浅谈GSM系统构成

—中国移动通信—题目浅谈GSM系统的构成第5页共9页基站网优组汪拉锁浅谈GSM系统构成§1…GSM简介当今世界,随着日新月异的科技进步,电信管理和运营商们面对着要求越来越高的消费群体,他们正在追求每时每刻能提供服务的通信设备,无论你在世界的任何角落。为了在国际范围内迎合这种需求，欧洲电信标准协会（EuropeanTelecommunicationStandardsInstitute—ETSI）制定了GSM（GlobalSystemforMobileCommunication）标准。电话基本业务在GSM系统中已被充分利用，而且非语音（数据）的应用也已经在GSM系统中开始使用。移动用户可以使用数据业务例如传真、短消息和数据传输。补充的ISDN服务使这些都成为可能。（如：名录数码识别、前向呼叫、话务限量、费用通知和呼叫等待）。因而，GSMPLMN系统不仅仅简单是一个电话系统，它已是一个完整的通信系统。同时还可以连接到以下网络：公众交换电话网（PSTN—publicswitchedtelephonenetwork）综合服务数字网（ISDN—integratedservicesdigitalnetwork）分组交换数据网（PSDN—packetswitcheddatanetwork）或其他公众陆地移动网（PLMN）GSM系统采用无线蜂窝移动系统（cellularmobileradiosystem），整个PLMN覆盖区域被分成许多小的无线蜂窝单元，每个蜂窝单元由定向天线或全向天线覆盖，通过无线接口（Um接口）将不同的MS连接入蜂窝移动通信网，一个或多个无线收发基站（BTS）可由一个基站控制器（BSC）管理。示意图如下：ServiceCenters(SMScenters,VMS)ServiceCenters(SMScenters,VMS)OMCOtherMSCBTSMSOtherMSCBTS(SIM)OthernetworksBSCOthernetworksBSCBTSMSCBTSMSCMSHLRVLR(SIM)HLRVLRACEIRACEIR移动交换中心（MSC）管理一个或多个基站控制器（BSC）并提供通向其他网络的连接，同时既具有PLMN网络节点的功能又具有PSTN/ISDN网络节点功能，因而除了PLMN移动用户外，无线本地环网移动用户（WLLmobilesubscriber）和有线用户（analogandISDN）可以通过PABX、基本接入、独立用户管理或连接在一起。访问地址寄存器（visitorlocationregister—VLR）被分配到MSC，设备识别寄存器（EIR）也被分配到一个或多个PLMN，并且同时可被多用户共享。另外一些本身不属于GSM系统的服务中心可以构建在典型的PLMN系统之上，如短消息服务中心（SMS-center）、语音邮件系统（VMS-voicemailsystem）。2…PLMN-GSM系统结构-GSM子系统GSM系统网络元素与基站及其他网络连接示意图如下：O&Msubsystem(OMS)Radiosubsystem(RSS)OtherNetworksMobilestations(MS)MSBTSBSCBSCTRAUOtherPLMNsDataNetworksOMCACEIRVLRHLRMSCISDNPSTNO&Msubsystem(OMS)Radiosubsystem(RSS)OtherNetworksMobilestations(MS)MSBTSBSCBSCTRAUOtherPLMNsDataNetworksOMCACEIRVLRHLRMSCISDNPSTNSwitchingSwitchingsubsystem(SSS)BaseBaseStationSystem(BSS)PLMN-GSM网由三个子系统构成：无线子系统（radiosubsystem–RSS）包括：

