中国移动核心网基本原理(培训).ppt

2020 1 14 国内市场核心网行销部总工办 移动核心网介绍 目录 系统结构和接口协议移动区域与编号计划典型流程介绍GPRS介绍R4核心网介绍 Page3 GSM核心网网络结构与功能 Page4 GSM核心网电路域主要接口 A接口 Um接口为开放式接口 Abis接口一般不开放由于MSC VLR一般合设 B接口一般为内部接口由于EIR一般没有使用 F接口一般不使用 Page5 GSM核心网电路域主要接口协议 目录 系统结构和接口协议移动区域与编号计划典型流程介绍GPRS介绍R4核心网介绍 Page7 小区解决频率复用问题 在相邻的小区使用不同的频率 在相距较远的小区就采用相同的频率位置区在位置区内移动台移动时 不需要作位置更新 当寻呼移动用户时 位置区内全部基站可以同时发寻呼信号 区域定义 PLMN区 服务区 MSC区 位置区 基站覆盖区 小区 Page8 编号计划 移动用户永久性编码 IMSI MSISDN临时性编码 TMSI MSRN HON 在GSM系统中 出于识别的目的 定义了如下的一些编号 网络组件NSS MSCNumber VLRNumber HLRNumber 移动设备IMEI Page9 IMSI InternationalMobileSubscriberIdentity GSM系统分配给移动用户 MS 的唯一的识别号存储在SIM卡 HLR和VLR中 在无线接口及MAP接口上传送 最长15位 Page10 TMSI TemporaryMobileSubscriberIdentity TMSI是为了加强系统的保密性而在VLR内分配的临时用户识别 在某一VLR区域内与IMSI唯一对应 TMSI分配原则 包含四个字节 可以由八个十六进制数组成 其结构可由各运营部门根据当地情况而定要避免在VLR重新启动后TMSI重复分配 可以采取TMSI的某一部分表示时间或在VLR重起后某一特定位改变的方法 Page11 MSISDN MobileSubscriberInternationalISDN PSTNnumber MSISDN是指主叫用户为呼叫GSMPLMN中的一个移动用户所需拨的号码 作用同于固定网PSTN号码存储在HLR和VLR中 在MAP接口上传送 目前国内为13位 Page12 MSC Number VLR Number和HLR Number MSC Number VLR Number编码格式为CC NDC LSPCC NDC含义同MSISDN的规定 LSP locallysignificantpart 由运营者自己决定目前在网上MSC与VLR都是合一的 所以MSC Number与VLR Number基本上都是一样的 HLR Number编码格式为CC NDC H0H1H2H30000 既用户号为全零的MSISDNCC NDC含义同MSISDN的规定 Page13 Roaming Number MSRN Handover Number HON MSRN 漫游号码 用于被叫寻址在移动被叫或切换过程中由所在业务区的MSC VLR临时分配 在接续完成后立即释放编码格式为 在MSC Number的后面增加几个字节HON 切换号码 HON是用于两移动交换区 MSC区 间进行切换时 为建立MSC之间通话链路而临时使用的号码 Page14 IMEI InternationalMobileStationEquipmentIdentification IMEI唯一地识别一个移动台设备 用于监控被窃或无效的设备 还可用于判断设备类型TAC 型号批准码 由欧洲型号批准中心分配 FAC 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 序号码 这个数字的独立序号码唯一地识别每个移动设备的TAC和FAC的 SP 备用 353306010623134 6位TAC 2位FAC 6位SNR 1位SP 共15位 目录 系统结构和接口协议移动区域与编号计划典型流程介绍GPRS介绍R4核心网介绍 Page16 移动用户呼移动用户流程 移动台完成了信道请求 业务请求 鉴权请求 信道指配等步骤以后 发MSISDN MSCa向HLR AUC要MSRN HLR AUC向VLRb转发该消息VLRb提供MSRN并回送至MSCaMSCa与MSCb建立了连接MSCb向BSSb发出寻呼请求并找到MSb 呼叫建立 取路由 建连 通话 主叫方 被叫方 Page17 PSTN用户呼移动用户流程 主叫固定用户发起呼叫 发IAM网关GMSC向被叫所在的HLR AUC请求MSRN号 HLR到被叫所在的VLR请求MSRN VLR回送GMSC漫游号MSRNGMSC与被叫所在的MSC建立连接 MSC向BSS发寻呼请求 找到被叫移动台 被叫移动台通过BSS向MSC发寻呼响应 MSC连接证实 CON CONF MSC完成被叫MS的鉴权 加密 呼叫建立等过程 MSC向主叫PSTN呼叫响应发回地址全消息 ACM 和应答消息 ANC PSTN 鉴权加密 取路由 建连 通话 呼叫建立 Page18 鉴权 通过鉴权 系统可以为合法的用户提供服务 对不合法的用户拒绝服务当用户要进行呼叫 位置更新等操作时 先需对其鉴权AUC不断地为每个用户提供一组参数 包括随即数RAND 符号响应SRES和密匙KC等三个参数 Page19 鉴权流程 主叫用户发出IMSI号到VLRMSC VLR判断该IMSI是否为新 如为新卡 则向AUC申请五个三数组 如为旧卡 则调用VLR中的一个三数组 VLR发请求三数组消息到AUCAUC送回五个三数组VLR使用一个三数组进行鉴权 其余四组待用MSC VLR通过BSS向MS发RAND MS在SIM卡进行计算 得到SRES和KC值MS将SRES和KC送回MSC VLR进行核对若两个SRES一致 则鉴权成功 向MS返回接受消息 TMIS CKSN等 