基礎(chǔ)通信知識

1、基礎(chǔ)通信知識基礎(chǔ)通信知識侯志宏侯志宏2010-08-16主要內(nèi)容主要內(nèi)容移動網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)移動網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)業(yè)務(wù)流程業(yè)務(wù)流程移動通信系統(tǒng)v 2G GSM（全球移動通信系統(tǒng)）工作頻段：905915MHz（移動臺發(fā)基站收，上行） 950960MHz（基站發(fā)移動臺收，下行） 17101785MHz （移動臺發(fā)基站收，上行） 18051880MHz （基站發(fā)移動臺收，下行） v 2.5G GPRS（通用無線分組業(yè)務(wù)）v 3G工作頻段：TD-SCDMA 1880-1900MHz （上行） 2010-2025MHz （下行） WCDMA 1940-1955MHz（上行） 2130-2145MHz（下行） CDMA20

2、00 1920-1935MHz（上行） 2110-2125MHz（下行）移動用戶呼叫移動用戶GSM網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)各功能實體介紹 v MSC（移動交換中心） 移動性管理、輔助無線資源管理、話路接續(xù)、切換控制、話單的生成、查詢移動臺位置信息等。v VLR（拜訪位置寄存器） VLR一般與MSC合設(shè)，從HLR中獲取并臨時存儲MSC所管轄區(qū)域中的移動臺的相關(guān)用戶數(shù)據(jù)，包括：用戶號碼、移動臺的位置區(qū)信息、用戶狀態(tài)和用戶可獲得的服務(wù)等參數(shù)。 臨時性動態(tài)存儲，當用戶離開該MSC時，VLR刪除該用戶數(shù)據(jù)。各功能實體介紹（續(xù)）vHLR（拜訪位置寄存器） 永久存儲，主要存儲兩類信息：一是當前移動用戶的位置信息，以便于建立

3、至移動臺的呼叫路由，如當前用戶所在的MSC/VLR地址；二是用戶有用的相關(guān)信息與參數(shù)，如移動用戶識別號碼、用戶類別、訪問能力和補充業(yè)務(wù)等。vAUC（鑒權(quán)中心） 一般與HLR合設(shè)在一起，完成對移動用戶的身份認證和產(chǎn)生相應(yīng)的鑒權(quán)參數(shù)（隨機數(shù)RAND、符號響應(yīng)SRES和密鑰Kc。各功能實體介紹（續(xù)）vEIR（設(shè)備識別寄存器） EIR存儲了移動臺設(shè)備的國際移動設(shè)備識別碼，并通過它鑒別接入網(wǎng)絡(luò)的移動臺設(shè)備的可用和合法性，以防止非法移動臺的使用。 國內(nèi)未使用該功能實體。vOMC（操作維護中心） 由設(shè)備商提供， 用于對GSM系統(tǒng)的各個實體進行管理。它主要功能為：維護測試功能、障礙檢測及處理功能、系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視

4、功能、系統(tǒng)實時控制功能等。vSMSC（短信中心） 主要負責(zé)短消息處理。各功能實體介紹（續(xù)）vBSC（基站控制器） BSC一端可以與多個BTS相連，另一端可與MSC和OMC相連，主要完成無線網(wǎng)絡(luò)管理、無線資源管理及無線基站的監(jiān)視管理，控制移動臺和BTS無線連接的建立、接續(xù)和拆除等管理，控制完成移動臺的定位、切換和尋呼，提供語音編碼、速率匹配等功能，并完成對基站子系統(tǒng)的操作維護功能。vBTS（基站收發(fā)信臺） BTS屬于基站系統(tǒng)的無線部分，由基站控制器控制，服務(wù)于某個小區(qū)的無線收發(fā)設(shè)備，完成BSC與無線信道之間的轉(zhuǎn)換，實現(xiàn)BTS和MS之間通過空中接口的無線傳輸及相關(guān)的控制功能。編號計劃vMSISDN

