核心網(wǎng)基礎(chǔ)知識和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)介紹

核心網(wǎng)基礎(chǔ)知識及網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)介紹(jièshào)核心網(wǎng)絡(luò)(wǎngluò)維護室陳章耀2011.6.9精品資料日常我們使用最多的GSM網(wǎng)絡(luò)，其網(wǎng)絡(luò)模型是怎么樣的？GSM核心網(wǎng)有哪些功能實體？各個功能實體間有哪些接口和協(xié)議？基本的呼叫接續(xù)如何實現(xiàn)？現(xiàn)網(wǎng)的組織結(jié)構(gòu)是怎么樣的，POOL又是什么？本課程將介紹這些基礎(chǔ)知識，討論核心網(wǎng)的基本工作原理(yuánlǐ)，并介紹MSCInPOOL的一些知識。前言精品資料主要(zhǔyào)內(nèi)容GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)----GSM網(wǎng)絡(luò)模型----GSM網(wǎng)絡(luò)演進----網(wǎng)絡(luò)接口及協(xié)議(xiéyì)呼叫接續(xù)基本原理信令網(wǎng)簡介話務(wù)網(wǎng)簡介MIP基本知識精品資料GSM網(wǎng)絡(luò)(wǎngluò)模型交換(jiāohuàn)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)無線基站子系統(tǒng)操作維護子系統(tǒng)移動智能網(wǎng)GPRS網(wǎng)短信中心、短信網(wǎng)關(guān)精品資料MSC、VLR、HLR、BSC是？在GSM網(wǎng)中起何作用(zuòyòng)？GSM網(wǎng)絡(luò)(wǎngluò)模型歸屬位置寄存器（HLR）－本地用戶信息鑒權(quán)中心（AUC）－產(chǎn)生三參數(shù)組進行鑒權(quán)基站控制器（BSC）－信道管理、呼叫鏈路的建立和拆除MS-話音編碼、信道編碼、信息加密、信息的調(diào)制解調(diào)、信息的發(fā)射和接收移動交換中心（MSC）－完成移動用戶的尋呼接入、信道分配、呼叫接續(xù)、計費、基站管理等；訪問位置寄存器（VLR）－來訪用戶信息無線基站－無線傳輸、無線信道處理精品資料GSM網(wǎng)絡(luò)(wǎngluò)模型移動匯接局－完成(wánchéng)國際、省際、省內(nèi)的長途話務(wù)匯接；移動關(guān)口局－實現(xiàn)與其它運營商網(wǎng)絡(luò)的信令、話務(wù)互聯(lián)互通；SGSN－移動性管理，終端邏輯鏈路管理，計費，數(shù)據(jù)包路由轉(zhuǎn)發(fā)GGSN－外部協(xié)議轉(zhuǎn)換，用戶地址發(fā)布，計費數(shù)據(jù)采集；信令轉(zhuǎn)接點－完成信令在不同網(wǎng)元間的轉(zhuǎn)發(fā)；移動智能網(wǎng)－疊加網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速發(fā)布；SMC－短信調(diào)度轉(zhuǎn)發(fā)、存儲、鑒權(quán)、計費；ISMG－SP接入控制、外省/異網(wǎng)網(wǎng)關(guān)互聯(lián)、協(xié)議轉(zhuǎn)換、計費精品資料主要(zhǔyào)內(nèi)容GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)(jīchǔ)----GSM網(wǎng)絡(luò)模型----GSM網(wǎng)絡(luò)演進----網(wǎng)絡(luò)接口及協(xié)議呼叫接續(xù)基本原理信令網(wǎng)簡介話務(wù)網(wǎng)簡介MIP基本知識精品資料GSM核心(héxīn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)演進關(guān)鍵(guānjiàn)特征：軟交換架構(gòu)，承載與控制分離承載與控制分離構(gòu)架，支持BICC協(xié)議的電路域IP呼叫信令多種承載方式：支持TDM、ATM、IP承載精品資料功能(gōngnéng)實體：MSCServer控制(kòngzhì)+承載控制承載呼叫控制和處理功能：軟交換設(shè)備為基本呼叫的建立、維持和釋放提供控制功能；協(xié)議處理功能：呼叫控制協(xié)議、媒體控制協(xié)議以及維護管理協(xié)議處理；SSF功能：識別智能呼叫并上報業(yè)務(wù)控制功能，由SCF控制呼叫，保證用戶繼續(xù)享用現(xiàn)有智能業(yè)務(wù)；操作維護功能：用戶使用、配置、管理、監(jiān)視設(shè)備運行的功能集合；計費功能：采集計費信息，并負責將采集到的信息送往計費中心。精品資料功能(gōngnéng)實體：媒體網(wǎng)關(guān)MGW控制(kòngzhì)+承載控制承載媒體轉(zhuǎn)換、承載交換等功能:如GSM各類語音編解碼器，回音消除器，接入網(wǎng)與核心網(wǎng)側(cè)終端媒體流的交換，會議橋接、放音收號資源等。資源受控功能：接受來自MSCServer的資源控制命令。支持電路域業(yè)務(wù)在多種傳輸媒介：基于AAL2/ATM、TDM、RTP/UDP/IP上的業(yè)務(wù)承載，提供必要的承載控制。信令網(wǎng)關(guān)功能：在基于TDM的窄帶SS7信令網(wǎng)絡(luò)與基于IP的寬帶信令網(wǎng)絡(luò)之間，完成MTP3或者MTP2上層用戶的信令協(xié)議棧的雙向轉(zhuǎn)換(SIGTRANM3UA/SCTP/IP<=>SS7MTP3/2/1)。精品資料承載(chéngzài)與控制分離的優(yōu)勢控制和承載分離，使得各個業(yè)務(wù)實體分工明確并且可以分別(fēnbié)針對不同的技術(shù)方向發(fā)展。MSCServer主要處理信令，容量更大，處理能力更高。MGW可提供多種承載方式，業(yè)務(wù)承載分組化，帶寬提高，適應(yīng)能力更強。支持分布式組網(wǎng)，可以集中維護。優(yōu)勢在哪里？精品資料主要(zhǔyào)內(nèi)容GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)----GSM網(wǎng)絡(luò)模型----GSM網(wǎng)絡(luò)演進----網(wǎng)絡(luò)接口及協(xié)議呼叫(hūjiào)接續(xù)基本原理信令網(wǎng)簡介話務(wù)網(wǎng)簡介MIP基本知識精品資料網(wǎng)絡(luò)主要接口(jiēkǒu)及協(xié)議接口(jiēkǒu)：A、Mc、Nc、Nb…協(xié)議：MAP、BSSAP、CAP、TUP、ISUP、BICC、H.248…精品資料協(xié)議(xiéyì)接口列表接口

