（通信与信息系统专业论文）gmsc交换机系统性能分析与测试.pdf

原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名：辑日 期型5 ：堕 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论 文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：期：堡i 生r 山东大学硕士学位论文 摘要 自9 0 年代以来，通信业已成为全球增长最快的朝阳产业之一，并逐渐取代传 统汽车工业的地位，有望在2 1 世纪初成为全球第一产业。通信行业赖以发展的就 是它的网络资源，不论是传统的固定话音业务还是移动通信业务，甚至现在发展 势头异常迅猛的数据业务，都离不开网络。因此，如何能够建设一个好的网络， 是通信业能否得到好的发展首先要考虑的因素。 而在中国的通信行业中，作为各家运营商之间的互联互通话务已经占据了越 来越重要的地位，互联互通话务量已经是总话务量白寸5 0 。作为移动运营商来说， 网间话务量全部是通过关口移动交换中心( g 煅c ) 进行接续的，因此g m s c 交换机 的系统性能已经直接影响到全网5 0 的话务量，如何利用现有网络，尽最大可能 地提高与其它运营商互联的关口移动交换中心的性能，为广大用户提供更为优质 的服务成为了各大运营商所需要解决的问题。 本文以山东济南移动通信网络为例，从各方面研究并提出了提高移动关口局 ( 即关口移动交换中心g m s c 交换机) 整体性能的解决方案。 本文共分为五章： 第一章：简要介绍了移动通信的发展史，并对数字移动通信系统进行了简单 描述，提出了本文的主要工作 第二章；首先是对g i s c 在数字移动通信系统中的位置以及工作流程进行了说 明，然后通过对山东移动通信的网络结构的分析，指出改善g m s c 交换机系统性能 的重要性。 第三章：通过对g m s c 交换机进行内部调整，来达到改善交换机系统性能的目 的。本章进行了两部分的工作：l 、调整交换机内部资源，对g m s c 交换机内部资 源进行合理配置，从而提高交换机自身资源的利用率，以达到改善交换机性能的 目的；2 、通过内部调整，降低交换机系统负荷因为交换机系统负荷情况是反应 交换机负载情况的一项重要指标，所以把“降低交换机系统负荷”做为进一步提 高交换机的安全运行系数和话务承载能力的研究重点。 山东大学硕士学位论文 、 第四章：结合信令监铡系统对网间信令的集中监控，达到实时监测网间通话 质量以及接通率等情况的目的。并及时发现、处理网间故障，保障网问通话畅通， 从而提高g m s c 交换机的安全性能。 第五章：总结与展望。 本论文按照一个从理论到实际的研究过程，提出并展示了研究和提高g m s c 交换机性能的方法，希望能够对山东移动通信网络在今后网络性能的整体提高方 面起到一个良好的辅助和借鉴作用。 【关键词】数字移动通信 关口移动交换中心系统负荷 信令监测 4 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h et e l e c o m m u n i c a t i o ni n d u s t r yi sb e c o m i n gt h ep r o m i s i n gi n d u s t r yw h i c hh a st h e h i 曲e s td e v e l o p i n gs p e e ds i n c e1 9 9 0 s i th a sr e p l a c e da u t o m o b i l ei n d u s t r ya n di s b e c o m i n gt h ef i r s ti n d u s t r yi nt h e2 1c e n t u r y a tt h es a m et i m e ，n e t w o r k i st h eb a s eo f t h et e l e c o m m u n i c a t i o ni n d u s t r y n om a t t e rt h et r a d i t i o n a lf i x e dt e l e p h o n eo rt h em o b i l e t e l e p h o n eo rt h ed a t ac o m m u n i c a t i o ns e r v i c e s ，t h e ya l ld e p e n do nt h en e t w o r k s oh o w t ob u i l dag o o dn e t w o r ki st h ee s s e n c eo fd e v e l o p m e n to ft h et e l e c o m m u n i c a t i o n i n d u s t r y i nc h i n at e l e c o m m u n i c a t i o ni n d u s t r y , i n t e r c o n n e c tt r a f f i cb e t 、嘲o p e r a