【導(dǎo)讀】GSM數(shù)字移動通信原理。華為技術(shù)有限公司版權(quán)所有,未經(jīng)許可不得擴(kuò)散

　　

【正文】 數(shù)據(jù)庫，即歸屬用戶位置寄存器（ HLR）、訪問用戶位置寄存器（ VLR）和鑒權(quán)中心（ AUC）獲取處理用戶位置登記和呼叫請求所需的全部數(shù)據(jù)。反之， MSC也根據(jù)其最新獲取的信息請求更新數(shù)據(jù)庫的部分?jǐn)?shù)據(jù)。 MSC 可為移動用戶提供一系列業(yè)務(wù)： ? 電信業(yè)務(wù)。例如：電話、緊急呼叫、傳真和短消息服務(wù)等； ? 承載業(yè)務(wù)。例如： ，同步數(shù) 據(jù) ～ 合和分解（ PAD）等； ? 補充業(yè)務(wù)。例如：呼叫前轉(zhuǎn)、呼叫限制、呼叫等待、會議電話和計費通知等。 當(dāng)然，作為網(wǎng)路的核心， MSC還支持位置登記、越區(qū)切換和自動漫游等移動特征性能和其它網(wǎng)路功能。 對于容量比較大的移動通信網(wǎng)，一個網(wǎng)路子系統(tǒng) NSS 可包括若干個 MSC、VLR 和 HLR，為了建立固定網(wǎng)用戶與 GSM 移動用戶之間的呼叫，無需知道移動用戶所處的位置。此呼叫首先被接入到入口移動業(yè)務(wù)交換中心，稱為GMSC，入口交換機(jī)負(fù)責(zé)獲取位置信息，且把呼叫轉(zhuǎn)接到可向該移動用戶提供即 時服務(wù)的 MSC，稱為被訪 MSC（ VMSC）。因此， GMSC 具有與固定網(wǎng)和其它 NSS實體互通的接口。目前， GMSC功能就是在 MSC 中實現(xiàn)的。根據(jù)網(wǎng)路的需要， GMSC 功能也可以在固定網(wǎng)交換機(jī)中綜合實現(xiàn)。 (2) 訪問用戶位置寄存器（ VLR） 訪問用戶位置寄存器（ VLR）是服務(wù)于其控制區(qū)域內(nèi)移動用戶的，存儲著進(jìn)入其控制區(qū)域內(nèi)已登記的移動用戶相關(guān)信息，為已登記的移動用戶提供建立呼叫接續(xù)的必要條件。 VLR 從該移動用戶的歸屬用戶位置寄存（ HLR）處獲取并存儲必要的數(shù)據(jù)。一旦移動用戶離開該 VLR 的控制區(qū)域，則重新在另一個VLR 登 記，原 VLR 將取消臨時記錄的該移動用戶數(shù)據(jù)。因此， VLR 可看作為一個動態(tài)用戶數(shù)據(jù)庫。 MA000001 GSM 數(shù)字移動通信原理 第 3 章 GSM 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與相關(guān)接口 華為技術(shù)有限公司 版權(quán)所有 , 未經(jīng)許可不得擴(kuò)散 13 VLR 功能總是在每個 MSC 中綜合實現(xiàn)的。 (3) 歸屬用戶位置寄存器（ HLR） 歸屬用戶位置寄存器（ HLR）是 GSM 系統(tǒng)的中央數(shù)據(jù)庫，存儲著該 HLR 控制的所有存在的移動用戶的相關(guān)數(shù)據(jù)。一個 HLR能夠控制若干個移動交換區(qū)域以及整個移動通信網(wǎng)，所有移動用戶重要的靜態(tài)數(shù)據(jù)都存儲在 HLR 中，這包括移動用戶識別號碼、訪問能力、用戶類別和補充業(yè)務(wù)等數(shù)據(jù)。 HLR 還存儲且為 MSC提供關(guān)于移動用戶實際漫游所在的 MSC區(qū)域相關(guān)動態(tài)信息數(shù)據(jù)。這樣，任何 入局呼叫可以即刻按選擇 路徑送到被叫的用戶。 (4) 鑒權(quán)中心（ AUC） GSM 系統(tǒng)采取了特別的安全措施，例如用戶鑒權(quán)、對無線接口上的話音、數(shù)據(jù)和信號信息進(jìn)行保密等。因此，鑒權(quán)中心（ AUC）存儲著鑒權(quán)信息和加密密鑰，用來防止無權(quán)用戶接入系統(tǒng)和保證通過無線接口的移動用戶通信的安全。 AUC 屬于 HLR 的一個功能單元部分，專用于 GSM 系統(tǒng)的安全性管理。 (5) 移動設(shè)備識別寄存器（ EIR） 移動設(shè)備識別寄存器（ EIR）存儲著移動設(shè)備的國際移動設(shè)備識別碼（ IMEI），通過檢查白色清單、黑色清單或灰色清單這三種表格，在表格中分別列出 了準(zhǔn)許使用的、出現(xiàn)故障需監(jiān)視的、失竊不準(zhǔn)使用的移動設(shè)備的 IMEI識別碼，使得運營部門對于不管是失竊還是由于技術(shù)故障或誤操作而危及網(wǎng)路正常運行的 MS 設(shè)備，都能采取及時的防范措施，以確保網(wǎng)路內(nèi)所使用的移動設(shè)備的唯一性和安全性。 