GSM系统的无线接口.ppt

3 3GSM系统的无线接口3 3 1接入方式在GSM中 无线路径上是采用频分多址 FDMA 和时分多址 TDMA 相结合的接入方式 在这种接入方式中 GSM共25MHz的频段被分为124个频道 频道间隔是200kHz 每一频道 或载频 可分成8个时隙 TS0 TS7 每一时隙为一个信道 每个信道占用带宽200kHz 8 25kHz 因此 一个载频最多可有8个移动客户同时使用 如图3 6所示 在图3 6中 a b 都是一个方向的情况 在相反方向上必定有一组对应的频率 FDMA 或时隙 TDMA 图3 6FDMA和TDMA结合的接入方式 a FDMA b TDMA 3 3 2GSM的帧结构在TDMA中 每个载频被定义为一个TDMA帧 在信息传输中要有TDMA帧号 FN 这是因为GSM的特性之一 客户保密性好是通过在发送信息前对信息进行加密实现的 而计算加密序列的算法要以TDMA帧号为一个输入参数 因此每一帧都必须赋予一个帧号 绘图描述 从图3 7中可以看出复帧分为两种类型 26帧的复帧和51帧的复帧 26帧的复帧包括26个TDMA帧 这种复帧持续时长为120ms 主要用于业务信息的传输 也称做业务复帧 51帧的复帧包括51个TDMA帧 这种复帧持续时长为235 385ms 专用于传输控制信息 也称做控制复帧 图3 7GSM系统各种帧结构及时隙的格式 时隙是构成物理信道的基本单元 在时隙内传送的脉冲串叫做 突发 burst 脉冲序列 每个突发脉冲序列共156 25bit 占时0 577ms 不同的突发信息格式携带不同的逻辑信道 突发脉冲序列的格式如图3 8所示 图3 8突发脉冲序列的格式 突发脉冲序列1 常规突发脉冲序列 除RACH SCH FCCH外的信号 NB2 空闲突发脉冲序列 3 频率校正突发脉冲序列 FB4 同步突发脉冲列 SB5 接入突发脉冲序列 AB 3 3 4逻辑信道到物理信道的映射经过上面的讨论可知 GSM系统的逻辑信道数已经超过了一个载频所能提供的8个物理信道 因此要想给每一个逻辑信道都配置一个物理信道是不可能的 解决这个问题的基本方法是将公共控制信道复用 即在一个或两个物理信道上承载所有的公共控制信道 这个过程就是逻辑信道到物理信道的映射 C0上的TS1用于专用控制信道 C0上的TS2 TS7用于业务信道 其余载频C1 Cn 1上的8个时隙均用于业务信道 1 业务信道的映射p48业务信道的复帧含26个TDMA帧 其组成的格式和物理信道的映射关系如图3 10所示 图中给出了时隙2 即TS2 构成一个业务信道的复帧 共占26个TDMA帧 其中24帧为T 即TCH 用于传输业务信息 1帧为A 代表随路的慢速辅助控制信道 SACCH 传输慢速辅助信道的信息 例如功率调整的信令 还有1帧I为空闲帧 若某MS被分配到TS2 每个TDMA帧的每个TS2包含了此移动台的信息 直到该MS通信结束 只有空闲帧是个例外 它不含有任何信息 移动台以一定方式使用它 在空闲帧后序列从头开始 上行链路与下行链路的业务信道具有相同的组合方式 唯一的差别是有一个时间偏移 即相对于下行帧 上行帧在时间上推后3个时隙 这意味着移动台的收 发不必同时进行 120mS 图3 10业务信道的映射方式 2 控制信道的映射1 BCCH和CCCH在C0的TS0上的映射由帧的分级结构可知 51帧的复帧是用于携带控制信息的 51帧的复帧中共有51个TS0 所映射的信道是广播控制信道和公共控制信道 BCCH CCCH FCCH SCH 其排列的序列如图3 11所示 此序列在第51个TDMA帧上映射一个空闲帧之后开始重复下一个51帧的复帧 图3 11下行BCCH与CCCH在TS0上的映射 F FCCH 移动台据此同步频率 它的突发脉冲序列为FB S SCH 移动台据此读TDMA帧号和BSIC码 