《GSM基础培训》PPT课件.ppt

GSM基础培训技术部2010.02,第一章:GSM发展简史第二章:GSM系统架构第三章:GSM系统的运作,目录,第一章：GSM发展简史,蜂窝移动通信是采用蜂窝无线组网方式，在终端和网络设备之间通过无线通道连接起来，进而实现用户在活动中可相互通信。在同等数量基站情况下，由于正六边形的数学特性，蜂窝拓扑结构可以是网络达到最广覆盖，且无缝连接。,什么是蜂窝移动通信？,蜂窝从实验室走向商业,蜂窝系统的概念和理论在20世纪60年代由美国贝尔实验室等提出来。但直到70年代随着半导体技术的成熟和大规模集成电路器件和微处理器技术以及表面贴装工艺的广泛应用，才为蜂窝移动通信的实现提供了技术基础。1979年，美国芝加哥开通第一个蜂窝系统AMPS。当前应用的主流移动通信系统都是蜂窝系统。,蜂窝从实验室走向商业,第一代移动通信技术（1G）是指最初的模拟、仅限语音的蜂窝电话标准，制定于上世纪80年代。,第一代模拟移动通信主要有AMPS、NMT、TACS、RTMS等。模拟系统有很多缺点，比如各系统间没有公共接口，很难开展数据承载业务；频谱利用率低，无法适应大容量的要求；安全保密性差，易被窃听，易做“假机”等。尤其是在欧洲系统间没有公共接口，相互之间不能漫游，给用户之间的通信带来了很大的不变。,第一代模拟移动通信,各个系统之间没有公共接口，难于实现漫游无法与固定网向数字化推进相适应频谱利用率比较低安全保密性比较差业务种类受限移动设备成本高、体积大网络的管理控制存在问题,模拟移动通信的缺陷,GSM数字移动通信系统史源于欧洲，起初是为了方便全欧洲统一使用移动电话。,1982年在欧洲邮电行政大会（CEPT）上成立“移动特别小组”（GroupSpecialMobile）简称“GSM”。1986年，对大量研究和试验后所提出的八个建议系统进行现场试验。1988年，十八个欧洲国家达成GSM谅解备忘录。1989年，GSM标准生效，1991年，GSM系统正式在欧洲问世，网络开通运行，移动通信跨入第二代。同时，GSM被更名为“全球移动通信系统”（GlobalSystemforMobilecommunications）。,第二代数字移动通信GSM,GSM能有效的使用无线频率，并且由于采用数字无线通道，系统能容许更多的区间干扰。可获得较之模拟蜂窝系统更好的平均话音质量。全网支持数据传输。话音加密和用户信息安全性得到保证。由于与ISDN的兼容性，较之模拟系统可提供新的业务。在采用GSM系统的所有国家范围内，国际漫游在技术上成为可能。巨大的市场加剧竞争，降低投资及使用价格。,数字移动通信的优点,1979年，世界无线电管理委员会(WARC)划定了今后欧洲用于蜂窝移动通信系统的频段；1982年，欧洲邮政与电信委员会（CEPT）内建立了特别移动组（GroupeSpecialMobile)；1986年，在巴黎建立了GSM永久核心；1988年，欧洲电信标准协会（ETSI）成立，并接管了GSM委员会；,GSM发展历程（一）,1990年，GSM规范Phase1被冻结；1991年，DCS1800规范Phase1被冻结；GSM委员会开始考虑下一代无线通信系统；1992年，GSM委员会更名为“SpecialMobileGroup”,GSM系统更名为“GlobalSystemforMobileCommunication”,DCS1800规范Phase2被冻结；1992年，GSM开始商业运营；,GSM发展历程（二）,1993年，GSM规范Phase2被冻结；1994年，GSM商用运营远超出GSM委员会的范围（中国、印度、中东、远东、俄罗斯等国家和地区）1995年，DCS1800商用系统开始在泰国、卡塔尔、英国等国家和地区运营；1996年，ETSI推出GSM规范Phase2,GSM发展历程（三）,第二章：GSM系统架构,GSM网络组成,PSTN,OMS,SIM,ME,MS,BTS,BTS,BSC,A,Um,MSC,MSC,VLR,VLR,HLR,AUC,EIR,B,C,E,F,G,H,D,NSS,BSS,NSS,Abis,GSM网络组成,PSTN,另一有线网,另一有线网,MSC,MSC,BSC,BSC,BSC,BSC,BTS,BTS,BTS,BTS,BTS,BTS,BTS,BTS,BTS,BTS,BTS,BTS,BTS,BSC,BSC,BSC,MS,MS,GSM网络接口,A接口：MSC与BSC间的接口Abis接口：BSC与BTS间的接口Um接口：BTS与MS间的接口B接口：MSC与VLR间的接口C接口：MSC与HLR间的接口D接口：HLR与VLR间的接口E接口：MSC与MSC间的接口F接口：MSC与EIR间的接口G接口：VLR与VLR间的接口H接口：HLR与AUC间的接口,GSM网络接口,主要接口Um、Abis和A口。Abis接口：GSM的基站控制器BSC与基站BTS之间的Abis接口是不开放的，必须采用同一厂家的设备,导致出现“跑马圈地”和“免费搬迁”的现象。