第四章 移動(dòng)交換技術(shù)

唯一的識(shí)別一個(gè)移動(dòng)用戶的國際通用號(hào)碼，為一個(gè)15位數(shù)字的號(hào)碼，移動(dòng)用戶以此號(hào)碼發(fā)出入網(wǎng)請(qǐng)求或位置登記，移動(dòng)網(wǎng)據(jù)此查詢用戶數(shù)據(jù)此號(hào)碼也是HLR、VLR的主要檢索參數(shù)。CCITT規(guī)定IMSI的結(jié)構(gòu)為：我國15位，國際規(guī)定最大15位MCC＋MNC＋MSINMCC：國家碼－－3位 由CCITT統(tǒng)一分配，我國為460；

MNC：移動(dòng)網(wǎng)號(hào)－－2位

00：中國移動(dòng)、01：中國聯(lián)通；MSIN：網(wǎng)內(nèi)移動(dòng)臺(tái)號(hào)，采用等長10位數(shù)字編號(hào)格式。IMSI采用E.212編碼方式，存儲(chǔ)在SIM卡、HLR和VLR中，在無線接口及MAP接口上傳送。移動(dòng)用戶漫游號(hào)碼MSRN系統(tǒng)賦給來訪用戶的一個(gè)臨時(shí)號(hào)碼。作用：供移動(dòng)交換機(jī)路由選擇使用。

當(dāng)移動(dòng)臺(tái)漫游進(jìn)入其它地區(qū)接受來話呼叫時(shí)，該地區(qū)的移動(dòng)系統(tǒng)（MSV/VLR）必需根據(jù)當(dāng)?shù)鼐幪?hào)計(jì)劃賦予它一個(gè)MSRN，經(jīng)由HLR告之MSC，MSC據(jù)此才能建立至該用戶的路由。MSRN由被訪地區(qū)的VLR動(dòng)態(tài)分配，它是系統(tǒng)預(yù)留的號(hào)碼，一般不向用戶公開，用戶撥打MSRN號(hào)碼將被拒絕。國際移動(dòng)臺(tái)設(shè)備標(biāo)識(shí)號(hào)－IMEI這是唯一標(biāo)識(shí)移動(dòng)臺(tái)設(shè)備的號(hào)碼，又稱移動(dòng)臺(tái)串號(hào)。該號(hào)碼由制造廠家永久性地置入移動(dòng)臺(tái)，用戶和電信部門均不能改變，其作用是防止有人使用非法的移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行呼叫。根據(jù)需要，MSC可以發(fā)指令要求所有的移動(dòng)臺(tái)在發(fā)送IMSI的同時(shí)發(fā)送其IMEI，如果發(fā)現(xiàn)兩者不匹配，則確定該移動(dòng)臺(tái)非法，應(yīng)禁止使用。在EIR中建有一張“非法IMEI號(hào)碼表”，俗稱“黑表”，用以禁止被盜移動(dòng)臺(tái)的使用。EIR也可設(shè)置在MSC中。CCITT建議IMEI的最大長度為15位。其中，設(shè)備型號(hào)占6位，制造廠商占2位，設(shè)備序號(hào)占6位，另有1位保留。我國數(shù)字移動(dòng)網(wǎng)即采用此結(jié)構(gòu)。臨時(shí)移動(dòng)用戶識(shí)別碼TMSI為了對(duì)IMSI保密，VLR可給來訪移動(dòng)用戶分配一個(gè)唯一的TMSI號(hào)碼，它僅在本地使用，為一個(gè)4字節(jié)的BCD編碼。由各個(gè)VLR自行分配。位置區(qū)識(shí)別碼LAI位置區(qū)由若干個(gè)基站區(qū)組成，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在同一位置區(qū)內(nèi)時(shí)可不必向系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)迫位置登記。當(dāng)呼叫某一移動(dòng)用戶時(shí)，只需在該移動(dòng)臺(tái)當(dāng)前所在的位置區(qū)下屬的各小區(qū)中尋呼即可。位置區(qū)識(shí)別碼LAI由三部分組成：移動(dòng)國家號(hào)MCC＋移動(dòng)網(wǎng)號(hào)MNC＋LAC

