GSM数字移动通信系统图解讲义课件.ppt

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1、GSM数字移动通信系统数字移动通信系统 网络结构网络结构 信令系统信令系统 维护测试维护测试 集中监测集中监测CME20系统结构系统结构GSM通信系统内部接口通信系统内部接口BTSBSCMSC/VLR/EIRHLR/AUCAbisAC、DMSC/VLR/EIREG、FISDNPLMNPSTNPSPDNAbis接口为基站控制器BSC和基站收发信台BTS之间的通信接口，Abis接口支持向客户提供的所有服务，并支持对BTS无线设 备的控制和无线频率的分配。A接口 BSC与MSC之间的接口为A接口，采用14位地址方式，主要 传递呼叫处理、移动性管理、基站管理、移动台管理等信息。GSM通信系统内部接口通

2、信系统内部接口B接口 MSC与VLR之间的接口为B接口，用于MSC向VLR询问有关 移动台当前位置信息，或通知VLR有关移动台的位置更新。C接口 MSC与HLR之间的接口为C接口，用于完成被叫移动客户信 息的传递以及获取被叫移动客户的漫游号码。D接口 D接口是HLR与VLR之间的接口，主要交换位置信息和客户 信息。当移动台漫游到VLR所管辖区域后，VLR通知MS的 HLR，HLR向VLR发送有关该客户业务消息，以便VLR给 漫游客户提供合适的业务。同时HLR还要通知前一个为移 动客户服务的VLR删除该移动客户的信息。E接口 MSC与MSC之间的接口为E接口，用于移动台在呼叫期间从 一个MSC区

3、移动到另一个MSC区，为保持通话连续而进行局 间切换，以及两个MSC间建立客户呼叫接续时传递有关消息HLRVLRAUCMSC从三种数据库从三种数据库HLR,VLR,AUC中获取中获取 或更新数据或更新数据MSC与与VLR总是合并在一起总是合并在一起主要作用：为移动用户提供交换功能主要作用：为移动用户提供交换功能MSC概述概述 MSC/VLR主要功能主要功能 端接到端接到2Mb/s PCM线路线路基站子系统管理基站子系统管理应用部分应用部分(BSSMAP)MSC具有下列功能具有下列功能:直接传送应用部分直接传送应用部分(DTAP)处理位置更新请求处理位置更新请求完成切换完成切换查询查询VLR/H

4、LR处理具有处理具有SCCP/TCAP和移动应用部分和移动应用部分MAPMSC/VLR主要功能主要功能 VLR支持下列功能支持下列功能:VLR含有MSC建立和释放呼 叫以及提供漫游与补充业务的管理所需要的全部数据.监视进 入其管辖区内的用户动态位置变化,并储存其覆盖区的移动用 户全部有关信息.VLR功能实现功能实现:VLR服务于某一特定区域,当移动用户进入某一MSC管辖区域时,由MSC通知VLR,VLR通过外部接口从HLR中获取所有的用户数据.VLR特点特点:VLR是综合于MSC系统之中,VLR通过No7MAP信令与HLR和其它VLR通讯.GSM编号系统编号系统 1.移动台的国际身份号MSIS

5、DN是供用户拨打的号码，由下列部分组成：MSISDN=CC（国家码）+NDC（国内目的码）+SN（用户号）CC=86 NDC=N1N2N3（接入号）+H1H2H3(H1H2H3是HLR识别号，表示用户归属的HLR，也表示移动业务本地网号)2.国际移动用户识别码IMSI该号码是在移动通信系统内使用的用户号码，在无线信道上唯一能识别用户的号码就是IMSI。存储于SIM卡、HLR、VLR。其结构如下：IMSI=MCC+MNC+MSINMCC=移动网的国家码、MNC=移动网号、MSIN=移动台识别号，这是一个用于移动网内部的号码，对用户本身没有直接意义。TDM信道概念信道概念GSM信道逻辑信道物理信道

