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1、三、位置登记,1、定义：位置登记（或称注册）是通信网为了跟踪移动台的位置变化，而对其位置信息进行登记、删除和更新的过程。2、位置信息的存储：位置信息存储在原籍位置寄存器（HLR）和访问位置寄存器（VLR）中。3、GSM蜂窝通信系统把整个网络的覆盖区域划分为许多位置区，并以不同的位置区标志进行区别，如图3-12中的LA1，LA2，LA3，,图3-12 位置区划分的示意图,4、移动台的几种状态：移动台可能处于激活（开机）状态，也可能处于非激活（关机）状态。IMSI分离：移动台转入非激活状态时，要在有关的VLR和HLR中设置特定的标志，使网络拒绝向该用户呼叫，以免在无线链路上发送无效的寻呼信号，这种
2、功能称为“IMSI分离”。当移动台由非激活状态转为激活状态时，移动台取消上述分离标志，恢复正常工作，这种功能称为“IMSI附着”。两者统称为“IMSI分离附着”。,5、位置登记的过程：移动用户首次入网：当一个移动用户首次入网时，它必须通过移动交换中心（MSC），在相应的原籍位置寄存器（HLR）中登记注册，把其有关的参数（如移动用户识别码、移动台编号及业务类型等）全部存放在这个位置寄存器中。移动台的不断运动将导致其位置的不断变化。这种变动的位置信息由访问位置寄存器（VLR）进行登记。VLR所存储的位置信息不是永久性的，一旦移动台离开了它的服务区，该移动台的位置信息即被删除。,位置区的更新：MS在
3、新的小区内读到其广播控制信道（BCCH）上的信息，找到该小区的位置区标志（LAC），该LAC与MS内所存的LAC进行比较，当两者不一致时，需进行位置更新。MS通过随机接入信道（RACH）向系统发出接入申请，通过申请到的独立专用控制信道（SDCCH）建立与网络的联系。MS经SDCCH向系统发出位置更新请示。新的LAC与旧的LAC属于同一MSC/VLR时，位置更新在该MSC内完成,MSC需在VLR中对该MS的位置信息进行修改。位置更新被系统认可，MS、BS被通知释放所占用的信令信道。,图3-13 不同MSC/VLR区间漫游时的位置更新过程,BSC,MSC,VLR,HLR,BSC,MSC,VLR,1
4、,2,3,4,5,6,位置更新请求,位置更新请求,请求位置更新接受,位置更新证实,位置删除,位置删除接受,小区2,小区1,移动台进入某个访问区进行位置登记。移动台MS向该访问区的MSC发出“位置登记请求（LR）”。若LR中携带的是“国际移动用户识别码（IMSI）”，新访问位置寄存器（VLR）n在收到MSC“更新位置登记”的指令后，可根据IMSI直接判出该移动台（MS）的原籍位置寄存器（HLR）。（VLR）n给该MS分配漫游号码（MSRN），并向该HLR查询“MS的有关参数”，获得成功后，再通过MSC和BS向MS发送“更新位置登记”的确认信息。HLR要对该MS原来的移动参数进行修改，还向原来的访
5、问位置寄存器（VLR）0发送“位置信息注销”指令。如果MS是利用“临时用户识别码（TMSI）”（由（VLR）0分配的）发起“位置登记请求”的，（VLR）n收到后，必须先向（VLR）0询问该用户的IMSI，如询问操作成功，（VLR）n再给该MS分配一个新的TMSI，接下去的过程与上面一样。,如果MS因故未收到MSC和BS发来的“更新位置登记”的确认信息，则此次“更新位置登记”申请失败，可以重复发送三次申请，每次间隔至少是10s。网络通过BCCH通知MS其周期性登记的时间周期。周期性登记程序中有证实消息，MS只有接收到此消息后才停止发送登记消息。,*周期性位置登记,当MS向网络发送“IMSI分离”
