管理)和一个或若干个移动业 务交换中心(MSC)， 还可以几个移动业务本地 网共用一个MSC。
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移动业务本地网的网路结构 （二）
在移动业务本地网中，每个MSC与局所在地 的长途局相连，并与局所在地的市话汇接局相 连。在长途多局制地区，MSC应与该地区的高 级长途局相连。在没有市话汇接局或话务量足 够大的情况下，MSC亦可与本地市话端局相连。 当一个MSC覆盖几个长途编号区时，该MSC亦可 和这几个长途编号区的市话汇接局和长途局相 连。每个MSC均为数字移动通信网的入口局， 入口局具有为移动终端的呼叫询问呼叫路由的 功能和为呼叫选路至它们终端的目的地---被 叫移动台的功能。
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GSM系统组成 （二）
移动业务交换中心（MSC）：MSC是一个程 控交换机，除完成交换功能外、还负责分 配无线资源、用户移动性管理、位置登记 和信道切换程序。
设备识别寄存器（EIR）：EIR是一个数据 库，负责管理移动台的设备识别。
鉴权中心（AUC）。AUC为认证移动用户的 身份和产生相应鉴权参数的功能单元。
一般性的位置更新是指 MS在开机状态从一个位置区漫
游进入另一个位置区。
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位置更新信令流程图
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保密措施
分配TMSI号码 临时识别码的设置是为了防止非法个人或团体通
过监听无线路径上的信令交换而窃得移动客户真实 的客户识别码(IMSI)或跟踪移动客户的位置。 IMEI识别 鉴权
鉴权的作用是保护网路，防止非法盗用。同时通 过拒绝假冒合法客户的“ 入侵” 而保护GSM移动网 路的客户。在每次登记、呼叫建立尝试、位置更新 以及在补充业务的激活、去活、登记或删除之前均 需要鉴权。 加密
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信令点编码方案
GSM信令网的信令点的编码采用中国 24位编码方式，但由于MSC—BSC之间仅 是点对点信令传递，因此BSC仍维持 CCITT的14位信令点编码方式
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信令网的寻址方式（一）
信令路径和话路路径是完全不同的。 GSM的信令协议是建立在SCCP（信令连接 控制部分）基础上的。
我 国 GSM 信 令 网 SCCP 的 寻 址 方 式 ： 国际间和省间采用GT寻址；省内采用 DPC和SSN寻址。
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信令协议
GSM系统不同的接口上使用了不同的协议，我们只 关注7号信令系统。 1、 A接口：承载有BSC/MSC之间的消息类型，以 及MS/MSC之间的消息类型。把BSC/MSC之间的消息 类型集合在一起称为BSSMAP（BSS管理应用部分）， 把MS/MSC之间的消息类型集合在一起称为DTAP（直 接传送应用部分）； 2、 HLR与MSC之间的接口：C接口、HLR与VLR之 间的接口：D接口、MSC之间的接口：E接口、MSC与 VLR之间的接口：B接口、VLR之间的接口:G接口。
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省内GSM移动通信网的网路结构
省内GSM移动通信网由省内的各移动业务本地网构 成，省内设若干个移动业务汇接中心(即二级汇接中 心)，汇接中心之间为网状网结构，汇接中心与移动端 局之间成星状网。根据业务量的大小，二级汇接中心 可以是单独设置的汇接中心(即不带客户，全有至基站 接口，只作汇接)，也可兼作移动端局(与基站相连， 可带客户)。省内GSM移动通信网中一般设置二三个移 动汇接局较为适宜，最多不超过四个，每个移动端局 至少应与省内两个二级汇接中心相连，任意两个移动 交换局之间若有较大业务量时，可建立话音专线。
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位置区管理及划分（二）
VLR可以与一个或多个MSC结合，控制几个小区 内的临时用户的注册，这些小区构成的覆盖区称 为VLR区。MS的位置更新是在位置区（LA）之间进 行的，位置区是几个小区的集合，如果位置更新 以小区为标准，则太频繁，处理开销就会增大。 MS的位置更新就是时刻告知系统它当前的LA，网 络按MS注册的当前的LA进行寻呼。当MS由一个 MSC/VLR进入另一个MSC/VLR，新的VLR要从HLR中 拷贝用户信息，HLR通知原MSC/VLR删除这个用户 的信息，同时HLR中的位置信息就和现有的 MSC/VLR的位置相关。
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位置区管理及划分（三）
CI3 VLR区（位置区）
