GSM网络的网元结构及功能.doc

GSM网络得网元结构及功能
2、1 GSM移动通信系统得组成
GSM移动通信系统主要就是由交换子系统(NSS)、无线基站子系统(BSS)与移动台(MS)三大部分组成,如图1所示。其中NSS与BSS之间得接口为“A”接口,BSS与MS之间得接口为“Um”接口。

图1 蜂窝移动通信系统得组成
由于GSM规范就是由北欧一些运营商与设备商推出得规范,运营商当然更希望最少得投资,用最好得设备来建最优良得通信网,因此GSM规范对系统得各个接口都有明确得规定。也就就是说,各接口都就是开放式接口。 
GSM系统框图如图2,A接口往右就是NSS系统,它包括有移动业务交换中心(MSC)、拜访位置寄存器(VLR)、归属位置寄存器(HLR)、鉴权中心(AUC)与移动设备识别寄存器(EIR),A接口往左Um接口就是BSS系统,它包括有基站控制器(BSC)与基站收发信台(BTS)。Um接口往左就是移动台部分(MS),其中包括移动终端(MS)与客户识别卡(SIM)。
图2 GSM系统框图 
在GSM网上还配有短信息业务中心,即可开放点对点得短信息业务,类似数字寻呼业务,实现全国联网,又可开放广播式公共信息业务。另外配有语音信箱,可开放语音留言业务,当移动被叫客户暂不能接通时,可接到语音信箱留言,提高网络接通率,给运营部门增加收入。  
(1):交换子系统
交换子系统(NSS)主要完成交换功能与客户数据与移动性管理、安全性管理所需得数据库功能。NSS 由一系列功能实体所构成,各功能实体介绍如下: 
MSC:就是GSM系统得核心,就是对位于它所覆盖区域中得移动台进行控制与完成话路交换得功能实体,也就是移动通信系统与其它公用通信网之间得接口。它可完成网络接口、公共信道信令系统与计费等功能,还可完成BSS、MSC之间得切换与辅助性得无线资源管理、移动性管理等。另外,为了建立至移动台得呼叫路由,还应能完成入口MSC(GMSC)得功能,即查询位置信息得功能。 
(MSC功能:话路交换,呼叫路由,计费,公共信令系统,网络接口)
VLR:就是一个数据库,就是存储MSC为了处理所管辖区域中MS(统称拜访客户)得来话、去话呼叫所需检索得信息,例如客户得号码,所处位置区域得识别,向客户提供得服务等参数。 
HLR:也就是一个数据库,就是存储管理部门用于移动客户管理得数据。每个移动客户都应在其归属位置寄存器(HLR)注册登记,它主要存储两类信息:一就是有关客户得参数;二就是有关客户目前所处位置得信息,以便建立至移动台得呼叫路由,例如MSC、VLR地址等。 
(VLR存储了它所对应得MSC内所有得MS 得信息,而HLR存储了MS得注册登记信息,它也存储了MS目前所处得位置如MSC、VLR信息)
AUC:用于产生为确定移动客户得身份与对呼叫保密所需鉴权、加密得三参数(随机号码RAND,符合响应SRES,密钥Kc)得功能实体。 
EIR:也就是一个数据库,存储有关移动台设备参数。主要完成对移动设备得识别、监视、闭锁等功能,以防止非法移动台得使用。 
(2): 无线基站子系统
BSS系统就是在一定得无线覆盖区中由MSC控制,与MS进行通信得系统设备,它主要负责完成无线发送接收与无线资源管理等功能。功能实体可分为基站控制器(BSC)、码型变换器(TC)与基站收发信台(BTS)。 
BSC:具有对一个或多个BTS进行控制得功能,它主要负责无线网络资源得管理、小区配置数据管理、功率控制、定位与切换等,就是个很强得业务控制点。 
BTS:无线接口设备,它完全由BSC控制,主要负责无线传输,完成无线与有线得转换、无线分集、无线信道加密、跳频等功能。 
TC:码型变换器在实际应用中一般就是置于BSC与MSC之间,完成16kbit/s编码与64kbit/s PCM之间得码型转换。
(3):移动台
移动台就就是移动客户设备部分,它由两部分组成,移动终端(MS)与客户识别卡(SIM)。 
移动终端就就是“手机”,它可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息得调制与解调、信息发射与接收。 
SIM卡就就是“身份卡”,它类似于我们现在所用得IC卡,因此也称作智能卡,存有认证客户身份所需得所有信息,并能执行一些与安全保密有关得重要信息,以防止非法客户进入网络。SIM卡还存储与网络与客户有关得管理数据,只有插入SIM后移动终端才能接入进网,但SIM卡本身不就是代金卡。 
(4): 操作维护子系统
GSM系统还有个操作维护子系统(OMC),它主要就是对整个GSM网络进行管理与监控。通过它实现对GSM网内各种部件功能得监视、状态报告、故障诊断等功能。OMC与MSC之间得接口目前还未开放,因为CCITT对电信网络管理得Q3接口标准化工作尚未完成。
2、2 GSM得编号计划
GSM网络就是复杂得,它包括交换子系统与基站子系统。交换子系统包括HLR、MSC、VLR、AUC与EIR,与与基站子系统、其它网络如PSTN、ISDN,数据网、其它PLMN等间接口。为了将一个呼叫接至某个移动客户,需要调用相应得实体。因此要正确寻址,编号计划就非常重要。下面就GSM移动通信网中用来识别身份得各种号码得编号计划进行介绍。
(1) 移动台ISDN号码(MSISDN)
MSISDN号码就是指主叫客户为呼叫数字公用陆地蜂窝移动通信网中客户所需拨得号码。号码得结构为:

CC NDC SN
|国际移动客户ISDN号码 |
| 国内有效移动客户ISDN号码 |

CC＝国家码。我国为86。
NDC＝国内目得地码,即网络接入号,移动公司为134139、联通公司为130133。
SN＝客户号码,采用等长7位编号计划。
中国移动公司SN号码结构就是H1H2H3ABCD,其中HlH2H3为每个移动业务本地网得HLR号码,ABCD为移动客户码。中国联通公司SN号码结构就是H1H2ABCDE,HlH2就是移动业务本地网得HLR号码,ABCDE就是移动客户码。
  当客户号码容量受限时,可扩充国内目得地码。中国移动公司可启用159,158等。
(2)、国际移动客户识别码(IMSI)
为了在无线路径与整个GSM移动通信网上正确地识别某个移动客户,就必须给移动客户分配一个特定得识别码。这个识别码称为国际移动客户识别码(IMSI),用于GSM移动通信网所有信令中,存储在客户识别模块(SIM)、HLR、VLR中。
IMSI号码结构为:
MCC MNC MSIN
|国际移动客户识别 |
|国内移动客户识别 |
MCC＝移动国家号码,由3位数字组成,唯一地识别移动客户所属得国家。我国为460。
MNC＝移动网号,由2位数字组成,用于识别移动客户所归属得移动网。中国移动公司GSM PLMN网为00,中国联通公司GSM PLMN网为0l。
MSIN＝移动客户识别码,采用等长11位数字构成。唯一地识别国内GSM移动通信网中移动客户。
(3).移动客户漫游号码(MSRN)
被叫客户所归属得HLR知道该客户目前就是处于哪一个MSC／VLR业务区,为了提供给GMSC一个用于选路由得临时号码,HLR请求被叫所在业务区得MSC／VLR给该被叫客户分配一个移动客户漫游号码(MSRN),并将此号码送至HLR,HLR收到后再发送给GMSC,GMSC根据此号码选路由,将呼叫接至被叫客户目前正在访问得MSC／VLR交换局。路由一旦建立,此号码就可立即释放。这种查询、呼叫选路由功能(即请求一个MSRN功能)就是No.7信令中移动应用部分(MAP)得一个程序,在GMSC－HLR－MSC／VLR问得No.7信令网中进行传递。
移动客户漫游号码(MSRN)结构就是:
CC NDC SN
|国际移动客户ISDN号 |
|国内有效移动客户ISDN号码 |
  (4).临时移动客户识别码(TMSI)
为了对IMSI保密,MSC／VLR可给来访移动客户分配一个唯一得TMSI号码,即为一个由MSC自行分配得4字节得BCD编码,仅限在本MSC业务区内使用。
(5).位置区识别码(LAI)
位置区识别码用于移动客户得位置更新,其号码结构就是:
3位数字 2位数字 最大16bit
MCC MNC LAC
|LAI|
MCC＝移动客户国家码,同IMSI中得前三位数字。
MNC＝移动网号,同IMSI中得MNC。
LAC＝位置区号码,为一个2字节BCD编码,表示为 X1X2X3X4。在一个GSM PLMN网中可定义65536个不同得位置区。
(6).全球小区识别码(CGI)
CGI就是用来识别一个位置区内得小区,它就是在位置区识别码 (LAI)后加上一个小区识别码(CI),其结构就是:
3位数字 2位数字 最大16bit 最大16bit
MCC MNC LAC CI
|LAI|
|CGI|
CI就是一个2字节BCD编码,由各MSC自定。
(7)、 基站识别码(BSIC)
BSIC就是用于识别相邻国家得相邻基站得,为6bit编码,其结构就是:
3bit 3bit
NCC BCC
|BSIC|
NCC＝国家色码,主要用来区分国界各侧得运营者(国内区别不同得省),为XY1Y2。
X:运营者(移动X＝1,联通＝0)
Y1、Y2:分配见表1。
表1 Y1Y2得分配
Y2
Y1
0
1
0
吉林、甘肃、西藏、广西、福建、湖北、北京、江苏
黑龙江、辽宁、宁夏、四川、海南、江西、天津、山西、山东
1
新疆、广东、河北、安徽、上海、贵州、陕西
内蒙古、青海、云南、河南、浙江、湖南

