（通信与信息系统专业论文）移动通信系统中的业务提供方式研究.pdf

华中针j 之大学硕士学位沦 摘要 7 - v ，9z ， 目前通信网络的发展正从技术驱动向业务驱动转变，新业务的提供逐渐成为关 注焦点，尤其是在移动网和i n t e m e t 互联的过程中，向用户提供个性化业务的市场需 求日益增长。但是个性化业务的特定用户群相对于基本业务要小得多，传统的业务 提供方式已经不能满足个性化业务的要求，因此对于业务的提供方式进行研究是非 常必要的。弦7 g s m 系统中业务的提供与网络支持之间是一种紧耦合的关系，提供新业务必须 修改多个网络实体中的业务逻辑，不适用于个性化业务的提供。移动智能网c a m e l 通过将实体控制和业务提供相分离提高了网络提供业务的能力。3 g 系统将控制和承 载进一步分离，通过开放式a p i 为第三方业务提供商提供了灵活的业务加载手段。 g p r s h l r 中补充业务逻辑处理是紧耦合业务提供方式的一个典型例子。 g p r s h l r 是整个g p r s 网络的中央用户数据库，它通过7 号信令与其它网络实体 进行业务交互，完成移动应用部分的协议处理。补充业务的设计分为业务操作逻辑 的设汁和业务数据存储的设计。补充业务设计方案的合理性和实用性可以通过内部 功能测试和集成功能测试得以验证。 3 g 系统中使用o s a 平台可实现虚拟归属环境v i l e ，使用户享受具有可携带性 的个性化业务。c a m e l 可以帮助网络运营者向漫游中的用户提供特色业务：因此 c a m e l 可以对业务的v h e 特性予以支持，但现有的c a m e l 网络还不具备开放式 接入条件。要利用c a m e l 来实现3 g 业务还必须对于现有网络进行改进。 关键词 业务提供方式，通用分组无线业务，归属位置寄存器，开放式业务接人体系，虚拟 归属环境，移动网络增强窖寤化应用遥辑，、， q l j 0l， j 滓中科技大学硕士学位沦文 掣? _ ! ! 黑= = 鼍= = = = = ! 一= 麓，! = ：= = ! 皇? ! ! = ! ! = ! ! ，_ ? ! = ? _ _ = 皇= ! ? ? 。一一 a b s t r a c t i nt h ep a s tf e wy e a r s ，t h ec o m m u n i c a t i o n sn e t w o r ki s1 m d e r g o i n gat r a n s f o r m a t i o n f r o mt e c h n o l o g y d r i v e nt os e r v i c e d r i v e n t h ep r o g r e s sm a d ei nt h ei n t e r a c t i o nb e t w e e n m o b i l ec o m m u n i c a t i o n sa n di n t e r n e th a so p e n e dav i s t at on e wa n dp o w e r f u la p p l i c a t i o n s f u t u r ea r c h i t e c t u r ei sf o c u s e do nf a s t e rp r o v i s i o na n dc u s t o m i z e ds e r v i c e sf o rt h eu s e r s g s m p r o v i d e sa c l o s ec o u p l i n gb e t w e e ns e r v i c e sa n dn e t w o r ke n t i t i e s w h i l e c a m e li sb a s e do nt h ei m p l e m e n t a t i o no fas e r v i c ei n d e p e n d e n ta n dm a c h i n e i n d e p e n d e n t a r c h i t e c t u r ef r o mw h i c hn e t w o r ks e r v i c ep r o v i d e rc a nc r e a t ec u s t o m i z e d s e r v i c e sf o rt h e i rc u s t o m e r s w i t ht h ec o n c e p to fv i r t u a lh o m ee n v i r o n m e n ti n3 g o p e n s e r v i c ea c c e s se n a b l e so p e r a t o ra n dt h i r dp a r t ys e r v i c e st om a k eu s eo fn e t w o r k f u n c t i o n a l i t yt h r o u g ho p e n s t a n d a r d i z e da h s i