GSM是GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE COMMUNICATIONS的缩写，它是在原模拟TACS系统的基础上发展起来的⼀种全数字移动电话系统。整个GSM⽹络是由交换系统、系统和移动终端设备组成的，交换系统包括MSC（移动交换中⼼）、HLR（⽤户归属寄存器）、VLR（访问位置寄存器）、AUC（鉴权中⼼）、EIR（终端设备寄存器）。⽽系统包括TRAU（编/解码器）、BSC（控制器）、BTS（）。⽹络的结构图如下： 在交换部分中，HLR专门⽤来储存管理⽤户数据，VLR管理⽤户的漫游来访，AUC是对⽤户进⾏鉴权，MSC则是进⾏呼叫接续、计费等⼯作。⼀般情况下，HLR和AUC放在⼀起，⽽MSC和VLR放在⼀起。除此之外，还有语⾳信箱VMS、短消息服务中⼼SMS、操作维护中⼼OMC-S，这些就⼀起构成了⼀个完整的交换⽹络。 ⼀个交换机可以带很多的BSC，理论上的数量只受VLR容量的限制，同样，⼀个HLR 也可以管理很多地区⽤户的数据，这也只受其容量的限制。
２．移动通信频率体制标准
GSM是⼯作在900MHz的数字蜂窝公⽤陆地通信⽹，它的规范是不考虑与模拟系统兼容的，因此它采⽤的完全是TACS的⼯作频段，即：
（1）GSM900⽹：
移动台发、收——上⾏：890MHz—915MHz
移动台收、发——下⾏：935MHz—960MHz
（2）GSM1800⽹：
移动台发、收——上⾏：1710MHz—1785MHz
移动台收、发——下⾏：1805MHz—1880MHz
（3）GSM900⽹频率双⼯间隔为45MHz，GSM1800⽹频率双⼯间隔为95MHz
（4）GSM相邻频道间隔为200MHz
（5）采⽤TDMA技术
３．移动通信⽹节点接⼝与协议
移动通信⽹由不同的⽹络节点设备组成。各节点之间要按⼀定的规定相互连接，也就是规定统⼀的接⼝标准，使得不同⼚家的产品可以在同⼀⽹中使⽤。以下简单介绍各节点间接⼝及信令协议：
（1）A接⼝
MSC与BSC间接⼝为A接⼝，它使⽤2Mbit/s数字接⼝，主要传递呼叫处理和对移动性管理，接⼝信令采⽤BSSAP协议。（2）A-bis接⼝
A-bis接⼝⽤于BSC与BTS之间，主要进⾏管理和移动台管理。使⽤的也是2Mbit/s 数字接⼝，但每个64Kbit/s的通道上有4个（16Kbit/s）⽤户信息，接⼝信令采⽤LAPD协议。
（3）B接⼝
B接⼝⽤于MSC、VLR之间，MSC通过该接⼝对VLR中登记的⽤户进⾏漫游管理，接⼝信令采⽤MAP协议。
（4）C接⼝
C接⼝⽤于MSC与HLR之间，⽤于管理及选择路由的信令交换，接⼝协议采⽤MAP 协议。
（5）D接⼝
D接⼝是HLR与VLR之间，⽤于移动⽤户的位置数据和其它⽤户数据传递的接⼝，该接⼝使⽤MAP协议。
（6）E接⼝
tileraE接⼝是MSC之间的接⼝，主要⽤于移动⽤户在MSC之间进⾏越局切换时交换有关信息。
（7）F接⼝
F接⼝⽤于MSC和EIR之间的信令交换，接⼝协议也是MAP。
（8）Um接⼝
此接⼝习惯上也称⽆线接⼝，是BTS与MS之间的空中接⼝，采⽤LAPDm信令协议。（9）Sm接⼝
（10）MSC与GMSC、GMSC与PSTN之间的接⼝
主要实现移动⽹与其它电信⽹的互通，接⼝采⽤的协议为TUP或ISUP信令协议。
４．漫游与切换的基本概念
