鉴权和切换

5g空口与协议流程5G空口是指无线通信网络中的无线接口，是连接用户设备（比如手机、电脑）与网络之间的通信环节。

5G空口的技术特点包括高带宽、低延迟、大容量和广覆盖等，为用户提供更快速、更可靠的网络连接和服务。

5G空口的协议流程主要包括接入过程、控制过程和数据传输过程。

接下来我将详细介绍每个过程的具体内容。

一、接入过程：1. 小区搜寻：用户设备首先搜索附近的5G基站，获取基站的相关信息。

2. 小区选择：用户设备选择一个最优的5G基站进行连接，一般选择信号强度最好的基站。

3. 小区识别：用户设备向选择的基站发送识别请求，基站收到请求后分配一个唯一的标识给用户设备。

4. 预备状态：用户设备进入预备状态，等待进一步的指令。

5. 随机接入：用户设备向基站发送随机接入请求，基站收到请求后返回一个随机接入确认以及基站的时隙参数。

6. 接入确认：用户设备收到基站的随机接入确认后，返回一个接入确认报文，完成接入过程。

二、控制过程：1. 引导过程：基站向用户设备发送引导信号，提示用户设备进入控制状态。

2. 初始接入过程：用户设备向基站发送初始接入请求，基站收到请求后分配一个全局唯一标识给用户设备。

3. 鉴权过程：用户设备向基站发送鉴权请求，基站收到请求后进行鉴权，验证用户设备的合法性。

4. 安全性配置过程：基站向用户设备发送安全性配置信息，确保用户设备的通信安全。

5. 切换过程：在用户设备移动过程中，当信号强度不足时，需要进行切换到信号更好的基站，以保持通信稳定。

三、数据传输过程：1. 建立承载：用户设备向基站发送建立承载请求，基站收到请求后分配一个唯一的承载标识给用户设备。

2. 数据传输：用户设备与基站之间进行数据传输，包括上行数据（用户设备发送给基站）和下行数据（基站发送给用户设备）。

3. 承载管理：基站对用户设备的数据流进行管理和调度，确保传输效率和服务质量。

4. 释放承载：当用户设备不再需要承载时，或者网络条件变化时，用户设备向基站发送释放承载请求，基站收到请求后释放相应的承载。

1.3鉴权1.3.1 鉴权原理和操作机制鉴权是通过比较MS提供的鉴权响应和AUC提供的鉴权三参数组之间是否一致进行判断的，通过鉴权，可以防止非法用户（比如盗用IMSI和KI复制而成的卡）使用网络提供的服务。

首先明确MS中SIM卡和AUC中存储的信息：●SIM卡中：固化数据：IMSI，Ki，A3，A8安全算法。

这些内容不会更改。

临时的网络数据TMSI，LAI，Kc，被禁止的PLMN业务相关数据●AUC中：用于生成随机数（RAND）的随机数发生器鉴权键Ki各种安全算法，这些安全算法和SIM卡中的算法相一致。

AUC的基本功能是产生三参数组（RAND、SRES、Kc），其中：●RAND由随机数发生器产生；●SRES由RAND和Ki由A3算法得出；●Kc由RAND和Ki用A8算出。

三参数组产生后存于HLR中。

当需要鉴权时，由MS所在服务区的MSC/VLR 从HLR中装载至少一套三参数组为此MS服务。

具体到某次鉴权时，如果此时VLR中还有该MS的三参组（或者允许重复使用三参组），则HLR不参与鉴权过程，VLR直接向MS下发鉴权命令；如果VLR中已经没有该MS的三参组，则需首先向HLR取三参组。

1.3.2 鉴权执行控制过程是否执行鉴权，取决于运营公司要求，一般每次呼叫建立、位置更新、无呼叫接续建立的补充业务激活、短消息交换、SMS，需执行鉴权，以保护运营商的利益。