nt h i sw a y a p p l i c a t i o n si m p l e m e n t i n g t h e s e r v i c e sb e c o m e i n d e p e n d e n t f r o mt h eu n d e r l y i n gn e t w o r k t e c h n o l o g y a sa t y p i c a le x a m p l e o fc l o s ec o u p l i n gm e t h o d ，t h es u p p l e m e n t a r ys e r v i c e sh a n d l i n g i nh l ri sd e f i n e db ym a po v e rs s 7 t h ei m p l e m e n t a t i o no fs u p p l e m e n t a r ys e r v i c e i n c l u d e ss e r v i c ep r o c e d u r e sa n du s e rd a t a i ti sn e c e s s a r yt ot e s tt h er a t i o n a l i t yo ft h e d e s i g n v h ei sd e f i n e da sac o n c e p tf o rp e r s o n a ls e r v i c ee n v f f o n m e n t p o r t a b i l i t y a c r o s s n e t w o r kb o u n d a r i e sa n db e t w e e nt e r m i n a l s ak e yf e a t u r et os u p p o r tv h ei st h ea b i l i t yt o b u i l ds e r v i c e su s i n gas t a n d a r d i z e da p p l i c a t i o ni n t e r f a c e s i n c ec a m e l p r o v i d e sa m e c h a n i s mt os u p p o r ts e r v i c e sc o n s i s t e n t l yi n d e p e n d e n t l yo ft h es e r v i n gn e t w o r k ，i ti s p o s s i b l e t or e v a m pt h ee x i s t i n gc a m e ln e t w o r kt oa d e q u a t e l ys u p p o r ts e r v i c e si nv h e r k e v w o r d s e r v i c ep r o v i s i o n ，g p r s ，h u t ，o s a ，v h e ，c a m e l i i -f。l 。产中 i 妓戈学硕士学位奄文 1 综述 1 1 移动通信的发展 移动通信技术诞生于2 0 世纪2 0 年代，而移动通信系统的广泛应用则开始于2 0 世纪7 0 年代。数字程控交换技术的普遍应用，综合业务数字网的开发成功以及对于 智能网的研究和探索都为个人通信的发展奠定了网络基础。移动通信特别是蜂窝小 区技术的发展，使用户摆脱了固定终端的束缚，为实现个人移动性提供了可靠的传 输手段和接续方式。超大规模集成电路和贴片工艺技术的发展成熟，又为袖珍终端 设备的制造和推广开辟了美好的前景。移动通信已经成为电信领域中发展速度最快、 最为灵活便捷的先进通信技术的支柱之一。 移动通信大规模地进入商用领域，到目前为止经历了两个主要的发展阶段。一 个是模拟蜂窝移动通信系统，例如美国的高级移动电话业务( a m p s ) 、英国的全接 人通信系统( t a c s ) 、北欧四国的北欧移动电话( n m t ) 等。第二个阶段是数字蜂 窝移动通信系统，例如欧洲的全球移动通信系统( g s m ) 、日本的个人数字系统( p d c ) 和美国的i s 一9 5c d m a 等。目前世界各国正着手制订和实施第三代移动通信系统的 规范、 9 0 0 m h z 模拟蜂窝移动通信系统经过十几年的发展，其用户数量远远超过了早期 的设想。随着用户数目的迅猛增加以及用户需求的不断进步，模拟蜂窝移动通信系 统也逐渐暴露出其缺陷：一是各个系统之间没有公共接口无法实现互联，二是移动 通信网无法与固定电信网的迅速数字化发展相适应，难以开展数据承载业务，三是 频谱利用率低，无法适应大容量的要求，四是通信的保密安全性能不佳。这些弱点 妨碍了模拟系统的进一步发展，从而促使了移动通信系统的数字化。 针对模拟移动通信系统存在的缺点，移动通信进入其发展的第二个阶段，其目 标是全球化、数字化和个人化。目前的数字蜂窝移动通信系统主要存在两种技术体 制，时分多址( t d m a ) 和码分多址( c d m a ) 。