【正文】 構(gòu)的變化及功能的增加。如果傳送失敗，短消息中心保存失敗消息直至發(fā)送成功為止。短消息中心的主要功能是接收、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)用戶的短消息。點對點短消息的傳遞與發(fā)送由短消息中心 SC 進(jìn)行中繼。短消息業(yè)務(wù)功能是一種類似于傳呼機的業(yè)務(wù)功能，但是它具有尋呼網(wǎng)絡(luò)無法具備的優(yōu)點：即保證到達(dá)和雙向?qū)ず艄δ堋? 6. 短消息中心（ SC） 短消息中心提供短消息業(yè)務(wù)功能。 （ 2） 黑名單――存貯所有應(yīng)被禁用的設(shè)備識別標(biāo)識 IMEI。完成對移動設(shè)備的識別、監(jiān)視、閉鎖等功能，以防止非法移動臺的使用。鑒權(quán)中心產(chǎn)生鑒權(quán)三參數(shù)組（隨機數(shù) RAND、符號響應(yīng) SRES、加密鍵 Kc），用來鑒權(quán)用戶身份的合法性以及對無線接口上的話音、數(shù)據(jù) 、信令信號進(jìn)行加密，防止無權(quán)用戶接入和保證移動用戶通信的安全。每個移動用戶都應(yīng)在其歸屬位置寄存器（ HLR）注冊登記，它主要存儲兩類信息：一是有關(guān)移動用戶的參數(shù)，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)；一是有關(guān)移動用戶目前所處位置的信息，以便建立至移動臺的呼叫路由，例如 MSC、 VLR 地址等。 VLR 從移動用戶的歸屬位置寄存器（ HLR）處獲取并存貯必要的數(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將取消該移動用戶的數(shù)據(jù)記錄。 2. 拜訪位置寄存器（ VLR） VLR 通常與 MSC 合設(shè)，其中存儲 MSC 所管轄區(qū)域中的移動臺（稱拜訪客戶）的相關(guān)用戶數(shù)據(jù)，包括：用戶號碼、移動臺的位置區(qū)信息、用戶狀態(tài)和用戶可獲得的服務(wù)等參數(shù)。 MSC 從三種數(shù)據(jù)庫，拜訪位置寄存器（ VLR）、歸屬位置寄存器（ HLR） 和鑒權(quán)中心（ AUC）中取得處理用戶呼叫請求所需的全部數(shù)據(jù)。它完成通話接續(xù)，計費， BSS 和 MSC 之間的切換和輔助性的無線資源管理、移動性管理等功能。 ? 移動交換中心（ MSC） ? 拜訪位置寄存器 （ VLR） ? 歸屬位置寄存器（ HLR） ? 鑒權(quán)中心（ AUC） ? 設(shè)備識別寄存器（ EIR） ? 短消息中心（ SC） 1. 移動交換中心（ MSC） MSC 是 PLMN 的核心。 MSS 子系統(tǒng)的主要作用是管理 GSM 移動用戶之間的通信和 GSM 移動用戶與其它通信網(wǎng)用戶之間的通信。 BSC 與 TC 之間的接口稱為 Ater 接口；在 TC 與 MSC 之間的接口稱為 A接口。在典型的實施方案中， ZXG10TC 位于 MSC 與 BSC 之間。 BSS 中的 BSC 所控制的 BTS 的數(shù)量隨業(yè)務(wù)量的大小而改變。 （ 2）基站控制器（ BSC）： 培訓(xùn)教材――移動通信基本知識 19 BSC 是基站系統(tǒng)（ BSS）的控制部分，在 BSS 中起交換作用。 MSAte r 接口BS 接口Um 接口B S CB I EB T SB T SB I EAbis 接口SM SM TCA 接口M S COM CQ3 接口 圖 3－ 2 BSS 子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 其中： TC TransCoder 碼型變換器 SM SubMultiplexing 子復(fù)用 BIE Base station Interface Equipment 基站接口設(shè)備 如上圖， BSS 的組成： （ 1）基站收發(fā)信臺（ BTS）： 基站收發(fā)信臺（ BTS）包括基帶單元、載頻單元和控制單元三部分，屬于基站系統(tǒng)的無線部分，是由基站控制器控制，服務(wù)于某個小區(qū)的無線收發(fā)信設(shè)備，完成 BSC 與無線信道之間的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn) BTS 與 MS 之間通過空中接口的無線傳輸及相關(guān)的控制功能?；咀酉到y(tǒng)還應(yīng)包括碼變換器（ TC）和子復(fù)用設(shè)備（ SM）。一個基站控制器 BSC 根據(jù)話務(wù)量需要可以控制數(shù)十個 BTS。通過無線接口與移動臺相連的基站收發(fā)信臺（ BTS）以及與移動交換中心相連的基站控制器（ BSC）， BTS 負(fù)責(zé)無線傳輸、 BSC 負(fù)責(zé)控制與管理。 