1、-. z.GSM網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)元構(gòu)造及功能2.1 GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成GSM移動(dòng)通信系統(tǒng)主要是由交換子系統(tǒng)NSS、無(wú)線基站子系統(tǒng)(BSS)和移動(dòng)臺(tái)MS三大局部組成，如圖1所示。其中NSS與BSS之間的接口為A接口，BSS與MS之間的接口為Um接口。 圖1 蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的組成 由于GSM規(guī)*是由北歐一些運(yùn)營(yíng)商和設(shè)備商推出的規(guī)*，運(yùn)營(yíng)商當(dāng)然更希望最少的投資，用最好的設(shè)備來建最優(yōu)良的通信網(wǎng)，因此GSM規(guī)*對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)接口都有明確的規(guī)定。也就是說，各接口都是開放式接口。 GSM系統(tǒng)框圖如圖2，A接口往右是NSS系統(tǒng)，它包括有移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心MSC、拜訪位置存放器VLR、歸屬位置存放器HLR、鑒權(quán)中心

2、AUC和移動(dòng)設(shè)備識(shí)別存放器EIR，A接口往左Um接口是BSS系統(tǒng)，它包括有基站控制器BSC和基站收發(fā)信臺(tái)BTS。Um接口往左是移動(dòng)臺(tái)局部MS，其中包括移動(dòng)終端MS和客戶識(shí)別卡SIM。 圖2 GSM系統(tǒng)框圖 在GSM網(wǎng)上還配有短信息業(yè)務(wù)中心，即可開放點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的短信息業(yè)務(wù)，類似數(shù)字尋呼業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)全國(guó)聯(lián)網(wǎng)，又可開放播送式公共信息業(yè)務(wù)。另外配有語(yǔ)音信箱，可開放語(yǔ)音留言業(yè)務(wù)，當(dāng)移動(dòng)被叫客戶暫不能接通時(shí)，可接到語(yǔ)音信箱留言，提高網(wǎng)絡(luò)接通率，給運(yùn)營(yíng)部門增加收入。 (1):交換子系統(tǒng)交換子系統(tǒng)NSS主要完成交換功能和客戶數(shù)據(jù)與移動(dòng)性管理、平安性管理所需的數(shù)據(jù)庫(kù)功能。NSS 由一系列功能實(shí)體所構(gòu)成，各功能實(shí)體介紹

3、如下： MSC：是GSM系統(tǒng)的核心，是對(duì)位于它所覆蓋區(qū)域中的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)展控制和完成話路交換的功能實(shí)體，也是移動(dòng)通信系統(tǒng)與其它公用通信網(wǎng)之間的接口。它可完成網(wǎng)絡(luò)接口、公共信道信令系統(tǒng)和計(jì)費(fèi)等功能，還可完成BSS、MSC之間的切換和輔助性的無(wú)線資源管理、移動(dòng)性管理等。另外，為了建立至移動(dòng)臺(tái)的呼叫路由，還應(yīng)能完成入口MSCGMSC的功能，即查詢位置信息的功能。 MSC功能：話路交換，呼叫路由，計(jì)費(fèi)，公共信令系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)接口VLR：是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，是存儲(chǔ)MSC為了處理所管轄區(qū)域中MS統(tǒng)稱拜訪客戶的來話、去話呼叫所需檢索的信息，例如客戶的，所處位置區(qū)域的識(shí)別，向客戶提供的效勞等參數(shù)。 HLR：也是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，

4、是存儲(chǔ)管理部門用于移動(dòng)客戶管理的數(shù)據(jù)。每個(gè)移動(dòng)客戶都應(yīng)在其歸屬位置存放器HLR注冊(cè)登記，它主要存儲(chǔ)兩類信息：一是有關(guān)客戶的參數(shù)；二是有關(guān)客戶目前所處位置的信息，以便建立至移動(dòng)臺(tái)的呼叫路由，例如MSC、VLR地址等。VLR存儲(chǔ)了它所對(duì)應(yīng)的MSC內(nèi)所有的MS的信息，而HLR存儲(chǔ)了MS的注冊(cè)登記信息,它也存儲(chǔ)了MS目前所處的位置如MSC、VLR信息AUC：用于產(chǎn)生為確定移動(dòng)客戶的身份和對(duì)呼叫*所需鑒權(quán)、加密的三參數(shù)隨機(jī)RAND，符合響應(yīng)SRES，密鑰Kc的功能實(shí)體。 EIR：也是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)有關(guān)移動(dòng)臺(tái)設(shè)備參數(shù)。主要完成對(duì)移動(dòng)設(shè)備的識(shí)別、監(jiān)視、閉鎖等功能，以防止非法移動(dòng)臺(tái)的使用。(2): 無(wú)線基站