類型接口名稱相關(guān)實體

接口功能NSS-BSS接口A接口(BSSAP)MSC-BSCGSM用戶側(cè)信令的接入及語音通道承載的建立Gb接口SGSN-BSCGPRS用戶接入MAP接口B接口MSC-VLR內(nèi)部接口，用戶位置更新（VLR內(nèi)）和補充業(yè)務(wù)的激活等功能。C接口MSC-HLR獲取用戶的MSRN和與智能業(yè)務(wù)相關(guān)的用戶狀態(tài)、用戶位置等信息。（29.002、23.078）D接口VLR-HLR用于用戶位置更新（VLR間）等功能。（29.002、23.078）E接口MSC-MSC用于兩個MSC之間的切換過程。（29.002）F接口MSC-EIR用于EIR驗證用戶的IMEI狀態(tài)信息G接口VLR-VLR當用戶從一個VLR移動至另一個VLR時，用于交換用戶的IMSI和鑒權(quán)參數(shù)信息。（29.002）CAP接口CAP接口MSC(SSP)-SCP移動智能網(wǎng)與核心網(wǎng)之間的接口，用于移動智能業(yè)務(wù)邏輯控制軟交換新增接口Mc接口(H.248)MSCServer–MGW呼叫控制與媒體承載實體之間信令交互