t o r sh a s b e e ni m p o r t a n c em o r ea n dm o w h i c ha c c o u n tf o r5 0p e r c e n ti nt h et o t a lt r a f f i c b u t i n t e r c o n n e c tt r a f f i c t i ea l lt r a n s i t e d t h r o u g hg a t e w a ym o b i l es w i t c he x c h a n g e s c o n s e q u e n t l y , t h ep e r f o r m a n c eo fg m s ce x c h a n g e s w i l lh a v ead i r e c te f f e c to nt r a f f i c o f 5 0p e r c e n ti nt h ee n t i r e l yn e t w o r k i ti sad e m a n df o ro p e r a t o r st ob o wt om a k eu s eo f p r e s e n tn e t w o r ka n dt r yo n e sb e s tt oi m p r o v e t h ec a p a b i l i t yo f g a t e w a ye x c h a n g e s i nt h et h e s i sw et a k em o b i l en e t w o r ko f t h ej i n a ni ns h a n d o n g i nt h ec o a r s eo f o u r s t u d y w ef o c u so ns e v e r a ls c h e m e s ，w h i c hw i l li m p r o v eo np e r f o r m a n c eo fg a t e w a y e x c h a n g e s t h et h e s i si ss t r u c t u r e di nf i v ec h a p t e r s ： f i r s tc h a p t e rb d e f l yi n t r o d u c e dt h em o b i l ec o m m u n i c a t i o nh i s t o r y , a n dh a sc a r r i e d o nt h es i m p l ed e s c r i p t i o nt ot h ed i g i tm o b i l ec o m m u n i c a t i o ns y s t e m ，p r o p o s e dt h i s a r t i c l em a i nw o r k s e c o n dc h a p t e rf i r s ti sc a r r i e so nt h ee x p l a n a t i o nt og m s ci nt h ed i g i tm o b i l e c o m m u n i c a t i o ns y s t e mp o s i t i o na sw e l la st h ew o r k i n gf l o w , t h r o u g ht ot h es h a n d o n g m o b i l ec o m m u n i c a t i o nn e t w o r ka r c h i t e c t u r ea n a l y s i sp o i n t e do u ti m p r o v e st h eg m s c s w i t c h b o a r ds y s t e mp e r f o r m a n c et h ei m p o r t a n c e t h i r dc h a p t e rm a i n l yi st h r o u g hc a r r i e so nt h ei n t e r i o rt ot h eg m s cs w i t c h b o a r dt o 山东大学硕士学位论文 a d j u s ta c h i e v e dt h ei m p r o v e m e n ts w i t c h b o a r ds y s t e mp 矾o r m a n c 宅t h et a r g e t , t h i s c h a p t e r h a sc a r r i e do nt w o p a r t so f w o r k ：o n e ，a d j u s t st h es w i t c h b o a r di n t e r i o rr c s o u r p e , c a r r i e so nt h er e a s o n a b l ea p p l i c a t i o nt ot h eg m s cs w i t c h b o a r di n t e r i