由于移动通信具有移动性的特点，系统⼯作时必须采取相应的技术措施来满⾜通信的需求，如⽤户位置区域变化后需向系统报告当前的位置，以便系统根据⽤户所在区域寻呼⽤户，为⽤户接续来话。这⾥涉及到漫游、切换、位置更新等⼀些基本概念。
（1）漫游
漫游是指在⼀个移动通信⽹内，⽆论⽤户处于什么位置，系统都能为之提供通信服务。为了使移动台在移动过程中仍然能接收呼叫，它的位置信息必须被存储在⽹络的数据库中（HLR和VLR），⽽且该位置信息将随着位置的不断变化⽽改变。
（2）切换
切换同样是⽤来针对移动性这⼀特点的，但它是⽤来满⾜移动台通话期间移动仍能保持通话质量的⼀种功能，所以它与漫游是不同的。仅当⽤户处于通话状态，从⼀个⼩区移动到另⼀个⼩区时，为保证通话质量，才将话⾳信道在⼩区之间进⾏切换。
（3）更新
当移动台从⼀个位置区移动到另⼀个位置区时，它会和系统配合，告诉系统它⽬前所在的位置区，这个过程叫做“位置更新”。如果⽤户是在同⼀个MSC的不同位置区发⽣变化，位置更新仅在MSC中完成，
如果变动的位置区属于不同的MSC，则位置更新过程还要通过HLR完成。通话过程中的⽤户发⽣位置区的变化则通话结束后也要进⾏⼀次位置更新。
移动通信交换基本原理
1．移动业务交换中⼼（MSC）
MSC协调来⾃和发往GSM⽤户的呼叫建⽴。它是⼀台交换机，具有⼀般的交换功能以及蜂窝⽹络的管理功能。⼀个MSC可以控制多个控制器（BSC）。MSC从三个数据库（HLR、VLR、AUC）中取得处理⽤户呼叫请求所需的全部数据。2．归属⽤户位置登记器（HLR）
HLR存储着与移动⽤户有关的业务信息。⼀般HLR由⼀个不含交换功能的计算机和⼀个含有⽤户信息的数据库组成。⽤户信息包括国际移动⽤户识别码（IMSI）、预定的基本业务和补充业务、登记与激活数据以及与漫游有关的数据，它与⽤户的现⾏位置有关，但不是⽤户的实际具体位置。
3．访问⽤户位置登记器（VLR）
⼀个VLR可以和⼀个或多个MSC连接，临时储存其服务区内的现存移动⽤户的详细信息。可以把VLR看作⼀个动态数据库，它拥有⽐HLR更详尽的现有⽤户信息，例如更多的⽤户位置信息。由于VLR是动态数据库，⼤量的数据更新需要通过外部接⼝来实现，因此⼀般把VLR合并到MSC，避免外部的查
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询造成呼叫建⽴的延迟。
4．鉴权中⼼（AUC）
鉴权中⼼（AUC）负责管理和提供涉及⽤户合法性的保密数据，从⽽实现⽤户鉴权、保护空中接⼝、防⽌⼊侵。⼀般情况下，AUC和EIR作为HLR的⼦部分⽽与HLR合并在⼀起。
5．设备识别登记器（EIR）
设备识别登记器（EIR）存储了移动设备（ME）的数据或与ME有关的数据。它可以通过对移动台的IMEI号码进⾏核查，以便防⽌⾮法移动台进⼊⽹络。
6．收发信台（BTS）
收发信台（BTS）包括信号发射和接受单元，⽤于⽆线信号的调制、耦合及放⼤；基带信号单元，⽤于速率适配和信道编码；控制单元，主要⽤于操作和维护功能；Ais传输单元，⽤于BTS和BSC之间的连接。在BTS的组成中，代码变换/速率适配单元（TRAU）完成编码、解码和传输数据的速率适配，它可以不放在BTS端⽽放在MSC机房，这时可对BTS和TRAU间的话⾳编码低速传输信道进⾏压缩。每个BTS服务于⼀个⼩区，它提供⽆线链路，并且提供⽆线链路第⼀、第⼆层，处理⾮透明的第三层消息，以及随路的控制功能。
