GSM网络各部分简介
• 设备识别寄存器EIR（Equipment Identity
• EIR是一个用来鉴别国际移动设备识别号IMEI（International Mobile • • • • • • • • •
Register）
Equipment Identity）的集中化数据库。 该数据库仅仅针对移动设备，而并不针对使用该移动设备的移动用户。 EIR根据不同情况，将IMEI放到不同的列表（或称为名单）中： 白名单 存放的是已分配给合法移动设备的IMEI号。 黑名单 存放的是已挂失或因其它原因而被拒绝服务的移动设备的IMEI号。 灰名单 存放有一些故障，但还不至于上黑名单的移动设备的IMEI号。 EIR数据库由MSC对它进行远程访问，也可由其它PLMN中的MSC访 问。与HLR相似，一个PLMN网络中可能不止一个EIR，每个EIR管理一 部分IMEI。MSC内有翻译功能，即给定一个IMEI，可以翻译得到该 IMEI所在的EIR地址。
Maintenance System）
由MSC及一些相关的数据库组成，完成电话交换及提供 GSM系统与PSTN的连接功能等。
使网络管理员能对网络进行集中操作与维护。
GSM网络结构图
操作与维护系统 网络交换系统
NMC OMC
VLR
HLR AUC EIR
MSC
PSTN MS MS MS
EC
IWF
基站 系统
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• 鉴权中心AUC（Authentication Centre）
• AUC是一个处理系统，完成“鉴权”功能。 • AUC一般与HLR做在一起，因为AUC需要经常性的访问HLR中移动用
• • •
户数据。AUC/HLR可能与MSC在一起，也可能不在一起。 一般当移动用户在系统中做“初始化”（Initializes）时，需要做鉴权 处理。 鉴权处理过程 在讨论鉴权处理过程时，我们假定VLR已经获得所有执行鉴权处理 所需的信息（比如Kc,SRES和RAND）。如果没有，VLR会向 HLR/AUC请求这些信息。 三个数储存在VLR中。 VLR将RAND经MSC和BSS发送到MS（未加密）。 MS将收到的RAND和存在SIM卡中的参数Ki一起经过A3和A8算法，算 得SRES和Kc的值。 MS将SRES传送到VLR（未加密） VLR将其所存的SRES值与从MS收到的SRES值比较，如果相等，则鉴 权成功。 如果要使用加密，所分配的三个数中的Kc须传到BTS。 移动台从RAND、A8算法和SIM中的Ki算得Kc。 利用Kc、A5和GSM巨帧号，对MS和BSS间的空中接口加密。
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• 归属位置寄存器HLR（Home Location Register）
• HLR是用来存储移动用户数据的数据库。 • 移动用户数据包括各种识别号和地址等信息，这些信息
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
是当该移动用户加入到系统时，由网络管理员录入到数 据库中去的。
移动用户身份识别号（IMSI和MSISDN） 当前移动用户所在的VLR(移动用户当前位置) 移动用户具有的补充业务 补充业务信息(如:当前呼叫前转的前转号码) 移动用户状态(已登记,Registered 或未登记,deregistered) 鉴权密键(Authentication Key)和鉴权(AUC)功能 移动用户漫游号MSRN(Mobile Subscriber Roaming Number)
• NMC的功能
•谢谢大家！
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• 回声消除器EC（Echo Canceller）
• • PSTN与MSC之间所有的话音电路都需要加回声消除器，
由于GSM系统的内在时延，使得到PSTN之间并不长的电 路连接都会有不可忍受的回声。 GSM系统引入的时延（由于呼叫处理、话音编、解码累 积的时延）大约是180ms（180毫秒）。本来180ms的时 延对移动用户来说是不明显的，但由于市话的标准电话线 是2线制，所以需要用到2/4线转换器来完成转换，正由于 使用了2/4线转换器，所以引起了回声，但市话用户不受 影响。 正常PSTN市话到市话的呼叫回声并不明显，因为时延比较 短，用户无法区分是回声还是“侧音”，但GSM系统中 时延较长，如果没有使用EC，回声将会很明显，严重干 扰通话，分散注意力，使移动用户无法忍受。 标准EC能消除在话音电路2/4线转换处产生的68ms以上 的回声。
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• 网络互通功能IWF（Interworking Function）
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• IWF使GSM系统具有与其它公用或专用数据网络接口的功
能。 IWF的基本功能如下： 速率转换 协议适配 有的系统可能需要更多的IWF功能，这取决于所连的网络。 IWF可能需要配“Modem Bank”（Modem架），比如： GSM数据终端设备DTE（Data Terminal Equipment）与 陆地DTE之间通过模拟调制解调器（Modem）交换数据 时，要用到Modem Bank。
