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1、吕梁移动网络讲义2012年4月,2,目 录,信令流程,移动网络基本概念,核心网基本原理,网络组网情况,移动网络结构图,4,5,6,7,8,移动网管组网图,7800组网图,山西联通PS域承载CE网络结构图,13,大南门15层,二枢纽8层,晋中2枢纽,临汾2枢纽,临汾1枢纽,吕梁1枢纽,吕梁1枢纽,长治3枢纽,长治2枢纽,运城3枢纽,运城邮件,晋城1枢纽,临汾SS2吕梁SS2长治SS2运城SS2,晋中3枢纽,晋城2枢纽,长治1枢纽,运城2枢纽,MGW1,MGW2,MGW3,MGW3,MGW2,MGW2,MGW1,MGW1,MGW2,MGW3,MGW1,MGW2,临汾SS1吕梁SS1长治SS1运城S
2、S1晋城SS1,备份SS2长治/晋城,备份SS1临汾/吕梁,备份SS运城,运城开发区,MGW3,MGW1,临汾2枢纽,吕梁1枢纽,14,AR468080-1,NE20E-1,NE40E,NE40E,AR4680,NE40E,AR4680,NE40E,AR4680,NE40E,AR4680,NE40E,NE40E,大南门15层,二枢纽8层,晋中2枢纽,二枢纽7层,生产楼4层,临汾2枢纽,临汾1枢纽,吕梁2枢纽,吕梁1枢纽,长治3枢纽,长治2枢纽,运城3枢纽,运城邮件,晋城1枢纽,NE40E,NE40E,TY SS3/备SSTY MGW1/5,临汾SS2运城SS2吕梁SS2长治SS2,晋中3枢纽（
3、202）,NE40E,MGW2/3TY SS2,晋城2枢纽,NE40E,TY SS1TY MGW4/6,长治1枢纽,运城二枢纽,MGW1YC 备SS,MGW2,MGW3,MGW1/3,MGW2,MGW2,MGW1,MGW1,MGW2,MGW3,MGW1,MGW2/3,临汾SS1运城SS1吕梁SS1长治SS1晋城SS1,备份SS2（长治/晋城）,备份SS1（临汾/吕梁）,NE40E,NE40E,吕梁软交换组网图,晋中联通机房 JZ备用 SERVER2,LL SERVER 2,LL SERVER1,LL MGW2,LL MGW1,LL MGW3,太原一枢纽15层,太原二枢纽八层,3层机房,十七层机
4、房,十七层机房,网络资源,17,目 录,信令流程,移动网络基本概念,核心网基本原理,网络组网情况,1、移动业务交换中心(MSC)MSC是整个网路的核心，完成或参与网络子系统(NSS)的全部功能，协调与控制整个GSM网络中BSS.OSS的各个功能实体。首先，MSC提供与BSC的接口，A接口提供GSM9001800的TDMA方式，At接口提供CDMA的接入，提供内部各功能实体的接口，实现各种相应的管理功能，提供与PSTN、ISDN、PLMN的接口；其次，支持一系列业务电信业务，承载业务和补充业务；最后，支持位置登记、越区切换和自动漫游等其它网路功能。2、访问用户位置寄存器(VLR)访问用户位置寄存
5、器(VLR)是服务于其控制区域内移动用户的，存储着进入其控制区域内已登记的移动用户相关信息，为已登记的移动用户提供建立呼叫接续的必要条件。当某用户进入VLR控制区后，此VLR将由该移动用户的归属用户位置寄存器(HLR)获取并存储必要数据。而一旦此用户离开后，将取消VLR中此用户的数据。VLR通常在每个MSC中实现。,3、归属用户位置寄存器(HLR)相对于VLR，归属用户位置寄存器(HLR)是一个静态数据库（当然，也存储部分漫游移动用户所在MSC区域的有关动态数据，包括用户识别号码，访问能力、用户类别和补充业务等数据，由它控制整个移动交换区域乃至整个PLMN）。4、鉴权中心(AUC)鉴权中心(A
