第9章TDMA數字蜂窩網引言9.1

GSM系統總體9.2

GSM系統的無線接口(空中接口)9.3

GSM系統的控制與管理9.4蜂窩系統的通信容量習題典型的TDMA數字蜂窩網有以下三種：(1).GSM(歐，1988年)(2).D-AMP(美IS-54標準，又稱為ADC，1990年)(3).JDC(日，1993年)

引言9.1GSM系統總體9.1.1網絡結構9.1.2GSM的區(qū)域與號碼9.1.3主要業(yè)務9.1.1網絡結構移動臺MSMSMSBTSBSCBSCVLRMSCEIRAUCHLRBTS固定網：PSTNPDNISDN…………OMC基站子系統BSS網絡子系統NSS…UmAbisABCD1.移動臺MS(MobileStation)。2.基站子系統BSS(BaseStationSubsystem)：。(1).基站控制器BSC(BaseStationController)(2).基站收發(fā)信臺BTS(BaseTransceiverStation)3.網絡子系統NSS(NetworkSubsystem)：。(1).移動交換中心MSC(MobileSwitchCenter)(2).原籍用戶位置寄存器HLR(HomeLocationRegister)(3).訪問用戶位置寄存器VLR(VisitorLocationRegister)(4).鑒權中心AUC(AuthenticationCenter)(5).移動設備識別寄存器EIR(EquipmentIdentityRegister)(6).操作與維護中心OMC(OperationandMaintenanceCenter)4.網絡接口。TE人機介面MSSIMBTSUm：無線接口(空中接口)1.移動臺MS(MobileStation)(1).類型：車載臺及手機。手機用戶占絕大多數。(2).接口：人機介面：鍵盤、顯示器、及送受話器。

TE：其他終端設備，例如，PC機、傳真機等。

SIM卡(SubscriberIdentityModule用戶識別模塊)：存儲用戶有關信息：①固定信息：

a.用戶號碼：國際移動用戶識別碼(IMSI)等。

b.鑒權和加密信息：鑒權鍵，鑒權和加密算法。②動態(tài)信息：

a.臨時移動用戶識別碼TMSI。

b.所在VLR識別碼及位置區(qū)識別碼LAI。

以上信息同時存儲在MS所屬HLR及VLR中。MS只有插入SIM卡后才能入網使用，SIM卡與用戶唯一對應，可使用任一部MS通話。使電臺的移動性成為個人移動性，為今后發(fā)展個人通信打下基礎。(1).連接關系及功能①通過Um無線接口與MS實現通信連接。②與網絡子系統NSS中的MSC連接，實現移動用戶與其他固定及移動用戶之間的通信。(2).功能實體①基站收發(fā)信臺BTS(BaseTransceiverStation)：提供無線信道。②基站控制器BSC(BaseStationController)：控制BTS，進行無線資源管理，例如，無線信道的分配和釋放，越區(qū)信道切換。2.基站子系統BSS(BaseStationSubsystem)(1).功能①.移動用戶交換、接續(xù)：移動移動、移動固定連接通信。②.移動性管理：位置登記(更新)、越區(qū)切換。③.安全性管理：鑒權與加密。(2).功能實體①.移動交換中心MSC程控交換機，是網絡的核心，它使用網絡的其他功能實體實現上述功能。3.網絡子系統NSS(NetworkSubsystem)從使用功能上可細分為以下幾類：GMSC：GatewayMSC入口(關口)移動交換中心VMSC：VisitedMSC被訪移動交換中心BSGMSC交換機VMSCMSCPSTN移動網。。。。。。BS②.原籍（用戶）位置寄存器HLR(HomeLocationRegister)：用戶中央數據庫，存儲在該移動通信網注冊（入網）的所有本地移動用戶的有關信息：靜態(tài)數據：

a.MS用戶號碼：IMSI、MSISDN

b.MS用戶類別、業(yè)務類別等動態(tài)數據：位置信息：MS用戶正在訪問的MSC/VLR的地址碼等。③.訪問（用戶）位置寄存器VLR(VisitorLocationRegister)：VLR是正在該MSC/VLR服務區(qū)訪問的所有移動用戶（包括本地及外地用戶）的動態(tài)數據庫：