7．控制器（BSC）
⼀个控制器可控制数个收发信台，它包括BTS控制单元、交换单元、公共处理器单元以及传输单元。BSC通过开放的A接⼝与交换系统连接，通过Abis接⼝与BTS 连接，与TRAU连接的是Ater接⼝，与OMC连接的O接⼝采⽤X.25协议。BSC 负责⽆线资源与⽆线⽹络的管理；A接⼝、Abis接⼝和Ater接⼝的管理，⾮透明第三层消息的处理；BSS的操作与维护。
移动⽤户呼叫接续过程
1．移动⽤户被叫接续过程
（1）A⽤户拨打B⽤户号码（MSISDN），通过PSTN⽹进⼊移动关⼝局GMSC，并由GMSC 分析此号码。
（2）GMSC运⽤查询功能向B⽤户所属的HLR发送MSISDN，询问B⽤户的移动漫游号码MSRN。
（3）HLR将收到B⽤户的MSISDN号码转换为相应的国际移动⽤户识别码IMSI，HLR利⽤IMSI查到B⽤户登记的MSC/VLR 后，向该VLR发送B⽤户的IMSI，请求分配⼀个漫游号码MSRN。
（4）VLR分配给B⽤户⼀个临时的漫游号码MSRN，并将此MSRN回送给HLR。
（5）HLR将MSRN传送给GMSC。
（6）GMSC获得MSRN后，选择路由将⼊局呼叫接续到B⽤户当前的MSC/VLR业务区。2．移动⽤户主叫接续过程
（1）A⽤户（MS）拨打B⽤户的号码（PSTN），通过系统进⼊A⽤户所登记的MSC，并由MSC/VLR分析此号码。
（2）MSC/VLR选择路由将⼊局呼叫接⾄移动关⼝局（GMSC）。
（3）GMSC选择路由继续将呼叫接续到市话局。
3．移动⽤户越区切换过程
（1）根据来⾃⼿机的测量报告，BSC A判定BTS A的信号质量较差，请求切换⾄BSC B。（2）切换请求被送⾄MSC B，并转告BSC B。
（3）BSC B分配⽆线信道，通知MSC B准备切换。
（4）为了沟通MSC之间的连接，MSC B请求VLR B⼀个切换号码。
（5）当MSC B获得⽆线信道和切换号码后，将信息传送⾄MSC A。
（6）MSC A与MSC B建⽴中继连接。
（7）连接后，⼿机被告知新的⽆线信道，⼿机报告MSC B切换已完成。
4．移动⽤户位置登记过程
（1）当⼿机发现进⼊⼀个新的位置区域时，就向⽹络报告，⼿机发送⽼TMSI和⽼的位置区域识别码（LAI）等原来的位置信息告知⽹络。
（2）新MSC接受来⾃⼿机的信息并转送⾄新VLR。
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（3）新VLR利⽤⽼LAI码发现⼿机原先登记的⽼VLR，然后向⽼VLR询问⼿机的IMSI。（4）⽼VLR将IMSI传送⾄新VLR，新VLR利⽤IMSI到⼿机归属的HLR。
（5）HLR被告知⼿机新的位置信息，并将该⽤户数据传送⾄新VLR。
（6）新VLR通知新MSC已收到⽤户数据和位置登记，已完成并分配⼀个新TMSI给⼿机。（7）新MSC知道位置登记已完成，然后告诉⼿机新的LAI和新TMSI。
移动通信编号计划
1．移动通信编号计划
GSM中应⽤了许多号码来进⾏标识，下⾯具体描述其中属于交换部分的号码。
（1）Mobile subscriber ISDN number (MSISDN)
MSISDN的结构对应与ITU的编号计划，称为E.164号码。CC是国家代码，有两位数；NDC是⽹号，有三位数；SN是⽤户号，有⼋位数。例如8613907340004，则86是中国的代码，139是中国移动的⽹号，0734为H0H1H2H3，0004就是⽤户号。
