GSM网络及协议.pptx

GSM网络及协议网络及协议一、GSM网络结构二、GSM协议结构三、空中接口协议四、A接口协议五、MAP协议六、智能网(CAMEL)七、通用分组无线业务（GPRS）八、新业务九、向3G的过渡一、GSM网络结构MSBTSBSCMSCMSCEIRHLRAuCGCRVLRMC其它VLR中继交换机或GMSCCBC基本GSM网络结构GSM网话路结构GSM网信令结构GSM网信令与话路对应结构二、GSM协议结构制定GSM协议的国际组织：ETSI（欧洲电信标准委员会）GSM协议01系列：概述、缩略语02系列：业务描述、手机类型和特性等03系列：网络结构和功能、业务实现等04系列：空中接口协议05系列：空中接口物理层，编码、调制、无线收发06系列：语音变码、DTX、VAD等07系列：终端适配功能（TAF）08系列：A接口协议，Abis接口协议09系列：网络设备间的接口协议（包括MAP）11系列：手机与SIM卡接口等12系列：操作维护、网管 CM MM RR LAPDm Layer1RR BSTMLAPDm LAPDmLayer1 Layer1RRBSSAPSCCPBSTMLAPDLayer1MTPCM MM I MAPSBSSMAP TCAP U P/TSCCP SCCPUPMTP MTPGSM协议栈 MSBTSBSCMSC三、空中接口协议1、空中信道类型（1）业务信道TCH 话音业务信道 数据业务信道（2）控制信道 广播信道：FCCH（频率校正信道）SCH（同步信道）BCCH（广播控制信道）公共控制信道CCCH：PCH（寻呼信道）AGCH（随机接入信道）PGCH（接入允许信道）NCH（通知信道）专用控制信道SACCH（慢速随路控制信道）FACCH（快速随路控制信道）SDCCH（独立专用控制信道）小区广播信道CBCH2、空中接口协议04.02:：GSM Public Land Mobile Network(PLMN)access reference configuration04.03：Mobile Station-Base Station System(MS-BSS)interface Channel structures and access capabilities04.04：layer 1 General requirements04.05：Data Link(DL);layer General aspects04.06：Mobile Station-Base Station System(MS-BSS)interface Data Link(DL)layer specification04.07：Mobile radio interface signalling layer 3;General aspects04.08：Mobile radio interface layer 3 specification04.10：Mobile radio interface layer 3;Supplementary services specification;General aspects04.11：Point-to-Point(PP)Short Message Service(SMS)support on mobile radio interface04.12：Short Message Service Cell Broadcast(SMSCB)support on the mobile radio interface.3、空中接口第3层协议RR：无线资源管理MM：移动性管理CM：连接管理：-Call Control(CC);04.08-Short Message Service Support(SMS);04.12-Supplementary Services Support(SS);04.80-Group Call Control;04.68-Broadcast Call Control(BCC);04.69-Connection Management of Packet Data on Signalling channels.04.63（1）无线资源管理 建立、维护和释放手机和网络之间的无线连接，包括小区选择、切换等；管理使用BCCH和CCCH的无连接的过程，包括寻呼、公共信息广播等。例如：寻呼、信道请求、信道分配、系统信息、测量结果报告等。（2）移动性管理 支持终端的移动性，包括通知系统终端的位置、用户身份认证、为CM层不同实体 提供连接管理。例如：鉴权、位置更新、CM业务请求、TMSI重新分配等。（3）连接管理 -CC：呼叫的建立,释放等 -SMS：支持点对点短消息业务 -SS：补充业务 -GCC -BCC -PDSS4、协议流程举例（1）手机主叫（2）手机被叫（3）位置更新四、A接口协议1、A接口协议08.02：Interface principles08.04：Layer 1 specification 08.06：Signalling transport mechanism specification for the Base Station System-Mobile-servicesSwitching Centre(BSS-MSC)interface08.08:：Mobile Switching Centre-Base Station System(MSC-BSS)interface;Layer 3specification 08.20：Rate adaption on the Base Station System-Mobile-services Switching Centre(BSS-MSC)interface2、A接口第3层协议（1）BSSOMAP（BSS操作维护应用部分）（2）BSSAP（BSS应用部分）-BSSMAP（BSS管理应用部分）-DTAP（直接传送应用部分）3、BSSMAP-资源分配-资源释放-寻呼-加密-资源指示-负载指示-排队-切换-完全层3消息4、DTAP手机和MSC之间的CC和MM消息，BSS并不分析第3层消息的内容，只是起转接作用，BSS需要建立空中接口信令信道和SCCP连接之间的对应关系。