（计算机科学与技术专业论文）省级移动统一业务平台数据采集子系统的研究与实现.pdf

北京邮电大学硕士毕业论文 省级移动统一业务平台数据采集子系统的研究与实现 省级移动统一业务平台数据采集子系统的研究与实现 摘要 中国移动的市场经过近几年的发展，已具备相当的规模，也蕴藏 着巨大的增长潜力：同时，移动行业也面临着前所未有的机遇与挑战， 移动公司必然要通过强化内部管理，强化科技进步和技术创新，降低 建设和运营成本，提高移动公司服务水平，才能全面提升企业核心竞 争能力，确保企业市场竞争优势和长期可持续发展。 本文研究了省级移动开展综合业务所遇到的问题，由于其下属各 市级移动在移动业务的部署和开展上往往是各市级移动根据市场的 不同需求，为了满足需求就马上开展相应的业务，造成了同省之中各 市级子公司一个业务或者一类业务一个平台的局面，这对当时迅速满 足用户需求是有好处的，但对未来新业务的开展也存在着很多不利因 素。各市级移动开展业务的硬件设备来自不同的厂家，具有不同的技 术标准，数据的存放格式也不尽相同，因此，在省级综合业务的开展 过程中，标准往往难以统一，使得全省范围的综合业务很难以统一的 方式在各市级分公司之间展开。 本文首先提出了省级移动统一业务平台的建设方案，进而分析了 其数据采集子系统的设计，并介绍了移动网中存在的不同用户、业务 数据库及当前主要的数据库存取方法，最后，完成了一个具体的省级 移动统一业务平台中的数据采集子系统的设计与实现。 关键词：统一业务平台省级移动数据采集数据库 r e s e a r c ha n di m p l e m e n l ：f 盯i o n0 fd a t a c o l u e c t i o ns u b s y s t e mi nap r o v i n c em o b i l e u n i f i e ds e r c ep i 。岍o r m a f t e rt h ee v o l u t i o ni nr e c e n ty e a r s ，c h i n a m o b i l eh a sa l r e a d yg r o w nt oq u i t ea l a r g es c a l ei nt h em a r k e t , a n ds t i l lc o n t a i n sp o t e n t i a la b i l i t yt ob e c o m ee v e nl a r g e r m e a n w h i l e ，m o b i l ei n d u s t r yi sc o n f r o n t e dw i t hu n p r e c e d e n t e do p p o r t u n i t ya n d c h a l l e n g e i no r d e rt oi n c r e a s ec o m p a n y sc o r ec o m p e t i n ga b i l i t ye n t i r e l y , t oe n s u r e c o m p a n y sc o m p e t i t i v ep r e d o m i n a n c ei nt h em a r k e t ，a n dt oe n l a r g eal o n g t e r ma n d c o n t i n u a b l ed e v e l o p i n gs p a c e ，m o b i l ec o m p a n ym u s ts t r e n g l 【h e ni n t e r n a lm a n a g e m e n t ， m u s ti n t e n s i f yt h ep r o g r e s so ft h et e c h n i c a li n n o v a t i o n ，m u s tr e d u c et h ec o s to f c o n s t r u c t i o na n dr u n n i n g ，a n dm u s ti m p r o v et h eq u a l i t yo fs e r v i c e t h i sp a p e rs t u d i e st h ep r o b l e m st h ep r o v i n c i a lm o b i l ei se n c o u n t e r e dw h e ns t a r t s t h ep r o v i n c i a li n t e g r a t e ds e r v i c e s ，i t ss u b o r d i n a t em o b i l ei su s u a l l yd e p l o y i n ga n d c a r r y i n go u tt h em o b i l eb u s i n e s si m m e d i a t e l yi no r d e rt om e e tt h ed i f f e r e n tn e e d so f t h em o b i l es e