1、GSM移动通信系统简介,无线交换 梁莉,内容概要,GSM系统结构 无线相关概念 GSM移动通信网络 信令系统简介 GSM 标识码 话务过程介绍 局数据简介,MS,BTS,BTS,BTS,BSC,MSC,HLR,VLR,OMC”R”,Um Interface,Abis Interface,A Interface,BSS,OMC”S”,BTS,EIR,SS,IWF,AUC,GSM 系统结构,MS-移动台,MS= ME+SIM(Subscriber Identify Module)ME:TX、RX、信号处理、信号测量（SS+SQ)Idle:小区选择Busy:HO(本小区SS+SQ,相邻小区SS)SI
2、M卡:固定数据：IMSI,MSISDN,Auth Para Ki临时数据：(LAI,Kc:Rand+Ki+A8)服务数据：(B.S+S.S.),BSS (Base Station System)基站系统,完成所有与无线相关的功能。保障无线发送和管理无线资源BSS=BSC+BTS,BSS-BTS（基站收发信机),移动用户与系统间的I/FRadio T/R 无线信号收发Signal processing 信号处理Measurement 信号测量（SS+SQ),BSS-BSC：基站控制器,无线信道分配MS 的HO越区切换动态功率调解（MS+BTS)小交换机，连接BTS到MSCBSC的操作维护功能,S
3、S(Switch System)交换子系统,呼叫建立，必要的移动性管理SS = MSC+VLR+HLR+AUC,MSC:(Mobile Service Switching System)移动业务交换中心 完成所有交换相关功能 （call setup,call routing,supervision,releasing) 计费功能 鉴权、加密功能 分配TMSI 控制BSC 与其它节点通信功能（HLR/VLR/MSCs) 控制MS的位置更新，配合BSC完成BSC间、MSC间的越区切换,SS-MSC,SS-GMSC,I/F功能： （连接本通信网与其它通信网络的交换机）漫游查询MSRN:MT呼叫时,向
4、HLR询问用户位置信息路由功能,SS-VLR(Visitor Location Register）,VLR：拜访位置寄存器负责存储和更新该VLR所管辖的地区中的移动用户MSC用户识别码：IMSI,TMSI用户状态信息：idle,busy,deteach用户位置信息：LAI附加服务数据(如呼叫转移）主要从HLR拷贝而来临时性存储,HLR：归属位置寄存器 存储全部“归属用户”的信息:-Operator 用户识别码：IMSI，MSISDN 附加用户服务数据 用户位置信息：MSC 地址 Triplet鉴权加密参数 永久存储 与其它节点通信（MSC/VLR/AUC/GMSC),SS-HLR(Home L
5、ocation Register）,SS-AUC(Authentication Center）,存储各用户密钥Ki,产生用于鉴权的参数RAND和SRES与HLR 通信，传递Triplet（RAND、SRES、Kc),GSM系统中的接口表,关键的通信质量指标,接通率：指用户应答、被叫用户忙、被叫用户不应答、用户不可及（包括被叫不在服务区、被叫呼入限制、拔电池、关机）的次数与总有效呼叫次数之比 掉话率：指在用户通话过程中，出现掉话的概率 无线信道拥塞率：指由于无线信道（包括话音和信令信道）出现拥塞，而导致业务失败的概率。,试呼次数 溢出次数：占不上中继电路 占用次数 接通次数 应答次数,话务量,定
6、义：在单位时间（1小时）内，平均呼叫次数 每次呼叫平均占用信道的时间单位：爱尔兰（Erl） 例，一个呼叫占用信道1小时，话务量为1爱尔兰 例，5个信道，1分钟内10次呼叫，每次呼叫平均占用时长12秒：则总话务量A=1012/60=2Erl;每信道平均话务量=2/5=0.4erl,内容概要,GSM系统结构 无线相关概念 GSM移动通信网络 信令系统简介 GSM 标识码 话务过程介绍 局数据简介,蜂窝系统,类似自然界蜂窝的一个小区 一个接一个的“蜂窝”组成蜂窝覆盖 距离足够远的“蜂窝”使用同一频率，即频率复用,微蜂窝：覆盖半径数十米 宏蜂窝：半径可达30Km,市区,近郊,农村,Cell小区 (基本
7、小区/基站小区) LA位置区：-LU MSC 服务区 PLMN 服务区 GSM 服务区,GSM无线覆盖区域划分,*Cells capacity is determined by the No.of frequencies,频率资源分配,多址技术,多址技术就是要使众多的客户公用公共通信信道所采用的一种技术 FDMA：频分多址。传统无线广播和模拟蜂窝移动系统 TDMA：时分多址。GSM系统采用的技术 CDMA：码分多址。CDMA系统,TDMA系统中一个载频分为8个时隙，一个时隙一个信道。,无线信道,物理信道：TDMA帧上一个时隙 逻辑信道：按物理信道上实际传送的信息内容的性质来划分成不同逻辑信道