1.3.3 VLR鉴权时的异常情况VLR不认识TMSI非法用户即非法用户不能对鉴权请求提供一个正确的鉴权响应本节课主要描述了鉴权的过程。

鉴权是数字网络区别与模拟网络的重要特性之一。

通过鉴权，系统可以为合法的用户提供服务。

对不合法的用户拒绝服务。

通过本课学习，主要了解鉴权的原理、鉴权中心的作用、系统判断非法用户的依据。

1.4位置更新1.4．1 位置更新类型●正常位置更新●周期位置更新●IMSI附着/分离●当HLR被置于故障指示时，VLR收到MS发出的业务操作1．4．2成功操作1.4.2.1 位置更新仅涉及VLRMS进入新位置内，新旧位置区在同一MSC覆盖区域内，即VLR并未改变。

CSFB信令中文流程概述CSFB（Circuit Switched Fallback）是一种LTE（Long Term Evolution）网络中用于支持VoLTE（Voice over LTE）业务的解决方案。

在LTE网络中，数据传输采用IP（Internet Protocol）方式，而传统的语音通信则采用了基于电路的方式。

为了在LTE网络中实现语音通信，CSFB技术将用户从LTE网络切换到2G或3G网络。

本文档将详细介绍CSFB信令中文流程，包括初始触发、信令交换和切换流程。

初始触发在LTE网络中，当用户发起语音通话时，需要触发CSFB过程。

CSFB的触发可以由多种因素引起，如用户发起语音通话、请求短信服务等。

CSFB的初始触发过程如下：1.用户通过手机拨号或选择短信服务发起通话或请求。

2.LTE终端向MME（Mobility Management Entity）发送“初始语音呼叫请求”。

3.MME收到请求后，判断是否需要使用CSFB进行语音通信。

4.如果需要使用CSFB，MME向终端发送“初始语音呼叫请求CSFB触发”。

5.终端接收到该请求后，执行切换准备工作。

信令交换在CSFB过程中，信令交换是非常重要的环节。

主要包括与LTE网络中的MME、S-GW（Serving Gateway）和eNodeB （evolved NodeB）进行的信令交换。

CSFB的信令交换过程如下：1.终端向MME发送“切换准备”消息，通知MME准备进行切换。

2.MME收到消息后，在HSS（Home SubscriberServer）中查找用户所属的2G或3G网络信息，并选择合适的MSC（Mobile Switching Center）和VLR（VisitorLocation Register）与终端进行切换。

3.MME向找到的MSC发送“切换准备”消息。

4.MSC收到消息后，开始准备切换到2G或3G网络。

5.MSC向MME发送“切换准备就绪”消息，表示已准备好切换。

LTE信令与协议LTE（Long Term Evolution）是一种高速无线通信技术，它是下一代移动通信技术，提供了更高的数据传输速率和更低的延迟。

LTE信令与协议是指在LTE网络中用于控制、管理和传输通信信令的一套规则和协议。

以下是对LTE信令与协议的详细介绍。

1.LTE信令与协议的基本原理：- RRC（Radio Resource Control）：负责无线资源的分配、配置和释放，以及可靠数据传输的建立和释放。

- NAS（Non-Access Stratum）：负责鉴权、用户身份识别、移动性管理和安全控制等。

- RLC（Radio Link Control）：负责数据分段、重组、数据传输的可靠性和流量控制等。

- PDCP（Packet Data Convergence Protocol）：负责数据压缩和加密等。

2.LTE信令与协议的流程：- 小区和选择：UE（User Equipment）首先并选择可用的LTE小区。

- 鉴权和附着：UE向MME（Mobility Management Entity）发送鉴权请求，进行用户身份的验证和附着过程。

- 建立和释放无线连接：在鉴权和附着完成后，UE和eNodeB之间建立无线连接，用于数据传输。

当连接不再需要时，会进行释放。

- 数据传输：在建立无线连接后，UE和eNodeB之间通过RLC和PDCP协议进行数据传输。

RLC将数据进行分段，并确保传输的可靠性，而PDCP则负责压缩和加密数据。

-切换：当UE从一个小区切换到另一个小区时，需要进行切换过程，其中包括关联/脱离和测量等步骤。

3.LTE信令与协议中的主要协议：- S1AP（S1 Application Protocol）：用于eNodeB和MME之间的控制信令传输，包括建立和释放无线连接、切换等。