5、子系統(tǒng)BSS系統(tǒng)是在一定的無(wú)線覆蓋區(qū)中由MSC控制，與MS進(jìn)展通信的系統(tǒng)設(shè)備，它主要負(fù)責(zé)完成無(wú)線發(fā)送接收和無(wú)線資源管理等功能。功能實(shí)體可分為基站控制器BSC、碼型變換器(TC)和基站收發(fā)信臺(tái)BTS。 BSC：具有對(duì)一個(gè)或多個(gè)BTS進(jìn)展控制的功能，它主要負(fù)責(zé)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源的管理、小區(qū)配置數(shù)據(jù)管理、功率控制、定位和切換等，是個(gè)很強(qiáng)的業(yè)務(wù)控制點(diǎn)。 BTS：無(wú)線接口設(shè)備，它完全由BSC控制，主要負(fù)責(zé)無(wú)線傳輸，完成無(wú)線與有線的轉(zhuǎn)換、無(wú)線分集、無(wú)線信道加密、跳頻等功能。 TC:碼型變換器在實(shí)際應(yīng)用中一般是置于BSC和MSC之間，完成16kbit/s編碼和64kbit/s PCM之間的碼型轉(zhuǎn)換。(3):移動(dòng)臺(tái)

6、移動(dòng)臺(tái)就是移動(dòng)客戶設(shè)備局部，它由兩局部組成，移動(dòng)終端(MS)和客戶識(shí)別卡SIM。 移動(dòng)終端就是手機(jī)，它可完成話音編碼、信道編碼、信息加密、信息的調(diào)制和解調(diào)、信息發(fā)射和接收。SIM卡就是身份卡，它類似于我們現(xiàn)在所用的IC卡，因此也稱作智能卡，存有認(rèn)證客戶身份所需的所有信息，并能執(zhí)行一些與平安*有關(guān)的重要信息，以防止非法客戶進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)。SIM卡還存儲(chǔ)與網(wǎng)絡(luò)和客戶有關(guān)的管理數(shù)據(jù)，只有插入SIM后移動(dòng)終端才能接入進(jìn)網(wǎng)，但SIM卡本身不是代金卡。(4): 操作維護(hù)子系統(tǒng) GSM系統(tǒng)還有個(gè)操作維護(hù)子系統(tǒng)OMC，它主要是對(duì)整個(gè)GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)展管理和監(jiān)控。通過它實(shí)現(xiàn)對(duì)GSM網(wǎng)內(nèi)各種部件功能的監(jiān)視、狀態(tài)報(bào)告、故障診

7、斷等功能。OMC與MSC之間的接口目前還未開放，因?yàn)镃CITT對(duì)電信網(wǎng)絡(luò)管理的Q3接口標(biāo)準(zhǔn)化工作尚未完成。 2.2 GSM的編號(hào)方案GSM網(wǎng)絡(luò)是復(fù)雜的，它包括交換子系統(tǒng)和基站子系統(tǒng)。交換子系統(tǒng)包括HLR、MSC、VLR、AUC和EIR，和與基站子系統(tǒng)、其它網(wǎng)絡(luò)如PSTN、ISDN，數(shù)據(jù)網(wǎng)、其它PLMN等間接口。為了將一個(gè)呼叫接至*個(gè)移動(dòng)客戶，需要調(diào)用相應(yīng)的實(shí)體。因此要正確尋址，編號(hào)方案就非常重要。下面就GSM移動(dòng)通信網(wǎng)中用來識(shí)別身份的各種的編號(hào)方案進(jìn)展介紹。 (1) 移動(dòng)臺(tái)ISDN(MSISDN) MSISDN是指主叫客戶為呼叫數(shù)字公用陸地蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)中客戶所需撥的。的構(gòu)造為： CC NDC

