移動交換網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識

1、移動交換網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識本文簡要介紹語音業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，各功能實體以及呼叫信令流程、編號計劃1.語音業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖：圖01 語音業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖其中：MS ：Mobile Station，移動臺（手機）BTS：Base Station Transceiver，基站BSC ：Base Station Controller, 基站控制器MSC ：Mobile Switching Center, 移動交換中心，在軟交換架構(gòu)下，MSC被分為：MSCe+MGW兩套設(shè)備，實現(xiàn)呼叫控制與媒體承載的分離，其中MGW主要完成TG（接入網(wǎng)關(guān)）的功能，MSCe完成控制、管理等功能,包括：移動性管理（位置更新、切換/漫游等）

2、、呼叫處理、VLR數(shù)據(jù)管理（用戶數(shù)據(jù)管理、位置管理、漫游號碼分配等）、計費話單處理。VLR ：Visitor Location Refister, 拜訪位置寄存器HLR：Home Location Register，歸屬位置寄存器AuC：Authentication Center，鑒權(quán)中心 ，通常與HLR合設(shè)。SMC：Short Message control 短消息控制中心PSTN：Public Switch Telephone Network, 公共交換電話網(wǎng)OMC：Operation and Maintenance Center 操作維護(hù)中心（即：各類網(wǎng)管、報表、信令監(jiān)測系統(tǒng)等）其中：B

3、TSBSCMGW設(shè)備在地市，MSCe/VLR在鄭州和洛陽有配置，HLR/AUC、SMC設(shè)備均在省公司配置，全省公用。1.1 網(wǎng)絡(luò)實體說明1.1.1 移動交換中心 （MSCe） MSC是完成對位于其服務(wù)區(qū)域內(nèi)移動臺進(jìn)行控制、交換的功能實體，也是CDMA網(wǎng)與其他公用交換網(wǎng)或其他MSC間用戶話務(wù)的自動接續(xù)設(shè)備。MSC是CDMA蜂窩移動通信系統(tǒng)的核心，它與有線交換機的不同在于：MSC必須考慮無線資源的分配和用戶的移動特性，且至少必須做以下處理：（1）位置登記處理、 （2）切換處理1.1.2 拜訪位置寄存器（VLR）拜訪位置寄存器負(fù)責(zé)存儲和更新漫游到該VLR服務(wù)區(qū)域的移動臺的用戶數(shù)據(jù)，VLR一般與MSC

4、合設(shè)。當(dāng)移動臺進(jìn)入新位置區(qū)，MSC將通知VLR，由VLR向HLR發(fā)起登記處理以更新用戶位置信息。VLR還在數(shù)據(jù)庫中存儲呼叫建立所必需的信息以供MSC檢索。一個VLR可負(fù)責(zé)一個或多個MSC區(qū)域。具體有如下信息：服務(wù)項目信息（PROFILE）移動識別號碼/國際移動臺標(biāo)識（MIN/IMSI）秘密 SSD etwork Network 2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222電子序列號（ESN）移動臺鑒權(quán)數(shù)據(jù)（AUTHEN）移動臺批準(zhǔn)數(shù)據(jù)（AUTHOR）移動臺臨

5、時漫游號碼（TLDN）移動臺位置信息（LAI）1.1.3 歸屬位置寄存器（HLR）歸屬位置寄存器為移動網(wǎng)絡(luò)提供用戶信息的存儲和管理功能，包括移動用戶的開戶、注銷、業(yè)務(wù)的授權(quán)和撤消等，同時協(xié)助完成用戶的呼叫和業(yè)務(wù)操作。一個CDMA網(wǎng)絡(luò)根據(jù)用戶數(shù)量、設(shè)備容量及網(wǎng)絡(luò)組織方式可以設(shè)置一個或多個HLR，多HLR采用虛擬的方式實現(xiàn)。在HLR中存儲的用戶信息包括兩種信息：（1）用戶簽約信息使呼叫的路由和計費能夠?qū)崿F(xiàn)的一些位置信息（例如：VLR地址、MSC地址、本地移動臺標(biāo)識）（2）在HLR中保存和用戶相關(guān)的信息主要包括：服務(wù)項目信息（PROFILE）（即：用戶開通的各項新業(yè)務(wù)功能）移動識別號碼/國際移動臺標(biāo)

