GSM移动通信系统介绍.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,GSM,移动通信系统简介,无线交换 梁莉,内容概要,GSM,系统结构,无线相关概念,GSM,移动通信网络,信令系统简介,GSM,标识码,话务过程介绍,局数据简介,MS,BTS,BTS,BTS,BSC,MSC,HLR,VLR,OMC”R”,Um Interface,Abis,Interface,A Interface,BSS,OMC”S”,BTS,EIR,SS,IWF,AUC,GSM,系统结构,MS-,移动台,MS=ME+SIM,(Subscriber Identify Module),ME:,TX,、,RX,、,信号处理、信号测量（,SS+SQ),Idle:,小区选择,Busy:HO,(,本小区,SS+SQ,相邻小区,SS),SIM,卡,:,固定数据：,IMSI,MSISDN,Auth Para,Ki,临时数据：,(LAI,Kc:Rand+Ki+A8),服务数据：,(B.S+S.S.),BSS,(Base Station System),基站系统,完成所有与无线相关的功能。保障无线发送和管理无线资源,BSS=BSC+BTS,BSS-,BTS,（,基站收发信机,),移动用户与系统间的,I/F,Radio T/R,无线信号收发,Signal processing,信号处理,Measurement,信号测量（,SS+SQ),BSS,-,BSC,：,基站控制器,无线信道分配,MS,的,HO,越区切换,动态功率调解（,MS+BTS),小交换机，连接,BTS,到,MSC,BSC,的操作维护功能,SS,(Switch,System),交换子系统,呼叫建立，必要的移动性管理,SS=MSC+VLR+HLR+AUC,MSC:,(Mobile,Service Switching System),移动业务交换中心,完成所有交换相关功能,（,call setup,call routing,supervision,releasing),计费功能,鉴权、加密功能,分配,TMSI,控制,BSC,与其它节点通信功能（,HLR/VLR/,MSCs,),控制,MS,的位置更新，配合,BSC,完成,BSC,间、,MSC,间的越区切换,SS-,MSC,SS-GMSC,I/F,功能,：,（,连接本通信网与其它通信网络的交换机,）,漫游查询,MSRN:,MT,呼叫时,向,HLR,询问用户位置信息,路由功能,SS,-,VLR,(Visitor Location Register）,VLR,：,拜访位置寄存器,负责存储和更新该,VLR,所管辖的地区中的移动用户,MSC,用户识别码：,IMSI,TMSI,用户状态信息：,idle,busy,deteach,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,临时性存储,HLR,：,归属位置寄存器,存储全部,“,归属用户,”,的信息,:-Operator,用户识别码：,IMSI,，,MSISDN,附加用户服务数据,用户位置信息：,MSC,地址,Triplet,鉴权加密参数,永久存储,与其它节点通信（,MSC/VLR/AUC/GMSC),SS,-,HLR,(Home Location Register）,SS,-,AUC,(Authentication Center,）,存储各用户密钥,Ki,产生用于鉴权的参数,RAND,和,SRES,与,HLR,通信，传递,Triplet,（,RAND,、,SRES,、,Kc,),GSM,系统中的接口表,接口名,定位,用途,接口名,定位,用途,Um,MS-BTS,无线接口,E,MSC-SM-GMSC,短消息传输,Abis,BTS-BSC,多种,MSC-MSC,切换,A,BSC-MSC,多种,G,VLR-HLR,用户信息管理,C,GMSC-HLR,主叫,HLR,寻址,F,MSC-EIR,手机身份验证,SM-GMSC-HLR,主叫短消息寻址,B,MSC-VLR,多种,D,VLR-HLR,本地和用户信息管理,H,HLR-AUC,鉴权数据交换,关键的通信质量指标,接通率：,指用户应答、被叫用户忙、被叫用户不应答、用户不可及（包括被叫不在服务区、被叫呼入限制、拔电池、关机）的次数与总有效呼叫次数之比,掉话率：,指在用户通话过程中，出现掉话的概率,无线信道拥塞率：,指由于无线信道（包括话音和信令信道）出现拥塞，而导致业务失败的概率。,试呼次数,溢出次数：占不上中继电路,占用次数,接通次数,应答次数,话务量,定义：,在单位时间（,1,小时）内，,平均呼叫次数,每次呼叫平均占用信道的时间,单位：,爱尔兰（,Erl,）,例，一个呼叫占用信道1小时，话务量为1爱尔兰,例，,5,个信道，,1,分钟内,10,次呼叫，每次呼叫平均占用时长,12,秒：则总话务量,A=1012/60=2Erl;,每信道平均话务量,=2/5=0.4erl,内容概要,GSM,系统结构,无线相关概念,GSM,移动通信网络,信令系统简介,GSM,标识码,话务过程介绍,局数据简介,蜂窝系统,类似自然界蜂窝的一个小区,一个接一个的“蜂窝”组成蜂窝覆盖,距离足够远的“蜂窝”使用同一频率，即频率复用,微蜂窝：覆盖半径数十米,宏蜂窝：半径可达,30Km,市区,近郊,农村,Cell,小区,(,基本小区,/,基站小区,),LA,位置区：,-LU,MSC,服务区,PLMN,服务区,GSM,服务区,GSM,无线覆盖区域划分,system,GSM900,GSM1800,GSM1900,UL-frequencies(MHZ),890-915,1710-1785,1850-1910,DL-frequencies(MHZ),935-960,1805-1880,1930-1990,Bandwidth,25MHZ,75MHZ,60MHZ,Duplex