a.取自HLR的用戶參數（號碼、業(yè)務類別）。

b.動態(tài)數據：臨時移動用戶識別碼TMSI（用在空中信令中，保密IMSI）；MS所在位置區(qū)識別碼LAI。④.鑒權中心AUC(AuthenticationCenter)：存儲移動用戶的鑒權和加密信息，保證無線通信的安全性。

a.鑒權：鑒別移動用戶是否為合法用戶。

b.加密：對無線話音、信令進行加密。⑤.移動設備識別寄存器EIR(EquipmentIdentityRegister)：EIR存儲移動臺的國際移動設備識別碼IMEI,通過核查白色、黑色、灰色三種清單，實現對移動臺的識別、監(jiān)視和閉鎖等功能：白色：準許使用；黑色：禁止使用（例失竊）；灰色：有故障等，需監(jiān)視。（注：我國實際未使用EIR）⑥.操作維護中心OMC(OperationandMaintenanceCenter)：OMC通過專用數據鏈路與網絡中心其他所有部件相連，實現對各部件及網絡的管理操作及維護。說明：

(1).由于在MS呼叫接續(xù)過程中，MSC要頻繁訪問VLR，故一般兩者都做在一起。同樣原因，AUC與HLR常做在一起。(2).移動網中設備數量舉例（武漢市，2002年）：HLRVLR/MSCBSCGMSC2918(≈2×9)44.網絡接口GSM標準對系統各部分之間的連接規(guī)定了接口標準：Um、Abis、A、B、C、D等。不同廠家生產的設備只要嚴格符合接口標準，就可以通用。接口標準包含以下內容：(1).物理鏈接方式；(2).信令信息及相應的協議等。9.1.2GSM的區(qū)域及號碼1.區(qū)域2.號碼1.區(qū)域定義GSM服務區(qū)PLMN1服務區(qū)PLMN2服務區(qū)MSC1區(qū)MSC2區(qū)位置區(qū)1位置區(qū)2基站區(qū)1基站區(qū)2扇區(qū)1扇區(qū)2扇區(qū)3。。。(小區(qū))(120度扇形定向天線)。。。。。。。。。包含若干個小區(qū)（基站區(qū)），是MS未通話時網絡能定位MS的最小區(qū)域(在MSC/VLR設置)：①.MS在位置區(qū)內移動時不需進行位置更新。②.呼叫MS時，該MS所在位置區(qū)內所有基站要一齊尋呼。(1).位置區(qū)LA(LocationArea)：一個MSC所管轄的區(qū)域。包含1個或幾個位置區(qū)。

一個MSC又包含1個或幾個BSC。

但BSC區(qū)與位置區(qū)LA是二個不同的概念，可以相互對應,也可以互不相關。(2).MSC區(qū)：(3).PLMN(PublicLandMobileNetwork)公用陸地移動通信網：一個PLMN由若干MSC區(qū)組成，對應于PSTN的同一長途區(qū)號的區(qū)域。由許多個PLMN組成。主呼用戶無需知道MS的實際位置可與之通信的區(qū)域。例如，中國的GSM網絡（包括中國移動GSM和中國聯通GSM）；大而言之，全球簽定了漫游協議的各國GSM網。(4).GSM服務區(qū)MS呼叫接續(xù)涉及到MS及網絡中的各種設備。這就需要對它們正確尋址，各設備都應該有自己的地址碼，亦稱為號碼或識別碼。

