数字集群通信系统功能及其构成.docx

第五讲 数字集群通信系统功能及其构成 5.1 系统功能 数字集群通信系统是利用了当今先进的数字技术的集群调度通信系统。它采用了数字信令方式、语音数字编码技术，使得网络内传输的全部是数字信号，从而使得接续速度快、可靠性高；并采用技术上更先进的调制解调技术。除具有自动拨号无线电话系统的全部呼叫功能外：调度功能强是其突出特点，它还具有更适合指挥调度网使用的紧急呼叫、动态呼叫限时、动态重组等功能。5.1.1 系统主要功能(1) 调度通信(无线直通无线)独呼组呼自动排队最近的用户优先(2) 常规通信(无线通有线)全双工可置不答或遇忙转移可置(长时)转移可组织三方会议通话(3) 有完善的计时、计次、计费系统(4) 众多的服务功能，除电话外的其它服务功能5.1.2 其它服务功能(1) 呼叫等待当自己正在通话时，能有指示表明有另外用户在呼叫自己。(2) 无条件转移可定义无论何时，呼自己的电话都转移到指定的电话号码上去。(3) 不应答转移可定义只在自己的电话不回答时，才转移到指定的电话号码上去。(4) 遇忙转移可定义只在自己的电话忙时，才转移到指定的电话号码上去。(5) 呼叫挂起可将此时的通信对象挂起，自己先去处理其它事务，然后取消挂起，继续通话。(6) 只许呼入可限制该用户只能应答，不能呼出。(7) 国际长途呼出限制可限制该用户不能挂拨国际长途电话。(8) 主呼位置指示可以了解主呼的位置。(9) 最经济通话时刻用户可根据话费变换时刻的表格选择通话时刻。(10) 连续路由选择系统在选择路由时，对一个无空闲的中继群，系统会连续设法给出空闲的路由。(11) 支持MS市话接口不管MS是主呼还是被呼，都可支持市话口。(12) PSTN的SS7信令当PSTN使用SS7信令时，系统可支持连接SS7信令。(13) 语音信箱系统可经ANSI ISUP接口接通语音邮政业务(VSM)。主呼用户可通过被叫VSM存人要说的内容，被叫可在此后到VSM中取回主呼的话音内容。(14) 内部越区切换系统对每个MS所在的位置区域都给予一个TMSI，TMSI和LAI都登记在VLR中，这样用户可在单个MSC内越区切换。(15) 外部漫游定有MSC之间漫游协议的所有MS和或VLR和HLR的概念，亦可组织MS漫游。(16) 二次DTMF拨号DTMF是带内拨号方式之一，它是由二个音频组成的，MS可利用它对目的系统进行二次拨号。(17) 运作业务数据测量(18) 短信息业务MS激活以后，可以人工或自动地从PSTN的DTMFIVR或语音信箱中获得这种长达140个字符或数字的短信息。(19) 计费系统MSC收集了所有的通话情况的数据，再送至计费中心，MSC可选用在线的FTAM方法把计费信息送至计费系统。 (20) 数据业务系统支持三类传真机和异步数据通信业务，但都是不透明的。(21) 分等级服务MS用户在一定时期内是分成若干群的，用户群ID给用户规定了其相互关系，唯一识别标志和群的特殊业务，每个群可最多分成256种DMS的NCOS限制(主呼和被叫)，故采用ID和NCOS不同等级的服务。(22) 唯本地呼叫才开通时，MS只能本地呼叫。(23) MSC之间越区切换对移动用户，移动到其它MSC的控制范围时，系统能用陆地信道将其转到它所在MSC的新的BSC区域中继续通信。(24) 第三方呼叫系统可再呼叫出第三方来进行会议通信，它是先将第二方挂起，呼出第三方后取回第二方。(25) 不同速率转接(26) 实时帐单(27) 可通市话值班员MSC允许MS通过中继找到市话值班人员。5.2 系统构成数字集群通信系统由一系列功能单元组成，图5.1表示了系统的结构及其组成部分。一般系统可分为三个主要部分：无线子系统(RFSS)调度子系统(DSS)互联子系统(1SS)。