移動(dòng)交換網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)

1、移動(dòng)交換網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識(shí)本文簡(jiǎn)要介紹語(yǔ)音業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，各功能實(shí)體以及呼叫信令流程、編號(hào)計(jì)劃1.語(yǔ)音業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖：圖01 語(yǔ)音業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖其中：MS ：Mobile Station，移動(dòng)臺(tái)（手機(jī)）BTS：Base Station Transceiver，基站BSC ：Base Station Controller, 基站控制器MSC ：Mobile Switching Center, 移動(dòng)交換中心，在軟交換架構(gòu)下，MSC被分為：MSCe+MGW兩套設(shè)備，實(shí)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(dòng)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(hào)碼分配等）、計(jì)費(fèi)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(bào)表、信令監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等）其中：B

3、TSBSCMGW設(shè)備在地市，MSCe/VLR在鄭州和洛陽(yáng)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(shí)體說(shuō)明1.1.1 移動(dòng)交換中心 （MSCe） MSC是完成對(duì)位于其服務(wù)區(qū)域內(nèi)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行控制、交換的功能實(shí)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(dòng)接續(xù)設(shè)備。MSC是CDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)的核心，它與有線交換機(jī)的不同在于：MSC必須考慮無(wú)線資源的分配和用戶的移動(dòng)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(chǔ)和更新漫游到該VLR服務(wù)區(qū)域的移動(dòng)臺(tái)的用戶數(shù)據(jù)，VLR一般與MSC

4、合設(shè)。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)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(kù)中存儲(chǔ)呼叫建立所必需的信息以供MSC檢索。一個(gè)VLR可負(fù)責(zé)一個(gè)或多個(gè)MSC區(qū)域。具體有如下信息：服務(wù)項(xiàng)目信息（PROFILE）移動(dòng)識(shí)別號(hào)碼/國(guó)際移動(dòng)臺(tái)標(biāo)識(shí)（MIN/IMSI）秘密 SSD etwork Network 2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222電子序列號(hào)（ESN）移動(dòng)臺(tái)鑒權(quán)數(shù)據(jù)（AUTHEN）移動(dòng)臺(tái)批準(zhǔn)數(shù)據(jù)（AUTHOR）移動(dòng)臺(tái)臨

5、時(shí)漫游號(hào)碼（TLDN）移動(dòng)臺(tái)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(dòng)網(wǎng)絡(luò)提供用戶信息的存儲(chǔ)和管理功能，包括移動(dòng)用戶的開戶、注銷、業(yè)務(wù)的授權(quán)和撤消等，同時(shí)協(xié)助完成用戶的呼叫和業(yè)務(wù)操作。一個(gè)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(gè)或多個(gè)HLR，多HLR采用虛擬的方式實(shí)現(xiàn)。在HLR中存儲(chǔ)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(jì)費(fèi)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(dòng)臺(tái)標(biāo)識(shí)）（2）在HLR中保存和用戶相關(guān)的信息主要包括：服務(wù)項(xiàng)目信息（PROFILE）（即：用戶開通的各項(xiàng)新業(yè)務(wù)功能）移動(dòng)識(shí)別號(hào)碼/國(guó)際移動(dòng)臺(tái)標(biāo)

6、識(shí)（MIN/IMSI）電子序列號(hào)（ESN）移動(dòng)臺(tái)用戶號(hào)碼（MDN）IMSI/MIN和MDN通常被用于訪問(wèn)移動(dòng)用戶數(shù)據(jù)庫(kù)的鍵值。HLR中還包括移動(dòng)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(bǔ)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(gè)管理與移動(dòng)臺(tái)相關(guān)的鑒權(quán)信息的功能實(shí)體。完成對(duì)移動(dòng)用戶的鑒權(quán)，存儲(chǔ)移動(dòng)用戶的鑒權(quán)參數(shù)，并能根據(jù)MSC/VLR的請(qǐng)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(dòng)通信系統(tǒng)中的一個(gè)獨(dú)立實(shí)體，和MSC、HLR等其它實(shí)

