（通信与信息系统专业论文）应用移动智能网技术实现预付费业务的研究.pdf

摘要 随着当今世界信息时代的飞速发展，现代通信产业正朝着移动化、宽 1 | 、j ， 带化、智能化的方向发展。； 目前我国移动通信网网上用户已超过13 亿，成为世界上最大的移动 通信网络。由于我国网络容量巨大、网络结构最为复杂、网上设备机型较 多，各厂家业务实现方法不统一，如何结合现有实际情况构建合理的网络， 为移动用户提供全国范围内可以广泛使用的新业务，成为移动通信应用研 究中的重点、难点。本文针对应用移动智能网技术为移动用户提供预付费 业务过程中的网络结构设计以及相关问题进行了研究。 首先，文章从分析国内、外网络为移动用户提供预付费业务的各种技 术入手，综合对比、判断分析，确定移动智能网( i n t e l l i g e n tn e t w o r k ，简 称i n ) 技术是实现预付费业务的最合理方案。价绍了智能网技术的概念 模型、移动网与智能网的互联原理、智能业务触发流程以及智能网网络的 物理结构：并通过逐项分析、结合本省数字移动通信网网络现状，确定了 山东省级智能网业务控制点、业务交换点、业务管理点、业务管理接入点、 _ 、 充值中心的设置方案，以及各节点之间的连接方案。1 其次，在研究r n 预付费用户三种基本接续过程( i n 用户做主叫、i n 用户做被叫、i n 用户拨打工n 用户) 的基础上，分析了影响智能网话音信 道、信令链路配置的主要因素，说明中继线配置的计算思路、导出信令链 路配置的计算公式；并根据己确定的i n 网络节点设置方案、结合已有网 络的运行实验结果，对网络的话务路由、信令路由进行了优化，从而确定 了i n 话路网、信令网的网络组织以及话务路由、信令路由的选择方案。 接下来，针对移动智能网设计过程中话音信道、信令链路数量配置计 算复杂的情况，本文进行了话音信道、信令链路配置软件的设计。在设计 a 山东大学硕士学位论文 过程中，首先制定了软件主程序、子程序的基本流程；推导了s s p 的设 置点为“纯端局( m s c ) ”、“独立关口局( g m s c ) ”、“端局兼关口局 ( m s c g m s c ) ”、“独立s s p ”以及“s s p 兼话务汇接局( s s p t m s c ) ” 等五种情况下，s s p 至本地其它端局m s c 、至本地独立关口局g m s c 、 话务汇接局t m s c 、公网p s t n 等方向的承载话务量计算公式：s s p 至相 关h l r 、s c p 的信令链路数量、s s p 至充值中心话音信道数量的计算公 式；同时，在根据话音信道承载话务量计算中继数量时，采用全利用度线 束爱尔兰公式进行算法设计取代了传统设计中的线路利用率的算法，提高 了设计精度。 最后，又利用话音信道、信令链路配置软件计算出本文选定的组网方 案中各方向中继、信令配置结果，通过对计算结果的比较，验证了软件的 准确性、验证了算法优化后的效果。并通过与其它省网络状况的对比，分 析了本文中网络整体设计的效果。 目前，本文设计的智能网系统已正式投入运行，由于网络结构明晰、 组网合理、便于日常维护管理，为移动用户的智能网业务提供了良好的网 络支撑。同时，中继配置、信令链路配置软件提高了设计效率、设计精度。 在今后的网络设计、容量调整等工作中使用该软件，可实现优化配置、节 约投资、必将带来更好的经济效益u 关键词：移动智能网预付费网络结构设计路由选择 话音、信令配置软件 b 山东大学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h e r a p i d e v o l u t i o no ft h ew o r l d si n f o r m a t i o ne r a ，t h em o d e r n c o m m u n i c a t i o n s i n d u s t r y i s d e v e l o p i n g t o w a r d st h ef e a t u r eo f m o b i l i t y ， b r o a d b a n d ，a n di n t e l l i g e n c e t o d a y , w i t h m o r et h a n13 0m i l l i o n s u b s c r i b e r s ，o u r n a t i o n sm o b i l e c o m m u n i c a t i o nn e t w o r kh a sa l r e a d yb e c o m et h el a r g e s ti nt h ew o r l dd u et o i t s l a r g ec a p a c i t y , c o m p l i c a t e ds t r u c t u r e ，a n dv a r i o u se q u i p m e n tm o d e l sw i t h d i f f e r e n ts e r v i c ep r o v i s i o nm e t h o d s ，t h i sm o b i l en e t