6、消息时，无线链路质量差，系统有可能不能正确译出信息，由于没有证实消息发送给MS，之后MS也没有再发分离信号，因此系统仍认为MS处于附着状态，为解决这一问题，系统采取了强制登记措施，要求MS每过一定周期要登记一次。若系统没有接收到某MS的周期性登记信息。它所处的VLR就以“分离”在此MS上做标记，称为“隐分离”。,四、用户管理,1、用户注册 发放用户识别卡SIM、在网络端的数据库中为该用户建立相应的档案，即在HLR和AUC中为用户开户头，分配IMSI。2、SIM卡-SIM卡生产厂商存入的系统原始数据-网络运营商注入的参数：IMSI、鉴权密钥Ki、鉴权算法（A3算法）、加密算法（A8算法）。,五、
7、鉴权与加密,1、下列情况需先经过鉴权：-移动台呼出及呼入。-移动台位置登记、位置更新。-移动台补充业务的登记、使用、删除。2、由于空中接口极易受到侵犯，GSM系统为了保证通信安全，采取了特别的鉴权与加密措施。鉴权是为了确认移动台的合法性；加密是为了防止第三者窃听。,3、鉴权的过程（1）产生三参数组（如图3-14所示）首先，产生一个随机数（RAND）。再通过密钥算法（A8）和鉴权算法（A3），用RAND和Ki分别计算出密钥（Kc）和符号响应（SRES）。最后，RAND、SRES和Kc作为一个三参数组一起送给HLR。鉴权中心（AUC）为鉴权与加密提供了三参数组，即RAND、SRES和Kc，在用户入
8、网签约时，用户鉴权键Ki连同IMSI一起分配给用户，每一个用户均有唯一的Ki和IMSI，它们存储于AUC数据库和SIM用户识别卡中。,Kc,SRES,RAND,Kc,SRES,RAND,加密算法8,鉴权算法3,结果,结果,数据库IMSI和鉴权,产生随机数,HLR,图3-14 AUC产生三个参数组,（2）鉴权的程序 无论是移动台主呼或被呼，都有鉴权过程，鉴权程序如图3-15所示。鉴权过程主要涉及AUC、HLR、MSC/VLR和MS，它们均各自存储着用户有关的信息或参数。MS向MSC/VLR发出入网请求；MSC/VLR向MS发送一个RAND；MS使用该RAND和MS内存储的鉴权键Ki通过鉴权算法A
9、3，计算出符号响应SRES，然后把SRES发送给 MSC/VLR，验证其合法性。若计算出来的SRES与MSC/VLR中所存储的SRES一致，则系统允许MS入网，若不一致，MS无权利入网。,图3-15 鉴权程序,4、加密,GSM系统为确保用户信息（语音或非语音业务）以及与用户有关信令信息的私密性，在BTS与MS之间交换信息时专门采用了一个加密程序，如图3-16所示。,加密过程：在鉴权程序中，当计算SRES（符号响应）时，同时用加密算法（A8)计算出密钥Kc，并在BTS和MSC中均暂存Kc。当MSC/VLR把加密模式命令（M）通过BTS发往MS时，MS根据M、Kc及TDMA帧号通过加密算法A5，产
10、生一个加密信息，表明MS已完成加密，并将加密信息回送给BTS。BTS采用相应的算法解密，恢复消息M，如果无误则告知MSC/VLR，表明加密模式完成。,图3-16 加密程序,六、设备识别,每一个移动台设备均有一个唯一的移动台设备识别码（IMEI）。设备标志寄存器（EIR）中有如下三种设备清单：白名单合法的移动设备识别号；黑名单禁止使用的移动设备识别号；灰名单是否允许使用由运营者决定，例如有故障的或未经型号认证的移动设备识别号。,图3-17 设备识别程序,设备识别在呼叫建立尝试阶段进行。当MS发起呼叫，MSC/VLR要求MS发送其IMEI，MSC/VLR收到MS发来的IMEI后，与EIR中存储的名