8、 SN |-國(guó)際移動(dòng)客戶ISDN -| |- 國(guó)內(nèi)有效移動(dòng)客戶ISDN -| CC國(guó)家碼。我國(guó)為86。 NDC國(guó)內(nèi)目的地碼，即網(wǎng)絡(luò)接入號(hào)，移動(dòng)公司為134-139.聯(lián)通公司為130-133。 SN客戶，采用等長(zhǎng)7位編號(hào)方案。 中國(guó)移動(dòng)公司SN構(gòu)造是H1H2H3ABCD，其中HlH2H3為每個(gè)移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)的HLR，ABCD為移動(dòng)客戶碼。中國(guó)聯(lián)通公司SN構(gòu)造是H1H2ABCDE，HlH2是移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)的HLR，ABCDE是移動(dòng)客戶碼。 當(dāng)客戶容量受限時(shí)，可擴(kuò)大國(guó)內(nèi)目的地碼。中國(guó)移動(dòng)公司可啟用159，158等。 (2).國(guó)際移動(dòng)客戶識(shí)別碼(IMSI) 為了在無(wú)線路徑和整個(gè)GSM移動(dòng)通信網(wǎng)上正確地

9、識(shí)別*個(gè)移動(dòng)客戶，就必須給移動(dòng)客戶分配一個(gè)特定的識(shí)別碼。這個(gè)識(shí)別碼稱為國(guó)際移動(dòng)客戶識(shí)別碼(IMSI)，用于GSM移動(dòng)通信網(wǎng)所有信令中，存儲(chǔ)在客戶識(shí)別模塊(SIM)、HLR、VLR中。 IMSI構(gòu)造為：MCC MNC MSIN |-國(guó)際移動(dòng)客戶識(shí)別 -| |-國(guó)內(nèi)移動(dòng)客戶識(shí)別 -| MCC移動(dòng)國(guó)家，由3位數(shù)字組成，唯一地識(shí)別移動(dòng)客戶所屬的國(guó)家。我國(guó)為460。 MNC移動(dòng)網(wǎng)號(hào)，由2位數(shù)字組成，用于識(shí)別移動(dòng)客戶所歸屬的移動(dòng)網(wǎng)。中國(guó)移動(dòng)公司GSM PLMN網(wǎng)為00，中國(guó)聯(lián)通公司GSM PLMN網(wǎng)為0l。 MSIN移動(dòng)客戶識(shí)別碼，采用等長(zhǎng)11位數(shù)字構(gòu)成。唯一地識(shí)別國(guó)內(nèi)GSM移動(dòng)通信網(wǎng)中移動(dòng)客戶。 (3)

10、移動(dòng)客戶漫游(MSRN) 被叫客戶所歸屬的HLR知道該客戶目前是處于哪一個(gè)MSCVLR業(yè)務(wù)區(qū)，為了提供應(yīng)GMSC一個(gè)用于選路由的臨時(shí)，HLR請(qǐng)求被叫所在業(yè)務(wù)區(qū)的MSCVLR給該被叫客戶分配一個(gè)移動(dòng)客戶漫游(MSRN)，并將此送至HLR，HLR收到后再發(fā)送給GMSC，GMSC根據(jù)此選路由，將呼叫接至被叫客戶目前正在訪問的MSCVLR交換局。路由一旦建立，此就可立即釋放。這種查詢、呼叫選路由功能(即請(qǐng)求一個(gè)MSRN功能)是No7信令中移動(dòng)應(yīng)用局部(MAP)的一個(gè)程序，在GMSCHLRMSCVLR問的No7信令網(wǎng)中進(jìn)展傳遞。 移動(dòng)客戶漫游(MSRN)構(gòu)造是： CC NDC SN |-國(guó)際移動(dòng)客戶IS

11、DN號(hào) -| |-國(guó)內(nèi)有效移動(dòng)客戶ISDN | (4)臨時(shí)移動(dòng)客戶識(shí)別碼(TMSI) 為了對(duì)IMSI*，MSCVLR可給來訪移動(dòng)客戶分配一個(gè)唯一的TMSI，即為一個(gè)由MSC自行分配的4字節(jié)的BCD編碼，僅限在本MSC業(yè)務(wù)區(qū)內(nèi)使用。 (5)位置區(qū)識(shí)別碼(LAI) 位置區(qū)識(shí)別碼用于移動(dòng)客戶的位置更新，其構(gòu)造是： 3位數(shù)字 2位數(shù)字 最大16bit MCC MNC LAC |-LAI-| MCC移動(dòng)客戶國(guó)家碼，同IMSI中的前三位數(shù)字。 MNC移動(dòng)網(wǎng)號(hào)，同IMSI中的MNC。 LAC位置區(qū)，為一個(gè)2字節(jié)BCD編碼，表示為 *1*2*3*4。在一個(gè)GSM PLMN網(wǎng)中可定義65536個(gè)不同的位置區(qū)。