(1).移動臺國際ISDN號碼(MSISDN)①.功能：其他用戶呼叫該MS時所需撥的號碼。例如.組成：2.號碼CCNDCSN

CC：國家代碼，中國為86

NDC：國內目的代碼，包括國內網號及HLR識別碼。HLR識別碼國內網號移動聯通……139135134130H0H1H2H3

SN：用戶號例：1390710ABCD(國內電話不需撥中國代碼86)1387125ABCD1350715ABCD1302637ABCD注：

①.中國GSM網MSISDN號長11位，前二位固定為13，后9位共可編號109=10億。

②.MS呼叫時，網絡由H0H1H2H3尋址MS所屬的HLR。(2).國際移動用戶識別碼IMSI(InternationalMobileSubscriberIdentity)：①.功能：在全球GSM系統中，一個移動用戶唯一對應一個IMSI，存放在用戶SIM卡及該用戶HLR及VLR中。用在MS的移動性、安全性管理及呼叫接續(xù)中。②.組成：MCCMNCMSIN中國：46000移動H0H1H2H3XXXXX01聯通MCC：移動用戶所屬國家代碼MNC：移動網號MSIN：移動用戶識別號(包含有HLR識別號H0H1H2H3)(3).臨時移動用戶識別碼(TMSI)①.功能：GSM系統的安全保密措施之一是，空中信令盡可能用TMSI代替IMSI，以防他人從空中非法竊取并盜用IMSI。由VLR臨時給來訪MS用戶分配一個在該服務區(qū)使用的TMSI號碼，并且MS每呼叫一次就重新分配一個TMSI。②.組成：長度≤4個字節(jié)，格式由運營部門自訂。(4).HLR號碼MSISDN號碼中NDC所包含的HLR識別碼例：138H0H1H2H3

…

1個HLR可對應多個號碼。(5).MSC/VLR號碼例：1390M0M1M2M3(6).移動臺漫游號碼(MSRN)①.功能：MS被呼時，由所訪問的VLR分配一個MSRN(其中包括VLR號碼)，以確定至MS的路由。路由一旦建立，該號碼立即釋放。②.組成：例，1390M0M1M2M3X1X2X3MCCMNCLAC(7).位置區(qū)識別碼LAI組成：同IMSIMCC：移動用戶國家代碼MNC：移動網號LAC：位置區(qū)碼，二個字節(jié)十六進制數例：中國460008EF0NCC：PLMN色碼，用來識別相鄰PLMN網BCC：BTS色碼，用來識別相同載頻的不同基站。(8).基站識別碼BASICNCCBCC3bit3bit話音、短消息等。9.1.3主要業(yè)務9.2GSM系統的無線接口(空中接口)9.2.1GSM系統無線傳輸特征9.2.2信道類型及組合9.2.3話音和信道編碼9.2.4跳頻和間斷傳輸技術9.2.1GSM系統無線傳輸特征

1.GSM系統無線傳輸特征概述2.頻率與頻道序號3.TDMA/FDMA混合多址方式4.調制方式5.區(qū)群結構及容量1.GSM系統無線傳輸特征概述項目參數注多址方式TDMA/FDMA頻率/MHzMS發(fā)890~915頻帶寬度25MHz；雙工方式FDD，Δf=45MHzBS發(fā)935~960載頻間隔/KHz200等效為25KHz/時隙時隙數/載頻8TDMA幀長/ms4.615時隙長/ms0.577調制方式GMSK高斯預濾波MSK(最小FSK)話音速率(kb/s)加差錯保護前13加差錯保護后22.8卷積碼+交織信道速率/(kb/s)270.8338×(22.8+訓練序列等)交織跨度/ms40MS發(fā)頻率低，傳播損耗低，有利于補償上、下行功率不平衡。頻道數=(25MHz/200KHz)–1=124(頻段二端頻率未用)頻道序號：n=1~124載頻：fn上行=(890+0.2n)MHz

fn下行=(935+0.2n)MHz2.頻率與頻道序號物理信道數=124(載頻)8(時隙/載頻)=992(時隙)