6、識（MIN/IMSI）電子序列號（ESN）移動臺用戶號碼（MDN）IMSI/MIN和MDN通常被用于訪問移動用戶數(shù)據(jù)庫的鍵值。HLR中還包括移動用戶的以下其它信息：電信業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、智能業(yè)務(wù)、短消息業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、服務(wù)限制（如：漫游限制）補充業(yè)務(wù)參數(shù)1.1.4 鑒權(quán)中心（AuC） 鑒權(quán)中心AuC是一個管理與移動臺相關(guān)的鑒權(quán)信息的功能實體。完成對移動用戶的鑒權(quán)，存儲移動用戶的鑒權(quán)參數(shù)，并能根據(jù)MSC/VLR的請求產(chǎn)生、傳送相應(yīng)的鑒權(quán)參數(shù)，AUC中的用戶鑒權(quán)參數(shù)，AUC中的用戶鑒權(quán)可以采用加密的方式存放。1.1.5 短消息中心（SMC）CDMA蜂窩移動通信系統(tǒng)中的一個獨立實體，和MSC、HLR等其它實

7、體配合，完成CDMA蜂窩移動通信系統(tǒng)用戶短消息的接收、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)，保存用戶相關(guān)的短消息的數(shù)據(jù)。1.1.6 操作維護(hù)中心（OMC）操作維護(hù)中心為運營商提供對網(wǎng)絡(luò)的操作和維護(hù)服務(wù)，實現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)各部件功能的監(jiān)視、故障診斷、狀態(tài)報告等，以提高系統(tǒng)的整體工作效率及服務(wù)質(zhì)量。1.1.7 基站控制器（BSC）基站控制器BSC是基站系統(tǒng)的控制部分。BSC主要負(fù)責(zé)無線網(wǎng)絡(luò)管理、無線資源管理、BSS的維護(hù)管理、呼叫處理、控制完成移動臺的切換、完成語音編碼及支持高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 BSC在系統(tǒng)中的位置和作用如下： BTS通過Um接口（空中接口）與MS連接，通過Abis接口與BSC連接；BSC通過A接口與MSC連接，通

8、過A10/A11接口與PDSN連接，一個BSC可以和多個BTS連接，實現(xiàn)多BTS的集中控制和管理。1.1.8 基站收發(fā)信機（BTS）基站收發(fā)信機BTS是基站系統(tǒng)的無線部分，由BSC控制， BTS實現(xiàn)無線傳輸及相關(guān)的控制功能。移動臺MS通過無線鏈路經(jīng)BTS接入CDMA蜂窩移動通信系統(tǒng)。1.1.9 移動臺（MS）移動臺，移動通信的終端設(shè)備。能夠收發(fā)無線信號，實現(xiàn)移動性業(yè)務(wù)、呼叫業(yè)務(wù)及短消息業(yè)務(wù)等。與BTS通過空中接口相連。2.EVDO業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖：AT ：Access Terminal，接入終端，相當(dāng)于1X中的MS移動臺。AN ：Access Network，接入網(wǎng)絡(luò)，相當(dāng)于1X中的BSC+BT

9、S。AN AAA ：AAA server for access network，接入網(wǎng)絡(luò)鑒權(quán)、授權(quán)、記費服務(wù)器Source:源; Target:目的PCF：Packet Control Function，分組控制功能模塊PDSN：Packet Data Service Node，分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點AAA：Authentication Authorization Accounting，鑒權(quán)、授權(quán)、記費服務(wù)器HA：Home Agent，歸屬代理其中地市為：PCF設(shè)備（BSC設(shè)備中包含PCF設(shè)備），其他PDSN、AAA服務(wù)器、HA設(shè)備均在省公司配置，全省共用。2.1分組控制功能模塊（PCF） PCF主

10、要負(fù)責(zé)軟切換時對多路反向業(yè)務(wù)信道數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇；軟切換時對前向業(yè)務(wù)信道數(shù)據(jù)到不同小區(qū)/扇區(qū)的分發(fā)；它通過PCFS的內(nèi)部總線與PCFIM模塊相連。PCFS子系統(tǒng)全稱為分組控制功能子系統(tǒng)，它是實現(xiàn)分組控制功能資源共享池中的最小物理單元。其主要功能包括：1進(jìn)行數(shù)據(jù)的封裝；2通過A9、A11接口建立、配置、維護(hù)A8和A10鏈路，建立移動臺與PDSN之間的PPP鏈路，實現(xiàn)分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳遞；3提供與基站內(nèi)部通信網(wǎng)的接口，視基站軟件功能點的分布而具有不同的功能，如RLP(無線鏈路）協(xié)議、功控、切換控制等。2.2分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點（PDSN）PDSN是分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點，作為接入網(wǎng)關(guān)，提供Simple IP和Mo

11、bile IP接入方式，為cdma2000移動臺提供訪問Internet或Intranet的服務(wù)。在cdma2000 1X階段為每個用戶可以最高提供144 kbps的接入速率，到cdma2000 EV-DO階段可以為每個用戶提供最高2M的接入速率。2.3鑒權(quán)、授權(quán)與計費服務(wù)器（AAA）1鑒權(quán)：Authentication，完成Simple IP、Mobile IP的鑒權(quán)2 授權(quán)：Authorization; 用戶配置信息3. 計費：Accounting; 統(tǒng)計PDSN 發(fā)送來的計費信息,支持基于分組的計費。2.4歸屬代理（HA）1.維護(hù)用戶注冊信息并將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到PDSN2.利用鑒權(quán)、授權(quán)與計