MSISDN⽤来建⽴呼叫，以及被G-MSC⽤来向HLR查询⽤户的位置登记。
（2）International mobile subscriber identity (IMSI)
IMSI被称为E.212号码，它的长度固定为15位。MCC是国家移动代码，MNC是移动⽹络识别号，MSIN是移动⽤户识别号。例如460007349940004，MCC是460，00代表是中国移动，743是H1H2H3。
IMSI是⼀个⽤户真正的唯⼀识别号，这个号码存在SIM卡中，⽤户并不知道。在⽤户进⾏位置登记时需要使⽤该号码。
（3）Mobile station roating number (MSRN)
MSRN并不是⽤户号码，在HLR进⾏位置查询时，这个号码被临时分配给⽤户并传给主叫⽅，⽤来进⾏呼叫接续。
例如86139000734123，其中8613900734是MSC的识别号，⽽123则是接续时随机分配的号码，此处734是M1M2M3。
（4）Location area identity (LAI)
电视指南CGI⽤来识别的⼩区。LAI由MCC、MNC和LACOD组成。LOCAD是位置区的编号，CI是⼩区号。在⼿机做被叫时，要利⽤其登记的位置区进⾏寻呼。当⼿机从⼀个位置区移动到另⼀个时，需要进⾏位置更新。
此外，还有LMSI（LOCAL MOBILE SUBSCRIBER IDENTITY），HLR⽤此号码向VLR 中对应的⽤户发送信息
TMSI（TEMPORARY MOBILE SUBSCRIBER IDENTITY），VLR⽤此号码来到LAI⾥的⽤户，反过来⽤户通过此号码访问VLR的⽤户数据库。HON （HANDOVER NUMBER）在⼿机进⾏越局切换时，被⽤来建⽴两个MSC之间的联系。
第⼆章ERICSSON部分
⼀、AXE-10交换系统介绍
AXE-10是爱⽴信公司⽣产的可⼴泛应⽤于PSTN、PLMN、智能⽹、七号信令⽹的数字程控交换系统。⽬前番禺G1、G2以及所属的BSC还有HLR都是⽤AXE-10交换系统。
从AXE-10在PLMN的应⽤情况看，它可以构成MSC、HLR、BSC等，可提供各类话⾳数据类业务，具有开放式的接⼝，可以⽅便地和其他⽹络节点连接。AXE-10系统的主要技术特点是系统在功能、软件、硬件、技术上都采⽤模块化结构，增加了系统的灵活性，有利于设计、⽣产、扩容和维护。林县五人照片
AXE-10从功能⾓度可分划分为APZ（控制）和APT（交换）两个⼤系统，这两个⼤系统按照实现功能的需要划分为不同的⼦系统，每个⼦系统由许多功能块组成，从⽽构成AXE-10系统的基本结构。
APZ主要负责实现系统功能、I/O功能及业务功能。它由集中和分布两个逻辑层实现，集中控制由中央处理器实现，采⽤双备份的中央处理机CP以平⾏同步模式⼯作。分布控制由⼀组局域处理器RP所组
成，控制⼏个硬件单元的RP 是双备份的，以负荷分担模式⼯作。I/O系统提供了与I/O设备的连接，执⾏所有输⼊输出功能。APZ主要包括中央处理机⼦系统CPS、维护单元⼦系统、区域处理器⼦系统RPS、输⼊输出⼦系统IOS等。AXE的APZ按照处理能⼒有APZ211和APZ212两种，⽬前我们使⽤处理能⼒较⾼的APZ212 。