w o r kf a c e st h ep r o b l e mo f r e s t r u c t u r i n g t h e e x i s t i n g e l e m e n t s t o p r o v i d e m o b i l es u b s c r i b e r sw i t h n a t i o n w i d en e ws e r v i c e st h i sp r o b l e mi so n eo ft h ei m p o r t a n ti s s u e st ob e a d d r e s s e di nt h ea p p l i c a t i o n sr e s e a r c ho fm o b i l ec o m m u n i c a t i o nt h i sa r t i c l e s t u d i e st h en e t w o r ks t r u c t u r ed e s i g na n do t h e rr e l a t i v ei s s u e st h a ta r er e l e v a n t w h e n u s i n gm o b i l e1 nt e c h n o l o g y t op r o v i d ep r e p a i ds e r v i c e f i r s t ，t h i sa r t i c l ea n a l y z e st h ev a r i o u st e c h n o l o g i e sw i t hw h i c hd o m e s t i c a n do v e r s e a sn e t w o r k sp r o v i d em o b i l ep r e p a i ds e r v i c e ，m a k e sc o m p a r i s o n a n dj u d g m e n t ，a n dt h e nr e a c h e st h ec o n c l u s i o nt h a tt h em o b i l ei nt e c h n o l o g y i st h eb e s tm e a n st op r o v i d ep r e - p a i ds e r v i c ei n t r o d u c e st h ec o n c e p tm o d e lo f i n t e c h n o l o g y ，t h ei n t e r c o n n e c t i o nt h e o r yo f m o b i l en e t w o r k & i n ，i ns e r v i c e t r i g g e rp r o c e d u r e ，a n d i n p h y s i c a l s t r u c t u r e t h e n ，t h r o u g h i t e m t o i t e m a n a l y s i s ，a n d b a s e do nt h es t a t u so f s h a n d o n g se x i s t i n gd i g i t a l m o b i l e c o m m u n i c a t i o n sn e t w o r k ，t h ea r i t i c l ed r a w su pt h ec o n f i g u r a t i o n p l a nf o r s h a n d o n g sp r o v i n c i a l l e v e l i ns e r v i c ec o n t r o l p o i n t ，s e r v i c e s w i t c h p o i n t ， s e r v i c em a n a g e m e n tp o i n t s e r v i c e m a n a g e m e n ta c c e s sp o i n t ，r e - c h a r g i n g c e n t e r ，a sw e l la st h ec o n n e c t i o np l a nf o rv a r i o u s n o d e s s e c o n d ，b a s e do nt h es t u d yo ft h et h r e eb a s i cc a l lp r o c e s s i n gp r o c e d u r e s c 山东大学硕士学位论文 f o ri np r e p a i du s e r s ( i nu s e ra st h ec a l l i n gp a r t y , i nu s e ra st h ec a l l e d p a r t y 。 