（通信与信息系统专业论文）基于智能网上新业务的分析与设计.pdf

摘要 论文题目：基于智能网上新业务的分析与设计 学科专业：通信与信息系统 研究生： 指导教师： 成宇 王林教授 摘要 签名： 窿盗 签名：枷 近十多年来，移动通信得到了飞速发展，全球移动通信网络规模和用户规模飞速增长。 g s m 系统为用户提供了丰富和多样的服务，它能够支持现在由陆上电信网所提供的大部 分低速数据通信业务。但日趋激烈的市场竞争使移动通信运营商面对新的挑战，纯粹依靠 网络规模和基础业务挖掘市场潜力已丧失了竞争优势。电信运营商在传统语音业务趋于饱 和的情况下也渴望通过新业务来寻求新的利润增长点，通过降低网络运营维护费用提升自 身的竞争能力以获取更多利润，如何充分利用现有网络资源创造更高的利润等都成为运营 商普遍关注的课题。 移动智能网是在现有的g s m 或c d m a 移动网的基础上逐步增加智能网相关功能模 块，如s c p ( 业务控制点) 、s s p ( 业务交换点) 、s m p ( 业务管理点) 、s m a p ( 业务管理 接入点) 、s c e ( 业务生成环境) 、s d p ( 业务数据点) 等，将业务控制功能从传统的交换 功能中分离出来，使网络能快速、有效地生成和实现各种新业务。智能网的引入，使移动 网从单纯地传递信息和交换信息，逐步向存储和处理信息的智能化方向发展。智能网的出 现使一个新业务从定义到最后可以上网使用的周期缩短为原来的五分之一。 目前，我国是世界上拥有g s m 移动用户最多的国家。g s m 系统为用户提供了很多方 便，同时也带来不少的麻烦。当面对许多不想接的电话时，用户感到十分困惑。本文通过 在智能网上开发一种新的业务，使用户开通此项后遇到不想接的电话时，都能实现礼貌拒 接来电。本文首先介绍了g s m 通信系统和移动智能网的原理、特点、发展，随后介绍了 拒接来电业务的信令实现流程并对其信令流程进行了仿真，拒接来电业务的受理方式的设 计。最后对拒接来电业务市场和技术层面进行了可行性分析。 关键字：g s m ；移动智能网；信令 a b s t r a c t 一一一 t i t l e ：a n a l y s i sa n dd e s i g no fn e ws e r v i c e si ni n t e l l i g e n t n e t w o r k m a j o r ：c o m m u n i c a t i o na n di n f o r m a t i o ns y s t e m n a m e ：y uc h e n g s i g n a t u r e ：选盥 s u p e r v i s o r = p r o f l i nw a n g a b s t r a c t s 均朐山阳：占 t h e p a s t10y e a r s ，m o b i l ec o m m u n i c a t i o nh a sm a d er a p i dd e v e l o p m e n t t h eg l o b a lm o b i l e c o m m u n i c a t i o n sn e t w o r ks c a l ea n du s e rs c a l eh a si n c r e a s e d g s ms y s t e mo f f e r s r i c ha n d m u l t i p l e xs e r v i c e s ，a n di tc a ns u p p o r tm o s tl o w s p e e dd a t ac o m m u n i c a t i o n ss e r ，i c e s 、v h i c h w e r ep r o v i d e db yt h el a n dt e l e c o m m u n i c a t i o n sn e t w o r k b u tt h ei n c r e a s i n g l yf i e r c ec o m p e t i t i o n i nt h em a r k e tl e a dn e w c h a l l e n g e st ot h em o b i l eo p e r a t o r sr e l ys o l e l yo nt h en e t w o r ks i z ea n d b a s i cs e r v i c et oe x c a v a t i o nm a r k e tp o t e n t i a lh a v el o s ta c o m p e t i t i v ee d g e t e l e c o mo p e r a t o r si s e a g e rt os e e kn e wp r o f i tg r o w t hp o i n tt h r o u g hn e wb u s i n e s si nt h et r a d i t i o n a lv o i c eb u s i n e s s t e n d st os a t u r a t i o n c i r c u m s t a n c e s ，b yr