11、单进行检查核对，决定是否继续还是停止呼叫建立程序。,七、用户识别码（IMSI）保密,为了防止非法监听进而盗用IMSI，在无线链路上需要传送IMSI时，均用临时移动用户识别码（TMSI）代替IMSI。仅在位置更新失败或MS得不到TMSI时，才使用IMSI。MS每次向系统请求一种程序，如位置更新、呼叫尝试等，MSC/VLR将给MS分配一个新的TMSI。,图3-18 位置更新时产生新的TMSI程序,八、呼叫处理过程,七、越区切换,越区切换：当移动台在通话期间从一个小区移动到另一个小区时，要进行无线信道的转换而不中断正在进行的通话。在呼叫过程中，移动台不断测量它所在小区的基站及相邻小区基站发射无线信号
12、的射频和信号质量，并周期的将测量结果报告给BSS并送给MSC。切换类型包括：同一BSC内小区间的切换同一MSC内不同BSC小区间切换不同MSC/VLR间小区切换,同一BSC内区间的切换,1、命令新BTS激活新的TCH2、向MS发新的信道信息3、MS调谐后发RACH4、基站收到后在FACCH上发动态信息5、MS收到后发切换完成6、释放原TCH,BSC,BTS1,BTS2,1,2,2,3,4,5,5,6,同一MSC内不同BSC小区间切换,4、发送新频道、信道信息5、用RACH发切换接入6、发功率控制等级等信息7、收到信息后发切换完成信息8-9、释放原信道 TCH,老FACCH,RACH,新FACC
13、H,激活新的TCH,1、发新小区基站号2、查出新的BSC并发请求3、激活新的TCH,10,5,6,6,GSM PLMN PSTN,1、发送切换请求信息2、发送切换协助请求信息3、分配切换号，发送切换请求信息4、要求激活新TCH，送给BSC5、将切换号、TCH信息送回,6、MSCA与MSCB建立局间中继路由7、经FACCH发送有关切换的信息8、经RACH发切换接入9、发送功率控制等信息10、发送切换完成信息,MSCA将掌握总的呼叫控制直至呼叫结束,7、计费,对话音计费：各节点MSC将用户的详细通话记录通过送到计费网关，由计费网关进行详细通话记录统计并送到计费中心根据费率进行结算。,四、短消息业务
14、介绍,1、短消息业务原理及流程2、移动梦网介绍,1、短消息业务原理,短消息业务分类:-移动台接收/发送点对点短消息 短消息的传递总是在移动台和某个短消息中心之间进行。接收短消息的短消息关口站称为SMS-GMSC，发短消息的短消息关口站称为SMS-IWMSC。-小区广播型短消息:如交通流量状况、气象状况,短消息业务流程,2、移动梦网掌中的超市,移动梦网：中国移动与众多SP合作，向移动客户提供数据应用服务，包括：WAP、短消息、移动游戏、信息点播、掌上理财、旅行服务、移动办公、移动银行、移动电子商务等等各种各样的业务。移动梦网现状：目前与中国移动进行合作的SP已近500家，包括新浪、搜狐、网易、2
15、63等一些知名的门户网站，也包括一些有很强创新性和特色的网站，如腾讯QQ，灵通网及168WAP等。使用移动梦网业务的方法：到相关的网站定制用手机直接点播通过手机浏览器获取,第五部分 无线应用协议WAP,1、WAP的原理2、WAP应用,WAP的定义,WAP-Wireless Application ProtocolWAP是一种向移动终端提供互联网应用和先进增值服务的全球性开放标准 面向移动终端提供数据服务是个开放的标准,为什么需要WAP,无线信道的带宽窄、稳定性差，TCP/IP的性能将受严重影响移动终端的处理能力和内存有限，难以处理现有的因特网协议族移动终端的显示和输入方式与计算机不同，现有因特
16、网应用服务不能被移动终端使用结论：在现有条件下，需要为移动终端制定新的协议,WAP的设计原则,基于现有因特网-对现有的因特网标准进行简化-尽量利用现有的因特网资源独立于无线网络-能在各种无线承载网络上使用独立于无线设备-能运行在从手机到PDA等移动终端上保证交互操作-遵循WAP标准，不同厂家的设备就可以互操作,WAP提供的业务,信息服务-新闻、天气、体育、交通、股票行情消息服务-Email、语音信箱、短消息、传真电子商务-在线定票、股票交易、手机银行,无线承载信道,短消息SMS-GSM、CDMA电路交换数据-GSM、IS-136、CDMA分组交换数据-GPRS、IS-136、CDMA,WAP系