o rr e s o a r o gt ob e p o s s i b l et or a i s et h es w i t c h b o a r dr c s o n l c 宅u s ef a c t o rb yt oa c h i e v et h ei m p r o v e m e n t s w i t c h b o a r dp e r f o r m a n c et h et a r g e t ；1 1 1 es e c o n dp a r ti sr e d u c e st h es w i t c h b o a r ds y s t e m l o a dt h r o u 曲t h ei n t e m a la d j u s t m e n t , t h es w i t c h b o a r dc p ul o a ds i t u a t i o nm a yt a k et h e r e s p o n s es w i t c h b o a r dl o a ds i t u a t i o naq u o t a , r e d u c e st h ec p ul o a dt oh ep o s s i b l ef a r t h e r t oe n h a n c et h es w i t c h b o a r dt h es a f eo p e r a t i o nc o e f f i c i e n ta n dt h et e l e p h o n et r a f f i c b e a r i n gc a p a c i t y t h ef o u r t hc h a p t e ru n i o nl e t t e rc o m m a n dm o n i t o r st h es y s t e mt h el e t t e rc o m m a n d t oc a r r yo nt h ec e n t r a l i s mm o n i t o r i n gt ot h en e t w o r kb e t w e e n ，a c h i e v e db e t w e e nt h e r e a l - t i m em o n i t o r i n gn e t w o r ks i t u a t i o nt h ea n ds oo nc o n n e c t i o nq u a l i t ya sw e l la sc a l l c o m p l e t i n gr a t ef u n e t i o n ，b e t v v c g t it h ep r o m p td e t e c t i o na n dt h ep r o c e s s i n gn e t w o r kt h e b r e a k d o w n s a f e g u a r d sb e c w e e nt h en e t w o r kt oc o n v e r s eo nt h et e l e p h o n eu n i m p e d e d , e n h a n c e st h eg m s cs w i t c h b o a r dp e r f o r m a n c e f i t c hc h a p t e r ：s u m m a r yr e p o r t sa n df o r e g r o u n d w eh o p et h a to u rs t u d yi nt h ep a p e rb e n e f i t s h a n d o n gm o b i l en e t w o r ki nt h en e a rf u t u r e k e yw o r d s ：t h ed i g i tm o b i l ec o m m u n i c a t i o ng a t e w a ym o b i l e ，s e r v i c c ss w i t c h i n g c e n t r e s y s t e ml o a d l e t t e rc o m m a n dm o n i t o r s 6 山东大学硕士学位论文 缩略语表 a c ma d d r e s sc o m p l e t em e s s a g e 地址全消息( t u p ) a n ca n s w e rs i g n a l , c h a r g e 应答信号( t o t ) b a mb a c k a d m i n i s w a t i o nm o d u l e 后管理模块 b s cb a s es t a t i o nc o n t r o l l e r基站控制器 b s sb a s es t a t i o ns y s t e m 基站子系统 b t sb a s et r a n s c e i v e rs t a t i o n 基站收发信台 c d rc a l ld a t ar o r d 呼叫数据记录 c l fc l e a