- X2AP（X2 Application Protocol）：用于eNodeB之间的控制信令传输，包括切换、传输资源配置等。

1．GSM全称：全球移动通信系统（Global System for Mobile communications）.组成包括NSS子系统BSS子系统NMS子系统。

2．GSM鉴权三个参数是RAND、SRES、KC。

A3算法用于鉴权A5算法用于加密。

网络管理系统的功能是：性能管理、配置管理、故障管理。

3．跳频序列信息在（BSSH广播控制信道）内，逻辑信道内SCH是同步逻辑信道，它包含BSIC基站识别码和一个简化的TDMA帧号。

4．用户首次在MSC/VLR出现时，网络根据用户的（IMSI国际移动用户标识）寻找归属HLR。

5．切换的四种方式：小区内与BSC内切换，小区间与BSC内切换，小区间与BSC间切换，MSC间切换。

6． NSS(网络交换子系统)的主要功能：1。

呼叫控制2。

计费3。

移动管理4。

其它网络连接相关的命令，5。

用户数据处理6。

用户定位。

7．NSS(网络交换子系统)的主要组成部分：MSC（移动业务交换中心）、VLR（访问位置寄存器）、HLR（本地位置寄存器）、EIR（设备识别寄存器）、AC（鉴权中心）组成8．基站可分为定向站、全向站、覆盖站、容量站。

ULTRASITE的Triple-Mode是（GSM/WCDMA/1BBU）。

（C GI）代表一个BTS的全球唯一标识。

ULTRASITE风扇有11个。

9．信道是信号的传输媒介，信道可分为物理信道和逻辑信道。

10．通信网形式为数字和模拟，业务种类：电话网、电报网、传真网、数据网、广播电视网；服务范围：本地网、长途网、国际网；按组网方式：移动通信网、卫星通信网。

11．通信网的基本结构：网型、星型、复合型、环型和总线型。

12．通信网的构成要素有：终端设备、交换设备和传输设备。

13．2Mbit/s的Pcm中，每帧（Frame）有(32)时隙(TS)，每时隙（TS）有（8）比特（bit），PCM进行A/D变换是有三个步骤是：抽样、量化、编码。

14．移动通信按信号形式可分为（模拟）和（数字），常用的调制方式有调幅、调相、跳频。

1. 首先搜索124个信道，即所有的BCH通道, 决定收到的广播信道BCH强度, (BCH的承载的信息是距Mobile最近的BTS; 呼叫信息);2. 跟网络同步时间和频率, 由FCH/SCH调整频率和时间3. 解码BCH的子通道BCCH.4. 网络检查SIM 卡的合法身份.是否是网络允许的SIM 卡。

5. 手机的位置更新.6. 网络鉴权手机主叫(MOC)过程:l1. 手机给基站发送通道需求，即手机发送一个短的随即接入突发脉冲.(RACH Burst)2. 由BCH 指定传输信道. SDCCH3. 手机和基站在独立专用信道(SDCCH)上通信.4. 权限认证5. 指定手机在一个业务信道(TCH)上通信.6. 在TCH上进行语音通信.手机被叫l1. BTS在PCH呼叫通道上使用SIM中的IMSI号码来呼叫用户。

