补充2-移动交换系统
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移动通信系统——交换网络设计知识一、提纲1、相关的基础知识:1)交换网络基础2)信令3)同步4)网络接口5)编号计划6)接续路由7)支撑的业务8)计费9)网管2、施工图设计阶段的勘察要点;二、相关基础知识1、交换网络基础(1)移动通信系统的构成:GSM移动通信系统主要由交换网络子系统(NSS)、无线基站子系统(BSS)和移动台(MS)三部分组成,如下图所示:其中,NSS交换网络子系统主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全管理所需的数据库功能。
构成NSS的主要实体包括MSC(移动交换机)、HLR(归属位置寄存器)、VLR(拜访位置寄存器)、AUC(鉴权中心)和EIR(设备标识寄存器)。
MSC:是NSS的核心,是对它所覆盖区域内的MS进行控制和完成话路交换的功能实体,其移动电话子系统MTS提供专有移动功能。
MSC从HLR、VLR、AUC中调取相应数据,并根据需要对相应数据加以修改。
MSC实现的功能包括呼叫处理(连接、号码存储、回声控制等功能)、安全保密(鉴权、用TMSI 保护IMSI、客户信息加密)、BSC和MSC间的信道管理、数据通信、IMEI的管理、移动性管理、无线资源管理、DTMF(双音多频)信号转换及排队管理等功能。
具有查询位置和转接功能的交换机称为入口交换机(GMSC),GMSC是与PSTN和其他NSS互连的接口,是其他网络呼叫本区域内移动用户(包括漫游来用户)固定入口点。
VLR:访问用户位置寄存器,是服务于器控制区内移动用户的,存储着进入该区域内移动用户的相关信息。
VLR从相对应的HLR获取必要的数据,为已登记的移动用户建立呼叫接续的必要条件。
VLR是动态的数据库。
VLR存储的用户数据信息如下表所示:形成MSC/VLR的物理实体。
HLR:归属用户位置寄存器,是GSM系统的中心数据库,存储HLR控制区内所有的移动用户数据。
供MSC和VLR查询。
相对于VLR,HLR是静态的数据库。
HLR能够完成客户数据存储、检索、配合VLR完成MSRN提供和位置登记、配合AUC完成鉴权等。
1、MS(Mobile Station)移动台,包括:移动设备ME和SIM卡。
2、BTS(Base Transceiver Station)基站收发信机,负责无线信号的收发。
3、BSC(Base Station Controller)基站控制器,处理所有与无线信号有关的工作:小区切换、无线资源管理等。
4、MSC(Mobile Service Switching Center)移动业务交换中心,为移动用户提供交换功能,负责移动用户的呼叫建立。
MSC与VLR总是合并在一起。
5、GMSC(Gateway MSC)MSC关口局,连接MSC和其它网络如PSTN。
6、VLR(Visitor Location Register)拜访位置寄存器,临时存放在该地的手机用户的用户数据,是临时的HLR。
7、HLR(Home Location Register)归属位置寄存器,HLR是一个数据库,其中存放着全部归属用户的信息,负责向VLR发送用户数据。
8、AUC(Authentication Center)鉴权中心,用于对用户身份的鉴别。
9、EIR(Equipment Identity Register)移动台设备识别寄存器,用于储存及鉴别移动台的设备身份。
10、OMC(Operation and Maintenance Center)操作维护中心,提供人机界面实现对系统设备的监测和控制功能。
GSM数字移动通信系统主要由移动交换系统NSS、基站子系统BSS、操作维护子系统OMS和移动台MS构成。
下面具体描述各部分的功能。
1、移动交换系统NSSNSS主要完成交换功能以及用户数据管理、移动性管理、安全性管理所需的数据库功能。
移动交换系统由移动交换中心MSC、归属位置寄存器HLR、拜访位置寄存器VLR、设备识别寄存器EIR、鉴权中心AUC和短消息中心SMC等功能实体构成。
MSC:GSM系统的核心,完成最基本的交换功能,即完成移动用户和其他网络用户之间的通讯连接;完成移动用户寻呼接入、信道分配、呼叫接续、话务量控制、计费、基站管理等功能;提供面向系统其他功能实体的接口、到其他网络的接口以及与其他MSC互连的接口。
