移动通信基础知识（1）

一 信令的概念
   除了通信时的用户信息（包括语音信息和非话务信息）以外的控制交换机动作的信号，就是信令
   信令就是一种用于控制的信号

二 GSM移动通信系统框图

MS: 移动台，即手机，包括移动设备ME和客户识别码SIM两部分
BSS：无线基站子系统，包括BTS和BSC。负责无线信道的控制
NSS: 交换网络子系统，包括MSC、VLR、HLR、AUC、EIR。负责交换功能、客户数据和移动性管理、安全性管理所需的数据库功能

MS和BSS之间是Um接口
BTS和BSC之间是Abis接口
BSC和MSC之间是A接口

从下面的一个典型的呼叫流程中，可以基本看出各个功能实体的作用是什么。
GSM呼叫流程

（1）MS  Mobile Station  移动台
由ME（移动终端）和SIM（客户识别卡）两部分组成

ME可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收等功能

SIM存有认证客户所需的说有信息，用户的识别号码，申请的业务目录，和适用的网络，并能执行一些与安全保密有关的重要信息（即鉴权和加密所需的信息），防止非法客户入网。

（2）BSS 无线基站子系统
在一定的无线覆盖区中由MSC控制，与MS进行通信的系统设备。主要负责完成无线发送接收机和无线资源RR管理等功能。功能实体分为BSC， BTS，和TC

BTS：完全由BSC控制，负责无线传输，完成无线与有线的转换，无线分集，无线信道加密，调频等

BSC：对一个或多个BTS进行控制，负责无线网络资源的管理，小区配置数据管理，功率控制，定位和切换

TC：码率转换，无线网中速率为13kbps（全速率）或6.5（半速率），固话网为64kbps，所以需要进行速率转换

（3）NSS  交换网络子系统
MSC：GSM系统核心，对位于它所覆盖区域重的MS进行控制和完成话路（TCH）交换

VLR：数据库，存储MSC所管辖区域中的MS（拜访客户）的来话，去话呼叫所需检索的信息，如客户号码，所处位置区域（LA）的识别等参数。通常与MSC集成在一起。用户数据是暂时存储，用户移动到另一个VLR/MSC中时，用户数据从旧的VLR删除，存储到新的VLR中

HLR：数据库，每个移动客户在其所属的HLR中注册登记，主要存储两类信息：a有关客户的参数 b有关客户目前所处位置的信息，以便建立呼叫路由，如该客户目前所处的MSC、VLR地址等。用户数据是永久的。唯一变化的是用户的当前位置——VLR的地址

AUC： 产生三参数（RAND，SRES，Kc）的功能实体，这三参数用于确定移动客户身份和对呼叫保密进行的鉴权和加密

EIR：数据库。对移动设备的识别、监视和闭锁。我国未启动这项功能服务

三 GSM的各种号码规则

1. MSISDN （移动客户国际ISDN码）
   通常意义上的手机号码，主叫客户为呼叫PLMN中客户所需拨的号码，用于查询HLR
   MSISDN = CC + NDC + SN
            CC：国家代码，我国为86
            NDC： 网络接入号，如中国移动的139， 中国联通的130
            SN:用户号码，指向该号码所属的HLR

2. IMSI （国际移动客户识别码）
   用于GSM移动通信网所有信令中，存储在SIM、HLR、VLR中
   IMSI = MCC + MNC + MSIN    15位
          MCC：移动网国家代码，我国为460
          MNC：运营商代码，中国移动为00，中国联通为01
          MSIN：移动用户识别码

3. TMSI（临时移动客户识别码）
   为了对IMSI保密，MSC/VLR给来访的移动客户分配一个唯一的TMSI号码。4bytes BCD编码，仅限在本MSC业务区内使用

4. MSRN（移动客户漫游号码）
  被叫客户所属的HLR知道该客户目前所处的MSC/VLR业务区，于是请求该MSC/VLR给该被叫客户分配一个临时的MSRN，并将此号码送至HLR，HLR收到后，将其发给呼叫客户所属的MSC/VLR，这个MSC/VLR根据这个号码选择正确的路由，将呼叫接至被叫客户目前所在的MSC/VLR，路由一旦建立，此号码就释放。
   MSRN = CC + NDC + SN
           SN:是一临时与IMSI相关的内部号码，指向VLR中的数据库项

5. LAI（位置区识别码）
用于移动客户的位置更新，具有全球唯一性
LAI = MCC + MNC + LAC
      LAC:位置区代码，2bytesBCD编码。在一个GSM PLMN中可定义65536个不同的位置区

6. HON（切换号码）

7. HLR号码
代表HLR的地址

8. MSC/VLR号码

9. CGI（全球小区识别码）
用于识别一个位置区（LA）内的小区
CGI = MCC + MNC + LAC +CI = LAI + CI
      CI:小区识别码

10. BSIC（基站识别码）
 用于识别相邻国家的相邻基站，为6bit编码
 BSIC = NCC + BCC

11. IMEI（国际移动台设备识别码）

四GSM的协议栈结构

整个协议栈分为三层：
L1：Physical Layer物理层
L2：Data Link layer数据链路层
L3：网络层，包括MM，RR，CM三个功能实体

我们主要来看以下MS端的L3协议结构

从这张图中可以看出以下内容

1.    L2和L3之间有两个业务接入点标识

a.    SAPI 0：支持信令信息的传输

b.    SAPI 3：支持用户短消息的传输

2.    层和层之间，以及子层和子层之间PD？

3.    路由功能要用到PD，PD是消息头的一部分？

4.    如果出现具有相同功能块的并行实体，CM子层还定以了TI？
a. RR根据message中的PD，把上一层传来的消息分配到实际的信道配置中或合适的SAP
b.根据PD，RR把不同SAP处的message发送到各个子层（RR、MM、CM），发送到上层MM、CM要通过RR-SAP
c. MM根据PD或TI，把message发送到MM或CM，发送到CM要通过MM-SAP
d. RR和MM的路由功能在把message传输到最近的SAP之前，不会对message作任何改变

5.    通过利用下（子）层所提供的服务，MS和网络通过统一层中的对等实体根据相应层的协议相互交互信息

6.    RR、MM子层各有一个协议，CM子层的每一个功能实体（CC，SS，SMS）各有一个协议