CDMA2000基础知识.doc

CDMA2000基础知识2008年3月目录第1章 CDMA2000发展简史11.2 主要移动通信系统介绍11.3 第三代移动通信系统简介21.4 3G技术标准31.5 cdma网络的演进策略3第2章 关键技术简介62.1 扩频技术62.2 多址技术72.2.2 频分多址72.2.3 时分多址72.2.4 码分多址72.3 RAKE接收机82.4 功率控制82.5 软切换9第3章 CDMA2000网络结构113.1 CDMA系统的基本特点113.2 CDMA phase0/1阶段网络结构及主要网元113.2.2 移动台（MS）123.2.3 基站子系统（BSS）123.2.4 核心网电路域（CS domain）123.2.5 核心网分组域（PS domain）133.3 主要接口133.4 CDMA phase2阶段网络结构及主要网元变化14第4章 区域定义与编号计划164.1 区域定义164.1.1 服务区164.1.2 公用陆地移动通信网（PLMN）164.1.3 MSC区174.1.4 位置区174.1.5 小区174.2 移动用户号码簿号码（MDN）174.3 国际移动用户识别码（IMSI）174.4 电子序列号（ESN）184.5 UIM ID18第5章 主要业务195.1 基本业务195.1.1 电信业务195.1.2 承载业务195.2 补充业务235.3 智能业务245.3.1 入呼筛选（ICS）业务245.3.2 预付费（PPC）业务255.3.3 移动虚拟私网（MVPN）业务255.3.4 被叫集中付费（FPH）业务25第6章 CDMA网络规划266.1 网络规划原则266.2 规划准备276.3 规划目标及需求分析286.4 网络拓扑结构设计286.5 规划站点勘察296.6 PN规划及频点参数设置296.7 仿真验证326.8 提交规划设计报告32第7章 CDMA2000网络优化327.1 确定网络优化目标和计划347.2 系统参数及故障告警检查347.3 投诉及基站资料收集347.4 网管话统分析357.5 DT/CQT测试357.6 制定优化方案367.7 实施网络优化367.8 优化效果评估367.9 优化总结及资料归档更新37第8章 CDMA2000网络现状378.1 全球3G市场发展现状378.2 全球CDMA2000网络现状388.2.1 用户及网络现状388.2.2 CDMA网络主要运营商及设备提供商388.2.3 CDMA终端情况398.2.4 业务发展情况408.2.5 技术发展趋势418.3 中国CDMA2000网络现状418.3.1 用户及网络现状418.3.2 现网网络架构428.3.3 话路网网络结构428.3.4 长途汇接网网络结构438.3.5 信令网网络结构438.3.6 信令网和话路网的对应关系448.3.7 分组域网络结构448.3.8 中国CDMA网络与其他网络的互联互通458.3.9 网管系统468.3.10 计费与营帐系统468.4 湖北CDMA2000网络现状468.4.1 核心网络现状468.4.2 分组域网络现状478.4.3 无线网络现状488.4.4 业务网络现状488.4.5 IT支撑系统现状498.4.6 主要产品现状51附录 A缩略语5255前 言随着现代通信的发展，在任一时间，任一地点能与任一对象进行各种信息交流已成为现代通信理所当然的目标。从20世纪70年代末蜂窝移动通信的问世到当今21世纪CDMA技术应用，移动通信技术发展异常迅速并日渐成熟。为了普及CDMA网络相关的基础知识，帮助广大管理人员和技术人员了解CDMA网络的结构、业务和最新技术发展，在中国电信股份有限公司湖北分公司移动通信办公室的指导下我们编写了本教材。本教材主要介绍CDMA2000有关的基础知识，诸如：CDMA2000发展简史、关键技术、CDMA2000网络结构、区域定义及主要编号计划、CDMA2000系统主要业务功能、网络的规划、优化以及CDMA2000网络现状等内容。本培训资料由中国电信股份有限公司湖北分公司无线网络技术支撑中心负责编写，雷悦春负责统稿及主要编写工作，石云立承担第一章和第三章初稿编写，朱仪、郑成林承担第五、六、七章初稿编写，周志安、孙智负责全文审查工作。特别感谢中国电信股份有限公司湖北分公司移动通信办公室各位领导及专家对本教材编写的关心和指导。由于编写时间仓促，编写成员现网的实际经验有限，所以不可避免地存在一些疏漏或错误，敬请广大读者批评指正。读者有任何问题，可以与湖北电信无线网络技术支撑中心联系（TEL：02783834421；Email：）。 第1章 CDMA2000发展简史移动通信系指通信双方或至少一方是处于移动中进行信息交流的通信。20年代开始在军事及某些特殊领域使用，40年代才逐步向民用扩展；最近十年间才是移动通信真正迅猛发展的时期，而且由于其许多的优点，前景十分广阔。第一代：1980S出现，为模拟话音通信系统，如AMP，TACS，NMT，NTT等系统。