2. 由手机发送RACH3. 通道指定在BCH.4. 手机和基站在SDCCH 上通信5. 手机用户被鉴权6. 手机被指定TCH通道。

7. 在TCH通道上进行语音和数据通信。

紧急呼叫：l1. GSM规格定义了112 为紧急呼叫号码2. 112在手机有无SIM卡的情况下均可呼叫。

3. 在RACH 上, 手机112 建立紧急呼叫。

Authentication 鉴权：l1. 目的：验证用户身份（IMSI /SIM）; 提供手机新的加密键。

2. 鉴权是在什么情况下：每一次注册、每次呼叫或被叫企图、执行一些增值服务、漫游时的位置更新。

切换handover: 切换是手机通信从一个小区/信道到另外一个小区/信道。

l1. 上行和下行的接收质量报告2. 上行和下行的接收信号强度3. 距离，迁时4. 干扰层。

5. 功率预算。

6. 切换包括：同一小区内部信道/时隙之间的切换。

小区于小区之间。

加密ciphering: 语音和数据的保密、信号信息的保密；l手机位置更新location update:l1. MSC应知道呼叫手机的位置。

课程说明课程介绍GSM通信流程包括两方面的容：呼叫根本流程，信令根本流程。

其中，呼叫流程主要包含：移动主叫流程，移动被叫流程，汇接呼叫流程。

信令根本流程主要包含：鉴权流程，位置登记流程，呼叫重建流程，BSC部切换流程，BSC间切换流程，MSC间切换流程，移动始发短消息流程，移动终结短消息流程，定向重试流程。

这些流程从系统的角度描述了移动用户经常发生的行为，描述了GSM的几个组成局部在呼叫流程、信令流程中的相互关系，对移动性特征做重点说明。

课程目标本课程的重点是介绍GSM系统的协同工作过程，涉及容包含：呼叫、位置更新、切换、短消息。

对流程的介绍突出了移动特征，具体的信令细节本课程不做描述，可以参考ETSI的GSM规获得更加详细的容。

通过学习本课程，可以根本掌握：●移动用户做位置登记的信令过程；●移动用户做主叫的信令过程；●移动用户做被叫的信令过程；●MSC做汇接呼叫的信令过程；1●BSC切换信令过程；●BSC间切换的信令过程；●MSC间切换的信令过程；●呼叫重建的信令过程；●定向重试的信令过程。

对这些信令流程学习之后，对GSM系统的原理会有更加深刻的了解，对每个功能实体〔MS，BTS，BSC，MSC，VLR，HLR〕的功能有更加深刻的体会。

相关资料1第1章呼叫过程的信令分析对一次发生在移动用户间的呼叫来说，信令流程可以分为三个相对独立的局部：●主叫移动用户局部●被叫移动用户局部●拆线局部1.1 主叫信令流程移动用户做主叫时的信令过程从MS向BTS请求信道开场，到主叫用户TCH指配完成为止。

一般来说，主叫经过几个大的阶段：接入阶段，鉴权加密阶段，TCH指配阶段，取被叫用户路由信息阶段。

接入阶段主要包括：信道请求，信道激活，信道激活响应，立即指配，业务请求等几个步骤。

经过这个阶段，手机和BTS〔BSC〕建立了暂时固定的关系。

鉴权加密阶段主要包括：鉴权请求，鉴权响应，加密模式命令，加密模式完成，呼叫建立等几个步骤。

移动通信复习（学）移动通信复习1、第三代移动通信技术理论上最高的数据传输速率？。

GSM系统中语音编码方式为？2、用户在切换操作时，从不进行鉴权？3、GPRS网络的两个核心节点是？4、每条短信最长能发送（70）个汉字5、GSM中无线数据通信最大速率是？6、GSM中关键技术:跳频技术,是为了确保通信的秘密性和（抗干扰性）7、GSM双工间隔为？9、某手机通话整一个小时，则该手机的话务量为1ERL？7、GSM系统使用的多址方式为？8、GSM系统中MSC与BSC之间的接口为？接口。