≈1000(時隙)每信道等效帶寬=200KHZ/8=25KHZ，

與模擬FM相同。3.TDMA/FDMA混合多址方式特點：占用頻帶窄頻譜利用率=270.833kb/s/200kHz=1.35b/s/Hz

GMSK高斯型預濾波最小頻移鍵控：4.調制方式高斯型低通MSK調制信碼NRZ高斯型(鐘型)脈沖GMSKBT=0.3

(1).模擬調頻蜂窩網

∵4級話音，同頻信干比門限(S/I)S

=18dB

∴同頻再用距離D大區(qū)群N=7(2).TDMA數字蜂窩網由于采用了多種抗干擾措施(如，自適應均衡，糾錯編碼，跳頻等)，則4級話音的(S/I)s=9dB同頻再用距離D小區(qū)群N=3，頻率再用率提高，系統容量增大。5.區(qū)群結構及容量9.2.2信道類型及組合1.概述2.幀結構3.信道分類4.時隙格式(突發(fā)脈沖序列)5.信道組合方式1.概述TDMA信道按功能可分為二類：(1).業(yè)務信道TCH(TrafficChannel)：傳用戶信息。(2).控制信道CCH(ControlChannel)，即信令信道：傳信令及同步信號。又可細分為二類：①.共路信令信道。②.業(yè)務信道上傳隨路信令。(1).幀及復幀結構為便于管理與控制，與PCM傳輸系統一樣，GSM系統亦采用多層復幀結構：2.幀結構以超高幀為周期，給每幀編序號0、1、2、3…2715647(幀序號信令中要用到)。詳圖幀(TDMA幀：幀長4.615ms，時隙長0.577ms)復幀=超幀=1326幀=超高幀=2048個超幀=2048×1326=2715648幀(約3.5小時)26幀，業(yè)務信道51幀，控制信道51×26，業(yè)務信道(51個復幀)26×51，控制信道(26個復幀)

(2).上行幀號和下行幀號時間對應關系②.MS發(fā)射的時隙信號應按BS規(guī)定的時序到達BS。上行幀滯后3個時隙便于進行上行時隙時間提前量TA的調整，以保證上行時隙不與相鄰時隙重疊：①.系統為FDD頻分雙工，但MS不同時收發(fā)，則可簡化電路(用合路器—收發(fā)切換電子開關代替雙工器)。上行幀相對下行幀滯后3個時隙，其作用在于：

MS2發(fā)送時刻應提前TA時間。提前量TA由BS測量計算后經SACCH(慢速輔助控制信道)傳送給MS。BSMS3MS20km38km來回延時TA=250usTAMS上行時隙實際到達時刻TS3TS2TS6BS規(guī)定時序(在BS處觀測)TS4TS5TS3TS2TS2TS3577μs3.信道分類信道CH控制信道CCH業(yè)務信道TCH廣播信道BCH快速輔助控制信道FACCH專用控制信道DCCH頻率校正信道FCCH同步信道SCH廣播控制信道BCCH隨機接入信道RACH準許接入信道AGCH尋呼信道PCH公用控制信道CCCH慢速輔助控制信道SACCH慢速輔助控制信道SACCH獨立專用控制信道SDCCH(隨路信令)(下行)(下行)(下行)(下行)(下行)(上行)(上/下行)(上/下行)(上/下行)(上/下行)SACCH/CSACCH/T業(yè)務信道TCH(TrafficChannel)傳送二類信號：(1).話音、數據等用戶信息；(2).隨路信令(與用戶信息時分復用)。控制信道CCH(ControlChannel)：專門用來傳送信令及同步信號。

GSM系統為增強系統控制功能，設置了多種控制信道，大多是專用控制信道，傳送共路信令，僅有二種隨路控制信道。信道分為業(yè)務信道、控制信道二大類頻率校正信道FCCH(FrequencyCorrectionChannel)：

