GSM-R专用移动通信系统：网络结构、功能及协议.pptVIP

* * 安全性管理 与网络的业务和功能相关的安全性管理主要涉及三方面： 用户身份的加密； 用户身份的鉴权； 信令信息的加密和物理连接上数据的加密。 用户身份加密的基本思想：利用临时身份识别号(TMSI)代替IMSI在无线路径上的直接传送。 用户身份的鉴权： * * 信令加密和用户信息加密 密钥Kc的设置； 加密和解密过程； A5算法。 * * 当今的无线通信系统是有线网络和无线网络的结合体。在整个通信体系中，移动蜂 窝网络既是一个独立的通信系统，也可以看作是公共电话网络（PSTN）或ISDN 的扩展 部分。在蜂窝移动网络中，基站与移动台之间是无线连接，基站与交换机之间，交换机 之间，都是有线连接。一个移动用户要想与另一个移动/固定用户进行通信，必须经过无 线和有线两种传输过程。移动网络与固定网络之间的互连实现了用户在任何时间、任何 地点与任何人进行通信的目标。蜂窝系统的组成如图4-1 所示 GSM-R 陆地移动网络是由一个管理者或专门的机构组织建立并执行操作的，它的目的是 为铁路提供陆地移动通信的各种业务。GSM-R 陆地网络可以看作是某个固定网络的扩展，如 ISDN；或者是一个采用统一编号方案的MSC 的集合。MSC 作为陆地移动网络和固定网络的 接入单元。作为铁路专用的网络，GSM-R 可以有限地、有条件地与地面的公众或专用网络进 行互连。 一个GSM-R 陆地移动系统由若干个功能实体组成，这些功能实体所实现的功能的集合 就是网络能够提供给用户的所有基本业务和补充业务，以及对于用户数据和移动性的操作和 管理。GSM-R 陆地移动网络由三个子系统组成，其基本结构如图4-2 所示： 移动台是接入GSM-R 网络的用户设备，包括移动终端（ME）和终端设备（TE），或通 过终端适配器与ME 连接的TE。移动台除了具有通过无线接口（Um）接入到GSM-R 系统 的一般处理功能外，还为移动用户提供了人机接口。 基站子系统（BSS）由一个基站控制器（BSC）和若干个基站收发信机（BTS）组成， BTS 主要负责与一定覆盖区域内的移动台（MS）进行通信，并对空中接口进行管理。BSC 用来管理BTS 与MSC 之间的信息流。BTS 与BSC 之间通过Abis 接口通信。BSS 中还可能 存在编码速率适配单元（TRAU），它实现了GSM-R 编码速率向标准的PSTN 或ISDN 速率 的转换。TRAU 与BSC 通过Ater 接口连接。 网络子系统（NSS）建立在移动交换中心（MSC）上，负责端到端的呼叫、用户数据管 理、移动性管理和与固定网络的连接。 NSS 通过A 接口连接BSS，与固定网络的接口决定 于互联网络的类型。 操作和维护子系统（OSS）是相对独立的子系统，为GSM-R 网络提供管理和维护功能。 它的具体功能由操作维护中心（OMC）来完成，其中OMC-R 负责管理BSS，OMC-S 负责管 理NSS。OSS 主要提供移动用户管理、移动设备管理、网络操作和控制三类功能。 任何GSM-R 陆地移动通信网络都必须与固定网络连接，一同完成移动用户与移动用户 之间、移动用户与固定用户之间的通信。 组成GSM-R 网络的各个子系统之间、BSS 与移动台之间、与固定网络之间的互连都提 供了标准的接口。网络中的不同设备可以通过标准的接口来实现移动业务的本地和国际互连。 GSM-R 网络的信令系统采用NO.7 信令网传送呼叫控制信息和其他信令信息。 GSM-R 网络为支持基本业务提供以下功能： ?? 呼叫处理 ?? 用户身份的鉴权 ?? 紧急呼叫 ?? 语音组呼和语音广播 ?? 短消息业务 ?? 信令信息的加密 除此之外，GSM-R 网络还为支持各种补充业务提供了相应的功能。 为支持蜂窝系统的操作提供以下功能： ?? 位置登记 ?? 切换 ?? 呼叫重新建立 GSM-R 网络还具有网络管理功能和一些附加功能，如呼叫处理的排队、安全功能、不连 续发送和接收（DTX/DTR）等。 与GSM 网追求最大用户系统容量不同，GSM-R 系统更侧重于系统的有效性，这是铁路 特殊的需求，因此GSM-R 在网络覆盖上有更多的重叠，网络设施也采用冗余备份。可选择 将GSM 系统的MSC、VLR、EIR、GCR、SSP、HLR、AUC 置于一个网元中，且随着网络 的增长而分散到多个网元中，这样可以形成一个经济、便于维护的网络结构。 典型的基于GSM/GSM-R 的铁路通信网与普通的GSM PLMN 并无大的区别，在其网络 的网元、标准接口和连接的扩展上也无大的区别。在公网的基础上引入一系列的新技术，即 可用于铁路部门。铁路网与公网的主要区别在于由铁路网特殊需求引起的网络结构和规划上 的区别。 BSS 是GSM-R 系统网络中最基本的组成部分。它有两