8、TCH业务信道：话音和数据信息 CCH控制信道:信令和同步信息 BCH：频率校正FACCH、同步SCH、广播控制BCCH CCCH：寻呼PCH 、随机接入RACH 、准予接续AGCH、小区广播控制CBCH（短信） DCCH：独立专用控制SDCCH 、慢速链接控制SACCH 、快速链接控制FACCH,内容概要,GSM系统结构 无线相关概念 GSM移动通信网络 信令系统简介 GSM 标识码 话务过程介绍 局数据简介,移动通信网络,信令网承载信令消息的传递和交换HSTP，LSTP，SP（MSC/HLR/GSMC/SCP/SMSC.）话路网承载语音数据的传递和交换TMSC1，TMSC2，MSC/GMS
9、C,MSC （端局）,TMSC2（二级汇接局）,TMSC1,TMSC1（一级汇接局）,长途Provincial,本地Local,TMSC2,MSC,GMSC （关口局）,PSTN,话务三级网络,SP,LSTP,HSTP,SP,SP,LSTP,SP,信令网基本结构,内容概要,GSM系统结构 无线相关概念 GSM移动通信网络 信令系统简介 GSM 标识码 话务过程介绍 局数据简介,信令概念及分类,信令：交换系统之间相互传递信息所必须遵守的协 议和规定消息 ，称为“信令”用户线信令：用户与端局之间局间信令：交换机之间，交换机与网管、数据库间随路信令 CAS:线路信令、寄发器信令（e.g.:中国1号）
10、公共信道信令 CCS （e.g.:C7),随路信令,公共信道信令,MTP(Message Transfer Part)消息传递部分完成消息的可靠传递，分为:信令数据链路功能层、链路控制功能层、公共传递控制功能层。常用概念：信令链路(组)、信令路由（组）、信令点编码SPC、DPC etc.SCCP(Signalling Connect Control Part)信令连接控制部分传送与呼叫或连接无关的信令、控制消息常用概念：GT码，GT+DPC寻址，DPC+SSN寻址，SSN，MSISDN,IMSI,MGTTCAP(Transaction Capabilities Application Part
11、）事物能力应用部分用户部分TUP(Telephone User Part)、DUP(Data User Part)ISUP-ISDN User Part MAP-Mobile Application PartOMAP-Operation & Maintainence Application PartTUP中常用概念：中继、话路、目的码,七号信令系统,SPC(Signaling Point Coding),主信令区：编码是以省、自治区、直辖市为单位编排；分信令区：以本地网或地区为单位编排； 信令点编码：每个SP点分配一个。14BIT的SPC：用于MSC和BSC通信,信令点编码,24BIT的SPC
12、：,GSM网信令,MSC,EIR,AUC,VLR,HLR,GMSC,BTS,BSC,MSC,ISDN,PSTN,MAP,(MAP),MAP,MAP,MAP,MAP,MAP+ISUP,TUP,ISUP,ISUP,BSSAP,LAPD,内容概要,GSM系统结构 无线相关概念 GSM移动通信网络 信令系统简介 GSM 标识码 话务过程介绍 局数据简介,GSM 系统号码计划（一）,GSM移动通信网中存在着多种用来识别身份的各种号码的编号计划用户相关号码：移动用户号码：MSISDN=CC+NDC+SN (E.164)移动用户识别码：IMSI=MCC+MNC+MSIN (E.212)临时移动用户识别码：T
13、MSI，临时分配，即时释放移动用户漫游号码：MSRN=CC+NDC+SN国际移动设备识别码：IMEI=TAC+FAC+SNR,GSM 系统号码计划（二）,网络相关号码： 位置区识别码：LAI=MCC+MNC+LAC 小区全球识别码：CGI=MCC+MNC+LAC+CI 基站色码：BSCI=NCC+BCC设备相关号码： 设备识别码：MSCID （ MSC/GMSC/HLR/SCP/SGSN/SMSC）,内容概要,GSM系统结构 无线相关概念 GSM移动通信网络 信令系统简介 GSM 标识码 话务过程介绍 局数据简介,话务过程,位置更新流程 呼叫流程 切换流程,移动通信特有现象1位置更新,LU 是
