移动通信网络基本知识

1、移动通信系统概述一、移动通信网类型及基本概念二、数字移动通信特点及基本组网方式三、专业术语及基本概念四、呼叫流程介绍五、网络优化管理六、传输网基本知识hhj:hhj:移动通信网络基本知识第1页 按照人类活动范围，移动通信网能够分为陆地、水上、航空移动通信网三大类，其中与人类接触范围最广泛和最频繁是陆地移动通信网。移动通信发展主要经历了两个阶段:第一代模拟移动通信系统,第二代数字移动通信系统，当前正向第三代移动系统发展。一、移动通信网类型及基本概念移动通信网络基本知识第2页900MHZ模拟蜂窝移动电话经过十五年发展，用户数量远远超出早期构想。随用户数猛增，模拟蜂窝移动通信系统渐显其缺点：一是各系

2、统间没有公共接口，不一样设备之间不能互联；二是无法与固定网快速数字化发展相适应，数据承载业务难以展开；三是频谱利用率低，无法适应大容量要求；四是安全保密性差；五是业务种类单一、六是通话质量差，不保密，不支持国际漫游。这些致命弱点妨碍了其深入发展。GSM系统较模拟移动通信系统有其不可比拟优势：一是因为系统设备造价降低，运行者能够用有限资金取得更大网络容量，及时满足被压制市场需求；二是较模拟网，GSM含有容量大、保密性好、漫游特征好、业务种类多等特点，伴随其网络逐步扩大，取代模拟网是必定趋势。一、移动通信网类型及基本概念移动通信网络基本知识第3页一、移动通信网类型及基本概念移动通信网络基本知识第4

3、页 参数 欧洲GSM/DCS 北美DAMPS 北美CDMA 日本PDC工作频段MHz890-915，935-960；1710-17851805-1880；824-849，869-894；824-849，869-894；810-826；940-956；1429-1453，1477-1501；射频间隔 KHz 200 30 1250 50接入方式 TDMA TDMA CDMA TDMA与现有模拟系统兼容能力无有有无每频道业务信道数 8 16 3 6 61 3 6一、移动通信网类型及基本概念移动通信网络基本知识第5页一、移动通信网类型及基本概念 在陆地移动通信网中应用最为广泛是数字蜂窝移动通信系统，

4、数字蜂窝移动通信系统主要存在两种制式：一是采取TDMA技术GSM系统，其频谱利用率为模拟系统三倍，已成为国际标准，当前已经有80多个国家150多家经营者采取了GSM标准；另一个是采取CDMA技术IS41系统，其频谱利用率是模拟系统20倍，且系统成本远小于GSM，但因组网技术复杂，尚欠成熟，故进入世界市场较晚，只能让GSM系统捷足先登。中国、欧洲主要采取GSM制式；北美、韩国、日本主要采取CDMA制式。移动通信网络基本知识第6页一、移动通信网类型及基本概念移动通信网络基本知识第7页 在全球数字蜂窝移动通信系统中应用最广泛是GSM数字移动通信系统，它普通由以下几部分组成：一、移动通信网类型及基本概

5、念移动通信网络基本知识第8页一、移动通信网类型及基本概念1、MSC（Mobile-services Switching Center）：移动业务交换中心 MSC是GSM系统关键。MSC处理所控制区域内MS信令，处理移动用户位置更新，MS发起和MS为被叫呼叫过程以及越区切换等移动业务，并实现MS与固定网互通。2、VLR（Visitor Location Register）：造访位置存放器 VLR动态地保留着进入其控制区域内移动用户相关数据，如位置区信息及补充业务参数等，并为已登记移动用户提供建立呼叫接续必要条件。VLR从该移动用户归属HLR中获取并保留用户数据，并在MSC处理用户移动业务时向MS