e d u c i n gn e t w o r ko p e r a t i n ga n dm a i n t e n a n c ec o s t st o i m p r o v et h e i rc o m p e t i t i v e n e s sa n dg a i nm o r ep r o f i t s h o wt om a k ef u l lu s eo f e x i s t i n gn e t w o r k r e s o u r c e sa n dc r e a t eh i g h e rp r o f i t sh a sb e c o m et h ew i d e s p r e a dc o n c e m s u b j e c to fo p e r a t o r s m o b i l e i n t e l l i g e n t n e t w o r ki s o nt h eb a s i so f i n c r e a s i n gg r a d u a l l y i n t e l l i g e n t n e t w o r k r e l a t e df u n c t i o n a lm o d u l e ss u c ha s s c p ( s e r v i c ec o n t r o lp o i n t ) s s p ( s e r v i c e s w i t c h i n gp o i n t ) ，s m p ( s e r v i c em a n a g e m e n tp o i n t ) ，s m a p ( s e r v i c em a n a g e m e n ta c c e s s p o i n t ) ，s e e ( s e r v i c ec r e a t i o ne n v i r o n m e n t ) ，s d p ( s e r v i c ed a t ap o i n t ) ，o nt h ee x i s t i n gg s m o r c d m am o b i l en e t w o r k s ，a n di ts e p a r a t e de x c h a n g eo p e r a t i o n a lf u n c t i o n s 丘o mt h et r a d i t i o n a l c o n t r o lf u n c t i o n s ，t om a k et h en e t w o r kc a l lg e n e r a t ea n dr e a l i z a t i o no f n e wb u s i n e s sq u i c k l v a n de f f i c i e n t l y t h ee m e r g e n c eo f i n t e l l i g e n tn e t w o r kc h a n g et h em o b i l en e t w o r kf r o ms i m p l v 1 m p a r t sa n de x c h a n g eo fi n f o r m a t i o ng r a d u a l l yt ot h ei n t e l l i g e n td i r e c t i o nw h i c hs t o r a g ea n d p r o c e s s i n go fi n f o r m a t i o n t h ee m e r g e n c eo fi n t e l l i g e n tn e t w o r kc a l ls h o r t e nt h ec y c l ei nw h i c h an e ws e r v i c ec o m p l e t e si t sd e f i n i t i o nt ot h ef i n a lu s ef o r o n e f i f t ho ft h eo r i g i n a l n o w , c h i n ah a st h em o s tg s mm o b i l eu s e r si nt h ew o r l d g s ms y s t e mo f f e r s al o to f c o n v e n i e n c e ，b u ti ta l s ob r i n g sal o to ft r o u b l e u s e r sa r ea l w a y sp u z z l e dw h e nt h e ym e e tt h e p h o n ew h i c ht h e yd o n tw a n t i nt h i sp a p e r , w ed e v e l o p e dan e w o p e r a t i o ni nt h ei n t e l l i g e n t n e t w o r k ，w i t ht h i so p e r a t i o nu s e r sc a nr e je c tt h ep h o n ew h