现代移动通信网络技术 孙友伟 张晓燕 畅志贤 第3章 GSM系统组网技术B

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1、3.3GSM系统的无线接口3.3.1GSM系统无线传输特征3.3.2帧结构、信道分类和时隙格式3.3.3GSM系统中语音处理流程3.3.4跳频技术所谓跳频，是指载波频率在很宽的频率范围内按某种图案（序列）进行跳变；图GSM系统的跳频示意图3.3.4跳频技术跳频速率：1/4.615ms=217跳/s；处理增益：Gp=10lg(Bw/Bc)；Bw：跳频系统的跳变频率范围Bc：跳频系统最小跳变的频率间隔优点：降低了同频道干扰和频率选择性衰落；3.3.4跳频技术注意事项：（1）为防止出现频率击中现象，同一小区或邻近小区不同载频采用相互正交的伪随机序列；（

2、2）跳频设置需根据统一的超帧序列号，以提供频率跳变的顺序和起始时间；BCCH和CCCH信道没采用跳频；3.3.4跳频技术第3章GSM系统组网技术3.1概述3.2GSM系统网络组成与接口协议3.3GSM系统的无线接口3.4GSM系统的接续和管理3.5通用分组无线业务（GPRS）现代移动通信网络技术53.4GSM系统的接续和管理3.4.1SIM卡结构和特点3.4.2位置管理3.4.3安全性管理3.4.4呼叫接续3.4.5越区切换3.4.1SIM卡结构和特点1、SIM卡的结构SIM卡是带有微处理器的智能芯片卡，它的构成包括CPU、程序存储器（ROM）、

3、工作存储器（RAM）、数据存储器（EPROM或E2PROM）、串行通信单元模块，这五个模块集成在一块集成电路中保证其安全性，防止通过攻击芯片间的连线来非法存取和盗用SIM卡。3.4.1SIM卡结构和特点2、SIM卡的特点人机分离；通信安全可靠；成本低；3.4GSM系统的接续和管理3.4.1SIM卡结构和特点3.4.2位置管理3.4.3安全性管理3.4.4呼叫接续3.4.5越区切换3.4.2位置管理定义：移动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；位置信息存储在HLR和VLR中；1、位置区GSM蜂窝系统把整个网络的

4、覆盖区划分为许多位置区，并以不同的LAI码进行标识，此标识在BCCH信道中传送，如下图所示。图位置区划分的示意图3.4.2位置管理3.4.2位置管理2、当一个移动台进入一个新的位置区时，位置登记过程分为三个步骤：在管理新位置区（LA）的新的VLR中登记MT（实施Addnew操作）；修改HLR中记录服务该MT的新VLR的ID（实施Edit操作）；将旧的VLR和MSC中该MT数据注销（实施Delete操作）。3.4.2位置管理3、寻呼当移动用户被呼时，首先根据HLR和VLR中可用的位置信息来定位移动台在哪个位置区，然后通过“寻呼”过程，即所在位置区的

5、所有小区的寻呼来确定移动台处于哪个小区。3.4.2位置管理4、位置更新过程（1）正常位置更新（2）IMSI码附着和分离过程（3）周期性位置更新（1）正常位置更新过程图位置登记过程举例3.4.2位置管理（2）IMSI码分离/附着过程在GSM系统中，通过在MSC/VLR中的用户记录上附加一个二进制标志来识别移动台的两种状态（开机或关机），称为“IMSI码附着或分离”；IMSI码附着：当移动台开机时，需将自己已开机的状态通知系统，即通过向网络发送一条“IMSI附着”消息来通知网络它目前的状态；IMSI码分离：在此过程中，仅有一条非证实指令从移动台发送到

6、MSC/VLR，MSC收到后，通知VLR对该IMSI做“分离”标志；3.4.2位置管理（3）周期性位置更新使移动台在经过一定时间后，自动向网络报告其目前位置；GSM系统通过此机制可以及时了解移动台当前的状态是否发生了变化；通过BCCH信道通知周期性登记的时间周期；周期性位置更新过程与正常位置更新过程是相同；3.4.2位置管理3.4GSM系统的接续和管理3.4.1SIM卡结构和特点3.4.2位置管理3.4.3安全性管理3.4.4呼叫接续3.4.5越区切换GSM系统为了保证通信安全，在空中接口采取了如下措施保证通信的安全：鉴权加密设备识别用户识别码保

7、密3.4.3安全性管理1、三参数组用户鉴权键Ki和国际移动用户识别码（IMSI），存储于AUC和SIM卡中；产生一随机数，计算出三参数组(RAND,SRES、Kc)，送给HLR；AUC按下列步骤产生三参数组，参见下图所示；3.4.3安全性管理3.4.3安全性管理IMSI：国际移动用户识别码Ki：用户鉴权键Kc：加密密钥SRES：符号响应RAND：随机数图AUC产生的某用户三参数组3.4.3安全性管理2、鉴权GSM网络确定移动台在身份验证过程中在无线接口传输的IMSI码或TMSI码的合法性的过程；其目的是防止无权用户接入GSM系统，同时也防止合法用

8、户的私人信息被非法用户窃取；一般在每次呼叫建立尝试、位置更新以及在补充业务的激活、去活、登记或删除之前均需要鉴权；鉴权程序见下图所示。3