中国移动通信企业标准 QB-╳╳-╳╳╳-╳╳╳╳ 900/1800M H z T D M A 数字蜂窝移动通信系统 软交换架构交换子系统设备技术规范 第2部分:媒体网关 (初稿)900/1800M H z T D M A D i g i t a l C e l l u l a r M o b i l e C o m m u n i c a t i o nS y s t e m S o f t s w i t c h i n g S w i t c h S u b s y st e m E q u i p m e n t T e c h n i c a l S p e c i f i c a t i o n P a r t 2 – M G W 版本号: 2.0.0中国移动通信集团公司 发布╳╳╳╳-╳╳-╳╳发布 ╳╳╳╳-╳╳-╳╳实施目录1 范围 (1)2 引用标准 (1)3 缩略语和标识符 (3)3.1 缩略语 (3)3.2 标识符 (6)4 组网 (6)5 业务要求 (6)6 设备功能 (6)6.1 语音处理功能要求 (6)6.2 数据承载业务功能要求 (7)6.3 承载媒体资源转换功能 (7)6.4 承载通道处理功能 (7)6.5 资源管理功能 (8)6.5.1 资源状态管理要求 (8)6.5.2 资源分配要求 (8)6.6 维护和管理要求 (8)6.6.1 控制和连通性的保证 (8)6.6.2 差错控制 (9)6.6.3 状态报告 (9)6.7 IMS MGW网元功能 (9)6.8 网元级容灾功能 (9)6.9 IP QoS功能 (10)6.10 具备升级以支持3G的能力 (10)6.11 虚拟MGW功能(可选) (10)6.12 信令接入要求 (10)7 内嵌信令网关功能 (10)8 容量、性能及可靠性指标 (11)8.1 系统容量及系统处理能力 (11)8.2 语音处理能力 (11)8.2.1 语音的客观评定 (11)8.2.2 语音的主观评定(可选) (11)8.3 设备的时延指标 (12)8.4 IP语音的QoS管理 (12)8.4.1 设备抖动 (12)8.4.2 时延抖动 (12)8.4.3 抖动缓冲区管理 (12)8.5 可靠性和可用性要求 (12)8.6 过负荷保护功能 (13)9 接口与信令要求 (13)9.1 物理接口 (13)9.1.1 10/100MBase-T接口 (13)9.1.2 1000M BaseT接口要求 (13)9.1.3 1000M Base-Lx/Sx接口(可选) (13)9.1.4 TDM E1接口 (14)9.1.5 STM-1 POS接口(可选) (14)9.1.6 STM-1 SDH接口 (14)9.2 逻辑接口 (14)9.2.1 A 接口 (14)9.2.2 Nb接口 (14)9.2.3 Mc接口 (14)9.2.4 与电路型交换机的互通接口 (15)10 硬件要求 (15)10.1硬件系统基本要求 (15)10.2对处理机的要求 (15)10.3对输入、输出设备的基本要求 (15)11 软件要求 (16)11.1基本要求 (16)11.2软件功能要求 (16)11.3软件维护管理功能要求 (16)12 同步要求 (17)13 网管要求 (18)13.1 网管接口 (18)13.1.1 基本要求 (18)13.1.2 功能要求 (18)13.2 统计与测量要求 (18)13.2.1 一般要求 (18)13.2.2 统计测量参数 (19)13.3 本地操作维护要求 (19)13.3.1 概述 (19)13.3.2 人-机接口 (19)13.3.3 告警管理 (20)13.3.4 安全管理 (20)13.3.5 日志管理 (22)13.3.6 并发操作要求 (23)13.3.7 故障检查及处理 (23)13.3.8 系统状态监视 (24)13.3.9 系统实时控制 (24)13.3.10 软、硬件更新 (24)13.3.11 局数据的修改 (24)14 环境要求 (25)14.1环境温、湿度要求 (25)14.2防尘要求 (25)14.3抗电磁干扰的能力 (25)14.4本身产生的电磁干扰要求 (25)14.5 安装应有抗地震措施 (26)15 电源及接地要求 (26)15.1 电源要求 (26)15.1.1 直流电源要求 (26)15.1.1. 1 额定电压 (26)15.1.2 流电压要求(可选) (26)15.2 接地要求 (26)15.2.1 接地方式 (26)15.2.2 接地要求 (27)15.2.3 接地线截面积 (27)15.2.4 接地电阻值 (27)15.2.5 电源的冗余度 (27)15.3过流过压保护 (27)15.3.1 安全要求 (27)15.3.2 雷电冲击线路设备 (27)15.3.3 通信线路与高压线过近而产生感应电压 (28)15.3.4 与电力线接触引起的过电压 (28)15.3.5 过压自动恢复和过压告警 (28)15.3.6 防电涌破坏 (28)15.3.7 绝缘电阻 (28)16 编制历史 (28)前言本标准依据ITU-T和3GPP制定的相关标准,结合有关国内标准和中国移动其他企业标准,基于中国移动当前GSM网络情况和实际需求而拟定,充分考虑了网络的平滑演进能力,为中国移动GSM网络引入软交换架构的交换子系统设备MGW的技术试验、网络建设和运行维护提供技术依据。