r v i c em a r k e t ，w h i c hc a u s e st h es i t u a t i o nt h a to n es e r v i c eo rat y p eo f s e r v i c e sp e rp l a t f o r mi nd e v e l o p i n ga m o n gt h es u b o r d i n a t em o b i l ec o m p a n i e si nt h e s a m ep r o v i n c e t h i ss i t u a t i o nh a si t sa d v a n t a g e st om e e tt h ec u s t o m e r sr e q u i r e m e n t s a tt h a tt i m e ，b u t ，t h e r ea r ea l s oal o to fd i s a d v a n t a g e sw h e ns t a r tn e ws e r v i c ei nt h e f u t u r e t h eh a r d w a r e 、t e c h n i q u e sa n dd a t af o r m a t st h es u b o r d i n a t ec o m p a n i e su s e di n t h ed e v e l o p m e n to ft h es e r v i c e sa r cq u i t ed i f f e r e n tf r o me a c ho t h e r ，s ow h e ns t a r t sa p r o v i n c i a li n t e g r a t e ds e r v i c e ，t h es t a n d a r du s u a l l yh a r dt ob eu n i f i e d ，w h i c hm a k e st h e p r o v i n c i a ls e r v i c eh a r dt os t a r ti nt h ep r o v i n c i a ls c o p e 砥sp a p e rf i r s tb r i n gf o r w a r dt h ec o n s t r u c t i o np l a no ft h eu n i f i e ds e r v i c e p l a f f o r i i lo fp r o v i n c i a lm o b i l ec o m p a n y ，t h e na n a l y z e st h ed e s i g no fi t sd a t ac o l l e c t i o n s u b s y s t e m a f t e rt h a t ，t h i sp a p e ri n t r o d u c e ss o m ek n o w l e d g eo fd i f f e r e n tc u s t o m e r a n ds e r v i c ed a t a b a s ei nt h em o b i l en e t w o r ka n ds o m ea c c e s st e c h n o l o g yt ot h e s e d a t a b a s e s f i n a l l y ，t h i sp a p e rs h o w sad e s i g na n dr e a l i z a t i o no fad a t ac o l l e c t i o n s u b s y s t e mp r o j e c to fac e r t a i np r o v i n c i a lm o b i l ec o m p a n y k e yw o r d s ：u n i f i e ds e r v i c ep l a t f o r m ，p r o v i n c i a lm o b i l e ，d a t a c o l l e c t i o n ，d a t a b a s e 北京邮电大学硕士毕业论文省级移动统一业务平台数据采集予系统的研究与实现 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：日期：避至! 堡 关于论文使用授权的说明 本人完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在 校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校 可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段 保存、汇编学位论文。 本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名： 导师签名： 日期：趔! 垒! 兰 日期：趁趟。