【正文】 移動(dòng)臺(tái)功率等級(jí) ，特別是 MS的最大發(fā)射功率，即使 MS可能相當(dāng)好地接收 BTS信號(hào)，而 BTS能否接收 MS信號(hào)并無擔(dān)保。小區(qū)范圍不是固定的，而是隨 MS按它的功率級(jí)不同而變化的。 位臵更新 ? 包括三方面的內(nèi)容： 1. MS的位臵登記； 2. MS從一個(gè)位臵區(qū)域進(jìn)入另一個(gè)位臵區(qū)域，進(jìn)行通常意義下的位臵更新； 3. 周期性的位臵更新。 位臵登記 ? 使用小區(qū)選擇標(biāo)準(zhǔn)和算法， MS掃描它附近小區(qū)的 BCCH信道，給出一張所有通過選擇標(biāo)準(zhǔn)的小區(qū)表，在表中最好的小區(qū)，被 MS選擇為工作小區(qū)。 ? 如果所選小區(qū)是以前的位臵區(qū)域，則進(jìn)行位臵登記 ， MS就進(jìn)入空閑模式等待用戶發(fā)起呼叫或接收來自網(wǎng)絡(luò)的尋呼。 ? 如果是 位臵登記 ， MS以它的 IMSI等數(shù)據(jù)向GSM網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求位臵登記，網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過驗(yàn)證后會(huì)分派一個(gè) TMSI代碼給 MS。 MS得到 TMSI后，會(huì)將 TMSI代碼存儲(chǔ)在 SIM卡中，以后不論是手機(jī)關(guān)機(jī)還是重新開啟， TMSI都存儲(chǔ)在手機(jī)的 SIM卡中。 位臵登記過程 1 位臵登記過程 2 位臵登記過程 3 位臵更新 ? MS從 BCCH獲得位臵區(qū)信息并將它與存貯在SIM卡原先登記的位臵區(qū)進(jìn)行比較，如果位臵區(qū)不一致，那么它將通知網(wǎng)絡(luò)其數(shù)據(jù)庫存放的該 MS的位臵信息不再正確需要更新。一旦確認(rèn)需位臵更新， MS應(yīng)立即進(jìn)行位臵更新。 ? 如果移動(dòng)臺(tái)當(dāng)前所在的位臵區(qū)域由收到這一信息的 VLR（當(dāng)前 VLR）控制，那么意味著VLR已經(jīng)得到了該用戶的所有信息。它能夠順利完成位臵更新的過程。 位臵更新過程 ? 如果 VLR沒有該用戶的以前記錄，就得求助于用戶的 HLR來提供用戶的信息。 VLR送一個(gè) MAPD位臵更新信息給 HLR。 HLR在它的內(nèi)部數(shù)據(jù)庫記錄記錄中查找用戶的描述。確認(rèn)該用戶是否在當(dāng)前的 VLR中具有該業(yè)務(wù)。如果用戶在該 VLR區(qū)具有該業(yè)務(wù)權(quán)限， HLR就返回一個(gè)成功的信息給 VLR，如果無該用戶權(quán)限。那么該業(yè)務(wù)就返回一個(gè)失敗的結(jié)果。 ? VLR對(duì)于 MS的位臵更新請(qǐng)求如果送一個(gè)成功的結(jié)果，就要給移動(dòng)臺(tái) 安排一個(gè)新的 TMSI，這個(gè)新的 TMSI由 VLR安排并反饋一個(gè)成功的位臵更新指示給 MS，MS在收到 TMSI以后，改寫以前的值并且將它存入SIM。該值將用于所有接著發(fā)生的位臵更新。 位臵更新 MS BSS MSC New VLR HLR/AUC Old VLR 在新 MSC位置更新（ IMSI， LAI） 鑒權(quán) 鑒權(quán)響應(yīng) 開始加密 提供新 TMSI 位置更新接受 發(fā)送參數(shù) （鑒權(quán)） 鑒權(quán)參數(shù) 更新位置 （ IMSI， MSRN） 位置更新接受 取消位置 接受位置取消 周期性位臵更新 ? 概念 ：網(wǎng)絡(luò)在特定的時(shí)間內(nèi)，沒有收到來自 MS的任何消息，系統(tǒng)就對(duì) MS采取強(qiáng)制登記措施，這種位臵登記過程叫做周期位臵更新。 ? 周期位臵更新由 MS內(nèi)的定時(shí)器來控制，定時(shí)值由網(wǎng)絡(luò)在 BCCH上通知 MS。 ? 定時(shí)值到時(shí)， MS便向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送位臵更新請(qǐng)求消息啟動(dòng)周期位臵更新過程。如果網(wǎng)絡(luò)在特定時(shí)間內(nèi)沒有收到 MS的周期位臵更新消息，就認(rèn)為用戶不在服務(wù)區(qū)或者電池耗盡。 ? 周期位臵更新過程 只有證實(shí)消息 ， MS接收不到證實(shí)消息就一直向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送周期位臵更新請(qǐng)求消息。 建立通信鏈路 (Establishing munication link) ? MS調(diào)諧到 RACH上發(fā)出信道請(qǐng)求信息。然后轉(zhuǎn)到AGCH，等待來自網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)。 MS送出信道請(qǐng)求信息有一個(gè)長的保護(hù)周期，可以保證即使該信息與下一個(gè)時(shí)隙的信息重疊，在 BTS接收時(shí)，信息內(nèi)容也不會(huì)丟失。 ? BTS收到信道請(qǐng)求后，便增加有關(guān)傳輸時(shí)延的信息一起傳輸給 BSC。 BSC能夠通過比較時(shí)延進(jìn)行賦值。BSC選擇一個(gè)有效信道（典型的 SDCCH），計(jì)算賦值的定時(shí)延遲，并通知 BTS激活信道，然后它送一個(gè)信道分配信息給 BTS，該信息攜帶一個(gè)參數(shù)，使接收端 MS能夠相關(guān)地得到分配的信道、該信道的定時(shí)前臵， MS起初發(fā)射功率電平大小等等參數(shù)。 初始化信息過程 (Initial message procedure) ? MS在接收到信道分配信息后，調(diào)諧到分配信道上發(fā)送一個(gè) 業(yè)務(wù)請(qǐng)求信息 （在 SDCCH上送出） .這信息指明 MS從網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求什么業(yè)務(wù)。 ? 在位臵更新情況下，請(qǐng)求是一個(gè)位臵更新請(qǐng)求，這個(gè)信息有有關(guān) MS識(shí)別碼的詳細(xì)信息。包括有關(guān)移動(dòng)識(shí)別碼（如 TMSI）的信息，功率級(jí)，頻率容量， MS支持的保密算法（如 A5）等等。這些信息由 BSC送給 MSC通過 A接口作進(jìn)一步處理， MSC然后通過 MAPB將信息傳給 VLR。 GSM 系統(tǒng)的安全性 ? 安全性服務(wù) ? 接入控制 /鑒權(quán) ：對(duì) SIM卡的有效用戶鑒權(quán)。 ? 用戶 SIM：隱密 PIN (個(gè)人身份識(shí)別號(hào)碼 ) ? SIM 網(wǎng)絡(luò)：詢問響應(yīng)方法 (RAND – SRES) ? 機(jī)密性 ： ? 在成功鑒權(quán)后，話音和信令在無線網(wǎng)絡(luò)上加密； BTS 和 MS 對(duì)話音、數(shù)據(jù)和信令加密。 ? 匿名 ： ? 臨時(shí)身份識(shí)別 TMSI ? 在每次位臵更新 (LUP) 時(shí)指派新的 TMSI ? 加密傳輸 ? VLR 可在任何時(shí)間改變 TMSI ? GSM 規(guī)定的 3 種算法： ? A3 用于鑒權(quán) (在開發(fā)的接口“隱密” ) ? A5 用于加密 (已形成標(biāo)準(zhǔn) ) ? A8 用于生成密鑰 (在開發(fā)的接口“隱密” ) 鑒權(quán) (Authentication) ? 