中国蜂窝移动通信网-基本原理实际网络常用概念

1数字蜂窝移动通信系统内容概要:GSM/CDMA移动通信系统关系GSM系统组成GSM系统接口编号计划与拨号方式语音业务接续过程话务网络结构及移动联通组网信令网络结构及移动联通组网移动通信特有的两个功能过程GSM/CDMA通信系统关系2相同点GSM、CDMA都是数字蜂窝移动通信系统区别处技术无线发送接收的制式不同调制解调的方法不同来源

GSM标准由欧洲ETSI制定，CDMA标准由美国FCC提出3电话系统的小注解PSTNPLMNPSTN:PublicSwitchingTelephoneNetworkPLMN:PublicLandMobileNetwork4GSM系统组成(一)MSBTSBTSBTSBSCMSCHLRVLROMC”R”UmInterfaceAbisInterfaceAInterfaceBSSOMC”S”EIRNSSAUCOSS5GSM系统组成(二)MSC：移动业务交换中心完成语音业务相关控制和接续功能（callsetup,callrouting,supervision,releasing)计费功能移动管理：控制MS的位置更新，配合BSC完成BSC间、MSC间的越区切换安全管理：鉴权、加密功能6GSM系统组成(三)HLR：归属位置寄存器存储全部“归属用户”的信息用户识别码：IMSI，MSISDN附加用户服务数据用户位置信息：访问地MSC地址永久存储7VLR：拜访位置寄存器负责存储和更新该VLR/MSC所覆盖范围中的移动用户信息用户识别码：IMSI,TMSI用户状态信息：idle,busy,detached用户位置信息：LAI附加服务数据(如呼叫转移）主要从HLR拷贝而来临时性动态存储GSM系统组成(四)8GSM系统组成(五)AUC：鉴权中心防止非法用户接入GSM系统为每个用户提供鉴权三参数(随机号码RAND,符合响应SREA，密钥Kc)以鉴别用户身份的合法性现网中是和HLR放在一起EIR:设备识别寄存器本质上是数据库存贮与移动设备(ME)有关的数据,用途防止非法移动台的使用现在中国移动和联通都没买该设备9GSM系统组成(六)BSS(BaseStationSubsystem):基站子系统1个BSS=1个BSC+下属的所有BTS保障无线发送和管理无线资源BSC：基站控制器无线网络资源（载频、信道）管理小区配置数据管理功率控制、定位和切换10GSM系统组成(七)BTS：基站收发台定向站和全向站(BTS提供小区的载频,一个载频对应BTS的一个TRX硬件模块)，全向基站一个基站一个小区，定向基站一个基站几个小区无线信号的收发基本控制功能跳频RF功率控制等MS：mobilestationGSM用户使用的入网设备包括移动设备(ME)和SIM卡两部分注:COOKDB中btssitemanager指BTS的地理位置,bts指小区,即cell.11GSM系统系统规范的重要内容－接口接口名定位用途接口名定位用途UmMS-BTS无线接口EMSC-SM-GMSC短消息传输AbisBTS-BSC多种MSC-MSC切换ABSC-MSC多种GVLR-HLR用户信息管理CGMSC-HLR主叫HLR寻址FMSC-EIR手机身份验证SM-GMSC-HLR主叫短消息寻址BMSC-VLR多种DVLR-HLR本地和用户信息管理HHLR-AUC鉴权数据交换小区位置区（定位和寻呼）MSC业务区（一个MSC控制区域）PLMN业务区（每国一个或多个）GSM业务区（全部GSM成员国）GSM无线覆盖区域结构13用户相关号码：移动用户ISDN号码：MSISDN=CC+NDC+SN移动用户识别码：IMSI=MCC+MNC+MSIN移动用户漫游号码：MSRN=CC+NDC+SN国际移动设备识别码：IMEI=TAC+FAC+SNR网络相关号码：位置区识别码：LAI=MCC+MNC+LAC小区全球识别码：CGI=MCC+MNC+LAC+CIGSM系统编号计划拨号方式编号计划和拨号方式（续）移动用户的ISDN号码（MSISDN），组成如下：国家代码CC