突发脉冲序列为SB B BCCH 移动台据此读有关小区的通用信息 突发脉冲序列为NB I IDEL 空闲帧 不包括任何信息 突发脉冲序列为DB C CCCH 移动台据此接收寻呼和接入 突发脉冲序列为NB 即便没有寻呼或接入进行 BTS也总在C0的TS0上发射上述信息 使移动台能够测试基站的信号强度 以确定使用哪个小区更合适 C0的TS1 TS7以及其他载频的时隙也一样常发 如果没有信息传送 则用空闲突发脉冲序列代替 以上叙述了下行链路C0上的TS0的映射 对上行链路C0上映射的TS0是不包含上述各信道的 它只含有随机接入信道 RACH 用于移动台的接入 如图3 12所示 它给出了51个连续TDMA帧的TS0 图3 12上行RACH在TS0上的映射 2 SDCCH和SACCH在C0的TS1上的映射下行链路C0上的TS1用于映射专用控制信道 DCCH 其映射关系如图3 13所示 由于呼叫建立和登记时的比特率较低 因此可在一个时隙上放8个专用控制信道 以提高时隙的利用率 SDCCH和SACCH共占用102个时隙 即102个时分复用帧 即两个复帧 图3 13下行SDCCH SACCH在TS1上的映射 SDCCH的Dx D0 D1 D7 只在移动台建立呼叫或登记的开始时使用 当移动台转移到业务信道TCH上 用户开始通话或登记完释放后 Dx就用于其他的移动台 SACCH的Ax A1 A2 A7 是在传输建立阶段 也可能是切换时 需交换的控制信息 如功率调整等信息 移动台的此类信息就是在该信道上传送的 由于是专用控制信道 因此上行链路C0上的TS1也具有与下行链路同样的结构 即意味着对一个移动台同时可双向连接 但在时间上有一个偏移 3 BCCH和CCCH以及DCCH在TS0上的映射以上讲的是基站载频多于一个时 公共控制信道 CCCH 与专用控制信道 DCCH 映射到两个信道 当某个小区仅有一个载频时 这意味着只有8个时隙 这时的TS0既可用作公共控制信道 CCCH 又可用作专用控制信道 DCCH 映射方法如图3 14所示 图3 14BCCH CCCH SDCCH SACCH下行链路在TS0上的映射 102个TDMA帧重复一次 即下行链路包括BCCH F S B CCCH C SDCCH D0 D3 SACCH A0 A3 和空闲帧I 上行链路包括RACH R SDCCH D0 D3 和SACCH A0 A3 共占102个TS 如图3 15所示 图3 15RACH SDCCH SACCH上行链路在TS0上的映射 3 3 5语音与信道编码p51由于GSM系统是一种全数字系统 语音和其他信号都要进行数字化处理 因此移动台要先将语音信号转换成模拟电信号后 再把该模拟电信号经语音编码转换成数字信号 最后经信道编码后送给无线信道 目前 GSM采用的语音编码方案是规则脉冲激励长期线性预测编码器 RPE LTP 其目的是在不增加误码的情况下 以较小的速率优化频谱占用 同时达到与固定电话尽量相接近的语音质量 而信道编码主要包括纠错编码和交织技术 目的是增加系统的可靠性 3 3 6跳频与语音间断传输技术1 跳频跳频是指载波频率在很宽频率范围内按某种图案 序列 进行跳变 跳频技术首先被用于军事通信 后来在GSM标准中也被采纳 GSM系统实现跳频的方法是将语音信号进行语音和信道编码形成帧后 在跳频序列控制下 由发射机采用不同频率发射 图3 25所示为GSM系统的跳频示意图 GSM规定每帧改变一次频率 即每隔4 615ms改变一个载波频率 跳频速率为1 4 615ms 217跳 秒 图3 25GSM系统的跳频示意图 跳频是靠躲避干扰来达到抗干扰性能的 抗干扰性能用处理增益Gp表示 Gp的表达式为 式中 Bw为跳频系统的跳变频率范围 Bc为跳频系统的最小跳变的频率间隔 GSM的Bc 200kHz 若取Bw为15MHz 则Gp 18dB 