rf o r w a r ds i g n a l 前向拆线信号( 1 u p ) e ce c h oc a n c e l l e r 网声抵消 e i r e q u i p m e n ti d e n t i t yr e g i s t e r设备识别寄存器 日r s e u r o p e a nt e l e c o m m u n i c a t i o ns t a n d a r d 欧洲电信标准 e 1 r s i e u r o p e a nt e l e c o m m u n i c a t i o n ss t a n d a r d si n s t i t u t e 欧洲电信标准组织 e c pe c h oc m l c e l l e rp o o l 回波抵消池 g r q g e n e r a lr e q u e s tm e s g e 一般请求消息( t u p ) g m s c g a t e w a ym o b i l e - s e l r v i c e ss w i t c h i n gc e n t r e 嘲关移动业务交换中心 g s p cg s ms e r v i c ep r o c e s s o rc e l l业务处理单元板 g s p tg s ms p e e c ha n dt o n e 智能语音板 g s mg l o b a ls y s t e mf o rm o b i l ec o m m u n i c a t i o n s 全球移动通信系统 眦rh o m el o c a t i o nr e g i s t e r 归属位置寄存器 【a mi n i t i a la d d r e s sm e s s a g e 初始化地址消息 l a il n i 6 a ja d d r e s sm e s s a g ew i t hi n f o r m a t i o n 带有附加信息的初始化地址消息 i m s ii n t e r n a t i o n a lm o b i l es u b s c r i b e ri d e n t i t y 国际移动用户标识 i s d n i n t e g r a t e c ls e r v i c e sn i i # t a in e t w o r k 综合业务数字网 i p i n t e l l i g e n tp 研p h 啪l 智能外设 7 山东大学硕士学位论文 i t u - t 1 1 ut e l e c o m m u n i c a t i o ns t a n d a r d i z a t i o ns e c t o ri t u电信标准化组( 部) i s u pi s d nu s e rp a r t ( o f s i g n a l i n gs y s t e mn o 乃 f 七号信令之) i s d n 用户部分 k cc o m m u n i c a t i o nk e y 通信密钥 k i i d e n t i t yk e y 身份密钥 l a il o c a t i o n a r e ai d e n t i t y 位置区编码 m sm o b i l es t a t i o n 移动台 m s cm o b i l es w i t c h i n gc e n t e r 移动交换中心 m s i s d nm o b i l es t a t i o ni n t e r n a t i o n a li s d nn u m b e r 移动台国际i s d n 号码 m s r nm o b i l es t a t i o nr o a m i n gn u m b e r 移动用户漫游号码 n m c n e t w o r km a n a g e m e n tc e n t e r阿管中心 0 m c o p e r a t i o n s & m a i n t e n a n c ec e n t e r 操作与维护中心 o s s o p e r a t i o n sm a i n t e n a n c es u p p o r ts y s t e m 操作支持系统 p c h p a g i n gc h a n n e l 寻呼信道 p l m np u b l i cl a n dm o b i l en e t w o r k 公用陆地移动列络 p s l l qp u b l i cs w i t c h e dt e l e p h o n en e t w o r k公用电话交换网 r a c hr a n d o ma c c e s sc h a n n e l 随机接入信道 r e lr e l a i s c释放 r l gr e l e a s eg u a r ds i g n a l 释放监护信号( t u p ) s c c p s i g n a l l i n gc o n n e c t i o nc o n t r o lp a r t 信令连接控制部分 s i m s u b s c x i b e ri d o n t l t ym o d u l e用户识别模块 s p ms e r v i p r o c e s sm o d u l e业务处理模块 s s s w i t c h i n gs y s t e m 交换系统 t c hm f f i cc h a n n e !