除了RR消息以外的空中接口消息都在A接口上以DTAP消息传送。5、A接口消息流程举例（1）主叫（2）被叫（3）切换6、消息格式BSSMAP消息=Message Transfer Part=81 Backward Sequence Number :1 Backward Indicator Bit :1.A9 Forward Sequence Number :41 Forward Indicator Bit :1.0F Length indicator :15=MSU Spare :00.C3 Service Information Octet :C3h=nSCCP =Signalling Connection Control Part=C2 AE Destination Point Code :5-216-2=National point code B1 EB Originating Point Code :5-216-6=National point code Signalling link selection :14 06 Message type :06h=DT1 -Data form 1-00 07 EF Destination Local Reference :15664896 -Segmenting/reassembling-00 More Data :.0=No more data Spare :0000000.01 Pointer to Mandatory Parameters :1 03 Length :3 =BSS Application Part=00 Spare :0000000.Discriminator bit :.0=Not Transparent 01 Length :1 =BSS Mobile Application Part 2+=02 Message Type :02h=Assignment Complete五、MAP协议1、过负荷控制方法：（1）如果监测出一MAP实体过负荷，响应方可以对起始方请求的MAP操作不响应。（2）由于大多数MAP操作都在起始实体中由TC定时器监视着，因此对于来话业务可得到一个附加的延时效果。（3）若在位置寄存器中应用过负荷分层，可根据它们的应用上下文去掉MAP操作。2、版本协商采用一个应用上下文名（AC）的版本协商体系可用作运行MAP用户信令程序的两实体之间的规程版本的协商。当开始一个信令程序时，MAP用户向MAP提供者提供一个应用上下文名。此名代表该对话所要求的应用层通信能力设备。它指明所要求的TC设备(即，版本1或2)和在对话期间可启动的操作的操作程序包清单(即各种操作的集)。版本1的应用上下文名仅可以用MAPUABORT转送至版本2或更高版本的实体中的同层用户(即仅能触发涉及MAP版本1中定义的通信能力的对话)。如果所给的应用上下文名可以被对方实体所接受，该对话可以在此基础上继续，否则对话被拒绝并且作为起始方的用户需要使用另外一个只需低一级的通信能力但可提供类似功能(若可能)的应用上下文名来开始一个新的对话。当一个信令程序可被以它们自己的版本号相区分的若干个应用上下文所支持时，MAP用户则需选择一个名字。也可选择所支持的最高版本名，也可以按照比较专用的策略选择名字，以至于为了将版本兼容所出现的问题减至最低而降低规约号。TC-BEGIN（AARQ，用户信息中带有版本号）TC-U-ABORT（AARE）TC-BEGINTC-CONTINUEMAP由MAP业务提供者向其用户提供各种专门的业务。MAP业务用户与MAP业务提供者在业务接口通过发/收MAP业务原语而互相作用。MAP业务还被分为公共MAP业务，即对所有MAP用户皆可用以及MAP业务用户专用业务，它的业务仅对一个或若干个MAP业务用户使用而非全部。3、MAP模型4、MAP公共业务-MAP-OPEN service;-MAP-CLOSE service;-MAP-DELIMITER service;-MAP-U-ABORT service;-MAP-P-ABORT service;-MAP-NOTICE service.5、MAP专用业务-移动性管理-操作维护-呼叫处理-补充业务-短消息-Network-Requested PDP Context Activation services-位置管理6、MAP业务原语与TC业务原语的对应关系7、MAP提供层的功能（1）对话建立（2）对话继续（3）对话结束（4）对话拒绝8、MAP 流程举例六、智能网(CAMEL)SSP IP SCP HLRMSC/VLR1、网络结构CAMEL：移动网络增强逻辑的客户化应用2、业务（1）预付费（PrePay）（2）虚拟专用网（VPN）七七 