跳频技术改善了无线信号的传输质量 可以明显地降低同频干扰和频率选择性衰落 提高整个系统的抗干扰能力 2 语音间断传输技术 语音间断传输 DiscontinuousTransmission DTX 技术是指仅在包含有用信息帧时才打开发射机 而在语音间隙的大部分时间里关闭发射机的一种操作模式 目的有两个 一是节省移动台电源 延长电池使用时间 二是减少空中平均干扰电平 提高频谱利用率 GSM系统中采用DTX方式 并不是在语音间隙简单地关闭发射机 而是要求在发信机关闭之前 必须把发送端背景噪声的参数传送给接收端 接收端利用这些参数合成与发送端类似的噪声 通常称为 舒适噪声 这样做的目的是当发信机打开时 背景噪声连同语音一同转发给接收端 在语音脉冲结束时 由于关掉了发射机而使噪声降低到很低的电平 从而使听者感到极不舒服 为了改善这种情况 采用插入人工噪声的方法 在发送端关闭发射机前 把静寂描述帧SID发给接收端 接收端在无语音时 移动台自动产生舒适的背景噪声 链接到P71 3 4编号与GSM系统的业务3 4 1编号GSM网络结构比较复杂 它包括基站子系统 交换网络子系统 移动台子系统和操作维护子系统 每个子系统又包含一个或多个功能实体 为了将一个呼叫接至某个移动用户 需要调用相应的实体 因此 要正确寻址 编号计划就非常重要 本节将介绍GSM系统中各类编号的结构与作用 1 移动台ISDN号码 MSISDN 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 作用同固定网PSTN号码 它存储在HLR和VLR中 由3部分组成 其结构如下 CC 国家码 如中国为86 NDC 国内目的码 即网络接入号 如中国移动的NDC目前有139 138 137 136 135等 中国联通的NDC为130 131 132等 SN 用户号码 采用等长的8位编号计划 SN号码结构为H0H1H2H3ABCD 在中国 移动用户号码位为11位 其一般格式为139 或8 0 H0H1H2H3ABCD 例如2 国际移动用户识别码 IMSI IMSI是GSM系统分配给移动用户 MS 的唯一的识别号 此码在所有位置 包括在漫游区都是有效的 它存储在SIM卡 HLR和VLR中 其结构如下 MCC 移动用户国家码 占3位数字 如中国的MCC为460 MCC在世界范围内统一分配 MNC 移动网号 占2位数字 如中国移动的MNC为00 中国联通的MNC为01 MSIN 移动用户识别码 由10位数字构成 用于唯一地识别某一PLMN内的MS 3 移动用户漫游号码 MSRN 当一个被叫移动用户已经离开最初登记的HLR而漫游时 只要该用户已经在被访地登记 为避免该用户号码与当地同号用户重叠 VLR临时分配给移动用户一个号码 即移动用户漫游号码 MSRN 此号码只在很短的时间范围内 如30s 有效 其结构类似被访地的MSISDN 对于在某一特定区域漫游的移动用户 MSRN在被访VLR区域内是唯一有效的 4 临时移动用户识别码 TMSI 临时移动用户识别码 TMSI 可在空中接口代替IMSI使用 作用是在空中接口保护用户身份的私密性 TMSI为4个字节 具体编码方案由运营商确定 TMSI由VLR管理 有效范围是位置区 当某用户进入一个新的位置区进行位置更新时 由新位置区的VLR给来访的用户分配一个唯一的TMSI 5 位置区识别码 LAI 位置区识别码 LAI 用于移动客户的位置更新 其号码结构如下 MCC 移动客户国家码 同IMSI中的前3位数字 MNC 移动网号 同IMSI中的MNC LAC 位置区号码 为一个2字节BCD编码 表示为X1X2X3X4 在一个GSMPLMN网中可定义65536个不同的位置区 6 全球小区识别码 GCI GCI用来识别一个位置区内的小区 它是在位置区识别码 LAI 后加上一个小区识别码 