APZ主要负责业务处理、计费及相关的操作维护。它由许多硬件单元组成，每个硬件单元称为扩展模块EM，⼀对RP可控制⼀组EM，最多达16个。APT 包括许多⼦系统主要有换⼦系统GSS、业务控制⼦系统TCS、中继与信令⼦系统TSS、公共信令信道⼦系统CCS、⽹络管理⼦系统NMS等。
⼀个典型的AXE系统硬件结构如图所⽰：
APT
以下让我们通过APZ、APT中的核⼼⼦系统的功能、结构、硬件组成来进⼀步了解AXE-10交换系统：
（1）中央处理机⼦系统CPS
CPS包括中央处理器CP和相关软件，它的主要功能是执⾏任务管理、存储处理、装⼊及改变程序。中
央处理器为双备份包括CPA侧和CPB侧，即使⽤两个相同的处理机，各有⾃⼰的存储器。两个处理器分别并⾏执⾏同⼀程序，逐个指令地执⾏，并解⼿从RP来的同⼀信息。正常情况下，CPA为执⾏侧EX，CPB为备⽤侧WO/SB，RP接收CPA的指令控制APT硬件⼯
作，CPB侧则处于备份运⾏模式，⼀旦CPA侧有故障，CP⾃动倒边保持话务处理。
（2）局域处理器⼦系统RPS
RPS主要由局域处理器RP硬件和软件组成，RP软件由局域处理器中的管理程序组成，主要处理⼀些简单的与硬件相关的⽇常⼯作，例如：对硬件的扫描。RP通过RP总线与CP相连，并根据CP的命令通过EM总线控制APT
⼦系统。
（3）维护⼦系统MAS
该⼦系统由MAU维护单元和软件组成，其功能是负责测试系统的软硬件故障，以减少这些故障带来的影响。
（4）输⼊输出⼦系统IOS
IOS主要完成AXE与外界的输⼊和输出控制功能。它可以向外界提供⽂件管理，⼈机通信，数据通信功能。IOS主要由以下⼦系统共同完成：
(a)⽀持处理器⼦系统SPS
该⼦系统包括⼀个⽀持处理器SP，它具有处理阻塞，程序分担及IO设备监视功能。⽀持处理器通过局域处理器总线（RP总线）和中央处理器通信，另⼀⽅⾯通过I/O总线和外接PC机，告警板，数据链路适配器和磁盘相连，来执⾏来⾃中央处理器的命令。
（b）⽂件管理器⼦系统FMS
该⼦系统处理系统中使⽤所有类型的⽂件。如将储存在IOG磁盘中的⽂件存储到外部存储介质中。
（c）⼈机通信⼦系统MCS
该⼦系统处理I/O设备与系统其它部分通信。I/O设备可以是PC机，打印机，告警⾯板。
（d）数据通信⼦系统DCS
该⼦系统负责与外界数据链路的通信，通信遵守X.25,X.75,X.28规程。
（5）业务控制⼦系统TCS
TCS是个纯软件⼦系统，它是各类交换接续的中央控制中⼼，主要包括寄存器RE，数字分析DA，路由分析DA，呼叫监视CL 等功能块。它的基本功能为：
（a）完成呼叫的建⽴，监视及拆除。
（b）呼叫路由的选择
（c）呼⼊数字的分析
(6)中继与信令⼦系统TSS
TSS主要⽤于处理系统中的信令及监视与其交换机的连接，它包括
交换终端电路ETC和录⾳通知⾳业务终端部分AST。ETC为GS
与⼀条2Mbit/sPCM之间提供硬件接⼝。AST是⼀种⽤户设备，⽤
cisar
户可以记录消息以通知主叫⽤户呼叫接续失败的原因。
（7）路交换⼦系统GSS
换⼦系统由换、⽹络同步及会议电话呼叫设备组成。它主要负责通过换⽹路实现话⾳和信令路径的选择、接续和拆
除。
（a）换GS
GS是⼀种时分－空分－时分（T-S-T）的交换型⽹络。时分交换模
块TSM由缓冲存储器组成，空分交换模块SPM由数字交叉点矩阵
豫公网安备41160202000603
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