廣播MS載波頻率同步信號。同步信道SCH(SynchronizationChannel)：

廣播時間同步信號(幀同步及時隙同步信號)及BS識別碼。廣播控制信道BCCH(BroadcastControlChannel)：

廣播本小區(qū)通用信息，例：位置區(qū)識別碼LAC等。廣播信道BCH(BroadcastChannel)：

下行(BSMS)廣播公用信息，點對多點。尋呼信道PCH(PagingChannel)下行，BS尋呼MS隨機接入信道RACH(RandomAccessChannel)上行，MS以隨機接入方式向BS發(fā)出入網申請。準許接入信道AGCH(AccessGrantChannel)：下行，給發(fā)出入網申請的MS的應答，分配一個獨立專用控制信道。公用控制信道CCCH(CommonControlChannel)：呼叫接續(xù)開始階段信令傳輸信道，全體空閑MS公用。獨立專用控制SDCCH(Stand-aloneDedicationControlChannel)：呼叫接續(xù)主要階段信令(鑒權、加密、分配TCH)傳輸。慢速輔助控制信道SACCH(SlowAssociatedControlChannel)：SACCH/CBSMS：傳輸MS功率調整、時間提前量TA等消息。MSBS：傳輸BS信號強度測試報告等消息。專用控制信道DCCH(DedicationControlChannel)：呼叫接續(xù)主要階段(第二階段)信令傳輸信道，分配給一臺MS專用。慢速輔助控制信道SACCH(SlowAssociatedControlChannel)：SACCH/T(功能同SACCH/C)BSMS：傳輸MS功率調整、時間提前量TA等消息。

MSBS：傳輸BS信號強度測試報告等消息，以便網絡判定是否應越區(qū)切換。快速輔助控制信道FACCH(FastAssociatedControlChannel)：

越區(qū)切換時快速傳送大量信令，中斷話音約18ms。業(yè)務信道TCH上的隨路信令：有如下四類：(1).常規(guī)突發(fā)序列(除后面三種外的全部TCH、CCH)(2).頻率校正突發(fā)序列(FCCH)(3).同步突發(fā)序列(SCH)(4).接入突發(fā)序列(RACH)4.時隙格式(時隙突發(fā)脈沖序列)TB尾比特(000)：TX功率上升/下降時間。GP保護期：防時隙重疊的保護時間。IB標志位：標志是業(yè)務信號/控制信號。訓練比特：已知的具有尖銳相關峰的比特序列，供收端調整自適應均衡器，再對信息比特進行均衡，消除多徑時散引起的碼間竄擾。TB3信息比特57IB1訓練比特26IB1信息比特57TB3GP8.25156.25bit=0.577ms(1).常規(guī)突發(fā)序列信息比特共114bitTB3固定比特（全0）142TB3GP8.25(2).頻率校正突發(fā)序列(FCCH)

數據比特對載波為GMSK(一種特殊的FSK)調制方式，所以該突發(fā)序列為有固定頻差的載波。TB3信息比特39擴展訓練比特64信息比特39TB3GP8.25(3).同步突發(fā)序列(SCH)位同步、時隙同步：由擴展訓練比特提取幀同步(幀號)及BSIC：在信息比特中TB3同步序列42信息比特36TB3GP68.25(252μS)(4).接入突發(fā)序列(RACH)

為什么GP長達252μS？

∵時隙ALOHA接入

這是MS在呼叫接續(xù)過程中第一次發(fā)射的時隙信號，無法進行時間超前量TA調整(BS還未測量到TA，未向MS發(fā)過TA調整消息)，長的GP防止它與后一時隙重疊，對應MS—BS距離38km的最大傳輸時延。156.25bit=0.577ms=577μS(1).物理信道安排設每個基站分配n個雙工頻道C0,C1,…Cn-1，而每載頻有8個時隙TS0,TS1

…TS7，則有8n個物理信道：CH0,CH1,CH2,…CH8n-1

一般安排如下：CH0（C0的TS0）：CCH(包括BCCH，有特殊識別碼組)CH1（C0的TS1）：CCH或TCH，現小區(qū)信道總數而定…TCHCH2（C0的TS2）：5.信道組合方式

MS開機后順次搜索個信道，最后鎖定在所在小區(qū)的BCCH.其中，T：業(yè)務幀(偶爾連續(xù)4幀—18.5ms作為FACCH)A：隨路的慢速輔助控制信道(SACCH/T)幀