图5.1 数字集群通信系统结构图5.2.1 无线子系统无线子系统由下列部分组成:(1) 移动台(MS)移动用户移动台可以是固定台，如调度台、车载台、便携台和手持机。每一移动台有几种身份码(比如IMEI、IMSI、TMSI等)。IMEI是一出厂时就定下的国际移动台设备识别号，它主要由型号、许可代码和与厂家有关的产品号构成；IMSI是国际移动用户识别码，它是在该移动用户在网内的唯一的机器身分号；TMSI是移动台当前所在的区(窝)内的代码，区(窝)切换以后就改变。每次通信前，网络HLR的AUC对移动台的身份和权限进行认证，以保证合法用户使用移动网。(2) 增强型基地收发系统(EBTS)增强型基地收发系统(EBTS)在数字集群系统中为固定部门和无线部分之间提供中继，通过空口接口移动用户能够与基地台连接。基地台将800M的25kHz的信道划分为6个时隙(TDMA)，即6条话音或控制信道，多个信道中除用一个信道作为控制信道外其余信道都可是VSELP编码的话音信道。EBTS由下列部分构成：ACG 出入控制器通路：它是EBTS的核心部分，由它控制和跟踪基台的频率和时隙，它还负责对移动台资源分配，还通过El链路负责和网络进行通信联络。TFR 时间频率基准：它提供一高确定度5MHz频率和一高准确度的时钟参考。CSV信道服务单元：它给EBTS提供直接与El线路连接的接口。CSV是符合全部工业标准参数的El接口，它提供辽BTS和交换机之间的接口。5.2.2 调度子系统调度子系统由四个部分组成：数字交换系统DACS网内分组交换(MPS)调度应用处理机DAP操作维护中心OMC。(1) 数字交换系统(DACS)DACS是MSC交换机与EBTS或者PSTN之间的数字信号转接设备，为了适应传输的要求需要将信号填充整理成宽带结构的形式。它的输入是：a调度处理机经过分组交换机MPS来的调度信息；b经MSC和OMC网络操作维护中心来的话音信息。它的输出是到EBTS或远方的基站控制器BSC的数字干线。(2) 网内分组交换(MPS)网内分组交换MPS是数字集群系统内高速数字El型节点处理机。它为网内EBTS终端节点的调度业务和有关控制信息联接电路，它由分组倍份PD、分组交换PS及分组交换工作伦站组成。(3) 调度应用处理机DAP调度应用处理机是为调度通信业务的控制实现的网络控制机。它存储了移动用户的原始材料、MS的数据库、业务范围、通路以及呼叫处理等。调度通信功能有：单独调度呼叫：一个MS呼一个MS组呼通话：一个MS呼一个预编组MS组呼选择通话：调度员组呼通话或选择某服务区、某小区或全网的MS通话空中诊断：MS在任何地方出现故障DAP可通过空中发现MS的硬件或软件故障(4) 操作维护中心OMC操作维护中心是全网操作维护的中心。它为工程管理和计划提供各种数据，它的管理对象有：经过分组网对DAP、调度处理机、EBTS、基地台、BSC基站控制器、XCDR话音编码转换器进行管理；通过异步通信端口对DMCMSC、HLR和MPS进行状态管理和控制。其内容是：突发事件告警，以提示值班人员；在自动检测出错时，以手动或自动方式进行诊断和排除错误；显示欲了解的数据，以便进行分析管理；参数的设置；进行密码和权限等安全管理。OMC是一可靠性极强的容错TANDEM计算机平台，其操作系统是UNIX，主机采用MOTOROLA小型机用以太网与多个X终端联接，故其操作灵活、人机接口友好，值班人员通过x终端查阅检测并控制网内各种设备的运行情况，网内设备有故障时，OMC可采用搬运或自动措施以恢复工作。OMC可对网内设备进行软件安装、更新运行、以及网内设备结构，参数的控制和状态检测，以扩充网内设备的功能。