,基站控制器BSC基站收发信机BTS无线操作维护中心OMC-R码变换器TC(Transcoder),UM接口,MS,Abis接口,接口,BTS,OMC-R,BSC,TC,BTS,基站子系统（BSS）组成,MS结构,用户固定数据网络临时数据业务相关数据IMSITMSI使用的语言KiLAI话费数据接入控制级Kc安全算法禁止的PLMN,用户识别模块（SIM）,呼叫处理呼叫建立、连接与清除切换过程移动性管理位置更新过程用户身份识别移动设备识别,操作与维护数据库管理测量人机接口（MMI）网间互通计费,MSC,为其服务区内的移动用户提供交换和信令功能,MSC功能与作用,HLR:HomeLocationRegister用户识别号（IMSI,MSISDN）当前用户的VLR（当前位置）业务能力、业务限制信息用户申请的补充业务补充业务信息（例：当前转移的电话号码）用户状态（registered/deregistered）移动用户漫游号（MSRN）传递,HLR,HLR功能与作用,VLR:VisitorLocationRegister移动台状态部分补充业务数据移动站的位置登记(LAI)临时移动用户识别号(TMSI)管理MSRN管理,VLR,VLR功能与作用,鉴权和加密数据Ki,RANDA3,A8算法Kc,Sres,A,C,D,H,E,F,AUC功能与作用,鉴权（Authentication）,加密（Ciphering）,EIR：EquipmentIdentityRegister存储移动设备分类表(IMEI)用来管理所有移动台设备的国际移动用户识别号码（IMSI）以及检查每个移动台设备是否为合法设备。它包括一个数据库，存储着所有签约用户所使用的移动台设备的IMEI号码等。白名单、黑名单、灰名单,EIR功能与作用,白名单,灰名单,黑名单,合法用户和允许漫游用户的IMEI,有故障未经型号认证淘汰的IMEI,报失被盗或非法使用的IMEI,EIR功能与作用,国际移动台设备识别码(IMEI)型号批准码(TAC)：由认证中心分配工厂装配码(FAC)：由厂家编码，表示制造厂家及最后装配地。序列号(SNR)：由厂家分配版本级别(VL)：由认证中心确定，与TAC关联。,FAC,VL,SNR,TAC,6个数字,2个数字,6个数字,1个数字,国际移动设备识别号（IMEI）,呼叫建立请求IMEI传送MS发送IMEI,在EIR查询IMEI查询结果送MSC,IMEI查询流程,*#06#查询IMEI,国际移动用户识别码(IMSI)移动国家号码(MCC):中国为460.移动网号(MNC):移动用户识别码(MSIN):H1H2H3,国际移动用户识别号（IMSI）,移动用户漫游号码：位长10位VLR临时分配给用户的一个号码与该MSC所属HLR有一定联系在VLR中与IMSI一一对应,移动用户漫游号（MSRN）,临时移动用户识别码(TMSI)提高IMSI使用的安全性本地分配的4字节的BDC编码,临时移动用户识别号（TMSI）,移动用户ISDN号码(MSISDN)国家号码(CC):中国为86MAC：移动接入码，=139(8、7、6、5、0、1)移动用户号：H0H1H2H3ABCDH0H1H2H3：HLR识别码，由总部统一分配到本地网；H0=0ABCD：移动用户号，由HLR自行分配,移动用户ISDN号码（MSISDN）,位置区识别码(LocationAreaIdentity)小区全球识别码(CellGlobalIdentity),MCC,MNC,LAC,L1L2L3L4,MCC,MNC,LAC,CI,小区识别码(CI)：二字节的BCD编码,位置区识别码（LAI）与CGI,第三章：GSM系统的运作,信息的处理,在信息通过GSM网络进行传输之前，系统采集到的原始信号会得到一系列的处理。信号的处理过程包括采样、量化、编码和调制。采样和量化是将信号数字化的过程。编码和调制使信号便于传输。,实现无线通信需要解决的几个问题,基站如何区分手机多址技术手机如何找到基站广播基站如何找到手机位置寄存器如何识别手机用户的身份鉴权如何保证对话不被他人窃听加密如何保证“移动”着打电话不会有问题切换,呼叫流程简介,MS主叫流程MS主叫流程，其信令过程是从MS向BTS请求信道开始的，到主叫用户TCH指配完成为止。一般而言分为如下几个阶段：接入阶段，鉴权加密阶段，TCH指配阶段。,呼叫流程简介,接入阶段：信道申请、信道请求、信道激活、信道激活证实、立即指配等几个步骤，经过这几个步骤，手机建立了自MS至MSC的一条路径通道。鉴权加密：鉴权请求、鉴权响应、加密模式命令、加密模式完成、TMSI再分配等过程。经过如上过程，主叫用户身份得到确认，网络认为该主叫用户是一个合法用户，允许继续进行呼叫，并对呼叫信号进行加密，TCH指配：指配命令、指配完成。经过这个阶段，主叫由SDCCH信道转换为TCH话音信道。如果在后面的被叫接续中没有接通，那么主叫可以通过话音信道听到MSC的提示。,呼叫流程简介,MS被叫流程被叫的通话接续过程和主叫基本一样，收到寻呼消息后进行随机接入和立即指配，接着就是加密和鉴权，然后是话音信道的分配。与主叫信令流程不同的是，被叫在通话接续前必须对被叫MS进行寻址。,谢谢！,