主：丝： 北京邮电大学硕士毕业论文省级移动统一业务平台数据采集子系统的研究与实现 1 1 课题研究背景 第一章引言 信息技术的诞生和应用，给企业带来一系列令人惊讶的变化。近年来，我国 信息化建设取得了长足的进步，无论行业还是企业，都从信息技术的应用中感受 着种种好处。但是在信息技术飞速发展并在企业中广泛应用的同时，信息化建设 过程中潜在的一些问题也开始渐渐显露出来，一个重要的问题就是：不同的系统、 不同的应用、不同的技术平台，使企业信息难以全面流动，当企业投入大量资源 和精力实现了信息系统时，却依然没有得到想要的信息、信息分散地存在于企业 的各个部门之间，各种信息( 如用户信息、财务信息、各种计划信息等) 无法有 效地整合利用起来，对企业综合业务的开展，造成了很大的影响。 中国移动的市场经过近些年的发展，已具备相当的规模，也蕴藏着巨大的增 长潜力。企业人员无论从数量上还是从素质上都处于各行业前列，各个业务子系 统的建设己经基本完善，在系统的基础设施建设上也是首届一指的。 但我们也应该看到，中国移动的信息化建设还有很多需要完善和改进的地 方。 中国移动通信集团总公司下属有3 1 个省级移动公司，每个省级移动公司下 属有若干个地、市级移动分公司。分级结构如图1 - 1 所示。在移动业务的部署和 开展上，往往是各地、市移动根据市场的不同需求，为了满足需求就马上开展相 应的业务，造成了同省之中各市级子公司一个业务或者一类业务一个平台的局 面，这对当时迅速满足用户需求是有好处的，但对未来新业务的开展也存在着很 多不利因素，首先，各子公司独立的业务开展，造成业务平台之间的关系是割裂 的，当我们需要在省级移动提供综合业务的时候，没有办法综合起来；其次，移 动运营商一直在大力推动着各种增值业务的发展，不同于很多传统业务，新业务 的开发和推广往往有一个探索的过程，比如省级移动要开展一个全省范围内的综 合增值业务的时候，由于各市级分公司的现状是每个分公司和每个分公司在发展 和业务开展过程中都有自己的一套平台，开展业务所使用的硬件设备来自不同的 1 北京邮电大学硕士毕业论文 省级移动统一业务平台数据采集予系统的研究与实现 厂家，具有不同的技术标准，数据的存放格式也不尽相同，因此，在业务的开展 过程中，标准往往难以统一，使得全省范围的业务很难以统一的方式在各市级分 公司之间展开。 图1 1 中移动分级结构 上述问题将严重制约各省级移动公司信息化的进程和各类增值业务的开展， 在这种背景下，信息资源聚合，业务系统集成等需求越来越强烈，统一业务平台 的建设就显得更加迫切和必要，它是克服上述的当前省级移动存在的问题的有力 手段，也是促进和发展省级移动各类综合业务的有效平台。 1 2 课题的任务和目标 本论文提出在各省级移动开展统一业务平台的思路，通过介绍g s m 移动通信 网中所存在的大量的用户数据，业务数据，系统数据等，以及对这些数据网元的 访问方式，数据结构进行分析，设计统一业务平台中负责对分散数据进行数据资 源聚集的数据采集子系统的功能，要实现这个功能，就要采用成熟、稳定的计算 机网络和数据库访问技术，进而提出一个一般性的数据采集子系统实现方案。最 后，设计和实现了作者参与的某省移动统一业务平台系统中数据采集子系统的实 2 j 匕京邮电大学硕士毕业论文省级移动统一业务平台数据采集子系统的研究与实现 例。 在该省移动统一业务平台项目的数据采集子系统中，本人负责该子系统的调 研，需求分析，概要设计及详细设计，并且完成系统架构的搭建，开发、测试及 技术支持的工作。 本统一业务平台中的数据采集子系统需要完成对该省移动下属的各市级分 支机构的中不同厂家，不同技术平台的数据库数据进行采集并实现以统一的数据 视图展现给上层业务，从而实现对全省各地市级移动的业务数据进行聚集，便于 省级综合业务方便有效地开展。 1 3 论文结构 本文共分5 章，内容安排如下： 第一章引言，介绍本课题的意义，研究对象，任务和解决方案等。 第二章g s m 移动通信系统概述，简要介绍了g s m 移动通信网的相关知识， 目的是配合作者实际经历的某省移动的项目，使读者了解g s m 移动通信网的结 构和特点。 第三章统一业务平台中数据采集相关技术的研究，本章主要说明了省级移 动统一业务平台开展的必要性和重要性，并分析了平台的组成结构。本论文以其 中数据采集子系统为研究对象，因此，本章介绍并分析了当今移动通信网中存在 的主要数据种类及常用的数据访问技术。 第四章某省移动数据采集子系统的设计和实现，本章通过介绍一个作者实 际经历的某省级移动统一业务平台的数据采集子系统的设计、开发和实现，来说 明其在省级业务开展中的应用。 第五章结束语，对本文工作进行全面总结，给出本文所取得的成果，指出 存在的不足和改进方向。 3 北京邮电大学硕士毕业论文 省级移动统一业务平台数据采集子系统的研究与实现 第二章g s m 移动通信系统概述 2 1g s m 移动通信网的历史背景 移动通信是达到通信最终目的的有效手段，它在商业市场上所具有的巨大潜 力已经被人们所认识，g s m 网络的成熟，g s m 移动业务的扩充，与随之而来3 g 无线 网络技术的出现急速推动着通信业的发展。而作为当今世界应用最为广泛的g s m 网络仍将在今后的5 ! u 1 0 年内或者更远的时间内主宰移动通信行业。 