BCC＝基站色码,识别基站。由运营设定。
BSIC得作用:通知移动台本小区公共信令信道所采用得训练序列号。
由于BSIC参与了随机接入信道(RACH)得译码过程,因此它可以用来避免基站将移动台发往相邻小区得RACH误译为本小区得接入信道。
当移动台在连接模式下(通话过程中),它必须根据BCCH上有关邻区表得规定,对邻区BCCH载频得电平进行测量并报告给基站。同时在上行得测量报告中对每一个频率点,移动台必须给出它所测量到得该载频得BSIC。当在某种特定得环境下,即某小区得邻区中包含两个或两个以上得小区采用相同得BCCH载频时,基站可以依靠BSIC来区分这些小区,从而避免错误得切换,甚至切换失败。
移动台在连接模式下(通话过程中)必须测量邻区得信号,并将测量结果报告给网络。由于移动台每次发送得测量报告中只能包含六个邻区得内容,因此必须控制移动台仅报告与当前小区确实有切换关系得小区情况。BSIC中得高三位(即NCC)用于实现上述目得。可以通过设置广播参数"允许得NCC",控制移动台只报告NCC在允许范围内得邻区情况。
在网络频率规划时,小区得BSIC也就是一个规划得重点。
(8).国际移动台设备识别码(IMEI)
唯一地识别一个移动台设备得编码,为一个15位得十进制数数字,其结构就是:
6位数字 2位数字 6位数字 l位数字
TAC FAC SNR SP
TAC＝型号批准码,由欧洲型号认证中心分配。
FAC＝工厂装配码,由厂家编码,表示生产厂家及其装配地。
SNR＝序号码,由厂家分配。识别每个TAC与FAC中得某个设备得。
SP＝备用,备作将来使用。
(9).MSC／VLR号码
MSC／VLR号码在No、7信令信息中使用,代表MSC得号码。中国移动公司GSM移动通信网中得MSC／VLR号码结构为1390MlM2M3,其中MlM2得分配同HlH2得分配。
(10).HLR号码
切换HLR号码在No、7信令信息中使用,代表HLR得号码。中国移动公司移动通信网中得HLR号码结构就是客户号码为全零得MSISDN号码,即139HlH2H30000。
(11)、切换号码(HON)
HON就是当进行移动交换局间越局切换时,为选择路由,由目标MSC(即切换要转移到得MSC)临时分配给移动客户得一个号码。此号码为MSRN号码得一部分。