，用于不同呼叫模式和媒體處理的接續(xù)處理。Nc接口(ISUP/BICC)MSCServer-MSCServer局間呼叫時控制面協(xié)議互通Nb接口(NbUP)MGW-MGW局間呼叫時用戶面協(xié)議協(xié)商

精品資料傳統(tǒng)(chuántǒng)GSM網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議MTP－消息傳遞部分(bùfen)提供可靠的消息傳遞精品資料TUP－電話用戶部分(bùfen)用于PSTN電話通信規(guī)定控制電話呼叫建立和釋放的功能和過程ISUP－綜合業(yè)務(wù)用戶(yònghù)部分用于ISDN傳統(tǒng)GSM網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議精品資料MAP移動(yídòng)電話用戶部分在移動(yídòng)網(wǎng)絡(luò)中，用戶身份驗證、漫游等功能就是在移動(yídòng)交換局及HLR間互傳MAP消息來實現(xiàn)TCAP事物處理應(yīng)用部分是7號信令系統(tǒng)為各種業(yè)務(wù)應(yīng)用提供的接口MAP消息的傳送(chuánsònɡ)需通過TCAP實現(xiàn)。SCCP信令連接控制部分提供了面向連接及無連接的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)及增強的尋址功能。傳統(tǒng)GSM網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議精品資料BSSAP－基站應(yīng)用部分用于A口消息。BSSAP層被分為(fēnwéi)兩部分:BSS管理應(yīng)用部分(BSSMAP)和數(shù)據(jù)直傳應(yīng)用部分(DTAP)。傳統(tǒng)(chuántǒng)GSM網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議精品資料MGW軟交換網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議(xiéyì)Mc接口(jiēkǒu)及其協(xié)議棧PSTN/PLMNNbNcMcBSSAPISUPPHYL2IPSCTPBSSAPPHYIPSCTPM3UASCCPISUPPHYIPSCTPM2UAMTP3BSCMSCServerMGWMSCServerH.248精品資料MGW軟交換網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議(xiéyì)Nc接口(jiēkǒu)及其協(xié)議棧NbNcMSCServerMGWMSCServerMcMcPHYL2IPSCTPBICCNc接口是MSCServer間的標準接口。BICC協(xié)議，承載獨立的呼叫控制協(xié)議。BICC呼叫控制獨立于用戶面承載技術(shù)，也獨立于控制面信令傳輸技術(shù)。精品資料MGW軟交換網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議(xiéyì)Nb接口(jiēkǒu)及其協(xié)議棧NbNcMSCServerMGWMSCServerMcMc物理層（PHY）L2IPSCTPIPBCP物理層（PHY）UDPIPRTPNbUPIPBCP:負責承載控制信息在MGW之間交換，不允許MGW之間直接交互承載控制信息，是通過Mc、Nc接口隧道來傳遞。NbUP:在MGW間提供業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流的組幀、差錯校驗、速率匹配及定時控制等功能，支持壓縮語音、數(shù)據(jù)流的傳輸。精品資料主要(zhǔyào)內(nèi)容GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)呼叫接續(xù)(jiēxù)基本原理信令網(wǎng)簡介話務(wù)網(wǎng)簡介MIP基本知識精品資料編號(biānhào)方式為了將一個呼叫接至某個移動用戶，需要調(diào)用相應(yīng)的實體(shítǐ)。因此要正確尋址，編號方式就非常重要。問題：以下號碼對應(yīng)什么編號方式？8613922212345460002214206510460-00-9489-10055460-00-9998提示：IMSI、LAI、CGI、MSISDN精品資料編號(biānhào)方式以下號碼(hàomǎ)的編號方式：8613922212345MSISDN460002214206510IMSI460-00-9489-10055CGI460-00-9998LAI精品資料編號(biānhào)方式1、移動臺的國際身份號碼（MSISDN）公用(gōngyòng)交換電話網(wǎng)編號計劃中唯一識別的移動電話簽約號碼。