【正文】 網(wǎng)絡(luò)參與切換過程 原 BSC向 MSC請(qǐng)求切換 建立 MSC與新的 BSC、新的 BTS的鏈路 選擇并保留新小區(qū)空閑 TCH供 MS切換后使用 命令 MS切換到新頻率的新的 TCH上 切換成功后 MS需要了解周圍小區(qū)的信息，若位置區(qū)域發(fā)生了變化，呼叫完成后必須進(jìn)行位置更新 圖 947 同 MSC/VLR區(qū)不同 BSC切換 不同 MSC/VLR控制的小區(qū)間的切換 路由信息 當(dāng) MS從正在為其服務(wù)的原 MSC的區(qū)域移動(dòng)到目標(biāo) MSC的區(qū)域時(shí)，目標(biāo) MSC要向原MSC提供一路由信息以建立兩個(gè)移動(dòng)交換機(jī)的連接 切換號(hào)碼 （ HON， Handover Number） 路由信息由切換號(hào)碼提供 HON=CC+NDC+SN CC為國(guó)家碼 NDC為數(shù)字蜂窩移動(dòng)業(yè)務(wù)接入號(hào) SN為移動(dòng)用戶號(hào) 圖 948 不同 MSC/VLR交換機(jī)之間的切換 安全措施 對(duì)用戶接入的網(wǎng)鑒 鑒權(quán)原理 安全算法及鑒權(quán)三參數(shù)的產(chǎn)生 無(wú)線鏈路上對(duì)有權(quán)用戶通信信息的加密 移動(dòng)設(shè)備的識(shí)別 移動(dòng)用戶的安全保密 作用 保護(hù)網(wǎng)絡(luò)，防止非法盜用 保護(hù)用戶，拒絕假冒合法用戶的“入侵” 原理 基于 GSM系統(tǒng)定義的鑒權(quán)鍵 Ki 當(dāng)客戶在網(wǎng)絡(luò)上注冊(cè)登記時(shí)，會(huì)被分配一個(gè) MSISDN、一個(gè) IMSI及一個(gè)與 IMSI對(duì)應(yīng)的移動(dòng)用戶鑒權(quán)鍵 Ki Ki被分別存放在網(wǎng)絡(luò)端的鑒權(quán)中心 AC中和移動(dòng)用戶的 SIM卡中 鑒權(quán)的過程就是在 VLR中驗(yàn)證網(wǎng)絡(luò)端和用戶端的 Ki是否相同 問題 用戶將鑒權(quán)鍵 Ki傳輸給網(wǎng)絡(luò)時(shí)可能被人截獲 解決方法 用鑒權(quán)算法 A3產(chǎn)生加密的數(shù)據(jù) ——符號(hào)響應(yīng)（ SRES， Signed Response） 鑒權(quán)原理 符號(hào)響應(yīng) SRES A3 VLR 鑒權(quán)鍵 Ki+偽隨機(jī)數(shù) RAND 安全算法及鑒權(quán)三參數(shù) 安全算法 鑒權(quán)三參數(shù) 鑒權(quán)過程 安全算法 算法 目 的 A3 鑒權(quán) A8 產(chǎn)生一個(gè)供用戶數(shù)據(jù)加密使用的密鑰 Kc A5 用戶數(shù)據(jù)的加密 圖 949 安全算法所在 GSM系統(tǒng)的位置 鑒權(quán)三參數(shù)的產(chǎn)生 在進(jìn)行鑒權(quán)和加密時(shí)， GSM系統(tǒng)要在其鑒權(quán)中心 AC 產(chǎn)生鑒權(quán)三參數(shù) ? 隨機(jī)數(shù) RAND ? 符號(hào)響應(yīng) SRES ? 密鑰 Kc 圖 950 鑒權(quán)三參數(shù)產(chǎn)生過程 鑒權(quán)的過程 AC產(chǎn)生鑒權(quán)三參數(shù)后將其傳送給VLR 鑒權(quán)開始時(shí) VLR通過 BSS將 RAND送給移動(dòng)臺(tái)的 SIM卡。 SIM卡中具有與網(wǎng)絡(luò)端相同的 Ki和 A A8算法，可產(chǎn)生與網(wǎng)絡(luò)端相同的 SRES和 Kc MS將 SIM卡產(chǎn)生的 SRES發(fā)給 VLR，在 VLR中進(jìn)行鑒權(quán)驗(yàn)證 因?yàn)?SRES是隨機(jī)的，所以在空中傳輸時(shí)是加密的 VLR BSC BTS RAND SRES Kc 鑒權(quán)三參數(shù) 比較 Kc RAND Ki SIM A3 A8 SRES Kc 圖 951 鑒權(quán)過程 無(wú)線鏈路上有權(quán)用戶 通信信息的加密 目的 在空中對(duì)用戶數(shù)據(jù)和信令的保密 過程 加密開始時(shí)根據(jù) MSC/VLR發(fā)出的加密指令， BTS側(cè)和 MS側(cè)均開始使用 Kc。 MS側(cè)，由 Kc、 TDMA幀號(hào)一起經(jīng) A5算法，對(duì)用戶信息數(shù)據(jù)流加密，在無(wú)線路徑上傳輸。 BTS側(cè)，把從無(wú)線信道上收到的加密信息流、 TDMA幀號(hào)和 Kc，再經(jīng)過 A5算法解密后，傳送給 BSC和 MSC。 