a n di nu s e rc a l l i n gi nu s e r ) ，t h ea r t i c l ea n a l y z e st h em a j o rf a c t o r st h a th a v e i m p a c t o ni nv o i c e c h a n n e l s i g n a l l i n k c o n f i g u r a t i o n i l l u s t r a t e s t h e c a l c u l a t i o nc o n c e p t i o no f r e l a yl i n kc o n f i g u r a t i o n ，a n dd e d u c e s t h ec a l c u l a t i o n l f o r m u l af o rs i g n a ll i n kc o n f i g u r a t i o n t h e n ，b a s e do nt h ec o n f i r m e di nn o d e i n s t a l l a t i o np l a na n dt h ee x p e r i m e n t a lo p e r a t i o nr e s u l t so f e x i s t i n gn e t w o r k s ， 1 t h ea r t i c l eo p t i m i z e st h en e t w o r k sv o i c er o u t i n g & s i g n a lr o u t i n g a n ds e l e c t s t h es t r u c t u r ef o ri nv o i c en e t w o r ka n di ns i g n a ln e t w o r ka sw e l la st h ep l a n f o rv o i c er o u t i n ga n ds i g n a lr o u t i n g t h i r d b e c a u s et h ec a l c u l a t i o no fv o i c ec h a n n e l & s i g n a ll i n kq u a n t i t yi s v e r yc o m p l i c a t e di n m o b i l ei nd e s i g n ，t h i sa r t i c l e d e s i g n st h es o f t w a r ef o r v o i c ec h a n n e l & s i g n a ll i n k c o n f i g u r a t i o n w h e nd e s i g n i n gt h es o f t w a r e i t f i r s td r a w su pt h eb a s i cp r o c e d u r ef o rm a i np r o g r a m & s u b p r o g r a m s d e d u c e s t h ei r a f f i ci o a dc a l c u l a t i o nf o r m u l ao fs s pt od i r e c t i o n ss u c ha so t h e re n d m s c ，l o c a lg m s c ，t m s c ，& p s t nw i t hs s ps e r v i n ga sm s c ，g m s c ， m s c g m s c ，i n d e p e n d e n ts s p , o rs s p t m s c ，a n dd e d u c e st h e c a l c u l a t i o n f o r m u l af o rt h en u m b e ro f s i g n a ll i n k sb e t w e e ns s pa n dh l r s c p a n dt h a t o fv o i c ec h a n n e l sb e t w e e ns s pa n dt h e r e c h a r g i n g c e n t e r t h e n ，w h e n c a l c u l a t i n gt h en u m b e ro fr e l a yl i n k sb a s e do nv o i c ec h a n n e l s t r a f f i cl o a d ，t h e s o f t w a r eu s e st h ef u l l u t i l i z a t i o n e r l a n gf o r m u l at od e s i g n t h e a l g o r i t h m ， j r e p l a c e t h el i n eu t i l i z a t i o nr a t e a l g o r i t h m i nt r a d i t i o n a l d e s i g n ，a n dt h u s e n h a n c e sd e s i g na c c u r a c y l a s t ，t h ea r t i c l eu s e