12、(6)全球小區(qū)識(shí)別碼(CGI) CGI是用來識(shí)別一個(gè)位置區(qū)內(nèi)的小區(qū)，它是在位置區(qū)識(shí)別碼 (LAI)后加上一個(gè)小區(qū)識(shí)別碼(CI)，其構(gòu)造是： 3位數(shù)字2位數(shù)字最大16bit最大16bit MCCMNCLACCI |-LAI-| |-CGI-|CI是一個(gè)2字節(jié)BCD編碼，由各MSC自定。(7). 基站識(shí)別碼(BSIC) BSIC是用于識(shí)別相鄰國(guó)家的相鄰基站的，為6bit編碼，其構(gòu)造是： 3bit 3bit NCCBCC |-BSIC-| NCC國(guó)家色碼，主要用來區(qū)分國(guó)界各側(cè)的運(yùn)營(yíng)者(國(guó)內(nèi)區(qū)別不同的省)，為*Y1Y2。 *：運(yùn)營(yíng)者(移動(dòng)*1，聯(lián)通0) Y1、Y2：分配見表1。 表1 Y1Y2的分配

13、Y2Y10 1 0 、*、 、*、 1 *、 、 BCC基站色碼，識(shí)別基站。由運(yùn)營(yíng)設(shè)定。 BSIC的作用：通知移動(dòng)臺(tái)本小區(qū)公共信令信道所采用的訓(xùn)練序列號(hào)。由于BSIC參與了隨機(jī)接入信道RACH的譯碼過程，因此它可以用來防止基站將移動(dòng)臺(tái)發(fā)往相鄰小區(qū)的RACH誤譯為本小區(qū)的接入信道。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在連接模式下通話過程中，它必須根據(jù)BCCH上有關(guān)鄰區(qū)表的規(guī)定，對(duì)鄰區(qū)BCCH載頻的電平進(jìn)展測(cè)量并報(bào)告給基站。同時(shí)在上行的測(cè)量報(bào)告中對(duì)每一個(gè)頻率點(diǎn)，移動(dòng)臺(tái)必須給出它所測(cè)量到的該載頻的BSIC。當(dāng)在*種特定的環(huán)境下，即*小區(qū)的鄰區(qū)中包含兩個(gè)或兩個(gè)以上的小區(qū)采用一樣的BCCH載頻時(shí)，基站可以依靠BSIC來區(qū)分這些小區(qū)

14、，從而防止錯(cuò)誤的切換，甚至切換失敗。移動(dòng)臺(tái)在連接模式下通話過程中必須測(cè)量鄰區(qū)的信號(hào)，并將測(cè)量結(jié)果報(bào)告給網(wǎng)絡(luò)。由于移動(dòng)臺(tái)每次發(fā)送的測(cè)量報(bào)告中只能包含六個(gè)鄰區(qū)的內(nèi)容，因此必須控制移動(dòng)臺(tái)僅報(bào)告與當(dāng)前小區(qū)確實(shí)有切換關(guān)系的小區(qū)情況。BSIC中的高三位即NCC用于實(shí)現(xiàn)上述目的。可以通過設(shè)置播送參數(shù)允許的NCC，控制移動(dòng)臺(tái)只報(bào)告NCC在允許*圍內(nèi)的鄰區(qū)情況。在網(wǎng)絡(luò)頻率規(guī)劃時(shí)，小區(qū)的BSIC也是一個(gè)規(guī)劃的重點(diǎn)。(8)國(guó)際移動(dòng)臺(tái)設(shè)備識(shí)別碼(IMEI) 唯一地識(shí)別一個(gè)移動(dòng)臺(tái)設(shè)備的編碼，為一個(gè)15位的十進(jìn)制數(shù)數(shù)字，其構(gòu)造是： 6位數(shù)字 2位數(shù)字 6位數(shù)字 l位數(shù)字 TAC FAC SNR SP TAC型號(hào)批準(zhǔn)碼，由歐洲型號(hào)認(rèn)證中心分配。 FAC工廠裝配碼，由廠家編碼，表示生產(chǎn)廠家及其裝配地。 SNR序，由廠家分配。識(shí)別每個(gè)TAC和FAC中的*個(gè)設(shè)備的。 SP備用，備作將來使用。 (9)MSCVLR MSCVLR在No.7信令信息中