星星之火-10：移动通信中的用户标识大汇总以及在手机呼叫流程中的使用--MSISDN，MSRN，IMSI，TMSI，PCI， CGI

2024-05-12 20:41:58

引言：

在移动通信中，会用到各种标识终端的标识号，如MSISDN，MSRN，IMSI, TMSI, LMSI, P-TMIS，IMEI, 这些标识号有着不同的用途。

为了简化流程，本文以GSM为例，对这些标识号进行拆解，除了终端标识, 还包括标识基站，逻辑小区标识，物理小区标识等。LTE和5G于此类似。

第1章 GSM网络架构

第2章基站标识

2.1 基站网络标识号

第3章小区标识

3.1 CGI（全球小区识别码）: 逻辑小区

3.2 LTE物理小区标识PCI

第4章终端标识

4.1 国际移动设备识别码IMEI

第5章用户标识

5.1 手机号：移动台国际MSISDN

5.2 移动台漫游号码MSRN

5.3 国际移动用户识别码IMSI

5.4 临时移动用户识别码（TMSI）

5.5 P-TMSI：分组域用户临时标识符

第6章手机呼叫流程

第1章 GSM网络架构

移动通信系统主要由移动台、基站子系统和网络子系统组成。

基站收发台（BTS）和基站控制器BSC（Base Station Controller）构成了基站子系统。

移动台到网络的接口是基站收发信机(BTS)。一个BTS由无线收发信机及多块用于无线电接口的信号处理模块组成。

HLR 为归属位置寄存器：归属位置寄存器（HLR，Home Location Register）是移动网络中存储永久用户信息的主数据库。

VLR拜访位置寄存器：VLR英文全称为Visitor Location Register，中文含义为拜访位置寄存器，它是一个动态数据库，存储所管辖区域中MS（统称拜访客户）的来话、去话呼叫所需检索的信息以及用户签约业务和附加业务的信息，例如客户的号码，所处位置区域的识别，向客户提供的服务等参数。在网络中VLR都是与MSCS合设，协助MSCS记录当前覆盖区域内的所有移动用户的相关信息。

HLR与VLR管理用户标识最重要的两个网元。

第2章基站标识

2.1 基站网络标识号

基站表示号用于标识网络中的基站，基站标识其实没有统一的标准，有运营商自己定义，大体规则如下：

1) 基站编号长度统一为8个字符，由数字、字母和下划线构成。

2) 统一编码规则如下：地市代码（2）+网络代码（1）+厂家代码（1）+室分或专网代码（可选:1）+基站序号（1+3~4）

例如：XTGHM239_1

地市代码：XT，表示邢台

网络代码：G，表示GSM900

设备厂家代码：H，表示华为

室内分布代码：M，表示室内站

基站序号：239

小区序号：1

第3章小区标识

3.1 CGI（全球小区识别码）: 逻辑小区

全球小区识别码（Cell Global Identifier）是用来识别一个小区（基站/一个扇形小区）所覆盖的区域，CGI是在LAI的基础上再加小区识别码（CID）构成的：

LAI = MCC+MNC+LAC

GSM网络：MCC+MNC+LAC+CID

LTE网络： MCC+MNC+ENODEB_ID+CID

MCC（3比特）：移动国家码
MNC（2比特）：移动网络码标识
LAC（16比特）：位置区号码，在GSM网络中，可以定义65536个不同的地区。
CID（16比特）：小区标识码，可以定义65536个不同的小区cell
ENODEB_ID：eNodeB标识码
TAC：区域跟踪码

逻辑小区，全球唯一。

3.2 LTE物理小区标识PCI

PCI全称Physical Cell Identifier，即物理小区标识，LTE中终端以此区分不同小区的无线信号。LTE系统提供504个PCI.

LTE系统提供504个PCI，和TD-SCDMA系统的128个扰码概念类似，网管配置时，为小区配置0～503之间的一个号码。LTE小区搜索流程中通过检索主同步序列(PSS，共有3种可能性)、辅同步序列(SSS，共有168种可能性)，二者相结合来确定具体的小区ID。

现实组网不可避免要对PCI 进行复用，可能造成相同 PCI 由于复用距离过小产生冲突（PCI 冲突）。 PCI规划（物理小区ID规划）的目的就是为每个eNB小区合理分配PCI，确保同频同PCI的小区下行信号之间不会互相产生干扰，避免影响手机正确同步和解码正常服务小区的导频信道。

