（计算机应用技术专业论文）基于移动智能网的mvpn研究与实现.pdf

武汉理工大学硕士学位论文 摘要 计算机网络和通讯网络的综合发展，促成了智能网系统在通信领域的飞速 发展。通讯网络在这几年的发展方向己经开始从扩展网络容量向增加和丰富业 务内容的方向转变。智能网系统以其本身智能业务的支持特性，正在得到飞速 的发展。 那些在有线虚拟专用网( v p n ) 业务中受益的用户期望无线运营商把业务扩 展到无线环境中，满足移动性需求。移动虚拟专用网( m v p n ) 就是通过智能网 技术，利用现有移动网的资源向某些机关、企业提供一个逻辑上的专用网。申 请该业务的单位可在该专用网内开放业务，以节省机关、企业购买小型交换机 的费用。 利用完全c a m e l 2 方式取代现在网上采用的o v e r l a y 移动智能网过渡方式提 供的m v p n 业务可以大大增强该业务的能力。包括：用户在专用网内部实现真正 的四位或更少位的拨号，拨打专用网内部电话可以灵活地实现计费优惠，可以 通过网外呼叫阻截有效控制网内用户的网外呼叫以及通过记账卡功能控制网内 用户的话费支出等等。 本文针对以上的问题，主要做了以下两方面的工作： l 、对移动智能网中s c p ( 业务控制点) 关键技术的研究。主要是s c p 的模 块组成，以及各个模块间的通讯机制的研究，并给出了m v p n 业务所用的s c p 模 型。 2 、m v p n 整套的解决方案。包括m v p n 的组网、信令呼叫流程设计和呼叫流 程的软件设计和实现。 文章的主要结构如下：第一章主要介绍了移动智能网技术产生的社会背景、 国内外移动智能网业务应用的现状以及m v p n 存在的意义和应用前景。第二章对 智能网原理以及发展历程进行了介绍，并对移动智能网的发展方向进行了展望。 第三章主要介绍了七号信令的体系结构及在智能网中的应用规程。第四章着重 阐述了s c p 的机理以及m v p n 业务所用s c p 的模型设计。探讨了分布式数据库的 原理以及在通讯网络中的应用。第五章给出了整套的m v p n 解决方案，结合自己 的研究成果，重点介绍了m v p n 网络结构、呼叫信令流程以及呼叫流程的软件设 计和实现。 武汉理工大学硕士学位论文 最后，在结束部分总结了全文的工作，指出了包括m v p n 电话业务在内的智 能网技术具有非常广泛的应用前景，并为智能网技术的进一步研究开发工作提 出了意见。 关键字：智能网m v p ns c ps s p 七号信令s c e i i 武汉理工大学硕士学位论文 a b s t r a c t t h ef a s tg r o w t ho ft h ei n t e g r a t e dc o m p u t e rn e t w o r ka n dt e l e c o mn e t w o r kh a s d i r e c t l yc a u s e dt h ef a s tg r o w t ho ft h ei n t e l l i g e n tn e t w o r k t h ed i r e c t i o n o ft h e t e l e c o m s y s t e mh a s b e e nc h a n g i n gf r o me x p a n d i n gi t s c a p a c i t yt oe n r i c h i n g i t s s u p p l e m e n t a r ys e r v i c e s b a s e do n i t so w n a d v a n t a g e s ，t h e1 n ( i n t e l l i g e n tn e t w o r k ) i sb e i n gd e v e l o p e d v e r yr a p i d l y t h ec o n s u m e r s ，w h ob e n e f i t e df r o mv p n ，h o p e dt h a tt h ev p ns e r v i c ew a s p r o v i d e di nt h em o b i l ef i e l db yt e l e c o m m u n i c a t i o nc o m p a n y m v p n o f f e r sa l o g i c p r i v a t en e t w o r kf o rc o m p a n i e sa n dd e p a r t m e n t s ，w h i c h u t i l i z e si nt e c h n o l o g ya n d m a k e su s eo fc u r r e n tr e s o u r c eo f m o b i l en e t w o r k l o t sm o n e y p a i df o rm i n i s w i t c h w i l lb es a v e di f ac o m p a n yh a sa p p l i e dt h em v p ns e r v i c e t h