话务信道 1 - u p t e l e p h o n eu s e rp a r t ( s s 7 ) 电话用户部分 v l rv i s i t o rl o c 砒i r e g i s t e r 拜访位置寄存器 s 1 1 移动网络的发展演化 山东大学硕士学位论文 第一章绪论 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。2 0 年 代开始在军事及某些特殊领域使用，4 0 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。 表1g s m 历史发展阶段 c e p t 开始制定9 0 0 j 咀i z 频段的欧洲数字通信标准。它就是以后人尽皆知 1 9 8 2 - 1 9 8 5 的g s m 规范。 1 9 8 6 在巴黎实验，以便在时分多址和频分多址中选择合适的无线传输方式。 g s m 最后采用集成t d m a 和f d i a 的传输技术 1 9 8 7 1 2 个国家的运营商签署备忘录 c e p t 拟制定g s m 第一阶段的标准 1 9 8 8 另有五个国家签署了备忘录 1 9 8 9 e t s i 接管y c e p t 的t 作。负责6 s m 第一阶段杯准的制定 1 9 9 0 第一阶段g s m 标准冻结，开始d c s1 8 0 0 标准的修改工作 g 铷1 8 0 0 标准冻结 1 9 9 1 允许c e p t 之外的国家签署加入备忘录 第一阶段的标准制定全部完成 1 9 9 2 在t e l e c o mf i n l a n d 和v o d a f o n e 签署了第一份漫游协议 推出第一阶段的商业运作嘲络 澳大利亚成为第一个签署备忘录的非欧洲国家 有7 0 个国家和地区签署了备忘录在挪威、爱尔兰、香港等推出 1 9 9 3 了6 s m 网络 g s m 用户达到1 0 0 万 在英国推出了商业d c s l 8 0 0 系统 备忘录的签署者已超过1 0 0 个 1 9 9 4 g 跚用户超过3 0 0 万 6 s m 网络规模不断扩展 美国推出了工作于1 9 0 0 姗e 频段的个人通信系统 1 9 9 5 备忘录的签署者达到1 8 8 个 g s m 用户以每天1 万的速度增加 1 9 9 6 第一个g s m l 9 0 0 系统正式使用，它依据p c s1 9 0 0 标准 1 9 9 8 1 9 9 8 年初备忘录的签署者达到2 5 3 个，g s m 用户数晕超过7 亿 9 山东大学硕士学位论文 移动通信经历了由模拟通信向数字化通信的发展过程，目前比较成熟的数字 移动通信制式主要有：泛欧的g s m ，美国的a d c 和日本的j o c ( 现改称p d c ) 等，其 q h g s m 的发展最引人注目。g s m ：数字蜂窝移动通信系统，简称g s m 系统，是完 全依据欧洲通信标准化委员会e t s i 制定的g s m 技术规范研制而成的。任何一家厂商 提供的g s m 数字蜂窝移动通信系统都必须符合g s m 技术规范。其发展历程如表1 所 示。 由于g s m 采用了公用的通信标准，数字用户可以在世界范围所有提供g s m j i 务 的区域使用。另外，g s m 还可以提供例如高速数据通信，传真服务，短消息服务等 个人服务。同时，由于g s m 的开放性特征，为以后开发新的业务功能提供了良好的 平台环境。1 1 2 g s m 系统 g s m 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： 1 、g s m 系统是由几个子系统组成的，并且可与各种公用通信网( 公用电话交 换网p s t n 、综合业务数字网i s d n 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g s m 系统或子系统都能互连； 2 、g s m 系统能提供穿过国际边界的自动漫游功能，对于全部g s m 移动用户都 可进入g s m 系统而与国别无关； 3 、g s m 系统除了可以开放话音业务，还可以开放各种承载业务、补充业务和 与i s d n 相关的业务； 4 、g s m 系统具有加密和鉴权功能，能确保用户保密和网络安全： 5 、g s m 系统具有灵活和方便的组网结构，频率重复利用率高，移动业务交换 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； 6 、g s m 系统抗干扰能力强，覆盖区域内的通信质量高； 7 、用户终端设备( 手持机和车载机) 随着大规模集成电路技术的进一步发展 能向更小型、轻巧和增强功能趋势发展。 山东大学硕士学位论文 、 、 、 、 乙翟，籀础盔 ，盛画 ， ，n m ca n d 0 m c 图1g s m 系统结构图 g s m 系统的典型结构如图1 所示。