5、：移動臺的ISDN號碼，國內(nèi)唯一。 MSISDN=CC+NDC+SN CC=國家碼，我國為86 NDC=國內(nèi)目的地碼，如：中國移動為134-139，中國聯(lián)通為130-132。 SN=客戶號碼，中國移動的SN號碼結(jié)構(gòu)是H0H1H2H3ABCD，由H0H1H2H3可確定HLR地址。vIMSI：國際用戶移動識別碼，全球唯一，用于移動通信網(wǎng)所有信令中，存儲在HLR、VLR和SIM卡（并與其綁定）中。 IMSI=MCC+MNC+MSIN MCC=移動國家號碼，由三位數(shù)字組成，我國為460 MNC=移動網(wǎng)號，由兩位數(shù)字組成，中國移動為00，中國聯(lián)通為01 MSIN=移動客戶識別碼，由11位數(shù)字組成 編號計

6、劃（續(xù)）vMSRN：移動客戶漫游號碼 漫游號碼是手機做被叫時，由手機所在的VLR所分配的臨時號碼，當呼叫建立后漫游號碼即被回收（即生命周期為電話接續(xù)過程）。由于漫游號碼中包含了當前的交換機號碼，所以當手機做被叫時，可以根據(jù)漫游號碼建立路由。vHON：切換號碼 當手機進行MSC間越區(qū)切換時，為了選擇路由，由目標MSC臨時分配給手機的一個號碼。當切換完成后系統(tǒng)即釋放該號碼資源給其他用戶接續(xù)使用。vTMSI：臨時移動客戶識別碼 TMSI是為了對IMSI保密（防止在空中接口頻繁傳送工程中泄漏），由MSC/VLR臨時分配給來訪移動用戶的識別碼。僅在本地使用。編號計劃（續(xù)）v位置識別碼：LAI LAI=M

7、CC+MNC+LAC MCC=移動客戶國家碼，我國為460 MNC=移動網(wǎng)號，中國移動為00，聯(lián)通為01 LAC=位置區(qū)號碼。 一個位置區(qū)域由若干個小區(qū)組成。v全球小區(qū)識別碼：CGI CGI=MCC+MNC+LAC+CI CI小區(qū)的識別碼，對應(yīng)的就是具體的基站扇區(qū)。 實際在系統(tǒng)中看到的是LAC和CI.LA 1VLRMSCLA 5LA 4LA 3LA 2GSM無線覆蓋區(qū)域結(jié)構(gòu)小區(qū)小區(qū)位置區(qū)（定位和尋呼）位置區(qū)（定位和尋呼）MSC業(yè)務(wù)區(qū)（一個業(yè)務(wù)區(qū)（一個MSC控制區(qū)域）控制區(qū)域）PLMN業(yè)務(wù)區(qū)（每國一個或多個）業(yè)務(wù)區(qū)（每國一個或多個）GSM業(yè)務(wù)區(qū)（全部業(yè)務(wù)區(qū)（全部GSM成員國）成員國）GPRS網(wǎng)絡(luò)

8、結(jié)構(gòu)GfGiGnGbGcGpGsMSC/VLRMSBSSTEInternetUmGrHLROther PLMNSGSNGdSM-SCSMS-GMSCSMS-IWMSCGGSNEIRSGSNGnFRBGGPRSbackboneGGSNX .25TEGiCGMSBSSUmFRGbSS7GGSNDNSGPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（續(xù)）CCUCCUBSCBTSSGSNUmAbisCCU=Channel Codec UnitPCU= Packet Control UnitGbBSCPbCCUCCUPCU各功能體介紹vPCU（分組控制單元） 完成PCU與SGSN之間Gb接口分組業(yè)務(wù)的轉(zhuǎn)換，如啟動、監(jiān)視、拆斷分組交換呼