其中MCC、MNC與國際移動(dòng)用戶識(shí)別碼（IMSI）中的編碼相同，LAC為2字節(jié)16進(jìn)制的BCD碼，表示為L1L2L3L4。其中L1L2全國統(tǒng)一分配，L1L2L3L4全為0的編號(hào)不用。L3L4由各省分配。MSC/VLR號(hào)碼用于在七號(hào)信令消息中識(shí)別MSC/VLR的號(hào)碼規(guī)定為13SM0M1M2M3，其中M0M1M2M3的數(shù)值與H0H1H2H3相同。HLR號(hào)碼在№7信號(hào)消息中用來對(duì)HLR尋址的號(hào)碼，

HLR的號(hào)碼規(guī)定為13SH0H1H2H30000。切換號(hào)碼HON當(dāng)進(jìn)行移動(dòng)局間切換時(shí)，為選擇路由，由目標(biāo)MSC(即切換要轉(zhuǎn)到的MSC)臨時(shí)分配給移動(dòng)用戶的一個(gè)號(hào)碼。切換號(hào)碼HON的結(jié)構(gòu)與漫游號(hào)碼MSRN的結(jié)構(gòu)類似。4.3 移動(dòng)交換信令系統(tǒng)4.3.1移動(dòng)交換信令系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)UM接口A-BIS接口A接口4.3.2Um空中接口物理層（第一層）數(shù)據(jù)鏈路層（第二層）信令層（第三層）物理層LAPDmRRMMCML1L2L3通信管理層移動(dòng)性和安全性管理層無線資源管理層Um接口實(shí)現(xiàn)了MS到GSM系統(tǒng)固定部分的物理連接。1、物理層(第一層)GSM系統(tǒng)將無線信道分為兩類，物理信道和邏輯信道，邏輯信道分為：業(yè)務(wù)信道（TCH）用于傳送用戶信息，包括話音或數(shù)據(jù)控制信道（CCH）用于傳送信令消息，又稱為信令信道

4類控制信道：廣播信道（BCH）：下行信道，BS→MS公共控制信道（CCCH）：為系統(tǒng)內(nèi)移動(dòng)臺(tái)所共用專用控制信道（DCCH）：使用時(shí)由基站將其分給移動(dòng)臺(tái)，進(jìn)行移動(dòng)臺(tái)與基站之間的信號(hào)傳輸。隨路控制信道（ACCH）：和別的信道一起使用廣播信道（BCH）下行信道，BS→MS廣播信道供基站發(fā)送單向廣播信息，使移動(dòng)臺(tái)與網(wǎng)絡(luò)同步。共有3種廣播信道：廣播控制信道（BCCH）：用于向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送識(shí)別和接入網(wǎng)絡(luò)所需的系統(tǒng)參數(shù)。例如：位置區(qū)標(biāo)識(shí)碼（LAI）、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)碼（MNC）、鄰接小區(qū)基準(zhǔn)頻率、接入?yún)?shù)等。頻率校正信道（FCCH）：用于向移動(dòng)臺(tái)提供系統(tǒng)的基準(zhǔn)頻率信號(hào)，以使移動(dòng)臺(tái)校正其工作頻率。同步信道（SCH）：向移動(dòng)臺(tái)傳送同步訓(xùn)練序列，供其捕獲與基站的起始同步；同時(shí)廣播基站識(shí)別號(hào)碼，以使移動(dòng)臺(tái)識(shí)別相鄰的同頻基站。公共控制信道（CCCH）系統(tǒng)內(nèi)移動(dòng)臺(tái)共用公共控制信道用于系統(tǒng)尋呼和移動(dòng)臺(tái)接入。共有三種公共控制信道：尋呼信道（PCH）：下行信道，BS→MS用于尋呼被叫的移動(dòng)臺(tái)。隨機(jī)接入信道（RACH）：上行信道，MS→BS移動(dòng)臺(tái)向系統(tǒng)申請(qǐng)入網(wǎng)信道。（移動(dòng)臺(tái)隨機(jī)提出入網(wǎng)申請(qǐng)，即請(qǐng)求分配一個(gè)SDCCH（獨(dú)立專用控制信道））。包含呼叫時(shí)移動(dòng)臺(tái)向基站發(fā)送的第一個(gè)消息。接入準(zhǔn)許信道（AGCH）：下行信道，BS→MS用于基站對(duì)移動(dòng)臺(tái)的入網(wǎng)請(qǐng)求做出應(yīng)答，即分配一個(gè)SDCCH（獨(dú)立專用控制信道）或直接分配一個(gè)TCH（業(yè)務(wù)信道）。專用控制信道（DCCH）

