【信令系统基础】GSM系统A接口
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GSM系统接口
名词解释
(1)Um接口:BTS和MS之间的接口。
(2)Abis接口:BSC和BTS之间的接口,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。
(3)A接口:BSC与MSC之间的接口,主要传递呼叫处理、移动性管理等信息。
(4)B接口:MSC与VLR之间的接口,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。
(5)C接口:MSC与HLR之间的接口,用于查询用户信息。
(6)D接口:HLR与VLR之间的接口,主要交换位置信息和客户信息。
(7)E接口:MSC与MSC之间的接口,用于移动台在呼叫期间从一个MSC 区移动到另一个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。
(8)F接口:MSC与EIR之间的接口,用于MSC检验移动台IMEI时使用。
(9)G接口:VLR和VLR之间的接口,当移动台以TMSI启动位置更新时VLR 使用G接口向前一个VLR获取MS的IMSI。
、简述GSM 移动通信系统(一)GSM 移动通信系统组成GSM 数字移动通信系统是欧洲主要电信运营者和制造厂家组成的标准化委员会设计出来的,它是在蜂窝系统的基础上发展而成的。
蜂窝移动通信系统主要是由交换网络子系统(NSS )、无线基站子系统(BSS )和移动台(MS )三大部分组成,如图1—1所示。
其中NSS 与BSS 之间的接口为“A”接口,BSS 与MS 之间的接口为“Um”接口。
图1—1蜂窝移动通信系统的组成GSM 系统框图如图1-2,A 接口往右是NSS 系统,它包括有移动业务交换中心(MSC )、拜访位置寄存器(VLR )、归属位置寄存器(HLR )、鉴权中心(AUC )和移动设备识别寄存器(EIR ),A 接口往左Um 接口是BSS 系统,它包括有基站控制器(BSC )和基站收发信台(BTS )。
Um 接口往左是移动台部分(MS ),其中包括移动终端(MS )和客户识别卡(SIM )。
图1—2GSM 系统框图交换网络子系统:交换网路子系统(NSS )主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能。
NSS 由一系列功能实体所构成,各功能实体介绍如下: MSC :是GSM 系统的核心,是对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制和完成话路交换的功能实体,也是移动通信系统与其它公用通信网之间的接口。
它可完成网络接口、公共信道信令系统和计费等功能,还可完成BSS 、MSC 之间的切换和辅助性的无线资源管理、移动性管理等。
另外,为了建立至移动台的呼叫路由,每个MS 、还应能完成入口MSC (GMSC )I 7I [o] DI &1 I5ZDM ]g J TL. J Mo-.TTITP ~的功能,即查询位置信息的功能。
VLR:是一个数据库,是存储MSC为了处理所管辖区域中MS(统称拜访客户)的来话、去话呼叫所需检索的信息,例如客户的号码,所处位置区域的识别,向客户提供的服务等参数。
GSM信令概述一、GSM接口与协议接口是指两个相邻实体之间的连接点。
GSM网络中的实体有MS(手机)、BSS(基站)、BSC(基站控制中心)、MSC(交换中心)、HLR(用户数据库)等,相应也就存在着多个接口,例如MS和BSS之间称为Um接口,BSS和BSC 之间称为Abis接口,BSC和MSC之间称为A接口,等等。
GSM网络各实体之间的接口如图1-1所示:图1-1:GSM接口协议是指连接点上交换信息需要遵守的规则。
两个实体要通过接口传送特定的信息流,这种信息流必须按照一定的规约,也就是遵守某种协议,这样信息才能为双方所理解。
按开放系统互连模式OSI的概念,协议按其功能可分为七个层面:第一层为物理层,第二层为链路层,第三层为网络层……等等,每一层都有各自的协议规约。
