WCDMA-CS基本概念、原理及呼叫流程介绍.ppt

WCDMA-CS 基本概念、原理及呼叫流程介绍,WCDMA-CS,讯方学院,学习完此课程，您将会： 掌握信令网、话路网的基本概念 掌握胶片中列出的几个协议的功能 掌握移动通信的几个基本概念 掌握基本的呼叫流程,目 标,第1章 信令网基本概念 第2章 话路网基本概念 第3章 SS7基本协议介绍 第4章 移动通信基本概念介绍 第5章 基本呼叫流程介绍,内容介绍,第1章 信令网基本概念 1.1 什么是信令 1.2 信令网 1.3 信令网的基本概念,内容介绍,什么是信令,信令是通信设备（包括用户终端、交换设备等）之间传递的除用户信息以外的控制信号。,在通信网中，除了传递业务信息外，还有相当一部分信息在网上流动，这部分信息不是传递给用户的声音、图像或文字等与具体业务有关的信号，而是在通信设备之间传递的控制信号，如占用、释放、设备忙闲状态，被叫用户号码等，这些都属于控制信号。,信令的分类按照工作区域分,用户线信令：用户终端与交换机之间传递的信令,局间信令：交换设备之间传递的信令,信令的分类按照信令的传送方式分,随路信令（CAS）：信令信息在对应的话音通道上传送，或者在与话音通道对应的固定通道上传送（如数字线路信号）,共路信令（CCS）：信令信息在专门的高速数据通道上传送,随路信令,共路信令,信令传送介质之E1线介绍,E1工作模式（clear channel）和cE1工作模式（channelized） 当工作在E1方式时，它相当于一个不分时隙、数据带宽为2.048 Mbit/s的接口,当工作在cE1方式时，它在物理上分为32个时隙，对应编号为031。其中的31个时隙可以被任意地分成若干组（时隙0用于传送帧同步信号，不能被捆绑），每组时隙捆绑以后作为一个接口（channel-set）使用,第1章 信令网基本概念 1.1 什么是信令 1.2 信令网 1.3 信令网的基本概念,内容介绍,信令网,7号信令网是电信网中用于传输No.7信令消息的专用数据网 它由信令点SP、信令转接点STP和信令链路Link组成 信令网是独立于电话网的一个支撑网，我国No7信令网由三级结构组成 高级信令转接点HSTP 低级信令转接点LSTP 信令点SP 两个信令点SP、STP之间通过链路建立起通路,信令网的双平面结构,第1章 信令网基本概念 1.1 什么是信令 1.2 信令网 1.3 信令网的基本概念,内容介绍,信令点和信令转接点,信令点：信令网上产生和接收信令消息的节点，是信令消息的起源点和目的点 源信令点(OPC)：生成信令消息的信令点 目的信令点(DPC)：信令消息发往的信令点,信令转接点：若某信令点既非信令源点又非目的点，其作用仅是将从一条信令链路上接收的消息转发至另一条信令链路去，则称该信令点为信令转接点。,SP,SP,STP,源信令点,目的信令点,信令转接点,信令点编码,24位信令点编码组成 14位信令点编码组成,信令链路与链路集,信令链路：存在于2个直连的信令点之间，2个直连的信令点之间最多有16个信令链路；如果2个直连的信令点之间信令链路数大于16条，本端/对端需要增加新信令点,信令链路集:具有相同属性的信令链路组成的一组链路集。即指本地信令点与一个相邻的信令点之间的链路的集合。,SPa,链路集,链路0,链路1,SPb,链路n,信令链路编码（SLC）与链路号,对于相邻两信令点之间的所有链路，需对其统一编号，称为SLC，它们之间的编号应各不相同，而且两个直连的信令点之间应一一对应；SLC由4个2进制位组成，故SLC取值范围015,链路号是本局用来区分信令链路的标志，只在本局某范围内有效，2个直连信令点之间，链路号不一定一一对应。,SPa,链路集,链路0,链路1,SPb,链路n,链路2,链路3,链路n,slc0,slc1,slc2,SPc,链路2,链路3,链路n,slc0,slc1,slc2,链路0,链路1,链路n,直连与准直连方式,直连方式,准直连方式,信令链路选择码（SLS）与信令链路(集)选择掩码（SLSM）,SLS:一个4bit的值（000F），用来进行七号信令消息的选路 ；对于TUP/ISUP消息 ，为消息中CIC(Circuit Identification Code)的低四位；对于SCCP消息，由SCCP循环分配；对于MTP消息其值是相应链路的信令链路编码 由于SLS是循环变化的，因此按照SLS进行负荷分担，可以保证各链路或链路集间负荷是均匀的 SLSM：信令链路选择掩码；如只有两条链路，这时就只能在2条链路之间实现链路的负荷分担，如果仍然使用4位SLS选择码，就会出现找不到链路的情况，解决此问题的一种方法，是继续使用SLS作为选择码，但要掩盖掉SLS中多余的位数，究竟掩盖掉哪些位，保留哪些位，用一个4位二进制码来表示。