Distance,45MHZ,95MHZ,80MHZ,Carrier Separation,200KHZ,200KHZ,200KHZ,Radio channels,124,374,299,*Cells capacity is determined by the No.of frequencies,频率资源分配,多址技术,多址技术就是要使众多的客户公用公共通信信道所采用的一种技术,FDMA,：频分多址。传统无线广播和模拟蜂窝移动系统,TDMA,：时分多址。,GSM,系统采用的技术,CDMA,：码分多址。,CDMA,系统,TDMA,系统中一个载频分为,8,个时隙，一个时隙一个信道。,无线信道,物理信道：,TDMA,帧上一个时隙,逻辑信道：,按物理信道上实际传送的信息内容的性质来划分成不同逻辑信道,TCH,业务信道：,话音和数据信息,CCH,控制信道,:,信令和同步信息,BCH,：频率校正,FACCH,、同步,SCH,、广播控制,BCCH,CCCH,：寻呼,PCH,、随机接入,RACH,、准予接续,AGCH,、小区广播控制,CBCH,（短信）,DCCH,：独立专用控制,SDCCH,、慢速链接控制,SACCH,、快速链接控制,FACCH,内容概要,GSM,系统结构,无线相关概念,GSM,移动通信网络,信令系统简介,GSM,标识码,话务过程介绍,局数据简介,移动通信网络,信令网,承载信令消息的传递和交换,HSTP,，,LSTP,，,SP,（,MSC/HLR/GSMC/SCP/SMSC.,）,话路网,承载语音数据的传递和交换,TMSC1,，,TMSC2,，,MSC/GMSC,MSC,（,端局）,TMSC2,（,二级汇接局）,TMSC1,TMSC1,（,一级汇接局）,长途,Provincial,本地,Local,TMSC2,MSC,GMSC,（,关口局）,PSTN,话务三级网络,SP,LSTP,HSTP,SP,SP,LSTP,SP,信令网基本结构,内容概要,GSM,系统结构,无线相关概念,GSM,移动通信网络,信令系统简介,GSM,标识码,话务过程介绍,局数据简介,信令概念及分类,信令：,交换系统之间相互传递信息所必须遵守的协 议和规定消息，称为“信令”,用户线信令,：,用户与端局之间,局间信令,：,交换机之间，交换机与网管、数据库间,随路信令,CAS:,线路信令、寄发器信令（,e.g.:,中国,1,号,）,公共信道信令,CCS,（,e.g.:,C7,),A,B,Trunkgroup,+R2,A,B,Trunkgroup,Linkset,随路信令,公共信道信令,MTP(Message,Transfer Part),消息传递部分,完成消息的可靠传递，分为,:,信令数据链路功能层、链路控制功能层、公共传递控制功能层。,常用概念：信令链路,(,组,),、信令路由（组）、信令点编码,SPC,、,DPC etc.,SCCP(Signalling,Connect Control Part),信令连接控制部分,传送与呼叫或连接无关的信令、控制消息,常用概念：,GT,码，,GT+DPC,寻址，,DPC+SSN,寻址，,SSN,，,MSISDN,IMSI,MGT,TCAP(Transaction,Capabilities Application Part,）,事物能力应用部分,用户部分,TUP(Telephone,User Part),、,DUP(Data,User Part),ISUP-ISDN User Part,MAP-Mobile Application Part,OMAP-Operation&,Maintainence,Application Part,TUP,中常用概念：中继、话路、目的码,七号信令系统,SPC(Signaling Point Coding),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：每个,SP,点分配一个。,14BIT,的,SPC,：,用于,MSC,和,BSC,通信,信令点编码,24BIT,的,SPC,：,GSM,网信令,MSC,EIR,AUC,VLR,HLR,GMSC,BTS,BSC,MSC,ISDN,PSTN,MAP,(MAP),MAP,MAP,MAP,MAP,MAP+ISUP,TUP,ISUP,ISUP,BSSAP,LAPD,内容概要,GSM,系统结构,无线相关概念,GSM,移动通信网络,信令系统简介,GSM,标识码,话务过程介绍,局数据简介,GSM,系统号码计划（一）,GSM,移动通信网中存在着多种用来识别身份的各种号码的编号计划,用户相关号码：,移动用户号码：,MSISDN=CC+NDC+SN (E.164),移动用户识别码：,IMSI=MCC+MNC+MSIN (E.212),临时移动用户识别码：,TMSI,，临时分配，即时释放,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,GSM,系统号码计划（二）,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+CI,基站色码：,BSCI=NCC+BCC,设备相关号码：,设备识别码：,MSCID,（,MSC/GMSC/HLR/SCP/SGSN/SMSC,）,内容概要,GSM,系统结构,无线相关概念,GSM,移动通信网络,信令系统简介,GSM,标识码,话务过程介绍,局数据简介,话务过程,位置更新流程,呼叫流程,切换流程,移动通信特有现象,1,位置更新,LU,是实现用户漫游的过程,位置更新是,MS,在空闲模式上处理用户的移动性,位置更新分为三种类型,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,IMSI,附着,周期性位置更新,1.,2.,4.,2.,3.,3.,4.,BSC,MSC,VLR,HLR,LA-LA,MSC/VLR,内位置更新,MS,BTS,BSC,信道请求,RACH,信道请求,(,附,TA,估计）,信道激活,选择空闲,SDCCH,信道激活证实,立即分配,SDCCH,AGCH,信道请求和分配,4.,4.,BSC,MSC,VLR,HLR,.,1.,3.,2.,3.,不同,MSC/VLR,间位置更新,发起呼叫,HLR,位置查询,MSRN,请求分配,建立呼叫,移动用户呼叫建立流程,手机做主叫,1.,2.,4.,1.,3.,3.,4.,BSC,MSC/VLR,PLMN,PSTN,TE,2.,手机做被叫,10.,11.,5.,9.,2.,BSC,MSC/VLR,HLR,LE,GMSC,8.,11.,10.,9.,8.,11.,7.,4.,5.,6.,1.,1.,3.,PSTN,PLMN,MSISDN,MSISDN,MSISDN,IMSI-MSC Add.,IMSI,MSRN,IMSI-MSRN,MSRN,MSRN,IMSI,PCH,RACH,AGCH,SDCCH,呼叫过程,(,移动用户间,),MSC,HLR,1,VLR,2,3,4,5,Radio System,Radio System,MSC,移动通信特有现象,2,越区切换,越区切换是指通话过程中移动用户变换小区的过程,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,new,BSC,MSC-B,MSC-A,Old,BSC,1,.,5,.,2,.,7,.,7,.,10,.,6,.,5,.,3,.,4,.,10,.,11,.,10,.,9,.,8.,MSC间HO,Inter-MSC HO,信令过程,PSTN,MSC/VLR-A,MSC/VLR-B,HLR-A,To be continue,Prepare HO,Prepare HO ACK,IAM(TUP),ANC(TUP),Process access signal,Send end signal,Forward access signal,Process access signal,RLG(TUP),CLF(TUP),Send end signal ACK,ACM(TUP),continue,PSTN,MSC/VLR-A,MSC/VLR-B,HLR-A,The end,Send auth.info.,auth.info.,Update location,Insert sub.data,Insert sub.data ACK,Update location ACK,Cancel location,Cancel location ACK,内容概要,GSM,系统结构,无线相关概念,GSM,移动通信网络,信令系统简介,GSM,标识码,话务过程介绍,局数据简介,什么是局数据,简单地说，就是全局数据。,相对用户数据来说，用户数据是针对某个用户的数据，而局数据是影响整个交换局的数据。,局数据也可以理解成交换机中的一种配置数据，配置数据采集中采到的数据都是局数据中的一种。,局数据是移动网中交换机为完成移动通信所需使用的最关键的数据,局数据的种类,号码分析类数据,被叫号码号码分析,GT,号码数据,路由寻址类数据,话务路由数据。中继，中继群，路由，路由组,信令路由数据。信令链路，信令链路组，信令路由,蜂窝无线网管理数据,小区数据,计费、鉴权管理数据,SCP,的号码与区号对应表，,SMSC,中的鉴权号码数据等,系统参数类数据,局数据的特点,重要,局数据的设置直接影响通信畅通,应用广泛,移动交换网络中所有网元都需要设置相应的局数据。,复杂,网元类型不同，所需设置的局数据各不相同。同一类型的网元，不同厂家根据自己交换机设计的特点，局数据设置也不同。,数据量大,一个网元中的局数据少则几百条，多则几万条,全网性,网络中所有网元的数据都对全网有效，网元间的数据都相互关联，共同保证通信畅通,GT,数据,GT,数据是局数据中的一种，是,SCCP,信令寻址数据。分析,GT,号码并确定其信令路由指向。,GT,寻址,地址信息为,GT,号码,用于,SCCP,层寻址,DPC+SSN,寻址,地址信息为,DPC+SSN,用于,MTP,层寻址,寻址方式,被叫号码分析表,分析用户拨打的电话号码，将其转换成路由的数据。,主要完成路由转换、计费控制、号码长度控制、号码转换、目的码分配等功能,号码类型：,网内移动号码，动态漫游号码，网间移动号码，网间固定号码，短号码（业务接入号）,特服号码，空号,谢谢！,