e p o w e r o ft h em v p ns e r v i c eb a s e do nc a m e l 2i n s t e a do fo v e r l a yc a n e n o r m o u s l y b ee n h a n c e d t h es e r v i c eh a v e m a n y k i n d so f f u n c t i o n s ，f o r e x a n a p l e ：c o n s u m e r sc a nd i a ls h o r tn u m b e r i nt h ep r i v a t en e t w o r k ；a n dt h ec a l li nt h e p r i v a t e n e t w o r kc a n g e t l o w e rf e e r a t e ；i f ac o m p a n yh a s a p p l i e d t h em v p n s e r v i c e ，t h eo u tc a l lo f t h ee m p l o y e ew h ow o r ki nt h ec o m p a n yc a nb ec o n t r o l l e d ，a n d t h ec a l lf e eo f c o m p a n yc a nb e m a n a g e d ；e t c t h er e s u l t so f s m d ya n dm a i nc o n t e n t si nt h ep a p e ra r eg i v e na sf o l l o w s ： 1 、t h er e s e a r c ha b o u th a r d c o r et e c h n o l o g yo fs c pi nt h em o b i l ei n m a i n c o n t e n t s i n c l u d i n g ：r e s e a r c h a b o u tm o d u l e si nt h es c pa n dt h e c o m m u n i c a t i o na m o n gt h em o d u l e s ，a n d1 p r o v i d et h ec o n s t i t u e n tp a r t s o f m v p n s c r 2 、t h ew h o l em v p n s o l u t i o n i n c l u d i n gt h ec o n s t i t u t e so fn e t w o r k 、t h e c a l l i n gf l o wo fs i g n a ld e s i g n i n ga n dt h es o f t w a r er e a l i z a t i o no fc a l l f l o w t h es t r u c t u r eo f t h e p a p e r i sg i v e na sf o l l o w s ： b a c k g r o u n do fm o b i l ei n t e l l i g e n tn e t w o r k ，t h ea c t u a ls t a t u so fd o m e s t i co r o v e r s e a sa n dt h e a p p l i c a t i o nf o r e g r o u n do fm v p na r em a i n l yi n t r o d u c e di nt h e i i i 武汉理二r = 大学硕士学位论文 c h a p t e r 1 ii n t r o d u c e dt h ep r i n c i p l ea n dh i s t o r yo fi na n dt h ed i r e c t i o no fi n s d e v e l o p m e n t i nt h ef u t u r ei nt h ec h a p t e r2 i nt h e c h a p t e r3 , it h o r o u g h l ya n a l y z e d t w o m a i n l yp a r t so fi n ：s c pa n d s s 7 ia l s oa n a l y z e dt h ep r i n c i p l eo fs s 7a n dc o n s t i t u t e o fs c r id i s c u s s e dt h ep r i n c i p l eo fd i s t r i b u t e dd a t a b a s e ，a n dw h o s ea p p l i c a t i o ni nt h e t e l e c o mn e t w o r ki nt h e c h a p t e r4 i n t h e c h a p t e r5 , ip a r