i c h t h e yd o n tw a n tf r i e n d l y i nt h i s p a p e lf i r s t l y , w ei n t r o d u c et h eg s mm o b i l ec o m m u n i c a t i o n ss y s t e m sa n di n t e l l i g e n tn e 柳o r k p n n c i p l e s ，c h a r a c t e r i s t i c s ，d e v e l o p m e n t ，a n dt h e ni n t r o d u c et h ec a l lc o n n e c t i o ns i g n a l i n gf l o w o ft h er e j e c t i n gc o m i n gc a l ls e r v i c e ，a n dt h ee m u l a t i o no ft h es i g n a l i n gf l o w , a n da r e n v a r d l i i 西安理工大学硕士学位论文 d e s i g nt h ea c c e s sm a n n e ro ft h er e je c t i n gc a l l ss e r v i c e f i n a l l y , w em a k eaf e a s i b i l i t ya n a l y s i s w i t hr e je c t i n gc a l l sb u s i n e s so nm a r k e ta n dt e c h n i c a la s p e c t s k e yw o r d s ：g l o b a ls y s t e mf o rm o b i l ec o m m u n i c a t i o n ；m o b i l ei n t e l l i g e n tn e t w o r k ；s i g n a l l i n g 独创性声明 秉承祖国优良道德待统和学校的严谨学风郑重申明：本人所呈交的学位论文是我 个人在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除特别加以标注和致谢 的地方外，论文中不包含其他人的研究成果。与我同工作的同志对本文所研究的工 作和成果的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并已致谢。 本论文及其相关资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任 论文作者签名：_ 区壹一“弧7 年3 月7 e l 学位论文使用授权声明 本人：惑誓在导师的指导下创作完成毕业论文。本人已通过论文的答辩， 并已经在西安理工大学申请博士硕士学位。本人作为学位论文著作权拥有者，同意 授权西安理工大学拥有学位论文的部分使用权，即：1 ) 已获学位的研究生按学校规定 提交印刷版和电子版学位论文，学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存研究生 上交的学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索；2 ) 为 教学和科研目的，学校可以将公开的学位论文或解密后的学位论文作为资料在图书馆、 资料室等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。 本人学位论文全部或部分内容的公布( 包括刊登) 授权西安理工大学研究生部办 理。 ( 保密的学位论文在解密后，适用本授权说明) 论文作者签名：盥二导师签名：乒三日么二i 翔7 年+ 。月刀日 1 绪论 1 绪论 1 。1 课题背景 随着社会的进步、经济和科技的发展，特别是计算机、程控交换、数字通信的发展， 近些年来，移动通信系统以其显著的特点和优越性能得以迅猛发展，应用在社会的各个方 面。 近十多年来，移动通信得到了飞速发展，全球移动通信网络规模和用户规模飞速增长。 目前，我国是世界上拥有g s m 移动用户最多的国家，g s m 系统为用户提供了丰富和多 样的服务。但日趋激烈的市场竞争使移动通信运营商面对新的挑战，纯粹依靠网络规模和 基础业务挖掘市场潜力已丧失了竞争优势，如何优化网络结构、增添业务功能、提高网络 运行稳定性、如何充分利用现有网络资源创造更高的利润等已成为运营商普遍关注的课 题。 在智能网出现之前，增加新业务的方法是：每增加一种新业务所有交换机都需要增加 相应的软件模块“1 。由于交换机数量十分庞大而且型号各异，交换机的原理、结构、设计 方法和软件各不相同，因此，每增加一种新业务，必须对网络中所有交换机的软件进行修 改，这样做不但工作量大，而且涉及面广。有些交换机还因设计方面的局限性，仅靠修改 软件无法实现新业务；即便是能实现，但由于实现的费用高，周期长，可靠性差，所以新 业务的推广进程非常缓慢。为了克服上述问题，人们试图寻求一种新的方法，希望交换机 只完成最基本的接续功能，而新业务则由另一套网络来完成，无需修改交换机中的软件。 