第1篇GSM技术入门- 10 -图1-1 GSM系统结构图中各名称含义如下。
∙ MS(Mobile Station):移动台∙ BSS (Base Station Subsystem):基站子系统∙ BTS(Base Transceiver Station):基站收发信台∙ BSC(Base Station Controller):基站控制器∙ IWF(Interworking Function):交互功能∙ EIR(Equipment Identity Register):设备识别寄存器∙ MSC(Mobile Switching Center):移动交换中心∙ NMS (Network Management System):操作维护子系统∙ NSS (Network Subsystem):移动交换系统∙ VLR(Visitor Location Register):拜访位置寄存器∙ HLR(HOME Location Register):归属位置寄存器∙ AUC(Authentication Center):鉴权中心∙ PSTN(Public Switched Telephone Network):公用电话网∙ ISDN(Integrated Services Digital Network):综合业务数字网∙ PDN(Public Data Networks):公用数据网GSM数字移动通信系统主要由移动交换系统(NSS)、基站子系统(BSS)、操作维护子系统(NMS)和移动台MS(Mobile Station)构成。
下面具体描述各部分的功能。
1.2.2 移动交换子系统(NSS)NSS由移动交换中心(MSC)、归属位置寄存器(HLR)、拜访位置寄存器(VLR)、设备识别寄存器(EIR)和鉴权中心(AUC)等功能实体构成,主要完成交换功能以及用户数据管理、移动性管理、安全性管理所需的数据库功能。
通信网络技术无线通信网络GRIS 节点GSM-R 接口服务器CTC 应用 服务器追踪服务器行调台显示台通信服务器车站自律机车站自律机其他中心 系统GRISCTC 系统BSS机车图2 某全场景的GSM-R 接口服务器测试平台系统 2024年3月25日第41卷第6期129 Telecom Power TechnologyMar. 25, 2024, Vol.41 No.6郭亚昀,等:铁路通信系统中 移动通信技术的应用分析组呼、语音广播以及多级静音等铁路专用业务功能。
GSM-R 系统由网络子系统、基站子系统、运维子系统及终端设备组成。
网络子系统包含移动交换子系统、智能网子系统及通用分组无线子系统等。
具体来说,移动交换子系统负责语音业务的交换连接,智能网子系统实现业务控制逻辑,通用分组无线子系统提供数据业务[2]。
系统使用主从同步机制,不同节点设备从高精度的时钟同步设备后台智能传输服务(Background Intelligent Transfer Service ,BITS )获取精确的时钟信号。
基站子系统的基站控制器(Base Station Controller ,BSC )则从移动交换中心(Mobile Switching Center ,MSC )获取同步时钟。
GSM-R 的频段规划上行频带为885~889 MHz ,下行频带为930~934 MHz ,可以实现不同地域和运营商之间的互操作,每个语音信道的带宽为200 kHz 。
GSM-R 技术在多个方面改进了铁路通信。
第一,实现了语音组呼和语音广播功能,允许一个呼叫者与一个组内的多个用户同时通话,有效支持列车调度通信和运维通信。
语音组呼可以实现16人同时通话,语音广播可以向多个小区内的所有用户广播语音信息。
第二,可以以2 400 b/s 的速率传输车次信息、列车停止信号等关键数据,提高运输安全性。
第三,为调度员下达书面调度命令提供无线传输通道,调度命令数据传输速率可达9 600 b/s 。