6、业务信道TCH控制信道广播信道BCH公共控制信道CCCH专用控制信道DCCH频率校正信道FCCH同步信道SCH广播控制信道BCCH随机接入信道RACH寻呼信道RACH允许接入信道AGCH独立专用控制信道AGCH慢速随路控制信道SACH快速随路控制信道AGCH广播信道BCH频率校正信道FCCH同步信道SCH广播控制信道BCCH携带用于校正MS频率的消息，下行信道点对多点方式传输携带MS帧同步（TDMA帧号）和BTS识别码（BSIC）消息，下行信道点对多点方式传输广播每个BTS的通用信息（小区特定信息），下行信道，点对多点方式传输TDM信道概念信道概念公共控制信道CCCH随机接入信道RACH寻呼信

7、道RACH允许接入信道AGCH用于寻呼MS，下行信道点对多点方式传输MS通过此信道申请分配一个独立专用控制信道（SDCCH）可作为对寻呼的响应或MS主叫/登记时的接入，上行信道，下行信道点对多点方式传输用于为MS分配一个独立专用控制信道（SDCCH），下行信道点对点方式传输TDM信道概念信道概念位置更新位置更新Upadate_Location 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LAI与接收到的LAI发生了变化，便执行登记，这个过程就叫位置更新位置更新。它分为不同MSC业务区间的位置更新、相同MSC不同位置区的位置更新。HLR/AUC中的位置更新和

8、鉴权过程中的位置更新和鉴权过程BSSMSC/VLRHLRBSSMSC/VLR（新）（旧）（2）（3）（4）（5）（6）（1）（1）（2）（3）（1）（2）位置更新（1）位置更新请求（2）位置更新请求 （3）位置更新接受 （4）位置更新确认（5）位置删除 （6）位置删除接受鉴权过程（1）发出接入请求（2）发随机数RAND（3）将符号响应 （SRES）回送给MSC/VLR 切换切换 HandOver 将一个正处于呼叫建立状态或忙状态的MS转换到新的业务信道上的过程称为切换切换。切换是由网络决定的，一般在下列两种情况下要进行切换：一种是正在通话的客户从一个小区移向另一个小区；另一种是MS在两个小区覆

9、盖重叠区进行通话，可占用的TCH这个小区业务特别忙，这时BSC通知MS测试它的邻近小区的信号强度、信道质量，决定将它切换到另一个小区，这就是业务平衡所需要的切换。同一同一BSC内小区间的切换内小区间的切换1。BSC令新小区的基站激活一TCH信道2。BSC经原小区向MS发切换信息3。MS调协到新的频率上，在给定的时隙内发切换接入脉冲序列4。当新的基站收到这一突发脉冲序列后，即经FACCH信道发送有关同步、输出功率、时间调整等参数信道至MS。5。MS接收此信息后，经新的基站向BSC发送切换完成消息。6。BSC通知老基站释放其TCH信道。同一同一MSC内不同内不同BSC小区间切换小区间切换1。BSC

10、决定要切换时，先向MSC发送包括新小区基站号在内的切换请求信息2。MSC查出哪个BSC控制该基站，将切换请求发往该BSC。3。新BSC令该基站激活一TCH信道4。新BSC经过MSC、老BSC、老基站经FACCH发送切换频率、信道等信息。5。MS调协到新的载频上，并在指定的信道上传送切换接入突发脉冲序列。6。当新基站检测到该信息后，同样由FACCH信道，向MS发定时、功率等级等信息7。MS接收之后，经新BSC、MSC，向老BSC发送切换完成消息。8。新BSC通过MSC发送命令至老BSC，释放其TCH信道。9。老BSC令其基站释放TCH信道。BSCMSCTE123445GSMPSTN MS至至PS

11、TN用户呼叫建立过程用户呼叫建立过程1。MS使用RACH信道，要求系统分配一个SDCCH信道，用于控制呼叫 的建立2。BSC收到请求后，将分配的SDCCH号，经基站通过AGCH信道送回MS3。MS在SDCCH信道上发呼叫信息，经BSS至MSC/VLR，从此，与建立 呼叫有关的控制信息将在此信道传送，包括在MSC中将主叫MS置忙，完成鉴权程序等。4。若一切正常，MSC/VLR令BSC分配一空闲的TCH给该MS，TCH号由 BSC通过BTS送到MS，并且被激活，同时，MSCBSCBTS的链路建立。5。MSC/VLR将收到的被叫号码送到PSTN交换机，并建立至该交换机路由。PSTN用户至用户至MS的