I：空閑幀注：上/下行信道組合方式相同(上行幀滯后3個時隙)(2).業(yè)務信道組合方式ITT…TTATT…TTT…TCH1復幀(26TDMA幀)01314242521011121…1復幀(26TDMA幀)I1C4C4S1F1C4C4S1F1C4C4S1F1C4C4S1F1C4B4S1F1下行…RACH513T上行其中，F=FCCH頻率校正信道S=SCH同步信道B=BCCH廣播控制信道C=CCCH公用控制信道(包括PCH、AGCH)RACH隨機接入信道BCH(3).控制信道組合方式控制信道組合方式較多，下面介紹一種常用組合方式：

①.CH0(C0的TS0)：BCH與CCCH復用其中，D=SDCCH獨立專用控制信道A=SACCH慢速輔助控制信道I=空閑幀注：上/下行信道構成相同(上行幀滯后3個時隙)②.CH1(C0的TS1)：專用控制信道I3A74A64A54A44D74D64D54D44D34D24D14D04I3A34A24A14A04D74D64D54D44D34D24D14D042個復幀=2×51=102TDMA幀……

1.話音編碼(信源編碼)

RPE-LTP編碼(Regular-PulseExcitationLongTimePrediction-code規(guī)則脈沖激勵長期預測編碼)是波形編碼及聲碼器(參量編碼)相結合的混合編碼方法，以較低的碼速率獲得較高的話音質量。

2.信道編碼(1).卷積糾錯編碼：糾正隨機誤碼及短沖突發(fā)誤碼；(2).交織編碼：與(1)配合糾正長突發(fā)誤碼。9.2.3話音和信道編碼3.系統框圖(MS側)MIC13位線性A/DRPE-LTP編碼GMSK解調糾錯編碼交織無線接入及GMSK調制D/ARPE-LTP解碼糾錯解碼去交織雙工器SP8×13kb/s13kb/s22.8kb/s22.8kb/s270.833kb/s話音編碼信道編碼注：BS側與此對應兩種編碼說明……20mS20mS20mS模擬話音…話音編碼話音編碼260bit260bit糾錯編碼糾錯編碼456bit456bit交織幀1幀2(每幀114bit/4.615ms，8×4.615=40ms)20ms×13kb/s=260bit2×456=2×(8×57)=8×114bit8×114交織矩陣*1幀8*2*1糾錯編碼260bit差錯敏感182bit差錯不敏感78bitΣ(不加糾錯編碼)卷積糾錯編碼：2×(182bit+3bit奇偶檢錯位+4bit尾比特)=2×189=378bit456bit可糾正隨機誤碼和短突發(fā)誤碼，但無法糾正長突發(fā)誤碼交織/去交織將傳輸中的成片誤碼分散，再由卷積碼糾正?！ぁぁ?14幀1幀2幀8讀/寫寫/讀TX端交織：RX端去交織：

……

12312345678交織矩陣(RAM)誤碼*2

前面已介紹了GSM系統中針對移動信道特點采取的多種抗干擾措施：(1).多徑時散使碼元展寬，引起碼間竄擾：自適應均衡(訓練序列調整)(2).隨機干擾：卷積糾錯編碼(3).突發(fā)干擾：交織+卷積糾錯編碼本節(jié)介紹另外二種抗干擾措施：

1.跳頻2.間斷傳輸(DTX)9.2.4跳頻和間斷傳輸技術(1).原理：每幀(4.615ms)改變1次載頻，跳頻速率1/4.615=217跳/秒(2).功能：

躲避載頻上的干擾，從而：

①.降低同頻道干擾；②.降低頻率選擇性衰落。1.跳頻(1).原理：音控發(fā)射(話音激活TX：講話時發(fā)，無話音仃發(fā))

基于雙工話音通信占空比≈35%，因為：①.對方講話我不講→占空比=50%②.一方講話有句間仃頓或更長的仃頓→占空比<50%(2).特點：①.不發(fā)射時，不產生干擾(同道、鄰道、互調)②.MS節(jié)電2.間斷傳輸(DTX：DiscontinuousTransmision)9.3GSM系統的控制與管理概述9.3.1位置登記9.3.2鑒權與加密9.3.3呼叫接續(xù)9.3.4越區(qū)切換