17、统的结构,因特网,WAP终端,无线网,WAP网关,WAP服务器,WWW服务器,WAP over GSM SMS实例,第六部分 通用分组无线业务GPRS,1、GPRS的原理2、GPRS的实现,1、GPRS的原理,GPRS：General Packet Radio ServiceGPRS是一种基于GSM的移动分组数据承载业务，在移动用户和远程数据网之间提供数据连接。基于GSM分组交换模式用于承载数据业务,发展GPRS的原因,移动通信网上数据业务量增加GSM缺乏高速的数据承载业务 SMS：基于信令信道 CSD：独占信道，数据率只有9.6kbps,GPRS的特点,采用分组交换技术提供较高得数据速率可实
18、现非对称链路一次连接永远在线同时支持话音和数据提供了与IP网络的互通功能,分组的统计复用,多个用户共用一个时隙,四种编码方案,编码方式级别越高，速率越高，前向纠错能力越弱CS-4的码率将近1:1，几乎没有冗余信息，也就没有纠错能力,GPRS的速率,使用CS-4，GPRS可提供高达171.2Kbps的传输速率，这只是理论上和理想条件下的值由于基站传输、无线干扰等因素，近期可用的编码方案是CS-1和CS-2目前GPRS可提供的最大理论速率为：13.4*8=107.2Kbps2下行：最大26.8Kbps4下行：最大53.6Kbps,GPRS提供的业务,Internet业务 Web浏览、Email、F
19、TPVPN业务 与企业内部网互通信息点播移动商务、移动银行,GPRS的组成,支持GPRS的移动终端,三种GPRS移动终端 A类：GPRS分组业务和话音业务可同时进行 B类：可提供分组业务和话音业务，但不能同时工作 C类：只用于分组业务移动终端的能力 3个下行1个上行：Motorola 4个下行1个上行：Ericsson的R520,分组控制单元PCU,负责处理无线信道的数据业务无线数据信道的管理和分配用户数据的压缩、加密和转发向GPRS网络屏蔽使用的无线技术,SGSNGPRS业务支持节点,SGSN通过幀中继与BSS直接相连是GPRS骨干网的重要组成部分是移动终端与GPRS网络之间的接口具有以下功
20、能 记录移动终端的当前位置信息 在移动终端和GGSN之间转发移动分组数据 对数据进行压缩 实现鉴权和加密,GGSNGPRS网关支持节点,GGSN通过基于IP协议的GPRS骨干网与其它GGSN和SGSN相连是连接GPRS网和外部数据网的网关通过一个GGSN，GPRS可以连接到多个外部数据网上功能 内部：维护GPRS骨干网 外部：连接多个数据网 对分组数据进行协议转换,GPRS骨干网的特点,由SGSN和GGSN组成的GPRS骨干网是一个纯粹的IP网GPRS骨干网可以使用与因特网相同的方法构建，或在现有IP网上通过VPN来构建GPRS骨干网中，所有数据通过隧道传送，隧道协议GTP使用隧道的好处移动台的移动对IP透明，只需改变隧道的配置来自网外的IP报文不在骨干网内路由，增加了系统隐蔽性和报文的保密性隧道可以封装任意数据，实现与多种数据网互通,2、GPRS的实现,GPRS可以叠加在现有的GSM网上，GSM的无线资源可以在话音和GPRS数据之间共享叠加部署所需的工作-对BSS进行软件(和硬件)升级，增加PCU功能；或独立设置PCU-构建GPRS全IP骨干网-对GSM网相关实体进行升级-将GPRS与外部数据网互联,GPRS网络的逻辑结构,GPRS实现的实例,
