移动网相关流程
• 移动用户被叫 • 定义：
移动用户被叫时，需要确定用户的漫游地，根据漫游号接续
• 过程：
A）MSC接收到一个呼叫请求，分别对主叫号码和被叫号码进行分析，若主 叫号码无特殊（不是智能网/VPN用户）且业务状态正常（无呼叫限制），则 按被叫号码进行数字分析。 B）当被叫号码为本网移动用户时，则向被叫用户归属HLR发MAP消息（发 送路由消息），HLR根据被叫号码查询被叫用户业务及位置信息。 C）HLR向被叫用户所在MSC发请求漫游号消息，被叫所在MSC分配一个漫 游号返回给HLR，记录被叫号码和漫游号的对应关系。 D）HLR向主叫所在MSC回送漫游号，主叫所在MSC分析漫游号后选择对应 的路由，建立到被叫MSC的话路连接。 E）被叫所在MSC根据漫游号查询对应的被叫用户信息，向BSC发寻呼被叫 用户的消息。 F）被叫手机响应寻呼消息，BSC准备相应的无线资源后通话建立。
位置区定义
GSM/CDMA网服务区 网服务区 不同PLMN网 不同 网 MSC区 区 MSC区 区
LAC区 区
ＣＩ ＣＩ
LAC区 区
ＣＩ ＣＩ
基站区 基站区
ＣＩ ＣＩ
基站区 基站区
ＣＩ ＣＩ
LAC区 区
ＣＩ ＣＩ
LAC区 区
ＣＩ ＣＩ ＣＩ
基站区
ＣＩ
基站区
基站区 基站区 ＣＩ
ＣＩ
位置区定义
• 移动网（GSM/CDMA）服务区：由联网的全部成员国网络组 成，在移动网服务区内用户能得到各种服务。 • PLMN服务区：一个PLMN服务区一般包含多个MSC服务区， 全国同一运营商的所有MSC服务区组成一个PLMN服务区。 • MSC服务区：通常一个MSC和一个或多个基站系统相连，覆 盖一定的区域，我们称该MSC所带基站的覆盖区域即为MSC 服务区。一个PLMN通常包含数个“MSC服务区”。 • 位置区：一个位置区是一个MSC服务区内的一个管理区，由 若干基站区组成。一个MSC服务区包含一个或多个位置区。 • 基站区：一个基站控制器所控制若干个小区的区域称为基站 区。 • 小区：最小的功能区，即CI，通常一个基站包含一（全向站） 或三个小区（三扇区）。
• 上图是一个典型的GSM移动通信网络，包括基站、基站控制器、移 动交换中心、归属位置寄存器、关口局（GateWay MSC）、汇接局 （TMSC）、信令转接点（STP） • 基站：为移动用户接入移动网络提供无线接口。 • 基站控制器：控制资源管理 • 关口局：负责至网间话务的转接，是对外的接口局，一般与中国电 信、中国移动、铁通等其它运营商网络互连 • 汇接局：负责网内大区内、区间长途话务的汇接，包括大区间的一 级汇接和大区内的二级汇接，一般一级汇接兼作二级汇接。 • 信令转接点：负责信令消息的转接 • 移动通信网络包括话务网和信令网，TMSC/GMSC是话务的汇接和 转接局，HSTP是信令的转接局，传送话路相关和话路不相关信令。
编码定义
•MCC：移动国家代码，如中国=460，全球统一的PLMN国家代码 ： •MNC：移动网代码，联通CDMA=03，联通GSM=01，移动=00， ： 国内规定的唯一的网络运营商代码 •MSIN：移动用户标识码，如5160012345，网络运营商规定的唯一 ： 的移动用户代码。 •IMSI：国际移动用户识别码，IMSI=MCC+MNC+MSIN，如 ： 46001-5160012345，全球唯一，存在SIM卡及HLR、AUC中。 •CC：国家代码，中国=86 ： •NDC：网络目的地代码，如网号=130/131/133/135-139，区号=020 ： •MSISDN：移动用户号码，国内MSISDN=13005104444，国际格 ： 式MSISDN=8613005104444（CC+NDC），全球唯一。
编码定义
•LACOD：位置区域码，如20836 ： •LAI：位置区识别码，LAI=MCC+MNC+LACOD，全球唯一，以 ： 标识用户位置，SIM卡中的LAI变化时将发起位置更新。 •CI：基站小区标识码，如21005 ： •GCI：全球小区标识码，GCI=LAI+CI，唯一标识 ： •TMSI：临时移动用户识别码，用户上网后由VLR分配，与IMSI ： 对应，在空中接口中使用，防止IMSI在空中传播多次而被解密。 TMSI在一些事件后将重新分配。 •MSRN：移动用户漫游号，与MSISDN格式相同，如8613000200， ： 用以实现移动用户被叫时能被接通。 •HON：切换号码，用以用户在通话时从一个MSC切换到另一个 ： MSC时的越区切换，一般MSRN和HON同段，共用1000个号码。 •LMSI：本地移动用户号码，用于寻址VLR中的用户数据。 ：
GSM移动通信网络结 GSM移动通信网络结 信令/话务） 构（信令/话务）
BTS1 BTS2 BSC1
MSCn
BTSn
HLR1~N
MSC1
BTS1 BSCn BTS2
HSTP1
GMSC
BTSn
HSTP2 TMSC2 TMSC1
PSTNCMGSMGSM移动通信网络结 GSM移动通信网络结 信令/话务） 构（信令/话务）