14、实现用户漫游的过程 位置更新是MS在空闲模式上处理用户的移动性 位置更新分为三种类型 普通位置更新当MS从一个LAC转移到另一个LAC时，监听到新小区的 LAC与储存在SIM卡上的LAC不同，则要进行普通位置更新 IMSI附着 周期性位置更新,1.,2.,4.,2.,3.,3.,4.,BSC,MSC,VLR,HLR,LA-LA,MSC/VLR内位置更新,MS,BTS,BSC,信道请求 RACH,信道请求(附TA估计）,信道激活,选择空闲SDCCH,信道激活证实,立即分配 SDCCH AGCH,信道请求和分配,4.,4.,BSC,MSC,VLR,HLR,.,1.,3.,2.,3.,不同MSC/V
15、LR间位置更新,发起呼叫 HLR位置查询 MSRN请求分配 建立呼叫,移动用户呼叫建立流程,手机做主叫,1.,2.,4.,1.,3.,3.,4.,BSC,MSC/VLR,PLMN,PSTN,TE,2.,手机做被叫,10.,11.,5.,9.,2.,BSC,MSC/VLR,HLR,LE,GMSC,8.,11.,10.,9.,8.,11.,7.,4.,5.,6.,1.,1.,3.,PSTN,PLMN,MSISDN,MSISDN,MSISDN,IMSI-MSC Add.,IMSI,MSRN,IMSI-MSRN,MSRN,MSRN,IMSI,PCH,RACH,AGCH,SDCCH,呼叫过程(移动用户间
16、),MSC,HLR,1,VLR,2,3,4,5,Radio System,Radio System,MSC,移动通信特有现象2越区切换,越区切换是指通话过程中移动用户变换小区的过程 根据切换过程，大体可以分为以下四种 小区内切换 BSC内切换 BSC间切换 MSC间切换,new BSC,MSC-B,MSC-A,Old BSC,1.,5.,2.,7.,7.,10.,6.,5.,3.,4.,10.,11.,10.,9.,8.,MSC间HO,Inter-MSC HO 信令过程,PSTN,MSC/VLR-A,MSC/VLR-B,HLR-A,To be continue,Prepare HO,Prepa
17、re HO ACK,IAM(TUP),ANC(TUP),Process access signal,Send end signal,Forward access signal,Process access signal,RLG(TUP),CLF(TUP),Send end signal ACK,ACM(TUP),continue,PSTN,MSC/VLR-A,MSC/VLR-B,HLR-A,The end,Send auth. info.,auth. info.,Update location,Insert sub. data,Insert sub. data ACK,Update locat
18、ion ACK,Cancel location,Cancel location ACK,内容概要,GSM系统结构 无线相关概念 GSM移动通信网络 信令系统简介 GSM 标识码 话务过程介绍 局数据简介,什么是局数据,简单地说，就是全局数据。相对用户数据来说，用户数据是针对某个用户的数据，而局数据是影响整个交换局的数据。局数据也可以理解成交换机中的一种配置数据，配置数据采集中采到的数据都是局数据中的一种。局数据是移动网中交换机为完成移动通信所需使用的最关键的数据,局数据的种类,号码分析类数据被叫号码号码分析GT号码数据 路由寻址类数据话务路由数据。中继，中继群，路由，路由组信令路由数据。信令链
19、路，信令链路组，信令路由 蜂窝无线网管理数据小区数据 计费、鉴权管理数据SCP的号码与区号对应表，SMSC中的鉴权号码数据等 系统参数类数据,局数据的特点,重要局数据的设置直接影响通信畅通 应用广泛移动交换网络中所有网元都需要设置相应的局数据。 复杂网元类型不同，所需设置的局数据各不相同。同一类型的网元，不同厂家根据自己交换机设计的特点，局数据设置也不同。数据量大一个网元中的局数据少则几百条，多则几万条 全网性网络中所有网元的数据都对全网有效，网元间的数据都相互关联，共同保证通信畅通,GT数据,GT数据是局数据中的一种，是SCCP信令寻址数据。分析GT号码并确定其信令路由指向。,GT寻址地址信息为GT号码用于SCCP层寻址,DPC+SSN寻址地址信息为DPC+SSN用于MTP层寻址,寻址方式,被叫号码分析表,分析用户拨打的电话号码，将其转换成路由的数据。主要完成路由转换、计费控制、号码长度控制、号码转换、目的码分配等功能号码类型：网内移动号码，动态漫游号码，网间移动号码，网间固定号码，短号码（业务接入号）特服号码，空号,谢谢！,