12、呼叫建立过程的呼叫建立过程1。PSTN用户拨MS号码，被接至GMSC上。2。GMSC分析MSISDN，建立与HLR之间的信令通路，并将MSISDN发往HLR以求得该用户的IMSI号码、目前所处位置，申请MSRN，以便将主叫连到被叫MS所在的MSC/VLR。3。在HLR中，MSISDN被译成IMSI，由IMSI发现目前所在的服务区(MSC/VLR)。4。HLR建立一条至被叫MS目前所在MSC/VLR的信令通路，要求该MSC/VLR为主叫提供一个临时MSRN（该号码中包括了该MSC在网络中的地址号）以供GMSC连接至被叫所在MSC/VLR时使用。5。MSC/VLR将临时分配的MSRN送回HLR，并

13、由HLR转送给GMSC。6。GMSC根据MSRN号码，将入中继上来的主叫连接到通往被叫所在MSC/VLR的出中继电路上，同时将MSRN送还该MSC/VLR。7。MSC/VLR根据GMSC返回的MSRN在VLR中找到对应的IMSI及准确的位置。若被叫空闲，则MSC/VLR令相关的BSC在该LAI范围内对所有基站发寻呼命令，寻呼该被叫MS。当电信网全部使用No.7信令后，除了原有的电信网外，形成了一个独立的起支撑作用的NO7信令网。它是具有多功能的业务支撑网，它不但适用于电话网，还可用于ISDN网、IN智能网、GSM 数字移动网。信令网是由信令点SP、信令转接点STP和信令链路Link组成的。No

14、.7信令网信令网HSTPbGW1GW2MSC/VLR12MSC/VLR1HLR1HLR2HSTPaMSC/VLRHLRMSC/VLRHLRgsmSCPCAPMTP/SCCP/TCAP/MAPGSM GSM 数字数字移动信令网移动信令网技术规范技术规范1、国内、国内No.7信令方式技术规范信令方式技术规范消息传递部分（消息传递部分（MTP）2、国内、国内No.7信令方式技术规范信令方式技术规范信令连接控制部分信令连接控制部分（SCCP）3、国内、国内No.7信令方式技术规范信令方式技术规范事物处理能力部分（事物处理能力部分（TCAP）4、国内、国内No.7信令方式技术规范信令方式技术规范电话用户

15、部分（电话用户部分（TUP）5、国内、国内No.7信令方式技术规范信令方式技术规范ISDN用户部分（用户部分（ISUP）6、国内、国内No.7信令方式技术规范信令方式技术规范移动应用部分（移动应用部分（MAP）7、国内、国内No.7信令方式技术规范信令方式技术规范操作维护管理部分操作维护管理部分（OMAP）GSM信令网的技术规范信令网的技术规范七号信令的四级结构七号信令的四级结构七号信令消息七号信令消息MSU格式格式 No.7信令采用数字编码的形式传送各种信令时，是通过信令消息的最小单元信令单元SU来传送的，由于信令消息本身的长度不相等，如摘、挂机等监视信令通常较短，而地址信令则较长，故采用不

16、等长的信令单元，它是由若干个8位位组组成的。每一次呼叫都将在链路上有一系列消息传送，交换机之间交换信息也要通过不同的消息交换来实现，按照信令单元的来源不同，可分为三种信令单元，即LSSU、MSU和FISU。链路状态信号单元链路状态信号单元LSSU 用于链路启用或链路故障时，表示链路的状态。FCKSF LI FIB FSN BIB BSN F填充信号单元填充信号单元FISUFISU 来自第二级的插入信令单元FISU，也叫填充信号单元，用于链路空时来填补位置。FCK LI FIB FSN BIB BSN F消息信号单元消息信号单元-MSU-MSU F CKSIFSIO LI FIB FSN BIB