上述過程反之亦然 BTS A5 Kc TDMA A5 A5 Kc TDMA A5 語(yǔ)音 /數(shù)據(jù) 語(yǔ)音 /數(shù)據(jù) 加密的語(yǔ)音 /數(shù)據(jù) 圖 952 通信信息加密 移動(dòng)設(shè)備的識(shí)別 目的 確保系統(tǒng)中使用的移動(dòng)設(shè)備不是盜用或非法的設(shè)備 過程 MSC/VLR向移動(dòng)用戶請(qǐng)求 IMEI（國(guó)際移動(dòng)臺(tái)設(shè)備識(shí)別碼）并將 IMEI發(fā)送給 EIR（設(shè)備識(shí)別寄存器）。 收到 IMEI后， IER使用所定義的三個(gè)清單： ? 白名單：包括已分配給參加運(yùn)營(yíng)者的所有設(shè)備識(shí)別序列號(hào)碼。 ? 黑名單：包括所有被禁止使用的設(shè)備識(shí)別。 ? 灰名單：由運(yùn)營(yíng)者決定，例如包括有故障的及未經(jīng)型號(hào)認(rèn)證的移動(dòng)設(shè)備。 將設(shè)備鑒定結(jié)果送給 MSC/VLR，以決定是否允許入網(wǎng) 移動(dòng)用戶的安全保密 用戶的 臨時(shí)識(shí)別碼 TMSI 用戶的 個(gè)人身份號(hào) PIN 用戶的臨時(shí)識(shí)別碼 TMSI 目的 防止非法個(gè)人和團(tuán)體通過監(jiān)聽無(wú)線路徑上的信令交換而竊得移動(dòng)用戶的真實(shí) IMSI或跟蹤移動(dòng)用戶的位置 。 分配者 MSC/VLR 更換周期 由網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)者決定 使用過程 每當(dāng) MS用 IMSI向系統(tǒng)請(qǐng)求位置更新、呼叫建立或業(yè)務(wù)激活時(shí)，MSC/VLR對(duì)它進(jìn)行鑒權(quán)。 允許入網(wǎng)后， MSC/VLR產(chǎn)生一個(gè)新 TMSI，通過給 IMSI分配 TMSI的信令將其傳送給 MS，寫入用戶的 SIM卡。 此后， MSC/VLR和 MS之間的信令交換就使用 TMSI，而用戶的 IMSI不在無(wú)線路徑上傳送。 用戶的個(gè)人身份號(hào) PIN 位數(shù) 4～ 8位 目的 控制對(duì) SIM卡的使用 使用過程 只有 PIN碼認(rèn)證通過，移動(dòng)設(shè)備才能對(duì) SIM卡進(jìn)行存取，讀出相關(guān)數(shù)據(jù)，并可以入網(wǎng)。 每次呼叫結(jié)束或移動(dòng)設(shè)備正常關(guān)機(jī)時(shí)，所有的臨時(shí)數(shù)據(jù)都會(huì)從移動(dòng)設(shè)備傳送到 SIM卡中，再打開移動(dòng)設(shè)備時(shí)要重新進(jìn)行 PIN碼校驗(yàn)。 錯(cuò)誤輸入處理 如果輸入不正確的 PIN碼，用戶可以再連續(xù)輸入兩次； 超過三次不正確， SIM卡被阻塞，須到網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商處消阻； 連續(xù)十次不正確輸入時(shí)， SIM卡回被永久阻塞，即作廢 。 通用分組無(wú)線業(yè)務(wù) GPRS 概述 GPRS的業(yè)務(wù) GPRS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其功能描述 GPRS的移動(dòng)性管理和會(huì)話管理 GPRS的空中接口 GPRS概述 GSM 低速： 只能為每個(gè)用戶分配一個(gè)信道 高速電路數(shù)據(jù)（ HSCSD） 提供與有線網(wǎng) 64kbit/s相比的高速數(shù)據(jù) 不適于突發(fā)性強(qiáng)的數(shù)據(jù)傳輸 GPRS 按需動(dòng)態(tài)占用資源：只在有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)才分配無(wú)線資源 頻譜利用率較高 數(shù)據(jù)傳輸速率最高可達(dá)到 適合各種突發(fā)性強(qiáng)的數(shù)據(jù)傳輸 按傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量和計(jì)時(shí)兩者結(jié)合的計(jì)費(fèi)方式 GPRS的業(yè)務(wù) G P R S 網(wǎng) 絡(luò) 業(yè) 務(wù) GPRS的業(yè)務(wù)質(zhì)量 用 戶 終 端 業(yè) 務(wù) GPRS網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù) 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)業(yè)務(wù) GPRS網(wǎng)絡(luò)在業(yè)務(wù)請(qǐng)求者和業(yè)務(wù)接收者之間提供的分組傳送業(yè)務(wù) 