sv o i c ec h a n n e l s i g n a ll i n kc o n f i g u r a t i o ns o f t w a r e t og e tt h er e l a y s i g n a lc o n f i g u r a t i o nr e s u l t so ft h er e s p e c t i v ed i r e c t i o n sf o r t h es e l e c t e dn e t w o r ks t r u c t u r ed e s i g n t h e n 、t h r o u g hc o m p a r i s o no ft h er e s u l t s ， t h ea r t i c l et e s t st h ea c c u r a c yo ft h es o f t w a r ea n dt h er e s u l t so ft h eo p t i m i z e d d 山东大学硕士学位论文 a l g o r i t h m a n d ，t h r o u g hc o m p a r i s o nw i t ho t h e rp r o v i n c e s n e t w o r ks t a t u s ， a n a l y z e st h ee f f e c t so f t l l i sa r t i c l e so v e r a l ln e t w o r kd e s i g n b yn o w , t h ei ns y s t e md e s i g n e d i nt h i sa r t i c l ei s a l r e a d yi no p e r a t i o n t h a n k st oi t sc l e a rn e t w o r k s t r u c t u r e ，p r o p e r n e t w o r k o r g a n i z a t i o n ，a n d c o n v e n i e n tr o u t i n em a i n t e n a n c e & a d m i n i s t r a t i o n i ti s p r o v i d i n ge x c e l l e n t n e t w o r k s u p p o r t f o rm o b i l es u b s c r i b e r s i ns e r v i c em o r e o v e r , t h er e l a y c o n f i g u r a t i o n & s i g n a l l i n k c o n f i g u r a t i o n s o f t w a r eh a se n h a n c e dt h e e f f i c i e n c ya n da c c u r a c yo fd e s i g n i n g a n d i fu s e di nf u t u r en e t w o r kd e s i g n & c a p a c i t ya d j u s t m e n t ，t h es o f t w a r e c a nr e a l i z eo p t i m i z e dc o n f i g u r a t i o n ，m u s t s a v ei n v e s t m e n t ，a n db r i n gb e t t e re c o n o m i cr e s u l t s k e y w o r d s ：m o b i l ei n p r e p a y ，n e t w o r ks t r u c t u r ed e s i g n ，r o u t es e l e c t i o n ， v o i c e & s i g n a lc o n f i g u r a t i o ns o f t w a r e e 第1 章概述 1 1引言 随着当今世界信息时代的飞速发展，通信产业已成为世界经济发展的 必要工具，国民经济的发展和社会的进步也在一定程度上依赖于先进的电 信基础设施与信息管理。在过去1 0 多年的时间中，我国的移动通信业务 得到了空前的发展，业务量奇迹般地增长了4 0 多倍。 移动通信业务的发展、移动通信市场的日趋成熟，使得移动用户的需 求也朝着多方位、多元化的方向发展。预付费业务由于其本身的特点，以 及对用户、对运营商都能带来一定益处的优势，自1 9 9 5 年在欧洲应用以 来，该业务在全球范围内得到了迅速推广，并成为我国移动通信网中业务 量最大的新业务。 目前在欧洲，全球数字移动通信系统( g l o b a ls y s t e mf o rm o b i l e c o m m u n i c a t i o n s 简称g s m ) 中的预付费用户已占总用户的2 5 以上，占 新开移动用户的6 0 以上。澳大利亚、菲律宾、印度等国也相继开展了此 项业务。