17、 BSN F由用户产生的可变长的消息信号单元MSU，用于传递来自第四级用户级的信令消息或信令网管理消息。七号信令消息七号信令消息MSU格式格式七号信令消息七号信令消息MSU格式格式F CKSIFSIO LI FIB FSN FIB BSN F子业务字段业务表示语 0000 SNM信令网管理0001 SNT信令网测试与维护0011 SCCP信令连接控制部分0100 TUP 电话用户部分0101 ISUP ISDN用户部分-DCBA定义F CK SIFSIO LI FIB FSN FIB BSN F信息字段 编路编号 SSF SI信息字段标题码H1 H0CICSLSOPC DPC 七号信令消息七号

18、信令消息MSU格式格式TUP/ISUP消息格式消息格式前向地址消息前向地址消息 FAM FAMFAM共包括四种消息：IAM、IAI、SAM、SAO，初始地址消息IAM是建立呼叫发送的第一个消息，含有占用的意思，包括下一交换局选择路由时必要的地址信息或全部数字信息。主叫用户类别：用于传送国际和国内呼叫性质信息消息表示语：反映被叫性质、电路性质及信令要求地址信令 地址信令数量消息表示语主叫用户类别H1H0OPC、DPCIAM初始地址消息格式：IAI 带有附加信息的初始地址消息带有附加信息的初始地址消息 当MSC向长途局（TS）发话，以及MSC和MSC通话时，发送IAI消息，当 MSC向市话LS发话

19、时，发送IAM消息。地址全消息地址全消息 ACM ACM ACM是指明呼叫被叫用户所需的全部地址信号都已收到的消息，并含有附加信息，说明是否计费及用户空闲。如果需要导通检验，一定要在导通结束后，发送ACM，如果来话局发送了GRQ消息，一定要在收到响应的GSM消息后才能发送ACM。最后一个局根据：ST信号、最长位数、时限（46秒）这三个条件判断是否发送ACM信号。ACM中包含消息表示语：BA：地址全信号类型表示语 C：用户闲表示语 D：来话回声抑制器 E：呼叫转移 F：信号通道表示语后向建立不成功消息后向建立不成功消息UBMUBM1.ADI地址不全信号：收到地址信号任一位数字后延时15-20秒，

20、所 收到的位数仍不足以建立呼叫时发ADI2.拥塞信号：包括交换设备拥塞SGC、电路群拥塞CGC。3.用户忙SSB：分SLB市忙、STB长忙4.空号UNN：没有该用户号码5.线路不工作信号LOS:表示被叫用户线退出服务或发生故障。当移 动用户是被叫时，由于基站设备故障，无法寻找被叫时，MSC发送 LOS信号。6.发送专用信息音信号SST，表示被叫不能到达，而 又不适合发其它的信号。呼叫失败信号呼叫失败信号CFLCFL在下列情况下，应回送呼叫失败信号：1.如果使用了导通检验，而在1015秒内收不到导 通或导通失败信号。2.收到最后的地址信息后2030秒内，未能收到应有的一种后向信号。3.已经产生地

21、址全信号又收到地址不全信号4.发送了表明不能完成呼叫的呼损信号后415秒内，收不到对来话 电路的拆线信号。5.当超过时限接不通而又不适合发其它呼损信号时。呼叫监视信号呼叫监视信号1.ANC应答信号，根据被叫号码可以确定计费与否，从而发送 应答计费ANC，或应答不计费ANN。2.CBK后向拆线信号，表示被叫用户挂机。3.CLF前向拆线信号，凡收到CLF都须释放电路4.RAN再应答信号，被叫用户挂机后又摘机，但仍要保持接续，在追查恶意呼叫时可使用这一信号。MSCMSCIAMACMANCCLFRLG局间局间No7 TUP信令配合过程信令配合过程局间局间No7 TUP信令配合过程信令配合过程MSCMS

22、CIAMACMANCCLFRLGCBKMSCMSCIAMSTB、LOS、UNN、CGC、SEC、SSTCLFRLG局间局间No7TUP信令配合过程信令配合过程MTUP呼损测试呼损测试 SCCP信令连接控制部分信令连接控制部分 信令连接控制部分SCCP位于消息传递部分MTP之上，为MTP提供附加功能，以便通过No7信令网在电信网中的交换局与交换局、交换局与专用中心之间传递电路相关和非电路相关的信令信息和其它类型的信息，建立无连接和面向连接的网路业务。SCCP至高层和至MTP层的业务接口，由原语和参数是，说明。基本面向连接类面向连接业务 需建立信令连接，数据传送结 束后，释放信令连接 流量控制面向