物理小区，局部唯一，相邻小区不冲突即可。

第4章终端标识

“终端”主要是手机本身，由手机的硬件决定的，称为终端标识。

“用户”主要是使用手机的账号，由SIM卡决定，称为用户标识。手机通话过程中的标识，大都数属于用户标识。

在欧美，大多数是机卡一体，在国内，大多数是机开分离的。

终端和用户其实是捆绑在一起的，这里只是人为的把他们区分开, 便于管理各种ID号。

4.1 国际移动设备识别码IMEI

国际移动设备识别码（International Mobile Equipment Identity，IMEI），即通常所说的手机序列号、手机“串号”，用于在移动电话网络中识别每一部独立的手机等移动通信设备，相当于移动电话的身份证。是有手机厂家决定的，而不是运营商决定的。

手机IMEI码由15-17位数字组成：TAC+FAC+SNR+CD+SVN

第一部分 TAC，Type Allocation Code，类型分配码，由8位数字组成（早期是6位），是区分手机品牌和型号的编码，该代码由GSMA及其授权机构分配。其中TAC码前两位又是分配机构标识（Reporting Body Identifier），是授权IMEI码分配机构的代码，如01为美国CTIA，35为英国BABT，86为中国TAF。

第二部分 FAC，Final Assembly Code，最终装配地代码，由2位数字构成，仅在早期TAC码为6位的手机中存在，所以TAC和FAC码合计一共8位数字。FAC码用于生产商内部区分生产地代码。

第三部分 SNR，Serial Number，序列号，由第9位开始的6位数字组成，区分每部手机的生产序列号。

第四部分 CD，Check Digit，验证码，由前14位数字通过Luhn算法计算得出。

第五部分 SVN，Software Version Number，软件版本号，区分同型号手机出厂时使用的不同基带软件版本，仅在部分品牌的部分机型中存在。

国际移动设备识别码一般贴于机身背面与外包装上，同时也存在于手机存储器中。

在大部分终端设备中都可以通过拨号输入*#06#来查询。也可以使用AT命令查询，ATD*#06#或AT+CGSN。

大多数情况下，该ID并作为通信过程的用户标识，只是标识手机型号。

在没有SIM，打紧急电话时，该ID可用作通信过程的用户标识。

第5章用户标识

用户标识用于标识不同的终端用户，用户标识比较复杂，用户标识由于涉及到无线通信、终端网络通信、计费等功能。

因此，终端需要与多个网元之间的通信，与不同网元之间的通信，时候不同的标识，有时候需要相同标识。

5.1 手机号：移动台国际MSISDN

MSISDN是指主叫用户为呼叫GSM PLMN中的一个移动用户所需拨的号码，作用同于固定网PSTN号码；

是在公共电话网交换网络编号计划中，唯一能识别移动用户的号码，俗称手机号！

手机号，就像互联网中PC机的域名一样，是公开的、唯一的标识一个终端，但在底层通信中，又不使用它，只是方便用户的记忆。

互联网中真正的底层通信使用的是MAC地址+IP地址。

移动通信中，使用的是国际移动标识IMSI和临时移动标识TMSI。

MSISDN组成包含如下三个部分：CC+NDC+SN

CC（3位）：Country Code，含义为国家码，因为陆地移动网络遍布全球各地，自然需要对不同国家的移动用户进行区分，中国的国家码为86。
NDC（3位）：National Destination Code，表示国内目的地码，也称网络接入号。为保障消费者的利益并允许合理的市场竞争，每个主权国家都可以授权一个或多个网络运营商组建并经营移动网络，例如中国三大移动运营商之中国移动网络接入号为134~139、150~152、188等，中国联通为130~132、185~186等，中国电信为133、153、180、189等。

中国电信号段：133、153、173、177、180、181、189、190、191、193、199

中国联通号段：130、131、132、145、155、156、166、167、171、175、176、185、186、196

中国移动号段：134(0-8)、135、136、137、138、139、1440、147、148、150、151、152、157、158、159、172、178、182、183、184、187、188、195 [1] 、197、198

中国广电号段：192

14号段部分为上网卡专属号段：中国联通145，中国移动147，中国电信149.

虚拟运营商：

电信：1700、1701、1702、162

移动：1703、1705、1706、165

联通：1704、1707、1708、1709、171、167

卫星通信：1349、174

物联网：140、141、144、146、148

SN（8位）：Subscriber Number，客户号码。

SN=归属地（4位）+ 个人ID(4位）组成。

正是因为有归属地，才可以直接通过手机号查该手机号的归属地：是北京、上海、还是南京.....

需要说明的是，个人的手机号，是不存储在手机端的，即不存储在SIM卡中。手机开机后，并不知道自己的手机号！

因为通信过程中，并不通过手机号来标识手机终端或用户。

在呼叫其他手机时，虽然会通过手机号呼叫对方，但实际上，网络会把被叫的手机号，翻译成其对应的IMSI.