6、C提供必要用户数据。VLR普通都与MSC在一起综合实现3、HLR（Home Location Register）：归属位置存放器 HLR是GSM系统中央数据库，存放着全部归属用户信息，如用户相关号码（IMSI和MSISDN）、用户类别、漫游能力、签约业务和补充业务等。另外，HLR还存放着每个归属用户相关动态数据信息，如用户当前漫游所在MSC/VLR地址（即位置信息）和分配给用户补充业务。移动通信网络基本知识第9页 4、AUC：鉴权中心 AUC是GSM系统安全性管理单元，存放用以保护移动用户通信不受侵犯必要信息。AUC普通与HLR合置在一起，在HLR/AUC内部，AUC数据作为部分数据表存在。

7、5、EIR（Equipment Identity Register）：设备识别存放器 移动设备识别存放器（EIR）也是一个数据库，保留着关于移动设备国际移动设备识别码（IMEI）三份名单：白名单、黑名单和灰名单。在白名单、黑名单和灰名单这三种表格中分别列出了准许使用、出现故障需监视、失盗不准使用移动设备IMEI识别码 ，经过对这三种表格核查，使得运行部门对于不论是失盗还是因为技术故障或误操作而危及网络正常运行设备，都能采取及时防范办法，以确保网络内所使用设备唯一性和安全性。一、移动通信网类型及基本概念移动通信网络基本知识第10页6、BSS（Base Station System）：基站子系统

8、基站子系统经过空中接口直接与移动台（MS）相接，负责无线信号发送接收和无线资源管理；经过A接口与移动业务交换中心（MSC）相连，传送信令和用户数据。基站子系统由基站收发信台（BTS）和基站控制器（BSC）组成，一个BSC可以控制多个BTS。7、MS（Mobil Station）：移动台/移动用户 移动台是用户设备，可认为车载型、便携型和手持型。移动台物理设备与移动用户可以是完全独立，即与用户相关全部信息都存放在用户智能卡（即SIM卡）中，该卡可在任何移动台上使用。一、移动通信网类型及基本概念移动通信网络基本知识第11页一、移动通信网类型及基本概念IMSI(International Mobil

9、e Subscriber Identity)IMSI是在GSM系统中对移动用户(MS)唯一识别.采取E.212编码方式.存放在SIM卡、HLR和VLR中，在无线接口及MAP接口上传送。IMSI分配标准： 最多包含15个数字(0-9). MCC在世界范围内统一分配，而NMSI分配则是各国运行者自己事。 假如在一个国家有不止一个GSM PLMN，则每一个PLMN都要分配唯一MNC。 IMSI分配时，要遵照在国外PLMN最多分析MCC+MNC就可寻址标准。移动通信网络基本知识第12页一、移动通信网类型及基本概念IMSI (International Mobile Subscriber Identit

10、y )MCC：Mobile Country Code，移动国家码，三个数字，如中国为460。MNC：Mobile Network Code，移动网号，两个数字，如中国移动MNC为00。MSIN：Mobile Subscriber Identification Number，在某一PLMN内MS唯一识别码。编码格式为：H1 H2 H3 9 XXXXXXNMSI：National Mobile Subscriber Identification，在某一国家内MS唯一识别码。经典IMSI举例：460-00-4777770001结构说明:移动通信网络基本知识第13页一、移动通信网类型及基本概念TMSI

11、 (Temporary Mobile Subscriber Identity )TMSI是为了加强系统保密性而在VLR内分配暂时用户识别,它在某一VLR区域内与IMSI唯一对应.TMSI分配标准: 包含四个字节,能够由八个十六进制数组成. TMSI32比特不能全部为1,因为在SIM卡中比特全为1TMSI表示无效TMSI. 要防止在VLR重新开启后TMSI重复分配,能够采取TMSI某一部分表示时间或在VLR重起后某一特定位改变方法.移动通信网络基本知识第14页一、移动通信网类型及基本概念MSISDN(Mobile Subscriber International ISDN/PSTN number

