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GSM网络基本原理

GSM网络基本原理

1、GSM系统的基本结构(掌握GSM的网络拓扑模型、各网元在网络中的位置和作用。)

GSM网络组成

分为交换系统(SS)和基站系统(BSS)。另外,所有对网络的维护操作管理(OMC)是通过网管设备来完成的。

GSM网络模型

交换系统

SS:Switching System

基本组成

MSC:Mobile services Switching Center,移动业务交换中心。负责呼叫建立(也包括鉴权程序,呼叫控制,监视和计费。短信发送。

GMSC:Gateway MSC,关口MSC。主要用为移动网络和其他网络的接口局。

VLR:Visitor Location Register,拜访位置寄存器。主要用为临时存储和更新正在服务小区内移动用户数据。

HLR:Home Location Register,归属位置寄存器。储存用户参数(IMSI、补充业务和鉴权信息)和用户位置信息。

AUC:AUthentication Center,鉴权中心。为HLR提供鉴权参数和三参数密匙。

基站系统

?BSS:Base Station System

?基本组成

BSC:Base Station Controller,基站控制器。主要无线基站的监视,与移动台连接处理,处理和管理小区资源及数据,小区的定位及切换。BSS的操作与维护。

BTS:Base Transceiver Station,基站收发信台(RBS2000系列)。主要的功能有为有线-无线的转换,RF测量,天线分集,加密,调频,非连续发射,监视和测试。

维护操作管理(OMC)

OMC是一个微机化的监测中心,它通过V.25数据电路与网络中的其它网元相连,如MSC,BSC等。可以依据网络的大小,设立一个或几个操作维护中心。在操作维护中心,维护人员可以实时的观察设备运行情况,及时处理设备出现的异常现象。

2、熟悉GSM的各种编号计划及其应用场景。

SIM卡

用户识别模块

MSISDN E.164编码格式

移动台的国际身份号ISDN(又称MSISDN)

这个号码就是供用户拨打的公开号码,它应是全球唯一的,该号码结构是这样的:

MSISDN = CC + NDC + SN

CC = 国家代码(中国为86)

NDC = 国内目的地码(中国移动有135~139)

SN = 用户号码

例如:86 139 ********

如果将以上号码的国家代码CC去除的话,这个号码就成了移动台的国内身份号码了,目前我国的GSM的国内身份号码的长度为11位。

IMSI E212编码格式

国际移动用户识别码(IMSI)

这个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,它用于移动通信网的所有信令之中,存储在用户识别模块(SIM),归属位置寄存器(HLR)和拜访位置寄存器(VLR)中。其结构如下:

IMSI = MCC + MNC + MSIN

MCC = 移动网的国家代码(与CC不同,中国是460)

MNC = 移动网号(中国移动为00,联通为01)

MSIN = 移动台识别码

例如:460 00 89842xxxxxx

该号码最长是15位,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。

TMSI

临时移动用户识别码(TMSI)

TMSI等同于IMSI。它的使用是出于对用户保密的原因。该号码只在本MSC区域有效。其结构可由管理部门选择,长度不超过4位。传送TMSI数据长度是IMSI的二分之一,所以使用TMSI作为第一次寻呼号码,能有效地增加小区的寻呼容量,对寻呼数量较大的MSC,使用TMSI寻呼可以提高寻呼成功率。但用TMSI有缺点,如果移动台在VLR中的TMSI不正确,如刚越过位置区边界还未来得及位置更新,系统对它的寻呼就会失败。

MSRN E.164编码格式

移动台漫游号码(MSRN)

这是针对移动台的移动特性所使用的号码。每次呼叫发生时,HLR 知道用户目前处在哪个MSC,为了向GMSC提供一个本次路由选择

的临时号码,HLR请相关的MSC给被叫用户分配一个移动台漫游号码(MSRN),并将此号码送给HLR。HLR再将此号码转发给GMSC,此时GMSC就能够根据这个号码将主叫接至所在的MSC。结构如下:MSRN = CC + NDC + SN

CC = 国家代码(中国为86)

NDC = 国内目的地码(137/139)

SN = 用户号码,对应交换机的地址

例如:86 137 41248 xxx

一个MSC有1000个MSRN,可用MGRNP:MSRN=ALL;查看

GT(GLOBAL TITLE)全局码E214编码格式

E214是E164和E212的混合码,前面是E164前面的86139(CC+NDC)后面是E212后面的十位(MSIN),即86139 1234567890。

适用场景:

1、国际、省级的SCCP消息采用GT寻址方式,翻译节点在本省HSTP,有本省的HSTP翻译至收端的HTSP,由收端的HSTP再翻译至对应SP。采用两次GT寻址。

2、省内无直达链路的SP之间的SCCP消息采用GT寻址方式,翻译节点在发端的LSTP,只采用一次GT寻址。

IMEI

国际移动台设备设备码(IMEI)

IMEI是唯一用来设备移动台终端设备的号码,称作系列号。该号可以防止非法的移动台使用移动业务。每个出厂的移动台都指定一个不可改变的系列号,有权的号码将在网络中被定义,其号码结构如下:IMEI = TAC + FAC + SNR + SP

