用户鉴权
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三、GSM系统的控制与管理
1、GSM识别码 2、 位置区划分 3、位置登记/删除 4、用户管理 5、鉴权与加密 6、呼叫处理过程 7、越区切换/漫游
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1、GSM识别码
1、移动用户号码MSISDN：CC+NDC+SN
CC：国家码，中国86 NDC：国内目标码 SN：用户码
2、移动用户识别码IMSI：MCC+MNC+MSIN
TACS DCS1800
-HSCSD CDMA2000
NMT450 PCS1900
-GPRS TD-SCDMA
NMT900 PDC
-EDGE
IS95A-CDMA IS95B-CDMA
80S
90S
2001
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各类主要蜂窝系统概况
频率
多址方 式
使用的国家或地区
模拟 蜂窝 系统
AMPS TACS
上行 825-845 下行 870-890
5、临时移动用户识别码（TMSI） 用于保护IMSI码，该号只在本MSC区域有效，其结构可
由各电信部门选择，长度不超过4个字节。
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GSM识别码(续)
6、位置区识别码LA =MCC＋MNC＋LAC MCC＝移动国家号，识别一个国家 MNC＝移动网号，识别国内的GSM网 LAC＝位置区号码，识别一个GSM网中的位置区
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操作维护分系统
1、OMC-S对交换分系统的操作维护 操作功能：系统控制、移动用户管理、服务
管理、业务管理、计费、路由和网络管理。 维护功能：移动用户线维护、局间中继线维
护、系统软硬件维护。 2、OMC-R对基站分系统的操作维护 包括：人机接口管理、保密管理、配置管理、
运行管理、出错管理
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二、GSM系统中的各类接口
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A接口功能（续）
*资源指示：BSS向MSC汇报空闲无线信道状态 *信道编码解码 *码型转换/速率适配 *互通功能：对其他网络数据呼叫的互通功能由MSC完成 *测量信息：空中链路、业务流量测试，MS报告，BSS接收
和预处理，传送给MSC处理。 *切换：小区内、小区间、外部切换 *移动管理：由MSC/HLR/VLR和MS共同完成 *呼叫控制：由MSC/VLR/HLR完成 *安全特性：用户数据密钥管理、用户识别、信令信息保密、
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2、A接口功能
*地面信道功能 -地面信道分配、地面信道阻塞、测试呼叫
*无线信道管理 -信道配置管理 -无线业务信道管理：无线信道指配、无线业务信道监视、 跳频管理、空闲无线业务监视、业务信道功率控制、业务 信道释放、 -广播、公共控制信道管理：随机接入、寻呼消息 -专用信道管理：链路监视、信道释放、功率控制、无线信 道指配
时隙和突发
时隙：为576.9us的时间片，含156.25bit。 突发序列：在一个时隙中，被发送的无线载波所携带
的信息比特串。 根据功能不同，共有4种突发形式：
普通突发序列：携带业务信道和除、SCH、
RACH外的控制信道信息。 频率校正突发序列：用于移动台频率同步。 同步突发序列：用于移动台定时同步。 接入突发序列：用于移动台随机接入。
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MSC业务区
LA1 LA2
MSC
VLR
LA4
LA3
cell
Sm MS
Um Abis A
BSS
MSC
G
B
VLR
VLR
D
C
HLR
E
F
EIR MSC
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1、Um 无线接口
规定信道结构和接入能力 定义MS-BS通信协议 完成呼叫控制处理 实现移动性、安全管理 完成功率控制等业务功能
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信道的帧结构
01 2
1超高帧=2048超帧=2715648TDMA帧
2047
1超帧=1326TDMA帧=51复帧(26帧) 或 26复帧(51帧)
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突发脉冲序列
1、普通突发脉冲序列
3 加密比特58
训练序列26
2、频率校正突发脉冲序列
3
固定比特142
加密比特58
保护时间 3 8.25
保护时间 3 8.25
3 加密比特39
训练序列64
4、接入突发脉冲序列
3 训练序列41
加密比特36 3
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加密比特39
保护时间 3 8.25
保护时间 68.25
无线资源分配
•一个基站系统BSS包含一个基站控制器BSC以及一个或多个 基站收发信台BTS。一个BTS在一个小区内建立无线电覆 盖，故一个基站系统的覆盖区域包含若干个小区。
•基站系统包含两类逻辑信道： 业务信道：全速率信道和半速率信道 控制信道：广播信道、公共控制信道、
专用控制信道
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基站子系统的功能