t d m a 技术的代表系统是g s m 移 动通信系统，其频谱利用率为模拟系统的3 倍，是当今世界最具突破性的移动无线 标准。t d m a 技术依靠时隙在信息帧内所处的位置来识别信道，不同用户的通话信 息被分配到特定的时隙中。采用c d m a 技术的代表系统是i s 一9 5 系统，其频谱利用 叠璺夔塑至丝盟! q 堡! 提供煦腿釜厦量整佳上要线王q 墨m 丞统一。面且系统成銮较 低。但是由于i s 一9 5 系统对设备的技术要求较高，商业化的时间也相对较晚，因 此其普及程度不及g s m 系统。c d m a 是一种以扩频通信为基础的调制和多址技术， 它不像g s m 系统以时隙来识别特定通话信道，而是依靠特定的用户标识代码把不 同用户通话区分开来，多个用户的通话信息调制叠加到整个1 2 5 m h z 的信道上，在 接收端再利用不同的用户标志代码相关性解调得到特定用户的通话信息。 g s m 系统对语音业务提供了很好的支持，此外g s m 系统还能够提供低速率的 数据业务和多种补充业务。但是随着移动业务的不断扩展，g s m 系统在个性化业务 提供和最大数据传输速率方面受到的限制导致了技术上的需求。g s m 网络的演进首 先是采用智能网( i n ) 技术开发新功能和提供新业务。智能网是在现有交换与传输 的基础网络结构上设置的一种附加网络结构，通过引入业务控制点( s c p ) 和业务 交换点( s s p ) 将业务控制功能从交换机中分离出来，由附加的智能网络层完成对 业务的集中控制。其次是将原有g s m 业务与数据业务相结合以提供短消息和无线 移动接入服务。移动通信与数据通信的结合最大程度上满足了移动化和个人化的需 求。数据业务采用智能消息处理和无线接入协议( w a p ) 等技术来提供会议电视、 电子邮件以及手机上网等服务。 通用分组无线业务( g p r s ) 将分组交换的传输方式引入了g s m 系统，利用g p r s 可以为用户提共更高速率的移动数据业务。它通过在网络中增加g p r s 业务支持节 点( s g s n ) 和g p r s 网关支持节点( g g s n ) 两个功能单元，利用分组技术实现了 最高1 7 1 k b p s 的传输速率n 。g p r s 的特点是可以根据用户的需求灵活的分配频率 资源，多个用户可共享一个时隙，单个用户最多可使用八个时隙。另外，g p r s 的 上下行链路可以非对称，数据的传输速率可以根据需要动态调整。g p r s 系统是在 g s m 网络基础上的平滑演进，它继承了g s m 系统的全部设施，覆盖g s m 的全部 功能并提供与分组数据交换网的接1 5 和分组数据传输功能。 但是频率资源的匮乏始终是g s m 网络发展的桎梏。随着移动多媒体应用的发 展，频率资源的危机愈显突出，它促使现有的g s m 移动通信网向第三代移动通信 系统( i m t 一2 0 0 0 u m t s ) 演进，最终成为真正的个人移动通信网络。i m t 2 0 0 0 的目 标是全球统一频段、统一标准、全球无缝覆盖、实现高服务质量、高保密性能、高 频谱效率、提供多媒体业务、实现高速率的无线多媒体通信。i m t 一2 0 0 0 u m t s 试图 建立一个全球性的移动综合业务数字网，用以在任何时间、任何地点为全球电信的 基础设施提供无线接入。 一等。 ，一纠一技起学硕一= i = 学位论之 1 2 移动通信业务提供现状 自1 9 8 7 年我国开始提供移动业务以来，移动通信的发展非常迅猛。1 9 9 9 年中 国移动和中国联通两大运营商的g s m 网络总用户数目已超过3 6 0 0 万，是世界上最 大的g s m 运营商。预计到2 0 0 3 年，中国的g s m 移动用户数目将达到8 0 0 0 万左右， 加上其它移动网络的用户，移动用户总数有望突破1 亿，将超过日本而仅次于美国。 面对着快速增长的用户数目带来的容量需求和用户不断提出的新业务需求，目前非 常有限的频率资源和通信系统容量给现有的g s m 移动网带来了系统资源短缺和新 业务提供能力不足的问题。 我国现有的第二代移动通信网主要采用g s m 系统，所以从第二代通信网演进 到第三代通信网的过程中要首先实现它们之间的互通，以保证终端在不同网络之间 的无缝漫游。移动通信业务也将从基本的语音及低速率的数据业务向更多的个性化 业务迈进。随着i n t e r n e t 的迅猛发展，移动网络和i n t e m e t 的互通对于移动网的演进 也提出了新的需求，其最终目的是实现全皿的承载网络。 针对我国具体情况，较为可行的演进方案是采取三个阶段的平滑演进策略，即 g s m g p r s 一3 g 。中国无线通信标准研究组( c w t s ) 已经加入r r u 及两个主要 进行3 g 系统标准化的第三代移动通信伙伴计划，即3 g p p ( 制定基于g s m 网络、 w c d m a 和c d m at d d 无线技术的标准) 和3 g p p 2 ( 制定基于窄带c d m a 网络和 c d m a 2 0 0 0 无线技术的标准) 。