智能网的基本思想是将传统交换机的交换功能与业务控制功能相分离2 1 ，在交换机上 设置一些新的功能部件，原有交换机仅完成基本的接续功能，所有新业务的提供和控制由 这些功能控制部件协同原有交换机共同完成。这样，网络可以快速、灵活方便地产生各种 新的电信业务，促进电信业务的发展。 智能业务的发展是满足用户多种多样的服务需求3 1 ，智能业务的广泛使用伴随着增值 业务的突飞猛进发展。而智能网是在原有通信网络的基础上，为快速提供新业务而设置的 附加网络结构，其目的在于使电信业务经营者能方便地生成新的业务，提供客户所需的各 类智能业务服务项目，以适应市场发展的需要。 虽然第三代移动通信技术的研究已经成熟，但鉴于g s m 在我国发展的现状和g s m 的诸多优点，基于g s m 系统的智能业务弥补了g s m 系统的单调，拓展了各种新业务， 满足了用户的不断需求，迎合了通信发展的需要，是当前需要研究和发展的一个重点任务。 1 2 课题研究的目标及意义 目前，手机已经成为我们日常生活不可或缺的一部分。手机为我们提供了很多方便， 同时也带来不少的麻烦。当面对许多不想接的电话时，我们感到十分困惑。虽然目前市场 西安理工大学硕士学位论文 上有些手机通过黑名单功能实现拒接来电，但是这种方式非常单一而且手机必须具有黑名 单功能才能实现。可以通过在智能网上开发一种新的业务，使每个用户都能实现礼貌拒接 来电的功能。 用户申请拒接来电业务的方式很多，可以通过运营商客服电话( 1 0 0 8 6 ) 、营业厅、 w a p 、短信等方式申请开通拒接来电业务。在拒接方式的设定上，可以通过w w w 、拨 打接入码、w a p 等方式，依据不同的主叫号码来自行设定拒接方式。拒接来电的主要业 务功能有开销户，拒接方式的设置和查询，群组管理等。通常我们可以设置的拒接方式有 三种：已关机，号码是空号，正在通话中。 用户可以根据主叫号码来进行分组，如果经常接到同一个陌生人的骚扰电话，用户就 可以把该号码放到号码是空号列表中，把自己隐藏起来使对方无计可施；如果是认识人的 电话而不想接就可以把它放到已关机或正在通话中列表中，礼貌地拒绝了对方的来电。用 户通过开通此项业务就可以根据对方号码有选择性地设置拒接方式，从而达到礼貌拒接来 电的目的。 本文在智能网的基础上开发拒接来电业务，首先对拒接来电业务的信令流程进行了详 细设计。接着在v i s u a lc + + 环境中通过对m s ，m s c ，h l r ，s c p 等功能模块的模拟，对 信令流程做出了仿真结果，从仿真结果看出本文设计的信令流程可以达到预期效果。最后 对该项业务的受理方式进行了设计。 1 3 论文安排 第一章绪论部分，提出了课题研究背景，目标及意义，并给出了本文研究的主要内 容，最后给出了本文的组织结构。 第二章介绍了现代通信系统的发展历程，g s m 移动通信系统的主要业务、系统组成、 区域划分以及接口和协议。 第三章介绍了智能网的概念、体系结构，引出了移动智能网的原理、c a m e l 技术 以及协议，最后分析了我国移动智能网目前发展的现状。 第四章结合现有智能网现状，给出了拒接来电业务的信令设计流程并对其信令流程 进行了仿真。 第五章目前业内最流行的i v r 和s m s 方式进行业务受理方式设计，结合业务的可 扩展性能简单介绍s m a p ，w a p 业务受理方式。 第六章拒接来电业务的市场和技术进行了可行性分析。 第七章结论部分，对本文的研究进行了归纳总结。 2 2 g s m 移动通信系统 2 g s m 移动通信系统 2 1 现代通信系统的发展 随着经济和科技的发展、社会的进步，特别是计算机、程控交换、数字通信的发展， 近些年来，移动通信系统以其显著的特点和优越性能得以迅猛发展，应用在社会的各个方 面。截止到2 0 0 6 年底，全球移动用户达到2 7 亿。无线通信的发展潜力大于有线通信的发 展，它不仅仅提供普通的电话业务功能，并能提供或即将提供丰富的多种业务，满足用户 的需求。 移动通信的主要目的是实现任何时间、任何地点和任何通信对象之间的通信。从通信 网的角度看，移动网可以看成是有线通信网的延伸，它由无线和有线两部分组成。无线部 分提供用户终端的接入，利用有限的频率资源在空中可靠地传送话音和数据；有线部分完 成网络功能，包括交换、用户管理、漫游、鉴权等，构成公众陆地移动通信网p l m n 。 从陆地移动通信的具体实现形式来分，主要有模拟移动通信和数字移动通信这两种。 移动通信在最近三十多年得到了蓬勃发展，上个世纪七十年代末和八十年代初在美 国、日本和斯堪的纳维亚地区分别出现了三个蜂窝移动通信系统“1 。随后几年，国际上又 出现了多种不同的系统，它们在八十年代都取得了飞快的发展，其中以美国的a m p s 、北 欧的n m t 、英国和我国的t a c s 、日本的h c m t s 等系统为主要代表，它们属于第一代 的模拟式蜂窝移动通信系统。由于模拟移动通信的局限性，尽管模拟蜂窝移动通信系统还 会以一定的增长率在近几年内继续发展，但是它有着下列致命的弱点：各系统间没有公共 接口；无法与固定网迅速向数字化推进相适应，数字承载业务很难开展；频率利用率低， 无法适应大容量的要求；安全性较低，易于被窃听，易做“假机”。这些致命的弱点将妨 碍其进一步发展，因此模拟蜂窝移动通信将逐步被数字蜂窝移动通信所替代。 