【正文】 網(wǎng)絡(luò)參與切換過程 原 BSC向 MSC請求切換 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 無線鏈路上對有權(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)上注冊登記時(shí)，會(huì)被分配一個(gè) MSISDN、一個(gè) IMSI及一個(gè)與 IMSI對應(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 無線鏈路上有權(quán)用戶 通信信息的加密 目的 在空中對用戶數(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，對用戶信息數(shù)據(jù)流加密，在無線路徑上傳輸。 BTS側(cè)，把從無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 語音 /數(shù)據(jù) 語音 /數(shù)據(jù) 加密的語音 /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)用戶請求 IMEI（國際移動(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)營者決定 使用過程 每當(dāng) MS用 IMSI向系統(tǒng)請求位置更新、呼叫建立或業(yè)務(wù)激活時(shí)，MSC/VLR對它進(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 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 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)對點(diǎn)業(yè)務(wù) GPRS網(wǎng)絡(luò)在業(yè)務(wù)請求者和業(yè)務(wù)接收者之間提供的分組傳送業(yè)務(wù) 點(diǎn)對多點(diǎn)業(yè)務(wù) 可根據(jù)某業(yè)務(wù)請求者請求，把信息傳送給多個(gè)或一組用戶 PTM業(yè)務(wù)請求者 定義 用戶 組成員 國際移動(dòng)組識(shí)別（ IMGI） 識(shí)別 組成員 業(yè)務(wù)請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)對點(diǎn)業(yè)務(wù) 類型 特點(diǎn) 業(yè)務(wù)對象 面向無連接的網(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)對多點(diǎn)應(yīng)用業(yè)務(wù) 點(diǎn)對多點(diǎn)單向廣播業(yè)務(wù) 集團(tuán)內(nèi)部點(diǎn)對多點(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（相對于 GSM） SGSN及其對外接口 GGSN及其對外接口 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的對外接口 圖 955 SGSN及對外部的接口 SGSN的對外接口 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及其對外接口 GGSN功能 GPRS網(wǎng)對外部數(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 對外接口 接口 連接 GGSN與 功 能 Gn 見上頁 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