由图可见g s m 系统主要是由四个子系统或功 能实体组成：交换系统( s s ) ，基站系统( b s s ) ，操作支持系统( n m c & o m c ) 以及 移动台( m s ) 。 其中基站子系统b s s 在移动台m s 和交换系统s s 之间，提供和管理传输通路， 特别是包括了m s 与g s m 系统的功能实体之间的无线接口管理。 交换系统s s 必须管理通信业务，保证m s 与相关的公用通信网或与其它 【s 之 间建立通信，也就是说s s 不直接与m s 互通，b s s 也不直接与公用通信网互通。m s 、 b s s 和s s 组成g s m 系统的实体部分。 操作支持系统( n m c & o m c ) 则提供运营部门一种手段来控制和维护这些实际运 行部分。 移动台是公用g s m 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g s m 系统中的唯一设备。除了通过无线接口接入g s m 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1 ：3 。脚旧 山东大学硕士学位论文 1 3 g s m 网络 1 3 1 交换系统 交换系统( s s ) 主要包含有g s m 系统的交换功能和用于用户数据与移动性管 理、安全性管理所需的数据库功能，它对g s m 移动用户之间通信和g s m 移动用户 与其它通信网用户之间通信起着管理作用。n s s 由一系列功能实体构成，整个g s m 系统内部，即n s s 的各功能实体之问和n s s 与b s s 之间都通过符合c c i t t 信令系 统n o 7 协议和g s m 规范的7 号信令网路互相通信。交换系统主要组成部分： 1 、移动交换中心( m s c ) 移动业务交换中心( m s c ) 是网路的核心，它提供交换功能及面向系统其它 功能实体：基站子系统b s s 、归属用户位置寄存器h l r 、鉴权中一l , a u c 、移动设备 识别寄存器e i r 、操作维护中，d , o m c 和面向固定网( 公用电话网p s t n 、综合业务 数字网i s d n 、分组交换公用数据网p s p d n 、电路交换公用数据网c s p d n ) 的接e l 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。 移动业务交换中，凸, m s c 可从三种数据库，即归属用户位置寄存器( h l r ) 、 访问用户位置寄存器( v l r ) 和鉴权中心( a u c ) 获取处理用户位置登记和呼叫 请求所需的全部数据。反之，m s c 也根据其最新获取的信息请求更新数据库的部 分数据。 2 、关口功能 关口功能指移动交换中心( m s c ) 与h l r 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g m s c 。例如，一 个市话用户呼叫移动电话，它首先接入关口移动交换机。移动电话呼叫移动电话 情况类似。 网络中的任何一个m s c ，只要加入相应的软件，它都可以承担为g m s c 。 3 、归属位置寄存器( h l r ) 归属用户位置寄存器( h l r ) 是g s m 系统的中央数据库，存储着该h l r 控制的所 有存在的移动用户的相关数据。它是一个大型的数据库，它永久保存归属地用户 的信息，直至此用户被删除。一个h l r 能够控制若干个移动交换区域以及整个移动 山东大学硕士学位论文 _ i i i - _ - - _ _ _ _ _ _ _ _ _ - - - _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ - _ _ _ _ _ - - _ _ _ _ _ _ _ _ - 通信网，所有移动用户重要的静态数据都存储在肌r 中，用户信息包括移动用户识 别信息，用户位置信息、用户鉴权信息和用户补充业务信息等数据。h l r 还存储且 为m s c 提供关于移动用户实际漫游所在的m s c 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。 h l r 可以作为一个独立的数据库存在，也可以作为m s c 的一个节点。如果用户 数量超过了i i l r 的容量，可以增加h l r ，也可以对h l r 扩容。 4 、拜访位置寄存器( v l r ) v l r 和h l r 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m s c 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h l r 中 信息内容的拷贝。 7 、 一个m s c 必然与一个v l r 相随，当用户漫游到新的m s c 服务区时，与此m s c 相联的v l r 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m s c 中提 供相应的服务。