一旦當(dāng)前的 VLR成功地接收到適當(dāng)原因（位臵更新，呼叫建立等等）的起始信息，它將啟動(dòng)鑒權(quán)和保密程序。鑒權(quán)過程總是 由網(wǎng)絡(luò)發(fā)起，在 VLR中進(jìn)行 。 ? 鑒權(quán)程序的目的 ： ? 容許網(wǎng)絡(luò)檢查 MS提供的識(shí)別號(hào)是否可接收 ? 提供參數(shù)讓 MS計(jì)算新加密鑰。 ? 鑒權(quán)的基礎(chǔ)： 唯一詢問響應(yīng) 。 ? 過程 ：鑒權(quán)算法駐留在網(wǎng)絡(luò)側(cè)的 AUC和 MS側(cè)的 SIM卡中。 ? AUC對(duì)應(yīng)各用戶，選擇一個(gè)隨機(jī)數(shù)并連同用戶的鑒權(quán)鍵 Ki將它輸入 A3算法，輸出是 SRES。 ? 一旦 VLR不得不完成鑒權(quán)，它通過 SDCCH送一個(gè) 鑒權(quán)請(qǐng)求 給 MS。這一信息包含隨機(jī)詢問（即 RAND）。MS在 SIM卡的幫助下產(chǎn)生一個(gè)響應(yīng) SRES，把它送給 VLR。 ? VLR收到 SRES與內(nèi)部存貯的值進(jìn)行比較，如果匹配，用戶被認(rèn)為是合法的。 GSM 鑒權(quán)過程示意 Ki：用戶鑒權(quán)密鑰 SRES：有符號(hào)的響應(yīng) 加密 (Ciphering) ? 鑒權(quán)成功后， VLR開始加密過程，它通知 MSC，MSC接著按所使用的密鑰送一個(gè)信息給 BSC。BSC通過 BTS通知 MS在以后的傳輸過程中開始加密。在這之前， BTS同樣被通知使用加密的信息并得到密鑰，這樣它能對(duì)信息進(jìn)行解密。BTS將對(duì)信息進(jìn)行解密后送給 BSC，并送一個(gè)指令通知 VLR加密過程已經(jīng)開始。 GSM 密鑰生成和加密 A5 KC TDMA幀號(hào) 數(shù)據(jù) 加密 /解密后的數(shù)據(jù) GSM 系統(tǒng)中的 A5 加密 ? 114 個(gè)數(shù)據(jù)比特用計(jì)算出的（ Ciphering）序列異或得出： ? 由突發(fā)的序列號(hào)碼和一個(gè)可變的密鑰得到序列 ? 此“ A5” 序列算法為最高機(jī)密。 移動(dòng)臺(tái)發(fā)起的呼叫建立 MS BSC MSC/VLR HLR PSTN SDCCH信道請(qǐng)求 SDCCH立即分配 完成第三層信息 鑒權(quán)請(qǐng)求 鑒權(quán)響應(yīng) 加密方式要求 加密方式要求 加密方式確定 加密方式完成 TMSI重新配置要求 TMSI重新配置完成 啟動(dòng) 呼叫過程 分配 TCH 分配 TCH 分配 TCH完成 分配 TCH完成 ③ 原始地址信息（ IAM） ④ 地址完成信息（ ACM） ⑤ 提示信息 ⑥ 連接 應(yīng)答信號(hào) /應(yīng)答信息（ ANM） ⑦ 連接確認(rèn)，呼叫建立 移動(dòng)站被呼的呼叫建立 在訪問網(wǎng)移動(dòng)站被呼呼叫建立 移動(dòng)站被呼的呼叫建立舉例 移動(dòng)臺(tái)呼叫移動(dòng)臺(tái) 切換（ handover） ? 一次切換進(jìn)程可分成三部分： 預(yù)切換過程 、 切換執(zhí)行過程 、 切換后過程 。 ? 預(yù)切換過程階段網(wǎng)絡(luò)為做切換決定收集所需的數(shù)據(jù)。如果切換被認(rèn)為需要的，則選擇哪個(gè)適合小區(qū)做切換小區(qū)。 ? 在切換執(zhí)行階段執(zhí)行實(shí)際的切換。 MS被連接到新的 BTS上。 ? 在切換后過程，所有的不再需要的網(wǎng)絡(luò)資源被釋放，系統(tǒng)返回穩(wěn)定階段。 預(yù)切換過程 （ Prehandover processing） ? GSM中的切換過程是 移動(dòng)臺(tái)協(xié)助的切換（ MAHO） 。