移动交换技术

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第五章

移动交换系统简介

移动通信是指用户终端处于可移动情 况下， 况下，采用无线电技术实现信息传输的通 信方式。 信方式。

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5.1 移动交换系统概述 5.2 移动交换控制原理 5.3 移动交换接口信令

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5.1 移动交换系统概述5.1.1 系统组成移动通信系统一般由移动台( 移动通信系统一般由移动台( Mobile Station,MS)、 基地站 ( Base Station, , ) , BS)、 移动交换中心( Mobile Switching ) 移动交换中心 ( Center,MSC) 和与公用固定通信网相连 ， ) 的中继线等构成。 的中继线等构成。

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1.移动台(MS) 移动台(MS) 它是移动网的用户终端设备， 它是移动网的用户终端设备，其主要 功能如下。 功能如下。 能通过无线接入通信网络， ① 能通过无线接入通信网络，完成各 种控制和处理以及提供主叫或被叫通信业 务。 具备与使用者之间的人-机接口 机接口， ② 具备与使用者之间的人 机接口 ， 当移动用户和市话用户建立呼叫时， 当移动用户和市话用户建立呼叫时 ， 移动 台与最近的基站之间确立一个无线信道， 台与最近的基站之间确立一个无线信道 ， 并通过MSC与市话用户通话；同样，任何 与市话用户通话； 并通过 与市话用户通话 同样， 两个移动用户的通话也必须通过MSC建立。 建立。 两个移动用户的通话也必须通过 建立

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移动用户终端主要有车载式、 ③ 移动用户终端主要有车载式、手持 式和便携式三种形式。 式和便携式三种形式。 2.基站(BS) 基站(BS) 它负责射频信号的发送、 它负责射频信号的发送、接收和无线 信号至MSC的接入，还具有信道分配、信 的接入， 信号至 的接入 还具有信道分配、 令转换、无线小区管理等控制功能， 令转换、无线小区管理等控制功能，如图 5.2所示为 的功能结构框图。 所示为BS的功能结构框图 所示为 的功能结构框图。

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至 MSC

交 换 接 口

信 道 分 配

信 道 合 成

收 发 装 置

共 用 器

信令控制

呼叫控制

基站控制

图5.2 BS的功能结构框图 的功能结构框图

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3.移动交换中心(MSC) 移动交换中心(MSC) 完成对本MSC控制区域内的移动用户 完成对本 控制区域内的移动用户 进行通信控制与管理， 进行通信控制与管理 ， 主要包括移动台各 种类型的呼叫接续控制； 种类型的呼叫接续控制 ； 通过标准接口与 基站( )和其他MSC相连，完成越区切 相连， 基站(BS)和其他 相连 漫游及计费功能； 换 、 漫游及计费功能 ； 用户位置登记与管 理 ； 用户号码和移动设备号码的登记与管 服务类型的控制；对用户实施鉴权； 理 ； 服务类型的控制 ； 对用户实施鉴权 ； 提供连接维护管理中心的接

口， 提供连接维护管理中心的接口 ， 完成无线 信道管理功能等。 信道管理功能等。

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4.与公用固定通信网的连接 移动通信网通过MSC利用有线信道连 移动通信网通过 利用有线信道连 接公用固定通信网， 主要有三种方式： 接公用固定通信网 ， 主要有三种方式 ： 用 户线接入、 户线接入 、 市话中继线接入和移动电话汇 接中心接入。 接中心接入。(1)用户线接入 (2)市话中继线接入 (3)移动电话汇接中心接入

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5.1.2 移动交换控制的特征由于移动用户随时随地运动， 由于移动用户随时随地运动，甚至在 某些移动系统中， 某些移动系统中 ， 移动用户不通话时发射 机是关闭的， 机是关闭的 ， 它与交换中心没有固定的联 因此， 系 ， 因此 ， 移动通信的交换技术有着自身 的特点：位置登记、波道切换、漫游等。 的特点：位置登记、波道切换、漫游等。

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5.2 移动交换控制原理5.2.1 移动呼叫处理 一、移动台初始化移动通信系统要进行一次正常通话， 移动通信系统要进行一次正常通话， 涉及到位置登记、 涉及到位置登记 、 呼叫处理和越区切换等 过程。 过程 。 通常移动通信系统将整个服务区分 为许多位置区，并指定不同的识别码， 为许多位置区 ， 并指定不同的识别码 ， 这 些位置区识别码分别由各区的广播控制信 道广播。 道广播。。

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二、呼叫接续控制1.固定网至移动台的呼叫接续控制 如图5.5所示， 如图 所示，市话用户拨移动用户号 所示 码，进入移动业务交换控制中心MSC,经 进入移动业务交换控制中心 ， MSC识别确认后，变换成移动用户的识别 识别确认后， 识别确认后 码。