t i c u l a r l y i n t r o d u c e dt h e s o l u t i o no fm v p n ，e s p e c i a l l ym ye f f o r ti n c l u d e st h ec o n s t i t u t e so fn e t w o r k 、t h e c a l l i n gf l o w o f s i g n a ld e s i g n i n g a n dt h es o f t w a r er e a l i z a t i o no fc a l lf l o w a tt h ee n do ft h i sp a p e r , t h ee n t i r ew o r ki ss u m m a r i z e d ，w h i c hp o i n t so u tt h a t t h ei nt e c h n o l o g y , i n c l u d i n gt h em v p ns e r v i c e ，h a sav e r yb r o a df u t u r e ，s o m e s u g g e s t i o n sw e r eg i v e no u t t of u r t h e rr e s e a r c ha n dd e v e l o pt h ei n t e l l i g e n tn e t w o r k t e c h n o l o g y k e y w o r d s ：i n n e t w o r km v p ns c ps s ps s 7s c e 武汉理工大学硕士学位论文 1 1 研究背景 第1 章绪论 现代社会有三大基础结构：运输、能源和通信，分别实现物质的空间转移、 提供和传递能量、传递信息。其中，通信不仅仅作为信息传递的手段，它还在 信息存储和转换、信息处理和收发等方面扩展着自身的功能。目前，社会基础 结构真正重大的变革不在运输与能源上，而发生在通信，它使人类文明迈入知 识经济的信息社会。与任何其他通信技术相比，移动通信技术为人类提供的空 间和时间灵活性是最好的，也是唯一同时具有时间灵活性和空间灵活性的通信 技术。移动通信经过1 0 0 多年的发展，在市场需求的“拉动”和新技术的“推 动一f ，正在高速向前演迸。 对于移动通信的市场运营，要求兼顾电信业务种类多样性与承载网络设备 的相对稳定以降低成本运营。智能化可以使一个系统扩充它的基本功能，丰富 并扩大可提供的业务种类。智能网( i n t e l lj g e n tn e t w o r k si n ) 作为一种在原有 通信网的基础上设置的一层叠加网，使交换功能和业务控制功能相分离，能够 快速灵活地定义与提供电信新业务，它在新业务生成、业务管理、降低业务成 本等方面的优势，深受到运营商和用户的青睐，i n 已成为近代电信史上最重要 的发展成果之一。“。 技术的需求和市场的需求促进了智能网技术在移动通信中的应用 b 1 6 o 移动 网络发展到一定阶段，通过引入智能网的能力，为用户在移动的环境中提供无 缝的终端业务、个人移动业务和先进的网络业务”1 。移动智能网作为移动通信 行业新兴的业务服务网络，不仅在现阶段满足为全网提供移动预付费业务的主 要业务要求，更重要的它是一个快速提供新业务的平台，便于业务提供者随时 满足、引导社会需求获取较好的经济效益及社会效益。 1 2 国内智能网发展现状 智能网在中国的商业应用较晚，但是中国的发展势头非常迅猛。目前，我 武汉理工大学硕士学位论文 国的移动通信市场呈现持续快速增长的局面，截至2 0 0 4 年底，移动用户总数达 到2 9 6 亿，用户普及率达到2 0 9 。1 ，与发达国家5 0 左右的普及率相比还有 很大差距，因此，我国的移动用户还将继续增长。智能网技术对运营商一个非 常好的特征，就是大部分都是以出现，这种典型的智能业务方式最大限度地控 制目前电信行业普遍存在的欠费、恶意透支等现象，减少电信运营商的经营风 险，保障正常的经营收益。 我国的国内智能网可以提供被叫集中付费( 8 0 0 ) 、预付费电话卡业务( 3 0 0 ， 2 ( ) 1 ) 、预付费移动智能业务( 神州行、动感地带) 等等。 最近几年中国移动和中国联通相继推出了基于移动g s m 的预付费电话业务 ( 区别于3 0 0 等卡式预付费业务) ，成为智能网业务在中国发展的最快的业务亮 点，预付费电话用户数目急速增长，显示业务深受用户喜爱。 1 3 问题的提出 在当前移动通信新增客户趋向低端化、市场竞争越演越烈的情况f ，作为 存量市场的核心资源，集团客户正成为运营商博弈中争夺的焦点。 随着移动办公人数的增多，对安全、远程接入企业网的需求也越来越大。 m v p n 利用共享的网络资源来模拟专网，为移动终端用户提供可靠、安全的数据 传递业务。利用公用网络构建私有网络是个新兴的网络概念。它给服务提供商 ( i s p ) 和v p n 用户都带来不少的益处。 对于服务提供商来说，通过向企业提供v p n 这种增值服务，可以与企业建 立更加紧密的长期合作关系，同时充分利用现有网络资源，提高业务量。