MSISDN＝CC＋NDC＋SNCC＝國家碼即在國際長途電話通信網(wǎng)中的號碼（中國86）NDC＝國內(nèi)目的地碼SN＝用戶號碼MAX15digitsCCNDCSNNationalMSNOInternationalMSISDN精品資料編號(biānhào)方式2、國際移動用戶識別碼（IMSI）是唯一地識別GSMPLMN網(wǎng)中某一用戶的信息(xìnxī)。IMSI＝MCC＋MNC＋MSINMCC＝移動網(wǎng)的國家號碼（中國為460）MNC＝移動網(wǎng)號（移動是00聯(lián)通是01）MSIN＝移動臺識別號，最長15位，使用十進制MCCMNCMSIN3digits1-2digitsNationalMSIInternationalMSI即IMSIMAX15digits精品資料編號(biānhào)方式3、移動臺漫游號碼(hàomǎ)（MSRN）用于一次呼叫的路由選擇。MSRN＝CC＋NDC＋SNCC＝國家號NDC＝國內(nèi)目的地號碼(hàomǎ)(用于識別PLMN）SN＝用戶號，用于識別MSC/VLR的地址與被叫4、臨時移動用戶識別碼（TMSI）用于保護IMSI碼，該號只在本MSC區(qū)域有效，其結(jié)構(gòu)可由運營商選擇，長度不超過4個字節(jié)。精品資料編號(biānhào)方式5、國際移動臺設(shè)備識別碼（IMEI）是唯一用來識別移動臺終端設(shè)備的號碼，稱作(chēnɡzuò)系列號。IMEI＝TAC＋FAC＋SNR＋SPTAC＝型號論證碼SNR＝序號SP＝備用FAC＝最終裝配碼，用于識別制造廠家。6、位置區(qū)識別碼（LA）LAI代表MSC業(yè)務(wù)區(qū)的不同位置區(qū)，用于移動用戶的位置更新。LAI＝MCC＋MNC＋LACMCC＝移動國家號，識別一個國家MNC＝移動網(wǎng)號，識別國內(nèi)的GSM網(wǎng)LAC＝位置區(qū)號碼，識別一個GSM網(wǎng)中的位置精品資料編號(biānhào)方式7、小區(qū)全球識別(shíbié)碼（CGI）用于識別(shíbié)一個位置區(qū)內(nèi)的小區(qū)。CGI＝MCC＋MNC＋LAC＋CI精品資料服務(wù)(fúwù)區(qū)域小區(qū)（CELL）：小區(qū)是交換機業(yè)務(wù)區(qū)的最小單元，它是基站的一個扇形天線所覆蓋的區(qū)域?；緟^(qū)：由一個基站提供服務(wù)的所有小區(qū)所覆蓋的區(qū)域。位置區(qū)（LA）：移動臺可以在其中自由移動而不需要進行位置更新(gēngxīn)的區(qū)域。一個位置區(qū)可以包含若干小區(qū)。精品資料思考題：為什么要引入LA?精品資料當要呼叫網(wǎng)絡(luò)中的一個手機（MS）時，系統(tǒng)將通過向MS駐留位置區(qū)中所有的基站發(fā)Paging消息，對MS的呼叫是通過MS所在的位置區(qū)內(nèi)所有小區(qū)進行的，如果MSC容量過大，就不可能對所控制范圍內(nèi)的所有小區(qū)都進行尋呼，這將使系統(tǒng)負荷過重，因此(yīncǐ)就引入了位置區(qū)的概念。為什么要引入LA?精品資料GSM網(wǎng)絡(luò)被劃分為不同的位置(wèizhi)區(qū)。一個位置(wèizhi)區(qū)可以包含一個或多個小區(qū)。位置(wèizhi)標識（LAI）將包含在每個小區(qū)廣播信道上的系統(tǒng)消息中，網(wǎng)絡(luò)將存儲每個MS的當前位置(wèizhi)區(qū)，以作為將來尋呼該MS的位置(wèizhi)消息，決定在什么范圍內(nèi)尋呼該MS。精品資料普通(pǔtōng)位置更新IMSIAttachIMSIDetach周期性位置更新空閑狀態(tài)的移動(yídòng)臺從一個位置區(qū)移動(yídòng)至另一個位置區(qū)時，需要向系統(tǒng)登記其位置的變化信息，這個過程稱為位置更新。第一次接入系統(tǒng)時向系統(tǒng)報告位置稱為位置登記。位置更新精品資料不同MSC/VLR業(yè)務(wù)(yèwù)區(qū)間的位置更新。位置(wèizhi)更新同MSC/VLR不同位置區(qū)的位置更新。精品資料IMSIAttachIMSI附著(fùzhuó)（4）IMSIdetachIMSI分離(fēnlí)位置更新精品資料手機做主叫時的信令流程(liúchéng)從MS向BTS請求信道開始，到主叫用戶TCH指配完成為止。主要經(jīng)過幾個大的階段：接入階段、鑒權(quán)加密階段、TCH指配階段、取被叫用戶路由信息階段。

