移动交换网络基础知识

1、移动交换网络基础知识本文简要介绍语音业务网络架构，各功能实体以及呼叫信令流程、编号计划1.语音业务网络架构图：图01 语音业务网络架构图其中：MS ：Mobile Station，移动台（手机）BTS：Base Station Transceiver，基站BSC ：Base Station Controller, 基站控制器MSC ：Mobile Switching Center, 移动交换中心，在软交换架构下，MSC被分为：MSCe+MGW两套设备，实现呼叫控制与媒体承载的分离，其中MGW主要完成TG（接入网关）的功能，MSCe完成控制、管理等功能,包括：移动性管理（位置更新、切换/漫游等）

2、、呼叫处理、VLR数据管理（用户数据管理、位置管理、漫游号码分配等）、计费话单处理。VLR ：Visitor Location Refister, 拜访位置寄存器HLR：Home Location Register，归属位置寄存器AuC：Authentication Center，鉴权中心 ，通常与HLR合设。SMC：Short Message control 短消息控制中心PSTN：Public Switch Telephone Network, 公共交换电话网OMC：Operation and Maintenance Center 操作维护中心（即：各类网管、报表、信令监测系统等）其中：B

3、TSBSCMGW设备在地市，MSCe/VLR在郑州和洛阳有配置，HLR/AUC、SMC设备均在省公司配置，全省公用。1.1 网络实体说明1.1.1 移动交换中心 （MSCe） MSC是完成对位于其服务区域内移动台进行控制、交换的功能实体，也是CDMA网与其他公用交换网或其他MSC间用户话务的自动接续设备。MSC是CDMA蜂窝移动通信系统的核心，它与有线交换机的不同在于：MSC必须考虑无线资源的分配和用户的移动特性，且至少必须做以下处理：（1）位置登记处理、 （2）切换处理1.1.2 拜访位置寄存器（VLR）拜访位置寄存器负责存储和更新漫游到该VLR服务区域的移动台的用户数据，VLR一般与MSC

4、合设。当移动台进入新位置区，MSC将通知VLR，由VLR向HLR发起登记处理以更新用户位置信息。VLR还在数据库中存储呼叫建立所必需的信息以供MSC检索。一个VLR可负责一个或多个MSC区域。具体有如下信息：服务项目信息（PROFILE）移动识别号码/国际移动台标识（MIN/IMSI）秘密 SSD etwork Network 2222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222222电子序列号（ESN）移动台鉴权数据（AUTHEN）移动台批准数据（AUTHOR）移动台临

5、时漫游号码（TLDN）移动台位置信息（LAI）1.1.3 归属位置寄存器（HLR）归属位置寄存器为移动网络提供用户信息的存储和管理功能，包括移动用户的开户、注销、业务的授权和撤消等，同时协助完成用户的呼叫和业务操作。一个CDMA网络根据用户数量、设备容量及网络组织方式可以设置一个或多个HLR，多HLR采用虚拟的方式实现。在HLR中存储的用户信息包括两种信息：（1）用户签约信息使呼叫的路由和计费能够实现的一些位置信息（例如：VLR地址、MSC地址、本地移动台标识）（2）在HLR中保存和用户相关的信息主要包括：服务项目信息（PROFILE）（即：用户开通的各项新业务功能）移动识别号码/国际移动台标

6、识（MIN/IMSI）电子序列号（ESN）移动台用户号码（MDN）IMSI/MIN和MDN通常被用于访问移动用户数据库的键值。HLR中还包括移动用户的以下其它信息：电信业务、数据业务、智能业务、短消息业务数据、服务限制（如：漫游限制）补充业务参数1.1.4 鉴权中心（AuC） 鉴权中心AuC是一个管理与移动台相关的鉴权信息的功能实体。完成对移动用户的鉴权，存储移动用户的鉴权参数，并能根据MSC/VLR的请求产生、传送相应的鉴权参数，AUC中的用户鉴权参数，AUC中的用户鉴权可以采用加密的方式存放。1.1.5 短消息中心（SMC）CDMA蜂窝移动通信系统中的一个独立实体，和MSC、HLR等其它实

7、体配合，完成CDMA蜂窝移动通信系统用户短消息的接收、存储和转发，保存用户相关的短消息的数据。1.1.6 操作维护中心（OMC）操作维护中心为运营商提供对网络的操作和维护服务，实现对网络各部件功能的监视、故障诊断、状态报告等，以提高系统的整体工作效率及服务质量。1.1.7 基站控制器（BSC）基站控制器BSC是基站系统的控制部分。BSC主要负责无线网络管理、无线资源管理、BSS的维护管理、呼叫处理、控制完成移动台的切换、完成语音编码及支持高速分组数据业务。 BSC在系统中的位置和作用如下： BTS通过Um接口（空中接口）与MS连接，通过Abis接口与BSC连接；BSC通过A接口与MSC连接，通

8、过A10/A11接口与PDSN连接，一个BSC可以和多个BTS连接，实现多BTS的集中控制和管理。1.1.8 基站收发信机（BTS）基站收发信机BTS是基站系统的无线部分，由BSC控制， BTS实现无线传输及相关的控制功能。移动台MS通过无线链路经BTS接入CDMA蜂窝移动通信系统。1.1.9 移动台（MS）移动台，移动通信的终端设备。能够收发无线信号，实现移动性业务、呼叫业务及短消息业务等。与BTS通过空中接口相连。2.EVDO业务网络架构图：AT ：Access Terminal，接入终端，相当于1X中的MS移动台。AN ：Access Network，接入网络，相当于1X中的BSC+BT