1 9 9 9 年l o 月由我国提出的拥有自主知识产权的 t d s c d m a 标准通过了1 1 r u 的认定，正式成为i m t 一2 0 0 0 中3 g p p 家族的无线传输 接口标准之一，这是我国首次被国际电联采纳的通信标准。在商用系统开发方面， 我国两大移动营运商也在不断努力。2 0 0 0 年开始，中国移动已经着手在现有g s m 网的基础上引入g p r s 业务，为用户提供基于分组交换的高速无线数据业务。中国 联通也推出基于i s 9 5 的c d m a 系统的开发计划，以缓解其g s m 网在容量方面和 业务提供能力上的不足。 1 3 课题背景来源 技大学硕士? j tj 爸，之 位于华中科技大学内的金鹏华中通信研究所是广州金鹏集团有限公司的主要技 术依托单位之一。1 9 9 7 年1 2 月金鹏华中通信研究所开始了j p m 1g s m 移动通信系 统中归属位置寄存器( h l r ) 的研制工作，1 9 9 8 年1 1 月该h l r 系统配合金鹏移动 交换机在河北省邯郸市开通了实验局，并通过信息产业部组织的入网测试和专家方 案评审，于1 9 9 9 年3 月获得入网许可证。 随着我国移动通信和i n t e r n e t 业务的飞速发展，移动互联网成为新的市场热点。 广卅i 金鹏集团有限公司适应这一市场变化趋势与美国m o t o r o l a 公司签署了产品合作 协议，共同开发g s m 基础上具有较高速率数据接入的g p r s 系统，金鹏集团有限 公司负责其中g p r s h l r 子系统的产品开发任务。经过公司领导的慎重考虑，决定 由华中金鹏研究所继续承担这一任务，与m o t o r o l a 公司密切合作，达到协议规定的 目标。 本文对于不同移动通信系统中的业务提供方式进行了全面的研究，文中的实践 应用部分是围绕着g p r s h l r 系统中补充业务的设计与实现来阐述的。在充分理解 g s m 系统业务的基础上，根据g s m 系统中相关规范做出h l r 中补充业务功能单元 的需求分析，对于补充业务数据在h l r 数据库中的组织和操作逻辑进行了详细设计 和实现，最后参与了g p r s h l r 系统的联调与测试。 1 4 本文的研究内容及意义 目前移动通信网正在向数字化、智能化和个人化的方向发展，基本的语音和低 速率数据业务已经不能满足用户日益增长的需要。用户对于通信能力的要求不断提 高，并希望移动通信网能为用户提供更多、更方便的新业务。可以预见到，许多更 为高级的业务将把基于以下三种基本类型的三个领域统一起来1 ，如图1 1 所示。 ”r - t p 科技大学硕士学位论文 计算机数据类 互联网接入 电子邮件 实时图像传输 多媒体文件传输 移动计算 移动电信类 会议电视 g s m 和i s d n 通信业务 可视电话 宽带数据业务 务 远程购物 增值i n t e m e t 业务 电视与广播业务 图l 1 交叉应用提供新的业务机会 随着世界范围内移动通信市场的不断发展和各种移动通信网络规模的不断扩 大，市场竞争也日趋激烈。电信运营商将从空，时销售商转移到综合业务提供者或者 说所有可想象的内容提供者。业务将成为未来的主要商务，因为3 g 网络的主要推 动力不仅是由于新技术的成长，还包括由这些技术带来的新型增值业务以及这些业 务无处不在的适用性。提供多样化、多层次的新业务和建立更完善的服务体系成为 运营商们保有更高市场份额的重要手段。尤其是在传统移动通信网和i n t e r n e t 互连的 过程中，向用户提供个性化业务日益重要，通过提供个性化业务可以提高设备的利 用率并产生新的利润来源，从而保证运营商的投资回报。个性化业务的特点就是针 对性强，其特定用户群比基本业务的用户群小得多。传统的业务提供方式已经不适 用于个性化业务的提供，因此对于业务的提供方式进行研究是非常必要的。与此同 时，更为快捷而且廉价的业务提供方式对于争取市场支持也具有重要意义。 华中；斗技大学硕士学位论文 1 5 本文章节安排 本文共分为四章。 第一章为综述，描述了移动通信发展的现状，介绍了课题的背景来源以及研究 的意义。 第二章对于不同移动通信系统中的业务提供方式进行了全面的阐述，说明第二 代g s m 系统、移动智能网c a m e l 系统和第三代移动通信系统中业务提供方式的 特点，并以预付费业务为例分析比较了不同业务提供方式下的实现方案。 第三章以o p r s h l r 系统中的补充业务设计和实现为例，对于g s m 系统业务 提供方式下的一些关键性问题提出了自己的解决方案。在实践的基础上，深入分析 了g s m 系统的业务提供方式。 第四章针对业务提供方式的演进，对于在现有智能网的基础上加以改进，提供 3 g 系统的部分业务进行了研究，并针对个性化业务实例提出了参考解决方案。 华中科技大学硕士学位论文 2 移动通信系统中的业务提供 2 1g s m 系统中的业务提供 与以往的蜂窝系统相比，g s m 移动通信系统具有保密性强、标准完善、技术成 熟等优势。g s m 系统在构建初期就以提供窄带i s d n 业务为目标，因此在标准的制 定中已经充分地考虑了综合业务在移动网中的引入。