蜂窝系统的概念和理论在2 0 世纪6 0 年代由美国贝尔实验室等单位提了出来， 但其控制系统很复杂。蜂窝结构如图2 一l 所示。n 7 0 年代，半导体技术的成熟， 无线系统发展为自动接续系统，但其有所增加的容量与用户的需求相比仍然是远 远不够。大规模集成电路技术和微处理器技术的发展使实现复杂系统成为可能， 直n 8 0 年代初，真正的突破是模拟蜂窝技术的引进，促使移动通信技术向前迈进 了一大步，这可以说是一场革命性的进步。 图2 - 1 蜂窝系统概念图 2 0 世纪8 0 年代中期，世界上出现了两种蜂窝移动通信系统。在欧洲，推出了 旨在覆盖整个北欧的n m t 系统，并在1 9 8 1 年在瑞典投入运行，很快在挪威、芬兰 和丹麦开通。1 9 8 3 年在美国芝加哥开通第一个a m p s ( a d v a n c e dm o b i l ep h o n e 北京邮电大学硕士毕业论文省级移动统一业务平台数据采集子系统的研究与实现 s e r v i c e ) 蜂窝系统。 随着模拟蜂窝移动通信系统投放入市，欧洲的电信运营部门便发觉，各种移 动通信系统将整个欧洲的蜂窝系统分割成四分五裂的状态，无法形成快速增长的 市场所需求的规模经济。面对这一现状，欧洲电信管理部门( c e p t ) 成立了一个被 称为g s m 的移动特别小组，开始制定使用于泛欧各国的、一种数字移动通信系统 的技术规范。 1 9 9 0 年，由英国提出将1 8 0 0 m h z 频段归入g s m 标准之中，带宽为2 x 7 5 1 棚z ，此建 议的目的是针对个人通信网，以进一步适应城区更高容量的需求。 g s m 的原意是“移动通信特别小组”，而随着设备的开发和数字蜂窝移动通 信网的建立，g s m 逐步成为泛欧数字蜂窝移动通信系统的代名词。欧洲的专家们 将g s m 重新命名为“g l o b a ls y s t e mf o rm o b ilec o m m u n ic a ti o n s 一。 从1 9 9 0 年起，g s m 开始向欧洲外扩展，目前，世界上已经有上百个运营商在 g s m 分配的频带内运行，g s m 能向用户提供相当范围的覆盖，使用户在众多国家内 实现国际漫游，称为名副其实的“全球移动通信。 从移动通信应用的发展角度，整个发展过程大致分为三个阶段： 第一阶段，2 0 世纪4 0 年代，这是移动通信的早期发展阶段。在这阶段，初步 进行一些传播特性的测试，并在短波的几个频段上进行一些通信应用，如2 0 年代 初出现的2 m h z 频段的警车无线调度系统，但当时的工作还是均为单工或半双工方 式。 第二阶段，4 0 年代至6 0 年代后期，发展了一些具有拨号、半双工功能的移动 通信系统，但还只是停留在专用系统的水平上。第一阶段和第二阶段的移动通信 都是基于噪声受限原理，才有与无线广播和电视广播相同的方法，即系统被设计 成为以最大信号覆盖整个服务区域，通过简单地使用高功率发射机提供一个很大 地衰落冗余，以保证最深的瑞利衰落情况下，也可使到达接收机的信号满足所需 的电平。该系统天线尽量高，功率尽可能大，以达到信噪比和最大的基站覆盖。 该系统覆盖范围内没有实现频率复用，支持用户数量有限，容量受到很大的限制。 该阶段的移动通信系统存在系统功能弱，容量有限、频率利用率低和质量差等局 5 北京邮电大学硕士毕业论文省级移动统一业务平台数据采集子系统的研究与实现 限性。 第三阶段，自7 0 年代至今，蜂窝理论和频率复用概念的使用，大大提高频谱 的利用率，有效提高系统容量。以及通信编码技术、通信网路技术、规模集成电 路技术等长足发展，第二代移动通信技术日趋成熟。主要才有数字技术，多址技 术也重模拟的频分多址转化为数字的时分多址，t d m a f d m a 方式以及数字调制和 话音压缩编码等技术，数字信令系统和网络拓扑更加完善，频谱利用率较之模拟 系统大大提高，网络容量得到明显增大。9 0 年代，随着g s m 标准的制订，g s m 移动 通信系统得到了推广和扩展，目前全世界已有上百个移动运营商在g s m 频段中运 行，g s m 能提供用户相当范围的覆盖，实现众多国家间的漫游，可以时名副其实 的“全球移动通信系统”。 2 2g s m 移动通信系统 2 2 1g 渊移动通信的特点 g s m 数字蜂窝移动通信系统是完全依照e t s i ( 欧洲通信标准化委员会) 制定的 g s m 规划研制而成，是一种典型的开放式结构，作为一种面向未来的通信系统， 它具备以下一些特点： ( 1 ) g s m 系统的各分系统之间都是定义明确且有标准化接口，可以互联不同厂 商提供的g s m 系统设备及其他各种公用通信网的互联互通； ( 2 ) g s m 系统除了开放基本话音业务外，还可以开展各种承载业务、补充业务 以及于i s d n 相关的各种业务； ( 3 ) g s m 系统能够提供穿过国际边界的制定漫游功能，对于全部g s m 移动用户 都可进入g s m 系统而与国别无关； ( 4 ) g s m 系统采用f d t d 及跳频的复用方式，频率重复利用率较高，同时它具 有灵活方便的组网结构，可满足用户的不同容量需求； ( 5 ) g s m 系统具有较强的鉴权和加密功能，确保用户和网络的安全； ( 6 ) g s m 系统抗干扰能力较强，系统的通信质量较高。 