點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)業(yè)務(wù) 可根據(jù)某業(yè)務(wù)請(qǐng)求者請(qǐng)求，把信息傳送給多個(gè)或一組用戶 PTM業(yè)務(wù)請(qǐng)求者 定義 用戶 組成員 國(guó)際移動(dòng)組識(shí)別（ IMGI） 識(shí)別 組成員 業(yè)務(wù)請(qǐng)求者可定義所傳信息的 地理區(qū)域 ，地理區(qū)域可以是一個(gè)或幾個(gè)，即所有成員可能分布在不同的地理區(qū)域內(nèi) 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)業(yè)務(wù) 類型 特點(diǎn) 業(yè)務(wù)對(duì)象 面向無(wú)連接的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù) PTPCLNS 數(shù)據(jù)報(bào)型業(yè)務(wù) 用戶之間的信息傳遞沒有端到端的呼叫建立過程； 分組的傳送沒有邏輯連接和交付確認(rèn)保證 突發(fā)非交互式應(yīng)用業(yè)務(wù)，如基于 IP的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 面向連接的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù) PTPCONS 虛電路型業(yè)務(wù) 為兩用戶間傳送多路數(shù)據(jù)分組建立邏輯電路； 要求有建立連接、數(shù)據(jù)傳送和連接釋放的過程。 面向連接的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 CONP支持的業(yè)務(wù)，即 持的業(yè)務(wù) 主要為移動(dòng)用戶 用戶終端業(yè)務(wù) 基于 PTP的用戶終端業(yè)務(wù) 信息點(diǎn)播業(yè)務(wù) Email業(yè)務(wù) 會(huì)話業(yè)務(wù) 遠(yuǎn)程操作業(yè)務(wù) 基于 PTM的用戶終端業(yè)務(wù) 點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)應(yīng)用業(yè)務(wù) 點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)單向廣播業(yè)務(wù) 集團(tuán)內(nèi)部點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)雙向數(shù)據(jù)量事務(wù)處理業(yè)務(wù) GPRS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其功能描述 GPRS網(wǎng)絡(luò) 是在 GSM網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展的移動(dòng)數(shù)據(jù)分組網(wǎng) GPRS的基本功能 在移動(dòng)終端和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的路由器之間傳遞分組業(yè)務(wù) GPRS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) GPRS協(xié)議棧 GPRS信令平面 組 成 作 用 無(wú)線接入 在移動(dòng)臺(tái)和基站子系統(tǒng)（ BSS）之間傳遞數(shù)據(jù) 核心網(wǎng) 在基站子系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)網(wǎng)邊緣路由器之間中繼傳遞數(shù)據(jù) 新增功能（相對(duì)于 GSM） SGSN及其對(duì)外接口 GGSN及其對(duì)外接口 其它功能實(shí)體和網(wǎng)絡(luò)接口 GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其接口 GPRS新增功能 SGSN—GPRS業(yè)務(wù) 支持節(jié)點(diǎn) GGSN—GPRS網(wǎng)關(guān) 支持節(jié)點(diǎn) PTM SC—點(diǎn)對(duì)多點(diǎn) 業(yè)務(wù)中心等 基站軟件更新 新的 GPRS移動(dòng)臺(tái) 新的移動(dòng)性管理（ MM） 程序 原有 GSM網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)的軟件更新和新的 MAP信令及 GPRS信令 MSC/VLR BSC R PSTN HLR/AUC SMSGMSC