中國蜂窩移動通信網-基本原理實際網絡常用概念

1數字蜂窩移動通信系統內容概要:GSM/CDMA移動通信系統關系GSM系統組成GSM系統接口編號計劃與撥號方式語音業(yè)務接續(xù)過程話務網絡結構及移動聯通組網信令網絡結構及移動聯通組網移動通信特有的兩個功能過程GSM/CDMA通信系統關系2相同點GSM、CDMA都是數字蜂窩移動通信系統區(qū)別處技術無線發(fā)送接收的制式不同調制解調的方法不同來源

GSM標準由歐洲ETSI制定，CDMA標準由美國FCC提出3電話系統的小注解PSTNPLMNPSTN:PublicSwitchingTelephoneNetworkPLMN:PublicLandMobileNetwork4GSM系統組成(一)MSBTSBTSBTSBSCMSCHLRVLROMC”R”UmInterfaceAbisInterfaceAInterfaceBSSOMC”S”EIRNSSAUCOSS5GSM系統組成(二)MSC：移動業(yè)務交換中心完成語音業(yè)務相關控制和接續(xù)功能（callsetup,callrouting,supervision,releasing)計費功能移動管理：控制MS的位置更新，配合BSC完成BSC間、MSC間的越區(qū)切換安全管理：鑒權、加密功能6GSM系統組成(三)HLR：歸屬位置寄存器存儲全部“歸屬用戶”的信息用戶識別碼：IMSI，MSISDN附加用戶服務數據用戶位置信息：訪問地MSC地址永久存儲7VLR：拜訪位置寄存器負責存儲和更新該VLR/MSC所覆蓋范圍中的移動用戶信息用戶識別碼：IMSI,TMSI用戶狀態(tài)信息：idle,busy,detached用戶位置信息：LAI附加服務數據(如呼叫轉移）主要從HLR拷貝而來臨時性動態(tài)存儲GSM系統組成(四)8GSM系統組成(五)AUC：鑒權中心防止非法用戶接入GSM系統為每個用戶提供鑒權三參數(隨機號碼RAND,符合響應SREA，密鑰Kc)以鑒別用戶身份的合法性現網中是和HLR放在一起EIR:設備識別寄存器本質上是數據庫存貯與移動設備(ME)有關的數據,用途防止非法移動臺的使用現在中國移動和聯通都沒買該設備9GSM系統組成(六)BSS(BaseStationSubsystem):基站子系統1個BSS=1個BSC+下屬的所有BTS保障無線發(fā)送和管理無線資源BSC：基站控制器無線網絡資源（載頻、信道）管理小區(qū)配置數據管理功率控制、定位和切換10GSM系統組成(七)BTS：基站收發(fā)臺定向站和全向站(BTS提供小區(qū)的載頻,一個載頻對應BTS的一個TRX硬件模塊)，全向基站一個基站一個小區(qū)，定向基站一個基站幾個小區(qū)無線信號的收發(fā)基本控制功能跳頻RF功率控制等MS：mobilestationGSM用戶使用的入網設備包括移動設備(ME)和SIM卡兩部分注:COOKDB中btssitemanager指BTS的地理位置,bts指小區(qū),即cell.11GSM系統系統規(guī)范的重要內容－接口接口名定位用途接口名定位用途UmMS-BTS無線接口EMSC-SM-GMSC短消息傳輸AbisBTS-BSC多種MSC-MSC切換ABSC-MSC多種GVLR-HLR用戶信息管理CGMSC-HLR主叫HLR尋址FMSC-EIR手機身份驗證SM-GMSC-HLR主叫短消息尋址BMSC-VLR多種DVLR-HLR本地和用戶信息管理HHLR-AUC鑒權數據交換小區(qū)位置區(qū)（定位和尋呼）MSC業(yè)務區(qū)（一個MSC控制區(qū)域）PLMN業(yè)務區(qū)（每國一個或多個）GSM業(yè)務區(qū)（全部GSM成員國）GSM無線覆蓋區(qū)域結構13用戶相關號碼：移動用戶ISDN號碼：MSISDN=CC+NDC+SN移動用戶識別碼：IMSI=MCC+MNC+MSIN移動用戶漫游號碼：MSRN=CC+NDC+SN國際移動設備識別碼：IMEI=TAC+FAC+SNR網絡相關號碼：位置區(qū)識別碼：LAI=MCC+MNC+LAC小區(qū)全球識別碼：CGI=MCC+MNC+LAC+CIGSM系統編號計劃撥號方式編號計劃和撥號方式（續(xù)）移動用戶的ISDN號碼（MSISDN），組成如下：國家代碼CC