6 北京邮电大学硕士毕业论文省级移动统一业务平台数据采集子系统的研究与实现 2 2 2g 蹦移动通信的业务功能 g s m 能够提供多业务，可以依照用户的需要为用户提供各种形式的通信。一 般把业务分为话音业务与数据业务( 非话音业务) ：话音业务传送的是话音；而数 据业务包括电文、图像、传真等其他信息及访问i u t e r n e t 等服务。除了这些传统 业务以外，g s m 还提供一些非传统的业务。 g s m 所提供的基本业务可分为承载业务( b e a r e rs e r v i c e ) 和电信业务( t e l e s e r v i c e ) ，这两种业务是独立的业务，其不同之处在于用户接入点。下面将分别 进行介绍。 1 承载业务 承载业务主要提供在用户之间实时传递信息( 语言、数据、图像等) 的手段， 而不涉及信息本身的内容。它定义的是对网络功能的要求，并且由网络功能来提 供这类业务，而这种网络功能是由承载能力来定义的。g s m 系统设计的承载业务 不仅使移动用户之间能完成数据通信，更为重要的是能够实现移动用户与p s t n 或i s d n 用户之间的数据通信服务，同时还能使g s m 移动通信网与其它公用数据网 ( 如公用分组数据网和公用电路数据网) 实现互通。承载业务只关注传输信息所 需的承载能力，并不关注端到端传输的是何种电信业务，网络可根据用户需求定 义新的承载业务。它主要有以下几类： ( 1 ) 有透明和不透明非限制数字信息( u n r e s t r i c t e dd i g i t a l i n f o r m a t i o n ，u d i ) 的非结构电路型； ( 2 ) 3 1k h z 音频业务( e x t e r n a lt ot h ep l m n ，p u b l i cl a n dm o b i l e n e t w o r k ) ； ( 3 ) 分组组合和分解器r a d 业务( 分组数据装配拆卸业务，提供异步的连接) ； ( 4 ) 分组数据业务( 提供同步的连接，包括x 3 2 或者x 3 1 接入) ； ( 5 ) 透明和不透明交替话音非限制数字能力的非结构电路型，实现在呼叫中 交管话音和数据的能力； ( 6 ) 数据跟随语音业务。 7 北京邮电大学硕士毕业论文 省级移动统一业务平台数据采集子系统的研究与实现 2 数据业务 g s m 数据业务的发展大致经历了以下四个阶段： 第一阶段提供的数据传输速率最高为9 6 k b i t s ，属于低速电路交换无线数 据业务，包括透明和非透明。透明方式传输精确度较差，但传输速度快；非透明 方式传输精度高，传输过程中除了前向纠错编码外，还要通过无线链路协议 ( r a d i ol i n kp r o t o c o l ，r l p ) 进行控制，对不合格的帧进行重传，所以传输速 度较慢。 第二阶段为了突破9 6 k b i t s 的瓶颈限制，g s m 在低速电路数据的基础上，提 出了高速电路交换数据业务( h i g hs p e e dc i r c u i ts w i t c h e dd a t a ，h s c s d ) ，通 过改进编码调制方式使得一个时隙的传输速度从9 6 k b i t s 提高到1 4 4 k b i t s ， 并且它还允许几个时隙同时传送一路数据，理论上可达1 1 5 k b i t s 。 第三阶段是它引入了分组交换传输技术，采用无线分组交换业务( g e n e r a l p a c k e tr a d i os e r v i c e ，g p r s ) ，具有无线资源利用率高、接入速度快的优点， 最高速率可达1 7 1 k b i t s 并且有多种服务质量，可以灵活支持多种数据应用。 第四阶段是增强数据速率业务( e n h a n c e dd a t ar a t ef o rg s me v o l u t i o n ， e d g e ) ，它采用高效的调制方式，每时隙传输速率高达4 8 k b i t s ，可同时使用8 个时隙传送一路数据。e d g e 包括增强型g p r s 和增强型h s c s d 两种类型。 一般来说我们通常所指的数据业务是指承载业务和电信业务中的非话音业 务，承载业务是数据业务的传输和实现的关键。如图2 - 2 所示： 图2 - 2c s m & 据业务网络结构 8 北京邮电大学硕士毕业论文省级移动统一业务平台数据采集子系统的研究与实现 与g s m 网络相互连的几个固定网络： ( 1 ) 与p s t n 互连，p l ) 心i 传输的数据业务一般采用的承载业务为3 1 k h z 的音频； ( 2 ) 与i s d n 互连，i s d n 提供数字业务，p l m n 采用的承载业务有3 1 k h z 音频和 u d i ( u n r e s t r i c t e dd i g i t a li n f o r m a t i o n ) 业务； ( 3 ) 与分组交换公共数据网( p a c k e ts w i t c h e dp u b l i cd a t an e t w o r k s ， p s p d n ) 互连，p l m n 为o s m 用户和p s p d n 用户之间的通信提供了分组接入法和p a d 接入法，分别在承载业务中对应为分组数据业务和p a d 业务； ( 4 ) 与电路交换公共数据网( c i r c u i ts w i t c h e dp u b l i cd a t an e t w o r k s ， c s p d n ) 互连。