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1、GSMGSM网络组成网络组成移动台移动台 MSMS（Mobile StationMobile Station）如手机、传真机等用户实际所使用的设备。基站系统基站系统 BSSBSS（Base Station SystemBase Station System）为移动台MS和陆地交换设备提供无线连接的部分。网络交换系统（网络交换系统（Network Switching Network Switching SystemSystem）由MSC及一些相关的数据库组成，完成电话交换及提供GSM系统与PSTN的连接功能等。操作与维护系统（操作与维护系统（Operation and Operation and
2、 Maintenance SystemMaintenance System）使网络管理员能对网络进行集中操作与维护。第1页/共16页GSMGSM网络结构图网络结构图操作与维护系统NMCOMC网络交换系统ECMSCEIRVLRAUCHLR基站 系统BTSBSCPSTNPSTNMSMSMSMSMSMS第2页/共16页GSMGSM网络各部分简介网络各部分简介操作与维护系统操作与维护系统操作与维护子系统提供了远程管理GSM网络的功能。这一部分在GSM规范中没有严格规定，各厂家的操作维护系统也不相同。操作维护系统一般包括两部分：网络管理中心网络管理中心NMCNMC（Network Management
3、CentreNetwork Management Centre）网络管理中心NMC用来管理整个PLMN。NMC处于网络结构中的顶部，能提供全球网络管理功能。操作与维护中心操作与维护中心OMCOMC（Operation and Maintenance Operation and Maintenance CentreCentre）操作与维护中心OMC是用来对蜂窝网络作日常管理的集中化设备，并能为远期网络工程和规划提供数据库及工具。一个OMC管理PLMN的一部分区域，提供局域化网络管理。操作与维护中心操作与维护中心OMCOMC（Operation and Maintenance Operation
4、and Maintenance CentreCentre）OMC用于集中监控其他网络实体（如基站、交换机、数据库等）以及监视网络服务质量。有两种类型的有两种类型的OMCOMC：1.OMC（R）指控制基站系统的OMC。2.OMC（S）指控制网络交换系统的OMC。第3页/共16页GSMGSM网络各部分简介网络各部分简介网络交换系统网络交换系统网络交换系统完成GSM网络主要的交换功能，另外还包括用于移动性管理和存储用户数据的数据库。网络交换系统的主要功能是管理GSM网络与其它电信网络之间的通信。网络交换系统主要由以下部分组成网络交换系统主要由以下部分组成：1.移动业务交换中心MSC（Mobile S
5、ervice Switching Center）2.归属位置寄存器HLR（Home Location Register）3.访问位置寄存器VLR（Visitor Location Register）4.设备识别寄存器EIR（Equipment Identity Register）5.鉴权中心AUC（Authentication Center）6.网络互通功能IWF（Interworking Function）7.回声消除器EC（Echo Canceller）第4页/共16页GSMGSM网络各部分简介网络各部分简介网络交换系统网络交换系统移动业务交换中心移动业务交换中心MSCMSC（Mobile
6、 Service Mobile Service Switching CenterSwitching Center）GSM系统中MSC的主要作用是为呼叫建立连接，与所有电话交换机的功能一样。另外由于GSM系统的一些复杂的控制与安全特性，以及给用户提供的多种服务使得MSC必须还能完成许多其它功能。根据MSC在网络中所在的位置，相应也应能完成一些其它不同的功能。比如MSC不仅连接BSS，还连接PSTN时，该MSC还应能完成网关（Gateway）局的功能，一般称之为GMSC（Gateway MSC）。在这个位置，MSC将为所有做主叫和做被叫的MS提供交换功能。每个MSC只给一定地理范围内的移动用户提供