BS C MS C/VL RHL R/AU C E I R MS C/VL ROMCSCP L MNP S T NI S DNP S P DNBT SUmAbisABT SNo .7 BS S APNo .7 MA PNo .7 MA P T UPNo .7 T UP信令 話路 圖 3－ 1 PLMN 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 其中： BSC Base Station Controller 基站控制器 BTS Base Transceiver Station 基站收發(fā)信機 MSC Mobile services Switching Center 移動交換中心 OMC Operation and Maintenance Center 操作維護(hù)中心 AUC Authentication Centre 鑒權(quán)中心 EIR Equipment Identification Register 設(shè)備識別登記器 HLR Home Location Register 歸屬位置登記器 VLR Vistor Location Register 拜訪位置登記器 MS Mobile Station 移動臺 ISDN Intergrated Service Digital Network 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng) PSTN Public Switching Telephone Network 公用電話交換網(wǎng) PSPDN Public Switched Data Network 公用數(shù)據(jù)交換網(wǎng) PLMN PublicL and Mobile Network 公用陸地移動網(wǎng) 子系統(tǒng) 基站子系統(tǒng) BSS 為 PLMN 網(wǎng)絡(luò)的固定部分和無線部分提供中繼，一方面 BSS 通過無線接口直接與移動臺實現(xiàn)通信連接，另一方面 BSS 又連接到移動交換子系統(tǒng) MSS 的移動交換中心 MSC。BSS MSS MS 培訓(xùn)教材――移動通信基本知識 17 第三章 數(shù)字公用陸地移動通信網(wǎng) PLMN 數(shù)字公用陸地移動通信網(wǎng) PLMN 的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見下圖 3－ 1，如圖所示從物理實體來看，數(shù)字 PLMN 網(wǎng)包括：移動終端、 BSS 子系統(tǒng)和 MSS 子系統(tǒng)等部分。 4. 操作維護(hù)子系統(tǒng) GSM 子系統(tǒng)還包括操作維護(hù)子系統(tǒng)（ OMC），對整個 GSM 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行管理和監(jiān)控。 SIM 卡就是“人”，它類似于我們現(xiàn)在所用的 IC 卡，因此也稱作智能卡，存有認(rèn)證客戶身份所需的所有信息，并能執(zhí)行一些與安全保密有關(guān)的重要信息，以防止非法客戶進(jìn)入網(wǎng)路。 3. 移動臺 MS MS 是 GSM 系統(tǒng)的移動用戶設(shè)備，它由兩部分組成，移動終端和客戶識別卡（ SIM 卡）。 培訓(xùn)教材――移動通信基本知識 16 圖 1－ 1 GSM 系統(tǒng)的組成 1. 移動交換子系統(tǒng) MSS 完成信息交換、用戶信息管理、呼叫接續(xù)、號碼管理等功能。其中 MSS 與 BSS 之間 的接口為 A 接口， BSS 與 MS之間的接口為 Um 接口。 通信系統(tǒng)的組成 GSM 系統(tǒng)（ Global System for Mobile Communication）又稱全球移動通信系統(tǒng)（全球通）。 在可能的情況下通過使用臨時移動用戶身份號 TMSI 替代用戶身份 IMSI，可以得到保護(hù)。第三方就有可能在這兩種情況下幀聽到用戶身份，從而得知該用戶此時漫游到的地點。 培訓(xùn)教材――移動通信基本知識 15 移動終端 網(wǎng) 絡(luò)算法 A8隨機數(shù)發(fā)生器 算法 A8Ki RANDKcKiKc 加密對于機密信息十分有效，但不能用來在無線路徑上保護(hù)每一次信息交換。與 A3 算法（由 RAND和 Ki 計算 SRES 的鑒權(quán)算法）類似，可由運營者選擇決定。在網(wǎng)絡(luò)一側(cè)，這個“潛在”的密鑰也存貯于拜訪 MSC/VLR 中，以備加密開始時使用。 3. 密鑰 Kc 開始加密之前，密鑰 Kc 必須是移動臺和網(wǎng)絡(luò)同意的。 對于各種無線信道，每個突發(fā)的幀號都不同，所有同一方向上給定通信的每個突發(fā)使用不同的加密序列。上行鏈路和下行鏈路上使用兩個不同的序列：對每一個突發(fā)，一個序列用于移動臺內(nèi)的加密，并作為 BTS中的解密序列；而另一個序列用于 BTS 的加密，并作為 移動臺的解密序列。 