第二代：1980S末出现，传递话音和低速数据，为窄带数字通信系统，如GSM，PDC，D-AMPS，CDMA（IS95）等。第二代半：1996出现，用于解决中速数据传递的数字通信系统，如GPRS，IS95B等第三代：用于传递高速数据，以支持多媒体应用，如WCDMA，cdma2000、TD-SCDMA等。图1-1 移动通信发展示意图1.2 主要移动通信系统介绍l TACS总接入通信系统（TACS）使用900MHz频带。有两种版本的TACS：ETACS（欧洲）和NTACS（日本）。英国、日本和部分亚洲国家广泛使用该标准。1987年，中国首个TACS制式模拟移动电话系统建成商用。l GSM全球移动通信系统（GSM）使用900MHz频带，使用1800MHz频带的叫DCS 1800。GSM发源于欧洲，它是作为全球数字蜂窝通信的TDMA标准而设计的。GSM支持64kbit/s的数据，可与ISDN互连。GSM采用FDD双工方式，TDMA多址方式，每载频支持8信道，使用200kHz的带宽。l GPRS通用无线分组业务（GPRS）是一种基于GSM系统的无线分组交换技术，提供端到端的、广域的无线IP连接。简单的说，GPRS是一项高速数据处理的技术，其方法是以“分组”的形式传送数据。网络容量只在所需时分配，不要时就释放，GPRS是在GSM基础上发展起来的技术，是介于第二代数字通信和第三代分组型移动业务之间的一种技术，所以通常称为2.5G。l IS-95北美数字蜂窝（IS-95）标准，使用800MHz频带或1.9GHz频带。IS-95指定使用CDMA，CDMA成为美国PCS 网的首选技术。CDMA One是IS-95品牌名称。cdma2000无线通信标准也是以IS-95为演变基础的。1.3 第三代移动通信系统简介第三代移动通信系统能提供多种类型、高质量的多媒体业务，能实现全球无缝覆盖，具有全球漫游能力，可与固定网络相兼容，并可以小型便携式终端在任何时候、任何地点进行任何种类的通信。由于其诸多的优点，吸引了全世界各个运营商、生产厂家与广大用户。1. IMT-2000的历史第三代移动通信系统最早由国际电信联盟（ITU）1985年提出，曾被称为未来公众陆地移动通信系统FPLMTS（Future Public Land Mobile Telecommunication System）。后来考虑到该系统将于2000年左右进入商用市场，并且其工作的频段在2000MHz，故于1996年正式更名为IMT-2000（International Mobile Telecommunication-2000）。2. 第三代移动通信系统的目标1）能实现全球漫游：用户可以在整个系统甚至全球范围内漫游，且可以在不同的速率、不同的运动状态下获得有质量保证的服务；2）能提供多种业务：提供话音、可变速率的数据、活动视频非话业务，特别是多媒体业务；3）能适应多种环境：可以综合现有的公众电话交换网（PSTN）、综合业务数字网、无绳系统、地面移动通信系统、卫星通信系统、提供无缝隙的覆盖；4）足够的系统容量，强大的多种用户管理能力，高保密性能和服务质量。预计第三代移动通信系统的引入将经历一个渐变演进的过程，并充分考虑向下兼容的原则。通信业务方面，将以第二代出现的各种业务为基础。逐步引入宽带及多媒体业务；通信技术方面，网络技术和设施将与有线网的智能化、宽带化结合在一起，通过一种演变的过程进入第三代，而无线传输技术将经历一场革命，为第三代移动通信新业务的提供奠定基础。3. 目前对3G的研究目前ITU对3G的研究工作主要由3GPP和3GPP2来承担。3GPP：是以WCDMA为基础，集合了Erission，Nokia，Simense等欧洲公司以及日本的NTT，韩国的一些公司，共同研究3G的组织。3GPP2：是以cdma2000为基础，集合了Qualcomm，Lucent等美国公司及日本的ARIB，韩国的一些公司，共同研究3G的组织。1.4 3G技术标准l WCDMA由欧洲标准化组织3GPP所制定，受全球标准化组织、设备制造商、器件供应商、运营商的广泛支持，将成为未来3G的主流体制。l cdma2000体制是基于IS-95的标准基础上提出的3G标准，目前其标准化工作由3GPP2来完成。l TD-SCDMA标准由中国无线通信标准组织CWTS提出，目前已经融合到了3GPP关于WCDMA-TDD的相关规范中。l 2007年10月19日，WiMax继WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA之后成为第四个全球3G标准，WiMax是由英特尔、三星、IBM等企业主导的无线互联网技术。1.5 cdma网络的演进策略CDMA网络，核心网和接入网采用相对独立的演进方式。对于核心网络，其演进策略为CDMA2000 Phase 0CDMA2000 Phase 1CDMA2000 Phase 2CDMA2000 Phase 3等不同阶段。