+国内网络目的码NDC

+用户号码SN

CC为86，

NDC长为3，N1N2N3，如联通的130-132，移动的134-139

SN长为7,表示为H0H1H2H3-ABCD

H0H1H2H3为HLR识别号，一个HLR可包含一个或若干个H0H1H2H3数值。

ABCD为移动用户号。比如86+130+0123-4567，86+135+0123-4567国际移动用户识别码（IMSI）

IMSI是在PLMN（公共陆地移动网）中唯一识别一个移动用户的号码，由15位数字组成：

MCC+MNC+MSIN

MCC=移动国家代码，由3位数字组成，唯一地识别移动用户所属的国家。我国为460。

MNC=移动网代码，由两位数字组成，用于识别移动用户所归属的移动网。中国移动为00，中国联通为01、03。

MSIN=移动用户识别号码，是一个十位的等长号码，为H0H1H2H3XXXXXX。其中H0H1H2H3与MSISDN号码中的H0H1H2H3有对应的转换规则；XXXXXX为用户号码。

IMSI用于GSM移动通信网所有信令中，存储在HLR、VLR和SIM卡中。

编号计划和拨号方式（续）漫游号码（MSRN）移动用户作被叫时，系统临时分配给用户的号码，在接续完成时系统即释放该号码资源给其它用户接续使用。临时移动用户识别码（TMSI）

TMSI是为了对IMSI保密，由VLR临时分配给来访移动用户的识别码，为一个4字节的BCD码，仅在本地使用，由各MSC/VLR自行分配。编号计划和拨号方式（续）位置区识别码（LAI）

LAI是用来识别位置区的，其号码结构是：

MCC＋MNC＋LAC

其中：MCC和MNC同IMSI的MCC和MNC。

LAC为位置区域码，由若干个小区组成。

占2字节，表示为4位16进制形式X1X2X3X4如在话单中看到的位置区5904、5910、5912、5913等。蜂窝识别码（CI）

CI用来识别蜂窝小区的，对应的就是具体的基站扇区。由16比特组成，表示为5位十进制形式如在话单中看到的蜂窝号10041、11252等。

编号计划和拨号方式(续)固定用户→本地移动用户

13X_H0H1H2H3_ABCD固定用户→外地移动用户013X_H0H1H2H3_ABCD移动用户→本地固定用户PQRABCDE移动用户→外地固定用户0XYZ_PQRABCDE移动用户→移动用户

13X_H0H1H2H3_ABCD国外用户→国内移动用户

008613X_H0H1H2H3_ABCD国内移动用户→国外用户00＋国家代码＋该国内有 效电话号码编号计划和拨号方式(续)19呼叫接续过程(移动)

MSC1HLR1(MSISDN)VLR2(IMSI)3(MSRN4(MSRN5(MSRN)RadioSystemRadioSystemMSC2ABMSISDNIMSI21移动通信系统话务分级网MSC（端局）TMSC2（二级汇接局）TMSC1TMSC1（一级汇接局）长途本地TMSC2MSCGMSC（关口局）PSTN长途22中移动省际话路汇接网23广东话务网网络结构惠州本地网汕尾本地网阳江本地网茂名本地网湛江本地网云浮本地网肇庆本地网江门本地网潮州本地网汕头本地网揭阳本地网梅州本地网河源本地网东莞本地网深圳本地网清远本地网韶关本地网广州本地网佛山本地网顺德本地网中山本地网珠海本地网佛山B1中山B1广州B2广州B1惠州B1深圳B1汕头B1深圳B2湛江B1江门B1网状网广州A1广州A2各A局到B局间均有直达链路24哈尔滨地区黑龙江省GSM网络分布及连接（话务）概况