八十年代是各类通信网络竟相从模拟向数字过渡的年代，移动通信也不例外，先后有 g s m ，d a m p s ，p d c ，e t d m a ，n c d m a 等局部性的规范在八十年代末和九十年代 初陆续颁布。在这些第二代数字移动通信系统中，最具有代表性的制式有泛欧的g s m ， 美国的c d m a 和日本的j d c ( 现在称为p d c ) 等，其中以g s m 的发展最引人注目。g s m 系统是第二代系统中应用最广泛，也是最完善的系统，其网络已分布1 0 0 多个国家。1 9 8 9 年，g s m 标准生效；1 9 9 1 年，g s m 系统正式在欧洲问世，网络开始运行，从此移动通 信跨入第二代。数字系统和模拟系统相比，具有下面的优点：容量大，频谱利用率高；通 信质量好；业务种类多；易于保密；用户设备小巧轻便，成本低；便于与i s d n ，p s t n 等网络互联。数字系统中主要采用两种多址方式：t d m a 技术和c d m a 技术。c d m a 比 t d m a 突出的优点是具有更大的系统容量，有极强的抗干扰能力，无需频率动态分配， 无需小区频率规划，组网更灵活方便，无间断越区切换。 我国于1 9 8 7 年1 1 月在广州开通了第一个模拟制蜂窝移动通信系统。1 9 9 2 年，我国 西安理工大学硕士学位论文 上海贝尔电话设备制造公司与比利时贝尔公司签约，开通了我国第一个g s m 实验系统， 并于1 9 9 3 年9 月正式开放。1 9 9 5 年1 月1 日我国公用9 0 0 m h z 模拟蜂窝移动电话全国联 网投入试运行。1 9 9 7 年1 1 月起，c d m a 数字移动电话网也在北京开始投入运营。近几年 来，移动通信的发展突飞猛进，手机成为普通人的通信工具。根据信息产业部2 0 0 6 年的 统计，全国移动电话用户数已经达到4 6 亿，移动电话普及率达到3 5 3 部百人。 目前，第三代移动通信系统( 3 g ) 已成为整个通信业界关注的焦点。第三代移动通 信系统是工作于2 g h z 频段的宽带移动通信系统，它区别于第一代和第二代移动通信系统 的主要特点是：全球无隙漫游；具有支持信息速率高达2 m b i t s s 的多媒体业务的能力， 特别是支持i n t e m e t 业务；便于过渡，演进；更高的频谱效率，更低的电磁辐射，更好的 服务质量等。 第三代移动通信系统定位于移动多媒体，在移动环境下提供因特网服务是第三代移动 通信系统的主要业务特征1 。目前在国内已投入运营的g p r s ( 通用分组无线业务) 正是 迎合g s m 移动通信市场和全球因特网的迅猛发展和日益融合而推出的，它不仅为g s m 运营商从提供话音业务向提供综合信息业务领域拓展提供了重要的平台，并为g s m 向3 g 的过渡打下了基础。 2 。2g s m 通信业务概述 目前，我国是世界上拥有g s m 移动用户最多的国家。g s m 系统为用户提供了丰富 和多样的服务，它能够支持现在由陆上电信网所提供的大部分低速数据通信业务，这些业 务的最高比特率限制为9 6 k b s 。 g s m 数字蜂窝移动通信系统能提供许多种不同类型的业务。g s m 系统提供的业务可 划分为基本业务和补充业务两大类。基本业务按功能又可分为电信业务和承载业务两类， 分别包括语音业务、短消息业务、传真业务等端到端业务和数据电路异步、数据电路同步、 单一p a d 访问业务、单一数据报访问等业务承载。补充业务则是针对于特定的基本业务 的附加补充功能，它不能作为一种独立的业务提供给用户，而必须附加于一定的基本业务 之上，同一补充业务可能附加于许多种基本业务之上。g s m 补充业务为其用户提供了更 完善和实惠的服务。比如来电号码显示、呼叫遇忙前转、呼叫无应答前转、当用户出国漫 游时闭锁所有的国际入呼等。 g s m 上述基本业务都是同呼叫相关联的，为了实现更加灵活和个性化的移动通信业 务，g s m 系统引入了移动智能网技术。移动智能网使运营商可以自行开发增值业务，为 g s m 用户提供了更加丰富灵活的业务选择。 随着i n t e m e t 的迅猛发展，分组交换业务迅猛增长，为了适应对于移动通信高速分组 交换业务的需求，适应g s m 系统向第三代移动通信的平滑过渡，引入了分组无线通信数 据业务g p r s 。g p r s 能在不改变现有空中接口的基础上提供最高速率可达1 1 5 k b s 数据 业务，g p r s 使业务从基本的语音及低速的数据业务向多样化业务迈进。 4 2 g s m 移动通信系统 2 3g s m 通信系统的组成 g s m 系统的组成见图2 1 所示，主要包括移动台( m s ) ，基站子系统( b s s ) ，网络 子系统( n s s ) 三部分6 1 。其中b s s 包括基站控制器( b s c ) 和基站收发信台( b t s ) ： 网络子系统主要包括移动业务交换中心( m s c ) ，归属位置寄存器( h l r ) ，访问位置寄 存器( v l r ) ，鉴权中心( a u c ) ，设备识别寄存器( e i r ) 等。u m 接口为m s 和b t s 之 间的无线接口，a 接口为b s c 和m s c 之间的接口，接口b ，c ，d ，e ，f ，g ，h 为网 络子系统实体间的m a p 接口。 