图1-2 CDMA核心网络演进示意图l Phase0和Phase1阶段网络结构采用传统的TDM交换网络，支持电路交换技术和初始分组交换技术，只不过Phase1阶段相比Phase 0阶段来说，提供对分组数据会话的切换功能支持，还提供电路域话音业务和分组域数据呼叫同时进行的并发业务，同时无线接入侧业务信令采用IP方式传输。l Phase2阶段又称为LMSD(Legacy MS Domain)阶段，在这个阶段，核心网络首次引进软交换思想，基于呼叫控制和承载分离原则，用分组网技术替换TDM技术，把传统的电路域核心网元MSC分离为MSCe和MGW两个功能实体，MSCe提供呼叫控制和移动性管理功能，MGW提供媒体承载和编解码转换功能。l Phase3阶段又称为多媒体域MMD(Multimedia Domain)，包含两个子系统：分组数据子系统PDS和IP多媒体子系统IMS，分组数据子系统PDS为IP多媒体子系统IMS提供可靠的IP承载通道，IMS为CDMA2000网络提供丰富多彩的移动多媒体相关业务。对于接入网的空中接口部分，其演进策略为IS95AIS95BCDMA20001XCDMA2000 1X EV等不同阶段。图1-3 CDMA无线网络演进示意图l IS-95A和IS-95B以语音业务为主，属于第二代移动通信。l cdma2000 1X在IS-95的基础上升级空中接口，可支持语音业务，也支持数据业务，其最高数据速率在前反向均可达153.6kbps。l CDMA20001xEV：增强型1x，包括EV-DO和EV-DV两个阶段。cdma2000 1xEV-DO是在cdma2000-1X基础上进一步提高速率的增强体制，采用高速率数据(HDR)技术，其中Rel.0版本最初是针对非实时、非对称、高速分组数据业务而设计的，其基本设计思想是将高速分组数据业务与低速语音及数据业务分离开来，优化的重点在于前向链路，其最高速率在前向高达2.4 Mbps，反向峰值数据速率153.6Kbps。由于Rel.0版本存在一定的局限性，例如反向吞吐量不足以开展多种应用，反向速率和容量相对于前向偏小等，Rel.A版本在频谱效率、系统容量、QoS要求、业务覆盖和网络切换等方面均进行了改善，其前向链路的峰值速率达3.072 Mbps，反向链路的峰值速率达1.843 Mbps。2006年5月，3GPP2发布了EV-DO Rev.B空中接口协议，即多载波EV-DO，它主要是基于现有的1x EV-DO，通过合并多个1x EV-DO载波来提供更高的分组数据速率，多载波EV-DO系统作为EV-DO Rev.A的演进技术，将数据速率由前向3.1 Mbps、反向1.8 Mbps提升到了前向应支持至少NF3.1 Mbps的总峰值速率，反向应支持至少NR1.8 Mbps的总峰值速率。其中，NF为前向链路的载波数，NR为反向链路的载波数，最新数据是前向73.5 Mbps，反向27 Mbps。目前，cdma2000 1x EV-DO Rel.0及Rev.A已在部分国家和地区实现商用，EV-DO Rev.B的规范也已公布。EV-DO未来演进还包括EV-DO Rev.C标准。UMB(超移动宽带)被称为EV-DO Rev.C。UMB系统是以OFDMA(正交频分复用接入)技术为基础、专门针对无线移动环境和实时应用优化的移动无线宽带系统。引入了基于MIMO(多路输入输出)、SDMA(空分复用接入)和Beamforming(波束赋性)等多天线技术，使系统可以在达到更高传输效率的同时经济有效地支持各类具有QoS要求的应用。UMB的最高数据下载速率将达到288Mbps，而最高上传速率将达到75Mbps。其部署时间可能在2009到2015年。cdma2000 1xEV-DV于2001年5月形成最后的标准，与IS95-A/B 以及cdma2000 1X 系统后向兼容，前向速率4.8Mbps，反向速率1.8Mbps，但由于控制技术复杂，成本较高，大部分研发企业已经放弃此项技术的研发。第2章 关键技术简介2.1 扩频技术扩频(spread spectrum)技术是一种信息传输方式，其信号所占有的频带宽度远大于所传信息所必需的最小带宽；频带的展宽是通过编码及调制的方法实现的，并与所传信息数据无关；在接收端则用相同的扩频码进行相关解调来解扩及恢复所传信息数据。此定义包括四方面的内容：1）信号的频谱被展宽了。2）信号频谱的展宽是通过扩频码序列调制的方式实现的。我们知道，在时间上有限的信号，其频谱是无限的。信号的频带宽度与其持续时间近似成反比，因此，如果用很窄的脉冲序列被所传的信息调制，则可产生很宽频带的信号。这种很窄的脉冲码序列，其码速率是很高的，称为扩频码序列。3）采用的扩频码序列与所传信息数据是无关的，也就是说它与一般的正弦波信号一样，丝毫不影响信息传输的透明性，扩频码序列仅仅起扩展信号频谱的作用。4） 在接收端用相关解调来解扩。图2-1 扩频技术示意图扩频系统的优点主要是在公共信道中能实现码分多址复用；其信号功率谱密度低，具有隐蔽性且功率污染小；系统抗干扰能力强，可在较低的信噪比条件下，保证系统传输质量。