隨路控制信道（ACCH）這些信道用于在網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)臺(tái)間傳送網(wǎng)絡(luò)消息以及無線設(shè)備間傳送低層信令消息。網(wǎng)絡(luò)消息：主要用于呼叫控制和用戶位置登記低層信令消息：主要用于信道維護(hù)具體包括以下3種信道獨(dú)立專用控制信道（SDCCH）慢速隨路控制信道（SACCH）快速隨路控制信道（FACCH）

獨(dú)立專用控制信道（SDCCH）基站和移動(dòng)臺(tái)間的雙向信道，用于傳送呼叫控制和位置登記信令信息。所謂“獨(dú)立專用”指的是該信道單獨(dú)占用一個(gè)物理信道，即某個(gè)波道中的某個(gè)時(shí)隙，不和任何TCH共用物理信道，猶如七號(hào)信令中的公共信令信道一樣。它的管理和TCH一樣，在信令交換過程中可以進(jìn)行信道切換。慢速隨路控制信道（SACCH）該信道總是和TCH或SDCCH一起使用的。只要基站分配了一個(gè)TCH或SDCCH，就一定同時(shí)分配一個(gè)對(duì)應(yīng)的SACCH，它和TCH（SDCCH）位于同一物理信道中，以時(shí)分復(fù)用方式插入要傳送的信息。（即在傳送用戶信息期間帶傳某些特定信息，例如無線傳輸?shù)臏y(cè)量報(bào)告）SACCH用于信道維護(hù)。在下行方向，基站向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送一些主要的系統(tǒng)參數(shù)，使移動(dòng)臺(tái)隨時(shí)知道系統(tǒng)的最新變化。這些參數(shù)和BCCH發(fā)送的數(shù)據(jù)類擬，另外再加上一些調(diào)整時(shí)間提前量或功率電平的控制參數(shù)。在上行方向，移動(dòng)臺(tái)向網(wǎng)絡(luò)報(bào)告鄰接小區(qū)的測(cè)量值，供網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行切換時(shí)判決使用，同時(shí)還向網(wǎng)絡(luò)報(bào)告它當(dāng)前使用的時(shí)間提前量和功率電平?？焖匐S路控制信道（FACCH）該信道傳送的信息和SDCCH相同，差別在于SDCCH是獨(dú)立的信道，而FACCH是寄生于TCH中的，故稱之為“隨路”。用途：在呼叫進(jìn)行過程中快速發(fā)送一些長的信令消息。例如，在通話中移動(dòng)臺(tái)越區(qū)進(jìn)入另一小區(qū)需要立即和網(wǎng)絡(luò)交換一些信令消息，如果通過SACCH傳送，因?yàn)槊?6幀才能插入一幀SACCH，速度太慢，所以就“偷用”TCH信道來傳送此消息，被偷用的TCH就稱之為FACCH。一次偷用至少4幀，這是交織編碼的需要。這種信令傳送方式稱之為“中斷—突發(fā)”方式，它必須暫時(shí)中斷用戶信息的傳送。為了減小對(duì)話音質(zhì)量的影響，GSM系統(tǒng)采用了數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)來估計(jì)因?yàn)椴迦隖ACCH而被刪除的話音信號(hào)，在接收輸出端予以恢復(fù)。GSM系統(tǒng)邏輯信道信道名縮寫方向業(yè)務(wù)信道TCHMS?BS快速隨路控制信道FACCHMS?BS廣播控制信道BCCHMS←BS頻率校正信道FCCHMS←BS同步信道SCHMS←BS隨機(jī)接入信道RACHMS→BS尋呼信道PCHMS←BS接入準(zhǔn)許信道AGCHMS←BS獨(dú)立專用控制信道SDCCHMS?BS慢速隨路控制信道SACCHMS?BS邏輯信道類型邏輯信道控制信道CCH業(yè)務(wù)信道TCH專用控制信道DCCH隨路控制信道ACCH獨(dú)立專用控制信道SDCCH公共控制信道CCCH廣播信道BCHFCCH/BCCH1SCH/BCCH2BCCH/BCCH3下行線下行線上行線PCHAGCHRACHSACCHFACCH下行/上行線GSM系統(tǒng)邏輯信道為了節(jié)省無線資源，信道按一定方式構(gòu)成組合信道，每個(gè)組合信道占用一個(gè)物理信道。常用的三種組合信道：TCH+FACCH+SACCHBCH+CCCHSDCCH+SACCH2、數(shù)據(jù)鏈路層（第二層）第二層協(xié)議稱為LAPDm，主要目的是在移動(dòng)臺(tái)和基站之間建立可靠的專用數(shù)據(jù)鏈路。LAPDm是在ISDN的LAPD協(xié)議基礎(chǔ)上作少量修改形成的。主要不同之處在于取消幀定界標(biāo)志（Flag）和幀校驗(yàn)序列（FCS），因?yàn)槠涔δ芤延蒚DMA系統(tǒng)的定位和信道糾錯(cuò)編碼完成。此外還定義了多種簡縮的幀格式用于各種特定的情況。LAPD協(xié)議LAPDm定義的5種幀格式格式B是最基本的一種幀，和LAPD幀基本相同。地址字段：增設(shè)一個(gè)業(yè)務(wù)接入點(diǎn)標(biāo)識(shí)SAPI=3，表示是短消息。SAPI=0的幀優(yōu)先級(jí)高于SAPI=3的幀。控制字段：定義了兩類幀：I幀：用于專用控制信道（SDCCH、SACCH、FACCH）UI幀：用于除RACH外的所有控制信道。（BCCHFCCHSCHPCHAGCH）幀格式A對(duì)應(yīng)U幀和S幀格式A地址字段控制字段長度指示字段填充比特格式B地址字段控制字段長度指示字段信息字段填充比特格式A'長度指示字段填充比特格式B'長度指示字段信息字段填充比特格式C