由于c s p d n 采用的是电路交换传输方式，所以g s m 网络用户需要采 用x 3 0 进行速率适配，c s p d n 与g s m 之间可通过i s d n 互连或者之间相连。 3 话音业务 话音业务是g s m 提供的最重要也是最基本的业务，它为g s m 用户和其它所有与 之联网的用户之间提供双向话音服务。虽然随着数据业务将在电信业务中占据比 例越来越大，对于移动通信系统而言，话音业务仍然是最重要最基本的服务。 g s m 还提供紧急呼叫的特殊业务，允许移动台不插s i m 卡的时候可以接通紧急 服务中心。g s m 还可以提供语音信箱业务，实现话音存储，而后有被叫用户提取 的功能。 4 短信息业务 g s m 提供短消息服务，一种类似于寻呼业务的服务。移动台实现既可以用于 通话又可用于寻呼，使用户可以用g s m 移动台来传递消息，包括文字或者图像等， 带有图像的短消息又称为多媒体信息或彩信。 g s m 提供传送点对点短消息服务，也可通过系统周期性的对蜂窝网络中所有 的用户以广播的形式发送数据信息。 2 3q s n 移动通信网的组成 g s m 数字移动通信系统由移动交换子系统( m s c ) 、基站子系统( b s c ) 、移动 9 北京邮电人学硕_ j 二毕业论文 省级移动统一业务平台数据采集了系统的研究j 实现 台( m s ) 和操作维护中- c , ( o m c ) 等部分组成。其物理组成结构如图2 - 3 所示。 夕、1 。引、 、 ，x 手f 、。、 广钳t ，翌登。一 l i trl ip 刖氯i 。回 _ _ o ： fhi 。兹i 正鍪斑1 l lr 、li k 、t _ i m s c ：移动交换中心b s c l 基站挖制巷b t s ：基站收发信台 o m c t 操作维护中心 m s * 移动台s m c 纽消患中心 li l r ：妇屠挺置r 鸯仔罄a u c ；鉴权中心 v 乙r t 拜 方位置寄存器日r t 设备识别寄存爵v m t 语音信箱m p - 移动应用部分 图2 - 3g s m 物理组成结构图“1 其中b s s 在m s 和n s s 之间提供和管理传输通路，特别是包括了m s 与g s m 系统的 功能实体之间的无线接口管理。n s s 必须管理通信业务，保证m s 与相关的公用通 信网或与其他m s 之间建立通信，也就是说n s s 不直接与m s 互通，b s s 也不直接与公 用通信网互通。m s 、b s s 和n s s 组成g s m 系统的实体部分。o m c 贝j j 提供运营商一种手 段来控制和维护这些实体部分的运行正常。 上图描述了g s m 移动通信网的物理组成结构，网络中不同的实体系统承担不 同的业务功能，下图2 4 描述了g s m 的业务功能及网元结构。 1 0 譬一 雾；孵 鲰辩 r 浆 删 裂 艮 壤；。； 羞蛔蒽蛔 、溯琴一一t 霉 零一 泛 酗彬孙蟛 北京邮电人学硕士毕业论文省级移动统一业务平台数据采集子系统的研究与实现 i i 律维护系笺 络交换系笺 移动台 ； 瞄 ； ： 纛站予莓缝 图2 - 46 s m 系统的网元结构和组成 1 网络交换子系统( n e t w o r ks w i t c h i n gs u b s y s t e m ，n s s ) 交换子系统主要实现6 s m 系统的交换功能，以及交换中心用户数据和移动性 能管理所需的数据库。它的主要作用是管理g s m 用户和其它网络用户之问的通信。 n s s 可分为如下五个功能单元： ( 1 ) 移动业务交换中心( m o b i l es w i t c h i n gc e n t e r ，m s c ) ：m s c 是网络的核心， 的核心，它完成最基本的交换功能，即实现移动用户与其它网络用户之间的通信 连接。为此，它提供面向系统其它功能实体的接口、到其它网络的接口以及与其 它m s c 互连的接口。 m s c 从h l r 、v l r 、a u c 这三种数据库中取得处理用户呼叫请求所需的全部数据， 同时这三个数据库也会根据m s c 最新信息进行自我更新。m s c 为用户提供承载业 务、基本业务与补充业务等一系列服务。作为网络的核心，m s c 还支持位置登记、 越区切换和自动漫游等移动性能及其它的网络功能。 ( 2 ) 拜访位置寄存器( v i s i t o rl o c a t i o nr e g i s t e r ，v l r ) ：v l r 存储进入其覆 盖区的所有用户的全部有关信息，为已经登记的移动用户提供建立呼叫连接的必 北京邮电大学硕士毕业论文 省级移动统一业务平台数据采集子系统的研究与实现 要条件。