6、UC)存储着鉴权信息和加密密钥，防止无权用户接入系统和防止无线接口中数据被窃。5、移动设备识别寄存器(EIR)移动设备识别寄存器(EIR)存储着移动设备的国际移动设备识别码(IMEI)，通过核查三种表格（白名单、灰名单、黑名单）使得网络具有防止无权用户接入、监视故障设备的运行和保障网络运行安全的功能。,Um接口是MS与BTS之间的接口。从上表可以得知，Um接口的链路层为LAPDm，它是在固定网ISDN的LAPD协议基础上作少量修改形成的。修改原则是尽量减少不必要的字段以节省信道资源。由于TDMA系统提供了定位和信道纠错编码，因此取消了帧定界标志和帧校验序列。另外，还定义了许多简短的帧格式用于各
7、种特定的情况。,A接口是BSC与MSC之间的接口。物理层是数字传输2048KBIT/S的E1线路。数据链路层基于7号信令系统MTP2。网络层为MTP3和SCCP共同组成。提示使用SCCP的识别负责识别高层消息。网络层以上的高层协议为BSSMAP（BSS管理应用部分）和DTAP（直接传送应用部分）,Abis接口是BTS与BSC之间的接口,GSM信令系统,MAP是移动应用部分（Mobile Application Part）的意思，这里用来统称MAP接口是NSS内部的接口，每一接口上都有不同的协议堆成不同的层次，完成不同的功能。为了和现有的有线通信网很好的配合和过渡，MAP接口上均使用有线通信网上
8、使用的7号信令系统，并根据GSM的特点，使用了TCAP和MAP来完成相应功能。,移动网络能力,1、B接口B接口定义为访问用户寄存器(VLR)与移动业务交换中心(MSC)之间的内部接口，用于移动业务交换中心(MSC)向访问用户寄存器(VLR)询问有关移动台(MS)当前位置信息或通知访问用户寄存器(VLR)有关移动台(MS)的位置更新信息等。2、C接口C接口定义为归属用户寄存器(HLR)与移动业务交换中心(MSC)之间的接口。用于传递路由选择和管理信息。如果采用归属用户位置寄存器(HLR)作为计费中心，则呼叫结束后建立或接收此呼叫的移动台(MS)所在的移动业务交换中心(MSC)应把计费信息传送给该
9、移动用户当前归属的归属用户位置寄存器(HLR)中。一旦要建立一个至移动用户的呼叫时，关口移动业务交换中心(GMSC)应向被叫移动用户所属的归属用户位置寄存器(HLR)询问被叫移动台的漫游号码。其物理链路采用标准2.048Mb/s的PCM数字传输线。,3、D接口D接口定义为归属用户位置寄存器(HLR)与访问用户位置寄存器(VLR)之间的接口。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GSM系统结构一般把VLR综合于移动业务交换中心(MSC)中，而把归属用户位置寄存器(HLR)相连的标准2.048Mb/s的数字链路。4、E接
10、口E接口定义为控制相邻区域的不同移动业务交换中心(MSC)之间的接口。当移动台(MS)在一个呼叫进行过程中，从一个移动业务交换中心(MSC)控制的区域移动到相邻的另一个移动业务交换中心(MSC)的控制区时，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接口的物理链路是通过移动业务交换中心(MSC)间的标准2.048Mb/s数字链路来实现的。,5、F接口F接口定义为移动业务交换中心(MSC)与移动设备识别寄存器(EIR)之间的接口。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(MSC)与移动设备识别寄存器(EI
11、R)之间的标准2.048Mb/s的PCM数字链路实现的。6、G接口G接口定义为访问用户位置寄存器(VLR)之间的接口。当采用临时移动用户识别码(TMSI)时，此接口用于向分配此TMSI的访问用户位置寄存器(VLR)询问有关此移动用户的国际移动用户识别码(IMSI)的信息。G接口的物理链路采用标准2.048Mb/s数字链路。,MSISDN号码,CC：Country Code，国家码，如中国为86。NDC：National Destination Code，国内接入号，如139、130等等。SN：Subscriber NumberMSISDN的一般格式为86-13X-H0 H1 H2 H3 ABC