LAPDm的幀格式幀格式A’和B’用于AGCH、PCH和BCCH信道。這些下行信道的信息自動(dòng)重復(fù)發(fā)送，無需證實(shí)，因此不需要控制字段；所有移動(dòng)臺(tái)都要收聽這些信道，因此不需要地址字段。B’傳送UI幀，A’純粹起填充作用。幀格式C僅一個(gè)字節(jié)，專門用于RACH。實(shí)際上它并不是LAPDm幀，只是由于接入消息的信息量少，所以就賦予一個(gè)最簡化的結(jié)構(gòu)。3、信令層（第三層）第三層是收發(fā)和處理信令消息的實(shí)體，包括三個(gè)功能子層：無線資源管理（RR）移動(dòng)性管理（MM）連接管理（CM）RRMMCML3無線資源管理（RR）作用：對(duì)無線信道進(jìn)行分配、釋放、切換、性能監(jiān)視和控制。共定義了八個(gè)信令過程。移動(dòng)性管理（MM）作用：完成移動(dòng)臺(tái)位置更新過程定義了7個(gè)過程：移動(dòng)用戶位置更新、定期更新、鑒權(quán)、開機(jī)接入、關(guān)機(jī)退出、TMSI重新分配、設(shè)備識(shí)別連接管理（CM）作用：負(fù)責(zé)呼叫控制，包括補(bǔ)充業(yè)務(wù)和SMS（短消息）的控制。由于有MM子層的屏蔽，CM子層已感覺不到用戶的移動(dòng)性。其控制機(jī)理繼承ISDN，包括去話建立、來話建立、呼叫中改變傳輸模式、MM連接中斷后呼叫重建和DTMF傳送等五個(gè)信令過程。4.3.3A-bis接口信令GSM系統(tǒng)將基站系統(tǒng)(BSS)進(jìn)一步分解為基站收發(fā)信系統(tǒng)（BTS）和基站控制器（BSC）兩部分，它們之間的接口稱為A-bis。一個(gè)BSC可以控制分布于不同地點(diǎn)的多個(gè)BTS，對(duì)于小型基站系統(tǒng)也可以合二為一。BTSBTSBTSBSCMSCA-bisAA-bis接口信令也是三層結(jié)構(gòu)。A-bis接口信令第二層采用LAPD協(xié)議；A-bis接口信令第三層有三個(gè)實(shí)體：業(yè)務(wù)管理過程：GSM標(biāo)準(zhǔn)定義SAPI=0對(duì)應(yīng)的第二層邏輯鏈路稱為RSL(無線信令鏈路)網(wǎng)絡(luò)管理過程：尚未標(biāo)準(zhǔn)化SAPI=62對(duì)應(yīng)的第二層邏輯鏈路稱為OML(操作和管理鏈路)第二層管理過程：LAPD定義SAPI=63對(duì)應(yīng)的第二層邏輯鏈路稱為L2ML(第二層管理鏈路)GSM規(guī)范將BTS的管理對(duì)象分為四類，它們是：無線鏈路層、專用信道、控制信道和收發(fā)信機(jī)，相應(yīng)定義了四個(gè)管理子過程。無線鏈路層管理過程負(fù)責(zé)無線通路數(shù)據(jù)鏈路層的建立和釋放以及透明消息的轉(zhuǎn)發(fā)；專用信道管理過程負(fù)責(zé)TCH、SDCCH和SACCH的激活、釋放、性能參數(shù)和操作方式控制以及測(cè)量報(bào)告等；控制信道管理過程負(fù)責(zé)不透明消息轉(zhuǎn)發(fā)及公共控制信道的負(fù)荷控制；收發(fā)信機(jī)管理過程負(fù)責(zé)收發(fā)信機(jī)流量控制和狀態(tài)報(bào)告等。