图2 - 1 g s m 系统结构 f i g2 - 1s t r u c t u r eo fg s ms y s t e m 1 移动台m s m s 是g s m 系统的移动用户设备，它由两部分组成，移动终端和客户识别卡( s i m 卡) 。移动终端就是“机”，它可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、 信息发射和接收。s i m 卡就是“人”，它类似于我们现在所用的i c 卡，因此也称作智能 卡，存有认证客户身份所需的所有信息，并能执行一些与安全保密有关的重要信息，以防 止非法客户进入网络。s i m 卡还存储与网络和客户有关的管理数据，只有插入s i m 卡后 移动终端才能接入网内。 2 基站子系统( b s s ) 基站子系统在g s m 网络的固定部分和移动台之间提供中继。一方面b s s 通过无线接 口直接与移动台实现通信连接，另一方面b s s 又连接到移动交换子系统m s s 的移动交换 中心m s c 。 基站子系统b s s 可分为两部分。通过无线接口与移动台相连的基站收发信台( b t s ) 以及与移动交换中心相连的基站控制器( b s c ) ，b t s 负责无线传输、b s c 负责控制与管 理。 3 移动交换中心( m s c ) m s c 是p l m n 的核心。m s c 对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制和完成话路 接续的功能，也是p l m n 和其他网络之间的接口。它完成通话接续，计费，b s s 和m s c 之间的切换和辅助性的无线资源管理、移动性管理等功能。另外，为了建立至移动台的呼 叫路由，每个m s c 还完成g m s c 的功能，即查询移动台位置信息的功能。m s c 从三种 西安理工大学硕士学位论文 数据库，拜访位置寄存器( v l r ) 、归属位置寄存器( h l r ) 和鉴权中心( a u c ) 中取得 处理用户呼叫请求所需的全部数据。反之，m s c 根据其最新数据更新数据库。 4 拜访位置寄存器( v l r ) v l r 通常与m s c 合设，其中存储m s c 所管辖区域中的移动台( 称拜访客户) 的相 关用户数据，包括：用户号码、移动台的位置区信息、用户状态和用户可获得的服务等参 数。 v l r 是一个动态用户数据库。v l r 从移动用户的归属位置寄存器( h l r ) 处获取并 存贮必要的数据，一旦移动用户离开该v l r 的控制区域，则重新在另一个v l r 登记，原 v l r 将取消该移动用户的数据记录。 5 归属位置寄存器( h l r ) h l r 存储管理部门用于移动用户管理的数据。每个移动用户都应在其归属位置寄存 器( h l r ) 注册登记，它主要存储两类信息：一是有关移动用户的参数，包括移动用户识 别号码、访问能力、用户类别和补充业务等数据；一是有关移动用户目前所处位置的信息， 以便建立至移动台的呼叫路由，例如m s c v l r 地址等。 6 鉴权中心( a u c ) a u c 属于h l r 的一个功能单元部分，专门用于g s m 系统的安全性管理。鉴权中心 产生鉴权三参数组( 随机数r a n d 、符号响应s r e s 、加密键k c ) ，用来鉴权用户身份的 合法性以及对无线接口上的话音、数据、信令信号进行加密，防止无权用户接入和保证移 动用户通信的安全。 7 设备识别寄存器( e r ) e i r 存储有关移动台设备参数，完成对移动设备的识别、监视、闭锁等功能，以防止 非法移动台的使用。e i r 也是一个数据库，保存着关于移动设备的国际移动设备识别码 ( m e i ) 的三份名单：白名单，黑名单和狄名单。在这三种名单的三种表格中分别列出 了准许使用的、出现故障需监视的、失盗不准使用的移动设备的i m e i 识别码，通过对这 三种表格的核查，使得运营部门对于不管是失盗还是由于技术故障或误操作而微机网络正 常运营的设备，都能采取及时的防范措旋，以确保网络内所使用的设备的唯一性和安全性。 2 4g s m 系统的区域划分 从地理位置范围来看，g s m 系统分为g s m 业务区，公用陆地移动网业务区( p l m n ) 、 移动交换控制区( m s c 区) 、位置区( l a ) 、基站区和小区n 盯。图2 2 是g s m 各区之 间的关系。 g s m 业务区由联网的g s m 全部成员国组成，移动用户只要在服务区内，就能得到 系统的各种服务，包括完成国际漫游。 p l m n 业务区由g s m 系统构成的公用陆地移动网( g s m p i ，m n ) 处于国际或国内 汇接交换机的级别上，该区域为p l m n 业务区，它可以与公用交换电信网( p s t n ) 、综 6 2 g s m 移动通信系统 合业务数字网( i s d n ) 和公用数据网( p d n ) 互连，在该区域内，有共同的编号方法及 路由规划。个p l m n 业务区包括多个m s c 业务区，甚至可扩展全国。 m s c 业务区在该区域内，有共同的编号方法及路由规划。由一个移动交换中心控制 区域称为m s c 业务区。