9、叫、無線資源組合、信道配置等。vSGSN（服務(wù) GPRS支持節(jié)點） 負責(zé)與無線端的接入控制、路由選擇、加密、鑒權(quán)、移動管理；完成它與MSC、HLR、IP及其他分組網(wǎng)之間的傳輸與網(wǎng)絡(luò)接口；它可看作一個無線接入路由器。當用戶處于GPRS附著狀態(tài)時，SGSN中存儲了同分組有關(guān)的用戶信息和位置信息（此功能類似于VLR）。vGGSN（網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點） 與外部因特網(wǎng)及X.25分組網(wǎng)連接的網(wǎng)關(guān)，可看作提供移動用戶IP地址的網(wǎng)關(guān)路由器（動態(tài)分配ip、路由選擇和轉(zhuǎn)發(fā)）；提供網(wǎng)間安全機制。各功能體介紹（續(xù)）vCG（計費網(wǎng)關(guān)） 它通過接口Ga與GPRS網(wǎng)中的計費實體相連接，用于收集各類GSN的計費數(shù)據(jù)并記錄和

10、進行收費。vBG（邊界網(wǎng)關(guān)） 它是其他運營商的GPRS與本地GPRS主干網(wǎng)之間互連的網(wǎng)關(guān)。vDNS（域名服務(wù)器） 負責(zé)提供GPRS網(wǎng)內(nèi)部SGSN、GGSN等網(wǎng)絡(luò)節(jié)點域名解析及接入點名APN的解析。后兩者并非GPRS所專有的功能實體。編號計劃vIMSI 與GSM一樣，除了GSM中，還存儲在SGSN和GGSN中。vP-TMSI 附著在GPRS上的用戶由SGSN分配一個用于分組呼叫的P-TMSI；P-TMSI只在一個路由區(qū)內(nèi)有意義，當MS路由區(qū)改變時候，必須執(zhí)行P-TMSI再分配程序 。 與TMSI作用類似，只是分配功能實體不同。GPRS位置區(qū)劃分CELL1CELL2CELL1CELL3RAC1RA

11、C2CELL1CELL4RAC3CELL2CELL2CELL3LAC1LAC2編號計劃（續(xù)）vRAI（路由區(qū)識別碼） 路由區(qū)由運營商定義，包含一個或多個小區(qū)，可等同于一個位置區(qū)，或是一個位置區(qū)的子集； 路由區(qū)信息作為一種系統(tǒng)信息將在公共控制信道廣播。 RAI=MCC+MNC+LAC+RACvCGI（全球小區(qū)識別碼） CGI是所有GSM PLMN中小區(qū)的唯一標識，是在位置區(qū)識別LAI的基礎(chǔ)上再加上小區(qū)識別CI構(gòu)成的，如果該小區(qū)支持GPRS，CGI中將包含RAC，否則將不包含。 CGI=LAI+RAC+CI WCDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)各功能實體介紹vMSC-Server 基于CS域承載與控制分離的

12、思想。它主要完成MSC的呼叫控制與移動控制功能；存儲移動用戶的業(yè)務(wù)信息和智能網(wǎng)數(shù)據(jù)。vCS-MGW（電路域媒體網(wǎng)關(guān)） 主要承載MSC的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。vHSS（歸屬用戶服務(wù)器） 用戶信息的主數(shù)據(jù)庫，含有與用戶注冊相關(guān)的各種信息（用戶號碼、用戶安全信息、系統(tǒng)間用戶信息等），便于網(wǎng)絡(luò)單元進行呼叫和會話處理。vCRF（計費規(guī)則功能） 產(chǎn)生計費規(guī)則的功能；激活計費規(guī)則功能；提供計費規(guī)則功能。提供時間觸發(fā)集功能；無論是在線計費系統(tǒng)還是離線計費系統(tǒng)都要求提供這些功能。CDMA2000網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)PSTNMSCPDSNAbisA10/A11A1/A2A3/A7BSCPCFA8/A9UMCDMA2000 1X BSSM