h l r 将用户信息拷贝到新的v l r 中，以完成用户位置更新。 5 、鉴权中心( a u c ) a u c 主要功能是对用户合法性进行检查，以保护运营商和合法用户的权利。a u c 也是一个数据库，它与h l r 相联。为其提供必需的鉴权参数和加密算法。 6 、设备识别寄存器( e i r ) 它是一个数据库，主要存储了移动电话的一些信息，防止被盗手机和未经相 关部门鉴定的手机进入移动网络。它在网络中是可选设备，通常运营商并不购买 【目m 】 1 3 2 基站子系统 基站子系统( b s s ) 是g s m 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，基站子系统与交换系统( s s ) 中的移动业务交换中心( m s c ) 相连，实现移动 用户之间或移动用户与固定网路用户之间的通信连接，传送系统信号和用户信息 等。当然，要对b s s 部分进行操作维护管理，还要建立b s s 与操作支持子系统之 间的通信连接。 山东大学硕士学位论文 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 一i i i _ _ _ _ _ 一 基站子系统是由摹站收发信台( b t s ) 和基站控制器( b s c ) 这两部分的功能 实体构成。 1 、基站控制器( b s c ) 在g s m 网络中，b s c 管理所有与无线相关的的功能。诸如，小区切换，信道分 配，小区数据管理，小区选择等。 2 、基站( b t s ) 基站控制对手机的无线接口。基站包括天线，无线收发信机等。一个b s c 可 以控制多个b t s 。r 力 1 3 3 网络监控中心 网络监控中心是由操作维护中心( o m c ) 和网络管理中心( n 眦) 两部分的功 能实体构成。 1 、操作维护中心( 0 m e ) o m c 是一个微机化的监测中心，它通过v 2 5 数据电路与网络中的其它网元相 连，如m s c ，b s c 。可以依据网络的大小，设立一个或几个操作维护中心。在操作 维护中心，维护人员可以实时的观察设备运行情况，及时处理设备出现的异常现 象。 2 、网络管理中心( n m c ) 网络管理中心是执行对网络的集中化控制。在一个网络中，只有一个网管中 心，它管理操作维护中心o m c 。这样的分层结构有助于人才的充分利用。网管中心 人员，可以对一些共性问题和长期问题进行研究解决，而分布在各地的o m c 人员 可以研究一些实时性问题，并解决一些局域性问题。 当然在一个实际的网络中，o m c 和n m c 可以合二为一，也可以分别设置。 1 3 4 移动终端 移动终端( m s ) 做为用户与网络进行联系的终端工具，它的主要作用是拨打 和接听电话。各厂家设计外型和功能各不相同的手机来适应不同的市场需求 与其它电话不同，g s t t 电话是由彼此分离的两部分组成： 。 1 4 山东大学硕士学位论文 l 、终端部分 通常我们对手机分类，是依据它输出功率的大小。因为手机功率直接关系着 手机接收信号的灵敏度和发送信号的能力。例如车载电话的使用范围远大于手持 式移动电话。 2 、智能卡部分 移动终端另外一个重要的组成部分是用户识别模块( s i m ) ，它基本上是一张 符合i s 0 标准的“智慧”卡，它包含所有与用户有关的和某些无线接口的信息， 其中也包括鉴权和加密信息。使用g s m 标准的移动终端都需要插入s i m 卡，只有 当处理异常的紧急呼叫时，可以在不用s i m 卡的情况下操作移动终端。s i r 卡的应 用使移动终端并非固定地束缚与一个用户，因此，g s m 系统是通过s i m 卡来识别移 动电话用户的，这为将来发展个人通信打下了基础。 智能卡在专业上我们称为“用户识别模块”( s i m ) ，它存储了每一个用户号码 的信息，使用时可以插入移动终端。两部分各自独立，可以让用户在使用时更加 方便。如果用户的s i m 损坏或遗失，他并不需要重新购买移动终端，只让复制一 张s i m 就可以了，减少了用户的损失。嘲 1 4 本文主要工作 本文以山东济南移动通信网络为例，主要对在g s m 网络中负责移动网络与其 他运营商网络之问进行通讯的，具有关口功能的m s c ，即g m s c 关口移动交换中心 交换机进行系统性能分析及测试，从各方面研究并提出了提高g m s c 交换机整体性 能的解决方案。 本文共分为五章： 第一章简要介绍了移动通信的发展史，并对数字移动通信系统进行了简单描 述，提出了本文的主要工作。 第二章首先是对c m s c 在数字移动通信系统中的位置以及工作流程进行说明， 然后通过对山东移动通信的网络结构的分析指出改善g m s c 交换机系统性能的重要 性。 第三章主要是通过对g m s c 交换机进行内部调整来达到改善交换机系统性能的 山东大学硕士学位论文 目的，本章进行了两部分的工作：一是调整交换机内部资源，对g m s c 交换机内部 资源进行合理应用可以提高交换机资源利用率以达到改善交换机性能的目的；第 二部分是通过内部调整降低交换机系统负荷，交换机c p u 负荷情况可以作为反应 交换机负载情况的一项指标，降低c p u 负荷可以进一步提高交换机的安全运行系 数和话务承载能力。 