VLR区
位置区2
位置区1
CI2 CI1
VLR区、位置区、小区的关系
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用户状态
移动台客户状态一般是处于MS(客户)开机 (空闲状态)、MS关机和MS忙三种状态之一。 (1) MS开机，网路对它作“附着”标记 (2) MS关机，从网路中“分离”。 (3) MS忙
为了解决上述问题，GSM系统采取了强制登记的措 施，这就是周期性登记。这样，若GSM系统没有接收到 某MS的周期性登记信息，它所处的VLR就以“隐分离” 状态在该MS上做记录，只有当再次接收到正确的周期性 登记信息后，将它改写成“附着”状态。
网路是通过BCCH通知MS其周期性登记的时间。
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一般性位置更新
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呼叫控制
与传统的有线电话不同，在移动 通信中移动台被叫时，主叫方发出的 被叫号码并不说明某条电话用户线或 某个地理位置，而只是指向某个HLR中 的用户数据存储区。在前面的介绍中， MSISN号码中的移动用户号的前几位数 字表示存放该用户数据的HLR，从这个 HLR的用户数据中就能读出该用户目前 访问的MSC。
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GSM系统组成 （一）
归属位置积存器（HLR）：HLR是负责移动用户管 理的数据库，储存所有它管辖用户的的签约数据 和MS的位置信息。
拜访位置寄存器（VLR）：VLR是一个动态数据库， 负责它所管辖区域内出现的移动用户的数据，包 含处理用户建立、接收呼叫所需的信息。一个VLR 可负责一个或几个MSC区域，可为移动用户分配移 动 用 户 漫 游 号 码 （ MSRN）、 临 时 移 动 用 户 识 别 （TMSI）、并在建立呼叫时从MSC接收到的MSRN、 国际移动用户识别（IMSI）或TMSI中识别出MS。
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周期性位置更新
若MS向网路发送“IMSI分离”消息时，由于此时无 线链路质量很差，衰落很大，那么GSM系统有可能不能 正确译码，这就意味着系统仍认为MS处于附着状态。
若MS开着机，可移动到覆盖区以外的地方，即盲区， GSM系统也不知道，仍认为MS处于附着状态。此时该客 户被寻呼。系统就会不断地发出寻呼消息，无效占用无 线资源。
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GSM网络结构图
MS
Um
A M
SM E
M SC
E IR
E
F
A
B
M SC
Q
CD
N HLR
N
AUC
VLR G
VLR
复习：各实体之间的接口及传递的信息
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PSTN ISD N PSDN
GSM系统的接口
Abis接口：BSC与BTS之间的接口； A接口：MSC与BSC之间的接口； C接口：HLR与MSC之间的接口； D接口：HLR与VLR之间的接口； E接口：MSC之间的接口； F接口：MSC与EIR之间的接口； G接口：VLR之间的接口。
的号码，为一个15位数字的号码。由三部分组成： MCC：移动国家号码 MNC：移动网号 MSIN：移动用户识别码
460010644030559
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GSM系统的编号计划 （三）
•移动用户漫游号码（MSRN）
被叫客户所归属的HLR知道该客户目前是 处于哪一个MSC/VLR业务区，为了提供给入口 MSC/VLR（GMSC）一个用于选路由的临时号码， HLR请求被叫所在业务区的MSC/VLR给该被叫 客户分配一个移动客户漫游号码（MRSN）， 并将此号码送至HLR，HLR收到后再发送给 GMSC，GMSC根据此号码选路由，将呼叫接至 被叫客户目前正在访问的MSC/VLR交换局。路 由一旦建立，此号码就可以立即释放。
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GSM系统的编号计划 （一）
移动用户号码（MSISDN） 移动用户号码是指移动用户对外公开
的电话号码，由三部分组成： CC：国家号 NDC：移动业务接入号 SN：移动用户号
86 130 06623337
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GSM系统的编号计划 （二）
国际移动用户识别码（IMSI） IMSI号码是数字PLMN网中唯一地识别一个移动用户
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GSM系统的编号计划 （四）
临时移动客户识别码（TMSI） 为了对IMSI保密，MSC/VLR可给