12、) MSISDN是用于呼叫在GSM PLMN内呼叫MS号码,作用同于固定网PSTN号码.采取E.164编码方式.存放在HLR和VLR中，在MAP接口上传送。结构说明移动通信网络基本知识第15页一、移动通信网类型及基本概念MSISDN(Mobile Subscriber International ISDN/PSTNnumber)CC： Country Code，国家码，如中国为86。NDC：National Destination Code，国内接入号，如中国移动NDC当前有139，138，137，136，135。SN：Subscriber Number.MSISDN普通格式为86-139-H

13、0 H1 H2 H3 ABCD经典MSISDN举例：8613904770001.移动通信网络基本知识第16页一、移动通信网类型及基本概念Hlr number采取E.164编码方式.编码格式为:CC+NDC+H0 H1 H2 H3 000,其中CC、NDC含义同MSISDN要求.经典HlrNumber为86-139-0477000用IMSI寻址操作,除了必需用之外,都可转换为用HlrNumber寻址.移动通信网络基本知识第17页一、移动通信网类型及基本概念Msc number/Vlr number采取E.164编码方式.编码格式为： CC+NDC+LSP 其中CC,NDC含义同MSISDN要求.

14、LSP(lacally significant part),由运行者自己决定。经典MscNumber为86-139-00477PerformHandover与PrepareHandover都是用MscNumber寻址.当前在网上MSC与VLR都是合一,所以MscNumber与VlrNumber基本上都是一样.移动通信网络基本知识第18页一、移动通信网类型及基本概念Roaming number与Handover number在移动被叫或切换过程中暂时分配,用于GMSC寻址VMSC或 MSCA寻址MSCB所用,在接续完成后马上释放.它对用户而言是不可见.采取E.164编码方式.编码格式为在MscN

15、umber后面增加几个字节.经典roaming number为86-139-00477XXX移动通信网络基本知识第19页一、移动通信网类型及基本概念LAI(Location Area Identification,位置区)编码格式为其中,MCC与MNC与IMSI中相同.LAC:Location Area Code,是2个字节长十六进制BCD码,0000与FFFE不能使用移动通信网络基本知识第20页一、移动通信网类型及基本概念CGI(Cell Global Identification,全球小区识别)编码格式为LAI+CI.CI:Cell Identity, 是2个字节长十六进制BCD码.移动通

16、信网络基本知识第21页二、数字移动通信特点及基本组网方式 GSM系统作为一个开放式结构和面向未来设计系统含有以下主要特点： 1、 GSM系统是由几个分系统组成，而且能够与各种公用通信网（PSTN、ISDN、PDN等）互连互通； 2、 GSM系统能够提供穿过国际边界自动漫游功效； 3、 GSM系统除了能够开放话音业务，还能够开放各种承载业务、补充业务和与ISDN相关业务； 4、 GSM系统含有加密和鉴权功效，能确保用户保密和网络安全； 5、 GSM系统含有灵活和方便组网结构，频率重复利用率高，能满足用户对大容量、高密度业务要求； 6、GSM系统抗干扰能力强，覆盖区域内通话质量高。移动通信网络基本

17、知识第22页二、数字移动通信特点及基本组网方式 GSM系统网络结构可采取独立建网或与PSTN混合组网方式，我国在组建GSM数字移动通信网时采取了独立建网方式。全国GSM移动通信网话路网和NO.7信令网网络结构均采取二级/三级网混合结构。移动通信网络基本知识第23页TMSC1/TMSC2TMSC1：Transit MSC 一级汇接中心，负责转接省级话务TMSC2：Transit MSC 二级汇接中心，负责转接省内话务MSC： Mobile Service switch center移动交换中心，负责处理当地话务GMSC：Gateway MSC 移动网关局，负责处理移动网和其它网（如固定网、130