12、D,MSISDN号码,MSISDN是指主叫用户为呼叫GSM PLMN中的一个移动用户所需拨的号码，作用同于固定网PSTN号码采取E.164编码方式存储在HLR和VLR中，在MAP接口上传送。例：,IMSI号码,MCC：移动国家码MNC：移动网号MSIN：在某一PLMN内MS的唯一识别码NMSI：在某一国家内MS的唯一识别码,IMSI号码,IMSI：国际移动用户标识符，是GSM系统分配给移动用户(MS)的唯一的识别号。采取E.212编码方式。存储在SIM卡、HLR和VLR中，在无线接口及MAP接口上传送。IMSI分配原则：最多包含15个数字(0-9)。例:460002289000168,IMEI
13、号码,TAC：Type Approval Code,型号批准码，由欧洲型号批准中心分配。FAC：Final Assembly Code,最后装配码，表示生产厂家或最后装配所在地，由厂家进行编码SNR：Serial Number,这个数字的独立序号码唯一地识别每个TAC和FAC的每个移动设备。spare：备用比特，当手机发送时，此位要置0。例：490547403767335,MSRN号码,在移动被叫或切换过程中,由所在业务区的MSC/VLR临时分配，用于寻址VMSC.采取E.164编码方式.编码格式为:在MSC-Number的后面增加几个数字（一般为3个数字）.,网络设备号码,CC,NDC,SN
14、,网络设备号码,MSC/VLR、HLR、SGSN、GGSN等网络设备通过网络设备号码来进行标识。网络设备号码的编码方式跟MSISDN的编码方式相同。为了便于区分网络设备号码和MSISDN号码，一般网络设备号码采用专用的号段。,Location Area Identity,在检测位置更新时，要使用位置区识别LAI，寻呼移动台是以LAI为单位进行。MCC：Mobile Country Code，移动国家码，中国为 460。MNC：Mobile Network Code，移动网号，两个数字，如中国移动的MNC为00。LAC：Location Area Code，是2个字节长的十六进制BCD码，000
15、0与FFFE不能使用。例:460008C90,MCC,MNC,Location Area Identity,LAC,Service Area Identity,CN使用SAI来标识UE在位置区中的位置。服务区SA由同一个位置区内的一个或多个小区构成。MCC：Mobile Country Code，移动国家码，中国为 460。MNC：Mobile Network Code，移动网号，两个数字，如中国移动的MNC为00。LAC：Location Area Code，是2个字节长的十六进制BCD码，0000与FFFE不能使用。SAC:Service Area Code，是2个字节长的十六进制BCD码
16、。,Cell Global Identification,CGI,Cell Global Identification,是所有 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。编码格式为LAI+CICI：Cell Identity,是2个字节长的十六进制BCD码，可由运营部门自定。例：4600017A728FD,MCC,MNC,Cell Global Identification,LAC,CI,38,目 录,信令流程,移动网络基本概念,核心网基本原理,网络组网情况,主叫信令流程,主叫接入阶段、鉴权阶段主要信令,当用户输入被叫号码完毕按下发射按纽后，手机（以下以M