7、服务，所以一个GSM网络一般需要多个MSC。一般一个百万人口左右的地级市需要一个MSC。第5页/共16页GSMGSM网络各部分简介网络各部分简介MSCMSC的主要功能有：的主要功能有：呼叫处理（呼叫处理（Call ProcessingCall Processing）包括控制数据/话音呼叫建立，控制BSS间或MSC间的切换，以及移动性管理（如用户身份鉴权和位置更新登记）。操作与维护（操作与维护（Operation and Maintenance Operation and Maintenance SupportSupport）包括数据库管理，话务统计和提供人机接口MMI（Man Machine
8、Interface）。网络互通（网络互通（Internetwork InterworkingInternetwork Interworking）管理GSM网络与PSTN网络之间的接口。计费（计费（BillingBilling）收集计费数据。第6页/共16页GSMGSM网络各部分简介网络各部分简介归属位置寄存器归属位置寄存器HLRHLR（Home Location Home Location RegisterRegister）HLR是用来存储移动用户数据的数据库。移动用户数据包括各种识别号和地址等信息，这些信息是当该移动用户加入到系统时，由网络管理员录入到数据库中去的。1.移动用户身份识别号（I
9、MSI和MSISDN）2.当前移动用户所在的VLR(移动用户当前位置)3.移动用户具有的补充业务4.补充业务信息(如:当前呼叫前转的前转号码)5.移动用户状态(已登记,Registered 或未登记,deregistered)6.鉴权密键(Authentication Key)和鉴权(AUC)功能7.移动用户漫游号MSRN(Mobile Subscriber Roaming Number)第7页/共16页GSMGSM网络各部分简介网络各部分简介访问位置寄存器访问位置寄存器VLRVLR（Visitor Location Visitor Location RegisterRegister）VLR中
10、所存储的数据大多是HLR中数据的一份拷贝。当移动台在某个VLR所管辖的范围内处于“激活”（active）状态时，才会在该VLR中暂时存有数据。所以VLR中所存的是在该VLR覆盖范围内所有激活的移动用户的数据，这些数据与HLR中的数据相比要更精确一些。VLR相当于为本VLR覆盖范围内的移动用户提供了一个本地数据库，因为这些用户不一定都处在其“归属”系统，所以这样使得系统不必频繁的访问其HLR，而访问HLR是很费时的。VLR中另外所存的信息如下所示：移动台状态（忙/闲/无应答等）位置区识别号LAI（Location Area Identity）临时移动用户识别号TMSI（Temporary Mob
11、ile Subscriber Identity）移动台漫游号MSISDN（Mobile Subscriber Roaming Number）第8页/共16页GSMGSM网络各部分简介网络各部分简介设备识别寄存器设备识别寄存器EIREIR（Equipment Identity Equipment Identity RegisterRegister）EIR是一个用来鉴别国际移动设备识别号IMEI（International Mobile Equipment Identity）的集中化数据库。该数据库仅仅针对移动设备，而并不针对使用该移动设备的移动用户。EIR根据不同情况，将IMEI放到不同的列表（
12、或称为名单）中：白名单白名单存放的是已分配给合法移动设备的IMEI号。黑名单黑名单存放的是已挂失或因其它原因而被拒绝服务的移动设备的IMEI号。灰名单灰名单存放有一些故障，但还不至于上黑名单的移动设备的IMEI号。EIR数据库由MSC对它进行远程访问，也可由其它PLMN中的MSC访问。与HLR相似，一个PLMN网络中可能不止一个EIR，每个EIR管理一部分IMEI。MSC内有翻译功能，即给定一个IMEI，可以翻译得到该IMEI所在的EIR地址。第9页/共16页GSMGSM网络各部分简介网络各部分简介鉴权中心鉴权中心AUCAUC（Authentication CentreAuthenticati