13、SMSBTSBTSBTSBTSBTSBTSBSC第二部分-業(yè)務(wù)流程v 位置更新v 越區(qū)切換v 話音業(yè)務(wù)v 短信業(yè)務(wù)v 彩信業(yè)務(wù)v GPRS PDP上下文激活流程位置更新v位置更新是在空閑模式上處理用戶的移動性，是修改VLR和HLR內(nèi)數(shù)據(jù)庫的過程，只有在MS移動更改VLR時，HLR內(nèi)的數(shù)據(jù)庫才會被修改 。v位置更新分為三種類型： （1）IMSI Attach（手機開機）/IMSI Detach（手機關(guān)機） 手機開關(guān)機狀態(tài)發(fā)生變化時應(yīng)通知網(wǎng)絡(luò)，以便網(wǎng)絡(luò)記錄其當前信息，避免不必要的尋呼。 （2）正常的位置更新（位置改變） 當MS從一個LAC轉(zhuǎn)移到另一個LAC時，監(jiān)聽到新小區(qū)的LAC于儲存在SIM卡上

14、的LAC不同，則要進行普通位置更新。 （3）周期性的位置更新 手機需周期性的通知網(wǎng)絡(luò)其當前的位置。網(wǎng)絡(luò)通過該過程發(fā)現(xiàn)手機不在服務(wù)區(qū)或手機沒電，避免不必要尋呼。VLR間的位置更新VLRMSC(old)VLRMSC(new)HLRSIMLocationUpdateMobile movesVLR間的位置更新（續(xù)）MSBSSMSCVLRnewVLRoldHLR1. channel assignment3. request subscriber identity4. send subscriber identity and security information5. security procedur

15、es2. location update request6. update HLR7. acknowledgement, subscriber information8. cancel old location9. location cancelling accepted10. location update acknowledgement, new TMSI11. TMSI acknowledgement越區(qū)切換v越區(qū)切換是指通話過程中（專用模式上）處理用戶的移動性，保證通話正常進行。v根據(jù)切換過程，大體可以分為以下四種小區(qū)內(nèi)切換BSC內(nèi)切換BSC間切換MSC間切換MSC間切換AirABTS

16、Old Cell / BTSNew Cell / BTSBTSBSCTCBSCTCVLRMSCVLRMSCMSC間切換MSBSSoldMSColdMSCnewBSSnewMS (after HO)1. measurement reports3. request HON5. radio resources reserved6. provide HON and target cell info7. set up speech connection (HON)2. handover required4. request for radio resources8. handover command9.

17、 handover complete10. handover complete11. connect12. release old connections話音業(yè)務(wù)-移動用戶呼叫移動用戶固話用戶呼叫移動用戶PSTNGMSCHLRMSC/VLRA-SubscriberCALL SETUP (MSISDN)CALL SETUP (MSISDN)MSISDNIMSIMSRNMSRNCALL SETUP (MSRN)PAGINGANALYSE NUMBER短信業(yè)務(wù)-點對點短信業(yè)務(wù)夢網(wǎng)短信流程（本地業(yè)務(wù)o流程）夢網(wǎng)短信流程（本地業(yè)務(wù)T流程）夢網(wǎng)短信業(yè)務(wù)流程（省際業(yè)務(wù)o流程）夢網(wǎng)短信業(yè)務(wù)流程（省際業(yè)務(wù)T流程）互聯(lián)互通短信業(yè)務(wù)流程彩信業(yè)務(wù)-GPRS網(wǎng)絡(luò)下MMS業(yè)務(wù)流程路由過程MMS終端到MMS終端業(yè)務(wù)流程MMS終端到非MMS終端MMS終端到未知用戶（或MMS終端超時）MMS終端到SPSP到MMS終端GPRS PDP context(上下文)激活流程M SM SSGSNSGSNGGSNGGSN2. Securi tyFuncti ons1. Acti vate PDP