例如移动无线接口信令层3 的 连接管理子层的信令结构就是依照综合业务数字网i s d n 用户，网络接口协议来制定 的“”。与固定电信网相比，g s m 系统能提供更多种不同类型的业务，包括补充业 务，例如主叫号码显示、呼叫遇忙前转、闭锁所有出呼叫等；数据业务，例如短消 息、传真以及通用分组无线业务g p r s 等。 2 1 1 g s m 系统提供的业务 与公共电话网p s t n 和模拟移动网相比，g s m 数字移动通信系统为用户提供了 一个更大的电信业务平台。g s m 系统的用户除了可以进行最基本的语音通信以外， 还可以进行数据通信。因此，按照所传输信息的特征，g s m 系统向用户提供的业务 可划分为两类，即语音业务和数据业务。而从i s d n 的角度来看，g s m 系统提供的 业务可划分为基本业务和补充业务哺1 。基本业务按功能又可分为电信业务 ( t e l e s e r v i c e s ) 和承载业务( b e a r e rs e r v i c e s ) ，这两种业务都是独立的通信业务1 7 1 t 8 1 0 补充业务则是针对于特定基本业务的附加补充功能，它不能作为一种独立的 业务提供给用户，而必须附加于一定的基本业务之上，同一补充业务可以同时附加 于多种基本业务之上。 一电信业务和承载业务 电信业务是端到端的业务，即为用户通信提供包括终端设备功能在内完整能力 的通信业务，通常要依照网络运营部门批准的规程予以提供。电信业务的实现包括 o s i 模型第1 到第7 层的协议。承载业务则是在两个终端网络接口处提供的业务， 即提供用户接入点间信号传输的能力。承载业务仅包括o s i 模型第1 到第3 层的协 议t 9 10 电信业务和承载业务的关系如图2 1 所示。 7 华中科技大学硕士学位论文 图2 1 电信业务与承载业务 二基本业务组 具有一定相同特征的承载业务构成一个基本承载业务组，具有一定相同特征的 电信业务构成一个基本电信业务组，基本承载业务组和基本电信业务组统称为基本 业务组。基本业务组按它所包含的业务类型可分为两类：基础的基本业务组e b s g ( e l e m e n t a r yb a s i cs e r v i c eg r o u p ) 和复合的基本业务组c b s g ( c o l l e c t i v e b a s i cs e r v i c e g r o u p ) 。 对于电信业务而言，所谓e b s g 就是诸如语音传输业务、短消息业务、传真业 务等各种物理意义上独立并且功能单一的业务类别；所谓c b s g 就是一个基本业务 组具有若干e b s g 功能，例如所有的数据电信业务这个c b s g 就覆盖了短消息业务、 传真业务两个e b s g 的功能。对于承载业务而言，所谓e b s g 就是诸如数据电路异 步、数据电路同步、单一p a d 访问业务、单一数据报访问业务等功能单一的业务类 别。类似于电信业务，c b s g 也是一个基本业务组具有若干e b s g 功能，例如所有 的同步业务这个c b s g 就覆盖了数据电路同步、单一数据报访问业务两个e b s g 的 功能。 表2 1 中详细列出了c b s g 和e b s g 的包含关系t 6 1 1 0 1 i l l l 该表中同时列出了 各个基本业务组的代码和组号。由于补充业务是附着在基本业务之上提供的，所以 补充业务的操作也是针对于特定的基本业务进行的。将c b s g 分裂成e b s g 是补充 业务处理逻辑实现上的关键点之一，而其分裂的依据就是表2 1 所描述的包含关 系。 华中科技大学硕士学位论文 表2 1 基本业务组的包含关系 复合的基本业务组基础的基本业务组 代码名称组号名称代码 0 x 0 0 所有的电信业务 l 语音传输业务0 x 1 0 2短消息业务o x 2 0 6传真业务o x 6 0 0 x 7 0 所有的数据电信业务 2短消息业务o x 2 0 6 传真业务 o x 6 0 o x 8 0 除短消息业务之外的其它所有电 1 语音传输业务 o x l o 信业务6传真业务o x 6 0 o x o o 所有的承载业务 7 所有的异步双工电路型数据业务 o x l o 8所有的同步双工电路型数据业务o x l 8 9所有的异步p a d 访问业务0 x 2 0 1 0 所有的同步双工数据报业务 0 x 2 8 0 x 3 0 所有的交替语音月 限制异步双工 7 异步双工电路型数据业务 0 x 1 0 电路型数据业务 0 x 3 8 所有的交替语音，非限制同步双工 8 同步双工电路型数据业务 0 x 1 8 电路型数据业务 0 x 4 0 所有的语音后接非限制异步双工 7 异步双工电路型数据业务 0 x 1 0 电路型数据业务 0 x 4 8所有的语音后接非限制同步双工8同步双工电路型数据业务 0 x 1 8 电路型数据业务 0 x 5 0 所有的异步电路型数据业务 7所有的异步双工电路型数据业务0 x 1 0 0 x 6 0 所有的异步业务 7 所有的异步双工电路型数据业务 0 x 1 0 9 所有的异步p a d 访问业务 0 x 2 0 0 x 5 8 所有的同步电路型数据业务 8所有的同步双工电路型数据业务 0 x 1 8 0 x 6 8 所有的同步业务 8 所有的同步双工电路型数据业务 0 x 1 8 1 0所有的同步双工数据报业务 0 x 2 8 三补充业务分类 补充业务作为对基本业务的修改和补充，从其提供的功能上来划分目前有8 种 类型，每种类型又包含一种或多种具体的业务，如表2 - - 2 所示。 