通用分组无线业务通用分组无线业务(GPRS)1、GPRS网络结构SMS-GMSCSMS-IWMSCSM-SCMSC/VLRHLRSGSNBSSMTTEGGSNEIRGGSNPDNMAP-HMAP-CGdMAP-DGsGrGcGiMAP-FGpGbUmRGn应用IP/X.25/CLNPSNDCPLLCRLCMACPHY LLC中继RLC BSSGPMACL2PHYPHYGPRSSNDCP通道LLCIPBSSGPL2L2PHYL1IP/X.25/CLNPGPRS通道IPPSPDN协议L2L1UmGbGnMSBSSSGSNGGSN2、GPRS协议栈传输/用户平面L3MMLLCRLCMACGSM RF LLC中继RLC BSSGPMACFRRFL1bisL3MMLLCBSSGPFRL1bisUmGbMSBSSSGSN2、GPRS协议栈信令平面GTP：GPRS通道协议（GPRS Tunnel Protocol)PDU：分组数据协议（Packet Data Protocol)SNDCP：子网依赖会聚协议（Sub Network 八、新业务1、计费通知（AOC）手机从MSC接收带有计费信息参数（e1e7），用计费公式计算话费。引入CAMEL后，可以由SCP提供计费信息参数（e1e7）。（1）计费类计费通知（AOCC）SIM卡中存储金额，通话时减去所用话费（2）信息类计费通知（AOCI）手机只是显示话费2、运营者闭锁（ODB）为运营者提供管理用户的方法3、闭合用户群（CUG）提供类似虚拟小交换机的业务4、呼叫等待（CW）5、呼叫保持（CH）6、SIM卡工具箱（SIM Tool Kit）SIM卡应用工具箱提供的机制是允许SIM卡中的应用与支持该应用的ME进行交互操作。应用举例：（1）主动式SIM卡：可以使SIM卡初始化ME的动作，这些动作包括-由SIM卡向ME显示文本；-发送短消息；-用SIM卡中的号码建立语音呼叫；-用SIM卡中的号码和承载能力建立数据呼叫；-发送SS控制或USSD字符串；-通过听筒放音；-初始化与用户的对话；-SIM卡初始化请求和 EF(s)变化的通知-从ME向SIM卡提供本地信息。（2）下载数据到SIM卡：使用SMS点到点和小区广播的传送机制。（3）SIM卡用主动式SIM卡命令提供一套菜单。菜单选择机制用于向SIM卡传送用户选择的SIM卡应用菜单项。（4）SIM卡呼叫控制当SIM卡激活这个业务后，所有拨出的数字串、补充业务控制字串和USSD字串在ME建立呼叫、补充业务操作或USSD操作前先传递给SIM卡。如果支持$(CellidCC)$，ME也应同时向SIM卡传递其当前服务区信息。SIM卡具有允许、禁止或修改呼叫、补充业务操作或USSD操作的能力。SIM卡还具有用另一个呼叫请求、补充业务操作或USSD操作替换一个呼叫请求、补充业务操作或USSD操作的能力。例如，一个呼叫请求可以被一个补充业务操作或USSD操作替换，反之亦然。（5）SIM卡的MO短消息控制 这个应用只在支持$(MOSMcontrol)$时有效。当SIM卡激活这个业务时，在ME发送短消息之前所有MO短消息首先传递给SIM卡。ME也应同时向SIM卡传递其当前服务区信息。在发送短消息之前，SIM卡应该具有允许发送、禁止发送或修改短消息目的地址的能力。（6）事件下载 只在支持$(Event)$时有效。SIM卡在主动式 SIM卡命令中提供一套用于监视的事件。事件下载机制用于当事件发生时向SIM卡传送事件细节。ME可以报告给SIM卡的事件包括呼入、位置状态和应用的屏幕显示能力。7、USSD（非结构化补充业务数据）由运营者定义其应用8、一户多线9、数据业务IWF单元：速率适配、Modem池、传真适配器、信令速率适配信令支持九九 向向3G的过渡的过渡1、3G系统的主导原则 接入网与核心网的划分（1）接入网：使用户接入系统的所有功能，所有空中接口相关的功能在接入网部分完成，例如BSS。（2）核心网：由交换网络和业务网络组成。交换网络：包括呼叫及固定传输的承载控制功能，例如MSC。业务网络：由支持业务的所有功能组成，例如HLR。优点：核心网与接入网可以互相独立地演化。2、ETSI的通用无线接入网(GRAN）概念USIM终 端 GRANGSM BSSIWU1 IWU2 IWU3IWU4GSM/UMTS CNN-ISDN/UMTS CNB-ISDN/UMTS CNPDN/UMTS CNCuUuUmA/GbIu3、ITU的家族概念虚拟的IMT-2000参考系统，规定IMT-2000家族成员之间的接口。属于IMT-2000家族的成员应能够支持IMT-2000的需求及能力。4、GSM向3G的演化USIMMEBSBSBSBSBSRNCRNC3G MSC/VLR3G SGSNSCPHLRGGSNPSTN/ISDN分组数据网络IuCAPMAPMAPGsGn5、GSM向3G演化的实例1TSMTSM：TD-SCDMA For GSM 6、GSM向3G演化的实例2WCDMA接入WCDMA接入网络与GSM核心网络之间的链路使用了最新的ATM模式微型小区传输规程，即异步传输模式第二适配层（AAL2：ATM AdaptionLayer2）。这种高效地处理数据分组的方法将标准E1/T1线路的容量提高到了大约300个话音呼叫。双模终端将在GSM网络和UMTS/IMT-2000网络之间提供无缝的切换和漫游，在两个接入系统之间将有尽可能大的业务映象。WCDMA使用与GSM相同的网络协议结构（信令），这样将能够使用现有的GSM网络作为核心网络基础设施。