黑龙江省GSM系统现有23个MSC、26个BSC、8个HLR、5个VSM、5个SMS，分布于全省13个地市

牡丹江、鸡西、七台河地区

佳木斯、鹤岗、双鸭山地区绥化、伊春地区大兴安岭、北安地区齐齐哈尔地区大庆地区TMSCA1TMSCA2TMSCB1TMSCB225吉林省话务网络拓扑结构长春A1白城G1长春G2四平G1吉林G1通化G1吉林G3辽源G1长春A2松原G1吉林G2白山G1长春G3长春G4延吉G1长春G1SSP1258/1259语音信箱WAP长春G526基础概念1：中继相关概念（续）ABCTrunkgroup1Trunkgroup2Route中继：从A到B的一条电路（一般是一个时隙，64K）中继群：从A到B的直达中继的集合路由：从A到B的中继(包括非直达中继群)目的码：选择相应的路由Trunk27长春G1局话路配置情况28长春G1局信令基本情况29PCM调制TS0TS1TS15TS16TS31TS17………………话音频率：300~3400HZ采样频率： 4000X2=8000HZ采样值：0~255，用8bit表示1TS=8*8000=64Kb/sE1(Trunk)=32*TS=2.048Mb/s

125us30中继群话路64K话音一次群(E1)2.048Mb/s二次群(E4)8.448Mb/s三次群(E16)34.368Mb/sSDH STM1155.520Mb/sSTM4622.080Mb/sSTM162488.320Mb/s31随路信令-CAS(ChannalAssociatedSignalling)

如NO.1信令，R2信令ABTrunkgroup+R2信令特点：1）记发器信号在话路信道传送，信令是随话路的2）控制信号在TS16中与话路相关的帧传送，信令与话路信道AssociatedTS0: 同步时隙TS16：信令时隙TS1－TS15，TS17－TS31：话务时隙32ABTrunkgroupLinkset

共路信令-CCS(CommonChannelSignalling)信令如NO.7信令在交换局间设置专门的数据传输公共通路，传送局间所有中继话路的信令消息；信息以数据消息(message)形式传送。33特点：1）每一条link仍是占用一个时隙：64Kbps；2）按信令链路负荷为0.2Erl，中继负荷0.7Erl，呼叫时长1分钟，每个呼叫平均需5.5个消息，每个消息平均长度为140bit，则一个信令链路能为2850条中继服务:利用率高信令n_max=n1/n2=14.25X10n=0.2Xn_max=2850n1=64X1000X3600/((5.5/2)X140)=5.98X10n2=3600X0.7/60=4234中国移动信令网

SPLSTPHSTPSPSPLSTPSP信令网：逻辑上独立于话务网，专门用于传送信令的网络。由信令点(SP)与信令链路(Link)组成35ABSPHSTPLSTPSTP(HSTP、LSTP)采用A/B双平面冗余配置36中国移动长途七号信令网网络拓扑图同平面网状图北京福州南京武汉成都郑州长沙重庆贵阳昆明广州海口南宁上海南昌杭州西安哈尔滨沈阳天津长春宁夏乌鲁木齐兰州青海呼和浩特太原石家庄西藏合肥济南与北京、南京、济南、长沙、广州HSTP设有直达信令链路

与北京、广州、郑州HSTP设有直达信令链路与北京、广州、武汉、上海HSTP设有直达信令链路与天津、济南HSTP设有直达信令链路网状相连的H1未网状相连的H1未建HSTP省的LSTP37广东移动信令网网络结构佛山LSTP1深圳LSTP1广州LSTP1惠州LSTP1江门LSTP1深圳LSTP2广州LSTP2汕头LSTP1B平面A平面广州HSTP1广州HSTP2省际HSTP佛山本地网顺德本地网中山本地网珠海本地网云浮本地网肇庆本地网江门本地网阳江本地网茂名本地网湛江本地网东莞本地网深圳本地网惠州本地网汕尾本地网潮州本地网汕头本地网揭阳本地网梅州本地网河源本地网清远本地网韶关本地网广州本地网移动数据网GZH1GZH2GZL1GZL2HZL1SZL1SZL2FSL1JML1STL1VLRHLRB省H1B省H2A省H1A省H2SSP39吉林省信令网络拓扑结构(第二层)长春H1白城G1延吉G1四平G1吉林G1通化G1吉林G3辽源G1长春H2松原G1长春G4白山G1长春G1长春G2长春G3吉林G21258/1259长春SSP40中国联通在部分中心省份设立一干设备（TMSC1、HSTP)，未设立一干的省份设立TMSC2、LSTP，并以就近原则接入到大区中心的一干；411.4、中国联通一级信令汇接网结构北京上海…广州杭州沈阳中国联通在部分省份设立一对HSTP（目前G网共13对，C网10对），用以转接大区间信令，并按厂家分成A、B两个平面，平面内HSTP采用网状相连的原则。平面间只有同省的两个HSTP相连，省内SP以负荷分担的方式接入HSTP。大区HSTP兼做所在省的LSTP；A平面（华为）北京上海…广州杭州沈阳B平面（贝尔）42移动通信特有的现象（一）位置更新过程（LocationUpdating）位置更新是在MS的空闲模式上处理用户的移动性位置更新分为三种类型（1）普通位置更新当MS从一个LAC转移到另一个LAC时，监听到新小区的LAC与储存在SIM卡上的LAC不同，则要进行普通位置更新（2）IMSI附着（IMSIAttach）