不同的接口传送不同的信息流,但其中也可能有一些具有共同性,因此某些协议可以用在不同的接口上,同一个接口会用到多种协议。
通常每种协议用一个规程的名称或某种缩写来代表,图1-2显示了Um接口上存在的不同协议:图1-2:通过Um接口的各种协议其中SS用于移动台对HLR设置补充业务的参数;MM和CM用于移动台和MSC/VLR之间交换用户移动性管理信息和通信接续信息;RR用于移动台和BSC之间交换无线资源分配信息。
一种协议在传送过程中可以通过若干个接口,例如图1-2中MM和CM协议在移动台传到MSC/VLR过程中至少要通过Um接口、Abis接口和A接口。
因此,接口规程和协议规程是两种不同的规程。
GSM网络中应用了多种协议,例如TUP,MAP,BSSAP等,图1-3显示了GSM接口上的各种协议:图1-3:GSM协议MSC实体的右侧是到VLR、HLR、GMSC和PSTN等的接口,应用的协议有MTP、SCCP,、TCAP、MAP和ISDN/TUP等,有关这些协议的详细内容可参见7号信令方面的资料,在此不做说明。
·A接口协议MSC实体的左侧是到BSC的A接口,应用的协议是BSSAP,利用7号信令的MTP、SCCP作为信令传输载体。
GSM系统1. Um接口:BTS和MS之间的接口。
2. Abis接口:BSC和BTS之间的接口,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。
3. A接口:BSC与MSC之间的接口,主要传递呼叫处理、移动性管理等信息。
4. B接口:MSC与VLR之间的接口,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。
5. C接口:MSC与HLR之间的接口,用于查询用户信息。
6. D接口:HLR与VLR之间的接口,主要交换位置信息和客户信息。
7. E接口:MSC与MSC之间的接口,用于移动台在呼叫期间从一个MSC区移动到另一个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。
8. F接口:MSC与EIR之间的接口,用于MSC检验移动台IMEI时使用。
9. G接口:VLR和VLR之间的接口,当移动台以TMSI启动位置更新时VLR使用G接口向前一个VLR获取MS的IMSI。
WCDMA系统UMTS(通用移动通信系统)是采用WCDMA空中接口技术的第三代移动通信系统,通常也就把UMTS系统称为WCDMA通信系统。
UMTS系统采用了与第二代移动通信系统类似的结构,包括无线接入网络(RAN, Radio Access Network)和核心网络(CN, Core Network)。
其中RAN用于处理所有与无线有关的功能,而CN处理UMTS系统内所有的话音呼叫和数据连接,并实现与外部网络的交换和路由功能。
CN从逻辑上分为电路交换域(CS, Circuit SwitchedDomain)和分组交换域(PS, Packet Switched Domain)。
RAN、CN与用户设备(UE, User Equipment)一起构成了整个UMTS 系统,其系统结构如0所示。
UMTS系统结构UTRAN基本结构UTRAN基本结构UTRAN包含一个或几个无线网络子系统(RNS, Radio Network Sub-system)。
/blog/static/80973220101125525131 59/?latestBlog【信令系统基础】GSM系统A接口GSM网络 2010-12-25 17:29:32 阅读44 评论0 字号:大中小订阅1 概述A接口是BSC与MSC之间的接口,由于该接口可能涉及到多个厂家的产品的互联,所以它是GSM规范中一个标准的接口。
GSM系统在A接口采用七号信令系统。
A接口从物理上而言是BSC与MSC之间的中继电路与中继接口,A接口信令协议参考模型如图1所示。
图1-1 A接口信令协议参考模型图2 A接口各层简介2.1. 物理层A接口的物理层为75Ω(同轴电缆)或者120Ω(双绞线)的电缆,速率为2Mbit/s。