7、體配合，完成CDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)用戶短消息的接收、存儲(chǔ)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(yùn)營(yíng)商提供對(duì)網(wǎng)絡(luò)的操作和維護(hù)服務(wù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)各部件功能的監(jiān)視、故障診斷、狀態(tài)報(bào)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)管理、無(wú)線資源管理、BSS的維護(hù)管理、呼叫處理、控制完成移動(dòng)臺(tái)的切換、完成語(yǔ)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(guò)Um接口（空中接口）與MS連接，通過(guò)Abis接口與BSC連接；BSC通過(guò)A接口與MSC連接，通

8、過(guò)A10/A11接口與PDSN連接，一個(gè)BSC可以和多個(gè)BTS連接，實(shí)現(xiàn)多BTS的集中控制和管理。1.1.8 基站收發(fā)信機(jī)（BTS）基站收發(fā)信機(jī)BTS是基站系統(tǒng)的無(wú)線部分，由BSC控制， BTS實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳輸及相關(guān)的控制功能。移動(dòng)臺(tái)MS通過(guò)無(wú)線鏈路經(jīng)BTS接入CDMA蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)。1.1.9 移動(dòng)臺(tái)（MS）移動(dòng)臺(tái)，移動(dòng)通信的終端設(shè)備。能夠收發(fā)無(wú)線信號(hào)，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)性業(yè)務(wù)、呼叫業(yè)務(wù)及短消息業(yè)務(wù)等。與BTS通過(guò)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(dòng)臺(tái)。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(fèi)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(diǎn)AAA：Authentication Authorization Accounting，鑒權(quán)、授權(quán)、記費(fèi)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(shí)對(duì)多路反向業(yè)務(wù)信道數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇；軟切換時(shí)對(duì)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(guò)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(shí)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(guò)A9、A11接口建立、配置、維護(hù)A8和A10鏈路，建立移動(dòng)臺(tái)與PDSN之間的PPP鏈路，實(shí)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(diǎn)的分布而具有不同的功能，如RLP(無(wú)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(diǎn)（PDSN）PDSN是分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)，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(dòng)臺(tái)提供訪問(wèn)Internet或Intranet的服務(wù)。在cdma2000 1X階段為每個(gè)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(gè)用戶提供最高2M的接入速率。2.3鑒權(quán)、授權(quán)與計(jì)費(fèi)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(jì)費(fèi)：Accounting; 統(tǒng)計(jì)PDSN 發(fā)送來(lái)的計(jì)費(fèi)信息,支持基于分組的計(jì)費(fèi)。2.4歸屬代理（HA）1.維護(hù)用戶注冊(cè)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(jì)

12、費(fèi)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(yǔ)音呼叫流程移動(dòng)臺(tái)起呼動(dòng)作動(dòng)作描述A移動(dòng)臺(tái)發(fā)起呼叫。B基站證實(shí)。C基站向MSC發(fā)送CM業(yè)務(wù)請(qǐng)求消息。D同時(shí)基站開始建立業(yè)務(wù)信道。EMSC向基站發(fā)送指配請(qǐng)求消息。F基站向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送擴(kuò)展信道指配消息。G基站捕獲移動(dòng)臺(tái)。H基站證實(shí)。I移動(dòng)臺(tái)證實(shí)。J業(yè)務(wù)協(xié)商過(guò)程。K基站向MSC發(fā)送指配完成消息。LMSC通過(guò)業(yè)務(wù)信道向MS發(fā)送回鈴音。M被叫方摘機(jī)，MS進(jìn)入話音通話狀態(tài)。3.2語(yǔ)音呼叫流程移動(dòng)臺(tái)被呼動(dòng)作作動(dòng)作描述aMSC發(fā)起尋呼移動(dòng)臺(tái)b移動(dòng)臺(tái)發(fā)尋呼響應(yīng)消息。c基站證實(shí)。d基站向MSC發(fā)送尋呼響應(yīng)消息。e同時(shí)基站開始建立

