GSM网络基本知识介绍1101详解.pptx

移动网络系统描述：1、GSM网络的基本介绍2、山东移动网络的基本情况3、基本的呼叫流程4、其他问题GSM网络的基本介绍GSM的历史80年代 现代蜂窝移动电话系统，使用800/900MHZ，双工工作，能够越区切换、自动漫游。（1G）90年代 数字移动通信（2G）1991 推出了第一个全球数字移动通信（GSM）标准 2000年以后 个人移动通信（3G）GSM网络的基本介绍GSM的规范共12部分如右表序号内容01系统简介02服务功能03网络结构04移动终端和基站间接口协议05无线传输分层规范06话音编码07移动终端适配器08BSC-MSC接口协议09网间互联协议10服务互联协议11设备特性12操作维护规范GSM的基本功能l语音功能l传真数据功能l呼叫转移功能l呼叫禁止功能l国际漫游功能l短消息功能l呼叫等待l呼叫保持l主叫显示l立即计费l数据通信GSM网络组成交换系统交换系统基站系统基站系统网管系统网管系统GSM网络系统结构图GSM网络系统结构图GSM网络系统结构图GSM网络系统结构图GSM网络系统结构图GSM网络系统结构图GSM网络系统结构图AUC 鉴权中心BSC 基站控制器BTS 无线基站EIR 设备识别寄存器HLR 归属位置寄存器MS 移动台MSC 移动交换中心NMC 网络管理中心OMC 操作维护中心VLR 拜访位置寄存器移动交换中心（移动交换中心（MSC）在交换网络中，它提供与电话交换相关的功能。同时它管理和控制与其它通信网间的呼叫，诸如公众电话网(PSTN)，智能业务网(ISDN)，公众数据网，单位小交换机和其它的移动通信网等。又叫做G局关口功能（关口功能（GMSC）关口功能指移动交换中心（MSC）与HLR进行的信息交换，以便于正确地为被叫移动用户分配路由。承担此查询任务的交换机称为关口交换机GMSC。又叫做D局拜访位置寄存器（拜访位置寄存器（VLR）VLR和HLR一样，也是一个数据库，不同的是它提供的是一个临时性的寄存器，包涵了MSC服务范围内的所有移动用户的信息。它的信息内容是用户所属HLR中信息内容的拷贝。一个MSC必然与一个VLR相随，当用户漫游到新的MSC服务区时，与此MSC相联的VLR就会向用户归属位置寄存器请求发送用户数据，以便在新的MSC中提供相应的服务。HLR将用户信息拷贝到新的VLR中，以完成用户位置更新。现在是MSC/VLR合一的，均称作G局。归属位置寄存器（归属位置寄存器（HLR）它是一个大型的的数据库，它永久保存归属地用户的信息，直至此用户被删除。用户信息包括：l 用户识别信息l 用户位置信息l 用户鉴权信息l 用户补充业务信息HLR可以做为一个独立的数据库存在，也可以做为MSC的一个节点。如果用户数量超过了HLR的容量，可以增加HLR，也可以对HLR扩容。MSC服务区域示意图GSM服务区域示意图位置区（位置区（LA）LA由一组小区组成。在网络中，用户登记位置是由他所在基站隶属的“LA”来决定的，用户的“LA”信息存储在“VLR”中。当移动用户做被叫时，所有隶属被叫用户所在“LA”的小区，全部发送寻呼信息。MSC服务区域服务区域MSC服务区域是指在网络中由一个MSC控制的基站所覆盖的地理区域辖区，它是由一个或多个LA组成的。为了正确的找到被叫移动用户，系统必须知道用户的MSC地址。MSC的地址信息记录在HLR用户数据中。公众移动陆地网（公众移动陆地网（PLMN）隶属于一个网络运营商的所有小区组成的服务区域叫作公众移动陆地网，它可为用户提供各种移动电话业务。在一个国家中，可以存在多个PLMN服务区，但每一个服务区只属于一个运营商。目前中国有移动和联通两个服务网络。qGSM900目前，分配给GSM900使用的上行载波的频率范围是890-915Mhz，带宽25Mhz，下行载波的频率范围是935-960Mhz，带宽25Mhz.