4. 操作支持子系統(tǒng)（ OSS） 操作支持子系統(tǒng)（ OSS）需完成許多任務(wù)，包括移動用戶管理、移動設(shè)備管理以及網(wǎng)路操作和維護(hù)。 移動用戶管理可包括用戶數(shù)據(jù)管理和呼叫計費。用戶數(shù)據(jù)管理一般由歸屬用戶位置寄存器（ HLR）來完成這方面的任務(wù)， HLR 是 NSS 功能實體之一。用戶識別卡 SIM 的管理也可認(rèn)為是用 戶數(shù)據(jù)管理的一部分，但是，作為相對獨立的用戶識別卡 SIM 的管理，還必須根據(jù)運營部門對 SIM 的管理要求和模式采用專門的 SIM 個人化設(shè)備來完成。呼叫計費可以由移動用戶所訪問的各個移動業(yè)務(wù)交換中心 MSC和 GMSC 分別處理，也可以采用通過 HLR或獨立的計費設(shè)備來集中處理計費數(shù)據(jù)的方式。 移動設(shè)備管理是由移動設(shè)備識別寄存器（ EIR）來完成的， EIR 與 NSS 的功能實體之間是通過 SS7信令網(wǎng)路的接口互連，為此， EIR 也歸入 NSS 的組成部分之一。 MA000001 GSM 數(shù)字移動通信原理 第 3 章 GSM 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與相關(guān)接口 華為技術(shù)有限公司 版權(quán)所有 , 未經(jīng)許可不得擴(kuò)散 14 網(wǎng)路操作與維護(hù)是完成對 GSM系統(tǒng)的 BSS和 NSS進(jìn)行操作與維護(hù)管理任務(wù)的，完 成網(wǎng)路操作與維護(hù)管理的設(shè)施稱為操作與維護(hù)中心（ OMC）。從電信管理網(wǎng)路（ TMN）的發(fā)展角度考慮， OMC 還應(yīng)具備與高層次的 TMN 進(jìn)行通信的接口功能，以保證 GSM網(wǎng)路能與其它電信網(wǎng)路一起納入先進(jìn)、統(tǒng)一的電信管理網(wǎng)路中進(jìn)行集中操作與維護(hù)管理。直接面向 GSM 系統(tǒng) BSS 和 NSS 各個功能實體的操作與維護(hù)中心（ OMC）歸入 NSS 部分。 可以認(rèn)為，操作支持子系統(tǒng)（ OSS）已不包括與 GSM 系統(tǒng)的 NSS 和 BSS部分密切相關(guān)的功能實體，而成為一個相對獨立的管理和服務(wù)中心。主要包括網(wǎng)路管理中心（ NMC）、安全性管理中心（ SEMC） 、用于用戶識別卡管理的個人化中心（ PCS）、用于集中計費管理的數(shù)據(jù)后處理系統(tǒng)（ DPPS）等功能實體。 接口和協(xié)議 為了保證網(wǎng)路運營部門能在充滿競爭的市場條件下靈活選擇不同供應(yīng)商提供的數(shù)字蜂窩移動通信設(shè)備， GSM 系統(tǒng)在制定技術(shù)規(guī)范時就對其子系統(tǒng)之間及各功能實體之間的接口和協(xié)議作了比較具體的定義，使不同供應(yīng)商提供的GSM 系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)備能夠符合統(tǒng)一的 GSM 技術(shù)規(guī)范而達(dá)到互通、組網(wǎng)的目的。為使 GSM 系統(tǒng)實現(xiàn)國際漫游功能和在業(yè)務(wù)上邁入面向 ISDN 的數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，必須建立規(guī)范和統(tǒng)一的信令網(wǎng)路以傳遞與移動業(yè)務(wù)有關(guān)的數(shù)據(jù)和各 種信令信息，因此， GSM 系統(tǒng)引入 7 號信令系統(tǒng)和信令網(wǎng)路，也就是說 GSM 系統(tǒng)的公用陸地移動通信網(wǎng)的信令系統(tǒng)是以 7 號信令網(wǎng)路為基礎(chǔ)的。 主要接口 GSM 系統(tǒng)的主要接口是指 A接口、 Abis 接口和 Um 接口。如 圖 34所示。