13、業(yè)務(wù)信道。fMSC向基站發(fā)送指配請(qǐng)求消息。g基站向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送擴(kuò)展信道指配消息。h基站捕獲移動(dòng)臺(tái)。i基站證實(shí)。j移動(dòng)臺(tái)證實(shí)。k業(yè)務(wù)協(xié)商過(guò)程。l基站向MSC發(fā)送指配完成消息。mMSC通過(guò)業(yè)務(wù)信道向MS發(fā)振鈴音。n移動(dòng)臺(tái)證實(shí)。o移動(dòng)臺(tái)摘機(jī)p基站證實(shí)q基站向MSC轉(zhuǎn)發(fā)移動(dòng)臺(tái)摘機(jī)消息r通話雙方進(jìn)入通話狀態(tài)4.編號(hào)計(jì)劃4.1覆蓋區(qū)定義：扇區(qū)：SECTOR，指一個(gè)基站某個(gè)特定方向的天線所覆蓋的區(qū)域。小區(qū)：CELL，指一個(gè)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(dòng)臺(tái)可以自由移動(dòng)而無(wú)需進(jìn)行位置更新。若干個(gè)小區(qū)組成一個(gè)位置區(qū)（LAI），位置區(qū)的劃分是由網(wǎng)路運(yùn)營(yíng)者設(shè)置的。一個(gè)位置區(qū)可能

14、和一個(gè)或多個(gè)BSC有關(guān)，但只屬于一個(gè)MSC。位置區(qū)信息存儲(chǔ)于系統(tǒng)的MSC/VLR中，系統(tǒng)使用位置區(qū)識(shí)別碼LAI識(shí)別位置區(qū)。MSC區(qū)：由一個(gè)MSC控制的區(qū)域。一個(gè)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(gè)或幾個(gè)位置區(qū)組成。PLMN區(qū)：公用陸地移動(dòng)通信網(wǎng)，PLMN業(yè)務(wù)區(qū)是由一個(gè)或多個(gè)MSC業(yè)務(wù)區(qū)組成。每個(gè)國(guó)家有一個(gè)或多個(gè)。4.2編號(hào)計(jì)劃： MIN/IMSI：國(guó)際移動(dòng)臺(tái)識(shí)別碼；IMSI是在PLMN網(wǎng)中唯一識(shí)別一個(gè)移動(dòng)用戶的號(hào)碼，由15位數(shù)字組成。IMSI存儲(chǔ)在HLR、VLR和UIM卡中。IMSI=MCC+ MNC+ MSINMCC移動(dòng)國(guó)家號(hào)碼，由3位數(shù)字組成，唯一地識(shí)別移動(dòng)用戶所屬的國(guó)

15、家。我國(guó)為460。MNC移動(dòng)網(wǎng)號(hào)，由兩位數(shù)字組成，用于識(shí)別移動(dòng)用戶所歸屬的移動(dòng)網(wǎng)。電信CDMA網(wǎng)為03.聯(lián)通GSM網(wǎng)為01.MSIN移動(dòng)用戶識(shí)別號(hào)碼，是一個(gè)十位的等長(zhǎng)號(hào)碼。即：MIN。IMSI存儲(chǔ)在HLR、VLR和SIM卡中。MDN：移動(dòng)號(hào)碼簿號(hào)碼ESN：電子序列號(hào)TLDN：臨時(shí)本地號(hào)碼簿號(hào)碼CDMA通信中，TLDN用于被叫尋址。移動(dòng)通信由于用戶的移動(dòng)性，手機(jī)號(hào)碼與位置是沒(méi)有固定聯(lián)系的，無(wú)法根據(jù)手機(jī)號(hào)碼對(duì)被叫進(jìn)行尋址。TLDN是全球唯一的，每個(gè)MSC/VLR有1000個(gè)號(hào)碼。被叫尋址時(shí)，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(hào)碼做一個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系表儲(chǔ)存起來(lái)。隨后，GMSC根據(jù)這個(gè)TLDN，把路由一直搭到被叫用戶手機(jī)上。LAI：