23、连接类 基本无连接类无连接业务 事先不建立信令连接，通过信令网传递 信令数据 有序无连接类 SCCP的消息（1）连接请求（CR）（2）连接确认（CC）（3）拒绝连接（CREF）（4）释放连接（RLSD）（5）释放完成（RLC）（6）数据形式1（DT1）（7）数据形式2（DT2）（8）数据证实（AK）（9）加速数据（ED）（10）加速数据证实（EA）（11）复原请求（RSR）（12）复原确认（RSC）（13）协议数据单元错误（ERR）（14）不活动性测试（IT）（15）禁止子系统(SSP)（16）允许子系统（SSA）（17）子系统业务中断请求（SOR）（18）子系统业务中断允许（SOG）（19）

24、子系统状态测试（SST）（20）单位数据（UDT）（21）单位数据业务（UDTS）（22）增强的单位数据（XUDT）（23）增强的单位数据业务（XUDTS）SCCP信令连接控制部分信令连接控制部分SCCP信令连接控制部分信令连接控制部分地址表示语地址表示语“地址表示语”指出地址区所包含的地址类型，地址由下列单元组成：信令点码（PC）全局 码（GT）子系统号（SSN)子系统号用来识别子系统号用来识别SCCP用户功能，编码如下：用户功能，编码如下：比特8765432100000000 未定义的子系统号/没有使用00000001SCCP管理00000010备用00000011ISDN用户部分0000

25、0100操作维护管理部分（OMAP）00000101移动应用部分（MAP）00000111拜访位置登记处（VLR）00001000移动交换中心（MSC）00001001设备识别中心（EIR）00001010认证中心（AUC）00001011备用00001100智能网应用部分（INAP）路由表示语全局码表示语子系统号信令点表示语SCCP正确的数据传递正确的数据传递目的地用户发生故障时的数据传递目的地用户发生故障时的数据传递 GT寻址方式寻址方式TCAP事务处理能力部分事务处理能力部分 事务处理能力TC用户即为各种应用，例如运行维护应用（OMAP）、移动应用（MAP）和被叫集中付费（800）业务等

26、，这些应用有一个共同特点，就是交换机需要与数据库联系，TC为它们之间提供信息请求、响应的对话能力。MTP和SCCP是TC的网络层业务提供者，SCCP支持TC有两种方法，即无连接型和面向连接型。TC利用SCCP传送信息时，当传送的信息量小、但实时性较高时，采用无连接方式，当传送的信息量大、而无实时要求时，采用面向连接方式。移动性业务移动性业务位置管理业务切换业务鉴权管理业务国际移动设备识别管理业务用户管理业务故障恢复业务MAP移动应用部分移动应用部分操作与维护业务操作与维护业务用户跟踪业务其他操作与维护业务呼叫处理业务呼叫处理业务与补充业务相关的业务与补充业务相关的业务短消息业务管理业务短消息业

27、务管理业务号码分析及连接过程号码分析及连接过程GMSCHLR/aVLR/bMSCPSTNIAIIAI发路由信息发路由信息证实提供漫游号码提供漫游号码证实对于对于GMSC，根据，根据“发路由信息发路由信息”中的错误，转换的中的错误，转换的TUP消息方法消息方法“发路由信息发路由信息”中的错误中的错误系统故障数据丢失非希望的数据值设施不支持未知用户号码改变承载业务不支持电信业务不支持缺席用户呼叫闭锁CUG拒绝前转违例TUP消息消息CFLCFLCFLCFLUNNUNNACBACBACMSSTSSTSSTISUP协议错误 =111协议错误 =111协议错误 =111所请求的性能未实现 =69未分配的号