CDMA系统具有许多独特的优点，其中一部分便是扩频通信系统所固有的。2.2 多址技术多址技术使众多的用户共用公共的通信线路。为使信号多路化而实现多址的方法基本上有三种，它们分别采用频率、时间或代码分隔的多址连接方式，即人们通常所称的频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）三种接入方式。图2-2用模型表示了这三种方法简单的一个概念。图2-2 三种多址方式概念示意图FDMA是以不同的频率信道实现通信的，TDMA是以不同的时隙实现通信的，CDMA是以不同的代码序列实现通信的。2.2.2 频分多址频分，有时也称之为信道化，就是把整个可分配的频谱划分成许多单个无线电信道（发射和接收载频对），每个信道可以传输一路话音或控制信息。在系统的控制下，任何一个用户都可以接入这些信道中的任何一个。模拟蜂窝系统是FDMA结构的一个典型例子，数字蜂窝系统中也同样可以采用FDMA，只是不会采用纯频分的方式，比如GSM和CDMA系统就采用了FDMA。2.2.3 时分多址时分多址是在一个带宽的无线载波上，按时间（或称为时隙）划分为若干时分信道，每一用户占用一个时隙，只在这一指定的时隙内收（或发）信号，故称为时分多址。此多址方式在数字蜂窝系统中采用，GSM系统也采用了此种方式。2.2.4 码分多址码分多址是一种利用扩频技术所形成的不同的码序列实现的多址方式。它不像FDMA、TDMA那样把用户的信息从频率和时间上进行分离，它可在一个信道上同时传输多个用户的信息，也就是说，允许用户之间的相互干扰。其关键是信息在传输以前要进行特殊的编码，编码后的信息混合后不会丢失原来的信息。有多少个互为正交的码序列，就可以有多少个用户同时在一个载波上通信。每个发射机都有自己唯一的代码（伪随机码），同时接收机也知道要接收的代码，用这个代码作为信号的滤波器，接收机就能从所有其他信号的背景中恢复成原来的信息码（这个过程称为解扩）。2.3 RAKE接收机RAKE接收机也称为多径接收机，即是指移动台中有多个RAKE接收机，由于无线信号传播中存在多径效应，因此基站发出的信号会经过不同的路径到达移动台处，经不同路径到达移动台处的信号的时间是不同的，如果两个信号到达移动台处的时间差超过一个信号码元的宽度，RAKE接收机就可将其分别成功解调，移动台将各个RAKE接收机收到的信号进行矢量相加（即对不同时间到达移动台的信号进行不同的时间延迟到达同相），每个接收机可单独接收一路多径信号，这样移动台就可以处理几个多径分量，达到抗多径衰落的目的，提高移动台的接收性能。基站对每个移动台信号的接收也是采用同样的道理，即也采用多个RAKE接收机。另外，在移动台进行软切换的时候，也正是由于使用不同的RAKE接收机接收不同基站的信号才得以实现。图2-3 RAKE接收示意图2.4 功率控制由于CDMA系统不同用户同一时间采用相同的频率，所以CDMA系统为自干扰系统，如果系统采用的扩频码不是完全正交的（实际系统中使用的地址码是近似正交的），因而造成相互之间的干扰。在一个CDMA系统中，每一码分信道都会受到来自其它码分信道的干扰，这种干扰是一种固有的内在干扰。由于各个用户距离基站距离不同而使得基站接收到各个用户的信号强弱不同，由于信号间存在干扰，尤其是强信号会对弱信号造成很大的干扰，甚至造成系统的崩溃，因此必须采用某种方式来控制各个用户的发射功率，使得各个用户到达基站的信号强度基本一致。CDMA功率控制分为：前向功率控制和反向功率控制，反向功率控制又分为开环功率控制、闭环功率控制和外环功率控制。图2-4 功率控制示意图1前向功率控制基站周期性地降低发射到移动台的发射功率，移动台测量误帧率，当误帧率超过预定义值时，移动台要求基站对它的发射功率增加1，每1520ms进行一次调整。下行链路低速控制调整的动态范围是6dB。移动台的报告分为定期报告和门限报告。2. 反向开环功率控制CDMA系统的每一个移动台都一直在计算从基站到移动台的路径损耗，当移动台接收到从基站来的信号很强时，表明要么离基站很近，要么有一个特别好的传播路径，这时移动台可降低它的发送功率，而基站依然可以正常接收；相反，当移动台接收到的信号很弱时，它就增加发送功率，以抵消衰耗，这就是开环功率控制。其目的是试图使所有移动台发出的信号在到达基站时都有相同的标称功率。3. 反向闭环功率控制为了克服前向和反向链路上不相关的瑞利衰落，可以由基站检测来自移动台信号的信噪比，并把它与一个门限值比较，根据比较结果在下行信道上向移动台发送功率上升或功率下降的指令，移动台根据收到的指令来调节其发射功率，这就是闭环功率控制。闭环功率控制的目的是使基站对移动台的开环功率估计迅速作出纠正，以使移动台保持最理想的发射功率。4. 反向外环功率控制在闭环功率控制中，信噪比的门限值也不是一直恒定的，而是在外环功率控制下动态变化的。