17、S代替）将进行一系列动作，首先MS将在随机接入信道（RACH）向BSS发送信道请求消息，以便申请一个专用信道（SDCCH），BSC为其分配相应的信道成功后，在接入允许信道(AGCH)中通过立即分配消息通知MS为其分配的专用信道，随后MS将在为其分配的SDCCH上发送一个层三消息-CM业务请求消息，在该消息中CM业务类型为移动发起呼叫，该消息被BSS透明的传送至MSC，MSC收到CM业务请求消息后，通过处理接入请求消息通知VLR处理此次MS的接入业务请求，（同时，由于在BSC和MSC之间用到了SCCP有连接服务，为建立SCCP连接，MSC还将向BSC回连接确认消息），收到业务接入请求后，VLR将
18、首先查看在数据库中该MS是否有鉴权三参组，如果有，将直接向MSC下发鉴权命令，否则，向相应的HLR/AUC请求鉴权参数，从HLR/AUC得到三参组，然后再向MSC下发鉴权命令。MSC收到VLR发送的鉴权命令后，通过BSS向MS下发鉴权请求，在该命令中含有鉴权参数，MS收到鉴权请求后，利用SIM卡中的IMSI和鉴权算法，得出鉴权结果，通过鉴权响应消息送达MSC，MSC将鉴权结果回送VLR，由VLR 核对MS上报的鉴权结果和从HLR取得的鉴权参数中的结果，如果二者不一致，拒绝此次接入请求，此次呼叫失败；如果二者一致则鉴权通过，鉴权通过后，VLR将首先向MSC下发加密命令，然后通知MSC该MS此次接
19、入请求已获通过，MSC通过BSS通知MS业务请求获得通过，然后MSC向MS下发加密命令，该命令内含加密模式，MS收到此命令并完成加密后，回送加密完成消息，到此MS完成了 整个接入阶段的工作。,主叫信令流程,TCH指配阶段、取被叫漫游号码阶段主要信令,经过接入阶段和鉴权加密过程后，主叫用户的合法身份已经得到确认，已经接入了网络，为继续进行呼叫，需要更为详细的信息，按照规范，此时MS将发送一个set up消息，在此消息中，携带有被叫号码和主叫标识等更为详细的信息，MSC收到此消息后，首先通过消息 向VLR查询该用户的相关业务信息，VLR根据此次业务类别和开户时MS已经申请的业务信息，决定此次呼叫是
20、否可以继续，如果可以继续，通过完成呼叫消息向MSC回送该用户数据，MSC收到该信息后，通过呼叫继续消息，经BSS通知MS呼叫在继续处理之中，然后，根据A接口电路情况，向BSC发送指配请求消息，在该消息中选定某条A接口电路，BSC收到该指令后，向BTS、MS指定无线资源，MS收到该指令后，占用成功回送分配完成消息，到此TCH指配阶段完成，本局的无线资源和A接口电路均已成功分配。MSC收到MS上报的指配完成消息后，进行被叫分析，根据被叫号码，寻址到HLR，发送路由信息请求消息，HLR收到该消息后，根据被叫IMSI查询得到被叫所在的VLR，向被叫所在的VLR请求漫游号码，被叫所在的VLR在受到请求漫
21、游号码消息后，为对应的MS分配MSRN，然后在请求漫游号码响应消息中回送给HLR，HLR得到该MSRN后，想主叫所在MSC发送路由信息响应消息，MSC从该消息中得到被叫的MSRN，根据MSRN进行局间中继选路，并向被叫所在的MSC发送IAI消息。至此主叫信令流程基本结束。,被叫信令流程,被叫接入阶段、鉴权阶段主要信令流程,当一个端局MSC收到它局发送的IAI消息后，为了确定被叫用户是否能够接受此次呼叫，MSC会首先通过消息向相应的VLR查询有关该被叫用户的用户信息，如果VLR通过查询用户信息，发现该用户可以接受此次呼叫(未关机且允许接受呼叫)，会向MSC发送寻呼命令消息，在该消息中，含有用户的
22、位置信息（LAI），MSC收到此信息后，查询数据，得到控制此位置区的BSC的信令点编码，向相应的BSC下发寻呼命令，BSC通知所控制的BTS在寻呼信道（PCH）下发寻呼消息。手机一直在侦听该信道，当收到寻呼自身的消息后，在随机接入信道（RACH）上报寻呼响应消息，（由于在A接口用到了SCCP的有连接服务，所以寻呼响应同时被视为SCCP的连接建立请求消息，MSC的SCCP层对应的应该回一个连接证实消息），同时MSC向VLR发送处理接入请求消息，VLR首先启动鉴权流程，查看该用户的鉴权参数组，如果VLR中没有该用户的鉴权三参组，VLR会发起向HLR取鉴权参数的过程（详细过程可以参见主叫用户的接入过