事实 上，v p n 用户的数据流量较普通用户要大的多，而且时间上也是相互错开的。 v p n 用户通常是上班时间产生流量的高峰，而普通用户的流量高峰期则在工作 时间之外。i s p 对外提供两种服务，资源利用率和业务量都会大大增加，将给 i s p 带来新的商业机会。 对于v p n 用户而言，利用i n t e r n e t 组建私有网，将大笔的专线费用缩减为 少量的市话费用和i n t e r n e t 费用，无疑是非常有吸引力的。而且企业甚至可以 不必建立自己的广域网维护系统，而将这一繁重的任务交由专业的i s p 来完成。 v p n 用户的网绍地址也可以由企业内部进行统一分配、v p n 组网的灵活、方便等 特性将给企业的网络管理带来很大的方便。另外，在v p n 应用中，通过远端用 武汉理工大学硕士学位论文 户验证以及隧道数据加密等技术使得通过公用网络传输的私有数据的安全性得 到了很好的保证。 1 4 本文的主要工作 对移动智能网技术进行深入的学习及研究； 结合当前的移动智能网技术发展的现状，提供完整的m v p n 解决方案； 设计业务所必须的表结构和信令流程； 在智能网的业务开发环境( s c e ) 上开发实现。 本系统已于2 0 0 4 年在泰国、突尼斯、吉尔吉斯、毛里求斯等国家成功商用。 武汉理工大学硕士学位论文 2 1 引言 第2 章移动智能网的发展历程 业务智能化技术是关系到能否实现业务高效组织、灵活管理和丰富提供的 关键技术。智能网以其开放的业务体系结构与移动通信技术紧密结合形成了移 动智能网，并随着核心网络的演进和技术体制的变化逐步融合在一起，以适应 通信技术的发展和业务需求的变化。 2 2 智能网基本原理 2 2 1 智能网的基本思想 在电信网逐渐向数字化、智能化、综合化和个性化的方向发展演进中，用 户对新业务的需求日益增加。传统的业务与底层交换设备的软件功能模块直接 相关，因而在开发周期、业务范围、成本、可靠性等方面限制了新业务的开发。 1 9 8 1 年，美国a t & t 公司将用户数据库集中存储到网络控制点上以支持新 的业务，这一方式为智能网的产生奠定了基础。1 9 8 4 年，b e l l c o r e 在其i n i 建议中提出智能网的概念，正式提出了智能业务与基本业务控制相分离的思想。 智能网的基本思想主要集中在以下几个方面o ”o “ ( 1 ) 业务控制功能与底层呼叫交换功能相分离。为了突破新业务受底层呼 叫交换功能的限制，在功能结构上把业务的实现分为层次性结构，业务逻辑控 制与呼叫交换分离，底层交换设备作为通用的呼叫交换和接续平台不再与具体 的业务相关。 ( 2 ) 业务生成环境与业务执行环境相分离。将具体的业务分解成可重用的 软件功能单元模块，具有独立性和通用性，进行组合链接后可生成业务逻辑而 构成新业务。新业务在业务生成环境中设计完成后，加载到业务执行环境中运 行。 ( 3 ) 业务逻辑和业务数据的集中处理。业务逻辑集中在业务控制点上进行 控制，所有的业务数据存储到业务数据点上进行集中管理和维护。智能网利用 4 武汉理工大学硕士学位论文 集中的业务逻辑和数据库对业务进行集中控制，为整个的网络提供可配置的业 务。 智能网的“智能”主要表现在业务体系结构的开放性和业务控制的灵活性 上。智能网构筑了集中的快速、灵活地提供新业务的平台，从根本上改变了电 信网提供业务的方式。 事物总是矛盾的，智能网技术将原来分散的业务控制进行集中处理带来了 新业务实现的便利性，另一方面这种业务控制的高度集中也将分散的处理负荷 高度集中，带来了业务控制点上的高负荷性。对智能网的业务流量控制和过负 荷控制也变得更加重要。 2 2 2 智能网的概念模型1 3 0 3 2 1 1 3 3 i 智能网具有统一的参考模型，即智能网概念模型i n c m ( i n t e l l i g e n t n e t w o r kc o n c e p t u a lm o d e l ) 。i n c m 由i t u t 在q 1 2 0 0 系列建议中提出，是设 计和描述智能网体系结构的一种综合的、规范的通用框架，简化了业务模型的 复杂性。i n c m 运用了层次化、结构化及面向对象等原理和技术，从业务的定义、 业务逻辑的生成、业务在不同功能实体物理实体的实现以及功能实体物理实 体之间的通信等四个不同的方面对智能网迸行抽象，将智能网用一个四层平面 模型来表示，每个层面代表了的不同的网络能力。在i n c m 中将智能网从上至下 依次分为一一业务平面、总功能平面、分布功能平面和物理平面，如图2 一i 所 7 ko 武汉理二【：大学硕士学位论文 业务平面 j 一一一亚爵了、 丽n i i 、! - - 旦- , , ，j 、j 一+ 、1 ，一 j 。一一一一 l ，l 一 、 一一 一 ，二一业务互 、j 7 。js f 3 jt 。s f 47i、 f 一一 一、，、一 j ， 一 - 一s f 5 、 | _ + 、一 ，7， 、一r ! 