为避免上、下行载波之间的干扰，要求上、下行载波之间有足够的间隔，这个间隔称为双工间距（Duplex Distance）.GSM系统的双工间距是45MhzqGSM1800分配给GSM1800使用的上行载波的频率范围是1710-1785Mhz，带宽75Mhz，下行载波的频率范围是1805-1880Mhz，带宽75Mhz，双工间距95Mhz。无线信号衰损的几点原因无线信号衰损的几点原因移动通信系统的信道必须依靠无线电波的传播，移动终端又处在不断运动之中，这就使它的电波传播具有固定无线通信所没有的复杂性。路径损耗（Path Loss）阴影效应（Shadowing）解决无线电波传输问题的措施解决无线电波传输问题的措施为在复杂的无线环境下取得较好的电波传输特性，GSM引入了信道编码（Channel Coding）、交织（Interleaving）、天线分极接收（Antenna Diversity）、适应性均衡（Adaptive Equalization）、跳频（Frequency Hopping）、TA（Timing Advance）等技术。尽管这些技术不能解决所有问题，但它们在尽可能提高通话质量方面发挥了很重要的作用。GSM的无线信道的无线信道MSC的功能的功能在GSM网络中最重要的节点是MSC，它负责控制由手机发起或终止的用户呼叫。MSC的主要功能如下：l 交换和呼叫路由选择交换和呼叫路由选择l 计费计费l 业务提供业务提供l 与与HLR通信通信l 与与VLR通信通信l 与其它与其它MSC通信通信l 控制相连接的控制相连接的BSCVLR的功能的功能在GSM网络里的VLR是用来临时存储在特定MSC服务区内的移动用户信息，因此对应于每个MSC服务区都有一个VLR。当MS移动到一个新的服务区时，将进行以下的过程：1.VLR检查它的数据库以确认MS的记录是否已经存在（根据用户的IMSI）2.当VLR发现没有该MS的记录时，它将向用户所在的HLR发出一个数据请求，以得到该手机用户数据的一份拷贝。3.HLR将信息发送给VLR，并更新HLR数据库里的用户位置信息。HLR通知旧的VLR将其保存的用户信息删除。4.VLR里存储了手机用户数据以及手机最新的位置和状态（空闲）。VLR中的用户信息中的用户信息l 手机用户识别码l 补充业务信息l 手机的状态（例如，空闲）l 手机现在的LA区HLR的功能的功能HLR是一个负责存储和管理一个特定运营者的所有移动用户数据的集中式的网络数据库。它永久地保存着用户数据信息直到该用户消户为止。l 用户识别码（例如，IMSI、MSISDN）l 用户的补充业务信息l 用户的位置信息（MSC服务区）l 用户的鉴权信息AUC的功能的功能所提供的信息被称为三位组，包括：1、一个不可预知的随机数（RAND）2、一个有符号的响应（SRES）3、一个加密字（Kc）三位组的产生三位组的产生在新开户的时候，每一个用户都被分配了一个用户鉴权字（Ki）。Ki与用户的IMSI一起存储在AUC里，在产生三位组时这两个数据都要被用到。相同的Ki和IMSI同时也存在SIM卡里。在AUC里产生三位组的过程如下：1、产生一个随机数RAND2、分别使用A3和A8算法利用RAND和Ki计算出SRES和Kc3、RAND，SRES和Kc作为一个三位组被发送给HLR鉴权发生在鉴权发生在：l 每次手机用户登记的时候l 每个呼叫建立的时候l 位置更新的时候l 在附加业务被激活或去活之前手机状态有三种手机状态有三种：l 空闲状态：空闲状态：即手机开机但没有进行通话l 激活状态：激活状态：即手机开机并正在进行通话或正在建立通话过程中l 关机状态：关机状态：即手机电源未开一些简单的术语一些简单的术语：登记登记 用户通知网络，手机已经开机漫游漫游 用户在不同的小区内活动称为漫游国国际际漫漫游游 用户使用其它网络运营商的提供的服务区称为国际漫游。