一个m s c 区可以由一个或多个位置区组成。 位置区每一个m s c 业务区分成若干位置区( l a ) ，位置区由若干个小区组成，它与 一个或若干个基站控制器( b s c ) 有关。在位置区内移动台移动时，不需要作位置更新。 当寻呼移动用户时，位置区内全部基站可以同时发寻呼信号。系统中，位置区域以位置区 识别码( l a i ) 来区分m s c 业务区的不同位置区。 小区小区也叫蜂窝区，理想形状是正六边形，一个小区包含一个基站，每个基站包 含若干套收、发信机，其有效覆盖范围决定于发射功率、天线高度等因素，一般为几公里。 基站可位于正六边形中心，采用全向天线，称为中心激励；也可位于正六边形顶点( 相隔 设置) ，采用1 2 0 度或6 0 度定向天线，称为顶点激励。若小区内业务量激增时，小区可以 缩小( 一分为四) ，新的小区俗称“小小区”，在蜂窝网中称为小区分裂。 图2 2 g s m 各区之i 司的关系 f i g2 - 2t h er e l a t i o n s h i po f e v e r yg s ma r e a 2 5g s m 系统的接口与协议 g s m 系统非常复杂，每次通信前都要交换大量的信令，最后才能完成呼叫接续，在 此基础上才是传输、进行双向通信。接口是指两个相邻实体之间的连接点，协议是说明在 连接点上交换信息需要遵守的规则。信令是个非常复杂的过程，采用电信网开放系统互连 模式o s i 的概念，把协议按功能分为不同的层面，每一层都有各自的协议规约。 7 西安理工大学硕士学位论文 2 5 1g s m 的接口 g s m 的各个接口如图2 - 3 所示： 图2 - 3g s m 系统接口 f i g2 - 3t h ei n t e r f a c eo fg s ms y s t e m 1 s m 接口：s m 接口为人机接口，是用户与移动台之间的接口，在移动台中实现， 包括键盘、液晶显示以及用户识别卡等。 2 u m 接口：u m 接口被定义为m s 与b t s 之间的通信接口，我们也可称它为空中 接口，u m 接口实现了m s 到g s m 系统固定部分的物理连接，即无线链路，同时它负责 传递了无线资源管理、移动性管理和接续管理等信息。 3 a b i s 接口：a b i s 接口定义为基站子系统的两个功能实体基站控制器( b s c ) 和基 站收发信台( b t s ) 之间的通信接口，用于b t s ( 不与b s c 并置) 与b s c 之间的远程互 联方式，物理连接通过标准的2 0 4 8 m b s 或6 4 k b s p c m 数字传输链路来实现。此接口支 持所有向用户提供的服务，并支持所有面向用户提供的服务，并支持对b t s 无线设备的 控制和无线频率的分配。 4 a 接口：a 接口定义为网络子系统( n s s ) 和基站子系统( b s s ) 之间的通信接 口，从系统的功能实体来说，就是移动交换中心( m s c ) 和基站控制器( b s c ) 之间的 互联接口，其物理链接通过标准的2 0 4 8m b sp c m 数字传输链路来实现。此接口传递的 信息包括移动台管理、基站管理、移动性管理和接续管理等。 5 b 接口：b 接口定义为用户访问位置寄存器( v l r ) 和移动交换中心( m s c ) 之 间的通信接口。m s c 通过该接口向v l r 传送漫游用户位置信息，并在呼叫建立时向v l r 查询漫游用户的有关用户数据，通常m s c 与v l r 合设，其间采用内部接口。 6 c 接口：c 接口定义为用户归属位置寄存器( h l r ) 和移动交换中心( m s c ) 之 间的通信接口。m s c 通过该接口向h l r 查询被叫移动台的路由信息，h l r 提供路由。 如果采用归属用户位置寄存器( h l r ) 作为计费中心，呼叫结束后建立用户或接收此呼叫 的移动台( m s ) 所在的移动业务交换中心( m s c ) 应把计费信息传送给该移动用户当前 归属用户位置寄存器( h l r ) ，一旦要建立一个移动用户的呼叫时，入口移动交换中心 ( g m s c ) 应向被叫用户所属的归属用户位置寄存器( h l r ) 询问被叫移动台的漫游号码。 2 g s m 移动通信系统 c 接口的物理链接方式与d 接口的相同。 7 d 接口：d 接口定义为归属用户位置寄存器( h l r ) 和访问用户位置寄存器( v u t ) 之间的通信接口。用于交换有关移动台位置和用户管理的信息，为移动用户提供的主要服 务是保证移动台在整个服务区内能建立和接收呼叫。实用化的g s m 系统结构一般把v l r 综合于移动业务交换中心( m s c ) 中，而把归属用户位置寄存器( h l r ) 与鉴权中心( a u c ) 综合在一个物理实体中。因此d 接口的物理链路是通过移动业务交换中心( m s c ) 与归 属用户位置寄存器( h l r ) 之间的标准2 0 4 8 m b s 的p c m 数字传输链路实现的。 8 e 接口：e 接口定义为控制相邻区域的不同移动业务交换中心( m s c ) 之间的接 口。当移动台( m s ) 在一个呼叫进行过程中，从一个移动业务交换中心( m s c ) 控制的 区域移动到相邻的另一个移动业务交换中心( m s c ) 控制的区域时，为不中断通信需完 成越区信道切换过程，此接口用于切换过程中交换有关切换信息以启动和完成切换。