9、S。AN AAA ：AAA server for access network，接入网络鉴权、授权、记费服务器Source:源; Target:目的PCF：Packet Control Function，分组控制功能模块PDSN：Packet Data Service Node，分组数据服务节点AAA：Authentication Authorization Accounting，鉴权、授权、记费服务器HA：Home Agent，归属代理其中地市为：PCF设备（BSC设备中包含PCF设备），其他PDSN、AAA服务器、HA设备均在省公司配置，全省共用。2.1分组控制功能模块（PCF） PCF主

10、要负责软切换时对多路反向业务信道数据进行选择；软切换时对前向业务信道数据到不同小区/扇区的分发；它通过PCFS的内部总线与PCFIM模块相连。PCFS子系统全称为分组控制功能子系统，它是实现分组控制功能资源共享池中的最小物理单元。其主要功能包括：1进行数据的封装；2通过A9、A11接口建立、配置、维护A8和A10链路，建立移动台与PDSN之间的PPP链路，实现分组数据业务的传递；3提供与基站内部通信网的接口，视基站软件功能点的分布而具有不同的功能，如RLP(无线链路）协议、功控、切换控制等。2.2分组数据服务节点（PDSN）PDSN是分组数据服务节点，作为接入网关，提供Simple IP和Mo

11、bile IP接入方式，为cdma2000移动台提供访问Internet或Intranet的服务。在cdma2000 1X阶段为每个用户可以最高提供144 kbps的接入速率，到cdma2000 EV-DO阶段可以为每个用户提供最高2M的接入速率。2.3鉴权、授权与计费服务器（AAA）1鉴权：Authentication，完成Simple IP、Mobile IP的鉴权2 授权：Authorization; 用户配置信息3. 计费：Accounting; 统计PDSN 发送来的计费信息,支持基于分组的计费。2.4归属代理（HA）1.维护用户注册信息并将数据包转发到PDSN2.利用鉴权、授权与计

12、费服务器执行鉴权和认证3 鉴权后分配归属网络的IP地址4、支持反向隧道3.呼叫流程3.1语音呼叫流程移动台起呼动作动作描述A移动台发起呼叫。B基站证实。C基站向MSC发送CM业务请求消息。D同时基站开始建立业务信道。EMSC向基站发送指配请求消息。F基站向移动台发送扩展信道指配消息。G基站捕获移动台。H基站证实。I移动台证实。J业务协商过程。K基站向MSC发送指配完成消息。LMSC通过业务信道向MS发送回铃音。M被叫方摘机，MS进入话音通话状态。3.2语音呼叫流程移动台被呼动作作动作描述aMSC发起寻呼移动台b移动台发寻呼响应消息。c基站证实。d基站向MSC发送寻呼响应消息。e同时基站开始建立

13、业务信道。fMSC向基站发送指配请求消息。g基站向移动台发送扩展信道指配消息。h基站捕获移动台。i基站证实。j移动台证实。k业务协商过程。l基站向MSC发送指配完成消息。mMSC通过业务信道向MS发振铃音。n移动台证实。o移动台摘机p基站证实q基站向MSC转发移动台摘机消息r通话双方进入通话状态4.编号计划4.1覆盖区定义：扇区：SECTOR，指一个基站某个特定方向的天线所覆盖的区域。小区：CELL，指一个特定的基站BTS所覆盖的区域。位置区LAC：定位和寻呼区，在此区域内移动台可以自由移动而无需进行位置更新。若干个小区组成一个位置区（LAI），位置区的划分是由网路运营者设置的。一个位置区可能

14、和一个或多个BSC有关，但只属于一个MSC。位置区信息存储于系统的MSC/VLR中，系统使用位置区识别码LAI识别位置区。MSC区：由一个MSC控制的区域。一个MSC业务区是其所管辖的所有小区共同覆盖的区域，可由一个或几个位置区组成。PLMN区：公用陆地移动通信网，PLMN业务区是由一个或多个MSC业务区组成。每个国家有一个或多个。4.2编号计划： MIN/IMSI：国际移动台识别码；IMSI是在PLMN网中唯一识别一个移动用户的号码，由15位数字组成。IMSI存储在HLR、VLR和UIM卡中。IMSI=MCC+ MNC+ MSINMCC移动国家号码，由3位数字组成，唯一地识别移动用户所属的国

15、家。我国为460。MNC移动网号，由两位数字组成，用于识别移动用户所归属的移动网。电信CDMA网为03.联通GSM网为01.MSIN移动用户识别号码，是一个十位的等长号码。即：MIN。IMSI存储在HLR、VLR和SIM卡中。MDN：移动号码簿号码ESN：电子序列号TLDN：临时本地号码簿号码CDMA通信中，TLDN用于被叫寻址。移动通信由于用户的移动性，手机号码与位置是没有固定联系的，无法根据手机号码对被叫进行寻址。TLDN是全球唯一的，每个MSC/VLR有1000个号码。被叫寻址时，GMSC查询HLR，HLR则向被叫所在的VLR发routing req消息，VLR立即为该被叫分配TLDN，并且将TLDN和用户的IMSI号码做一个对应关系表储存起来。随后，GMSC根据这个TLDN，把路由一直搭到被叫用户手机上。LAI：