基础通信知识

1、基础通信知识基础通信知识侯志宏侯志宏2010-08-16主要内容主要内容移动网络结构移动网络结构业务流程业务流程移动通信系统v 2G GSM（全球移动通信系统）工作频段：905915MHz（移动台发基站收，上行） 950960MHz（基站发移动台收，下行） 17101785MHz （移动台发基站收，上行） 18051880MHz （基站发移动台收，下行） v 2.5G GPRS（通用无线分组业务）v 3G工作频段：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）移动用户呼叫移动用户GSM网络结构各功能实体介绍 v MSC（移动交换中心） 移动性管理、辅助无线资源管理、话路接续、切换控制、话单的生成、查询移动台位置信息等。v VLR（拜访位置寄存器） VLR一般与MSC合设，从HLR中获取并临时存储MSC所管辖区域中的移动台的相关用户数据，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。 临时性动态存储，当用户离开该MSC时，VLR删除该用户数据。各功能实体介绍（续）vHLR（拜访位置寄存器） 永久存储，主要存储两类信息：一是当前移动用户的位置信息，以便于建立

3、至移动台的呼叫路由，如当前用户所在的MSC/VLR地址；二是用户有用的相关信息与参数，如移动用户识别号码、用户类别、访问能力和补充业务等。vAUC（鉴权中心） 一般与HLR合设在一起，完成对移动用户的身份认证和产生相应的鉴权参数（随机数RAND、符号响应SRES和密钥Kc。各功能实体介绍（续）vEIR（设备识别寄存器） EIR存储了移动台设备的国际移动设备识别码，并通过它鉴别接入网络的移动台设备的可用和合法性，以防止非法移动台的使用。 国内未使用该功能实体。vOMC（操作维护中心） 由设备商提供， 用于对GSM系统的各个实体进行管理。它主要功能为：维护测试功能、障碍检测及处理功能、系统状态监视

4、功能、系统实时控制功能等。vSMSC（短信中心） 主要负责短消息处理。各功能实体介绍（续）vBSC（基站控制器） BSC一端可以与多个BTS相连，另一端可与MSC和OMC相连，主要完成无线网络管理、无线资源管理及无线基站的监视管理，控制移动台和BTS无线连接的建立、接续和拆除等管理，控制完成移动台的定位、切换和寻呼，提供语音编码、速率匹配等功能，并完成对基站子系统的操作维护功能。vBTS（基站收发信台） BTS属于基站系统的无线部分，由基站控制器控制，服务于某个小区的无线收发设备，完成BSC与无线信道之间的转换，实现BTS和MS之间通过空中接口的无线传输及相关的控制功能。编号计划vMSISDN

5、：移动台的ISDN号码，国内唯一。 MSISDN=CC+NDC+SN CC=国家码，我国为86 NDC=国内目的地码，如：中国移动为134-139，中国联通为130-132。 SN=客户号码，中国移动的SN号码结构是H0H1H2H3ABCD，由H0H1H2H3可确定HLR地址。vIMSI：国际用户移动识别码，全球唯一，用于移动通信网所有信令中，存储在HLR、VLR和SIM卡（并与其绑定）中。 IMSI=MCC+MNC+MSIN MCC=移动国家号码，由三位数字组成，我国为460 MNC=移动网号，由两位数字组成，中国移动为00，中国联通为01 MSIN=移动客户识别码，由11位数字组成 编号计

6、划（续）vMSRN：移动客户漫游号码 漫游号码是手机做被叫时，由手机所在的VLR所分配的临时号码，当呼叫建立后漫游号码即被回收（即生命周期为电话接续过程）。由于漫游号码中包含了当前的交换机号码，所以当手机做被叫时，可以根据漫游号码建立路由。vHON：切换号码 当手机进行MSC间越区切换时，为了选择路由，由目标MSC临时分配给手机的一个号码。当切换完成后系统即释放该号码资源给其他用户接续使用。vTMSI：临时移动客户识别码 TMSI是为了对IMSI保密（防止在空中接口频繁传送工程中泄漏），由MSC/VLR临时分配给来访移动用户的识别码。仅在本地使用。编号计划（续）v位置识别码：LAI LAI=M

7、CC+MNC+LAC MCC=移动客户国家码，我国为460 MNC=移动网号，中国移动为00，联通为01 LAC=位置区号码。 一个位置区域由若干个小区组成。v全球小区识别码：CGI CGI=MCC+MNC+LAC+CI CI小区的识别码，对应的就是具体的基站扇区。 实际在系统中看到的是LAC和CI.LA 1VLRMSCLA 5LA 4LA 3LA 2GSM无线覆盖区域结构小区小区位置区（定位和寻呼）位置区（定位和寻呼）MSC业务区（一个业务区（一个MSC控制区域）控制区域）PLMN业务区（每国一个或多个）业务区（每国一个或多个）GSM业务区（全部业务区（全部GSM成员国）成员国）GPRS网络

8、结构GfGiGnGbGcGpGsMSC/VLRMSBSSTEInternetUmGrHLROther PLMNSGSNGdSM-SCSMS-GMSCSMS-IWMSCGGSNEIRSGSNGnFRBGGPRSbackboneGGSNX .25TEGiCGMSBSSUmFRGbSS7GGSNDNSGPRS网络结构（续）CCUCCUBSCBTSSGSNUmAbisCCU=Channel Codec UnitPCU= Packet Control UnitGbBSCPbCCUCCUPCU各功能体介绍vPCU（分组控制单元） 完成PCU与SGSN之间Gb接口分组业务的转换，如启动、监视、拆断分组交换呼