鉴权计算 选择三元组 IMSI判断 取信息 鉴权 鉴权结果 Page20 位置更新 位置更新改变位置区及位置区的确认过程则称为位置更新分类常规位置更新IMSI附着IMSI分离强迫登记 周期性位置更新 隐式分离 Page21 位置更新流程 常规位置更新 以TMSI为标识 发位置更新请求向原VLR取IMSI和鉴权数据鉴权发送位置更新请求存储VLR号码取消原VLR的位置信息插入用户数据位置更新完成 MS 新MSC VLR 请求 处理 证实 5 存储VLR号码 3 鉴权 Page22 切换 切换的依据是MS对周邻的BTS信号强度的测量报告和BTS对MS发射信号及通话质量 BSS统一评价后决定是否进行切换 切换的决定主要由BSS作出 当BSS对当前BSS与移动用户的无线连接质量不满意 BSS根据现场情况发起不同的切换要求 也可由NSS根据话务信息要求MS开始切换流程 BSC MSC 在MS通话阶段中MS小区的改变引起的系统相应操作 包括 小区内切换同基站内小区间切换同BSC内基站间切换同MSC内基站间切换同PLMN不同MSC之间切换 Page23 切换流程 旧BSC把切换目标小区标志和切换请求发至旧MSC旧MSC判断出小区属另一MSC管辖新MSC分配一个切换号 路由呼叫用 并向新BSC发送切换请求新BSC激活BTS的一个TCH 业务信道新MSC收到BSC回送信息并与切换号一起转至旧MSC在MSC间建立连接 也许会通过PSTN网 旧MSC通过旧BSC向MS发送切换命令 其中包含频率 时隙和发射功率MS在新频率上发一接入突发脉冲 通过FACCH 新BTS收到后 回送时间提前量信息 通过FACCH MS通过新BSC和新MSC向旧MSC发送切换成功信息 请求 响应 证实 源业务区 目的业务区 Page24 移动始发短消息流程 Page25 移动终结短消息流程 目录 系统结构和接口协议移动区域与编号计划典型流程介绍GPRS介绍R4核心网介绍 Page27 GPRS系统结构与接口 BTS BSC PCU IPBackbone MS SGSN GGSN Internet service 企业网 Firewall HLR CG Gr Gb TDM Gn Gi Ga Ga BG DNS OtherPLMN Gp Gp MSC 附着 激活 Page28 地址 MS的PDP地址与所接入的外部网络相对应MS的PDP地址可以静态分配 也可以由GGSN动态分配 Page29 APN结构定义 APN网络标识定义了GGSN所连接的外部网络 是APN的必选项APN运营商标识定义了GGSN位于的GPRS骨干网 是APN的可选项包含了网络标识和运营商标识的APN对应一个GGSN的域名 cmwap mnc mcc gprs APN网络标识 APN运营商标识 Page30 GPRS手机附着规程 1 SGSN MS空闲状态 Page31 GPRS手机附着规程 2 SGSN MS TLLI MS就绪 Page32 PDP上下文激活规程 1 Activate PDP context req NSAPI1 type ofPDP APN QoS TLLI NSAPI1 PDPctxt TID IP ofGGSN1 DNS SGSN MS处于准备或就绪状态 Page33 PDP上下文激活规程 2 TID1 IP currentSGSN Create PDP context req type ofPDP APN QoS TLLI1 NSAPI PDPcontext SGSN GGSN Page34 数据业务流程 彩信 发送方接入GPRS系统 附着 激活 MSC SGSN GGSN 彩信中心 短信中心 彩信接收方 彩信发送方 发送方将彩信发送给彩信中心 彩信中心地址在手机中配置 彩信中心通过短消息方式通知接收方有彩信到达 接收方接入GPRS系统 附着 激活 接收方到彩信中心上下载彩信 目录 系统结构和接口协议移动区域与编号计划典型流程介绍GPRS介绍R4核心网介绍 Page36 R4核心网网络结构与功能 MGW MGW NodeB RNC SGSN GGSN Iu cs Iu ps HLR PSTN GMSCServer MSCServer IPbackbone BTS UTRAN CN CS PS C D Nc Mc Mc BSC A Gb Nb Gp SGSN Gn Page37 R4核心网主要接口协议 Page38 R4与R99核心网差异 R99 R4 R4核心网引入了软交换 实现承载与控制分离MSC分为MSCServer和MGW 两者之间采用H 248协议 Page39 R4新增CS接口及协议栈 MGW Mc Mc Nb Nc MSCServer MGW GMSCServer Page40 Nc接口及其协议栈 Nc接口是MSCserver间的标准接口 运行BICC协议 完成局间呼叫控制 BICC呼叫控制独立于用户面承载技术 也独立于控制面信令传输技术 Page41 BICC承载建立方式 两种承载建立方式 前向承载和后向承载 NodeB RNC Iub Nb Nc MGW MGW MSCServer MSCServer Mc Mc NodeB RNC Iub 呼叫方向 前向承载建立方向 后向承载建立方向 RANAP BICC RANAP 前向承载 承载建立的方向和呼叫接续的方向相同后向承载 承载建立的方向和呼叫接续的方向相反 Page42 Mc Mc Nb Nc Iu MGW MGW MSCServer MSCServer NbUP NbCP Nb接口及其协议栈 Page43 IP 3G拓展的H 248 M3UA Mc接口及其协议栈 Page44 SIGTRAN协议族 SIGTRAN本身不是一个协议而是一个协议簇 它包含两层协议 传输协议和适配协议 前者就是SCTP IP 后者如M3UA 适配MTP3用户 IUA 适配Q 921用户 等