规定用1表示保留SLS的对应位，0表示掩盖SLS的对应位 ；,信令链路(集)选择掩码设置,设置原理,以4条信令链路(集)为例:,信令路由,信令路由是一种逻辑概念，用于指示信令消息从源信令点（OPC）到目的信令点（DPC）所经过的路径,SPA,SPB,SPC,链路集AB,链路集AB,信令路由AB,信令路由AC（1）,链路集AB,SPB,链路集AB,信令路由AC（2）,链路集AB,链路集AB,信令路由AB,问题,什么是随路信令、共路信令，7号信令属于哪一种信令？ 1路E1可以分多少个时隙，哪（些）个时隙可以穿信令，哪（些）个时隙可以传话路？ 信令链路号和SLC有什么区别和联系，2个信令点之间最多可以配置多少条信令链路，为什么？,第1章 信令网基本概念 第2章 话路网基本概念 第3章 SS7基本协议介绍 第4章 移动通信基本概念介绍 第5章 基本呼叫流程介绍,内容介绍,话路网,图例：,话路,A省,B省,信令网与话路网的配合关系,局向,当某交换局与本交换局之间存在直接话路相连时，则称之为存在一个局向； 请注意:G9和直接话路相连的设备间也存在局向，但是只在MSOFTX3000侧存在局向的概念，MGW不存在局向的概念,子路由与路由,若两个局之间有直达的话路，则认为两个局之间存在一条子路由 对一个局向而言，把到一个局向所有子路由的集合称为一条路由。,中继电路与中继群,中继电路是组成中继群的元素，对于承载为E1的情况为例，1个中继电路对应于E1中除0时隙及信令所占时隙之外的任意一个时隙 中继群是构成子路由的元素，是一簇同质中继电路的集合，通常我们将连接同一局向的中继电路定义为一个中继群。,电路识别码（CIC）,电路识别码（CIC ，Circuit Identification Code）用于两个信令点之间对电路的标识。只有TUP、ISUP等电路交换业务的消息中，才有CIC字段，其长度定义为12bit，所以两个信令点之间最多只能有4096条电路,电路识别码（CIC）的编号原则,问题,什么是局向，MSOFTX3000有局向的概念么？ 路由和子路由的区别和联系是什么？ CIC的有效范围是什么，2个信令点之间最多配置多少个CIC？,第1章 信令网基本概念 第2章 话路网基本概念 第3章 SS7基本协议介绍 第4章 移动通信基本概念介绍 第5章 基本呼叫流程介绍,内容介绍,7号信令系统与OSI七层的对应关系,L7：应用层,L6：表示层,L5：会话层,L4：传输层,L3：网络层,L2：数据链路层,L1：物理层,图中： INAP：智能网应用部分 OMAP：操作维护应用部分 CAP：CAMEL应用部分 MAP：移动应用部分 TCAP：事务处理能力应用部分 BSSAP：基站子系统应用部分 ISUP：ISDN用户部分 TUP： 电话用户部分 SCCP：信令连接控制部分 MTP：消息传递 ISP：中间服务部分,MTP1、2、3协议,信令网功能级：完成No.7信令的网络层功能，如目的地寻址，同时保证信令能正确传送到目的点，当信令网中某些点或传输链路发生故障时它能保证信令消息在信令网中仍能可靠地传递。 信令链路级：定义信令消息在数据链路上的传送方式和过程，如帧格式、差错检测、纠错重发、链路定位过程等，提供信令两端的信令可靠传送。 信令数据链路级：这是No.7信令传送的物理层，它定义了No.7信令的电气和功能特征等，要求一条独立的数据传输通道，是No.7消息的传送载体。在目前交换机上，一般由PCM系统的某一时隙提供，如实际常采用PCM的 TS16时隙。,信令数据链路(MTP-1),信令链路功能(MTP-2),信令网功能(MTP-3),ISUP与TUP,支持电话业务，控制电话网的接续和运行，如呼叫的建立、监视、释放等。 TUP在移动网中使用时有一些特别的要求。故称MTUP。,在ISDN环境中提供话音和非话业务所需的功能，以支持ISDN基本业务及补充业务。 ISUP具有TUP的所有功能，因此可以代替TUP。