用户只能在有互联协议的网络中漫游位位置置更更新新 用户在不同的LA中漫游，它必须通知系统自己所处LA的变化情况，这种位置的变化称为位置更新切切换换 指用户在通话过程中，控制移动电话从一个小区到另一个小区的移动一些简单的术语一些简单的术语：G局 指端局，即MSC/VLRD局局 关口局，即GMSC，负责和其他电信运营商进行互连的交换机，在济南是华为公司的，有2个分别是D1/D2A局 负责省级话务汇接的交换机，济南是西门子公司的。B局局 负责省内话务汇接的交换机，济南和青岛各有2个，爱立信公司的。L局局 负责省内信令转接的，即负责省内信令转接的，即LSTP，济南和青岛各有，济南和青岛各有2个个L局。局。H局局 负责省际信令转接的，即负责省际信令转接的，即HSTP,只是济南有只是济南有2个局。个局。用户识别模块（用户识别模块（SIM）SIM中包涵了用户身份识别所需的的各种信息，并能执行一些重要的与安全保密相关的信息。它必须插入终端设备中，以使移动终端与网络建立连接。当然所使用的SIM卡必须是合法的，网络才能提供相应服务。SIM中包括三类与用户相关的信息中包括三类与用户相关的信息：l 固定数据（如IMSI等）l 临时性网络数据（如用户所在的LA）l 服务相关数据（如计费信息 语言选择等）。l 鉴权算法 A3l 用户鉴权密钥 Kil 密钥产生算法A8l 加密密钥Kcl 对SIM卡中存储数据和可执行功能的操作和控制移动终端移动终端ISDN号码号码(MSISDN)8613905311234 在PSTN的编号方案中,MSISDN能唯一地标识一个用户，即用户被叫时的号码。MSISDN是个实际的移动用户号码，也是网络识别码中用户唯一需要知道的号码。其他的标识号都是网络内部使用的，用户不需要知道。CC：国家代码NDC：国内目的地代码SN：用户号码86 139 05311234CC NDC SN国际移动终端识别码国际移动终端识别码(IMSI)IMSI是能在空中和网络中标志用户的唯一号码。在PLMN的所有信令中都要用到IMSI，和用户相关的网络信息都与IMSI有关联。IMSI信息能够存在SIM卡，HLR，和服务的VLR中。IMSI号码由三部分组成:MCC:移动国家代码MNC:移动网络代码MSIN:移动终端识别码 460 00 5319001234根据GSM的规范，IMSI最长为是15位数字 现在中国移动开通了134号段（+86 134 H0H1H2H3 ABCD），使用的imsi是 460 MM H1H2H3 0 H0 XXXXX 中国移动是世界上唯一一个使用两个网号的运营商。国际移动设备识别码国际移动设备识别码(IMEI)-*#06#IMEI是在网络中唯一能够识别移动终端硬件设备的号码。IMEI用于一些安全过程，比如识别被盗的移动终端或防止非法移动设备接入网络。根据GSM规范，IMEI的长度是15个数字,由以下几部分组成:TAC：类型确认码,由GSM关机机构决定FAC：最终组装码,用于识别不同的生产厂商SNR：序列号，独立的位数字,在TAC和FAC相同时来唯一的识别不同的设备Spare：空数字，以备将来使用。当MS发送IMEI时置零 位置区域识别码（位置区域识别码（LAI）LAI是在呼叫中用于标志用户位置的网络识别码，有个主要用途：寻呼用户。用于查找目前MS所处的MSCMS的位置更新。当MSC发现MS所处的LAI变化时进行。