一一一+ ， ， 7 一百丽再矿、j 、 r 一 厂j 起始点一：j s 垂i 蜜b i 二 r f 堑堕，| j 卿卫一返回点i ：墅、| 一逼鹭、 ， 1 一 一 s b 3 、 ，s i b n 、 一一一 _ _ = i 二二：二 s f ：业务特征s 1 8 ：业务无关块b c p ：基本呼叫处理 f e ：功能实体i f ：信息流i n a p ：智能网应用协议 图2 1 智能网的概念模型 ( 1 ) 业务平面：完全是从用户的角度描述智能网所提供的业务及其各种业务 属性。在此平面中对业务和业务特征进行定义，而与业务的实现无关。 ( 2 ) 总功能平面：基于业务设计和开发的角度将智能网看作一个整体，通过 定义业务的可重用软件功能模块( 即业务独立构件s i b ) 来标识网络的基本能力， 然后描述如何将这些模块组合在一起实现业务平面中所确定的业务和业务属 性。此平面上呈现出智能网平台的开放性。 ( 3 ) 分布功能平面：基于业务在i n 中不同功能实体中的实现对为实现业务 武汉理：_ i = 大学硕士学位论文 而承担不同任务的功能实体进行了定义和划分，并对这些功能实体所要完成功 能的模型和相互之间传递的信息流进行了定义。 ( 4 ) 物理平面：基于i n 中具体的物理实体，面向智能网应用的系统集成商 对功能实体和物理实体的映射关系进行了定义，并且定义了物理实体之间的接 口规程和具体的通信协议。 i n c m 充分展示出智能网的两个显著特点：业务交换与业务控制相分离和业 务生成独立于业务运行环境。其中业务交换与业务控制分离改变了由交换系统 提供附加增值业务的传统方式，使得交换系统只负责交换和业务接入功能，不 再为新业务的引入做任何改动，从而实现了业务由智能网集中提供。业务生成 独立于智能网的业务运行环境使得业务的提供不依赖于智能网系统供应商，因 而开放的业务平台为业务的快速提供奠定了基础。 2 - 2 3 智能网的物理实体 智能网的基本体系结构如图2 - 2 所示 s c e p 卜一_ _s m p 卜一s m a p 图2 - 2 智能网的基本体系结构 s c f p ( 业务创建环境点) ：它负责创建新的业务，并负责对创建的业务进行 测试。简单地讲就是智能业务的开发环境。 s m p ( 业务管理点) ：它负责智能网业务和智能网设备的日常的维护管理。 s m a p ( 业务管理接入点) ：它负责为操作员提供一种接入到业务管理点对业 务和网络进行管理的能力。 s s p ( 业务交换点) ：主要负责呼叫控制和业务交换，是智能呼叫必须经过的 武汉理t 大学硕士学位论文 设备，在一般情况下s s p 既可以作为一个普通交换机处理普通呼叫，也作为s s p 承载智能业务。 s c p ( 业务控制点) ：是智能网的核心部分。负责处理业务逻辑和提供智能业 务的数据。在第三章将详细介绍这一网络实体。 i p ( 智能外设) ：用于向用户提供录音通知，并在呼叫过程中收集用户的信 息。 s d p ( 业务数据管理点) ：用户提供业务需要使用的数据，现阶段我国没有引 入该设备。我国s d p 和s c p 设置在起。 在这些物理节点中s c p 、s s p 、s m p 、s c e p 、s m a p 都是必备的。s d p 可以和 s c p 联合设置在一起，i p 可以和s s p 设置在一起。因此智能网不仅要建设必备 智能网必备的物理实体，还应该建设能有利于开放智能业务的物理实体。此外， 从图一中看出智能网体系与普通的话音平台是不一样的。它除了能提供集中的 业务控制和数据库以外，进一步提供了业务交换系统( s s p ) ，完成业务交换的功 能。并且还提供了集中的业务管理系统和业务生成环境，可以管理业务，而且 可以生成新的业务。因此智能网不仅今天能向用户提供诸多的业务而且着眼于 今后也能方便、快速、经济地向用户提供新的业务。 2 2 4 智能网的标准化 1 智能网的国际标准 智能网的目的是为所有的网络提供业务，网络应包括p s t n n - i s d n ， b - i s d n ，p s p d n ，g s m ，c d m a ，i m t 一2 0 0 0 ，i p 等。由于所服务的网络不同，提供 的业务复杂程度不同，以及不断会有新的技术和网络出现，i t u ts g l l 将智能 网分阶段迸行研究，并将智能网分为8 个阶段逐步进行演迸，且每个阶段都具 有后向的兼容性。 i t u t 和e t s i 从1 9 8 7 年开始制定智能网的国际标准，从反映i n 概念模型 的角度为每个能力集( c s ，c a p a b i l i t ys e t ) 制定了一系列建议。c s l 的研究工 作开始于1 9 8 9 年，1 9 9 2 年发布“。1 9 9 7 年推出c s 一2 。2 ”3 ，2 0 0 0 年完成了c s 一3 ， c s 一4 阶段的草案正在形成中“”“” ( 1 ) c s l 。c s l 中定义了3 8 种i n 业务属性和2 5 种新业务，只支持a 类 业务。 ( 2 ) c s 一2 。在c s l 的基础上又定义了1 6 种新业务和6 4 种业务属性，主要 武汉理工大学硕士学位论文 考虑网问互联以及网间业务。与c s 一1 相比主要在四个方面进行了扩展：c s 一2 支持网间业务；支持移动业务：对c s 一1 的业务进行了改进和增强；增加了消息 存储转发和多媒体业务等新业务。 ( 3 ) c s 一3 。