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MSC 来自市话用户 呼叫 寻呼响应 选择空闲信道 信道指定 启动发射机 呼叫识别码

BS 寻呼信息 寻呼响应 发送检测音 环回检测音

MS 信息 相符 调谐 信道

通知振铃 送回铃音 断回铃音 监测通话 振铃成功 应答信息 振铃

应答 讲话

图5.5 市话用户呼叫移动用户的控制过程

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2.移动台主呼的呼叫接续控制 移动台若要建立一个呼叫， 移动台若要建立一个呼叫，需拨被叫 用户的号码，再按“ 发送” 用户的号码 ， 再按 “ 发送 ” 键 ， 移动用户 则开始启动程序。 则开始启动程序。(1)移动台至固定网的呼叫 (2)移动台至移动台的呼叫

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5.2.2 移动交换的基本技术 一、漫游技术移动用户由归属交换局(或归属局) 移动用户由归属交换局(或归属局) 控制区进入被访交换局控制区后， 控制区进入被访交换局控制区后 ， 仍能获 得移动业务服务的网络功能称为漫游。 得移动业务服务的网络功能称为漫游。 1.人工漫游 两地运营部门预先定有协

议，为对方 两地运营部门预先定有协议， 预留一定数量的漫游号，用户漫游前必须 预留一定数量的漫游号， 提出申请。该方式用于A, 两地尚未连网 提出申请。该方式用于 ，B两地尚未连网 的情况。 的情况。

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2.半自动漫游 漫游用户至访问区发起呼叫时由访问 区人工台辅助完成。 区人工台辅助完成。 3.自动漫游 这种方式要求网络数据库通过7号信 这种方式要求网络数据库通过 号信 令网互连， 令网互连 ， 网络可自动检索漫游用户的数 并自动分配漫游号， 据 ， 并自动分配漫游号 ， 对于用户来说没 有任何感觉。 有任何感觉。

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二、切换技术切换是移动通信系统的一项重要功能， 切换是移动通信系统的一项重要功能， 它是移动台在移动过程中为保持与网络的 持续连接而发生的波道切换技术， 持续连接而发生的波道切换技术 ， 其含义 是指正在通话的MS从一个小区移动到另一 是指正在通话的 从一个小区移动到另一 移动业务交换中心MSC 命令该 小区时 ， 移动业务交换中心 MS从本小区的无线信道转接到另一个小区 从本小区的无线信道转接到另一个小区 的无线信道上，以保持通话的连续性。 的无线信道上，以保持通话的连续性。

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三、网络安全技术移动通信系统( 系统) 移动通信系统(如GSM系统)在网络 系统 安全方面提供了较为完备的网络安全功能， 安全方面提供了较为完备的网络安全功能 ， 主要表现在对用户识别码的加密， 主要表现在对用户识别码的加密 ， 接入网 络时采用了对用户鉴权， 络时采用了对用户鉴权 ， 以及对无线路径 上传送的用户通信信息加密。 上传送的用户通信信息加密。

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1.用户识别码的加密 国际移动用户识别码( 国际移动用户识别码(International Mobile Station Identification,IMSI)是移 ， ) 动用户的特征号码，一旦被人截获， 动用户的特征号码，一旦被人截获，就会 让他人知道行踪，甚至被他人冒用账户， 让他人知道行踪，甚至被他人冒用账户， 造成经济损失。 造成经济损失。

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2.用户鉴权 用户鉴权也称为用户认证。 用户鉴权也称为用户认证。确认移动 台通过无线传送的移动用户识别码( 台通过无线传送的移动用户识别码(IMSI) ) 是否是签约的IMSI,即确认用户的合法身 是否是签约的 ， 防止无权用户接入网络。 份，防止无权用户接入网络。 用 户 鉴 权 由 鉴 权 中 心 ( Authority Center,AC)、位置寄存器(VLR)和用 ， ) 位置寄存器( ) 户配合完成。 户配合完成。

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3.用户通信信息的加密 信息的加密是指基站和移动台之间交 换的用户信息和用户参数不被截获或监听， 换的用户信

息和用户参数不被截获或监听 ， 用户信息是否需要加密可在呼叫建立时由 信令指明。 信令指明。

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5.3 移动交换接口信令5.3.1 无线接口信令移动终端与网络之间的接口为无线接 是一个开放性的接口， 口 ， 是一个开放性的接口 ， 它是保证不同 厂家的移动台与不同厂家的系统设备之间 互通的主要接口。无线接口自下而上分为 互通的主要接口。 三层：物理层(第一层)、数据链路层 第二层)和信令层(第三层) (第二层)和信令层(第三层)。