自1 9 9 9 年我国开展预付费业务以来，该业务得到了迅猛发展， 全国用户已超过3 0 0 0 万。预付费业务成为移动通信的重要业务之一。 预付费业务的基本概念是：使用该业务的用户首先在自己的帐户中存 储一定金额的话费。预付费业务用户发出或接收呼叫时，移动智能网系统 将判断用户是否有相应的呼叫权限以及用户帐户中的金额是否可进行通 话；在呼叫过程中，系统对通话进行实时计费，并能在规定的时间内终止 呼叫。5 】 预付费业务对用户而言具有入网方便、不需定期缴费、续费方便、随 时随地可进行余额查询、价格低、便于进行话费控制等优点：对于网络运 营商而言，预付费业务可以改变用户消费习惯、加速企业资金周转：消除 山东大学硕士学位论文 欠费造成的资金负担、提高企业经济效益；不需进行话费催缴从而降低运 营成本等优点。 1 2 实现预付费业务的主要技术 到目前为止，国际、国内移动通信网中，用于实现预付费业务的技术 主要包括以下四种：i 1 0 1 1 5 1 1 2 1 用户识别卡方式 该方法将用户的余额存在用户识别卡( s u b s c r i b e ri d e n t i t y m o d u l e c a r d 简称s i m 卡) 上：用户每次呼叫时，手机根据预先设定的费率从s i m 卡中扣除通话费用；屏幕上可显示呼n q 费用和帐户状态。呼叫可实时处理、 实时切断，用户界面友好。但通话的费率单一不能灵活设置；不是所有的 手机都支持该功能；用户充值必须使用专用的设备、充值不方便。计费在 终端( 手机) 侧，有较高的话费欺诈风险。 1 2 2 业务节点方式 采用专门用于处理预付费业务的智能平台来实现业务。不改变现有网 络结构，业务节点直接与移动交换中心( m o b i l es w i t c hc e n t e r ，m s c ) 相 连；所有预付费用户的相关业务均送往该平台进行处理。该方式充值灵活、 列手机功能没有特殊要求，能在本地网范围内较快地实现预付费业务，但 不能很好地解决漫游问题和多个平台f 司的互联问题，不利于网络未来的发 展。一般在网络规模较小、网络结构简单的国家采用此类方式，如欧洲的 瑞士、荷兰等。 1 2 3 基于计费系统方式 该方法通过计费系统的实时计费功能，实现对用户话费帐户的实时扣 费。该方式对网络影响较小，可工作在不同m s c 厂商的网络环境中。但 由于不同计费系统问漫游计费的实时性难以保证，对漫游用户的话费控制 较难：且该方式不能在通话过程中根据用户帐户余额实时切断通话，所以 仍存在话费欺诈风险。 1 2 4 移动智能网方式 该方法通过移动智能网实现预付费业务，符合标准、可实现多厂商设 备互联，有利于网络的发展。对呼叫可进行实时控制，减小了欺诈风险； 系统容量可平滑扩展，能在已有平台上通过加载软件的方式快速提供其它 新业务、支持用户漫游。但采用这种方式的前期投资较大。 我们将四种技术提供的预付费业务进行比较，主要业务特点及网络特 点进行对比，如表1 】所示： 表ll 实现预付费业务的四种技术比较 s i m 卡方式业务节点方式计费方式移动智能网 费率设置自i 一灵活灵活灵活 充值方式不方便方便方便方便 话费欺诈风险高无较高无 实现漫游难较难 难易 投资小较大较小 大 网络可扩展性无小无大 提供其它新业务否否 否能 我国的g s m 网自1 9 9 4 年正式向用户提供服务以来，到2 0 0 1 年l o 月网上用户数已达到13 亿，成为世界上最大的g s m 网络。同其它国家 的g s m 网络相比，我国的g s m 网网络容量巨大、网络结构也最为复杂。 网上交换机机型较多，实现不同厂家的业务互联难度极大。从表11 的技 山东大学硕士学位论文 术比较可以看出：在全国范围内开展预付费业务、实现业务的全国漫游， 采取移动智能网技术更为合理，而且今后可以利用建成的移动智能网平 台，灵活地开展预付费以外的其它新业务，更有效地利用投资。 1 3 本文研究的主要内容 本文将从研究移动智能网技术、邮电部颁布的相关中国智能网设备技 术规范入手，结合本省网络业务现状，分析、对比其它省市网络构成情况， 针对预付费业务进行了移动智能网的全面网络设计。具体内容包括： ( 1 ) 依据技术规范，通过对比不同的网络方案、结合本省网络实际情 况，确定省级移动智能网网元选择、网络结构方案、组网方式以及信令网、 话路网的网路组织。 ( 2 ) 根据移动智能网呼叫技术流程，分析影响话音信道、信令链路配 置的各种因素，确定各类呼叫的话务路由选择方案；完成话音信道、信令 链路的设计计算。 ( 3 ) 针对现有网络设计过程中计算量大、设计精度不高的情况，编写 了移动智能网话音信道、信令链路配置软件。 本文的移动智能网设计结果布局合理、优化配置，可以使业务网路运 行在经济合理的状态，有效地疏通业务，既取得较好的经济效益又能达到 规定的服务质量。目前本文设计的系统己正式投入运行，为g s m 网预付 费业务提供了良好的网络支撑。同时，移动智能网中继、信令配置计算软 件的编写，经过验证，该软件优化了算法、提高了设计效率，必将为今后 网络配备、容量调整工作带来方便。 在本文研究工作的基础上，还可以对移动智能网技术进行进一步研 究，逐步完善预付费业务的各项补充功能，更好地开展该业务，以取得更 好的经济效益。 