,ISDN用户部分ISUP,电话用户部分TUP,SCCP协议,信令连接控制部分SCCP,SCCP的设计宗旨是和MTP-3结合，提供增加的网络功能，主要是提供增强的寻址功能，如增加了按GT方式寻址功能。 扩充了MTP的用户部分，SCCP内部支持不同的子业务系统。 SCCP也为MTP提供了附加功能，提供数据的无连接和面向连接业务。 无连接业务是指不需预先建立连接就可传递消息。如智能网中帐号查询、移动网中用户鉴权等许多适时性很强的消息就是利用无连接业务传送的。 面向连接业务是指预先建立连接，再大量传送消息。如移动网的A接口消息主要采用面向连接来传送。 目前TCAP协议只建立在无连接业务上,MAP协议,移动应用部分MAP,MAP是公用陆地移动网（PLMN）在网内以及与其他网间进行互连而设计的移动网特有的信令协议规范。 MAP使GSM网络实体可以实现移动用户的位置更新、鉴权、加密、切换等功能，使移动用户可以正确地接入网络、发起和接收呼叫。,INAP与CAP,CAMEL应用部分CAP,智能网应用部分INAP,INAP智能网应用部分，应用于有线智能网; INAP规定了有线智能网SCF与SSF互连的接口规程。,CAP是CAMEL 的应用部分，它基于智能网的INAP协议，应用于移动智能网; CAP规定了gsmSSF、gsmSRF与gsmSCF互连的接口规程,问题,MTP1、2、3的功能分别是什么？ SCCP、TUP/ISUP、MAP、CAP/INAP协议的功能是什么？,第1章 信令网基本概念 第2章 话路网基本概念 第3章 SS7基本协议介绍 第4章 移动通信基本概念介绍 第5章 基本呼叫流程介绍,内容介绍,GSM的区域定义,小区,MSC区,位置区,PLMN,PLMN,WCDMA的区域定义,小区,服务区,MSC区,位置区,PLMN,PLMN,IMSI号码,MCC,MNC,MSIN,3 digits,2/3 digits,Not more than 15 digits,IMSI (International Mobile Subscriber Identity),NMSI,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,TMSI号码,IMEI号码,TAC,FAC,spare,6 digits,2 digits,15 digits,IMEI (International Mobile Equipment Identity),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,SNR,6 digits,1 digits,MSISDN号码,CC,NDC,SN,National ( Significant ) Mobile Number,MSISDN：Mobile Station International ISDN number,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 Number 中国MSISDN的一般格式为86-13X-H0 H1 H2 H3 ABCD,MSISDN,设备号码,CC,NDC,LSP,MSC Number,CC,NDC,HLR Number,MSC 号码,HLR 号码,H0H1 H2 H3 0000,LSP (locally significant part),MSC Number/VLR Number,MSRN/HON,HLR 号码,LAI,SAI,CGI,问题,请给出PLMN、位置区、 MSC、 小区、服务区的归属关系？ 请给出IMSI、MSISDN、MSC/VLR号、HLR号、MSRN/HON、LAI、SAI、GCI的格式或者组成？,第1章 信令网基本概念 第2章 话路网基本概念 第3章 SS7基本协议介绍 第4章 移动通信基本概念介绍 第5章 基本呼叫流程介绍,内容介绍,第3章 WCDMA基本呼叫流程 第1节 普通位置更新流程 第2节 2G移动呼移动流程 第3节 3G移动呼移动流程 第3节 局间切换流程,位置更新相关概念,UE/USIM:存储LAI,并检测新的LAI,位置更新的类别,普通位置更新：当UE检测到当前所处LAI与USIM卡中的LAI不一致时，发起的位置更新。 周期性位置更新：网络通过BCCH向全体UE提供更新的周期，UE自动地、周期地与网络取得联系，核对数据。 IMSI分离：UE关机，VLR中有分离标记。 