28、码 =1号码改变 =22承载能力无权 =57承载能力无权 =57缺席用户 =20呼叫拒收 =21CUG限制来呼叫 =55呼叫拒收 =21MAP 位置登记位置登记/删除删除BSMSCVLRHLRAB D LR-REQUESTLR-CONFIRM更新位置区更新位置区确认更新位置更新位置区确认BSMSCVLR2HLRAB D LR-REQUESTLR-CONFIRM更新位置区更新位置区确认更新位置更新位置区确认MAP 位置登记位置登记/删除删除VLR1G从VLR发参数 IMSI响应GMSCHLRVLRCD发路由信息提供漫游号码 漫游号码发路由信息确认呼叫建立期间获得路由数据的程序呼叫建立期间获得路由

29、数据的程序VLR中用户数据的更新程序中用户数据的更新程序HLRVLR插入用户数据插入用户数据确认HLRVLR删除用户数据用户数据删除确认DD插入用户数据删除用户数据用户数据的检索用户数据的检索用户数据的检索有三个程序：用户参数请求程序 鉴权请求程序 IMSI与与鉴权请求程序VLRHLRD发参数参数序列（a）用户参数请求程序使用(a)VLR可以请求HLR提供某MS的用户参数VLRHLRD发参数（鉴权）鉴权序列（a）鉴权参数请求程序使用(b)VLR可以请求HLR为某MS提供鉴权参数VLRHLRD发参数IMSI鉴权参数响应（a）IMSI与鉴权参数请求程序使用(c)VLR可以请求前一个HLR为某MS提

30、供IMSI与鉴权参数A接口协议模型接口协议模型 MTP MTP的功能在CCITT建议蓝皮书Q.702、Q.703、Q.704及Q.707中描述。但数字PLMN的MSC与BSS之间的信令对CCITT的建议有一些例外和修改。SCCP SCCP功能为CCITT规定的SCCP功能的子集，此功能子集完成A接口中的MS参考管理，并提供寻址能力，仅适用于A接口的需要。为了简化程序，BSS仅和它的归属MSC交换信令。MSC不需要将A接口上14比特信令点编码的MTP和SCCP与网络侧中国No.7信令的24比特信令点编码的MTP和SCCP进行相互转换。A接口上的DPC和子系统号码可使本地SCCP和MTP直接选择路

31、由。A接口第接口第2层技术规范层技术规范 L3完成PLMN和MS连接的数字蜂窝PLMN 及其他网络的电路交换连接的建立、维持和结束的功能，L3提供与补充业务控制、短消息业务控制有关的必要支持，它还包括移动管理和无线资源管理的功能。L3由三个子层组成：CM：连接管理功能 MM：移动性管理功能 RR：无线资源管理 第三层主要完成以下功能：专用无线信道连接的建立、操作和释放（RR）；位置更新、鉴权和TMSI的再分配（MM）；电路交换呼叫的建立、维持和结束（CC）；补充业务支持（SS）：呼叫的运营管理，如呼叫前转和计费；短消息业务支持（SMS）；处理面向分组的用户信息，并在控制信道上传送。该子层可以通

32、过无线路径在MS和MSC之间传递短消息。第三层（第三层（L3）概述）概述MSC与与BSS之间的信令之间的信令BSSAP MSC与BSS之间使用的信令协议是BSS应用部分BSSAP、SCCP、MTP，BSSAP处理两种信令：其一是MSC与MS间通过BSC透明传输直接传输消息，这是有关呼叫控制和移动性管理的消息；其二是MSC与BSC/BTS间的BSS管理消息，这些消息用于资源管理、切换控制等。BSSAP为了处理将这两种信令分为两个应用部分：BSSMAP（基站管理应用部分）和DTAP（直接传输应用部分）。MSCBSC/BTSMSDTAPBSSMAPBSSA接口呼叫控制接口呼叫控制CC层呼损测试层呼损测试Abis接口呼叫控制信息接口呼叫控制信息全网实时监测，网络状态一目了然。漫游、切换、IMSI、主被叫跟踪实时测试。网络优化、统计分析。远程实时在线集中测试。接通率告警、呼损原因分析。协议消息中英文双语支持，更加适于我国用户使用。提供了MAP与TUP/ISUP配合测试，使信令测试功能更加全面、更加强大。实时、高效、集中维护GSM信令网络。功能功能功能功能GSM七号信令网集中监测系统七号信令网集中监测系统-