其特征包括:A)2Mbit/s的传输速率符合G. 703;B)帧结构、同步和定时符合G. 705;C)故障管理符合G. 732;D)CRC4 校验符合G. 704。
2.2. 消息传递部分(MTP)MTP的主要功能是在信令网中提供可靠的信令消息传递,并在系统和信令网故障情况下,为保证可靠的信息传递而作出响应,采取措施避免或减少消息丢失、重复及失序。
MTP需要遵循ITU-T建议Q.701~710的标准。
MTP由信令数据链路功能、信令链路功能和信令网功能三个功能级组成。
(1) 信令数据链路功能级信令数据链路功能级(第一级)定义了信令数据的物理、电气和功能特性,并规定与数据链路连接的方法。
信令数据链路是用于传递信令的双向传输通路,由同一数据速率在相反方向工作的两个数据通路组成,其速率为64kbit/s,一般占用一条中继的16号时隙,具体时隙由BSC与MSC双方协商而定。
该时隙可通过数据配置建立一条半永久连接通路。
信令数据链路是七号信令的信息载体,它的一个重要特性就是信令链路应是透明的,即在它上面传送的数据不能有任何的改变,因此,信令链路中不能接入回声消除器、数字衰减器、A/u率变换器等设备。
(2) 信令链路功能级信令链路功能级(第二级)规定了把信令传送到数据链路的功能和程序,是与第一功能级共同实现两个直接相连的信令点之间,信令消息的可靠传输。
一、GSM网络结构和接口本部分内容包括:⏹GSM网络结构和相关接口⏹OSI模型,七号信令系统的层次结构对应。
(一)网络结构GSM的网络结构如图所示。
网元包括HLR、AUC、MSC、VLR、SC、BSC、BTS、MS、OMC等。
其中HLR/VLR 构成了一个两级的用户数据库系统,AUC是鉴权中心,SC是短消息中心,MSC是交换/互通的中心,BSC/BTS构成的无线子系统决定了网络的覆盖,MS是智能化的移动用户终端。
另外,OMC是操作维护中心,起始于各网元的操作维护平台,如OMC_R、OMC_S等,而后纳入网管。
网元功能HLR:归属位置寄存器,存储用户的签约数据和位置信息AUC:鉴权中心MSC:移动交换中心VLR:拜访位置寄存器,包含它所管辖区域内出现的移动用户的数据SC:短消息中心,存储转发短消息BSC:基站控制器BTS:基站,提供与移动台的空中接口MS:移动台OMC:操作维护中心GSM 系统网络构成接口 / 连接(二)接口和协议GSM网络是一个分布式的处理系统。
各个网元具有不同的功能,分布在各个地方,它们通过接口协议组成网络,配合工作,来完成网络的各种功能。
如用户移动性管理、电话业务、短消息业务等。
网元间的接口包括功能的分工界面,和实现功能所需的协议;或者说,网元间信息的交互,和信息交互引起的一系列动作。
各网元有自己的程序和DATABASE,象等待指令的机器人。
接收到信息、消息、人机接口命令时,执行对应的动作。
这个’’动作’’由它内部的程序和DATABASE 决定。
在空中接口的BCCH中,BTS用广播的方式向移动台发送信息。
大部分的情况下,网元间的信息交互是用点到点的消息交互来实现的。
GSM网络接口【1】BTS-MS :空中接口【2】BSC-BTS:A _bis接口,多采用厂家内部协议。
【3】MSC-BSC:A接口,BSSAP协议。
【4】MSC-VLR:B接口,内部协议。
【5】MSC-HLR:C接口,当移动台被叫或向移动台发送短消息时,入口MSC询问移动台的HLR,以获得MSRN。
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【信令系统基础】GSM系统A接口
GSM网络 2010-12-25 17:29:32 阅读44 评论0 字号:大中小订阅
1 概述
A接口是BSC与MSC之间的接口,由于该接口可能涉及到多个厂家的产品的互联,所以它是GSM规范中一个标准的接口。
GSM系统在A接口采用七号信令系统。
A接口从物理上而言是BSC与MSC之间的中继电路与中继接口,A接口信令协议参考模型如图1所示。
图1-1 A接口信令协议参考模型图
2 A接口各层简介
2.1. 物理层