e 接 口的物理链路方式是通过移动业务交换中心( m s c ) 之间的标准的2 0 4 8 m b s 的p c m 数 字传输链路实现的。 9 f 接口：f 接口定义为移动业务交换中心( m s c ) 和移动设备识别寄存器( e 瓜) 之间的通信接口。用于交换相关的国际移动设备识别码管理信息。f 接口的物理链接方式 是通过移动业务交换中心( m s c ) 与移动设备识别寄存器( e r a ) 之间的标准2 0 4 8 m b s 的p c m 数字传输链路实现的。 1 0 g 接口：g 接口定义为访问用户位置寄存器( v l r ) 之间的接口。当采用临时移 动用户识别码( t m s i ) ，此接口用于向分配移动用户识别码( t m s i ) 的访问用户位置寄 存器( v l r ) 询问此移动用户的国际移动用户识别码( m s i ) 的信息。g 接口的物理链 接方式与e 接口的相同。 2 5 2g s m 接口协议模型 作为第二代蜂窝移动网，数字p l m n 采用开放系统互连模式o s i 来规定其协议模型， 如图2 - 4 所示，它是从m s 到m s c 之间的协议模型b 1 。 1 1 j _ l “ c m c m m m m m r r m r r m r r mi 洲 s c c p s c c p l a p d m l a p d r r ll a p dl a p dm t p m t p 无线 无线 6 4 k b i t s 6 4 k b i t s 6 4 k b i t 3 6 4 k b i t s m sb t sb s c m s c 图2 - 4 m s 到m s c 之间的协议模型 f i g2 - 4t h ep r o t o c o lm o d a lb e t w e e nm sa n dm s c 9 西安理工大学硕士学位论文 o s i 参考模型的基本结构是分层，根据分层的概念，通信处理过程可以看作由最低层 到最高层的若干有序的逻辑层次构成 1 0 1 0 在不同系统中，为实现共同目的而必须交换信 息的同一层实体称对等实体。相邻层次中的实体通过共同层面相互作用。低层向高层提供 服务，第n 层所提供的服务是它以下各层所提供的服务与功能的组合。 无线接口u m 的协议第一层为物理层，记作l 1 ，它是最低层，包括各类信道，为高 层信息的传输提供基本无线信道。第二层l 2 为数据链路层，记作l a p d m ，它包括各种 数据传输结构，对数据传输进行控制。第三层l 3 为最高层，称作应用层，它包括各类消 息和程序，对业务进行控制。第三层包括无线资源管理r r m 、移动性管理m m 和呼叫接 续管理c m 。 a b i s 接口的协议与u m 接口协议稍有不同，它的物理层为6 4 k b i t s 地面线路，链路层 为l a p d 。具体情况为：第一层为6 4 k b i t s 地面线路，第二层为消息传递部分m t p ，它是 c c s 7 信令网中的一部分。m t p 包含有更多的网络协议，并集中了全部的链路层协议。信 令连接控制部分s c c p 与m t p 共同在a 接口上构成网络层协议。移动性管理m m 和呼 叫接续管理c m 在b s c 内是透明传输的。 2 6 本章小结 本章前半部分主要讨论了移动通信系统的发展历程以及g s m 移动通信系统的概述、 组成。通过g s m 的这些特点和g s m 和组成说明，g s m 和c d m a ，g p r s 相比仍在我国 占主导地位，基于g s m 的各种业务的开发是现在研发的重要工作。本章后半部分重点介 绍了g s m 的区域划分和g s m 系统的接口与协议等，为后面的业务引出进行理论铺垫。 l o 3 移动智能网技术 3 移动智能网技术 3 1 智能网技术 3 1 1 智能网的概念及基本思想 随着社会，经济和科学技术的不断发展，人们对信息的需求量同益增大，各种用户对 电信业务的需求也变得越来越复杂。这种形式的发展使得电信网络为用户提供的业务不仅 仅局限在简单的通话，传送信息，而是需要根据各层次用户的不同需求，快速，灵活的为 用户提供多样的，丰富多彩的适应各类用户群体的多种电信业务。在这种情况下，智能业 务从一开始产生就注定了它在今后的必将迅速发展。智能业务的广泛使用伴随着增值业务 的突飞猛进发展。很多情况下，增值业务和智能业务相结合，实现除了基本业务之外的各 种增值业务，开拓了对用户的服务层面，更加多样化的满足用户的各种需求，方便地为用 户服务。近几年来，通信业正在朝着第三代发展，智能业务就是发展的一个重要的方面。 智能网( i n ) 是在原有通信网的基础上设置的一层叠加网络，是快速、方便、经济、 灵活、有效地生成和实现各种新业务的体系结构 1 1 1 。其目标是为现在、未来的所有通信 网络服务，不断为各种网络提供满足用户需要的新业务。智能网这一特点深受网络运营商 和用户的青睐，智能网业务因此得到迅速的发展，引起了世界各国电信部门的重视，智能 化也就成为电信网的发展目标之一。 智能网的基本思想是将传统交换机的交换功能和业务控制功能相分离，在交换网上设 置一些新