23、程中的鉴权过程），否则VLR会直接向MSC发送启动鉴权消息，在启动鉴权消息中含有该用户的一个鉴权三参组（RAND，KC，SERS），MSC收到该消息后，会继续通知对应的BSC、BTS下发鉴权命令，MS收到鉴权请求后，根据SIM卡中的KI，计算出对应的SERS，之后，将SERS在鉴权响应消息中上报MSC，MSC回送至VLR，VLR收到鉴权响应消息后，核对上报的SERS和从HLR得到的三参组中的SERS是否一致，如果一致，向MSC发送接入请求接受消息，通知MSC该用户的此次接入请求被接受。并通过完成呼叫消息向MSC回送被叫的用户信息；如果不一致，此次呼叫将被拒绝。,被叫信令流程,被叫TCH指配阶段
24、、通话阶段主要信令流程,MSC收到完成呼叫消息后，向BSS侧发送SETUP消息，提示将建立呼叫，MS收到该消息后，回送呼叫证实消息，之后，MSC选择相应的A接口电路，向对应的BSC发送指配请求消息，BSC根据资源情况分配相应的无线资源，并通知MS，MS占用成功后回送指配完成消息，同时被叫MS开始震铃，向其所在MSC回震铃消息，该MSC向主叫所在MSC回地址全消息，主叫所在MSC向MS发送被叫震铃消息，此时主机用户可以听到回铃音；被叫用户如果决定接受此次呼叫，按应答按纽，此动作被手机翻译成为CONNECT消息，向MSC发送，MSC收到该消息后，向主叫MSC发送应答消息（ANC），主叫MSC收到此
25、消息后，向主叫MS发送连接建立请求消息，主叫MS相应的向主叫所在MSC回连接证实消息，此消息经被叫MSC传送至被叫MS，于是，本此呼叫开始通话，双方进行通话。,拆线部分,主叫先拆线,在拆线阶段，手机用户的挂机动作被手机转换为拆线消息（Disconnect）,经BTS、BSC向MSC传送，MSC收到拆线请求之后，有两个动作：向BSC下发释放命令（Release）；同时MSC需要向被叫所在的MSC发送前向拆线TUP消息请求。此后，主叫方和被叫方的拆线过程将分别进行：主叫所在MSC在收到拆线消息后，首先向MS发送DTAP消息REALSE命令，MS去活本次呼叫占用的所有信道，并发送释放完成消息确认，网
26、络侧则会在本端释放所占信道以便可以分配给其它呼叫连接使用；之后，MSC向BSS发送BSSMAP消息CLEAR COMMAND，指示应该释放无线资源，BSS收到CLEAR COMMAND 消息后，开始清除无线接口，同时将分配给此次呼叫的地面资源均标示为空闲，向MSC发送CLEAR COMPLETE，MSC收到CLEAR COMPLETE 消息后，释放地面资源。被叫所在MSC收到CLF消息后，向主叫所在MSC会释放保护消息，同时启动本局资源释放流程：MSC向MS发送DTAP消息REALSE命令，MS去活本次呼叫占用的所有信道，并发送释放完成消息确认，网络侧则会在本端释放所占信道以便可以分配给其它呼
27、叫连接使用；之后，MSC向BSS发送BSSMAP消息CLEAR COMMAND，指示应该释放无线资源，BSS收到CLEAR COMMAND 消息后，开始清除无线接口，同时将分配给此次呼叫的地面资源均标示为空闲，向MSC发送CLEAR COMPLETE，MSC收到CLEAR COMPLETE 消息后，释放地面资源。,拆线部分,被叫先拆线,50,目 录,信令流程,移动网络基本概念,核心网基本原理,网络组网情况,51,整机采用N68-22机柜宽600，深800，高2200；机柜有效空间为46U每个机柜可以配置3个MGW插框,机柜,52,机柜,53,MGW框分为主控框、中心交换框、业务框和扩展控制框几