所谓外环功率控制实际上是一种发生在基站内或基站与移动交换中心之间的一种功率控制过程，它以直接影响话音质量的误帧率作为判决依据，及时地作出上调或下调信噪比门限的指令。2.5 软切换软切换是CDMA移动通信系统所特有的，CDMA系统采用软切换技术，在越区时，“先连接再断开”，这样完全克服了硬切换容易掉话的缺点，因为据以往对模拟系统TDMA的测试统计，无线信道上90%的掉话是在切换过程中发生的。 1. 硬切换硬切换是指在切换的过程中，业务信道有瞬时的中断的切换过程。硬切换包括以下两种情况：l 同一MSC中的不同频道之间；l 不同MSC之间。图2-5 硬切换示意图2. 软切换（Soft Handoff）软切换是指在切换过程中，在中断与旧的小区的联系之前，先用相同频率建立与新的小区的联系。手机在两个或多个基站的覆盖边缘区域进行切换时，手机同时接收多个基站（大多数情况下是两个）的信号，几个基站也同时接收该手机的信号，直到满足一定的条件后手机才切断同原来基站的联系。如果两个基站之间采用的是不同频率，则这时发生的切换是硬切换。软切换包括以下四种情况：l 同一基站的两个扇区之间；（ 如果切换发生在两个相同频率的扇区之间的话，这种切换称为更软切换（Softer Handoff）；l 不同基站的两个小区之间；l 不同基站的小区和扇区之间的三方切换；l 不同基站控制器之间。图2-6 软切换示意图第3章 CDMA2000网络结构3.1 CDMA系统的基本特点CDMA系统作为一种开放式结构和面向未来设计的系统具有下列主要特点：l CDMA系统是由几个子系统组成的，并且可与各种公用通信网（PSTN、ISDN、PDN等）互连互通。各子系统之间或各子系统与各种公用通信网之间都明确和详细定义了标准化接口规范，保证任何厂商提供的CDMA系统或子系统能互连；l CDMA系统能提供穿过国际边界的自动漫游功能。l CDMA系统除了可以开放电信业务，还可以开放各种承载业务、补充业务、智能业务；l CDMA系统具有加密和鉴权功能，能确保用户保密和网络安全；l CDMA系统具有灵活和方便的组网结构，频率复用系数可以达到1，移动交换机的话务承载能力一般都很强，保证在话音和数据通信两个方面都能满足用户对大容量、高密度业务的要求；l CDMA系统抗干扰能力强，覆盖区域内的通信质量高。l 用户终端设备（手持机）功耗小，待机时间长。3.2 CDMA phase0/1阶段网络结构及主要网元在这种组网方式下，传统的语音和窄带数据业务传输采用TDM方式，新的分组业务由PDSN通过边界路由器与外部Internet连接，为用户提供数据业务服务。网络结构如图3-1所示。图3-1 CDMA phase0/1阶段系统结构3.2.2 移动台（MS）移动台是公用CDMA移动通信网中用户使用的设备，也是用户能够直接接触的整个CDMA系统中的唯一设备。除了通过无线接口接入CDMA系统的通常无线和处理功能外，移动台必须提供与使用者之间的接口。比如完成通话呼叫所需要的话筒、扬声器、显示屏和按键。或者提供与其它一些终端设备之间的接口。比如与个人计算机或传真机之间的接口，或同时提供这两种接口。3.2.3 基站子系统（BSS）基站子系统（BSS）是CDMA系统中与无线蜂窝方面关系最直接的基本组成部分。它通过无线接口直接与移动台相接，负责无线发送接收和无线资源管理。另一方面，基站子系统与网络中的移动交换中心（MSC）相连，实现移动用户之间或移动用户与固定网络用户之间的通信连接，传送系统信号和用户信息等。基站子系统是由基站收发信台（BTS）和基站控制器（BSC）这两部分的功能实体构成。1. 基站收发信台（BTS）基站收发信台（BTS）属于基站子系统的无线部分，由基站控制器（BSC）控制，服务于某个小区的无线收发信设备，完成BSC与无线信道之间的转换，实现BTS与移动台（MS）之间通过空中接口的无线传输及相关的控制功能。2. 基站控制器（BSC）基站控制器（BSC）是基站子系统（BSS）的控制部分，起着BSS的变换设备的作用，即各种接口的管理，承担无线资源和无线参数的管理。3.2.4 核心网电路域（CS domain）1. 移动交换中心（MSC）移动交换中心（MSC）是网络的核心，它提供交换功能及面向系统其它功能实体的接口功能，把移动用户与移动用户、移动用户与固定网用户互相连接起来。移动交换中心MSC可从三种数据库，即归属位置寄存器（HLR）、拜访位置寄存器（VLR）和鉴权中心（AC）获取处理用户位置登记和呼叫请求所需的全部数据。反之，MSC也根据其最新获取的信息请求更新数据库的部分数据。2. 拜访位置寄存器（VLR）拜访位置寄存器（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。VLR从该移动用户的归属位置寄存（HLR）处获取并存储必要的数据。一旦移动用户离开该VLR的控制区域，则重新在另一个VLR登记，原VLR将取消临时记录的该移动用户数据。因此，VLR可看作为一个动态用户数据库。VLR功能总是在每个MSC中综合实现的。