CI 其结构如下 CI是一个2字节的BCD编码 由各MSC自定 7 基站识别码 BSIC BSIC用于识别相邻国家的相邻基站 为6bit编码 其结构如下 NCC 国家色码 主要用来区分国界各侧的运营者 国内区别不同的省 为XY1Y2 其中X表示运营商 移动X 1 联通X 0 Y1 Y2的分配见表3 1 BCC 基站色码 用于识别基站 由运营者设定 8 国际移动设备识别码 IMEI IMEI唯一地识别一个移动台设备的编码 为一个15位的十进制数 其结构如下 TAC 型号批准码 由欧洲型号认证中心分配 FAC 工厂装配码 由厂家编码 表示生产厂家及其装配地 SNR 序号码 由厂家分配 用于识别每个TAC和FAC中的某个设备 SP 备用 备作将来使用 9 MSC VLR号码MSC VLR号码在No 7信令信息中使用 代表MSC的号码 我国邮电部门GSM移动通信网中的MSC VLR号码结构为1390M1M2M3 其中M1M2的分配同H1H2的分配 10 HLR号码HLR号码在No 7信令信息中使用 代表HLR的号码 我国邮电部门GSM移动通信网中的HLR号码结构是客户号码为全零的MSISDN号码 即139H1H2H30000 11 切换号码 HON HON是当进行移动交换局间越局切换时 为选择路由 由目标MSC 即切换要转移到的MSC 临时分配给移动客户的一个号码 此号码为MSRN号码的一部分 3 4 2GSM系统的业务GSM数字移动通信系统是一种多业务系统 它能提供许多种不同类型的业务 对于固定电信网为用户提供的各类业务 GSM数字移动通信系统为其用户提供了很大的选择余地 GSM技术规范本身采用了与ISDN业务相同的办法对GSM系统的业务做了分类 共分为电信业务 承载业务和补充业务三大类 1 GSM的电信业务电信业务是一种完整的端到端通信业务 包括终端的能力 这种通信是遵循由网络 运营部门之间双方认可的协议在使用者之间完成的 电信业务是GSM系统提供的最主要的业务 GSM系统能提供6类10种电信业务 其编号 名称 业务类型及实现阶段如表3 2所示 1 电话业务电话业务是GSM移动通信网提供的最重要的业务 GSM网和PSTN网连接 能为数字移动客户之间 数字移动客户与固定网客户之间提供实时双向通信 其中包括各种特服呼叫 各类查询业务和申告业务 以及提供人工 自动无线电寻呼业务 2 紧急呼叫业务在紧急情况下 移动用户可拨打紧急服务中心的号码获得服务 如拨119 110或120等时 依据客户所处基站位置 就近接入火警中心 119 匪警中心 110 急救中心 120 等 当客户按紧急呼叫键 SOS键 时 应向客户提示如何拨叫紧急中心 紧急业务优先于其他业务 在移动用户没有插入SIM卡时也可使用 3 短消息业务短消息业务就是用户可以在移动电话上直接发送和接收文字或数字消息 因其传送的信息短而称为短消息业务 短消息业务包括移动台间点对点的短消息业务以及小区广播式短消息业务 点对点的短消息业务是由短消息业务中心完成存储和前转功能的 短消息业务中心是在功能上与GSM网完全分离的实体 它不仅可服务于GSM客户 亦可服务于具备接收短消息业务功能的固定网客户 尤其是把短消息业务与语音信箱业务相结合 更能经济地 综合地发挥短消息业务的优势 点对点的信息发送或接收既可在MS处于呼叫状态 语音或数据 时进行 也可在空闲状态下进行 当其在控制信道内传送时 信息量限制为140个八位组 7比特编码 160个字符 小区广播式短消息业务是指在GSM移动通信网某一特定区域内以有规则的间隔向移动MS重复广播具有通用意义的短消息 如道路交通信息 天气预报等 移动台连续不断地监视广播消息 并在移动台上向客户显示广播短消息 此种短消息也是在控制信道上发送 移动台只有在空闲状态时才可接收 其最大长度为82个八位组 7比特编码 92个字符 