28、种类型，这几种插框的框架外形尺寸是一样的，但其中配置的单板不同。,机柜,54,主控框作用：管理和控制整个UMG8900设备，并为其它插框提供时钟信号；框位置为1号框中心交换框完成插框级联功能；框位置为0号框业务框完成业务处理和接口功能；框位置为27号框扩展控制框，在大容量情况下配置，完成对完成媒体资源管理和业务连接功能；框位置为8号框,插框,55,核心网络分为CS域和PS域。CS域以原有的GSM网络为基础，PS域以原有的GPRS网络为基础。CS域：用于向用户提供电路型业务的连接，实现方式包括TDM方式和ATM方式。它包括MSC/VLR、GMSC等交换实体以及用于与其它网络互通的IWF实体等。P
29、S域：用于向用户提供分组型业务的连接，实现方式为IP包分组方式。它包括SGSN、GGSN以及与其它PLMN互连的BG等网络实体。,56,WCDMA网络各功能实体的功能,CS域和PS域共用的功能实体HLR：完成移动用户的数据管理和位置信息管理VLR：处理当前用户的各种数据信息AUC：存储用户的鉴权信息（密钥）EIR：存储用户的IMEI信息SMS：短消息中心。,57,WCDMA网络各功能实体的功能,CS域功能实体MSC：完成电路交换型业务的交换功能和信令控制功能。GMSC：在某一个网络中完成移动用户路由寻址功能的MSC。GSMC可以与MSC合设，也可分设。IWF：与MSC紧密相关的一个功能实体。完
30、成PLMN网络与ISDN、PSTN、PDN网络之间的互通（主要完成信令转换功能），其具体功能可以根据业务和网络种类的不同进行规定。,PS域功能实体GSN（SGSN、GGSN）：完成分组业务用户的分组包的传送。BG：完成两个GPRS网络之间的互通，保证网络互通的安全性。,58,基本网络接口,基本网络核心网络与接入网络间接口A接口：完成BSS管理、移动性管理和呼叫控制功能。Gb接口：完成分组数据传输和移动性管理功能。Iu-cs接口：完成RNS管理、移动性管理和呼叫控制功能。Iu-ps接口：基本功能类似Iu-cs接口。,核心网络功能实体,MSC Server：控制面实体；主要完成MM(移动性管理)、
31、CM（呼叫控制）、MGC（媒体网关控制）等功能MGW：承载面实体；主要完成语音及媒体流的交换，以及提供各种资源，比如TC、EC、放音、收号能资源。,接口协议,（G）MSC Server与MGW之间的Mc接口：支持多种呼叫模式、多种媒体的灵活的连接处理，这个接口上的应用协议为H.248协议。MSC Server与（G）MSC Server之间的Nc接口：完成局间的呼叫控制，使用基于ISUP的BICC呼叫控制协议。MGW之间的Nb接口：完成承载方式的控制和用户信息（语音、数据、图象、多媒体）的传送，完成不同媒体帧格式之间的转换。可以使用RTP/UDP/IP或AAL2/ATM协议。,61,业务控制更
32、加集中,传统网络,下一代网络,新的业务,业务与MSC存在耦合很多业务需要全网MSC进行升级交换机分布于各本地网，升级困难,业务与MGW不存在耦合业务升级重点在Server层面Server集中设置和管理，升级方便,双归属原理,MGW,MSC Server,MSC Server,H.248M3UA等,H.248M3UA等,63,双归属原理,双归属是一种容灾方案双归属方案为MSC Server系统提供异地容灾的功能，对于互为归属关系的两个MSC Server，当其中一个MSC Server系统出现故障不能继续提供业务时，另一个MSC Server系统将承担起这个MSC Server原有的业务；当原有主用设备恢复以后切换回原MSC Server系统。,64,双归属原理,手动模式：允许设置互助非激活和激活模式，在激活模式下可以继续设置激活的状态。激活主用状态：相当于主动接管对局；激活备用状态：相当于模拟本局为故障状态，此时本局IFM与外界的联系将中断。自动模式：允许系统根据心跳来自动调整双归属状态，但是可以设置接管方向，例如：激活态到非激活态，非激活态到激活态，以及两种形式的并存。,谢谢！,