TAC = 型号认证码,由GSM的一个核心部门决定。(6位)

FAC = 最终装备码,用于识别制造厂家。(2位)

SNR = 序号,一个6个数字的排序号码,由厂家分配。(6位)

SP = 备用(1位)

LAI

位置区识别码(LAI)

LAI代表MSC业务区的不同位置区,用于移动用户的位置更新,其结构如下:

LAI = MCC + MNC + LAC

MCC = 移动国家号,识别一个国家,与IMSI中的MCC相同。MNC = 移动网号,与IMSI中的MCC相同。

LAC = 位置区号码,识别在一个GSM 网中的位置区。LAC的最大长度为16BITS,理论上最多可定义65536个不同的位置区。

CGI

小区全球识别码(CGI)

CGI用于识别一个位置区内的小区。它是在位置区识别码(LAI)后加一个小区识别码(CI)构成的:

CGI = MCC + MNC + LAC + CI

其中CI最长也为16bits,即一个位置区内理论上最多也可定义65536个小区。

3、了解软交换网络结构、IP化后的软交换与承载网的关系。

IP承载改造主要是改造软交换信令,

1、控制功能从承载、呼叫/会话、应用/业务中分离

2、业务提供与网络分离,提供开放接口

SERVER

通过接入A接口的控制面实现对BSS的接入控制,通过Mc接口控制MGW,并提供呼叫控制和移动性管理功能。为了保证软交换系

统的正确接入,MSCServer应支持SCTP多归属机制。

MGW

MGW在软交换的控制下完成分组语音编解码之间的转换和互通,即AMR编码语音与G.711编码语音之间的转换。

MGW应内置SG,用于转接BSSAP及与TDM交换局互通的ISU P信令。MGW内置SG可以采用M3UA代理方式和M3UA转接方式来实现BSC与MSCServer之间BSSAP的通信。当MGW内置S G也采用M3UA转接点方式转接BSSAP信令时,且该MGW的所有BSC均支持多信令点功能。

信令和媒体都需要承载网进行传输。

信令、媒体面通过IP承载网进行传输

4、了解分层次的网络结构(本地网、一级汇接、二级汇接)与扁

平化(IP化)网络结构的差异。

简单介绍CMN概念

CMN以省或大区为中心设置,负责全网被叫号码分析及省际软交换机之间信令链路的汇聚。CMN不需支持Mc接口和控制MGW。CMN 节点功能可通过现有软交换汇接网TMSCSERVER升级完成。GZSSA1/2/5/6/9/10 (粤西) GZSSA3/4/7/8/11/12(粤东)

之前的话务网结构,分为3层结构(GZA1-GZB1-MSC)第一层:一级话务汇接、一级信令汇接

第二层:二级话务汇接、二级信令汇接

第三层:本地端局:如MSC、HLR、GW

图例

目前话务网结构

信令:GZSSA (GZA3/A4-GZB1/B2)-MSC_SERVER

媒体:IP承载网

目前是TDM长途网与软交换长途汇接网共用

《广东拓扑图》

信令网结构

HSTP-LSTP-SP(HLR/OCG/MSC/GW)

《全省信令拓扑图》

话务流程

省际(广州-北京)

省内(广州-深圳)(粤东片区-粤西片区)

片区内(广州本地)

5、重点了解HLR网元在网络中的位置,掌握HLR上常见的用户参数含义。熟悉在HLR上进行停开机、停开短信功能、GPRS功能、呼转的指令操作。

hgsdp:msisdn=8613802881323,all;

HLR SUBSCRIBER DA TA

SUBSCRIBER IDENTITY

MSISDN IMSI STA TE AUTHD 8613802881323 460002209232404 CONNECTED A V AILABLE

NAM

PERMANENT SUBSCRIBER DA TA

SUD

CA T-10 (普通主叫用户)OBR-2 /0(限制出国漫游/没有限制)DBSG-1 (默认基本业务组为话音传送业务TS10)

TS11-1(话音业务) TS21-1(收短信)TS22-1(发短信)PRBT-1 (彩铃) CFU-1(无条件转移)CFB-1 (遇忙转移)CFNRY-1(无应答转移)CFNRC-1 (不可及呼转)

BAOC-1 (呼出)BOIC-1 (国际呼出)BAIC-1 (呼入)CAW-1(呼叫等待) HOLD-1(呼叫保持)CLIP-1(主叫显示)

AMSISDN BS BC

NONE

SUPPLEMENTARY SERVICE DA TA

BSG

TS10

SS STA TUS FNUM TIME

SADD

BAIC NOT ACTIVE

BAOC NOT ACTIVE

BOIC NOT ACTIVE

BOIEXH NOT ACTIVE

CAW ACTIVE-OP

CFU NOT ACTIVE

CFB NOT ACTIVE

CFNRY NOT ACTIVE

CFNRC NOT ACTIVE

DCF ACTIVE-OP 86201255908 30

LOCA TION DA TA

VLR ADDRESS MSRN MSC NUMBER LMSID

4-8613440204 8613440204

SGSN NUMBER

4-8613744306

PACKET DA TA PROTOCOL CONTEXT DA TA NONE

END

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