其中号码辨识类补充业务、呼叫实现类补充业务、多方通话类补充业务、计费 补充业务和呼叫传输类补充业务是基于用户可识别的。所谓的“基于用户可识别”是 指，这几类补充业务是针对某一用户附由面韭运旦皇塑苤全壁垂量奎些壹塑l 二墼 簪中科技大学硕士学位论文 而言，这些基于用户可识别的补充业务只有提供( 激活) 和不提供两种状态。而呼 叫提供类补充业务、共同利益团体补充业务、呼叫限制类补充业务是基于基本业务 组可识别的。所谓的“基于基本业务组可识别”是指，对于同一个用户，这几类补充 业务可以附加于该用户的多个基本业务组上，并且在不同基本业务组上同一补充业 务可以处于不同的状态和或附加不同的相关信息。 表2 2 补充业务的分类 号码辨识类补充业务“2 儿1 3 1主叫号码显示( c l i p ：c a l l i n g l i n ej d e n d 6 c a d o n p r e s e n t a t i o n ) 【1 4 】 主叫号码显示限制( c u r ：c a l l i n g l i n ei d e n t i f i c a t i o nr e s t r i c t i o n ) 被叫号码显示( c o l p ：c o n n o t e dl i n ei d e n t i f i c a t i o np r e s e n t a t i o n ) 被叫号码显示限制( c o l r ：c o n n e c t e dl i n ei d e n t i f i c a t i o nr e s t r i c t i o n ) 呼叫提供类补充业务“5 川6 1无条件前转( c b - 礓j ：c a l lf o r w a r d i n gu n c o n d i t i o n a l ) 【1 7 】 遇忙前转( c f b ：c a l lf o r w a r d i n go nm o b i l es u b s c r i b e rb u s y ) 无应答前转( c r 稍r y ：c a l l f o r w a r d i n g o n n o r e p l y ) 不可及前转( c f n r c ：c a l lf o r w a r d i n go om o b i l es u b s c r i b e rn o t r e a c h a b l e ) 呼叫实现类补充业务1 呼叫等待( c w ：c a l lw a i t i n g ) 呼叫保持( h o l d ：c a l lh o l d i n g ) 多方通话类补充业务“9 1多方通话( m p t y ：m u l t ip a r t ys e r v i c e ) 共同利益团体补充业务圯邮闭合用户群( c u g ：c l o s e d u s e r g r o u p ) 计费补充业务”计费信息建议( a o c i ：a d v i c eo f c h a r g e ( i n f o r m a t i o n ) ) 计费计费建议( a o c c ：a d “c e o f c h a r g e ( c h a r g i n g ) ) 呼叫限制类补充业务n 2 1闭锁所有出呼叫( b a o c ：b a r r i n g o f a l l o u t g o m g c a l l s ) 闭锁所有国际出呼叫( b o i c ：b a r r i n go f o u t g o i n gi n t e r n a t i o n a lc a l l s ) 除对归属p l m n 用户外，闭锁所有国际出呼叫( b o i c - e x h c ：b a r r i n g o fo u t g o m gi n t e r n a t i o n a lc a l l se x c e p tt h o s ed i r e c t e dt ot h eh o m ep l m n c o u n t r y ) 闭锁所有人呼叫( b a i c ：b a r f i n g o f a l l i n c o m i n g c a l l s ) 漫游出归属p l m n 时闭锁所有入呼叫( b 1 c r o a m ：b a r r i n go f i n c o m i n g c a l l s w h e n r o a m i n g o u t s i d e t h e h o m e p l m n c o u n t r y ) l 呼叫传输类补充业务“” 显式呼叫转移输( e c t ：e x p l i c i t e dc a l lt r a n s f e r 四通用分组无线业务g p r s 通用分组无线业务( g p r s ) 是g s m 系统向3 g 系统演进的关键技术。