手機(shǒujī)作主叫精品資料PSTN撥打手機(shǒujī)的接續(xù)流程：（1）MSISDN號碼送到GMSC分析。手機(shǒujī)作被叫精品資料（2）GMSC分析被叫號碼。GMSC分析該號碼為某一位置寄存器HLR的用戶后將MSISDN號碼送至該HLR，要求查詢有關(guān)該被叫用戶目前所在(suǒzài)的位置信息。精品資料（3）HLR申請漫游號碼MSRN。HLR把MSISDN號碼轉(zhuǎn)換成IMSI后查出用戶目前處于哪個MSC并將該IMSI發(fā)至該MSC，向該MSC/VLR申請分配(fēnpèi)一個漫游號碼。

精品資料(4)選定漫游(mànyóu)號碼MSRN。MSC收到IMSI后臨時給被叫用戶B分配一個漫游(mànyóu)號碼并將此號碼送回HLR，再由HLR發(fā)給GMSC使用。

精品資料(5)連接呼叫(hūjiào)至被叫所在的MSC。GMSC收到MSRN后，用此號碼選擇一條出中繼路由至MSC。MSC將負責本次呼叫(hūjiào)的建立和計費功能。

精品資料(6)MSC命令被叫所在位置區(qū)內(nèi)(qūnèi)的所有基站發(fā)尋呼信息。MSC內(nèi)記錄用戶所在的位置區(qū)，并通知位置區(qū)內(nèi)(qūnèi)的所有無線基站，由每個基站向被叫用戶B發(fā)呼叫信號。精品資料(7)基站尋呼被叫用戶B。基站收到尋呼命令后，將該尋呼消息通過無線控制(kòngzhì)信道發(fā)射。MS接收到尋呼后向基站發(fā)回響應(yīng)信號。

精品資料(8)呼叫(hūjiào)連接。MS響應(yīng)信號經(jīng)BTS、BSC送回MSC，經(jīng)鑒權(quán)識別后認為合法，則令BSC給該MS分配一條話音信道TCH，接通MSC至BSC的路由，并向主叫送回鈴音，被叫振鈴。當MSC發(fā)現(xiàn)被叫按應(yīng)答鍵應(yīng)答，系統(tǒng)就開始計費。