+國內網絡目的碼NDC

+用戶號碼SN

CC為86，

NDC長為3，N1N2N3，如聯通的130-132，移動的134-139

SN長為7,表示為H0H1H2H3-ABCD

H0H1H2H3為HLR識別號，一個HLR可包含一個或若干個H0H1H2H3數值。

ABCD為移動用戶號。比如86+130+0123-4567，86+135+0123-4567國際移動用戶識別碼（IMSI）

IMSI是在PLMN（公共陸地移動網）中唯一識別一個移動用戶的號碼，由15位數字組成：

MCC+MNC+MSIN

MCC=移動國家代碼，由3位數字組成，唯一地識別移動用戶所屬的國家。我國為460。

MNC=移動網代碼，由兩位數字組成，用于識別移動用戶所歸屬的移動網。中國移動為00，中國聯通為01、03。

MSIN=移動用戶識別號碼，是一個十位的等長號碼，為H0H1H2H3XXXXXX。其中H0H1H2H3與MSISDN號碼中的H0H1H2H3有對應的轉換規(guī)則；XXXXXX為用戶號碼。

IMSI用于GSM移動通信網所有信令中，存儲在HLR、VLR和SIM卡中。

編號計劃和撥號方式（續(xù)）漫游號碼（MSRN）移動用戶作被叫時，系統臨時分配給用戶的號碼，在接續(xù)完成時系統即釋放該號碼資源給其它用戶接續(xù)使用。臨時移動用戶識別碼（TMSI）

TMSI是為了對IMSI保密，由VLR臨時分配給來訪移動用戶的識別碼，為一個4字節(jié)的BCD碼，僅在本地使用，由各MSC/VLR自行分配。編號計劃和撥號方式（續(xù)）位置區(qū)識別碼（LAI）

LAI是用來識別位置區(qū)的，其號碼結構是：

MCC＋MNC＋LAC

其中：MCC和MNC同IMSI的MCC和MNC。

LAC為位置區(qū)域碼，由若干個小區(qū)組成。

占2字節(jié)，表示為4位16進制形式X1X2X3X4如在話單中看到的位置區(qū)5904、5910、5912、5913等。蜂窩識別碼（CI）

CI用來識別蜂窩小區(qū)的，對應的就是具體的基站扇區(qū)。由16比特組成，表示為5位十進制形式如在話單中看到的蜂窩號10041、11252等。

編號計劃和撥號方式(續(xù))固定用戶→本地移動用戶

13X_H0H1H2H3_ABCD固定用戶→外地移動用戶013X_H0H1H2H3_ABCD移動用戶→本地固定用戶PQRABCDE移動用戶→外地固定用戶0XYZ_PQRABCDE移動用戶→移動用戶

13X_H0H1H2H3_ABCD國外用戶→國內移動用戶

008613X_H0H1H2H3_ABCD國內移動用戶→國外用戶00＋國家代碼＋該國內有 效電話號碼編號計劃和撥號方式(續(xù))19呼叫接續(xù)過程(移動)

MSC1HLR1(MSISDN)VLR2(IMSI)3(MSRN4(MSRN5(MSRN)RadioSystemRadioSystemMSC2ABMSISDNIMSI21移動通信系統話務分級網MSC（端局）TMSC2（二級匯接局）TMSC1TMSC1（一級匯接局）長途本地TMSC2MSCGMSC（關口局）PSTN長途22中移動省際話路匯接網23廣東話務網網絡結構惠州本地網汕尾本地網陽江本地網茂名本地網湛江本地網云浮本地網肇慶本地網江門本地網潮州本地網汕頭本地網揭陽本地網梅州本地網河源本地網東莞本地網深圳本地網清遠本地網韶關本地網廣州本地網佛山本地網順德本地網中山本地網珠海本地網佛山B1中山B1廣州B2廣州B1惠州B1深圳B1汕頭B1深圳B2湛江B1江門B1網狀網廣州A1廣州A2各A局到B局間均有直達鏈路24哈爾濱地區(qū)黑龍江省GSM網絡分布及連接（話務）概況

黑龍江省GSM系統現有23個MSC、26個BSC、8個HLR、5個VSM、5個SMS，分布于全省13個地市

牡丹江、雞西、七臺河地區(qū)

