第1章 移动通信基础知识和原理
1.1 GSM
基本原理
一个GSM系统可由三个子系统组成，即操作支持子系统（OSS），基站子系统（BSS）和网络子系统（NSS）三部分。
网络子系统NSS是整个GSM系统的核心。它对GSM移动用户之间及移动用户与其它
通信网用户之间通信起着交换连接与管理的功能。基站子系统BSS是GSM系统中与无线蜂窝方面关系最直接的基本组成部分，它通过无线接口直接与移动台相连负责无线信息的发送接收，无线资源管理及功率控制等，同时它与NSS相连实现移动用户间或移动用户与固定网络用户之间的通信连接，传送系统信息和用户信息等。网络管理子系统NMS负责NSS和 BSS系统的维护管理工作。
网络结构：
无线侧核心网侧TMSC电路域PSTNATDMMSC/VLRETUP/ISUP协议GMSCCMAP协议C/DGsMAP协议Other PLMNUmMSBTSAbisBSC/PCUGrHLRGb帧中继GcGnGGSNGi公众分组数据网SGSNGnSGSN分组域1
主要网元及网元主要功能：
MSC/VLR：MSC（Mobile Switching Centre ）移动交换中心是整个网络的核心，协调和控制整个GSM网络中BSS、OSS的各个功能实体，完成用户呼叫的建立、控制、移动性管理、计费等。支持基本电信业务，承载业务和补充业务。支持用户位置登记、越区切换和自动漫游等其它网络功能。
VLR（Visitor Location Register）拜访位置寄存器是一个动态的临时数据库，保存当前登录在该MSC控制区的手机用户相关的信息，包括用户识别号码（如手机号、IMSI号码）、可以使用的业务类型、用户的位置信息等。
HLR：（Home Location Register）归属位置寄存器存放用户的永久性数据信息，包括用户识别码、可以使用的业务类型、访问能力、用户类别、补充业务等数据。另外，HLR也存储用户所在MSC/VLR的位置信息。
AUC（Authentication Centre）鉴权中心用于GSM系统的安全性管理，存储用户的鉴权信息和加密密钥（KI）、加密算法版本，用于生成：-鉴权IMSI 的数据；-加密移动终端与网络间无线通信信道所需的密钥。
EIR(Equipment Identity Register)设备识别寄存器存储有关移动台设备身分等参数（IMEI）的数据库。可包括三种分类: 白名单，灰名单及黑名单。主要完成对移动设备的识别、监视、闭销等功能，用以保护GSM PLMN免受非法的接入。
SGSN：( Serving GPRS Supporting Node) GPRS服务支持结点为移动终端(MS)提供业务的节点(即Gb接口由SGSN支持)。在激活GPRS业务时，SGSN建立起一个移动性管理环境，包含关于这个移动终端(MS)的移动性和安全性方面的信息。SGSN的主要作用就是记录移动台的当前位置信息，并且在移动台和SGSN之间完成移动分组数据的发送和接收。
GGSN：(Gateway GPRS Support Node) GPRS网关支持结点做为网关，负责GPRS网络和外部数据网的连接，提供GPRS与外部数据网之间的传输通路，进行移动用户与外部数据网之间的数据传达工作。作为路由器。GGSN可以把GSM网中的GPRS分组数据包进行协议转换，从而可以把这些分组数据包传送
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到远端的TCP/IP或X.25网络。
网元间接口：
Q3口： OMC－NSS&BSS
多址方式：时分多址（TDMA）与频分多址（FDMA）相结合的方式。还有码分多址(CDMA)。
1.2 话音业务原理
1.2.1 交换网络介绍：
目前，四川移动的交换网络主要是软交换。软交换体系结构是面向网络融合的新一代多媒体业务整体解决方案，在继承传统交换的基础上实现了对各个业务网络（如PSTN/ISDN、PLMN、IN和Internet等）之间进行互通的突破。它通过优化网络结构不但实现了网络的融合，更重要的是实现了业务的融合，使得软交换网络能够继承传统电路交换网中丰富的业务功能，同时可以在全网范围内快速提供传统网络难以提供的新型业务。 下图是软交换网络体系架构图：
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图1-3 软交换网络体系架构图
BSC:基站控制器(Base Station Controller) CMN:呼叫协调节点(Call Mediation Node)
GGSN:网关GPRS支持节点(Gateway GPRS Support Node) GMSC:移动交换中心网关(Gateway Mobile Switching Center) HLR:归属位置寄存器(Home Location Register)
HSTP:高级信令转接点(HIGH signal transfer point(local signal transfer point)
LSTP:低级信令转接点(low signal transfer point(local signal transfer point)
MGW:媒体网关（Media Gateway）
MSC:移动交换中心(Mobile Switching Center) RNC:无线网络控制器(Radio Network Controller) SCP:业务控制点（Service Control Point）
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SGSN:服务GPRS支持节点(Service GPRS Support Node) SMSC:短消息业务中心（Short Message Service Center）
软交换网络中主要节点功能如下表所示：
名称 功能 CMN 主要完成MSC Server之间的信令链路汇聚和被叫号码分析功能，实现呼叫控制信令（BICC）在MSC Server之间的传递。 GSM系统的中央数据库，存放着所有归属用户的信息，如用户的有关号码HLR （IMSI和MSISDN）、用户类别、漫游能力、签约业务和补充业务等。此外，HLR还存储着每个归属用户有关的动态数据信息，如用户当前漫游所在的MSC/VLR地址（即位置信息）和分配给用户的补充业务。 HSTP 实现省外信令转接 LSTP 实现省内信令转接 MGW 在该MGW所归属的软交换机的控制下实现媒体格式转换以及MGW两侧通路的承载控制 是UMTS移动通信系统中电路域核心网向分组交换方式演进的核心设备，它独立于底层承载协议，主要完成呼叫控制、媒体网关接入控制、移动性MSC Server 管理、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等功能，并向用户提供3GPP R4阶段的电路域核心网所能提供的业务，以及配合智能SCP提供多样化的第三方业务。 SCP 决定呼叫如何处理的智能网要素，它利用TCAP协议提供传输和必要的（低级）应用程序指示 表1.1 软交换网络中各节点功能
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