這三種主要接口的定義和標(biāo)準(zhǔn)化能保證不同供應(yīng)商生產(chǎn)的移動臺、基站子系統(tǒng)和網(wǎng)路子系統(tǒng)設(shè)備能納入同一個 GSM數(shù)字移動通信網(wǎng)運行和使用。 MSBTS BSCMSCBSCBS接 口BTSUm接 口 Abi s接 口 A接 口 MA000001 GSM 數(shù)字移動通信原理 第 3 章 GSM 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與相關(guān)接口 華為技術(shù)有限公司 版權(quán)所有 , 未經(jīng)許可不得擴(kuò)散 15 圖 34 GSM系統(tǒng)的主要接口 (1) A接口 A 接口定義為網(wǎng)路子系統(tǒng)（ NSS）與基站子系統(tǒng)（ BSS）之間的通信接口，從系統(tǒng)的功能實 體來說，就是移動業(yè)務(wù)交換中心（ MSC）與基站控制器（ BSC）之間的互連接口，其物理鏈接通過采用標(biāo)準(zhǔn)的 來實現(xiàn)。此接口傳遞的信息包括移動臺管理、基站管理、移動性管理、接續(xù)管理等。 (2) Abis 接口 Abis 接口定義為基站子系統(tǒng)的兩個功能實體基站控制器（ BSC）和基站收發(fā)信臺（ BTS）之間的通信接口，用于 BTS（不與 BSC 并置）與 BSC 之間的遠(yuǎn)端互連方式，物理鏈接通過采用標(biāo)準(zhǔn)的 傳輸鏈路來實現(xiàn)。 圖 34所示的 BS接口作為 Abis 接口的一種特例，用于 BTS（與 BSC 并置）與 BSC 之間的直接互連方式，此時 BSC 與 BTS 之間的距離小于 10 米。此接口支持所有向用戶提供的服務(wù)，并支持對 BTS 無線設(shè)備的控制和無線頻率的分配。 (3) Um接口（空口接口） Um 接口（空中接口）定義為移動臺與基站收發(fā)信臺（ BTS）之間的通信接口，用于移動臺與 GSM系統(tǒng)的固定部分之間的互通，其物理鏈接通過無線鏈路實現(xiàn)。此接口傳遞的信息包括無線資源管理，移動性管理和接續(xù)管理等。 網(wǎng)路子系統(tǒng)內(nèi)部接口 網(wǎng)路子系統(tǒng)由移動業(yè)務(wù)交換中 心（ MSC）、訪問用戶位置寄存器（ VLR）、歸屬用戶位置寄存器（ HLR）等功能實體組成，因此 GSM技術(shù)規(guī)范定義了不同的接口以保證各功能實體之間的接口標(biāo)準(zhǔn)化。其示意圖如 圖 35所示。 MA000001 GSM 數(shù)字移動通信原理 第 3 章 GSM 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與相關(guān)接口 華為技術(shù)有限公司 版權(quán)所有 , 未經(jīng)許可不得擴(kuò)散 16 MSCEIRH L R /A U CC 接口 ║B 接口 ║V L RD 接口 ║G 接口 ║V L RB 接口 ║MSCE接口F 接口 圖 35 網(wǎng)路子系統(tǒng)內(nèi)部接口示意圖 (1) D 接口 D 接口定義為歸屬用戶位置寄存器（ HLR）與訪問用戶位置寄存器（ VLR）之間的接口。用于交換有關(guān)移動臺位置和用戶管理的信息，為移動用戶提供的主要服務(wù)是保證移動臺在整個服務(wù)區(qū)內(nèi)能建立和接收呼叫。實用化的 GSM 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般把 VLR 綜合于移動業(yè)務(wù)交換中 心（ MSC）中，而把歸屬用戶位置寄存器（ HLR）與鑒權(quán)中心（ AUC）綜合在同一個物理實體內(nèi)。因此 D 接口的物理鏈接是通過移動業(yè)務(wù)交換中心（ MSC）與歸屬用戶位置寄存器（ HLR）之間的標(biāo)準(zhǔn) 。 (2) B 接口 B 接口定義為訪問用戶位置寄存器（ VLR）與移動業(yè)務(wù)交換中心（ MSC）之間的內(nèi)部接口。用于移動業(yè)務(wù)交換中心（ MSC）向訪問用戶位置寄存器（ VLR）詢問有關(guān)移動臺（ MS）當(dāng)前位置信息或者通知訪問用戶位置寄存器（ VLR）有關(guān)移動臺（ MS）的位置更新信息等。 (3) C 接口 C 接口定 義為歸屬用戶位置寄存器（ HLR）與移動業(yè)務(wù)交換中心（ MSC）之間的接口。用于傳遞路由選擇和管理信息。