4 可视图文接入可视图文接入是一种通过网络完成文本 图形信息检索和电子邮件功能的业务 5 智能用户电报传递智能用户电报传递能够提供智能用户电报终端间的文本通信业务 此类终端具有文本信息的编辑 存储处理等功能 6 传真交替的语音和三类传真是指语音与三类传真交替传送的业务 自动三类传真是指能使客户经GSM网以传真编码信息文件的形式自动交换各种函件的业务 2 GSM的承载业务GSM系统一开始就考虑兼容多种在ISDN中定义的承载业务 以满足GSM移动客户对数据通信服务的需要 GSM系统设计的承载业务不仅使移动客户之间能完成数据通信 更重要的是能为移动客户与PSTN或ISDN客户之间提供数据通信服务 还能使GSM移动通信网与其他公用数据网互通 例如公用分组数据网和公用电路数据网 GSM系统规定提供的承载业务的号码 名称 终端网络和在MS的接入接口等如表3 3所示 需要说明的是 在表中MS 或IWF互通作用 的接入接口括号内的数字表示终端网络的代号 不加括号的数字表示在MS或互通功能 IWF 所需的接入接口特征编号 分别与不同的终端网络相对应 也就是说 对于不同的终端网络可采用不同的或系统的接入接口 表3 4所示为接入接口的编号 3 GSM的补充业务补充业务修改和增添了基本业务 它主要包括允许用户能按照自己的需要改变网络对其呼入 呼出的处理 或者通过网络向用户提供某种信息让用户能够智能化地利用一些常规的业务 绝大部分移动通信网的补充业务是直接从固定电信网中继承过来的 因此这些业务并不是专门为GSM数字移动通信网或其他蜂窝移动通信网设置的 GSM系统能提供8大类补充业务 其业务名称和业务种类操作规则如表3 5所示 表3 5中8种业务操作定义如下 1 提供 业务提供者准许客户使用业务的操作 提供操作包括以下两种 一般 业务提供者不需要事先安排 此业务对所有客户都可用 预先安排 只有在业务提供者做了必要的安排之后 此业务才对某一客户可用 2 取消 由业务提供者从客户接入点取消一个可用业务的操作 取消操作包括以下两种 一般 对所有提供此业务的客户取消此业务 特定 对提供此业务的某一个客户取消此业务 3 登记 是由业务提供者或客户在使用某种业务前操作的一种程序 它将为一些特定的补充业务信息 如呼叫前转的前转号码 提供网络 登记仅适用于某些必须将特殊信息输入网络的业务 对于某些登记会导致激活 如呼叫前转 或未登记前就已经处于激活状态 如号码识别等 的业务 不需要激活操作 4 删除 由业务提供者 客户或系统进行的一种业务操作 以去除以前已登记的特定业务的存储信息 它仅适用于那些需要登记的补充业务 它可以是由于业务取消 客户新登记而被驳回或客户控制的结果 5 激活 由业务提供者 客户或系统进行的一种操作 使业务进入 做好提供请求准备 的状态 6 去活 由业务提供者 客户或系统终止激活状态的操作 对于某些业务 由激活 去活的特定客户操作程序 而对于另一些业务 是处于随时可提供的状态 7 请求 能让业务进行工作的操作 它可能是由客户的某一特定条件下自动发起的 8 询问 使一个客户从业务提供者那里得到关于补充业务信息的操作 所询问的信息可以是状态检查 数据检查或数据请求 表3 5中各种操作对应的字母含义解释如下 提供操作 p表示依据注册需预先办理 g表示一般均提供 取消操作 s表示依据客户请求或由于管理原因而取消 表示不应用 登记操作 a表示业务提供者提供 s表示受客户控制 p表示提供操作结果 表示不应用 删除操作 w表示是取消操作的结果 s表示受客户控制 r表示客户新登记 表示不应用 激活操作 r表示是登记操作的结果 s表示受客户控制 a表示受业务提供者的控制 p表示提供操作结果 c表示当注册选择时的条件满足后激活 表示不应用 去活操作 e表示是删除操作的结果 a表示受业务提供者控制 s表示受客户控制 w表示取消操作的结果 