IMSIAttach或IMSIDetach指的是手机的开关机；该位置更新指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。（3）周期性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431.2.4.2.3.3.4.BSCMSCVLRHLRLA-LA’MSC/VLR内位置更新444.4.BSCMSCVLRHLR.1.3.2.3.不同MSC/VLR间位置更新45移动通信特有的现象（二）越区切换（Handover）越区切换是指通话过程中处理用户的移动性根据切换过程，大体可以分为以下四种BSC内切换BSC间切换MSC间切换小区内切换46newBSCMSC-BMSC-AOldBSC1.5.2.7.7.10.6.5.3.4.10.10.9.8.MSC间HO47网管中常用概念信令网：逻辑上独立于通信网（物理上和通信网是融为一体的），专门用来传送信令的网络；它由信令点和互连的信令链路组成。信令点(SignallingPoint)：装备有共路信令系统的通信网节点称为信令点。通常通信网中的交换或处理节点都是信令点，如

GSM网中的MSC，GMSC,HLR,IN网中的SSP,SCP等。但也可能是只有信令功能不具有通信业务功能的独立的信令点(如HSTP/LSTP)。特殊情况下，一个物理节点可以定义为逻辑上分离的2个信令点，即有两个信令点编码。如国际出入口局同时处于国际信令网（14位编码）和国内信令网（24位编码）48如：华为交换机中交换机信令点存在多个信令点编码信令链路(signallingLink)：连接两个信令点传送信令消息的物理链路称信令链路。通常信令链路就是通信网中通信链路的一部分，如PCM中继线中的某一时隙。海南一交换机中信令链路的数据信令链路组（SignallingLinkSet）连接两个信令点的一束平行的信令链路，一般两个信令点间信令链路属同一信令链路组网管中常用概念49信令转接点（STP-SignallingTransferPoint）若某信令点既非消息源点又非目的地点，其作用仅是将从某信令链路上接收的消息转发到另一信令链路上信令路由(SignallingRoute)信令消息从源点到目的点所走的路径信令路由组(SignallingRouteSet)去往一个目的点(一个信令关系)所有可能的信令路由的集合网管中常用概念50信令点编码SPC(SignalingPointCoding)主信令区8Bits分信令区8Bits信令点8Bits主信令区编码是以省、自治区、直辖市为单位编排；分信令区以本地网或地区为单位编排；信令点编码为每个SP点分配一个。

实际情况是：移动网分信令区编址：0xFF即255信令网中SP的地址或标识有国际信令网和各国国内信令网，各网分别编址。国际网采用14位我国采用24位，分成3个8位组，如下:网管中常用概念51湖北网元信令点编码等信息5217湖北武汉027武汉MSC1/SSPMSC/SSP西门子SR8.0255-017-255OK

武汉MSC2/SSPMSC/SSP西门子SR8.0255-017-241

武汉MSC3/SSPMSC/SSP西门子SR8.0255-017-240

武汉MSC4/SSPMSC/SSP西门子SR8.0255-017-242

武汉GMSC1GMSC爱立信R8255-017-249