5.2.3 互联子系统(1) 基站控制器BSC基站控制器是移动交换中心MSC与基地台EBTS之间的控制交换设备，以使数字集群系统能扩大覆盖范围和节约线路造价，它可以近置和远置，MSC通过XCDR去控制BSC。BSC主要功能是管理无线信道以及MS和MSC之间的传令传输。BSC内部有一数字矩阵，EBTS负责无线信道的选择，而MSC负责有线信道的选择，两者通过BSC内部矩阵、联接，在越区切换时亦由BSC负责。(2) 话音编码转换器XCDR话音编码转换器XCDR是完成PCMVSELP的转换设备。由于MSC接口的话音编码是采用PCM u律编码方式，而用户端话音编码器采用的是VSElP编码方式，因此，需将EBTSBSC送来的VSELP话音编码变换成PCM编码后送至MSC交换机。XCDR还担任来自MS的DTMF二次拨号数字再生成新的双音多频信号的任务。(3) 移动交换中心MSC移动交换中心MSC是网络的核心，它提供PSTN和移动网络之间的接口，MSC是用于移动台MS发起或终止的话务互连的电话交换局。每个MSC提供对某一地理覆盖区域内的移动台的服务，同时一个网络可包括不止一个MSC，MSC提供到PSTN的接口和到BSC的接口以及与其它MSC的互连接口。MSC的主要任务是：处理呼叫、呼叫控制和信令移动用户呼叫通路的建立鉴权和加密拨号码转换收费数据的捕获和处理回音消除控制越区切换短信息业务支持MSC控制呼叫的建立和路由建立过程，类似于移动网终端局的功能。在陆地网络一边，MSC完成呼叫信令功能，其它的呼叫控制功能包括有：号码变换和路由、矩阵路径控制及出中继的分配、MS收集计费数据。格式化呼叫记录并将它们传到计费中心，MSC同时收集这类通过的数据，以便于管理整个网络。MSC完成对移动环境的其它功能，同时还支持用来控制无线信道占用情况安全管理功能，它包括修改移动台的鉴别号码等。MSC还控制位置寄存器和越区切换过程。位置寄存器允许移动台报告位置改变，使移动台停止呼叫能自动完成。越区切换过程保证了当移动台在一个呼叫建立阶段从一个无线覆盖范围到另一个覆盖范围的呼叫连接。由一个BSC控制的小区之间的越区切换仍由该BSC控制，如果越区切换发生在由不同的BSC控制的小区之间，那么主要的控制功能由MSC完成。交换机与PSTN、其它MSC及BSC相连时都要由DACS转接，这是为了省略独立的多路器和人工交换信号。(4) 访问位置寄存器VLR访问位置寄存器VLR存储其覆盖区内的移动用户的全部有关信息，以便MSC能够建立呼人和呼出的呼叫。VSL从该移动用户的归属位置寄存器中获取并存储有关该用户的数据，一旦移动用户离开该VLR控制区域，则重新在另一VLR登记，原VLR将取消临时记录的该移动用户数据，因此可以把VLR看成是一个动态用户数据库。(5) 归属位置寄存器HLR归属位置寄存器HLR是数字集群系统的中央数据库。它存储着该HLR控制的所有的移动用户的相关数据，这些相关数据包括：MS的操作数据，如IMEI、IMSI和MS-ISDN识别数据、验证密钥等，MS用户类别和补充业务等；MS的服务状况，如电话转移号码、特别路由信息等；MS的活动情况等，如所处区域。HLR的数据分为二种：永久性的数据，通常是由数据管理中心设定的；临时性的数据，它是网络实时设定的并且不断更新。所有这些数据都被网内MSC和VLR所利用，以便随时对MS的管理和跟踪服务，网内可以设多个HLR，每一HLR只存一部分MS的数据。HLR的另一项重要的任务是验证要求上网用户的身份，MS每次通信以前，需要被验证其身分以及其权限，只有授权用户才能使用本网通信。此外HLR还为MSC提供关于移动台所在区域的信息，使任何入局呼叫立即按选择的路经送到被叫用户。(6) SMSSC短信息业务中心这是数字集群系统的一个特色，它可以通过多种渠道传递最多达