SS7 GGSN 防火墻 防火墻 數(shù)據(jù)網(wǎng) 數(shù)據(jù)網(wǎng) （ Inter) 其它 PLMN網(wǎng) BTS Um 防火墻 EIR SGSN PTM SC BG Gn GPRS backbone (IP based) 圖 954 GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及其接口 SGSN SGSN Gn Gn GGSN Gn BSS BSS Gb Gb 歸屬 PLMN 其它 PLMN IP網(wǎng)絡(luò) 外部 IP網(wǎng)絡(luò) （或 ） Gi Gp BSS BSS IP (Backbone) SGSN及其對(duì)外接口 在一個(gè)歸屬 PLMN內(nèi)，可以有多個(gè) SGSN SGSN功能 類似 GSM中的 MSC/VLR 對(duì)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行鑒權(quán)、 移動(dòng)性管理和路由選擇 建立移動(dòng)臺(tái) GGSN的 傳輸通道 接收基站子系統(tǒng) 透明傳來的數(shù)據(jù) 進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換后經(jīng)過 GPRS的 IP骨干網(wǎng)傳給 GGSN（或 SGSN） 或反向進(jìn)行 計(jì)費(fèi)和業(yè)務(wù)統(tǒng)計(jì) SGSN的對(duì)外接口 圖 955 SGSN及對(duì)外部的接口 SGSN的對(duì)外接口 接口 連接 SGSN與 功 能 Gb BSS 傳輸信令和話務(wù)信息。流量控制，支持移動(dòng)性管理和會(huì)話功能，支持 MS經(jīng) BSS到 SGSN間分組數(shù)據(jù)的傳輸 Gn 同PLMN SGSN 或 GGSN 支持用戶數(shù)據(jù)和有關(guān)信令的傳輸，支持移動(dòng)性管理 Gp 異PLMN 與 Gn接口功能相似， 還提供邊緣網(wǎng)關(guān) BG、防火墻及不同 PLMN間互聯(lián)功能 Gs MSC/VLR 支持 SGSN和 MSC/VLR之間的配合工作： SGSN向 MSC/VLR發(fā)送 MS的位置信息或接收來自MSC/VLR的尋呼信息。 Gr HLR 支持 SGSN接入 HLR并獲得用戶管理數(shù)據(jù)和位置信息 Gf EIR 支持 SGSN與 EIR 交換數(shù)據(jù)，認(rèn)證 MS的 IMEI信息 Gd SMSGMSC 提高 SMS的使用效率 GGSN及其對(duì)外接口 GGSN功能 GPRS網(wǎng)對(duì)外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)或路由器，提供 GPRS和外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)的互聯(lián)。 ? 接收移動(dòng)臺(tái)發(fā)送的數(shù)據(jù)，選擇到相應(yīng)的外部網(wǎng)絡(luò) ? 或接收外部網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)，根據(jù)其地址選擇 GPRS網(wǎng)內(nèi)的傳輸通道，傳輸給相應(yīng)的 SGSN。 地址分配和計(jì)費(fèi)等 GGSN的 對(duì)外接口 接口 連接 GGSN與 功 能 Gn 見上頁(yè) Gp Gi 外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng) 與外部分組數(shù)據(jù)網(wǎng)互聯(lián)（ IP、 ） Gc GGSN與 HLR 獲得 MS的位置信息 ， 從而實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 其它功能實(shí)體和網(wǎng)絡(luò)接口 為支持分組數(shù)據(jù)的新協(xié)議必須升級(jí)軟件，增加新的協(xié)議功能 以 Um接口為例 ? 邏輯信道增加了分組數(shù)據(jù)信道（ PDCH） ? 采用 4種新的信道編碼方式 CS1（ ）、 CS2（ ）、 CS3（ ）、 CS4（ ）。 ? 支持多時(shí)隙的傳輸方式（最多可達(dá) 8個(gè)時(shí)隙） GPRS骨干網(wǎng)（ IP Backbone） 將（ S/G） GSNs等互聯(lián)起來的 IP專用網(wǎng)或分組數(shù)據(jù)網(wǎng)，也可做為專用線路。 PLMN內(nèi)部骨干網(wǎng) 專用 IP網(wǎng)（只用于 GPRS數(shù)據(jù)和 GPRS信令）。 通過 Gp接口，采用邊緣網(wǎng)關(guān)（ BG）和多個(gè) PLMN互連骨干網(wǎng)連接起來。 多個(gè) PLMN骨干網(wǎng)通