基站系统（basestation–BSS）提供在覆盖范围内所有必需的传输和控制功能，包括分散在整个服务区域和基站控制器下所有主要的无线收发机站、基站控制器、及码转换器等网元。移动用户（mobilestation–MS）其并不是GSM系统的固有部分，作用是提供所有移动用户的操作功能，实现通信的移动终端。交换子系统（switchingsubsystem–SSS）提供所有对于特定无线移动用户的交换作用，这相当于GSM网络内部以及和所有固有网络（如PSTN/ISDN）或其他无线网络接口之间所必需的独立操作，提供对于固有系统的转换指令。同时，这部分还负责进行复杂的数据（用户数据，网络数据）管理，操作在连接建立和断开时各种不同的信令协议。操作维护子系统（operationandmaintenancesubsystem–OMS）它包括OMC-R和OMC-S两部分，完成对网络运行状态的监控和网络数据的修改的操局域网路由器允许远端可操作的备用计算机和另外OMP通过局域网的连接。局域网路由器可以在这时减轻OMP的计算负荷。PLMN各网络元件间的连接MSC的外部接口功能使PLMN和其他网络可以共处。MSC可以安排在既定网络的一个转换节点或其他合适的地方。这里一个MSC通过一个转换节点连接到另一网络被称为关口局MSC（GMSC）。PLMN系统使用三种不同的逻辑链路：话音业务连接、普通信道信令连接（CCS7）和O&M连接。话音业务连接用于用户信息（语音、数据、文本）的连接和BSC与BTS之间、BTS与MS之间消息的交换。CCS7传输链路的消息交换，用于PSTN/ISDN内部、PSTN/ISDN和MSC/VLR之间、多个MSC/VLR之间、MSC/VLR和HLR/AC和EIR之间、MSC/VLR和BSC之间。CCS7的信令功能可分为几个部分：消息传送部分（MTP）、信令连接控制部分（SCCP）、用户部分（UP）和应用部分（AP）。（1）MTP的三层结构可以提供用户的独立功能：层1：信令连接的物理功能层2：信令连接的防护设施功能层3：信令网的转换功能（2）SCCP提供空闲话务信道信令的选路功能。UP/AP为特别用户（ISUP、TUP、MAP和BSSAP）提供4层以上的用户特殊功能。来自OMS或更高等级操作系统的OMC的O&M连接将通过X.25接口的PSDN将BSS和SSS连接起来。综述GSM标准并未对操作和维护子系统（OMS）的接口做任何规定。OMC和BSS、SSS各网络元件间外部接口应适合于通信管理网（TMN）的结构。国际漫游要求不同网络间控制信息的可交换。BSC、BTS与MS间的CCS7信令和控制信道（CCH）应允许这些信息的传输。§3…系统功能-GSM系统功能分为:1).PLMN子系统功能2).IN子系统功能3).网络功能PLMN系统功能BSS功能以下按照BSS网络单元（BSC，BTS）各自的功能描述BSS的功能：BSC和BTS的功能：呼叫处理功能--无线信道管理 包括无线信道的类型，无线信道的分配和无线信道的配置。 （1）话务信道（TCH）管理：所有已配置TCH被BSS独自处理。 （2）控制信道（CCH）管理：同样被BSS单独处理。 （3）无线信道分配：若需要一个话务信道，则BSC的无线信道管理功能则分配一个信道。（4）无线信道配置：有效的信道配置从OMC远程装载。这些配置控制着无线信道的应用和话务信道及控制信道的时隙（TS）。--A接口处的信道管理 在BSS和SSS之间的A接口中的“Terrestrial”信道由MSC分配并且为了一个特定的呼叫连接一个TCH。--传码和数据速率适配 针对语音的传码和针对数据的速率适配功能提供固定网中的64KB/S传输标准速率和无线中较低速率的接口。--信道编码和插入 信息（除了RACH（随机接入信道）和SCH（同步信道））在无线信道中传输为了防止错误，需要进行编码和插入。--加密 加密功能保证信号和消息在MS和BTS中的无线链路中传输时的隐私保护。--频率跳频FH管理 此功能允许无线链路从一个频带到另一个的动态转换，从而使每个逻辑信道改变其物理信道传输频率及从TDMA中的一帧到另一帧。--空间分集 通过空间分集两个分离的物理接收天线可以安装在BTS并且通过分集耦合连接到BTS，通过此可以提高传输质量。--无线链路管理 是指无线测量数据。包括，上行链路传输质量的测量，下行数据的预处理,均衡,移交初始化或者传输电源控制。另外，MS的距离时延也由此功能独立控制。--切换功能 此功能使MS从一个CELL移动到另一个CELL时保持现存通话状态。