n表示当注册选择时的条件不满足后执行去活操作 c表示在每次呼叫活动结束后执行去活操作 表示不应用 请求操作 n表示作为某一特定条件的结果 网络自动请求 询问操作 dr表示数据请求 s表示状态检验 表示不应用 此外 一些业务可用口令 Password 来进行控制 在提供某些补充业务 呼叫限制类补充业务 时 向客户提供由客户进行控制的可选项 选项确定后 补充业务相关的每一操作 如登记 删除 激活或去活将由移动客户当前输入的口令来控制 口令是一个4位数字 十进制 范围为0000 9999 3 5我国GSM移动通信网的网络结构3 5 1全国GSM移动通信网的网络结构我国的移动通信网采用三级组网结构 在各省或大区设有两个一级移动汇接中心 通常是单独设置的移动业务汇接中心 它们之间以网状网方式相连 每个省内至少应设有两个以上的二级移动汇接中心 并把它们置于省内主要城市 以网状网方式相连 同时它还应与相应的两个一级移动汇接中心连接 图3 26给出了GSM和PSTN的三级网络连接示意图 从图中可见 三级网络结构组成了一个完全独立的数字移动通信网 但是 公用电话网有自己的国际出口局 而GSM数字移动通信网是没有自己的国际出口局的 国际间的通信还需借助于公用电话网的国际局 图3 26GSM和PSTN的三级网络连接示意图 3 5 2省内GSM移动通信网的网络结构省内GSM移动通信网由若干个移动业务汇接中心 即二级汇接中心 和各地市的移动业务本地网构成 汇接中心之间为网状网结构 汇接中心与移动端局之间为星状网结构 根据业务量的大小 二级汇接中心可以是单独设置的汇接中心 即不带客户 没有至基站接口 只作汇接 也可兼作移动端局 与基站相连 可带客户 省内GSM移动通信网中一般设置二三个移动汇接局较为适宜 最多不超过四个 每个移动端局至少应与省内两个二级汇接中心相连 如图3 27所示 图中TMSC为汇接中心 MSC为端局 当任意两个移动端局之间有较大业务量时 可建立直达路由 图3 27省内GSM网络结构 3 5 3移动业务本地网的网络结构全国可划分为若干个移动业务本地网 划分的原则是长途区号为2位或3位的地区为一个移动业务本地网 每个移动业务本地网中应设立一个HLR 必要时可增设HLR HLR可以是有物理实体的 也可以是虚拟的 即几个移动业务本地网共用同一个物理实体HLR HLR内部划分成若干个区域 每个移动业务本地网用一个区域 由一个业务终端来管理 和一个或若干个移动业务交换中心 MSC 还可以几个移动业务本地网共用一个MSC 见图3 28 图中TS为市话汇接局 LS为长途局 图3 28GSM移动业务本地网结构示意图 在移动业务本地网中 每个MSC与局所在地的长途局相连 并与局所在地的市话汇接局相连 在长途多局制地区 MSC应与该地区的高级长途局相连 在没有市话汇接局或话务量足够大的情况下 MSC亦可与本地市话端局相连 当一个MSC覆盖几个长途编号区时 该MSC亦可和这几个长途编号区的市话汇接局和长途局相连 3 6GSM系统信令网信令 Signaling 是电信网中在终端和交换机之间以及交换机与交换机之间传送的一种对话信息 它的作用是控制信道的接续和传递网络管理信息 信令在电信通信网中是个很重要的概念 简单地说 它是一种机制 通过这种机制 构成通信网的用户终端以及各个业务节点可以互相交换各自的状态信息和提出对其他设备的接续要求 从而使网络作为一个整体运行 链接到P91 过去PSTN的信令都是随路信令 就是和语音一起在一条中继线里面传输 在一个E 1 俗称2M线路 中占用第16时隙 后来为了提高中继线利用率 灵活组网方式 No 7信令 俗称7号信令 把信令和语音分开 让信令在专门的中继线里面传输 一条条的2M里面跑的都是信令 平行于程控交换节点的信令点 SP 根据信令控制交换机选路 有的两个信令点 SP 之间还通过信令转接点 