3. 归属位置寄存器（HLR）归属位置寄存器（HLR）是CDMA系统的中央数据库，存储着该HLR控制的所有存在的移动用户的相关数据。一个HLR能够控制若干个移动交换区域以及整个移动通信网，所有移动用户重要的静态数据都存储在HLR中，这包括移动用户识别号码、访问能力、用户类别和补充业务等数据。HLR还存储且为MSC提供关于移动用户实际漫游所在的MSC区域相关动态信息数据。这样，任何入局呼叫可以即刻按选择路径送到被叫的用户。4. 鉴权中心（AC）CDMA系统采取了特别的安全措施，例如用户鉴权、对无线接口上的话音、数据和信号信息进行保密等。因此，鉴权中心（AC）存储着鉴权信息和加密密钥，用来防止无权用户接入系统和保证通过无线接口的移动用户通信的安全。AC属于HLR的一个功能单元部分，专用于CDMA系统的安全性管理。5. 关口移动交换中心（GMSC）对于容量比较大的移动通信网，一个网络子系统NSS可包括若干个MSC、VLR和HLR，为了建立固定网用户与CDMA移动用户之间的呼叫，无需知道移动用户所处的位置。此呼叫首先被接入到入口移动交换中心，称为GMSC，入口交换机负责获取位置信息，且把呼叫转接到可向该移动用户提供即时服务的MSC，称为被访MSC（VMSC）。因此，GMSC具有与固定网和其它网络实体互通的接口。目前，GMSC功能就是在MSC中实现的。3.2.5 核心网分组域（PS domain）1 分组控制功能（PCF）PCF主要负责与BSC、MSC配合将分组数据用户接入到分组交换核心网PDSN上，请求和管理无线资源、保持无线资源状态信息(如激活、休眠等)，缓存由PDSN传来的数据包等，并且收集和发送与计费相关的空中链路信息到PDSN。2. 分组数据服务节点（PDSN）连接无线网络和分组数据网的接入网关。为每一个用户建立和中止PPP连接，PDSN在IPCP阶段为用户终端分配一个动态IP地址。PDSN具备RADIUS客户端的功能,与RADIUS服务器配合向分组数据用户提供认证功能，以确认用户的身份和权限。3. RADIUS服务器 用RADIUS服务器方式完成鉴权、计费、授权服务(AAA服务)。3.3 主要接口CDMA系统的主要接口是指A接口、Um 接口。它主要定义和标准化能保证不同供应商生产的移动台、基站子系统和网络子系统设备能纳入同一个CDMA数字移动通信网运行和使用。l A接口A接口定义为核心网络与基站子系统（BSS）之间的通信接口，从系统的功能实体来说，就是移动交换中心（MSC）与基站控制器（BSC）之间的互连接口，分组控制功能（PCF）和分组数据服务节点（PDSN）之间的互连接口，此接口传递的信息包括移动台管理、基站管理、移动性管理、接续管理等。其中A1接口用于传输MSC与BSC之间的信令信息；A2接口用于传输MSC与BSC之间的话音信息；A10接口用于传输PCF和PDSN之间的用户业务； A11接口用于传输PCF和PDSN之间的信令信息。l Um接口（空口接口）Um接口（空中接口）定义为移动台与基站收发信台（BTS）之间的通信接口，用于移动台与CDMA系统的固定部分之间的互通，其物理链接通过无线链路实现。此接口传递的信息包括无线资源管理，移动性管理和接续管理等。3.4 CDMA phase2阶段网络结构及主要网元变化作为承前启后的Phase2阶段，它既提供对传统MS域LMSD的支持，又是向ALL-IP演进的第一步。信令和承载分离、接入网和核心网独立演进的原则已经显现。核心网络采用呼叫控制与业务承载分离、业务与呼叫控制分离架构，可以快速引入各种新业务。同时，核心网络支持采用分组方式接入原有的语音业务，满足向全IP网络的演进趋势。网络变化如图3-2所示。图3-2 CDMA phase2阶段系统结构网络结构的主要变化是原MSC/VLR分裂为移动交换中心仿真MSCe和媒体网关MGW。1. 移动交换中心仿真（MSCe）是CDMA网络的核心设备，内置VLR数据库。主要完成呼叫控制、MGW的接入控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等功能，并可向用户提供基本语音业务、移动业务、多媒体业务。2. 媒体网关（MGW）MGW提供业务承载以及不同承载方式之间的转换功能。LMSD域可以完全替代现有的CDMA网络，基于IP技术的网络架构和最大降低网络建设和运营成本，这样原来由传统CDMA核心网络提供的功能由于设备的老化和退网，将逐渐由新建的LMSD替代。第4章 区域定义与编号计划4.1 区域定义在小区制移动通信网中，基站设置很多，移动台又没有固定的位置，移动用户只要在服务区域内，无论移动到何处，移动通信网必须具有交换控制功能，以实现位置更新、越区切换和自动漫游等性能。在由CDMA系统组成的移动通信网络结构中，区域的定义如图4-1所示。图4-1 CDMA区域定义4.1.1 服务区服务区是指移动台可获得服务的区域，即不同通信网（如PLMN、PSTN或ISDN）用户无需知道移动台的实际位置而可与之通信的区域。