9、叫、无线资源组合、信道配置等。vSGSN（服务 GPRS支持节点） 负责与无线端的接入控制、路由选择、加密、鉴权、移动管理；完成它与MSC、HLR、IP及其他分组网之间的传输与网络接口；它可看作一个无线接入路由器。当用户处于GPRS附着状态时，SGSN中存储了同分组有关的用户信息和位置信息（此功能类似于VLR）。vGGSN（网关GPRS支持节点） 与外部因特网及X.25分组网连接的网关，可看作提供移动用户IP地址的网关路由器（动态分配ip、路由选择和转发）；提供网间安全机制。各功能体介绍（续）vCG（计费网关） 它通过接口Ga与GPRS网中的计费实体相连接，用于收集各类GSN的计费数据并记录和

10、进行收费。vBG（边界网关） 它是其他运营商的GPRS与本地GPRS主干网之间互连的网关。vDNS（域名服务器） 负责提供GPRS网内部SGSN、GGSN等网络节点域名解析及接入点名APN的解析。后两者并非GPRS所专有的功能实体。编号计划vIMSI 与GSM一样，除了GSM中，还存储在SGSN和GGSN中。vP-TMSI 附着在GPRS上的用户由SGSN分配一个用于分组呼叫的P-TMSI；P-TMSI只在一个路由区内有意义，当MS路由区改变时候，必须执行P-TMSI再分配程序 。 与TMSI作用类似，只是分配功能实体不同。GPRS位置区划分CELL1CELL2CELL1CELL3RAC1RA

11、C2CELL1CELL4RAC3CELL2CELL2CELL3LAC1LAC2编号计划（续）vRAI（路由区识别码） 路由区由运营商定义，包含一个或多个小区，可等同于一个位置区，或是一个位置区的子集； 路由区信息作为一种系统信息将在公共控制信道广播。 RAI=MCC+MNC+LAC+RACvCGI（全球小区识别码） CGI是所有GSM PLMN中小区的唯一标识，是在位置区识别LAI的基础上再加上小区识别CI构成的，如果该小区支持GPRS，CGI中将包含RAC，否则将不包含。 CGI=LAI+RAC+CI WCDMA网络结构网络结构各功能实体介绍vMSC-Server 基于CS域承载与控制分离的

12、思想。它主要完成MSC的呼叫控制与移动控制功能；存储移动用户的业务信息和智能网数据。vCS-MGW（电路域媒体网关） 主要承载MSC的业务数据。vHSS（归属用户服务器） 用户信息的主数据库，含有与用户注册相关的各种信息（用户号码、用户安全信息、系统间用户信息等），便于网络单元进行呼叫和会话处理。vCRF（计费规则功能） 产生计费规则的功能；激活计费规则功能；提供计费规则功能。提供时间触发集功能；无论是在线计费系统还是离线计费系统都要求提供这些功能。CDMA2000网络结构PSTNMSCPDSNAbisA10/A11A1/A2A3/A7BSCPCFA8/A9UMCDMA2000 1X BSSM

13、SMSBTSBTSBTSBTSBTSBTSBSC第二部分-业务流程v 位置更新v 越区切换v 话音业务v 短信业务v 彩信业务v GPRS PDP上下文激活流程位置更新v位置更新是在空闲模式上处理用户的移动性，是修改VLR和HLR内数据库的过程，只有在MS移动更改VLR时，HLR内的数据库才会被修改 。v位置更新分为三种类型： （1）IMSI Attach（手机开机）/IMSI Detach（手机关机） 手机开关机状态发生变化时应通知网络，以便网络记录其当前信息，避免不必要的寻呼。 （2）正常的位置更新（位置改变） 当MS从一个LAC转移到另一个LAC时，监听到新小区的LAC于储存在SIM卡上

14、的LAC不同，则要进行普通位置更新。 （3）周期性的位置更新 手机需周期性的通知网络其当前的位置。网络通过该过程发现手机不在服务区或手机没电，避免不必要寻呼。VLR间的位置更新VLRMSC(old)VLRMSC(new)HLRSIMLocationUpdateMobile movesVLR间的位置更新（续）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越区切换v越区切换是指通话过程中（专用模式上）处理用户的移动性，保证通话正常进行。v根据切换过程，大体可以分为以下四种小区内切换BSC内切换BSC间切换MSC间切换MSC间切换AirABTS

16、Old Cell / BTSNew Cell / BTSBTSBSCTCBSCTCVLRMSCVLRMSCMSC间切换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话音业务-移动用户呼叫移动用户固话用户呼叫移动用户PSTNGMSCHLRMSC/VLRA-SubscriberCALL SETUP (MSISDN)CALL SETUP (MSISDN)MSISDNIMSIMSRNMSRNCALL SETUP (MSRN)PAGINGANALYSE NUMBER短信业务-点对点短信业务梦网短信流程（本地业务o流程）梦网短信流程（本地业务T流程）梦网短信业务流程（省际业务o流程）梦网短信业务流程（省际业务T流程）互联互通短信业务流程彩信业务-GPRS网络下MMS业务流程路由过程MMS终端到MMS终端业务流程MMS终端到非MMS终端MMS终端到未知用户（或MMS终端超时）MMS终端到SPSP到MMS终端GPRS PDP context(上下文)激活流程M M S SS SG GS SN NG GG GS SN N2. Securi tyFuncti ons1 1. . A Ac ct ti i v va at te e P PD DP PC Co on nt te ex xt t R Re eq qu ue es st tDNSServerDNSi