4.3.4A接口信令GSM規(guī)范將A接口分為三層結(jié)構(gòu)，即第一層：物理層（MTP-1：64kbit/s鏈路）第二層：MTP2/3+SCCP，負(fù)責(zé)消息的可靠傳送；第三層：應(yīng)用層DTAPBSSMAP分配功能BSSOMAPSCCPMTP（-2、3）DTAPBSSMAP分配功能BSSOMAPSCCPMTP（-2、3）物理層SCCPMTP(-2,3)A接口BSSNSSMTP-3的使用：主要用其信令消息處理（SMH）功能。由于有許多和電路無關(guān)的管理消息，因此采用SCCP，但其全局名翻譯功能基本不用。SCCP的使用：主要采用類別1和類別2。類別1（無連接服務(wù)功能）適用于整個(gè)基站系統(tǒng)、和特定事務(wù)無關(guān)的全局消息類別2（面向連接服務(wù)）傳送某一特定事務(wù)(如呼叫)的消息序列和操作維護(hù)消息序列。SCCP的子系統(tǒng)號(hào)（SSN）可識(shí)別多個(gè)第三層應(yīng)用實(shí)體。第三層包括三個(gè)應(yīng)用實(shí)體：BSS操作維護(hù)應(yīng)用部分（BSSOMAP）：用于和MSC及網(wǎng)管中心（OMC）交換維護(hù)管理信息。與OMC間的消息傳送也可采用X.25協(xié)議。直接傳送應(yīng)用部分（DTAP）：用于透明傳送MSC和MS間的消息，這些消息主要是CM和MM協(xié)議消息。RR協(xié)議消息終接于BSS，不再發(fā)往MSC。BSS管理應(yīng)用部分（BSSMAP）：用于對(duì)BSS的資源使用、調(diào)配和負(fù)荷進(jìn)行控制和監(jiān)視。消息的源點(diǎn)和終點(diǎn)為BSS和MSC，消息均和RR相關(guān)。某些BSSMAP過程將直接引發(fā)RR消息，反之，RR消息也可能觸發(fā)某些BSSMAP過程。GSM標(biāo)準(zhǔn)共定義了十八個(gè)BSSMAP信令過程。BSSMAP和DTAP合稱為基站系統(tǒng)應(yīng)用部分（BSSAP）。4.3.5移動(dòng)應(yīng)用部分MAP網(wǎng)絡(luò)接口包括接口B～G，其信令的傳送采用的是七號(hào)信令方式。E接口：關(guān)于話路接續(xù)時(shí)TUP/ISUP協(xié)議/隨路信令MSC和PSTN/ISDN之間：TUP/ISUP/隨路信令B、C、D、E、F、G接口的應(yīng)用層協(xié)議：移動(dòng)應(yīng)用部分（MAP）ABEFCGDMSBSSMSCVLRMSCEIRVLRHLRTUP/ISUPMAPTUP/ISUPMAP由SCCP和TCAP支持。MAP的主要功能：支持移動(dòng)用戶漫游、切換和網(wǎng)絡(luò)的安全保密，實(shí)現(xiàn)全球聯(lián)網(wǎng)。為此，需要在MSC和HLR、VLR、EIR等網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫之間頻繁地交換數(shù)據(jù)和指令，這些信息都與電路連接無關(guān)，最適于采用七層結(jié)構(gòu)的七號(hào)信令方式傳送。MAP協(xié)議共定義了十個(gè)信令過程。P202MAP信令規(guī)程移動(dòng)通信應(yīng)用部分有以下幾類信令過程：．位置登記和刪除；．補(bǔ)充業(yè)務(wù)的處理；．呼叫建立期間用戶參數(shù)的檢索；．頻道切換(轉(zhuǎn)換)；．用戶管理；·