一个服务区可由一个或若干个公用陆地移动通信网（PLMN）组成，可以是一个国家或是一个国家的一部分，也可以是若干个国家。4.1.2 公用陆地移动通信网（PLMN）PLMN是由一个公用陆地移动通信网（PLMN）提供通信业务的地理区域。PLMN可以认为是网络（如ISDN网或PSTN网）的扩展，一个PLMN区可由一个或若干个移动交换中心（MSC）组成。在该区内具有共同的编号制度（比如相同的国内地区号）和共同的路由计划。MSC构成固定网与PLMN之间的功能接口，用于呼叫接续等。4.1.3 MSC区MSC区是由一个移动交换中心所控制的所有小区共同覆盖的区域构成PLMN网的一部分。一个MSC区可以由一个或若干个位置区组成。4.1.4 位置区位置区是指移动台可任意移动不需要进行位置更新的区域。位置区可由一个或若干个小区（或基站区）组成。为了呼叫移动台，可在一个位置区内所有基站同时发寻呼信号。4.1.5 小区采用基站识别码或全球小区识别进行标识的无线覆盖区域。在采用全向天线结构时，小区即为基站覆盖区域。4.2 移动用户号码簿号码（MDN）MDN号码为本网移动用户作被叫时，主叫用户所需拨的号码。存储在HLR和VLR中，在MAP接口上传送。DN号码的结构如下：其中：CC：是国家码，中国使用86。MAC：是移动接入码，例如联通C网采用133。H0H1H2H3：HLR识别码，由运营商统一分配。目前运营商可提供号段归属地查询服务，通过输入手机号码的前7位，例如1333998，即可查得该号码归属地为湖北省武汉市，而3998则是其归属HLR的识别码。ABCD：移动用户号，由各HLR自行分配。 4.3 国际移动用户识别码（IMSI）IMSI是在CDMA数字公用陆地蜂窝移动通信网中唯一地识别一个移动用户的号码。此码在所有位置，包括在漫游区都是有效的；存储在移动台/UIM卡、HLR和VLR中，在无线接口及MAP接口上传送。 IMSI是15位十进制的数字，其号码结构如下：其中：MCC：Mobile Country Code，是移动国家码，中国为460；MNC：Mobile Network Code，是移动网络码，例如联通CDMA系统使用03；MSIN：Mobile Subscriber Identification Number，是移动用户识别码，是10位十进制的数字，其号码结构如下： XX+ H0H1H2H3ABCD其中，XX是分配给我国的移动识别号码（MIN）号码段，H0H1H2H3与MDN号码中的H0H1H2H3相同，ABCD用户号，可根据DN号码中的ABCD按一定方式扰码得到。4.4 电子序列号（ESN）电子序列号是唯一地识别一个移动台设备的号码，每个移动台分配一个唯一的电子序号。它包含32比特，设备序列号由移动台的生产厂家设置。4.5 UIM IDUIM卡的标识。在使用UIM卡的移动台中，这个参数将代替ESN号码参与鉴权，也参与构造CDMA反向信道。UIM ID的长度为32比特，其中前14比特为UIM卡厂商代码，由3GPP2统一分配，后18比特为UIM卡序列号，由UIM卡厂商自行分配。第5章 主要业务cdma2000 1x网络为运营商同时提供了话音业务的承载平台和分组数据承载平台，换句话说，它既可以为用户提供传统的话音业务，也可以为用户提供端到端的分组传输方式的数据业务。业务分类的方式很多，按照传统的业务分类方式，通常将cdma2000 1x网络提供的业务分为基本业务、补充业务和智能业务，而基本业务又可分为电信业务和承载业务。5.1 基本业务5.1.1 电信业务CDMA支持的电信业务包括普通电话业务、紧急呼叫业务、短消息业务3类，其中短消息业务可分为两种：移动台终止的短消息业务和移动台起始的短消息业务。5.1.2 承载业务要求支持电路域承载业务和分组域承载业务，并对承载业务的QoS进行控制和管理，根据不同的QOS要求大致可将业务分为以下四类，如下图所示。图5-1 业务类型示例图1会话类型业务该类业务数据流信息单元之间要保持时间相关性，会话模式，实时性要求严格，例如语音业务，要求端到端的时延很低且业务是对称或近似对称，它是CDMA移动通信系统应用最广泛的业务。可视电话的时延要求与语音业务类似，可以通过CS域连接或者PS域连接。作为一项有代表性的3G业务，可视电话业务一直受到运营商的特别关注。可视电话业务可以提供实时的语音和视频的双向通信。移动用户可以通过可视电话与其亲友和朋友分享重要的时刻及其感受。运营商还可以在可视电话之上开发其他的增值服务，如可视会议、多人交互游戏、保险理赔、远距离医护、可视安全系统等等。可视电话具有高带宽和高实时性的要求，因此应在能保证QoS的EV-DO Rev A网络上开展。EV-DO Rev A中大幅提高的反向速率和反向的频谱效率，是可视电话业务顺利开展的保证。EV-DO Rev A的QoS机制可以支持可视电话要求的快速呼叫建立、低端到端延时、快速切换。另外，采用接收分集技术将可以更好地提升可视电话的服务质量。