无线信道管理 *信道配置管理 * 独立专用控制信道和业务信道管理 *广播控制信道和公共控制信道管理 *随机接入 *信道编码解码 *定时超前 *无线资源指示 *寻呼 *越区切换
小区配置：将无线频率信道的一个子集分配给某特定的小区 使用。
移动配置：将小区配置的无线频率信道中的若干个动态分配 给某个移动用户。
时隙的分配：在上下行链路上成对进行。在BTS一侧，上行 TDMA帧比相应下行 TDMA帧固定延迟3个时隙。在移动 台一侧也存在相应的延迟。
慢跳频：每个移动台在每个TDMA帧的发送时隙改变一次频 率。
FDMA
美国、澳大利亚、加拿 大等
上行 890-915 下行 935-960
FDMA
中国、英国、香港、阿 联酋等
GMS
上行 890-915 下行 935-960
TDMA
中国、欧洲各国
数字 蜂窝
D-AMPS (IS-54)
上行 824-849 下行 869-894
TDMA
美国
系统
PDC
上行 940-956
MSC
AUC
PDN PSTN ISDN
HLR
BTS
VLR
MS 移动台
BTS
BSC
BTS 基站子系统
OMC MSC
网络交换子系统
公共网
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GSM系统设备
1、移动台MS 2、基站子系统BSS
基站控制台BSC 基站收发信台BTS 4、操作维护子系统OMC OMC-B OMC-S
3、网络交换子系统 移动交换中心MSC 归属位置寄存器HLR 访问位置寄存器VLR 设备标志寄存器EIR 认证中心AUC
区的拜访位置寄存器（VLR）登记。 2、位置区（LA）
广播寻呼消息以便找到某移动用户的寻呼区域。利用位 置区识别码（LAI），系统能够区别不同的位置区。 3、小区（CELL）
一个位置区划分为若干个小区，它是一个BTS的无线覆盖 区域。一个小区具有一个全球识别码（CGI）的。同时，利用 基站识别码BSIC），移动台本身能区分使用同样的载频的各个 小区。
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移动台语音处理的过程
语音 输入 A/D
13kbit/
s
语音编
信道编
码
码
加密
TDMA帧 形成
调治
语音 输出 D/A
语音解 码
信道解 码
解密
信道分 离
解调
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基站子系统BSS
•基站系统是在小区内建立无线电覆盖的设备，负责管理无 线资源，建立移动台与网络之间的无线信道，传送网络的 各种信令及用户信息等。
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移动通信迅速发展的原因(续)
•技术发展 --微电子技术长足发展，如DSP、VLSI、天线技术 --形成移动通信新体制，蜂窝网。 --微处理技术及计算机技术 •政府调节 --颁布有利于移动通信发展的政策 --分配或拍卖频段
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移动通信系统的演进
1G
2G
2G+
3G
AMPS GSM900 GSM
WCDMA
7、小区全球识别码CGI ＝MCC＋MNC＋LAC＋CI 用于识别一个位置区内的小区。
8、基站识别码（BSIC ＝NCC＋BCC ）(6bit） NCC＝国家色码，用于识别GSM移动网(3bit) BCC＝基站色码，用于识别基站(3bit)
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2、位置区划分
1、MSC/VLR业务区： MSC/VLR所覆盖的服务区域，凡在该区的移动台均在该
（1447-1501）
下行 810-826
（1429-1453）
TDMA
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日本
二、 GSM系统主要性能简介
1、发射频率：上行890-915MHz 下行935-960MHz
2、多址方式：TDMA 3、双工方式：FDD 4、双工间隔：45MHz 5、载波频道间隔：200KHz，共124载频。
6、语音编码：规则脉冲激励长期预测编码 （RPE-LPC），语音编码速率13kbps。
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移动通信迅速发展的原因
•市场驱动
--中国大陆：移动电话用户1999年超过4000万用户，移动电 话业务量占整个电信业务量的50%。据信息产业部副部长 娄勤俭说，到六月底，中国内地移动电话用户将达到1.16 亿户，比去年年底净增3000多万户。
--全球移动电话用户到2000年已达到5亿。目前，全球约每 10人拥有一部手机，而未来五年内，每五人就拥有一部手 机。
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GSM逻辑信道类型（续）
控制信道：广播信道、公共控制信道、专用控制信道 广播控制信道（BCH）
频率校正信道（FCCH）：移动台频率校正 同步信道（SCH）：移动台的帧同步和基站识别 广播控制信道（BCCH）：发送一般消息 公共控制信道（CCCH） 寻呼信道（PCH）：基站寻呼移动台 随机接入信道（RACH）：移动台随机接入网络 准予接入信道（AGCH）：给成功的接续分配专用控制信道 专用控制信道（DCCH） 独立专用控制信道（SDCCH）：传送移动台与基站连接及分配信道的信 令 快速辅助控制信道（FACCH）：传送功率控制、测量数据等特定信息 慢速辅助控制信道（SACCH）：所携• 带信令与FACCH相同，但速率较慢。