．操作和維護(hù)；．國際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別管理；．支持短消息業(yè)務(wù)；．鑒權(quán)。4.4移動(dòng)交換的處理過程GSM(全球移動(dòng)通信系統(tǒng))，是由歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)化研究所（ETSI）下的特別小組開發(fā)并成功運(yùn)用。我國GSM通信系統(tǒng)一般采用900MHz頻段。上行信道頻率為905~915MHz，下行信道頻率為950~960MHz。頻道號(hào)為76~124。1800MHz頻段，上行信道頻率為1710~1785MHz，下行信道頻率為1805~1880MHz。頻道號(hào)為512~562。GSM相鄰兩頻道間隔為200kHz，每個(gè)頻道采用時(shí)分多址接入（TDMA）方式，分為8個(gè)時(shí)隙，即8個(gè)信道，每個(gè)信道帶寬為25kHz。頻道號(hào)為76~124,共10M帶寬。中國移動(dòng)公司：905~909MH（上行），950~954MHz（下行），共4M帶寬，20個(gè)頻道，頻道號(hào)為76~95。中國聯(lián)通公司：909~915MH（上行），954~960MHz（下行），共6M帶寬，29個(gè)頻道，頻道號(hào)為96~124。移動(dòng)呼叫處理的特點(diǎn)1.用戶數(shù)據(jù)集中管理由用戶歸屬的HLR集中管理移動(dòng)用戶的用戶數(shù)據(jù)，HLR中主要存儲(chǔ)兩類信息：移動(dòng)用戶的用戶數(shù)據(jù)移動(dòng)用戶目前所處位置2.位置登記與更新當(dāng)用戶的位置發(fā)生改變時(shí)，須將用戶當(dāng)前所在的位置報(bào)告給系統(tǒng)。3.