传统g s m 系统中，系统组成主要包括移动台( m s ) 、基站子系统( b s s ) 、网络子系统( n s s ) 等几部份。g p r s 通过在原有g s m 网络中增加两个网络节点引入分组交换模式，这 一一一 强中 ， 之太：硕一l 学泣i ：更 两个节点分别是g p r s 业务支持节点o s e r v i n gg p r ss u p p o r tn o d e ) 和g p r s 网关 支持节点( g a t e w a yg p r ss u p p o r tn o d e ) 1 2 4 1 0 g p r s 为移动通信与数据网络相结合 提供了条件，使业务得以引入广阔的移动市场。依靠g p r s 技术，g s m 用户不 但可以享受移动环境下的高速数据业务还可以享受收发e m a i l 、网页浏览等服务。 g p r s 是一组新的g s m 承载业务，它利用分组交换模式传输用户数据。g p r s 突破了现有g s m 数据业务最高速率仅9 6 k b p s 的限制，数据速率可高达1 7 0 k b p s 。 它允许_ ； 5 户以端到端的分组传送模式发送和接收数据，不需要使用电路交换模式下 的任何网络资源。g p r s 可以为移动用户提供一种“永远在线”的数据连接，这种方式 适合于突发数据业务的特性 2 5 10 在支持g p r s 承载业务的标准化网络协议的基础上， g p r s 网络可以提供或支持一系列的交互式电信业务，其中包括承载业务和用户终 端业务。 g p r s 能够提供两个m s 之间或m s 与g p r s 终端，夕h 部p d n 终端之间的数据传 送能力。它提供的承载业务分为两种类型，分别是点到点( p t p ) 业务和点到多点 ( p t m ) 业务1 2 1 。 点到点业务在两个用户之间提供一个或多个分组的传输。由业务请求者启动发 送数据，接受方接收数据。点到点业务又分为两种，面向无连接业务和面向连接业 务。面向无连接业务是数据报类的业务，是为了支持非交互型的突发应用。该业务 提供单个用户到单个用户之间的独立分组传送。而面向连接业务提供用户之间的逻 辑联系，它可以支持突发事务处理应用或交互型应用。 点到多点业务能够提供一个用户将数据发送给具有单一业务需求的多个用户的 能力。它又可分为点到多点广播业务和点到多点群呼业务。前者是将消息发给当前 位于某一区域的所有用户，而后者仅将信息发送给当前位于某一区域的特定用户群， 即点到多点业务组的参与者。 2 1 2g s m 系统的网络构架 g s m 系统结构哳“捌如下面的图2 - - 2 所示，主要包括移动台t m s ) 、基站子 系统( b s s ) 、网络子系统( n s s ) 等几个部分。其中b s s 由基站控制器( b s c ) 和 基站收发信台( b t s ) 组成；网络子系统主要包括移动业务交换中心( m s c ) 、归属 佗置寄存器( h l r ) 、拜访位置寄存器( v l r ) 、鉴权中心( a u c ) 和设备识别寄存 华t p ，i 十技欠二 颐一 学j 、i 仑炙 器( e i r ) 等网络实体。u m 接口为m s 和b t s 之间的无线接l j ，a 接口为b s c 与 m s c 之间的接口，接口b 、c 、d 、e 、f 、g 和h 为网络子系统各实体之间的m a p 接口。各个网络实体的功能描述如下： m s ( m o b i l es t a t i o n ) ：移动台是用户设备，可为车载型、便携型或手持型。移 动台的物理设备与移动用户可以是完全独立的，因为与用户相关的全部信息都 i 存储在用户的s i m 卡中，同一张s i m 卡可以用在不同移动台上。移动台拥有自 己的识别码，即国际移动台识别号( i m e i ) 。而移动用户的识别码，即国际移动 - 用户识别码( i m s i ) 则储存在s i m 卡中。 b s s ( b a s es t a t i o ns y s t e m ) ：基站子系统在g s m 网络的固定部分和m s 之问提 一 供中继。它通过u m 接口与m s 互连，负责无线信号的发送接收和频率资源的 管理：同时通过a 接口与移动业务交换中心( m s c ) 互联，传送信令和用户数 据。基站子系统由基站收发信台( b t s ) 和基站控制器( b s c ) 构成，一个b s c 可以控制多个b t s 。 m s c ( m o b i l e s e r v i c e ss w i t c h i n gc e n t r e ) ：移动业务交换中心是g s m 系统的核 心。它除了提供基本的呼叫接续功能，还提供与g s m 系统其它功能实体( 如 h l r 、v l r 、a u c 和e i r ) 以及固定网( 如p s t n 、i s d n 等) 的接口功能。m s c。 