精品資料呼叫(hūjiào)流程演示

精品資料主要(zhǔyào)內(nèi)容GSM網(wǎng)絡(luò)(wǎngluò)基礎(chǔ)呼叫接續(xù)基本原理信令網(wǎng)簡介話務(wù)網(wǎng)簡介MIP基本知識精品資料信令網(wǎng)結(jié)構(gòu)(jiégòu)SP：信令點，是消息的起源點和目的地點。STP：信令轉(zhuǎn)接點信令鏈：是信令網(wǎng)中連接信令點的最基本部件(bùjiàn)。HSTP：高級信令轉(zhuǎn)接點LSTP：低級信令轉(zhuǎn)接點精品資料信令網(wǎng)結(jié)構(gòu)(jiégòu)A鏈：指SP（MSC、HLR等）與LSTP之間的鏈路。B鏈：指同一平面(píngmiàn)內(nèi)各LSTP之間的鏈路。C鏈：指A、B平面(píngmiàn)互為配對的LSTP之間或HSTP之間的鏈路。D鏈：指HSTP與LSTP之間的鏈路。精品資料廣東(guǎngdōng)信令網(wǎng)結(jié)構(gòu)廣州LSTP3廣州LSTP4深圳LSTP3深圳LSTP4ABCD精品資料廣東(guǎngdōng)信令網(wǎng)結(jié)構(gòu)國際信令網(wǎng)由ISTP組成(zǔchénɡ)；省際信令網(wǎng)由全國各省HSTP組成(zǔchénɡ)；省內(nèi)或地區(qū)移動網(wǎng)由LSTP組成(zǔchénɡ)；市內(nèi)或地市內(nèi)移動網(wǎng)由MSC、BSC、HLR等組成(zǔchénɡ)；移動網(wǎng)與電信、聯(lián)通、鐵通等運營商間的網(wǎng)間信令鏈路。精品資料主要(zhǔyào)內(nèi)容GSM網(wǎng)絡(luò)(wǎngluò)基礎(chǔ)呼叫接續(xù)基本原理信令網(wǎng)簡介話務(wù)網(wǎng)簡介MIP基本知識精品資料話務(wù)網(wǎng)介紹(jièshào)本地網(wǎng)干線網(wǎng)端局、MGW關(guān)口(guānkǒu)局精品資料廣州SS/CMN1,2、5,6、9,10廣州SS/CMN3,4、7,8、11,12一干長途(chángtú)軟交換對于廣州：本地(běndì)匯接、省內(nèi)匯接、省級匯接精品資料關(guān)口(guānkǒu)局及互聯(lián)互通聯(lián)通、鐵通來去話電信(diànxìn)來話電信去話精品資料主要(zhǔyào)內(nèi)容GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)呼叫(hūjiào)接續(xù)基本原理信令網(wǎng)簡介話務(wù)網(wǎng)簡介MIP基本知識精品資料MIP基本概念傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)ServiceArea1MSC/MGWBSCBSCBSCServiceArea2MSC/MGWServiceArea3MSC/MGWBSCBSCPoolServiceAreaMSC/MGWBSCMSC/MGWMSC/MGWBSCBSCBSCBSCPOOL資源(zīyuán)池網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)多個(duōɡè)MSC共同服務(wù)一個大的服務(wù)區(qū)，所有MSC以池組方式共同工作。池內(nèi)每個BSC/RNC都能受控于池內(nèi)每個MSC，控制邏輯關(guān)系全連接。精品資料ServiceArea1MSC/MGWBSCServiceArea2MSC/MGWServiceArea3MSC/MGWBSCBSCBSCBSCPoolServiceAreaMSC/MGWBSCMSC/MGWMSC/MGWBSCBSCBSCBSC根據(jù)MSC的容量進行話務(wù)負荷(fùhè)的分配BSC/RNC把漫游進入(jìnrù)MSCPOOL的用戶分配給POOL中一個MSC。用戶始終保持登記在同一個MSC上，直到用戶漫游出該MSC資源池服務(wù)區(qū)。減少跨MSC的切換和位置更新，降低核心網(wǎng)信令負荷，增加系統(tǒng)容量。MSC/MGWMSC/MGWMSC/MGWMIP基本概念精品資料用于標識POOL內(nèi)的MS/UE與MSC節(jié)點的關(guān)系(guānxì)。NRI位于TMSI的第23bit～14bit。

MIP關(guān)鍵技術(shù)－－NRITMSI-GenerationTMSI-Identification242526272829303123222120191817161514131211109876543210Octet3Octet4Octet1Octet2NRITMSI-GenerationTMSI-Identification242526272829303123222120191817161514131211109876543210242526272829303123222120191817161514131211109876543210Octet3Octet4Octet1Octet2Octet3Octet4Octet1Octet27bitsNRI與TMSI容量(róngliàng)關(guān)系1）一個NRI值在MSCPool內(nèi)，唯一定義在一個MSCServer；2）NRI的3GPP規(guī)范是可用10bits,集團規(guī)劃使用7bits。3）當POOL內(nèi)MSCServer用戶容量過大時，MSCServer可配置持多個NRI；4）同一個Pool內(nèi)的所有NRI的長度必須相同，5）相鄰的不同POOL之間NRI值不能重復(fù)。PoolServiceAreaMSC/MGW