移動(dòng)用戶接入處理

對(duì)于MS始發(fā)呼叫，不存在用戶線掃描、撥號(hào)音發(fā)送和收號(hào)等處理過程，MS接入和發(fā)號(hào)通過無線接口信令完成，交換機(jī)的功能主要是檢查MS的合法性及其呼叫權(quán)限。對(duì)于MS來話呼叫，則要執(zhí)行尋呼過程。4．信道分配

由于無線接口的頻率資源有限，移動(dòng)用戶并沒有固定的業(yè)務(wù)信道和信令信道，而是在通信時(shí)由交換機(jī)按需給MS分配業(yè)務(wù)信道和必要的信令信道。5．路由選擇由于移動(dòng)用戶的位置是經(jīng)常發(fā)生變化的，所以當(dāng)移動(dòng)用戶為被叫時(shí)始發(fā)MSC要向被叫用戶歸屬的HLR查詢用戶的當(dāng)前位置，再由被叫用戶歸屬的HLR向被叫當(dāng)前所在的VLR要求為該次呼叫分配漫游號(hào)碼，始發(fā)MSC通過漫游號(hào)碼來選擇路由6．切換這是移動(dòng)交換區(qū)別于一般交換機(jī)的重要特點(diǎn)，它要求交換機(jī)在用戶進(jìn)入通信階段后繼續(xù)監(jiān)視業(yè)務(wù)信道質(zhì)量，必要時(shí)進(jìn)行切換以保證通信連續(xù)性。呼叫處理的一般過程與固定交換機(jī)中的呼叫處理不同，由于無線接口的頻率資源有限，移動(dòng)用戶并沒有固定的業(yè)務(wù)信道和信令信道，而是在通信時(shí)由交換機(jī)按需給MS分配業(yè)務(wù)信道和必要的信令信道。移動(dòng)通信系統(tǒng)的通信一般包括接入階段鑒權(quán)加密階段（如果需要）完成業(yè)務(wù)（位置更新、呼叫、發(fā)送短消息等）階段釋放連接階段。接入階段的一般處理過程流程說明：信道請(qǐng)求：MS-BTS-BSC信道激活：BSC-BTS信道激活響應(yīng)：BTS-BSC立即指配：BSC-MSSABM幀：MS-BTSUA幀應(yīng)答：BTS-MSRR連接SCCP連接鑒權(quán)與加密鑒權(quán)的目的是確定用戶身份的合法性，保證只有有權(quán)用戶才可以訪問網(wǎng)絡(luò)。加密的目的是保護(hù)用戶的隱私，防止在無線信道上竊聽通信信息。用戶鑒權(quán)：用戶標(biāo)識(shí)模塊（SIM）鑒權(quán)中心（AUC）用戶鑒權(quán)過程1－用戶標(biāo)識(shí)模塊(SIM)SIM：用來存儲(chǔ)和移動(dòng)用戶有關(guān)的信息基本數(shù)據(jù)（固化）：IMSI、Ki、A3、A8、A5Ki：鑒權(quán)密鑰，每個(gè)用戶都不一樣A3：鑒權(quán)算法（是統(tǒng)一的）A8：數(shù)據(jù)加密密鑰生成算法A5：加密算法臨時(shí)數(shù)據(jù)：TMSI、LAI、KcLAI：位置區(qū)標(biāo)識(shí)Kc：由A8計(jì)算得到的數(shù)據(jù)加密密鑰和用戶業(yè)務(wù)有關(guān)的數(shù)據(jù)：縮位號(hào)碼表終端配置參數(shù)呼出限制固定電話號(hào)碼表要發(fā)送的短消息SIM卡密碼：為了SIM卡本身的使用安全，用戶可設(shè)置4～8位數(shù)字的密碼即個(gè)人用戶識(shí)別碼（PIN-Personalidentificationnumber），如果使用者連續(xù)3次鍵入密碼出錯(cuò)，SIM就自動(dòng)鎖定，其后必須用個(gè)人解鎖密鑰才能使SIM解鎖。1－鑒權(quán)中心AUCAUC中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)：用于生成隨機(jī)數(shù)(RAND)的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器Ki各種安全算法（A3、A8），這些安全算法和SIM卡中的算法相一致。AUC的基本功能是產(chǎn)生三參數(shù)組（RAND、SRES、Kc），其中：RAND由隨機(jī)數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生；SRES（數(shù)字簽名SRES-SignedRESponse）由RAND和Ki由A3算法得出；Kc由RAND和Ki用A8算出。三參數(shù)組產(chǎn)生后存于HLR中。當(dāng)需要鑒權(quán)時(shí)，由MS所在服務(wù)區(qū)的MSC/VLR從HLR中裝載至少一套三參數(shù)組為此MS服務(wù)。具體到某次鑒權(quán)時(shí)，如果此時(shí)VLR中還有該MS的三參組，則HLR不參與鑒權(quán)過程，VLR直接向MS下發(fā)鑒權(quán)命令；如果VLR中已經(jīng)沒有該MS的三參組，則需首先向HLR取三參組。3－用戶鑒權(quán)過程用戶鑒權(quán)由AC、VLR和用戶配合完成。當(dāng)用戶起呼或進(jìn)行位置更新登記時(shí)，MSC向需被鑒權(quán)用戶發(fā)送一個(gè)隨機(jī)數(shù)RAND，用戶的SIM卡以(RAND,Ki)為輸入?yún)?shù)執(zhí)行鑒權(quán)算法A3，得到計(jì)算結(jié)果即數(shù)字簽名SRES-SignedRESponse）回送MSC，MSC將此結(jié)果和暫存器中存儲(chǔ)的預(yù)先算好的結(jié)果比較，如果兩者相符，就表示鑒權(quán)成功。數(shù)據(jù)加密

