【導(dǎo)讀】GSM數(shù)字移動(dòng)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(kù)，即歸屬用戶位置寄存器（ HLR）、訪問(wèn)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(qǐng)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(qǐng)求更新數(shù)據(jù)庫(kù)的部分?jǐn)?shù)據(jù)。 MSC 可為移動(dòng)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(bǔ)充業(yè)務(wù)。例如：呼叫前轉(zhuǎn)、呼叫限制、呼叫等待、會(huì)議電話和計(jì)費(fèi)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(dòng)漫游等移動(dòng)特征性能和其它網(wǎng)路功能。 對(duì)于容量比較大的移動(dòng)通信網(wǎng)，一個(gè)網(wǎng)路子系統(tǒng) NSS 可包括若干個(gè) MSC、VLR 和 HLR，為了建立固定網(wǎng)用戶與 GSM 移動(dòng)用戶之間的呼叫，無(wú)需知道移動(dòng)用戶所處的位置。此呼叫首先被接入到入口移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心，稱(chēng)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(dòng)用戶提供即 時(shí)服務(wù)的 MSC，稱(chēng)為被訪 MSC（ VMSC）。因此， GMSC 具有與固定網(wǎng)和其它 NSS實(shí)體互通的接口。目前， GMSC功能就是在 MSC 中實(shí)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(shí)現(xiàn)。 (2) 訪問(wèn)用戶位置寄存器（ VLR） 訪問(wèn)用戶位置寄存器（ VLR）是服務(wù)于其控制區(qū)域內(nèi)移動(dòng)用戶的，存儲(chǔ)著進(jìn)入其控制區(qū)域內(nèi)已登記的移動(dòng)用戶相關(guān)信息，為已登記的移動(dòng)用戶提供建立呼叫接續(xù)的必要條件。 VLR 從該移動(dòng)用戶的歸屬用戶位置寄存（ HLR）處獲取并存儲(chǔ)必要的數(shù)據(jù)。一旦移動(dòng)用戶離開(kāi)該 VLR 的控制區(qū)域，則重新在另一個(gè)VLR 登 記，原 VLR 將取消臨時(shí)記錄的該移動(dòng)用戶數(shù)據(jù)。因此， VLR 可看作為一個(gè)動(dòng)態(tài)用戶數(shù)據(jù)庫(kù)。 MA000001 GSM 數(shù)字移動(dòng)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(gè) MSC 中綜合實(shí)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(kù)，存儲(chǔ)著該 HLR 控制的所有存在的移動(dòng)用戶的相關(guān)數(shù)據(jù)。一個(gè) HLR能夠控制若干個(gè)移動(dòng)交換區(qū)域以及整個(gè)移動(dòng)通信網(wǎng)，所有移動(dòng)用戶重要的靜態(tài)數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在 HLR 中，這包括移動(dòng)用戶識(shí)別號(hào)碼、訪問(wèn)能力、用戶類(lèi)別和補(bǔ)充業(yè)務(wù)等數(shù)據(jù)。 HLR 還存儲(chǔ)且為 MSC提供關(guān)于移動(dòng)用戶實(shí)際漫游所在的 MSC區(qū)域相關(guān)動(dòng)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(duì)無(wú)線接口上的話音、數(shù)據(jù)和信號(hào)信息進(jìn)行保密等。因此，鑒權(quán)中心（ AUC）存儲(chǔ)著鑒權(quán)信息和加密密鑰，用來(lái)防止無(wú)權(quán)用戶接入系統(tǒng)和保證通過(guò)無(wú)線接口的移動(dòng)用戶通信的安全。 AUC 屬于 HLR 的一個(gè)功能單元部分，專(zhuān)用于 GSM 系統(tǒng)的安全性管理。 (5) 移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器（ EIR） 移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器（ EIR）存儲(chǔ)著移動(dòng)設(shè)備的國(guó)際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼（ IMEI），通過(guò)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(dòng)設(shè)備的 IMEI識(shí)別碼，使得運(yùn)營(yíng)部門(mén)對(duì)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(yùn)行的 MS 設(shè)備，都能采取及時(shí)的防范措施，以確保網(wǎng)路內(nèi)所使用的移動(dòng)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(dòng)用戶管理、移動(dòng)設(shè)備管理以及網(wǎng)路操作和維護(hù)。 移動(dòng)用戶管理可包括用戶數(shù)據(jù)管理和呼叫計(jì)費(fèi)。用戶數(shù)據(jù)管理一般由歸屬用戶位置寄存器（ HLR）來(lái)完成這方面的任務(wù)， HLR 是 NSS 功能實(shí)體之一。用戶識(shí)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(duì)獨(dú)立的用戶識(shí)別卡 SIM 的管理，還必須根據(jù)運(yùn)營(yíng)部門(mén)對(duì) SIM 的管理要求和模式采用專(zhuān)門(mén)的 SIM 個(gè)人化設(shè)備來(lái)完成。呼叫計(jì)費(fèi)可以由移動(dòng)用戶所訪問(wèn)的各個(gè)移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心 MSC和 GMSC 分別處理，也可以采用通過(guò) HLR或獨(dú)立的計(jì)費(fèi)設(shè)備來(lái)集中處理計(jì)費(fèi)數(shù)據(jù)的方式。 移動(dòng)設(shè)備管理是由移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器（ EIR）來(lái)完成的， EIR 與 NSS 的功能實(shí)體之間是通過(guò) 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(dòng)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(duì) 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(chēng)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(gè)功能實(shí)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(shí)體，而成為一個(gè)相對(duì)獨(dú)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(shí)別卡管理的個(gè)人化中心（ PCS）、用于集中計(jì)費(fèi)管理的數(shù)據(jù)后處理系統(tǒng)（ DPPS）等功能實(shí)體。 