18、网）之间话务。SSP：service switch point 智能网中业务交换点，负责处理智能网话务（如神州行业务）二、数字移动通信特点及基本组网方式1、话路网采取二级/三级网混合结构TMSC1/TMSC2MSCGMSCSSPMSCGMSCSSP三级结构：北京、广东等二级结构：湖北、湖南等TMSC1TMSC1TMSC2TMSC2移动通信网络基本知识第24页WHMSC2WHA1/WHA2（洪山/营房村）WHGW1WHGW2WHMSC4WHMSC3WHMSC6WHMSC5WHGW3WHGW4网状网连接XFMSC1XFMSC2EZMSC JZMSC1JZMSC2 XFGW1XFGW2JZGW1JZ

19、GW2YCMSC1YCMSC2 YCGW1YCGW2HGMSC1HGMSC2 XGMSC1XGMSC2 ESMSCSYMSCJMMSCSZMSCJHMSCHSMSCXNMSC爱立信西门子华为中兴大唐商检局电信大楼老虎沟红庙温泉路建行大楼槐荫大道长征路团城山凤凰路禹王电信局东山大道东山电信局东山大道江津西路江津西路江津西路江津西路长虹路县府路中原路县府路妙墩洪山妙墩洪山洪山长春街罗家路妙墩街道口本省GSM话路网结构示意图移动通信网络基本知识第25页HSTP：High signal transit point 高级信令转接点，负责省际之间信令转接LSTP：Low signal transit po

20、int 低级信令转接点，负责省内之间信令转接MSC： Mobile Service switch center移动交换中心，负责处理当地话务GMSC：Gateway MSC 移动网关局，负责处理移动网和其它网（如固定网、130网）之间话务。SSP：service switch point 智能网中业务交换点，负责处理智能网话务（如神州行业务）二、数字移动通信特点及基本组网方式2、NO.7信令网采取二级/三级网混合结构HSTPHSTP/LSTPLSTPMSCGMSCHLRMSCGMSCSSP三级结构：北京、广东等二级结构：湖北、湖南等HSTPLSTPHSTP/LSTP移动通信网络基本知识第26页

21、WHMSC2WHGW1WHGW2WHMSC6WHMSC5WHMSC4WHMSC3WHGW3WHGW4 XFMSC1XFMSC2EZMSC JZMSC1JZMSC2 XFGW1XFGW2JZGW1JZGW2YCMSC1YCMSC2 YCGW1YCGW2HGMSC1HGMSC2 XGMSC1XGMSC2 ESMSCSYMSCJMMSCSZMSC/HLRJHMSCHSMSCXNMSCSYHLRJMHLRESHLRJHHLRXGHLRHGHLRYCHLRJZHLRXNHLRHSHLREZHLRWHH1洪山WHH2营房村WHA1WHA2XFHLRWHHLR1WHHLR2爱立信西门子华为中兴大唐贝尔罗家路

22、洪山长春街洪山洪山妙墩妙墩妙墩洪山妙墩街道口洪山营房村长虹路长虹路县府路县府路中原路江津西路江津西路江津西路江津西路江津西路电信大楼东山大道东山大道东山电信大楼电信局电信局禹王长征路槐荫大道长征路建行大楼商检局电信大楼建行大楼电信大楼老虎沟老虎沟红庙红庙温泉路温泉路团城山团城山凤凰路凤凰路本省GSM信令网结构示意图移动通信网络基本知识第27页三、基本专业术语小区切换：蜂窝移动系统将服务区域划分成小区所带来一个很自然问题是并非全部移动中通话都能在单个小区中完成，当移动台从一个小区进入相邻小区时，其工作频率和接续服务都是不相同，这就需要在一次通话过程中将移动台工作频率和接续控制从其离开小区交换给正