STP 转接到达目标SP 众多的SP和STP经过信令链路 SL 连接构成信令网 7号信令系统 SignallingSystemNo 7 简称7号信令或SS7 是一种局间的数字共路信令 为了使GSM系统实现国际漫游功能和在业务上迈进面向ISDN的数据通信业务 必须建立起规范的和统一的信令网 以传递与移动业务有关的数据和各种信令消息 因此 GSM系统引入了CCS7信令系统和信令网络 也就是说 GSM系统网络的信令系统是以CCS7信令网络为基础的 GSM信令网是我国7号信令网的一部分 由信令链路 SL 信令点 SP 及信令转接点 STP 三部分组成 3 6 1信令网结构我国GSM数字通信网是与PSTN ISDN PSPDN以及现有模拟PLMN并行设置的一个通信业务网 与固定网一样 它在网络结构上分为三级 第一级为最高级 称之为高级信令转接点 HSTP 第二级为低级信令转接点 LSTP 第三级为信令点 SP 移动通信网的专用高级信令转接点 HSTP 设置在大区一级移动业务汇接中心 专用的低级信令转接点 LSTP 设置在各省二级移动业务汇接中心 叠加在地区三级交换中心的数字移动网称为移动业务本地网 移动业务本地网的每个MSC VLR EIR HLR AUC和BSC设置信令点 当MSC VLR HLR AUC及EIR分别设于不同的物理实体时 其信令点编码也不同 合设于一个物理实体时 可用一个SP编码 本地移动网包含有至少一个HLR以及一个或若干个MSC 每个MSC与所在地区的长途局相连 并与当地市话汇接局和模拟PLMN局相连 如果当地没有市话汇接局 则MSC亦可按照运营者的要求与某些市话端局相连 省内各移动本地网构成全省数字PLMN网 全省设若干个移动业务二级汇接中心 构成一个网状网 每个移动业务本地网的SP点至少与两个二级汇接中心 LSTP 相连 当然在建网初期 省内PLMN只能采用单星形结构过渡 全国的数字PLMN网在各大区设立一级移动业务汇接中心 该中心为单独设置 仅做汇接用 3 6 2信令网组织1 GSM信令网络组织原则 1 各省设置若干个LSTP 每个SP点至少应连至两个LSTP点上 并采用负荷分担的工作方式 2 为保证信令网的安全运行 在有条件的地方 信令链路组中至少设置两条信令链 每条信令链应尽可能采用分开的物理通路和负荷分担的方式工作 3 应注意路由组织及信令链路和STP间的分散性与灵活性 选用不同的传输路由 不同的DDN设备和不同的PCM系统 应注意尽可能地在物理上分开 在设置直达链路的条件下 还应设置经STP转接的路由 且具有迂回能力 4 当任意两个信令点间信令量足够大时 可设置直达链路 采用直连方式工作 5 在数字PLMN中 基站控制器BSC与MSC间亦采用24bit的7号信令 但BSC的信令点编码一般采用14bit编码 由每个MSC自定 2 信令路由设置原则信令路由可分为正常路由和迂回路由两类 1 正常路由 指未发生故障的情况下的信令业务流的路由 根据我国三级信令网结构和网络组织 正常路由可分为采用直连方式的直达信令路由和采用准直连方式的路由 2 迂回路由 指因信令链或路由故障而造成正常路由不能传送信令流而选择的路由 迂回络由都是经过信令转接点的准直连方式的路由 可以是一个路由 也可以是多个路由 当有多个迂回路由时 可根据STP点的次数 由小到大依次分为第一迂回路由 第二迂回路由等 3 信令路由的选择原则 1 首先选择正常路由 当正常路由出现故障不能使用时 再选择迂回路由 2 信令路由中具有多个迂回路由时 首先选择优先级最高的第一迂回路由 当第一迂回路由因故障不能使用时 再选择第二迂回路由 依次类推 3 在正常或迂回路由中 若有同一优先等级的多个路由 N 且它们之间采用负荷分担方式时 每个路由承担起整个信令负荷的1 N 若负荷分担的同一优先等级中的一个信令链组出现故障时 