IMSI附着：当UE开机后，UE处于关机前同一位置，则在VLR中发生IMSI附着，如UE处于关机前不同位置，则发生普通位置更新。,普通位置更新,普通位置更新,普通位置更新,普通位置更新,普通位置更新,普通位置更新,第3章 WCDMA基本呼叫流程 第1节 普通位置更新流程 第2节 2G移动呼移动流程 第3节 3G移动呼移动流程 第3节 局间切换流程,组网介绍,SS7,HLR,VLR/MSC1,VLR/MSC2,LAI1,LAI2,主叫侧鉴权加密,主叫侧鉴权加密过程详解(1),CM业务请求消息: 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 收到业务接入请求后，VLR将首先查看在数据库中该MS是否有鉴权三元组，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 VLR向HLR/AUC请求鉴权三参组,主叫侧鉴权加密过程详解(2),鉴权过程: VLR获得鉴权三元组后(或者VLR里面已经有鉴权三元组了) 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 加密过程: 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,主叫侧信道指配,取被叫漫游号码过程,主叫侧信道指配,取被叫漫游号码过程详解(1),呼叫建立过程: 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S.I.F.O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 CALL PROC: 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 信道指配过程: 在MSC发出CALL PROC后，根据A接口电路情况， MSC向BSC发送ASSIGN-REQ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,向MSC回送ASSIGN-COMP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。,主叫侧信道指配,取被叫漫游号码过程详解(2),取被叫漫游号码过程: 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，向HLR发送SEND ROUTING INFOMATION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发送PROVIDE MSRN REQ 被叫所在的VLR在受到请求漫游号码消息后，为对应的MS分配MSRN，然后在PROVIDE MSRN RESP消息中回送给HLR HLR得到该MSRN后，向主叫所在MSC发送SEND ROUTING INFORMATION RESP IAM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。,被叫侧寻呼及鉴权加密过程,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S.F.I.C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,被叫侧寻呼过程详解,MSC收到寻呼响应之后会向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。,被叫侧鉴权加密过程详解,被叫侧呼叫建立及振铃接续过程,呼叫建立过程: 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CALL CONF 信道指配过程: MSC选择相应的A接口电路，向对应的BSC发送ASSIGN-REQ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ASSIGN-COMP消息,被叫侧呼叫建立过程详解,振铃: MS占用信道成功并回送ASSIGN-COMP消息的同时，被叫MS开始震铃，向其所在MSC回ALERT消息 该MSC向主叫所在MSC回ACM