A接口的物理层为75Ω(同轴电缆)或者120Ω(双绞线)的电缆,速率为2Mbit/s。
其特征包括:A)2Mbit/s的传输速率符合G. 703;
B)帧结构、同步和定时符合G. 705;
C)故障管理符合G. 732;
D)CRC4 校验符合G. 704。
2.2. 消息传递部分(MTP)
MTP的主要功能是在信令网中提供可靠的信令消息传递,并在系统和信令网故障情况下,为保证可靠的信息传递而作出响应,采取措施避免或减少消息丢失、重复及失序。
MTP需要遵循ITU-T建议Q.701~710的标准。
MTP由信令数据链路功能、信令链路功能和信令网功能三个功能级组成。
(1) 信令数据链路功能级
信令数据链路功能级(第一级)定义了信令数据的物理、电气和功能特性,并规定与数据链路连接的方法。
信令数据链路是用于传递信令的双向传输通路,由同一数据速率在相反方向工作的两个数据通路组成,其速率为64kbit/s,一般占用一条中继的16号时隙,具体时隙由BSC与MSC双方协商而定。
该时隙可通过数据配置建立一条半永久连接通路。
信令数据链路是七号信令的信息载体,它的一个重要特性就是信令链路应是透明的,即在它上面传送的数据不能有任何的改变,因此,信令链路中不能接入回声消除器、数字衰减器、A/u率变换器等设备。
(2) 信令链路功能级
信令链路功能级(第二级)规定了把信令传送到数据链路的功能和程序,是与第一功能级共同实现两个直接相连的信令点之间,信令消息的可靠传输。
相邻信令点之间的数据链路,由于长距离传输会造成一定的误码。
而CCS7信令消息编码不允许有任何差错。
第2功能级的作用就是在第1功能级有误码的情况下,保证消息编码的无差错传递。
第二级功能包括信令单元分界、信令单元定位、差错检出、差错校正、初始定位、处理机故障、第二级流量控制和信令链路差错率监视等八大功能。
(3) 信令网功能级
信令网功能级(第三级)是在信令网无论处于正常还是异常情况下,通过对信令网的路由和性能的控制保证消息能可靠地传递相应的用户部分。
信令网功能划分为信令消息处理和信令网管理两部分。
①信令消息处理
信令消息处理功能保证一个信令点的某用户部分发出的消息能发送到适当的信令链路或用户部分。
在BSS系统中,其用户部分只有SCCP。
信令消息处理功能由消息路由、消息鉴别和消息分配三部分组成,如图1-3所示。
图2 信令消息处理流程图
A)消息路由
消息路由(MRT,Message Routing)部分完成消息路由的选择,也就是利用路由标记中的信息(目的信令点DPC和信令链路选择码SLS),为信令消息选择一条信令链路,以使信令消息能传送到目的信令点。
B)消息鉴别
消息鉴别(MDC,Message Discrimination)部分的功能是接收来自第二级的消息,以确定消息的目的地是否是本信令点。
如果目的地是本信令点,消息鉴别部分将消息传送给消息分配(MDT)部分,如果目的地不是本信令点,消息鉴别部分将消息发送给消息路由(MRT)部分。
C)消息分配
消息分配(MDT,Message Distribution)部分的功能是将消息鉴别部分发来的消息,分配给相应的用户部分以及信令网管和测试维护部分。
②信令网管理
信令网管理功能在信令网故障时重组信令网结构,维持和恢复消息信令单元的正常传递。
信令网管理由信令业务量管理、信令链路管理和信令路由管理三部分组成。
A)信令业务管理
信令业务管理(STM,Signaling Traffic Management)的目的是在信令网发生故障时用于将信令数据从一条链路或路由转移到另一条或多条可用的链路或路由,或在信令点发生拥塞的情况下临时减少信令业务。
B)信令链路管理
信令链路管理(SLM,Signaling Link Management)的目的是在信令网中恢复、启用和退出信令链路,并保证能够提供一定的预先确定的链路群的能力,一般由人机命令创建信令数据链路和信令终端的连接关系。
信令系统的操作不能自动变更上述连接关系。
C)信令路由管理
信令路由管理(SRM,Signaling Route Management)的目的是保证可靠地在信令点间交换有关信令路由可用性的信息,以便对信令路由进行闭塞或解除闭塞,主要由禁止传递、允许传递、受控传递和受限传递、信令路由组测试、信令路由组拥塞测试等程序组成。