山东大学硕士学位论文 第2 章移动智能网及话务工程基础 传输和交换技术的发展，为通信业务提供了越来越宽阔的通道。用户 也希望电信网络能提供更多、更方便的新业务。在智能网技术出现以前， 提供一项新业务时，需要网络中所有的交换机都增加相应的软件模块。而 网上交换设备数量庞大，各厂家的设计方法、思路又不尽相同，这就为新 业务的开发带来了极大的困难。 智能网( i n t e l l i g e n tn e t w o r k ，简称i n ) 技术将网络的业务呼叫交换 功能与业务控制功能彻底分离；将业务的执行环境独立于具体业务的提 供，从根本上改变了电信网提供业务的传统方式，使网络可以快速、灵活、 方便地产生各种新的电信业务。 2 1 智能网概念模型 智能网实质上是一个在现有电信网上附加的网络结构，智能网技术的 一个重要特点是它具有一个统一的理论概念模型。国际电联i t u t 在1 9 9 2 年提出了第一代智能网方案准则( c o d i n gs c h e m e s ，简称c s ) c s 1 的概念 模型( i n t e l l i g e n tn e t w o r kc o n c e p t u a lm o d e l ，i n c m ) 用于i n 体系结构的 设计和描述。1 n c m 运用了层次化、结构化及面向对象等原理和技术，将 智能网用一个四层平面模型表示，每个层面代表不同角度所提供的网络能 力1 1 】1 2 】。如简图21 所示。 2 1 i业务层 该层呈现智能网所提供的具体业务及其业务 属性，反映了智能网在该层可为用户提供什么样 业务层 全局功能层 分布功能层 物理层 图21i n c m 示意图 山东大学硕士学位论文 的业务，以及这些业务的主要特征。一种业务可以包括多个业务特征。在 i n 的业务层中，把业务细分成业务特征的方法是一种模块化和重用化的 考虑，通过对不同业务特征的组合可以定义新的业务。 i n 的发展是分阶段的。i t u t 在智能网业务集c s 1 中共提出了2 5 种业务，3 8 种业务特征。到c s 一2 时，在业务平面上增加了业务管理业务、 业务生成业务；在电信业务中增加了网问业务和多用户业务。随着业务的 发展，业务层将不断增加新的业务以满足用户的需要。到c s 3 时，业务 平面将会提供更多的关于宽带和未来移动通信方面的智能网业务。 1 3 1 目前典型的智能网业务有：电话记帐卡业务( a c c o u n tc a r dc a l l i n g ， a c c ) 、被叫集中付费业务( f r e e p h o n e ，f p h ) 、虚拟专用网业务( v i r t u a l p r i v a t en e t w o r k ，v p n ) 等等。业务层面向租用业务和使用业务的用户。例 如：集团用户可以根据自己的需要在业务惯例系统的支持下，对业务进行 客户化操作，而不需要了解业务实现的细节。 2 1 2 全局功能层 该功能平面将智能网看作一个整体，通过构造业务的可重用软件模 块，来实现业务平面中所确定的业务和业务属性。这些软件模块覆盖了网 络的鉴权、计算、号码琵译、用户交互、连接、数据查询和修改、计费等 基本功能。1 nc s 一1 中定义了15 种功能模块，称之为独立于业务的积木式 组件( s e r v i c ei n d e p e n d e n tb u i l d i n gb l o c k ，s i b ) 。通过对s i b 的组合可实 现业务层中的所有业务。 整体功能平面还规定了整体业务逻辑( g l o b a ls e r v i c el o g i c g s l ) 。 业务逻辑是网络能力与基本呼叫模型相互作用的一组程序和规则，可用来 开发和实现智能网业务。在g s l 中说明了完成一个业务时各s i b 链接在 一起的次序，如图2 2 所示。 1 4 1 山东大学硕士学位论文 j、奄、 ， l起始点返回点1返回点2 l基本呼叫处理 2 1 3 分布功能层 图2 2 整体业务逻辑 该层呈现出智能网内部各功能实体的划分及其实现，并定义了功能实 体的实现模型和功能实体间的消息流。包括在分布功能平面中有哪些功能 实体，各s i b 的功能分布在哪些功能实体中，各个功能实体的动作和功能 实体间的信息流。r n 的分布功能模型如图23 所示。图中，椭圆代表各功 能实体，实体间的连线代表它们之间的交互关系，即信息流。其中： 圈2 3 分布功能模型 呼叫控制代理功能( c a l lc o n t r o la g e n tf u n c t i o n ，c c a f ) ：提供用户的 接入，是用户和呼叫控制功能之间的接口。一般是i n 中的用户终端，包 括话音、数据终端等； 呼叫控制功能( c a l lc o n t r o lf u n c t i o n ，c c f ) ：为网络用户提供建立和 山东大学硕士学位论文 控制承载业务的手段。除传统意义的呼叫与连接处理外，还提供接入i n 的触发机制： 业务交换功能( s e r v i c es w i t c h i n gf u n c t i o n ，s s f ) ：在s c f 和c c f 之 间起桥梁作用。