23、在进入小区，这个过程就称作小区切换。移动通信网络基本知识第28页三、基本专业术语位置更新：移动台从一个位置区移动到另一个位置区过程中，一旦移动台发觉其存放器中LAI与接收到LAI发生了改变，便执行登记过程叫做位置更新。移动通信网络基本知识第29页三、基本专业术语漫游通话：在联网移动交换局之间，移动用户由归属交换局控制区域进入被访交换局控制区域后，依然能够取得移动用户业务服务网络功效称作漫游，移动用户在漫游状态下进行通话叫做漫游通话。移动通信网络基本知识第30页三、基本专业术语掉话：移动台在通话过程中因为无线链路故障造成话音质量严重恶化；或在通话切换过程中因为目标小区无信道分配或因信道干扰而无法

24、分配信道等原因，造成移动台通话过程非正常结束现象叫做掉话.移动通信网络基本知识第31页四、呼叫流程介绍1、CALL TO MSGMSCMSC/VLRHLRBSC(1)MSISDN(5)(6)MSRN IMSI(7)IMSI LAI(2)MSISDN(4)MSRN(4)MSRN(3)IMSIBTSBTSBTS(8)Page(8)Page(8)Page(10)(9)Page response 信令 话音移动通信网络基本知识第32页四、呼叫流程介绍1、CALL TO MS1.1 从PSTN/ISDN进入呼叫首先被送至最近GMSC。1.2 GMSC分析MSISDN找到MS登记所在HLR，向HLR请求路

25、由信息，在HLR中存放有MS登记VLRnumber信息。1.3 HLR向VLR发MSRN请求，此消息中携带用户IMSI。VLR响应HLR请求，分配一个空闲MSRN，在VLR中有一张表，此MSRN和MSIMSI相对应。1.4 MSRN经过HLR回送给GMSC。1.5GMSC经过MSRN建立指向VLR话路。1.6VLR经过接收到MSRN在表中找到MSIMSI，释放该MSRN。1.7VLR确定MS所在LAI。1.8 VLR 向MS登记LA区域发寻呼消息。1.9 当MS响应寻呼消息以后，进入鉴权过程。1.10鉴权经过后，BSC经过BTS给用户分配一个无线话务信道，通话建立。移动通信网络基本知识第33页

26、四、呼叫流程介绍2、CALL FROM MSBTSBSCMSC/VLR(1a)(1b)(2)(3)(4) (5) (6)(7)(1a), (1b)RR connection establishment(2) Service indication(3) Authentication(4) Call initiation(5) TCH assignment(6) Call confirmation(7) Call accepted移动通信网络基本知识第34页四、呼叫流程介绍2、CALL FROM MS2.1 MS经过RACH发起信令信道（SDCCH）请求。BSC响应MS请求，为它分配一个SDCCH

27、。2.2 MS表明要建立一个呼叫，MSC/VLR得到MSIMSI，并将MS状态置为忙。2.3MSC/VLR 向MS发鉴权请求，MS响应。2.4 MSC收到从MS发来setup消息，在setup消息中包含有MS所拨打被叫和服务类别。2.5MSC通知BSC给MS分配一个话务信道（TCH），并分析被叫号码，路由至被叫。2.6 当收到被叫局返回ACM 消息后，MSC向MS发振铃消息。2.7当收到被叫局返回ANC消息后，MSC向MS发CONNECT消息，呼叫建立。 移动通信网络基本知识第35页四、呼叫流程介绍3、NORMAL LOCATION UPDATING （2）IMSI MGT BSCBSCMSC

28、/VLR（ID=2）HLRBTSBTSMSC/VLR（ID=1）（3）SubscriberInformationrequestSubscriberinformation(5)Locationcancellation(4)IMSI MSC/VLR (ID=1) (ID=2)LAI=2LAI=1(1)Location updatingrequest移动通信网络基本知识第36页四、呼叫流程介绍3、NORMAL LOCATION UPDATING BTS一直在空中广播自己LAI信息，当MS发觉空中广播LAI信息和自己SIM卡中存放LAI信息不一样时，发起位置更新请求。假如MS不为MSC/VLR所知，新