佳木斯、鶴崗、雙鴨山地區(qū)綏化、伊春地區(qū)大興安嶺、北安地區(qū)齊齊哈爾地區(qū)大慶地區(qū)TMSCA1TMSCA2TMSCB1TMSCB225吉林省話務網絡拓撲結構長春A1白城G1長春G2四平G1吉林G1通化G1吉林G3遼源G1長春A2松原G1吉林G2白山G1長春G3長春G4延吉G1長春G1SSP1258/1259語音信箱WAP長春G526基礎概念1：中繼相關概念（續(xù)）ABCTrunkgroup1Trunkgroup2Route中繼：從A到B的一條電路（一般是一個時隙，64K）中繼群：從A到B的直達中繼的集合路由：從A到B的中繼(包括非直達中繼群)目的碼：選擇相應的路由Trunk27長春G1局話路配置情況28長春G1局信令基本情況29PCM調制TS0TS1TS15TS16TS31TS17………………話音頻率：300~3400HZ采樣頻率： 4000X2=8000HZ采樣值：0~255，用8bit表示1TS=8*8000=64Kb/sE1(Trunk)=32*TS=2.048Mb/s

125us30中繼群話路64K話音一次群(E1)2.048Mb/s二次群(E4)8.448Mb/s三次群(E16)34.368Mb/sSDH STM1155.520Mb/sSTM4622.080Mb/sSTM162488.320Mb/s31隨路信令-CAS(ChannalAssociatedSignalling)

如NO.1信令，R2信令ABTrunkgroup+R2信令特點：1）記發(fā)器信號在話路信道傳送，信令是隨話路的2）控制信號在TS16中與話路相關的幀傳送，信令與話路信道AssociatedTS0: 同步時隙TS16：信令時隙TS1－TS15，TS17－TS31：話務時隙32ABTrunkgroupLinkset

共路信令-CCS(CommonChannelSignalling)信令如NO.7信令在交換局間設置專門的數據傳輸公共通路，傳送局間所有中繼話路的信令消息；信息以數據消息(message)形式傳送。33特點：1）每一條link仍是占用一個時隙：64Kbps；2）按信令鏈路負荷為0.2Erl，中繼負荷0.7Erl，呼叫時長1分鐘，每個呼叫平均需5.5個消息，每個消息平均長度為140bit，則一個信令鏈路能為2850條中繼服務:利用率高信令n_max=n1/n2=14.25X10n=0.2Xn_max=2850n1=64X1000X3600/((5.5/2)X140)=5.98X10n2=3600X0.7/60=4234中國移動信令網

SPLSTPHSTPSPSPLSTPSP信令網：邏輯上獨立于話務網，專門用于傳送信令的網絡。由信令點(SP)與信令鏈路(Link)組成35ABSPHSTPLSTPSTP(HSTP、LSTP)采用A/B雙平面冗余配置36中國移動長途七號信令網網絡拓撲圖同平面網狀圖北京福州南京武漢成都鄭州長沙重慶貴陽昆明廣州?？谀蠈幧虾Ｄ喜贾菸靼补枮I沈陽天津長春寧夏烏魯木齊蘭州青海呼和浩特太原石家莊西藏合肥濟南與北京、南京、濟南、長沙、廣州HSTP設有直達信令鏈路

與北京、廣州、鄭州HSTP設有直達信令鏈路與北京、廣州、武漢、上海HSTP設有直達信令鏈路與天津、濟南HSTP設有直達信令鏈路網狀相連的H1未網狀相連的H1未建HSTP省的LSTP37廣東移動信令網網絡結構佛山LSTP1深圳LSTP1廣州LSTP1惠州LSTP1江門LSTP1深圳LSTP2廣州LSTP2汕頭LSTP1B平面A平面廣州HSTP1廣州HSTP2省際HSTP佛山本地網順德本地網中山本地網珠海本地網云浮本地網肇慶本地網江門本地網陽江本地網茂名本地網湛江本地網東莞本地網深圳本地網惠州本地網汕尾本地網潮州本地網汕頭本地網揭陽本地網梅州本地網河源本地網清遠本地網韶關本地網廣州本地網移動數據網GZH1GZH2GZL1GZL2HZL1SZL1SZL2FSL1JML1STL1VLRHLRB省H1B省H2A省H1A省H2SSP39吉林省信令網絡拓撲結構(第二層)長春H1白城G1延吉G1四平G1吉林G1通化G1吉林G3遼源G1長春H2松原G1長春G4白山G1長春G1長春G2長春G3吉林G21258/1259長春SSP40中國聯通在部分中心省份設立一干設備（TMSC1、HSTP)，未設立一干的省份設立TMSC2、LSTP，并以就近原則接入到大區(qū)中心的一干；411.4、中國聯通一級信令匯接網結構北京上?！瓘V州杭州沈陽中國聯通在部分省份設立一對HSTP（目前G網共13對，C網10對），用以轉接大區(qū)間信令，并按廠家分成A、B兩個平面，平面內HSTP采用網狀相連的原則。平面間只有同省的兩個HSTP相連，省內SP以負荷分擔的方式接入HSTP。大區(qū)HSTP兼做所在省的LSTP；A平面（華為）北京上?！瓘V州杭州沈陽B平面（貝爾）42移動通信特有的現象（一）位置更新過程（LocationUpdating）位置更新是在MS的空閑模式上處理用戶的移動性位置更新分為三種類型（1）普通位置更新當MS從一個LAC轉移到另一個LAC時，監(jiān)聽到新小區(qū)的LAC與儲存在SIM卡上的LAC不同，則要進行普通位置更新（2）IMSI附著（IMSIAttach）