在3G标准中，以MAP为基础，可以继承GSM网络的标准为？9、一个HLR只能为一个MSC服务？10、IMSI的结构是？11、GSM移动电话的电话号码由两部分组成：国家号码+国内有效移动用户电话号码。

我国的国家号码为86，采用网号方式时，国内有效电话号码为一个十一位数字的等长号码，其结构为：N1N2N3+H0H1H2H3+ABCD，其中N1N2N3为（业务接入号），H0H1H2H3是（HLR识别码），ABCD为每个HLR中移动用户的号码。

12、当MS进行位置更新，发起呼叫或激活业务时，MSC/VLR将分配给IMSI一个新的（TMSI），并由MS存贮于SIM卡上用于MSC/VLR与MS间信令联系。

13、在GSM移动通信系统中，系统消息的发送方式有两种，一种是广播消息，另一种是（随路消息）14、中国移动互联网由全国骨干网、（省内骨干网）和（本地接入网）组成15、我们通常所说的2.5G是指？15、GPRS的英文全称为（C）。

A、Global Packet Radio ServiceB、General Packet Radio SystemC、General Packet Radio ServiceD、Global Packet Radio System16、GPRS网络中，Gb接口与SGSN之间的数据传送一般基于？协议。

17、GPRS通过在GSM数字移动通信网络中引入分组交换的功能实体，以完成用分组方式进行的数据传输？18、数据通信可以有单工、双工、（半双工）三种通信方式。

移动通信复习资料移动通信名词解释：1.⼩区：蜂窝移动通信⽹络把整个服务区划分成若⼲个较⼩的区域（cell）,称为⼩区。

2.⼩区分裂：当新⼩区所⽀持的⽤户⼜达到饱和时，还可以将这些⼩区进⼀步分裂，以适应持续增长的业务需求，这个过程叫⼩区分裂。

3.分集（接受）：指接收端对它收到的多个衰落特性互相独⽴（携带同⼀信息）的信号进⾏特定的处理，以降低信号电平起伏的办法。

4.多径效应：指电磁波经不同路径传播后，各分量场到达接收端时间不同，按各⾃相位相互叠加⽽造成⼲扰，使得原来的信号失真，或者产⽣错误。

5.衰落：电磁波在传播过程中，由于传播媒介及传播途径随时间的变化⽽引起的接收信号强弱变化的现象叫作衰落。

6.信道（频率）配置：信道（频率）配置主要解决将给定的信道（频率）如何分配给⼀个区群的各个⼩区的问题。

在CDMA系统中，所有⽤户使⽤相同的⼯作频率因⽽⽆需进⾏频率配置。

频率配置主要正对FDMA和TDMA系统。

信道分配（配置）的⽅法主要有两种：⼀是分区分组配置法；⼆是等频距配置法。

分区分组配置法所遵循的原则是：尽量减⼩占⽤的总频段，以提⾼频段的利⽤率；同⼀区群内不能使⽤相同的信道，以避免同频⼲扰；⼩区内采⽤⽆三阶互调的相容信道组，以避免互调⼲扰。

等频距配置法是按等频率间隔来配置信道的，只要频距选得⾜够⼤，就可以有效地避免邻道⼲扰。

7.多径时散：假设基站发射⼀个极短的脉冲信号，经过多径信道后，移动台接收信号呈现为⼀串脉冲，结果使脉冲宽度被展宽了。

这种因多径传播造成时间信号扩散的现象，称为多径时散。

8.相关带宽：两相邻场强为最⼩值的频率间隔是与相对多径时延差△(t)成反⽐的，通常称Bc为多径时散的相关带宽。

估算:Bc=1/2π△9.鉴权：由于空中接⼝极易受到侵犯，GSM系统为了保证通信安全，采取了特别鉴权与加密措施。

鉴权是为了确认移动台的合法性，⽽加密是为了防⽌第三者窃听。

鉴权过程主要涉及到AUC、HLR、MSC/VLR和MS，它们均各⾃存储着与⽤户有关的信息和参数。