12、費服務(wù)器執(zhí)行鑒權(quán)和認(rèn)證3 鑒權(quán)后分配歸屬網(wǎng)絡(luò)的IP地址4、支持反向隧道3.呼叫流程3.1語音呼叫流程移動臺起呼動作動作描述A移動臺發(fā)起呼叫。B基站證實。C基站向MSC發(fā)送CM業(yè)務(wù)請求消息。D同時基站開始建立業(yè)務(wù)信道。EMSC向基站發(fā)送指配請求消息。F基站向移動臺發(fā)送擴展信道指配消息。G基站捕獲移動臺。H基站證實。I移動臺證實。J業(yè)務(wù)協(xié)商過程。K基站向MSC發(fā)送指配完成消息。LMSC通過業(yè)務(wù)信道向MS發(fā)送回鈴音。M被叫方摘機，MS進(jìn)入話音通話狀態(tài)。3.2語音呼叫流程移動臺被呼動作作動作描述aMSC發(fā)起尋呼移動臺b移動臺發(fā)尋呼響應(yīng)消息。c基站證實。d基站向MSC發(fā)送尋呼響應(yīng)消息。e同時基站開始建立

13、業(yè)務(wù)信道。fMSC向基站發(fā)送指配請求消息。g基站向移動臺發(fā)送擴展信道指配消息。h基站捕獲移動臺。i基站證實。j移動臺證實。k業(yè)務(wù)協(xié)商過程。l基站向MSC發(fā)送指配完成消息。mMSC通過業(yè)務(wù)信道向MS發(fā)振鈴音。n移動臺證實。o移動臺摘機p基站證實q基站向MSC轉(zhuǎn)發(fā)移動臺摘機消息r通話雙方進(jìn)入通話狀態(tài)4.編號計劃4.1覆蓋區(qū)定義：扇區(qū)：SECTOR，指一個基站某個特定方向的天線所覆蓋的區(qū)域。小區(qū)：CELL，指一個特定的基站BTS所覆蓋的區(qū)域。位置區(qū)LAC：定位和尋呼區(qū)，在此區(qū)域內(nèi)移動臺可以自由移動而無需進(jìn)行位置更新。若干個小區(qū)組成一個位置區(qū)（LAI），位置區(qū)的劃分是由網(wǎng)路運營者設(shè)置的。一個位置區(qū)可能

14、和一個或多個BSC有關(guān)，但只屬于一個MSC。位置區(qū)信息存儲于系統(tǒng)的MSC/VLR中，系統(tǒng)使用位置區(qū)識別碼LAI識別位置區(qū)。MSC區(qū)：由一個MSC控制的區(qū)域。一個MSC業(yè)務(wù)區(qū)是其所管轄的所有小區(qū)共同覆蓋的區(qū)域，可由一個或幾個位置區(qū)組成。PLMN區(qū)：公用陸地移動通信網(wǎng)，PLMN業(yè)務(wù)區(qū)是由一個或多個MSC業(yè)務(wù)區(qū)組成。每個國家有一個或多個。4.2編號計劃： MIN/IMSI：國際移動臺識別碼；IMSI是在PLMN網(wǎng)中唯一識別一個移動用戶的號碼，由15位數(shù)字組成。IMSI存儲在HLR、VLR和UIM卡中。IMSI=MCC+ MNC+ MSINMCC移動國家號碼，由3位數(shù)字組成，唯一地識別移動用戶所屬的國

15、家。我國為460。MNC移動網(wǎng)號，由兩位數(shù)字組成，用于識別移動用戶所歸屬的移動網(wǎng)。電信CDMA網(wǎng)為03.聯(lián)通GSM網(wǎng)為01.MSIN移動用戶識別號碼，是一個十位的等長號碼。即：MIN。IMSI存儲在HLR、VLR和SIM卡中。MDN：移動號碼簿號碼ESN：電子序列號TLDN：臨時本地號碼簿號碼CDMA通信中，TLDN用于被叫尋址。移動通信由于用戶的移動性，手機號碼與位置是沒有固定聯(lián)系的，無法根據(jù)手機號碼對被叫進(jìn)行尋址。TLDN是全球唯一的，每個MSC/VLR有1000個號碼。被叫尋址時，GMSC查詢HLR，HLR則向被叫所在的VLR發(fā)routing req消息，VLR立即為該被叫分配TLDN，并且將TLDN和用戶的IMSI號碼做一個對應(yīng)關(guān)系表儲存起來。隨后，GMSC根據(jù)這個TLDN，把路由一直搭到被叫用戶手機上。LAI：