主要研究：c s 一2 的发展( 增强与呼叫无关的业务功能与业务控 制功能之间的接口、与i s d n 的互联、一些附加的基本业务属性) ：i n 与i n t e r n e t 的综合( 与i n t e r n e t 互通提供i p 语音业务、点击拨号等业务) ；是支持移动业 务的第一步。 ( 4 ) c s 一4 。c s 一4 实际上是对c s 一3 中未解决问题的补充和扩展，即原来定 义的c s 一3 2 标准。在c s 一4 中主要研究：i n 与b - i s d n 的综合是支持移动业务 的第二步。智能网与b - i s d n 的综合是智能网在下一阶段发展的重点，目标在于 用智能网的控制方法在b - i s d n 宽带网上提供各种宽带多媒体业务。同时也将全 面支持i m t 一2 0 0 0 。 为了实现智能网的能力和所提供的业务，需要提供独立于业务的物理实体 之间的接口协议。在c s l 阶段建议( q 1 2 1 8 ) 中对智能网功能实体之间接口协议 进行了规定，提出了i n a p ( i n t e l l i g e n tn e t w o r ka p p l i c a t i o np r o t o c 0 1 ) 0i n a p 的内容很多主要包括：i n a p 的协议结构、i n a p 的寻址、操作、差错、参数、数 据类型、应用实体程序、详细的操作程序、所使用的t c a p ( t r a n s a c t j o n c a p a b i l i t i e sa p p l i c a t i o np a r t ) 业务等等，在c s 一1 阶段共定义了5 6 个操作。 通过i n a p 可以实现不同厂家的物理实体的互通，保证设备之间的兼容性。 2 北美智能网的发展 b e l l c o r e 在1 9 8 4 年提出i n 1 后，又于1 9 8 9 年推出了i n 2 标准，其中在 1 9 8 8 年推出了一个过渡性的方案i n l + ( 实际上是i n 2 的一个子集) 。1 9 8 8 年， 由b e l lc o r e 几个地区性通信公司和设备厂商组织了一个智能网论坛，称为 m v i ( 多供应商协会) ，并制定了先进智能网a i n ( a d a v a n c ei n t e l l i g e n tn e t w o r k ) 0 、0 版本，已于1 9 9 0 年在北美开始实施。1 9 9 2 年后，r v b i 先后推出a i n o 1 版 本和a i n o 2 版本，并在1 9 9 7 年形成a i n1 0 版本。同时，北美智能网发展到 一定阶段和移动网络紧密结合，引入了无线智能网( w i n ，w i r e l e s si n t e l l i g e n t n e t w o r k ) 的概念，w i n 基于c s 一2 。移动网络通过引入智能网的能力，为用户在 移动的环境中提供无缝的终端业务，个人移动业务和先进的网络业务。最初的 w i n 标准描述了分布功能平面的结构、呼叫模型、移动性管理模型和一些先进 的网络业务，后来的w i n 标准又增加了一些w i n 的能力和业务“”“，北美智能 9 武汉理工大学硕士学位论文 网在发展过程中对的智能网标准的发展起到了积极的推动作用。 2 2 5 智能网的发展目标 对终端移动性的支持使智能网技术走出固定网的范围和移动网络紧密结 合，在第三代移动通信系统的体系结构中融入了智能网的思想。以p s t n 为代表 的传统电路交换网与i p 网的融合已成为技术主流，而智能网技术与计算机技术 特别是基于c o r b a 的分布计算技术的结合：以及智能网与i n t e r n e t 的互联互通 成为网络融合的关键，i e t f 于1 9 9 7 年7 月成立的p i n t 工作组专门对智能网与 i p 网互联的体系结构、业务和通信协议提出了具体的方案“3 “2 4 “”1 。此外，由众 多电信运营商、电信和计算机设备制造商发起的一些研究组织( 如t i n a 2 8 ， p a r l a y ，j a i n 等) 也在研究未来基于分布处理技术的统一网络结构体系中考虑 智能网技术的演进。智能网的另一个发展方向是基于移动代理技术的分布式智 能网( 如m a s i f ) 。 智能网体系结构在演进过程中充分利用成熟的信息处理技术如面向对象技 术和开放的分布式处理环境，逐步扩展到数据通信、移动通信和宽带通信领域， 与电信管理网、电信信息网络体系结构相融合，形成一种更灵活、适应未来发 展的通信系统。 2 3 智能网对移动通信业务的支持 移动通信系统引入智能网技术是必然趋势。日本提出二十一世纪通信发展 的主要方向为v i p ( v i s u a li n t e l l i g e n tp e r s o n a lc o n m t u n i c a t i o n ) ，即可视 化、智能化和个人通信，即个人可以按自己的需要随时随地随意选用各种通信 形式、业务及终端。第二代数字移动通信网的控制和管理机制与智能网已十分 相似，如g s m 。