v l r 是一个动态数据库，需要随时与有关的h l r 进行大量的数据交换以保 证数据的有效性。当用户离开其覆盖区时，用户的有关信息将被删除。v l r 在物 理实体上总是与m s c 一体，这样可以尽量避免由于m s c 与v l r 之间频繁联系所带来 的接续时延。 ( 3 ) 归属位置寄存器( h o m el o c a t i o nr e g i s t e r ，h l r ) ：h l r 是系统的中央数 据库，存放与用户有关的所有信息，包括用户的漫游权限、基本业务、补充业务 及当前位置信息等，从而为m s c 提供建立呼叫所需的路由信息等相关数据一个 h l r 可以覆盖几个移动交换区域甚至整个移动网。 ( 4 ) 鉴权中心( a u t h e n t i c a t i o nc e n t e r ，a u c ) ：a u c 存储用户的加密信息，用 以保护用户在系统中的合法地位不受侵犯。由于空中接口的开放性，经由空中接 口传送的信息极易受到侵犯，因此g s m 采用了严格的保密措施如用户鉴权、信息 的加密等。这些鉴权信息和加密密钥等均存放在a u c 中，因此，a u c 是一个受到严 格保护的数据库。在物理实体上，a u c 与h l r 共存。 ( 5 ) 设备识别寄存器( e q u i p m e n ti d e n t i f i c a t i o nr e g i s t e r ，e i r ) ：e i r 存 储与移动台i m e i 有关的信息。它可以对移动台的i m e i 进行核查，以确定移动台的 合法性，防止未经许可的移动台设备使用移动网。 ( 6 ) 网络互连功能( i w f ) ：i w f 提供g s m 系统和多种格式的公用和私用数据网络 的接口。它完成速率适配和协议转换功能。 2 基站子系统( b a s es t a t i o ns u b s y s t e m ，b s s ) 基站子系统广义上包含t g s m 数字移动通信系统中无线通信部分的所有基础 设施，它通过无线接口直接与移动台实现通信连接，同时又连到网络端的交换机， 为移动台和交换子系统提供传输通路，主要负责完成无线发送接收和无线资源管 理的功能。因此，b s s 可以看作移动台与交换机之间的传输纽带。 按g s m 规范提出的基本结构，b s s 由两个基本部分组成：基站收发信机( b a s e t r a n s c e i v e rs t a t i o n ，b t s ) ，完成通过无线接口与移动台一侧相连；基站控制 器( b a s es t a t i o nc o n t r o l l e r ，b s c ) ，b t s 通过它与交换机一侧相连。在g s m 规范 中，一个基站子系统是指由一个b s c 以及由它所管辖的所有b t s 组成的系统，并不 北京邮电大学硕士毕业论文省级移动统一业务平台数据采集子系统的研究与实现 是一个交换机所带的无线系统。在该系统中，b t s 主要完成无线传输功能，而b s c 主要负责控制和管理功能。 b t s 在网络的固定部分和无线部分之间提供中继功能，移动用户通过空中接 口与b t s 相连。在b t s 中包括收发信机和天线，以及与无线接口有关的信号处理电 路等，它也可以看作无线解调器。在实际的g s m 系统中，b t s 往往只包含那些靠近 无线接口所必须的功能，是无线接口设备，完全由b s c 控制，完成无线与有线的 转换、无线分集、无线信道加密、跳频等功能。 b s c 通过b t s 和移动台的远端命令管理所有的无线接口，主要是进行无线信道 的分配、释放以及越区信道切换的管理等，起着b s s 系统中交换设备的作用。b s c 由b t s 控制部分、交换部分和公共处理器部分组成。一般而言，根据b t s 的业务能 力，一台b s c 可以管理多达几十个b t s 。 x c d r 被用做编解来自与移动台的信号，使信号能够在陆地链路中有效的传 输。由于它经常放在m s c 一边，所以常称为r x c d r 。 3 移动台或移动用户m s ( m o b il es t a ti o n ) ，移动台是g s m 系统中由用户使用的设备，它分为车载、便携和手持三种类型。 它的主要功能是提供无线电发送至t j g s m 网络中，用于实现通信功能。包括两部分： 移动设备m e ( m o b il ee q u i p m e n t ) 和用户识别模块s i m ( s u b s c r i b e ri d e n tif y m o d u l e ) 。 ( 1 ) m e ( m o b i l ee q u i p m e n t ) ：移动设备m e 是用户所使用的硬件设备，用来接 入到系统，可分为车载型、便携型和手持型。每部移动设备都有一个唯一的对应 于它的永久性识别号，该识别号称为国际移动设备识别号i m e i ( i n t e r n a t i o n a l m o b i l ee q u i p m e n ti d e n t i t y ) 。 ( 2 ) s i m ( s u b s c r i b e ri d e n t i f ym o d u l e ) ：s i m 卡插入到移动设备中，用来识 别移动用户的身份，存有一些该用户能获得什么服务信息及一些其他的信息。s i m 卡中存有移动用户身份识别号，称为国际移动用户识别号i m s i ( i n t e r n a t i o n a l m o b il es u b s c r i b e ri d e n t i t y ) 。 北京邮电大学硕士毕业论文 省级移动统一业务平台数据采集子系统的研究与实现 4 操作维护中心( o p e r a ti o na n dm a i n t e n a n c ec e n t e r ，o m c ) o m c 是一个功能实体。o m c 是操作人员与系统设备之间的中介，操作人员通过 o m c 来监视和控$ 1 j g s m 系统，对基站分系统和交换分系统分别进行操作和维护，以 保证系统的正常运转。g s m 系统的每个组成部分都可以通过特有的网络连接至 o m c ，从而实现集中操作与维护，包括移动用户管理、移动设备管理、网络操作 维护等功能。 1 4 北京邮电大学硕上毕业论文省级移动统一业务平台数据采集子系统的研究与实现 第三章统一业务平台中数据采集相关技术的研究 3 1 省级移动统一业务平台 地、市级移动运营商作为整个移动通信行业最基本的运营单元，在长期的业 务的开展过程中，各自采用不同厂家的设备和业务平台，表现在各市级移动对面 向用户业务的定制界面的不同，设备的不同导致各运营商对用户数据的存储方式 及存储数据格式的差异，以及提供给运营商进行增值业务的开发的a p i 也各有不 同。这些设备，数据存储方式，业务开发a p l 只适用于当前市级移动自己的业 务平台，如果省级移动要展开全省范围的综合业务的时候，就显得难以统一标准， 难以覆盖全省，因此，需要提供一个统一的平台，为上层业务或者第三方业务提 供便利。 3 1 1 建设统一业务平台的必要性和重要性 ( 1 ) 统一业务平台的必要性 强大的综合业务提供能力是移动运营商不断发展的主要目标，以省级移动为 单位，其下属的各市级移动业务提供存在着差异，不同的业务接口，不同的数据 设备，这不利于未来省级移动运营商各项综合业务的开展。鉴于此，有必要在省 级移动开发统一的业务平台，并在此基础上提供省级综合业务。 ( 2 ) 统一业务平台的重要性 统一业务平台充分体现了未来综合的业务优势，体现了开放式的业务开发和 部署能力，以及融合多种网络数据终端的综合通信能力。 统一业务平台的成功实施将增强了省级移动运营商业务系统的柔韧性， 适应业务内容和业务流程，业务经营手段和业务策略上的变化，切实提高移 动运营商的核心竞争力，是他们在未来竞争中取得先发优势； 统一业务平台将解决开放业务体系下综合业务开展的问题，可提供一套 完整和统一的业务开展模式； 统一业务平台的建立将减少上层业务与各移动运营商网络数据终端的关 1 s 北京邮电大学硕士毕业论文 省级移动统一业务平台数据采集子系统的研究与实现 联性；减少对设备厂家的依赖，有效控制和管理电信新业务，推进电信业务 的不断开展。 3 1 2 统一业务平台的体系结构 根据统一业务平台的建设要求，对系统进行整体分析和设计后，将省级移动 的统一业务平台系统设计为三层的应用架构，其逻辑架构分为：业务应用层、业 务逻辑层和核心数据层。 业务应用层完成各类上层业务的应用，负责各类终端( p d a 、p c 及其他接入 设备) 的接入处理。 业务逻辑层负责从核心数据层获取数据后各类综合业务的业务逻辑的实现， 在核心数据层面之上，专门用来处理各类业务的应用逻辑及访问和查询后来企业 业务的应用数据和用户数据。 核心数据层负责存取省公司各下属市级移动的各类业务数据和用户数据，包 括：文档数据，数据库数据，多媒体数据，第三方数据库数据等。 系统的拓扑结构图如图3 - 所示。 图3 - 1 中，最重要的部分是为所有上层省级业务提供综合数据信息的核心数 据层，在整个系统中是由数据采集子系统来实现的，其主要功能是通过不同的数 据存取协议来读取各下属市级移动的不同数据源信息，以此来屏蔽各市级移动数 据设备标准上的差异，不同数据存储方式，为上层省级综合业务的顺利开展提供 具备统一视图的数据平台。 本论文主要完成了某省级移动具体项目中数据采集子系统的设计和实现，完 成了数据采集部分的功能，在该省级移动具体环境中，采集系统聚集了其下属各 市级移动相关数据源中的信息，为上层业务开展提供所需要的数据资源，并为上 层省级业务提供统一的数据视图。 1 6 北京邮电大学硕士毕业论文省级移动统一业务平台数据采集子系统的研究与实现 业务应用层 业务逻辑层 核心数据层 多媒体企业管理用户信息管理综合增值综合计费 业务逻辑业务逻辑业务逻辑业务逻辑业务逻辑 一 自由自由睡 目录服务业务系统 用户信息 多媒体信息 第三方信息 数据库数据库 数据库 数据库 数据库 图3 - 1 系统拓扑结构图 3 2 数据采集子系统采用的主要技术 3 2 1 移动通信网中的数据种类 移动通信网有多种数据库，这些数据库除了具有通常数据库的功能外( 如数 据的独立性、安全性、完整性、共享、并发控制、故障