如果切换由BSC控制则叫内部控制；如果切换由MSC控制则叫外部控制。--呼叫控制和移动管理 此功能支持MS和MSC之间的通信。信号数据对于BSS来说是最大程度的透明的。BSC确保消息正确的按照确定路径传送。SSS的功能： 以下按照SSS网络单元（MSC，VLR，HLR，AC）各自的功能分别描述BSS的功能：MSC的功能： MSC是一个存储程序控制的数字交换，它是PLMN中的交换机： 1).作为与别的网络的关口 2).与PLMN中的其他MSC连接. 3).在PLMN的服务区域连接SSS中的网络单元和BSS中的网络单元 MSC具有一般固定网交换机的功能,也有一些由移动业务所特定的固定网交换机所不必要的功能.其基本功能如下: --通路选择. --话务和信号连接的建立 --连接管理 --话务统计 --过载处理--支持电信业务--合法的截机

特殊的功能:--基本功能在PLMN中的扩展.--移动管理:询问,呼叫,移交,位置更新.--资源管理. --接入PLMN的数据库.(VLR,HLR,EIR) --特殊的安全功能. --针对BSS根据优先级对排队操作的管理 --针对GSM数据服务的交互功能.VLR的功能:VLR登记着处于它的服务区域的所有移动用户,只要一个移动用户存在,VLR就包含着这个移动用户呼叫处理所必需的所有参数. 1).呼叫处理功能,包括寻址和身份识别. 2).呼叫建立. 3).位置登记,包括位置更新,位置取消. 4).认证. 5).标志信息按路径传送.6).数据库.7).管理软件,包括参数管理,更新移动用户数据,话务统计.8).处理增值业务.9).维护功能.HLR的功能:HLR是移动用户的主要数据库.通过提供必要的数据支持着当前的VLR,并且VLR按顺序使它们的地址有效.比如,HLR通过向GMSC(MSC关口)发送选路信息来支持移动终端呼叫MTC. 1).呼叫处理功能,包括寻址和身份识别.2).呼叫建立.HLR参与一个MTC的建立:当一个MTC建立后,GMSC需要HLR从当前的VLR中检索这个移动用户的MSRN(移动用户漫游号码).3).位置登记,包括位置更新,VLR更新,位置取消.4).路由信令消息.信令消息和数据交换在HLRVLRGMSC或者MSC之间传输.HLR存储着VLRISDN号码来做这个VLR的路由信令消息;HLR用提出需求的GMSC/MSC地址作为这个GMSC/MSC的路由信令消息. 5).数据库. 6).管理软件,包括数据库管理,HLR身份管理,移动用户数据管理,话务统计.7).处理增值业务.8).维护功能.AC的功能:AC管理着与安全有关的功能,比如:对秘密私人移动用户认证密码的管理;在安全箱中存储着PLMN操作员的特定算法. 1).呼叫处理功能.2).数据库. 3).管理软件.4).维护功能,包括对硬件和软件的管理,重新配置,报警,测试.EIR的功能:EIR检查是否一个移动设备ID(IMEI)符合IMEI数据库并且是否被授权(白名单,WHITELIST),是否被监督(灰名单,GRAYLIST),是否被禁止(黑名单,BLACKLIST). 1).呼叫处理功能.MSC需要一个IMEI检查,呼叫处理功能在IMEI数据库中搜寻数据并返回一个讯息.MSC根据回复采取进一步的措施.2).数据库.3).管理软件,包括参数管理和话务统计.4).维护功能.OMS的功能.O&M功能应用于SSS,BSS和OMS自身的网络单元.OMS也为与符合TMN(电信管理网)的更高级的操作系统OS通讯提供一个中介功能.OMC的基本功能包括: 1).机械访问保护.2).用户接口.3).在线帮助.4).命令记录.BSS的O&M功能包括:1).配置管理.2).错误管理.3).绩效管理.4).软件管理.5).PC上的BSS手册.SSS的O&M功能包括:1).MML(人机语言)管理.2)错误管理,比如系统状态在OMC上的显示.3).PC上的SSS手册.OMS的O&M中介功能包括:1).用户管理.2).错误管理.3).帐号管理.4).主EIR管理.5).截机管理.一般O&M功能:1).过载管理.2).恢复进程.IN子系统功能SSP构成了从基本网络到智能网络的关口(SCP).SSP检测一个服务是否要被SCP执行并且在给定的情况下向SCP请求