29、MSC/VLR需更新用户信息。3.1 MS向新MSC/VLR发起位置更新请求消息，消息中携带有MSIMSI。3.2 在新MSC/VLR，依据IMSI进行MGT翻译得到MGT号码（E.212-E.214)，用E.214号码来路由至MS归属HLR.。3.3新MSC/VLR向HLR请求MS用户信息。3.4HLR存放新MSC/VLR号码而且向新MSC/VLR发送用户信息。3.5HLR也命令老MSC/VLR删除用户信息。3.6当新MSC/VLR收到HLR信息后，向MS发位置更新证实信息，位置更新过程完成。移动通信网络基本知识第37页五、网络优化管理 网络优化工作是网络运行维护工作主要组成部分，它与维护工

30、作一样，含有日常性、连续性等特点，是以日常维护为基础高层次网络维护工作。网络优化组织、管理采取统一领导、分级管理、分级负责管理标准。 移动通信网络基本知识第38页五、网络优化管理（一）移动通信网络优化是在网络正常运行状态下进行系统优化、调整，包含对在用网络进行参数采集、数据分析，经过技术伎俩查找影响网络运行质量原因，经过参数调整、网络路由调整、配置调整和 采取一些技术、工程伎俩，使网络到达最正确运行状态，为企业创造最大效益，为终端用户提供良好、优质移动网络服务。 移动通信网络基本知识第39页五、网络优化管理（二）移动通信网络主要由移动交换子系统、基站子系统和传输系统组成。依据移动通信网特点，网

31、络优化可分为交换网络优化和无线网络优化： 1、交换网络优化是指依据全网话务流量流向改变，各局向中继群、信令链路负荷、非正常接续情况，交换机接通率、长途来话接通率等改变，利用各种仪表、网管系统、监测系统对网络、中继进行观察，制订调整方案，及时对交换机中继、信令链路、话务负荷分担、话务流量流向等进行调整。 移动通信网络基本知识第40页五、网络优化管理2 、无线网络优化是指经过OMC对无线网络日常参数采集、数据分析、拨打测试和电测，结适用户群动态改变，无线环境改变，找出影响网络质量原因，经过参数调整、增加配置、设备调整和其它技术伎俩，均衡无线网络资源使用，使网络发挥最大效益，到达最正确质量。包含：(

32、1)、无线参数调整，如：切换门限，功率控制、切换方式、分区设置、位置更新模式改变等；(2)、天线倾角、方向、高度、位置调整，天线型号更换；(3)、基站信道、载波数调整，站型更改；(4)、微蜂窝设备、直放站增设和搬迁；(5)、室内覆盖系统设置；(6)、在无线规划人员配合下，进行频率计划、无线参数修改；(7)、基站传输方式优化调整 移动通信网络基本知识第41页六、传输网基本知识 同时数字系列（SDH）是一个将复接、线路传输及交换功效结合在一起，并由统一网管系统进行管理操作综合信息网。 1、PDH 存在问题： (1)只有地域性电接口规范，而不存在世界性标准； 北美和日本是1.5M、6.3M、32M

33、和44M 等， 我国和欧洲是2M、8M、34M 和140M 等。 (2)没有世界性标准光接口规范，使得各厂家设备不兼容； 相同数字复接等级，但光接口速率不一样。 (3)只有基群速率是同时，二次群以上是异不步； 都要经历复杂 码变换、码速调整、定时、复接和分接过程。 (4)网管信息开销少，且无统一接口。 无法对传送网实现分层管理和对通道传输性能实现端到端监测。移动通信网络基本知识第42页六、传输网基本知识电 /光光 /电分 接分 接复 接分 接复 接复 接光信号光信号2/8Mb/s8/2Mb/s8/34Mb/s34/140Mb/s34/8Mb/s140/34Mb/sPDH分插支路信号过程2Mb/s移动通信网络基本知识第43页六、传输网基本知识 2、SDH 基本概念和特点：含有统一帧结构和速率标准，使各厂家设备横向兼容；传输容量大，升级轻易（采取字节