本節(jié)內容包括以下幾個部分：(1).移動性管理：位置登記(更新)，越區(qū)切換(2).安全性管理：鑒權與加密(3).呼叫接續(xù)概述通信網要跟蹤MS位置變化，對其位置信息進行登記、更新，以保證能尋呼到該MS。位置登記發(fā)生在以下幾種情況下：1.入網位置登記(1).合法移動臺的SIM卡已由網絡運營商在所屬的HLR中登記注冊，存有SIM卡上的用戶參數(IMSI,MSISDN號碼及業(yè)務類型等)(2).MS首次入網時，要在當前位置所屬VLR中進行位置登記，VLR從其HLR讀取、存儲有關用戶參數，并將MS當前位置(VLR號碼)存入HLR。9.3.1位置登記2.MS移動中，位置區(qū)(LA)或VLR區(qū)發(fā)生變化，則在當前VLR中重新進行位置登記(更新)3.IMSI分離與附著MS關機時，首先在HLR及VLR中置一特定標志為“不可接入”，然后關斷電源，使網絡拒絕向該用戶呼叫(主叫方聽“你所撥打的電話已關機”)，以免浪費有關信令資源，稱為“IMSI分離”。而MS開機時，將該標志置為“允許接入”，恢復正常工作，稱為“IMSI附著”。4.周期性位置更新為防止信令傳輸，尤其是空中信令傳輸錯誤造成實際位置及“IMSI分離/附著”狀態(tài)與網絡中登記的不一致，MS要進行周期性位置更新：

由網絡設置定時周期(步距0.1小時，從小時)經BCH下傳給全部MS。MS在無實際位置更新發(fā)生時，按此定時進行周期性位置登記(更新)，使MS與網絡保持可靠聯系。位置登記(更新)的信令傳輸過程如下：在同一個VLR區(qū)內進行位置登記(更新)ＭＳＭＳＣＶＬＲＨＬＲ位置登記請求位置登記請求確認更新位置登記更新位置登記確認在不同VLR區(qū)進行位置登記(MS用IMSI)位置登記請求位置登記請求確認更新位置登記更新位置登記確認查詢ＭＳ參數查詢ＭＳ參數響應位置信息注銷MSMSCnVLRnHLRVLRo

1.含義：通話期間，MS跨越小區(qū)(或扇區(qū))邊界時，網絡將MS從原小區(qū)(或扇區(qū))使用的信道切換到新小區(qū)的某一信道，而保持通話不中斷。2.越區(qū)切換控制方法(1).網絡控制越區(qū)切換(模擬蜂窩網采用)方法：MS周圍多個BS的監(jiān)測接收機監(jiān)測來自該MS的信號強度和質量，報告給MSC，由MSC分析判定是否該切換，然后控制切換。9.3.4越區(qū)切換網絡負荷大：①.BS-MSC傳輸鏈路負荷大；②.MSC集中處理切換，負荷大。所以處理切換的速率(切換次數/單位時間)低，不適于用戶多、通信業(yè)務量大、小區(qū)半徑小，越區(qū)切換頻繁的通信網。缺點：(2).移動臺輔助越區(qū)切換(GSM等數字蜂窩網采用)方法：MS時分測量周圍多個BS來的信號強度和質量，在判定應該切換時，就向MSC發(fā)出越區(qū)切換請求(包括測量報告)，MSC綜合考慮網絡情況，決定是否進行切換。特點：將越區(qū)切換信號監(jiān)測和部分處理分散到各MS，極大降低傳輸鏈路及MSC的負荷，增大了處理切換的速率，適用于大容量移動通信網。注：模擬蜂窩網通話中的MS，連續(xù)收發(fā)模擬話音，無法監(jiān)測所在小區(qū)BS以外的周圍BS信號強度，故無法采用此方法。(1).同一BSC區(qū)內不同小區(qū)(或扇區(qū))之間切換。(2).同一MSC/VLR區(qū)內不同BSC區(qū)之間切換。(3).不同MSC/VLR區(qū)之間切換。3.越區(qū)切換的幾種情況(1).同一BSC區(qū)內不同小區(qū)(或扇區(qū))之間切換(由BSC控制切換)MSCBSCBTSnBTSoMS測試報告切換完成信道分配信道分配完成切換命令釋放信道釋放信道完成切換完成(2).同一MSC/VLR區(qū)內不同BSC區(qū)之間切換(由MSC控制切換)清除完成清除命令切換完成切換完成切換命令切換證實切換命令切換請求切換命令測試報告BSCnMSCBSCoMS