从i t u ts g l1 的在研究期( 1 9 9 7 - 2 0 0 0 年) 的课题和项目设置可 看出，i m t 一2 0 0 0 的网络侧研究为重点支持对象，强调移动网与智能网的综合， 两网综合后使全球个人通信成为现实。在i t u t 的c s 一3 和c s - 4 中对移动业务 的支持进行了研究和定义”“”1 。 在i t uc s 一3 中研究和定义了支持移动业务的第一步： ( 1 ) 加强窄带移动网上的普通业务，如：预付费业务； ( 2 ) 加强窄带移动网上的u p t ( u n i v e r s a lp e r s o n a lt e l e c o m m u n i c a t i o n ) 、 1 0 武汉理工大学硕士学位论文 f p h ( f r e ep h o n e ) 、c t m ( c o r d l e s st e r m i n a l ( 3 ) 实现号码的可携带性( n p ，n u m b e rp o r t a b i1 i t y ) ； ( 4 ) 实现虚拟归属环境( v h e ：v i r t u a lh o m ee n v i r o n m e n t ) 的部分功能； ( 5 ) 支持移动管理，如：用户接入认证、位置登记管理、轮廓文件管理、位 置信息管理等； 在c s 一4 中准备研究和定义支持移动业务的第二步： ( 1 ) 加强宽带移动网上的基本业务； ( 2 ) 加强宽带移动网上的u p t ，v p n ，f p h 等业务； ( 3 ) 实现虚拟归属环境的全部功能； ( 4 ) 全面支持i m t 一2 0 0 0 。 2 。4 第二代移动通信系统和智能网的结合方式 2 4 1 移动网与智能网互联原理 移动网与智能网互联的原理。4 1 如图2 - 3 所示，由智能网的s c f ( s e r v i c e c o n t r o lf u n c t i o n ) 和s d f ( s e r v i c ed a t af u n c t i o n ) 组成客户化业务执行环境 c s e ( c u s t o m e rs e r v i e ee n v i r o n m e n t ) 负责业务逻辑的执行。m s c s s p 为处理 呼叫的交换平台，也就是将现有的移动交换系统进行升级。在用户呼叫时， m s c s s p 先对用户进行鉴权，然后判断用户的呼叫是否触发智能呼叫条件，若 满足则上报c s e ，c s e 收到信息后开始执行业务逻辑，控制m s c s s p 对呼叫的接 续，并继续监控，收集信息发送计费信息，直到呼叫结束。 吣叫 呻沁忸 ；“务 p 业 札等d 计n n n b忡 武汉理工大学硕士学位论文 0 图2 3 移动网与智能网互联的原理 2 4 2 第二代移动通信系统和智能网的结合方式 作为第二代移动通信系统的代表g s m 和c d m a 系统，在网络体系结构上考虑 了网络的智能化因素。在网络参考模型上增加智能网的功能模块，g s m 系统中 的移动网增强逻辑的客户化应用( c a m e l ，c u s t o m i s e da p p l i c a t i o n sf o rm o b i l e n e t w o r ke n h a n c e dl o g i c ) 和c o m a 系统中无线智能网的概念就是基于在移动系 统中加入智能网的模块。移动网与智能网最大的融合点，也是最大的区别主要 在于分布功能平面( d f p ，d i s t r i b u t i o nf u n c t i o np l a n e ) 。移动网智能化的一 个重要标志是在移动网的相关标准中增加了分布功能平面的描述，这既是第二 代移动通信系统向智能化发展的方向，也是第三代移动通信系统功能结构的基 础。 无论是g s m 系统的c a m e l 业务，还是c d m a 系统的w i n ，均是在移动网的网 络结构和业务功能上逐渐采用智能网的原理，增加其功能模块，寻求智能网与 移动网之间的无缝隙互通。 从g s m 系统的智能化发展及北美w i n 的发展可以看到，网络功能结构上的 智能化使得移动网可以独立地对其用户开放某些智能业务。对g s m 的移动应用 部分和c a m e l 应用部分与c d m a 的a n s i 一4 1 ，目前均已定义了一些智能业务的信 令流程。移动网以移动交换中心作为业务交换点，建立自己的业务控制点或在 归属位置登记器中增加业务控制点功能，移动业务交换点与移动业务控制点互 联组成移动智能网部分，为移动用户开放多种业务。 武汉理工大学硕士学位论文 2 5g s m 移动智能网 2 5 1c a d v l e l 概述 虽然g s m 的整体网络结构具有一定智能网的雏形，但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”。在g s m2 十阶段引入了c a m e l 业务，c a m e l 业务是e t s i 于1 9 9 7 年提出的，目标在于解决g s m 移动通信网与智能网互联问 题。