处理所控制区域内m s 的信令、位置更新、呼叫流程以及越区切换等移动业务。 ! v l r ( v i s i t o rl o c a t i o nr e g i s t e r ) ：拜访位置寄存器动态地保存着进入其控制区域 内的m s 的相关数据，如位置信息和补充业务数据等，并为控制区内的m s 提供 建立呼叫接续的必要条件。v l r 从该移动用户归属的h l r 中获取并保存用户数 ， 据，并在m s c 处理用户业务时向m s c 提供必要的用户数据。 。 h l r ( h o m el o c a t i o nr e g i s t e r ) ：归属位置寄存器是g s m 系统的中央数据库，? 存储所有归属用户的信息，例如用户的相关号码( i m s i 和m s i s d n ) 、用户类别、 漫游能力、基本业务和补充业务等。h l r 还存储归属用户的动态数据信息，例 如用户的位置信息和补充业务临时数据等。 a u c ( a u t h e n t i c a t i o nc e n t e r ) ：鉴权中心是g s m 系统的安全管理单元，用以保 证移动用户的通信安全。 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 ，：移动设备识别寄存器通过对于移动设备的 i m e i 识别码进行分类识别，以确保网络内所使用的设备的唯一性和安全性。 华中科技大学硕士学位论文 图2 2g s m 系统网络结构 2 1 3 g s m 系统中业务提供方式的特点 g s m 系统的网络功能平面如图2 3 所示。从图中可以清楚地看出，在g s m 网 络中业务的提供并没有作为一个独立的功能平面从网络实体层中划分出来。业务提 供与网络支持之间是一种紧耦合的关系，具体而言就是将业务逻辑嵌在多个网络实 体中实现，这样想要提供新业务就必须修改多个网络实体中的业务逻辑。从另一个 角度来看，目前的g s m 业务通常要依照网络运营部门批准的规程统一由运营商来 提供，业务都是封装起来提供给用户的。在业务的定义上用户没有干涉能力，因此 g s m 系统提供的业务大都具有通用性强的特点。正是由于业务的通用性强，无需更 大的新业务支持基础，所以这样的紧耦合提供方式对于现有业务的提供没有太大的 问题。但是随着用户个性化要求的不断增多，运营商将没有足够能力来提供所有用 户的个性化服务，因而必须将业务提供从接入和传输中解耦出来，由独立的第三方 业务提供商通过开放的网络接v i 来提供多种多样的新业务。 华中科技大学硕士学位论文 g s m 承载网 图2 3g s m 系统的网络功能平面图 如上所述，g s m 系统中业务逻辑的实现同网络实体是紧密结合在一起的，业务 控制功能和网络承载功能在单个网络实体中都有体现。目前g s m 系统提供的大多 数业务实现的关键点都是呼叫的接续和重定向，例如语音业务和补充业务中各种呼 叫前转。对于逻辑上比较复杂，由基本的g s m 网络实体难以实现的业务就只能采 用添加专用功能实体的方法来实现。例如为了实现短消息业务而添加短消息中心， 以及为了实现预付费业务采用增加专用预付费服务节点的方式。也就是说，对于新 业务的提供采用了在原有网络基础上添加新功能实体来支持某种特定新业务的方 式。而原有的g s m 网络实体为了支持新业务则必须添加同新的专用功能实体之间 的接口。这样的业务提供方式不但增加了网络的复杂性而且业务提供周期长，投资 风险大。 2 2 移动智能网c a m e l 中的业务提供 虽然g s m 的整体网络结构具有智能网的雏形，但要真正实现智能业务还需要 增加相应的网络实体和接口信令。目前虽然有一些移动网络已经开展了智能业务， 但大多属于各厂家基于智能网能力集( i nc s ) 系列提供的非标准化智能业务，并在 扩展字段中增加了厂家专用的协议功能。因此大多数业务仅可在本厂家范围内使用， 而在多厂家互通方面存在着很大的问题。我国的g s m 网络目前已拥有6 种交换设 备，如果采用这种方式来实现智能业务，将对智能业务全网漫游提供造成很大的困 难。而c a m e l ( c u s t o m i z e d a p p l i c a t i o n sf o rm o b i l en e t w o r k e n h a n c e d l o g i c ) 的出 华中科技大学硕士学位论文 现解决了这个问题，因为c a m e l 的特征是为用户提供一种与服务网络无关的业务 一致性。c a m e l 特征是一种网络特征而不是某种补充业务，所以即使用户漫游出 了其归属网络( h p l m n ) ，c a m e l 也可以作为一种手段帮助网络运营者向用户提 供自己的特色业务。c a m e l 适合于网络和系统多厂家的环境，运营者可以建立一 个智能网平台。c a m e l 允许运营者定义和实施新的增值业务，而无需对每项业务 进行标准化。它可以满足移动用户实现国际无缝漫游，同时享受与归属网络同样的 服务“”。 2 2 1 智能网概念和c a m e l 网络结构 智能网是在现有交换与传输的基础网络结构上，为了快速、方便和经济的提供