移动通信原理
数字蜂窝通信系统由交换网络子系统SSS 、 数字蜂窝通信系统由交换网络子系统 SSS、无线基站子系 统BSS、移动台MS等网络单元组成，如图1所示。交换子系统 BSS、移动台MS等网络单元组成 如图1所示。 等网络单元组成， 主要完成交换功能和用户数据与移动性管理、 主要完成交换功能和用户数据与移动性管理、安全性管理所需 的数据库功能，包括MSC VLR、HLR、AUC、EIR等功能实体 的数据库功能 ， 包括 MSC 、 VLR 、 HLR 、 AUC 、EIR 等功能实体 。 MSC、 等功能实体。 无线基站子系统是在一定的无线覆盖区中由MSC控制， MS进 无线基站子系统是在一定的无线覆盖区中由 MSC 控制 ， 与 MS 进 MSC控制 行通信的系统设备， 行通信的系统设备，负责完成无线发送接收和无线资源管理等 功能，包括BSC BTS等功能实体 移动台由移动终端(MS) 功能，包括BSC、BTS等功能实体。移动台由移动终端(MS)和用 BSC、 等功能实体。 (MS)和用 户识别卡（SIM）组成，完成话音编码、信道编码、 户识别卡 （ SIM ） 组成 ，完成话音编码 、 信道编码 、 信息加密 、 信息的调制和解调 、 信息发射和接收 。 SIM 卡存有认证用户 信息的调制和解调、信息发射和接收。SIM卡存有认证用户 身份所需的信息，以及与网路和用户有关的管理数据。 身份所需的信息，以及与网路和用户有关的管理数据。
移动网相关流程
• 鉴权 加密： 鉴权/加密： 加密
• 目的：防止非法用户盗用合法用户的帐户使用网络，防止BTS交叉 覆盖和通信过程被非法监听。 • 时间：在开机后或使用业务前进行鉴权，在通话时进行加密 • 过程：进行位置更新或发生其他事件时，重新对用户信息和信令信 息作鉴权审查和加密。由AUC产生三元组（RAND，Sres，Kc）， 将RAND传送给移动台，移动台根据SIM卡中的Ki和A3算法算出Sres， 回送给MSC/VLR进行对比，若两者相同，则鉴权成功，否则鉴权失 败，不能使用移动业务。移动台使用RAND，通过SIM卡中的参数Ki 和A8算法产生密钥Kc，通过Kc和A5算法加密，将Kc发送到BSS， BSS保存A5算法进行解密。
移动网相关流程
• 切换
• 定义： 用户在通话过程中发生位置改变，需要保持通话不中断 • 类别： A）BSC无线子系统发起的切换-BSC内切换 B）MSC无线子系统直接发起的切换-MSC内不同BSC的切换 C）MSC无线子系统发起的切换-MSC之间的越区切换 • 过程： A）移动台测量接收到的最多6个CI的信号质量，发送给BSC。 B）在BSC中产生一个列表，记录信号的 质量，在当前使用小区的 信号达到切换的门限值时，BSC向MSC发切换请求。 C）若BSC建议的准备切换的GCI是本MSC的，则执行一个MSC服务 区内切换，MSC向BSC发切换请求，若不是本MSC的，则执行一个 MSC之间的越区切换，MSC向新MSC发切换请求。 D）新BSC准备无线资源后进行切换，切换成功后旧BSC释放无线资 源。
• 位置更新过程：
• A）用户移动到一个新的位置区，接收到的LAI与SIM保存的旧位置区LAI不 同，则将两个LAI发送到MSC/VLR，请求更新位置。 • B）若MSC/VLR知道旧LAI所属MSC/VLR，则向旧MSC/VLR要未用完的鉴 权参数和用户的IMSI。 • C）若MSC/VLR不知道旧LAI，则向用户要IMSI，通过IMSI寻址HLR，进行 位置更新。 • D）在新的MSC/VLR中插入用户数据（包括用户业务、位置区等信息），更 新HLR中用户的位置信息。 • E）HLR通知旧MSC/VLR删除VLR中的用户。
移动网相关流程
• 位置更新
• 发生位置更新的情况：
• A）用户第一次上网 • B）用户位置发生改变，由一个MSC进入另一个MSC，或由一个位置区进入 到另外一个位置区 • C）移动台定时器到时，周期性位置更新 • D）HLR故障后，通知所有受影响的VLR可能数据丢失，在随后的业务中 （如移动用户作主叫），将进行一次位置更新。
功能实体简介
• BSC：Base Station Controller，即基站控制器，对一个或多个 BTS进行控制，主要负责无线网路资源的管理、小区配置数 据管理、功率控制、定位和切换等，是个很强的业务控制点。 • BTS：即基站收发信台，无线接口设备，完全由BSC控制，主 要负责无线传输，完成无线与有线的转换、无线分集、无线 信道加密、跳频等功能。 • MS：Mobile Station，即移动台。 • OMCB：Operation and Maintenance Centre -BaseStation，即无 线操作维护中心，负责对无线网元的监控和操作维护。 • OMCS：Operation and Maintenance Centre -Switch，即交换操 作维护中心，负责对交换网元的监控和操作维护。 • PSTN：公共电话网 • PBX：小交换网