第四章结合信令监测系统对网间信令进行集中监控，达到实时监测网间通话 质量以及接通率等情况的功能，及时发现并处理网间故障，保障网问通话畅通无 阻，提高g m s c 交换机性能。 第五章总结与展望。 当銮銮兰! ! 圭兰竺兰三 2 ，1 网络现状 繁二牵关口移动交换中心g m s c 箍着萄家电信体制改革及电信经营模式静变让，中国懿公众建僖两已经由藏 来的统一经营管理转变为多容经营相互竞争的局面。为了保诞通信网亘联的畅通， 为用户提供优良的瑕务以及维护各自企业自身的稠盏，备运营商网络之阔的接口 裁显得十分的重要。 对于各犬运营商，原有各本地附、长谂汇接局、关口局与其运蔼商两络设备 之婀薛联接都是弼状结构。采熙这群豹互联方式，一方面使褥网终结构复杂t 爱 次不清晰，造成电路利用率低、网络的维护管理工作量大以及不方便网间结算等 诸多蠲题；一方蟊，随考用户对宅傣辍务瓣螫求不断提毒，运营囊嚣要能够在嗣 问置联设备上为用户方便快捷的提供智能增值业务及其管理和计费：通过网问互 联设各静鍪投功能傈护合法网闻呼叫、拒绝不合法的霹褥话务，显然，蘸寄盼阏 间甄联设备已无法完全满足需求。因此，各大运营商建立专用的综合关口局，以 实现多运营商之闻有效媲i 礴络分割度经营管理，网淹结算和弼阖韭务管理，是十 分必要的。” 2 2 设立独立g m s c 的优势 关口移动交换中心( g m s c ) 负责完成的为g s m 网络中的交换系统的移动交换 中心( m s c ) 瓣关弱功毙，程g s m 惩络中主要起嚣与其链运营商转隧终( p s i n 鄹， 或青其它g s w t 网络) 进行互联的作用。它的功能也可以由某一移动交换中心( m s c ) 兼儆关口移动交换中心g 稻e ) 完成，但憝独立豹关叠穆动交换中心( f , m s c ) 有 它特殊的好处： 1 、移动网与其它刚闯通过设置关日局( g m s c ) 实现互联互谶。采用来去话汇接方 式可以使维护剜络界萄瀵嚷，保障网闻结算的准确便捷。g m s c 鲍建设不仅能够 山东太肇硕士学位论文 - - _ _ i i - 夔吝运营舞之姆逡行弼络联通，掏对还缒链蕃运营蠢台瑾葶l 焉其簸弼络，囊大 限度地发挥自身的网络优势。 3 ，建设独吏g 燃有利于弼绷绕计数撬采集、话务努轿，便于弼绪优化及辫闻结算 4 ，f , w s c 是保护通信网络运营商利益的重要手段 一方面通过关甜移动交换中心( g _ 瞄c ) 可以完成网闻话务转接和业务掇供， 并实现科学、合理的弼问结箨，从蕊使运营耱绶益得到保证。同时，计费娃理系 统其有按呼叫类剐、生被叫字冠进行计费分练和计费统计功能，能够实现对各种 数字照务和锗撬增氆娩务豹麓“费；另一方垂，强s c 豹鉴投功麓，可以在保护套法 网闯话务呼叫的同时，拒绝那些不合法的网问话务，从而防止某些运营商通过不 歪誊髂方式秘耀自身瓣隧络嶷滚进行嚣法经黄 2 1 3g m s c 豹工撵流程分析 g h s c 在g s m 网络中的基本功能可以通过山东移动本地话务网络结构圈进行说 嚼，本照话务两络结构图如下圈所示： 、 其他运营商 t 、 i 嚣2 本地话务酣络缝构臻 t m s c i ：一级汇接中心t m s c 2 ：级汇接中心6 m s c ：移动关1 ：1 局 粥e 辟l r ：移动变换中心拜访位鬻寄存器 山东大学硕士学位论文 网络结构：在济南设t m s c i ( 独立型一级话务汇接中心) 一对，负责全省省际 长途话务的汇接；设济南t m s c 2 ( 独立型二级话务汇接中心) 一对，汇接山东西部 1 2 个地市的省内长途话务。各地市的m s c 、g m s c 分别与设在济南的一对一级话务 汇接中心t m s c i 相连，由这两个一级汇接中心负荷分担完成其省际g s m 业务汇接。 同时济南一对t m s c 2 与济南一对t m s c i 相连，作为备用电路。济南各m s c 与相应 的济南二级汇接中心分别相连，由两个二级汇接中心负荷分担完成其省内长途话 务转接。而地市g m s c 交换机除接续以上业务外，另与其他各个运营商进行连接， 接续网间话务。“ g i d s c 所完成的功能主要有两类： 1 网间普通话务汇接业务：包括移动本地网通过g m s c 呼叫他网用户以及他 网用户通过g m s c 呼叫移动本地用户的接续功能。 下面通过一次p s t n ( 公用电话网) 用户呼叫g s m 网络用户的话务事例来详细 说明其中关口移动交换中心( 6 m s c ) 的作用。对一次移动用户做p s t n 被叫的呼叫 来说，信令流程可以分为三个相对独立的部分 主叫p s t n 用户部分 被叫移动用户部分 拆线部分 山东大学硕士学位论文 g $ m ，p u n ：i ： s t n h l r 2一i g m s c r 一 尸甄 敝直 图3p s t n 用户呼叫移动用户信令流程 ( 1 ) 主叫信令流程 当用户p s t n 用户输入被叫号码完毕后，网络将继续进行一系列动作。首先p s t n 的交换机向移动g m s c 发送一个i a m 消息( 初始化地址消息) ，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。g