应将信令业务倒换至采用负荷分担方式的其他信令链路组 若采用负荷分担方式的一个路由出现故障时 应将信令业务倒换到其他路由 3 6 3信令点编码方案GSM信令网的信令点的编码宜采用中国24位编码方式编码 但由于MSC与BSC之间仅是点对点信令传递 因此BSC仍维持14位信令点编码方式 1 编码方案的原则 1 信令网中的每一个STP和SP点均分配一个信令点编码 2 信令点编码方案同时编制14位和24位编码分配方案 考虑到有些厂家提供不了24位的设备 故MSC VLR HLR AUC EIR等设备均同时分配14位和24位编码 3 24位编码的分配方案要求MSC与固定网之间采用24位编码 即移动网的24位编码和固定网的24位编码相互独立 2 编码方案1 24位信令点编码24位信令点编码格式如下 其中 主信令区为各省公用网分配的编码 编码容量为256 分信令区是从7号信令网分信令区编码启用的FF和FE FF为主用 FE为备用 信令点编码是按高五低三比特的使用原则 如表3 6和表3 7所示 2 14位信令点编码14位信令点编码格式如下 其中 主信令区分配到各省 自治区 直辖市 分信令区和信令点的编码分配原则如表3 8和表3 9所示 3 6 4信令网寻址方式由于引入了信令网络 信令路径与话路路径是完全不同的 因此信号必须有表示具体语音连接的参考标志 信令链路上的每一个消息都有一个标记 包括CIC 电路识别码 OPD 消息源信令点编码 及DPC 目的地信令点编码 CIC表示消息属于哪条语音电路 OPD表示发出消息的信令点 SP DPC表示消息的目的地信令点 SP 在GSM信令网的信令点 SP 和信令转接点 STP 传MAP消息时必须有SCCP 信令连接控制部分 的支持 SCCP的地址由GT 全局名 DPC和SSN 子系统号 组成 GT是一种地址 类似客户拨号 没有包含在信令网中直接选取路由的信息 需要一种翻译功能把GT翻译成使SCCP和MTP直接选取路由的DPC SSN的形式 这种翻译功能可分散提供 也可集中提供 使用GT寻址可以访问任何客户 SSN 子系统号 是信令中子系统的编号 我国GSM信令网SCCP的寻址方式 国际间采用GT方式 省内采用24位的DPC和SSN寻址方式 省间采用GT寻址方式 GT为移动客户的MSISDN号码 翻译节点被规定在每条SCCP消息接收端省的LSTP上 GSM网内各子系统编号 SSN 见表3 10 3 7GSM系统的控制与管理GSM系统是一种功能繁多且设备复杂的通信网络 无论是移动用户与市话用户还是移动用户之间建立通信 都必须涉及系统中的各种设备 本节重点讨论GSM系统中控制与管理的几个主要问题 包括位置登记与更新 越区切换 鉴权与加密 3 7 1位置登记与更新GSM把整个网络的覆盖区域划分为许多位置区 并以不同的位置区标志进行区别 如图3 29中的LA1 LA2 LA3 LA4 图3 29GSM位置区划分示意图 位置登记是通信网为了跟踪移动台的位置变化 而对其位置信息进行登记 删除和更新的过程 由于数字蜂窝的用户密度比较高 因而位置登记过程必须更快 更准确 MS从一个位置区移到另一个位置区时 必须进行登记 也就是说 一旦MS发现其储存器中的位置区识别码 LAI 与接收到的LAI发生了变化 便执行位置登记 这个过程也叫位置更新 位置更新过程是位置管理中的主要过程 由MS发起 在GSM系统中有三个地方需要知道位置信息 即HLR VLR和MS 或SIM卡 当这个信息变化时 需要保持三者的一致 位置更新分为如下两种情况 不同MSC业务区间的位置更新 相同MSC不同位置区的位置更新 补充 移动台的漫游在移动中的移动台 由于接收质量原因 需要通过空中接口不时地改变与系统的连接 这种能力称为 漫游 MS将根据C1来决定应与哪个小区连接 路径损耗标准参数C1用于小区选择 重选 C1 A Max