5.2 移动台漫游号码MSRN

移动通信区别于固定通信的主要特征在于手机用户是可以不断进行移动的。那么当我们拨打一个手机用户时，并且该用户正在漫游，网络设备是如何找到这个用户的呢？因此，仅仅手机号还是不够的。IMSI解决不了移动问题。

这时就需要用到MSRN（Mobile Station Roaming Number），即移动台漫游号码了。

这个漫游号码非常重要！漫游是一个广义的概念，手机只要不是其初始登记区域的移动网络，都称为漫游。

因此，不仅仅限于同一个运营商不同的区域的网络之间的漫游，即同城漫游，同省漫游，跨省漫游等，还涉及不同运营商的漫游，不同国家网络之间的漫游。

不同网络中的手机号的格式是不一样的！MSRN是在漫游网络中临时分配的手机号！

用于其他网络用户与漫游网络中的用户进行通信。不能使用home网络中的MSISDN来标识了，这就是需要在目标网络中分配移动台漫游号码MSRN的重要意义！！！

MSRN的构成：CC+NDC+SN （与移动台国际MSISDN格式一致）

CC=国家号（中国为86）

NDC=国内目的地号

SN=用户号

MSRN存放在VLR服务器中，当用户漫游到一个新的移动网络中是，不管是否打电话，VLR服务器都会手机分配一个MSRN，并且实时地通知手机的归属位置寄存器HLR,告诉其自己漫游的位置，以方便网络能够方便地找到自己！

VLR英文全称为Visitor Location Register，中文含义为拜访位置寄存器，它是一个动态数据库，存储所管辖区域中所有注册的MS（统称拜访客户）的来话、去话呼叫所需检索的信息以及用户签约业务和附加业务的信息，例如客户的号码，所处位置区域的识别，向客户提供的服务等参数。在网络中VLR都是与MSCS合设，协助MSCS记录当前覆盖区域内的所有移动用户的相关信息。

当一个移动终端，离开原先的VLR，进入另一个新的VLR时，原有LVR会删除其MSRN信息，新的VLR为其分配新的MSRN。并且通知归属位置寄存器，自己所在的新的位置VLR的地址！

5.3 国际移动用户识别码IMSI

国际移动用户识别码（英语：IMSI，International Mobile Subscriber Identity），是用于区分蜂窝网络中不同用户的、在所有蜂窝网络中不重复的识别码。

每个手机在注册到网络中时，手机将IMSI存储于SIM开中的一个64比特的字段发送给网络，用来标识自己的身份信息。

IMSI结构：MCC + MNC + MSIN

IMSI:310150123456789
MCC：移动国家码Mobile Country Code	310	美国
MNC：移动网络代码Mobile Network Code	150	美国电话电报公司（AT&T Mobility）
MSIN：移动订户识别代码Mobile subscription identification number	123456789

IMSI:460001357924680
MCC：移动国家码Mobile Country Code	460	中华人民共和国
MNC：移动网络代码Mobile Network Code	00	中国移动
MSIN：移动订户识别代码Mobile subscription identification number	1357924680

IMSI是手机终端用户的"身份证号！", 手机号是手机终端用户的“域名”。

IMSI号存放在SIM卡中，与手机硬件无关，这就是为啥，可以把SIM卡更换到其他手机中的根本原因。

IMEI号才是手机硬件的标识，存放在手机的基带处理单元中。

通信网是通过IMSI识别用户身份以及其对应的权限，这些信息被永久性的存放在一个所谓的归属位置寄存器（HLR，Home Location Register）的服务器的数据库中。只要用户没有注销，其信息，一直被存放在该服务器中，该信息与SIM卡中的信息是一致的。

在数据库中与IMSI对应的，除了该用户的访问权限，接入优先级，开通的业务，还包括其手机号：

使用过手机的人都知道，在打电话时，寻址目标终端，拨出去的号码是手机号，而不是IMSI号，这就意味着，在呼叫建立的过程中，需要先把目标终端的手机号先转换成目标手机的IMSI。

手机在归属地网络中的所有计费，都是基于IMSI号进行统计的。

在上述表格中，最右边的表示VLR地址，手机漫游地的地址！

无论是home网络中的IMEI还是漫游网络中的MSRN，主要的功能用于身份标识与计费，而不是用户无线业务通信会话（如打电话）过程中的用户标识，在通信会话过程中，为了避免被监听者识别并追踪特定的用户，大部分情形下手机和网络之间的通信会使用随机产生的临时移动用户识别码（TMSI，Temporary Mobile Subscriber Identity）代替IMSI或MSRN。