13、on Centre）AUC是一个处理系统，完成“鉴权”功能。AUC一般与HLR做在一起，因为AUC需要经常性的访问HLR中移动用户数据。AUC/HLR可能与MSC在一起，也可能不在一起。一般当移动用户在系统中做“初始化”（Initializes）时，需要做鉴权处理。鉴权处理过程鉴权处理过程 在讨论鉴权处理过程时，我们假定VLR已经获得所有执行鉴权处理所需的信息（比如Kc,SRES和RAND）。如果没有，VLR会向HLR/AUC请求这些信息。三个数储存在VLR中。VLR将RAND经MSC和BSS发送到MS（未加密）。MS将收到的RAND和存在SIM卡中的参数Ki一起经过A3和A8算法，算得SRE
14、S和Kc的值。MS将SRES传送到VLR（未加密）VLR将其所存的SRES值与从MS收到的SRES值比较，如果相等，则鉴权成功。如果要使用加密，所分配的三个数中的Kc须传到BTS。移动台从RAND、A8算法和SIM中的Ki算得Kc。利用Kc、A5和GSM巨帧号，对MS和BSS间的空中接口加密。第10页/共16页GSMGSM网络各部分简介网络各部分简介网络互通功能网络互通功能IWFIWF（Interworking FunctionInterworking Function）IWF使GSM系统具有与其它公用或专用数据网络接口的功能。IWF的基本功能如下：速率转换协议适配有的系统可能需要更多的IWF
15、功能，这取决于所连的网络。IWF可能需要配“Modem Bank”（Modem架），比如：GSM数据终端设备DTE（Data Terminal Equipment）与陆地DTE之间通过模拟调制解调器（Modem）交换数据时，要用到Modem Bank。第11页/共16页GSMGSM网络各部分简介网络各部分简介回声消除器回声消除器ECEC（Echo CancellerEcho Canceller）PSTN与MSC之间所有的话音电路都需要加回声消除器，由于GSM系统的内在时延，使得到PSTN之间并不长的电路连接都会有不可忍受的回声。GSM系统引入的时延（由于呼叫处理、话音编、解码累积的时延）大约是
16、180ms（180毫秒）。本来180ms的时延对移动用户来说是不明显的，但由于市话的标准电话线是2线制，所以需要用到2/4线转换器来完成转换，正由于使用了2/4线转换器，所以引起了回声，但市话用户不受影响。正常PSTN市话到市话的呼叫回声并不明显，因为时延比较短，用户无法区分是回声还是“侧音”，但GSM系统中时延较长，如果没有使用EC，回声将会很明显，严重干扰通话，分散注意力，使移动用户无法忍受。标准EC能消除在话音电路2/4线转换处产生的68ms以上的回声。第12页/共16页GSMGSM网络各部分简介网络各部分简介操作与维护系统操作与维护系统 操作与维护子系统提供了远程管理GSM网络的功能。
17、这一部分在GSM规范中没有严格规定，各厂家的操作维护系统也不相同。操作维护系统一般包括两部分：网络管理中心网络管理中心NMCNMC（Network Management Network Management CentreCentre）网络管理中心NMC用来管理整个PLMN。NMC处于网络结构中的顶部，能提供全球网络管理功能。操作与维护中心操作与维护中心OMCOMC（Operation and Operation and Maintenance CentreMaintenance Centre）操作与维护中心OMC是用来对蜂窝网络作日常管理的集中化设备，并能为远期网络工程和规划提供数据库及工具。
18、一个OMC管理PLMN的一部分区域，提供局域化网络管理。第13页/共16页GSMGSM网络各部分简介网络各部分简介网络管理中心NMC（Network Management Centre）1.网络管理中心OMC提供GSM系统全网的管理功能。2.NMC位于OMC之上，完成网络级操作与维护功能。3.NMC是网络管理系统结构中处于最高位置的一个逻辑设备。4.NMC能从更高的角度看待网络结点和网络互连通信设备。从另一个方面来讲，OMC的功能是过滤从网络设备到NMC的信息，使NMC能专注于国际网络协调功能。另外，NMC也能协调与其它网络之间的互联关系，比如PSTN。5.因为OMC可看作是NMC和网络设备之间的过渡点，所以没有装OMC时，NMC可以代替OMC完成局域网络管理功能，在OMC上能提供的操作管理功能在NMC上也能提供。NMC的功能1.监视网络节点。2.监视GSM网络元素统计数据。3.监视OMC区域，并为OMC工作人员提供信息。4.将某个OMC区域的统计数据信息传到另一个OMC，可解决一些故障。5.有利于整网的长期规划。第14页/共16页谢谢大家！第15页/共16页感谢您的观看！第16页/共16页