接口和協(xié)議 為了保證網(wǎng)路運(yùn)營(yíng)部門(mén)能在充滿競(jìng)爭(zhēng)的市場(chǎng)條件下靈活選擇不同供應(yīng)商提供的數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信設(shè)備， GSM 系統(tǒng)在制定技術(shù)規(guī)范時(shí)就對(duì)其子系統(tǒng)之間及各功能實(shí)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(shí)現(xiàn)國(guó)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(dòng)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(hào)信令系統(tǒng)和信令網(wǎng)路，也就是說(shuō) GSM 系統(tǒng)的公用陸地移動(dòng)通信網(wǎng)的信令系統(tǒng)是以 7 號(hào)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(dòng)臺(tái)、基站子系統(tǒng)和網(wǎng)路子系統(tǒng)設(shè)備能納入同一個(gè) GSM數(shù)字移動(dòng)通信網(wǎng)運(yùn)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(dòng)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(shí) 體來(lái)說(shuō)，就是移動(dòng)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(guò)采用標(biāo)準(zhǔn)的 來(lái)實(shí)現(xiàn)。此接口傳遞的信息包括移動(dòng)臺(tái)管理、基站管理、移動(dòng)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(gè)功能實(shí)體基站控制器（ BSC）和基站收發(fā)信臺(tái)（ 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(guò)采用標(biāo)準(zhǔn)的 傳輸鏈路來(lái)實(shí)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(shí) 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(duì) BTS 無(wú)線設(shè)備的控制和無(wú)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(dòng)臺(tái)與基站收發(fā)信臺(tái)（ BTS）之間的通信接口，用于移動(dòng)臺(tái)與 GSM系統(tǒng)的固定部分之間的互通，其物理鏈接通過(guò)無(wú)線鏈路實(shí)現(xiàn)。此接口傳遞的信息包括無(wú)線資源管理，移動(dòng)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(dòng)業(yè)務(wù)交換中 心（ MSC）、訪問(wèn)用戶位置寄存器（ VLR）、歸屬用戶位置寄存器（ HLR）等功能實(shí)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(shí)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(dòng)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(wèn)用戶位置寄存器（ VLR）之間的接口。用于交換有關(guān)移動(dòng)臺(tái)位置和用戶管理的信息，為移動(dòng)用戶提供的主要服務(wù)是保證移動(dòng)臺(tái)在整個(gè)服務(wù)區(qū)內(nèi)能建立和接收呼叫。實(shí)用化的 GSM 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般把 VLR 綜合于移動(dòng)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(gè)物理實(shí)體內(nèi)。因此 D 接口的物理鏈接是通過(guò)移動(dòng)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(wèn)用戶位置寄存器（ VLR）與移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（ MSC）之間的內(nèi)部接口。用于移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（ MSC）向訪問(wèn)用戶位置寄存器（ VLR）詢問(wèn)有關(guān)移動(dòng)臺(tái)（ MS）當(dāng)前位置信息或者通知訪問(wèn)用戶位置寄存器（ VLR）有關(guān)移動(dòng)臺(tái)（ 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(dòng)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(jì)費(fèi)中心，呼叫結(jié)束后建立或接收此呼叫的移動(dòng)臺(tái)（ MS）所在的移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（ MSC）應(yīng)把計(jì)費(fèi)信息傳送給該移動(dòng)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(gè)至移動(dòng)用戶的呼叫時(shí)，入口移動(dòng)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(wèn)被叫移動(dòng)臺(tái)的漫游號(hào)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(dòng)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(dòng)業(yè)務(wù) 交換中心（ MSC）之間的接口。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)（ MS）在一個(gè)呼叫進(jìn)行過(guò)程中，從一個(gè)移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（ MSC）控制的區(qū)域移動(dòng)到相鄰的另一個(gè)移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（ MSC）控制的區(qū)域時(shí)，為不中斷通信需完成越區(qū)信道切換過(guò)程，此接口用于切換過(guò)程中交換有關(guān)切換信息以啟動(dòng)和完成切換。 E 接口的物理鏈接方式是通過(guò)移動(dòng)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(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（ MSC）與移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器（ EIR）之間的接口。用于交換相關(guān)的國(guó)際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼管理信息。 F接口的 物理鏈接方式是通過(guò)移動(dòng)業(yè)務(wù)交換中心（ MSC）與移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器（ EIR）之間的標(biāo)準(zhǔn) 。 (6) G 接口 G 接口定義為訪問(wèn)用戶位置寄存器（ VLR）之間的接口。當(dāng)采用臨時(shí)移動(dòng)用戶識(shí)別碼（ TMSI）時(shí)，此接口用于向分配臨時(shí)移動(dòng)用戶識(shí)別碼（ TMSI）的訪問(wèn)用戶位置寄存器（ VLR）詢問(wèn)此移動(dòng)用戶的國(guó)際移動(dòng)用戶識(shí)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(guò) 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(gè)國(guó)家郵電運(yùn)營(yíng)部門(mén)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(guó)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(hào)信令系統(tǒng)接口。其物理鏈接方式是通過(guò) 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(guò)移動(dòng)用戶的 ISDN 號(hào)碼直接向 HLR 詢問(wèn)移動(dòng)臺(tái)的位置信息，以建立至移動(dòng)臺(tái)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(shí)體之間的接口定義明確，同樣 GSM 規(guī)范對(duì)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(shí)體之間共同的“語(yǔ)言”，通過(guò)各個(gè)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(dòng)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