如果采用歸屬用戶位置寄存器（ HLR）作為計費中心，呼叫結(jié)束后建立或接收此呼叫的移動臺（ MS）所在的移動業(yè)務(wù)交換中心（ MSC）應(yīng)把計費信息傳送給該移動用戶當(dāng)前歸屬的歸屬用戶位置寄存器（ HLR），一旦要建立一個至移動用戶的呼叫時，入口移動業(yè)務(wù)交換中心（ GMSC）應(yīng)向被叫用戶所屬的歸屬用戶位置寄存器（ HLR）詢問被叫移動臺的漫游號碼。 C 接口的物理鏈接方式與 D 接口相同。 (4) E 接口 MA000001 GSM 數(shù)字移動通信原理 第 3 章 GSM 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與相關(guān)接口 華為技術(shù)有限公司 版權(quán)所有 , 未經(jīng)許可不得擴(kuò)散 17 E 接口定義為控制相鄰區(qū)域的不同移動業(yè)務(wù) 交換中心（ MSC）之間的接口。當(dāng)移動臺（ MS）在一個呼叫進(jìn)行過程中，從一個移動業(yè)務(wù)交換中心（ MSC）控制的區(qū)域移動到相鄰的另一個移動業(yè)務(wù)交換中心（ MSC）控制的區(qū)域時，為不中斷通信需完成越區(qū)信道切換過程，此接口用于切換過程中交換有關(guān)切換信息以啟動和完成切換。 E 接口的物理鏈接方式是通過移動業(yè)務(wù)交換中心（ MSC）之間的標(biāo)準(zhǔn) 。 (5) F 接口 F 接口定義為移動業(yè)務(wù)交換中心（ MSC）與移動設(shè)備識別寄存器（ EIR）之間的接口。用于交換相關(guān)的國際移動設(shè)備識別碼管理信息。 F接口的 物理鏈接方式是通過移動業(yè)務(wù)交換中心（ MSC）與移動設(shè)備識別寄存器（ EIR）之間的標(biāo)準(zhǔn) 。 (6) G 接口 G 接口定義為訪問用戶位置寄存器（ VLR）之間的接口。當(dāng)采用臨時移動用戶識別碼（ TMSI）時，此接口用于向分配臨時移動用戶識別碼（ TMSI）的訪問用戶位置寄存器（ VLR）詢問此移動用戶的國際移動用戶識別碼（ IMSI）的信息。 G 接口的物理鏈接方式與 E 接口相同。 GSM系統(tǒng)與其它公用電信網(wǎng)的接口 其它公用電信網(wǎng)主要是指公用電話網(wǎng)（ PSTN），綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ ISDN） ，分組交換公用數(shù)據(jù)網(wǎng)（ PSPDN）和電路交換公用數(shù)據(jù)網(wǎng)（ CSPDN）。 GSM系統(tǒng)通過 MSC 與這些公用電信網(wǎng)互連，其接口必須滿足 CCITT 的有關(guān)接口和信令標(biāo)準(zhǔn)及各個國家郵電運營部門制定的與這些電信網(wǎng)有關(guān)的接口和信令標(biāo)準(zhǔn)。 根據(jù)我國現(xiàn)有公用電話網(wǎng)（ PSTN）的發(fā)展現(xiàn)狀和綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ ISDN）的發(fā)展前景， GSM 系統(tǒng)與 PSTN 和 ISDN 網(wǎng)的互連方式采用 7 號信令系統(tǒng)接口。其物理鏈接方式是通過 MSC 與 PSTN 或 ISDN 交換機(jī)之間標(biāo)準(zhǔn)。 如果具備 ISDN交換機(jī)， HLR與 ISDN 網(wǎng)之間可建立直接的信令接口，使 ISDN 交換機(jī)可以通過移動用戶的 ISDN 號碼直接向 HLR 詢問移動臺的位置信息，以建立至移動臺當(dāng)前所登記的 MSC 之間的呼叫路由。 各接口協(xié)議 GSM 系統(tǒng)各功能實體之間的接口定義明確，同樣 GSM 規(guī)范對各接口所使用的分層協(xié)議也作了詳細(xì)的定義。協(xié)議是各功能實體之間共同的“語言”，通過各個接口互相傳遞有關(guān)的消息，為完成 GSM 系統(tǒng)的全部通信和管理功能建立起有效的信息傳送通道。不同的接口可能采用不同形式的物理鏈路，完成MA000001 GSM 數(shù)字移動通信原理 第 3 章 GSM 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與相關(guān)接口 華為技術(shù)有限公司 版權(quán)所有 , 未經(jīng)許可不得擴(kuò)散 18 各自特定的功能，傳遞各自特定的消息，這些都由