3. 信令连接控制部分(SCCP)
SCCP的设计宗旨是和MTP的第三级相结合,提供比较完善的网络层功能,为任何形式的信息交换提供可靠服务。
SCCP提供的网络层业务分为两大类,即无连接业务与面向连接业务。
无连接业务指用户事先不建立信令连接,利用SCCP和MTP的路由功能直接在信令网中传递数据信息,适于传送少量数据。
面向连接业务指预先建立信令连接,不需要SCCP的路由选择而直接在信令连接上传送数据,其适于传送大批量数据,且有效缩短批量数据的传输时延。
SCCP还具有一定的路由功能与网络管理功能。
SCCP的路由功能主要是根据DPC(目的信令点编码)、SSN(子系统号)和GT(全局码)等地址信息进行寻址。
其中DPC是MTP采用的目的地信令点编码,SSN为子系统号,用来识别同一节点中的不同SCCP用户,例如ISUP、MAP、TCAP、BSSAP 等,借此可以弥补MTP部分用户少的不足,扩大寻址范围。
BSS不采用GT寻址方式,此处不作介绍。
SCCP的网络管理功能主要实现信令点状态和子系统状态管理、主备用子系统切换、状态信息的广播及子系统状态测试。
SCCP管理(SCMG)是在网络故障或拥塞的情况下,通过重新选取路由或调节业务量来维持网络的功能。
SCCP遵循ITU-T建议Q.711~716的标准。
4. BSSAP
(1) 协议概述
BSSAP协议被用做A接口规范,其描述了两类消息:BSSMAP消息和DTAP消息,其中BSSMAP消息负责业务流程控制,需要相应的A接口内部功能模块处理。
对于DTAP消息,A接口仅相当于一个传输通道,在基站子系统侧,DTAP消息被直接传递至无线信道;在移动交换子系统侧,DTAP 消息被传递到相应的功能处理单元。
BSSAP协议所遵从的规范有:ETSI GSM 08.08规范以及ETSI GSM 04.08规范。
(2)典型消息内容
① DTAP消息
根据移动交换子系统处理DTAP消息的功能单元,可以将DTAP消息分为移动管理(MM)消息和呼叫控制(CC)消息。
移动管理(MM)消息包括有关鉴权、CM业务请求、识别请求、IMSI分离、位置更新、MM状态、TMSI再分配等的消息。
呼叫控制(CC)消息包括有关提醒、呼叫进行、连接、建立、修改、释放、断连、通知、状态查询、启动DTMF等的消息。
② BSSMAP消息
BSSMAP消息可以分为无连接消息和面向连接消息。
A)无连接消息包括有关闭塞/解闭、切换、资源、复位、寻呼等的消息。
闭塞/解闭类消息包括闭塞、闭塞证实、解闭以及解闭证实消息;群闭塞/解闭类消息包括群闭塞、群闭塞证实、群解闭以及群解闭证实消息。
切换类消息包括切换侯选者询问和切换侯选者询问响应消息。
资源类消息包括资源请求和资源指示消息。
复位类消息包括复位和复位证实消息。
B)面向连接消息包括有关指配、切换、清除以及加密等的消息。
指配类消息包括指配请求、指配完成以及指配故障消息。
切换类消息包括切换请求、切换请求证实、切换命令、切换完成以及切换故障消息。
清除类消息包括清除请求、清除命令以及清除完成消息。
加密类消息包括加密模式命令和加密模式命令完成。
(2) BSSAP协议功能流程
BSSAP协议可以使用SCCP面向连接和无连接两种形式来实现自己的功能,当MS和网络侧需要在无线资源上交换与业务有关的信息,而在MSC与BSS间又不存在与此MS相关的SCCP连接时,就必须建立一个新的连接。
进行外部切换时也需要建立一个新的连接。
有两种连接建立情况:
A)在无线信道上建立一个新的连接:随着MS在RACH上发送“接入请求”消息,BSS为MS分配一个专用无线资源(DCCH或TCH),在被分配的资源的SDCCH(或FACCH)建立起第2层连接后,BSS就启动连接建立。
B) MSC决定执行一个外部切换(目标BSS可能是原BSS),则必须向目标BSS预定新的DCCH或TCH,此时MSC启动连接建立。
利用连接或无连接消息,BSSAP协议主要完成表1-1中所示的功能流程:
表1-1 BSSAP主要功能。