识别i n 呼叫并把它上报s c f ，同时接收s c f 发来的呼叫 控制命令，完成呼叫处理； 业务控制功能( s e r v i c ec o n t r o lf u n c t i o n ，s c f ) ：该功能是整个i n 的 核心，起着指挥呼叫控制的作用。提供对i n 业务进行逻辑控制的业务逻 辑，处理与业务有关的行为，如路由选择、呼叫屏蔽等： 业务数据功能( s e r v i c ed a t af u n c t i o n ，s d f ) ：该功能是i n 系统的数 据库。存储整个玳系统的用户数据和网络数据，处理s c f 的实时访问， 接受业务管理功能的数据加载、修改和查询等； 专用资源功能( s p e c i a l i z e dr e s o u r c ef u n c t i o n ，s r f ) ：提供i n 业务所 需的专用资源，如语音识别、合成等，为终端用户提供与i n 的交互作用； 业务生成环境功能( s e r v i c ec r e a t i o ne n v i r o n m e n tf u n c t i o n ) ：是系 统的业务设计平台。提供r n 业务的生成、模拟、证实和测试功能，生成 的新业务逻辑由业务管理功能下载到s c f 和s d f ； 业务管理功能：是整个i n 系统的管理中心，对r n 系统中的s c f 、 s d f 、s r f 等进行实时监测和控制。提供业务逻辑、用户数据的加载和管 理、系统的设备管理及一些统计数据的收集和分析等功能； 业务管理接入功能( s e r v i c em a n a g e m e n ta c c e s sf u n c t i o n ，s m a f ) ：提 供业务管理者和s m f 之间的接口，实现业务管理者对各类业务的管理。 2 i 4 物理层 该层描述各功能实体组合成的实际物理系统的各种可能方案，以及物 理系统问的具体通信协议。智能网的功能用什么样的物理实体来实现是非 常灵活的，但应满足几个基本要求： ( 1 ) 分布层平面中的各个功能实体应能转换到物理层的相应实体中 去：( 2 ) 同一个物理实体中，可以具有个或多个功能实体；( 3 1 一个功能 实体不能分散在两个物理实体中；( 4 ) 每个物理实体应提供标准的接口。 物理层主要面向智能网应用的集成商，如中国移动、中国联通等。 随着智能网业务的发展，i t u t 又推出了第二代c s 一2 标准，该标 准主要研究智能网的网间互联以及网间业务。在c s 一1 的基础上又定义了 1 6 种新业务，例如：全球虚拟网业务、网间被叫集中付费、网问电话投 票业务、网间大众呼叫等业务。但c s 一2 标准与c s l 中的智能网概念模型 在主要结构、各层的功能、各层之间的相互关系等方面保持了一致。 2 2 移动网与智能网的互联 移动网标准与智能网标准侧重点不同，智能网的标准设立初期主要为 固定网用户提供增值业务；而移动网的目标是无论用户在什么位置，均要 为用户提供电信业务，需要更多地考虑到用户的漫游问题。移动智能网的 演进过程如下： 首先，实现移动网与智能网的互联，将现有移动通信系统中的移动交 换中，t i 升级为移动业务交换点( s e r v i c es w i t c h i n gp o i n t ，s s p ) ，而移动网的 其它实体不变：第二步，将移动网中数据库访问位置寄存器( v i s i t o r l o c a t i o nr e g i s t e r v l r ) 、归属位置寄存器( h o m el o c a t i o nr e g i s t e r ，h l r ) 与智能网中的数据库( s d f ) 综合在一起，为业务控制提供统一的用户信 息；最后，实现智能网与移动网综合的第三代移动通信系统。目前我国的 移动智能网正处于第一步演进过程之中。 移动网与智能网的互联原理如图2 4 所示。 山东大学硕士学位论文 拨号振铃 结 裹 图24 移动网与智能网互联原理 智能网的业务控制功能( s c f ) 、业务数据功能( s d f ) 等组成了客户 化业务执行环境( c u s t o ms e r v i c ee n v i r o n m e n t ，c s e ) ，负责业务逻辑的执 行。m s c s s p 是处理呼叫的交换平台。在用户呼叫时，m s c s s p 先对用 户进行鉴权，然后判断该用户的呼叫是否满足触发智能呼叫的条件。如果 满足，就把呼q 上报c s e 。c s e 收到上报的呼叫信息后开始执行相应的业 务逻辑，如用户帐户余额查询等，并控制交换平台对呼叫进行接续。在呼 叫接通后，c s e 继续监视并控制呼叫，收集呼叫信息并发送计费信息。 5 1 目前，移动智能网m s c s s p 的设置方式也分为了两种：一种为叠加 网，即一个地区内的某一个s s p 负责整个区域内的s s p 功能，其它交换 设备仅具有m s c 的功能；第二种方式为目标网，即网上的每个m s c 均 通过硬件、软件升级的方式成为s s p ，每个m s c 都具有s s p 的业务处理 功能。 现在绝大部分省、市移动智能劂的设置均采用第一种方式，在智能网 业务量不是很大的情况下，该方式可以利用较少的资金投入为全网提供业 务。