图5-2 可视电话示例图2流类型业务该类业务数据流信息单元之间要保持时间相关性，要求实时性，典型的是流媒体业务，流式媒体在播放前并不下载整个文件，只将开始部分内容存入内存，除去开始有一些延迟和缓冲，流式媒体的数据流随时传送随时播放。流媒体实现的关键技术就是流式传输。流式传输时，声音、影像或动画等时基媒体由音视频服务器向用户计算机的连续、实时传送，用户不必等到整个文件全部下载完毕，而只需经过几秒或十数秒的启动时延即可进行观看。目前的视讯新干线业务便是基于CDMA 1X网络，采用先进的流媒体技术，为用户提供高质量的视、音频服务的手机增值业务。用户使用视讯新干线业务，可以在手机上收看实时直播的电视节目，欣赏流行的MTV和经典的音乐，观看最新电影的片花预告和经典影视剧的剪辑，实时查看路况信息和天气预报，下载精彩的体育赛事，查找自己喜欢的相声小品、明星访谈等综艺节目和超级幽默搞笑的短片、并有和生活息息相关的衣食住行等各方面的精彩内容。服务提供：图5-3 视讯新干线业务提供图3互动类型业务该类业务要求在一定时间内响应，保证传输数据的完整性和正确性，如网页浏览、网络游戏和定位业务等。 “互动新世界”业务是为CDMA用户提供的一项手机无线上网浏览服务。它利用CDMA网络独具的153.6kbps高数据传输优势，将移动通信与互联网合二为一，在手机上实现了信息浏览、音像下载、预定查询等多种方便、实用的功能，无需任何设置就可以轻松访问互联网信息，体验高科技给用户带来的极大乐趣与方便。服务提供：图5-4 互动视界业务提供图神奇宝典（UniJa）业务实际上就是统一了应用开发标准的JAVA。JAVA是由Sun公司开发的新一代面向对象的网络编程语言，可以交叉支持不同的技术平台。服务提供：图5-5 神奇宝典（UniJa）业务提供图神奇宝典（BREW）业务无线二进制运行环境（Binary Runtimer Environment for Wireless），是高通公司2001年推出的基于CDMA网络“无线互联网发射平台”上增值业务开发运行的基本平台。相对JAVA，BREW是一个更底层的技术。BREW提供的功能环境就好像PC机上的操作系统一样，可以通过服务提供商下载制定类型的应用程序或游戏来使用。同时，通过BREW接口功能，供应商可以提供成套的完整的资讯、商务、娱乐功能。服务提供：图5-6 神奇宝典（Brew）业务提供图定位之星业务是CDMA 1X网络采用先进的gpsOne定位技术向公众提供的高精度定位业务，该技术将GPS定位功能集成倒CDMA终端内，再通过CDMA1X网络提供辅助信息对终端进行定位。大大缩短了定位时间，其定位精度达到了50200米，能够为个人用户、企业用户提供相关的位置服务。4后台类型业务 此类业务实时性要求较低，要求保证传输数据的完整性和正确性。例如E-mail的传递、数据库下载、彩e业务等。彩e业务是“移动多媒体邮件业务”，它支持手机用户在手机与手机、手机与互联网邮箱之间进行邮件的互传，彩e使手机从短信阶段进入E-mail时代，手机、互联网之间变得没有阻碍，文字、图片、音频、视频等均克随身mail随手传。服务提供：图5-7 彩e业务提供图5.2 补充业务按照CDMA规范定义，补充业务有呼叫前转类补充业务、号码识别类补充业务、呼叫完成类补充业务、业务控制类补充业务、多方会话类补充业务、用户呼叫控制类补充业务、语音邮箱业务和优选语言业务。CDMA支持的补充业务如表5-1所示。表5-1 CDMA支持的补充业务业务类型业务名称号码识别类主叫号码识别提供（CNIP）主叫号码识别限制（CNIR）超越主叫号码识别限制（CNIROver）呼叫前转类无条件前转（CFU）遇忙前转（CFB）无应答前转（CFNA）隐含呼叫前转（CFD）呼叫完成类呼叫等待（CW）呼叫转移（CT）业务控制类远端业务控制（RFC）多方呼叫类三方呼叫（3WC）会议电话（CC）用户呼叫控制类免打扰业务（DND）用户PIN码接入（SPINA）用户PIN码拦截（SPINI）语音邮箱业务取回语音信息（VMR）消息等待通知（MWN）优选语言优选语言（PL）5.3 智能业务提供的智能业务包括入呼筛选（ICS）业务、预付费（PPC）业务、移动虚拟专网（MVPN）业务和被叫集中付费（FPH）业务。5.3.1 入呼筛选（ICS）业务入呼筛选业务（ICS）提供给用户对特定入呼叫的重新选路、阻塞或允许接入的选择功能。筛选因素包括主叫号码、主叫提供口令、时间、用户所处的位置等。ICS业务可以缩小用户的话费开支、提高服务质量。5.3.2 预付费（PPC）业务预付费（PPC）业务是基于IS-826标准的CDMA数字蜂窝移动通信网的智能网业务。用户通过预先交纳一定数目的金额或买固定面值的卡（如充值卡）等方式，在系统中建立帐户，注入一定的资金，作为自己的通话费用。在呼叫建立时，系统根据用户帐户上的余额决定接收或拒绝呼叫。在呼叫过程中进行实时计费并从用户帐户上扣除通话费用，实现为其呼叫和使用其它业务预先支付费用。当用户余额不足时，切断呼叫并播放相应的录音通知。5