LAC：位置区域代码，最长是16位，可以在一个PLMN中定义65536个不同的位置区域 山东移动网络的基本介绍山东移动网络的基本介绍全省话务网组织结构全省话务网组织结构全省信令网组织结构全省信令网组织结构 JN TMSC11JN TMSC11省际省际TMSC1TMSC1JN TMSC12JN TMSC12JN TMSC21QD TMSC22QD TMSC21JN TMSC22网状网西部12市地MSC，GMSC，MSC/GMSC东部5市地MSC，GMSC，MSC/GMSC话务网三级结构图目前济南网络状况济南本地网络目前拥有7个MSC，8个BSC，2个GMSC，2个HLRBSC的分布一些用户日常投诉的基本问题一些用户日常投诉的基本问题话单问题漫游问题介绍主叫和被叫举例基站、传输的故障7号信令：AXE10交换机概述 AXE的名称是来自缩写A电话系统 X交换系统 E程控的AXE系统结构：AXE交换机的硬件结构：AXE交换机的群交换：AXE10交换机的群交换是TST的结构三位组的产生：话务实例：1、位置更新2、MS主叫3、MS被叫4、SMS5、彩铃6、智能网呼叫7、GPRS8、数据业务话务实例：1、位置更新话务实例：2、MS主叫话务实例：3、MS被叫 话务实例：4、HANDOVER 话务实例：4、SMS MO-SMS MT-SMS 话务实例：5、彩铃业务 话务实例：5、彩铃业务 话务实例：6、智能网呼叫引入智能网后的gsm网络 MSCgsmSSFgsmSSFHLRgsmSCFGMSCVLRMAPMAPMAPCAPCAPMS归属网络gsmSRFCAPMAP询问网络拜访网络话务实例：6、智能网呼叫MOPPSO MSCVLREricMobil:IMSI:22807123987OCSISCPEricMobilSSFNetwork21话务实例：6、智能网呼叫MTPPS EricMobilNetworkSCFGMSCSSFHLREricMobil:IMSI:22807123987TCSI123456话务实例：7、GPRS只说明一个gprs附着示例。话务实例：8、数据业务 三种设备：路由器交换机HUB 计费何时数据会被做记录？何时数据会被做记录？当下列条件满足时通话的数据将产生。通话结束l时长限制已到l通话相关事件的限制已到计费分析功能是TT的前提。交换机执行这个分析来判断是否起用TT功能。可以对出局、入局、内部和转送的通话进行TT计费。TT功能收集输出数据存为详细的输出记录，这样可以提供给用户详细话单。通过提供逐条详细话单可以减少用户的质询。话务路由（1）：以下皆在归属市地的用户未漫游的情况下进行讨论。1本地普通GSM手机拨打本地普通GSM手机：本地网内普通GSM手机拨打本地普通GSM手机的话务接续由本地MSC实现。2本地普通GSM手机拨打本地市话：本地普通GSM手机发起的呼叫就近接入本地MSC，并由MSC将其送往本地GMSC，再由GMSC将其指向本地市话局（对于MSC和GMSC合设的情况则由MSC/GMSC将话务指向市话局）。话务路由（2）：3本地普通GSM手机拨打其他市地的普通GSM手机：（1）被叫手机所在地为省内其他市地：话务就近接入本地MSC，并由MSC指向济南TMSC2或青岛TMSC2，由TMSC2进行转接并将话务指向被叫当前所在的MSC以实现话务接续。（2）被叫手机所在地为省外市地：话务就近接入本地MSC，并由MSC指向济南TMSC1，由济南TMSC1指向被叫用户所在省的TMSC1，并最终将话务指向被叫用户所在的MSC以实现接续。如果MSC至TMSC1的链路发生故障，则话务经TMSC2转接至济南TMSC1，再由济南TMSC1指向被叫用户所在省的TMSC1。4本地普通GSM手机拨打外地市话：本地普通GSM手机发起的呼叫接入本地纯端局或GMSC/MSC，若为纯端局，则再将话务指向GMSC，由GMSC将话务指向长途局；若为GMSC/MSC，则直接将话务指向长途局。本地普通GSM手机拨打联通手机用户号码：话务由MSC/GMSC直接指向联通关口局或市话汇接局。ANY QUESTION?机房参观实习 WELCOME TO JINAN MOBILE COMMUNICATION 练习题 Thanks a lot谢谢大家谢谢大家