IMSIAttach或IMSIDetach指的是手機的開關機；該位置更新指手機開關機狀態(tài)發(fā)生變化時應通知網絡，以便網絡記錄其當前信息，避免不必要的尋呼。（3）周期性位置更新手機需周期性的通知網絡其當前的位置。網絡通過該過程發(fā)現手機不在服務區(qū)或手機沒電，避免不必要尋呼431.2.4.2.3.3.4.BSCMSCVLRHLRLA-LA’MSC/VLR內位置更新444.4.BSCMSCVLRHLR.1.3.2.3.不同MSC/VLR間位置更新45移動通信特有的現象（二）越區(qū)切換（Handover）越區(qū)切換是指通話過程中處理用戶的移動性根據切換過程，大體可以分為以下四種BSC內切換BSC間切換MSC間切換小區(qū)內切換46newBSCMSC-BMSC-AOldBSC1.5.2.7.7.10.6.5.3.4.10.10.9.8.MSC間HO47網管中常用概念信令網：邏輯上獨立于通信網（物理上和通信網是融為一體的），專門用來傳送信令的網絡；它由信令點和互連的信令鏈路組成。信令點(SignallingPoint)：裝備有共路信令系統的通信網節(jié)點稱為信令點。通常通信網中的交換或處理節(jié)點都是信令點，如

GSM網中的MSC，GMSC,HLR,IN網中的SSP,SCP等。但也可能是只有信令功能不具有通信業(yè)務功能的獨立的信令點(如HSTP/LSTP)。特殊情況下，一個物理節(jié)點可以定義為邏輯上分離的2個信令點，即有兩個信令點編碼。如國際出入口局同時處于國際信令網（14位編碼）和國內信令網（24位編碼）48如：華為交換機中交換機信令點存在多個信令點編碼信令鏈路(signallingLink)：連接兩個信令點傳送信令消息的物理鏈路稱信令鏈路。通常信令鏈路就是通信網中通信鏈路的一部分，如PCM中繼線中的某一時隙。海南一交換機中信令鏈路的數據信令鏈路組（SignallingLinkSet）連接兩個信令點的一束平行的信令鏈路，一般兩個信令點間信令鏈路屬同一信令鏈路組網管中常用概念49信令轉接點（STP-SignallingTransferPoint）若某信令點既非消息源點又非目的地點，其作用僅是將從某信令鏈路上接收的消息轉發(fā)到另一信令鏈路上信令路由(SignallingRoute)信令消息從源點到目的點所走的路徑信令路由組(SignallingRouteSet)去往一個目的點(一個信令關系)所有可能的信令路由的集合網管中常用概念50信令點編碼SPC(SignalingPointCoding)主信令區(qū)8Bits分信令區(qū)8Bits信令點8Bits主信令區(qū)編碼是以省、自治區(qū)、直轄市為單位編排；分信令區(qū)以本地網或地區(qū)為單位編排；信令點編碼為每個SP點分配一個。

實際情況是：移動網分信令區(qū)編址：0xFF即255信令網中SP的地址或標識有國際信令網和各國國內信令網，各網分別編址。國際網采用14位我國采用24位，分成3個8位組，如下:網管中常用概念51湖北網元信令點編碼等信息5217湖北武漢027武漢MSC1/SSPMSC/SSP西門子SR8.0255-017-255OK

武漢MSC2/SSPMSC/SSP西門子SR8.0255-017-241

武漢MSC3/SSPMSC/SSP西門子SR8.0255-017-240

武漢MSC4/SSPMSC/SSP西門子SR8.0255-017-242

武漢GMSC1GMSC愛立信R8255-017-249