由于空中信令極易受到侵犯，GSM系統為保證通信安全，采取以下措施：鑒權：鑒別MS的合法性加密：加密空中信令及話音，防止別人竊聽本節(jié)具體內容如下：1.鑒權中心AUC產生鑒權/加密的參數2.鑒權過程3.加密過程4.用戶識別碼(IMSI)保密9.3.2鑒權與加密1.鑒權中心AUC產生三參數組三參數組(多組)送HLR隨機數RANDIMSIKiRAND加密算法A8鑒權算法A3鑒權鍵密鑰Kc符號響應SRES產生多個隨機數2.鑒權過程RAND/Kc/SRESRAND/Kc/SRESRAND/Kc/SRESSIM卡存有本用戶鑒權鍵Ki等參數存儲HLR中所有用戶鑒權鍵KiMSMSC/VLRHLRAUC鑒權算法A3與SRESAUC相同?yN不能接入…(重復/失敗)SRES接入請求Ki(1個)RAND可接入…加密過程(接鑒權通過)M

RANDKi存儲本用戶RAND、Ki存儲訪問用戶Kc存儲訪問用戶RAND/Kc/SRESMSBTSMSC/VLR加密模式A8A5加密TDMA幀號KcA5解密與原M一樣？加密的MTDMA幀號KcMYesNo(重復/失敗)…加密模式完成加密模式命令(消息M)(續(xù)下表)MSBTSMSC/VLRA5加密A5解密A5解密A5加密TDMA幀號KcTDMA幀號Kc加密數據數據數據(信令、話音)數據數據加密數據

空中數據的加密傳輸(續(xù)上表)為防止他人監(jiān)聽、盜用IMSI，空中信令中均用臨時移動用戶識別碼TMSI代替

IMSI。僅在MS得不到TMSI(例第一次入網)或TMSI失效(VLRo分配的TMSI在VLRn中得不到響應)時，才使用IMSI。4.用戶識別碼(IMSI)的保密9.3.3呼叫接續(xù)1.移動用戶主呼2.移動用戶被呼1.移動用戶主呼接續(xù)過程鑒權與加密MSBSMSCVLRRACHAGCHSDCCH+SACCH信道請求立即分配業(yè)務請求業(yè)務請求開始接入請求“開始接入請求”應答分配新TMSI“分配新TMSI”應答TMSI指令TMSI響應TMSI響應TMSI指示建立呼叫請求建立呼叫請求(含有線號碼)呼叫開始呼叫開始呼叫信息要求呼叫信息MSBSMSCVLR信道指配信道指配信道指配完成信道指配完成與固定用戶接續(xù)連接完成回鈴音TCH+SACCH/T+FACCH…連接連接連接確認連接確認用戶摘機…通話回鈴音……2.移動用戶被呼接續(xù)過程SDCCH+SACCH/CTELEXHLRVLRMSBS鑒權及加密電話交換機(PSTN)1387125xxxx13906753MSISDN1387125ABCD撥號撥號信息詢問路由詢問路由1387125ABCDMSRNMSRN13906753xxx撥號信息臨時分配用完即釋放查呼叫參數尋呼請求尋呼請求TMSILAI(TMSI)尋呼請求位置區(qū)全體BSCCH守候PCHRACHAGCH開始接入請求尋呼響應尋呼響應立即指配信道請求GMSCVMSC信道指配信道指配指配完成指配完成回鈴回鈴連接連接…連接完成撥號應答通話回鈴音…BS測試報告(越區(qū)切換)功率及TA調整…TCH自振鈴摘機SACCH/TFACCHTELEXHLRGMSCVLRVMSCMSBS①.呼叫接續(xù)信令傳輸過程：消