數(shù)據(jù)加密用于信令和重要的用戶通信信息的保密傳送，用戶信息是否需要加密可在呼叫建立時(shí)由信令指明。加密算法：數(shù)字系統(tǒng)加密有許多成熟的算法。GSM采用可逆算法A5加密，即發(fā)送端用A5算法加密，接收端也用A5算法解密。密鑰：GSM系統(tǒng)加密還需要一個(gè)用戶特定的密鑰Kc。該密鑰是在鑒權(quán)過程中根據(jù)同一隨機(jī)數(shù)和Ki用算法A8計(jì)算得到的考慮到數(shù)據(jù)加密，VLR中存儲(chǔ)的用戶保密數(shù)據(jù)共有3個(gè)，即RAND、SRES、Kc。鑒權(quán)時(shí)，RAND送經(jīng)用戶；鑒權(quán)成功后，Kc送往基站。位置登記與更新移動(dòng)通信系統(tǒng)與固定電話系統(tǒng)的一個(gè)主要不同之處就是移動(dòng)臺(tái)MS的位置是在不斷變化的，為了與系統(tǒng)保持聯(lián)系，MS就需要不斷地向系統(tǒng)報(bào)告自己當(dāng)前的位置。GSM網(wǎng)絡(luò)被劃分為不同的位置區(qū)，位置區(qū)由位置區(qū)識(shí)別碼LAI標(biāo)識(shí)，每個(gè)小區(qū)的廣播信道廣播的系統(tǒng)消息中，都包含該小區(qū)所屬的位置區(qū)識(shí)別碼LAI，每個(gè)MS當(dāng)前所在的位置區(qū)的LAI被保存在MS的SIM卡和該MS位于的VLR中。MS進(jìn)行位置更新的時(shí)間

MS進(jìn)入了新的位置區(qū)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)前小區(qū)廣播信道廣播的系統(tǒng)消息中包含的位置區(qū)識(shí)別碼LAI與SIM卡中保存的LAI不一致時(shí)系統(tǒng)定義的周期性位置更新位置更新的兩種情況在GSM系統(tǒng)中有三個(gè)地方需要知道位置信息：HLR、VLR和MS（SIM卡），在MS的位置發(fā)生變化時(shí)需要保持三者的一致性，在VLR和SIM卡中保存的位置信息是MS當(dāng)前所在的位置區(qū)識(shí)別碼LAI，在MS歸屬的HLR中保存的位置信息是MS當(dāng)前所在的VLR號(hào)碼。

同一MSC/VLR區(qū)不同的LAI的位置更新，只需