但在智能网业务占总业务比例较大、业务量繁重的情况下，叠加网的 方式将需要大量的局问中继，造成交换端口、传输链路的浪费，经济性大 山东大学硕士学位论文 大降低。在移动通信业务非常发达，预付费业务量巨大的省市，一般采用 目标网的方式设置s s p ，如上海、广东等。 2 3电信网话务工程基础 话务工程研究的是信息分配系统服务的随机过程，解决信息分配系统 的网络结构、话务负荷能力、设备容量和服务质量之间关系的各种问题。 它是通信系统研究、设计与维护的理论基础。话务工程覆盖面广、涉及多 种学科，本节内容仅对影响通信网络的容量设计( 特别是中继数量设计) 的内容进行扼要的阐述。 2 3 1 呼叫流与服务质量特性 所谓呼叫流是指经过任意时间间隔或任意时刻发生的呼叫序列。呼叫 流可分为两大类：确定性呼叫流和随机性呼叫流。按照确定的时间间隔或 时刻发生的呼叫是确定性呼叫流。随机性呼叫流的发生时间间隔或发生时 刻是随机变量。实际通信系统的呼叫均为随机性呼叫，该类呼叫流是话务 理论的研究对象。 如果对于任何t o 及整数k o ，在区间( q ，a + t ) 发生k 个呼叫的 概率只与k 和t 有关，则称这个呼叫流具有平稳性。如果在区间【t t + t 】 内，当t o 时发生2 个以上呼叫的概率是t 的高阶无穷小，则称这个流 具有普通性。如果在时间区间( a ，a + t ) 内发生k 个呼叫的概率与时刻a 以前的呼叫发生情况无关，则称这个流为无后效流。 在一般情况下，当用户群较大时，就可以认为呼叫流无后效性；所研 究的问题一般只考察不长时间内的呼叫，因而流具有平稳性；通常假设呼 叫具有普通性，具备这三个条件的呼叫流称为最简单流，是话务理论中应 用最多的呼叫流模型。该呼叫流在时间长度t 内恰好发生k 个呼叫的概率 山东大学硕士学位论文 为：1 3 1 嫩) = 等e “ 3 。j ， 该概率分布为普阿松分布，其中 为单位时间内的呼叫数，即呼叫流 的强度。 在电信话务工程中为了定量说明系统的服务质量，采用了“呼损”的 概念。呼损表明了用户发起的无法进入系统、得到正常服务的呼叫次数占 总呼叫次数的比例。可以看出：呼损是网络设计的重要参数，对于相同的 中继容量，允许的呼损越大、系统可承载的业务量就越大。系统的呼损与 系统被占用的概率分布有关。p l 2 3 2 全利用度线束的爱尔兰公式 为一定的负载源所提供的中继线的总和叫线束；线束中包含的中继线 数量叫做线束容量。线束按照它的结构不同，分为全利用度线束和部分利 用度线束。若线束中的任意中继线都能被它所服务的负载源使用，则该线 束叫作全利用度线束。若在一个线束中，不是所有的中继线都能被负载源 使用，则称为部分利用度线束。在移动网中局间中继均为全利用度线束。 假设全利用度线束的容量为n ( 1 n 一，呼叫流为参数等于 的最 简单流，呼叫占用时长服从指数分布，其平均服务时长为1 b 。根据式 231 可导出系统的占用概率为： ( a 口1 1 f ! “ 亡r1f 口、( fpl ( 2 3 。2 ) ( a ) 。k ! “纠 该分布称为爱尔兰分布。最简单呼叫流在全利用度线束中的呼损，等 于n 条中继全部被占用的概率。令i = n 可求出系统呼损。同时，若呼损用 e n 表示，负载强度a = a 口，由式232 可得： 山东大学硕士学位论文 e ( 4 ) ：盟l ( 爿k r ) k = 0 ( 2 3 3 ) 式( 233 ) 称为第一爱尔兰公式。为了便于计算机计算，可将第一爱 尔兰公式变化为递推形式： 驯，= 者器 陀3 本文的中继线配置软件中计算出特定方向的负荷( 话务量) 后，就是 以该公式为基础进行话音信道中继数量的计算。 为了了解全利用度线束的话务负荷能力，根据式23 3 可以分析出呼 损、负载强度、线束容量三者之间的关系为： l 、当线束容量n 一定时，呼损越大，线束负荷能力越大； 2 、当流入负载强度一定时，容许的呼损越大，需要的线柬容量越小； 3 、当呼损一定时，线束容量越大，其负荷能力越大， 用线束利用率观察上述各量之间的关系，有如下结果： r l = a m = a ( i - e ) m ( 2 3 5 ) 它表示每线平均完成的负载强度，即每条线的平均被使用时间a 由式 ( 23 2 ) 、式( 23 5 ) ，可分析出线束容量、呼损与线束利用率之间的关系 为： 1 、当线束容量n 一定时，允许的呼损越大，线束利用率越高； 2 、当线束利用率保持不变时，呼损越大，需要的线束容量越小； 3 、当线束呼损一定时，线束容量越大，其利用率越高。 山东大学硕士学位论文 第3 章省级移动智能网的设计 根据电信业务的实现流程，确定实现某项业务所采用的技术后。要经 过网络设计、网络建设、设备调测等多项工作才能使网络具备向用户提供 业务的能力。而物理网络实体的设计是提供业务的前提基础，网络设计是 否科学、合理，直接影响到网络建设、设备调测等工作能否顺利完成，影 响到网络日常维护、管理工作的进行，影响到该业务的投资大小、以及经 济效益的好坏。 本章将针对应用移动智能网技术实现预付费业务的网络组织、话务、 信令路由组织等技术细节进行较为彻底的研究；并结合山东联通的网络现 状，进行容量为1 0 0 万门的省级移动智能网的总体设计。