在切換過程中 MS為切換算法提供有關(guān)輸入的信息，執(zhí)行切換的決定和新的最合適的 BTS的選取均建立在由 MS和 BTS完成的幾種不同的測量上。 ? 描述 MS和 BTS能力的參數(shù)同樣形成切換算法輸入的一部分，包括：為 MS服務(wù)的 BTS、鄰近 BTS的最大的發(fā)射功率、小區(qū)容量、負(fù)荷；上行信道質(zhì)量和接收電平；下行信道質(zhì)量和接收電平；來自鄰近小區(qū)的下行接收電平。 移動(dòng)測量 （ Mobile measurements） ? MS對(duì)當(dāng)前服務(wù)小區(qū)進(jìn)行質(zhì)量和接收信號(hào)強(qiáng)度的測量。對(duì)相鄰小區(qū)進(jìn)行接收信號(hào)強(qiáng)度測量，并將它的報(bào)告給服務(wù)的 BTS。 ? 質(zhì)量測量 是當(dāng)前服務(wù)下行信道的低比特誤碼率將它轉(zhuǎn)換成 0— 7的一個(gè)值。服務(wù) BTS的接收信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成 6bit的數(shù)值。對(duì)鄰近小區(qū)的接收信號(hào)強(qiáng)度的測量同樣這樣做。這種測量在上行發(fā)送和下行接收時(shí)隙中完成。 ? 由 MS完成的測量通過 BTS報(bào)告給 BSC。由服務(wù) BTS完成上行信道測量，它包括質(zhì)量和接收信號(hào)強(qiáng)度測量。服務(wù) BTS把其測量量和接收到的 MS測量結(jié)果一起送給 BSC。 切換執(zhí)行 (Handover execution) ? 最適合的新的小區(qū)應(yīng)得到認(rèn)定后， MS和網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入切換執(zhí)行階段，與當(dāng)前服務(wù)的 BTS連接中斷，在新的小區(qū)與新的 BTS建立新的連接 。 ? 根據(jù)新小區(qū)的選擇，切換可以分為三種：如果新的小區(qū)由同一個(gè) BSC控制，那未切換被認(rèn)為是BSC內(nèi)部切換 ；信令限制在 BSC內(nèi)部而不用包含MSC。如果新的 BTS屬同一 MSC內(nèi)部不同的 BSC，稱之為 MSC內(nèi)部切換 ；如果這二個(gè) BSC由不同的MSC控制稱之為 MSC之間切換 。 ? 上述三種不同情況的切換對(duì)信令的要求有所不同。 3 種越區(qū)切換 越區(qū)切換門限 一個(gè) MSC 內(nèi)部越區(qū)切換過程 兩個(gè) MSC 之間越局切換過程 切換后處理 (Posthandoff processing) ? 一旦 MS與新網(wǎng)絡(luò)同步上以后，它送出一個(gè)切換完成消息給新的 BTS。這消息通過網(wǎng)絡(luò)送給舊 BSC。該 BSC釋放原來占用無線資源以及所有在 Abis和 A接口安排給該 MS的資源。 GSM 面臨的問題和解決方法 ? 用戶容量問題 → 擴(kuò)容 ? 小區(qū)分裂技術(shù) (多小區(qū)扇區(qū)化 ) ? 頻段擴(kuò)展 ? 更緊密的頻率復(fù)用技術(shù) ? 高效的語音編碼技術(shù) ? 分層小區(qū)結(jié)構(gòu)，微蜂窩與微微蜂窩技術(shù) ? 采用 GSM900/1800雙頻系統(tǒng) ? 定期進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 ? 業(yè)務(wù)容量問題 ? GPRS ? EDGE ? 3G…… GSM 的演進(jìn) 作業(yè) ? P147 ? 1 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 14 ? 即除題目 6 13 15 16 外的所有題目