c a m e l 是一种智能业务，采用了智能网的业务控制功能，它也是分阶段的， 目前c a m e l 标准己发展到c a m e lp h a s e3 。为支持c a m e l 业务，在原来g s m 网 络结构中增加了g s m 业务控制功能和g s m 业务交换功能。g s m 业务交换功能与 位于移动交换中心的访问位置登记器( m s c v l r ) 设在一起，而g s m 业务控制功能 往往独立设置。网络中采用的信令包括m a p + 和c a m e l 应用部分( c a p ) ，m a p 十协 议是原有g s m 移动应用部分协议的增强版，是为了支持c a m e l 业务而对原有的 移动应用部分协议作了一些修改。c a m e l 应用部分协议是在g s m 业务交换功能 和g s m 业务控制功能之间传送的智能网i n a p 协议，并与i n a p 基本兼容。 2 5 2g s m 移动智能网的体系结构1 3 7 1 1 3 帅i i 9 i 在c a m e l 网络体系结构中( 如图2 - 4 所示) 功能实体包括g s m 网络原有网络 实体，如归属位置寄存器、访问位置寄存器、移动交换中心、网关移动交换中 心( g m s c ) 等。这些网络实体的功能有所增强的，如h l r 除了存储全部“归属 用户的信息”外，为支持c a m e l 业务增加了移动发端的c a m e l 业务信息( o - c s i ) 和移动终端的c a m e l 业务信息( t - c s i ) 以及补充业务c a m e l 业务信息( s s c s i ) 。 当移动用户进行位置更新或o - c s i 信息发生改变时，h l r 将o - c s i 信息发送给 v l r ：当h l r 接收到询问路由的信息时，将o t - c s i 信息回发给6 m s c ) 。同时， 新增加智能网功能实体，如g s m 业务交换功能( g s m s s f ) 、g s m 业务控制功能 ( g s m s c f ) 等，还加入了g s m 特殊资源功能( g s m s r f ) 以提供各种特殊资源如语音 提示资源、二次收号器等。在各功能实体间，采用通信协议c a p ( c a m e l 应用部 分) 和m a p ( 移动应用部分) 。c a p 应用在g s m s s f 与g s m s c f 之间，m a p 应用在h l r 与g s m s c f ，h l r 与v l r ，h l r 与g m s c 之间。h l r 与g s m s c f 组成归属网络，g m s c 与 g s m s s f 组成询问网络，针对移动用户作为主叫的呼叫，m s c v l r g s m s s f 组成拜 访网络。 武汉理t 大学硕士学位论文 目前，可以开放的c a m e l 业务有：预付费业务( p p s ) 、移动虚拟专用网业务 ( m v p n ) 、通用接入号码业务( u a n ) 、先进的选路业务、屏蔽业务( 入呼叫，出呼 叫) 、使用限制( u s a g el i m i t a t i o n ) 、基于位置的业务( l o c a t i o nb a s e ds e r v i c e ) 等。 归属网络- 二j 7，曩一 、 一广i ，： _ 于寸每_ 一 | i ，。一1 tj ，一j 、 二 一 竺竺一一g 蔓m s c 、笮竺一芦二羔芗菌! 兰黝台 c 卜一? 二一瓯1 + = 二一移动台 查询哩竺二二二! 一、j ：二二拜访网络 一上、 图2 4c a m e l 2 的网络功能结构 2 5 3g s m 移动智能网与固定智能网的技术比较 g s m 移动智能网源自于固定智能网， 发机制来看，它们具有相同或相似之处， 异。 无论从体系结构、应用协议、还是触 同时在智能业务实现上也存在一些差 l 体系结构 g s m 移动智能网的体系结构与固定智能网大致类似，首先，都是智能层与 交换层分离，由智能层完成对业务的控制，这是智能网的基本思想；其次，基 本功能实体相同，都由s c p 、s d p 、s m p 、s m a p 、s c e 组成，不同的只是其生成与 执行的业务逻辑不同。传输交换层的s s p 两者虽有一定差别( g s m 移动智能网中 的s s p 是由m s c 升级而来，固定智能网中的s s p 是由固定交换机升级而来) ，但 功能基本类似；第三，功能实体间的连接控制关系相同。 2 应用协议 固定智能网的应用协议是i t u t 制定的q 1 2 x y 系列建议，其中x 代表能力 集，可分卜8 ，y 代表不同的描述层面。g s m 移动智能网的应用协议是e t s i 制定 的c a m e l ，通过e t s i 的自述文件以及对c a m e l 的研究，可以看出c a m e l 实际上 是源于i t u t 的q 1 2 x y 系列建议。 1 4 武汉理： 大学硕士学位论文 s c p 与s s p 之间的接口协议是智能网系统中的关键协议，因为它直接决定 了智能层与交换层之间的通信接口，s c p 正是通过这个接口向s s p 发送各种指 令控制业务流程。固定智能网采用i n a p ，移动智能网采用c