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• 网络管理中心NMC（Network Management Centre）
1. 2. 3. 4. 网络管理中心OMC提供GSM系统全网的管理功能。 NMC位于OMC之上，完成网络级操作与维护功能。 NMC是网络管理系统结构中处于最高位置的一个逻辑设备。 NMC能从更高的角度看待网络结点和网络互连通信设备。从另一 个方面来讲，OMC的功能是过滤从网络设备到NMC的信息，使 NMC能专注于国际网络协调功能。另外，NMC也能协调与其它网 络之间的互联关系，比如PSTN。 5. 因为OMC可看作是NMC和网络设备之间的过渡点，所以没有装 OMC时，NMC可以代替OMC完成局域网络管理功能，在OMC上能 提供的操作管理功能在NMC上也能提供。 1. 2. 3. 4. 监视网络节点。 监视GSM网络元素统计数据。 监视OMC区域，并为OMC工作人员提供信息。 将某个OMC区域的统计数据信息传到另一个OMC，可解决一些故 障。 5. 有利于整网的长期规划。
XCDR
BSC BTS
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• 操作与维护系统
• • • • • 操作与维护子系统提供了远程管理GSM网络的功能。 • 这一部分在GSM规范中没有严格规定，各厂家的操作维护系统也不相
同。操作维护系统一般包括两部分： 网络管理中心NMC（Network Management Centre） 网络管理中心NMC用来管理整个PLMN。NMC处于网络结构中的顶 部，能提供全球网络管理功能。 操作与维护中心OMC（Operation and Maintenance Centre） 操作与维护中心OMC是用来对蜂窝网络作日常管理的集中化设备， 并能为远期网络工程和规划提供数据库及工具。一个OMC管理PLMN 的一部分区域，提供局域化网络管理。 操作与维护中心OMC（Operation and Maintenance Centre） OMC用于集中监控其他网络实体（如基站、交换机、数据库等）以 及监视网络服务质量。 有两种类型的OMC：
• •
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• 操作与维护系统
操作与维护子系统提供了远程管理GSM网络的功能。 这一部分在GSM规范中没有严格规定，各厂家的操作维 护系统也不相同。操作维护系统一般包括两部分： • 网络管理中心NMC（Network Management Centre） 网络管理中心NMC用来管理整个PLMN。NMC处于网络 结构中的顶部，能提供全球网络管理功能。 • 操作与维护中心OMC（Operation and Maintenance Centre） 操作与维护中心OMC是用来对蜂窝网络作日常管理的集 中化设备，并能为远期网络工程和规划提供数据库及工具。 一个OMC管理PLMN的一部分区域，提供局域化网络管 理。
GSM网络各部分简介
• 网络交换系统 • 移动业务交换中心MSC（Mobile Service
• GSM系统中MSC的主要作用是为呼叫建立连接，与所有
• •
Switching Center）
电话交换机的功能一样。 另外由于GSM系统的一些复杂的控制与安全特性，以及 给用户提供的多种服务使得MSC必须还能完成许多其它功 能。 根据MSC在网络中所在的位置，相应也应能完成一些其它 不同的功能。比如MSC不仅连接BSS，还连接PSTN时，该 MSC还应能完成网关（Gateway）局的功能，一般称之 为GMSC（Gateway MSC）。在这个位置，MSC将为 所有做主叫和做被叫的MS提供交换功能。 每个MSC只给一定地理范围内的移动用户提供服务，所以 一个GSM网络一般需要多个MSC。一般一个百万人口左 右的地级市需要一个MSC。
Gபைடு நூலகம்M网络各部分简介
• 访问位置寄存器VLR（Visitor Location Register）
• VLR中所存储的数据大多是HLR中数据的一份拷贝。当移动台在某个 • • • • • •
VLR所管辖的范围内处于“激活”（active）状态时，才会在该VLR 中暂时存有数据。所以VLR中所存的是在该VLR覆盖范围内所有激活 的移动用户的数据，这些数据与HLR中的数据相比要更精确一些。 VLR相当于为本VLR覆盖范围内的移动用户提供了一个本地数据库， 因为这些用户不一定都处在其“归属”系统，所以这样使得系统不必 频繁的访问其HLR，而访问HLR是很费时的。 VLR中另外所存的信息如下所示： 移动台状态（忙/闲/无应答等） 位置区识别号LAI（Location Area Identity） 临时移动用户识别号TMSI（Temporary Mobile Subscriber Identity） 移动台漫游号MSISDN （Mobile Subscriber Roaming Number）
1. OMC（R）——指控制基站系统的OMC。 2. OMC（S）——指控制网络交换系统的OMC。