加密和解密是對 114個無線突發(fā)脈沖編碼比特與一個由特殊算法產(chǎn)生的 114 比特加密序列進(jìn)行異或運算（ A5 算法）完成的。SRESKi 在 GSM 中，傳輸鏈路中加密和解密處理的位置允許所有專用模式下的發(fā)送數(shù)據(jù)都用一種方法保護(hù)。 A3 算法的唯一限制是輸入?yún)?shù)的長度（ RAND 是 128 比特）和輸出參數(shù)尺寸（ SRES 必須是 32 比特）。 Ki 以相當(dāng)保密的方式存儲于 SIM 卡和 AUC 中，用戶也不了解自己的 Ki， Ki 可以是任意格式和長度的。 RAND 是由網(wǎng)絡(luò)側(cè) AUC 的隨機數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的，長度為 128 比特，它的值隨機地在 0～2128－ 1（成千上萬億） 范圍內(nèi)抽取。 鑒權(quán)的計算如下圖所示。 PIN碼是由 4～ 8 位數(shù)字組成，其位數(shù)由客戶自己決定。 SIM 卡插到某個 GSM 終端設(shè) 培訓(xùn)教材――移動通信基本知識 13 備中，便視作自己的電話機，通話的計費帳單便記錄在此 SIM 卡名下。 碼 這是一種簡單的鑒權(quán)方法。大多數(shù)的信令也可以用同樣方法保護(hù)，以防止第三方了解被叫方是誰。從運營者方面看，該功能是頭等重要的，尤其在國際漫游 情況下，被訪問網(wǎng)絡(luò)并不能控制用戶的記錄，也不能控制它的付費能力。 GSM 系統(tǒng)在安全性方面有了顯著的改進(jìn)， GSM 與保密相關(guān)的功能有兩個目標(biāo)：第一，包含網(wǎng)絡(luò)以防止未授權(quán)的接入，（同時保護(hù)用戶不受欺騙性的假冒）；第二，保護(hù)用戶的隱私權(quán)。這一般在切換時發(fā)生。上行和下行信道，點對點方式傳播。這對實現(xiàn)移動臺殘余切換功能是必要的。上行和下行信道，點對點方式傳播。專用控制信道（ DCCH ）獨立專用控制信道（ S DCCH ）： 用在分配 T CH 之前呼叫建立過程中傳送系統(tǒng)信令。上行信道，點對點方式傳播。公共控制信道（ CCCH ）尋呼信道（ P CH ）： 用于尋呼（搜索） MS ， 下行信道，點對多點（ BT S 對多個 MS ）方式傳播。同步信道（ S CH ）： 攜帶 MS 的幀同步（ T DMA 幀號）和 BT S 的識別碼（ BS I C ） 的信息，下行信道，點對多點（ BT S 對多個 MS ） 方式傳播。 2. 控制信道：用于傳送信令或同步數(shù)據(jù)。 邏輯信道又分為兩大類，業(yè)務(wù)信道和控制信道。 信道 GSM 中的信道分為物理信道和邏輯信道，一個物理信道就為一個時隙（ TS），而邏輯信道是根據(jù) BTS 與 MS 之間傳遞的信息種類的不同而定義的不同邏輯信道，這些邏輯信道映射到物理信道上傳送。 ? 專用模式：一條雙向信道分配給需要通信的移動臺，使它可以利用基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行雙向點對點通信。相反地，在一定時間內(nèi)分配給一單獨移動臺的信道稱作專用信道。在 GSM 中，這個接入過程是在一條專用的移動臺－－基站信道上實現(xiàn)的。 在移動網(wǎng)中，需要根據(jù)用戶的呼叫動態(tài)地分配和釋放無線信道。 在 GSM 通信系統(tǒng)中，可用無線信道數(shù)遠(yuǎn)小于潛在用戶數(shù)，雙向通信的信道只能在需要時才分配。 26 個這樣的復(fù)幀組成一個超幀。這種復(fù)幀用于攜帶 TCH（和 SACCH 加 FACCH）。 26 幀的復(fù)幀：它包括 26 個 TDMA 幀（ 26?8BP），持續(xù)時長 120ms。每 2048?51?26 個 TDMA 幀為一個超高幀，每一個超高幀又可分為 2048 個超幀，一個超幀是 51?26 個 TDMA 幀的序列（ 秒），每個超幀又是由復(fù)幀組成。每個 TDMA 幀有一個 TDMA幀號。 時間頻率BP1 5 / 2 6 m s2 0 0 KH z間隙 圖 在時域和頻域中的間隙 在 GSM 系統(tǒng)中，每個載頻被定義為一個 TDMA幀，相當(dāng)于 FDMA 系統(tǒng)的一個頻道。 這樣一個間隙可以在時間 /頻率圖中用一個長 15/26ms，寬 200KHz的小矩形表示（見圖）。精確地講，間隙的中心頻率在系統(tǒng)頻帶內(nèi)間隔 200 kHz安排（ FDMA 情況），它們每隔 （更精確地是 15/26ms）出現(xiàn)一次（ TDMA 情況）。脈沖持續(xù)時間優(yōu)先，在無線頻譜中也占一有限部分。 GSM 通信系統(tǒng)采用的多址技術(shù)：頻分多址（ FDMA）和時分多址（ TDMA）結(jié)合，還加上跳頻技術(shù)。每信道占用帶寬 200 kHz/8＝ 25 kHz。 相鄰兩頻道間隔為 200kHz。