转 电信增值业务学习笔记2--移动网络基本概念和组网结构

1.蜂窝移动通信系统的基本组成

 

手机--MS (Mobile Station)

SIM--SIM卡就是“身份卡”，就是IC卡或智能卡。存有认证客户身份所需的所有信息，并能执行一些与安全保密有关的重要信息以及与网路和客户有关的管理数据。Mobile Equipment --ME就是“机”，它可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息 的调制和解调、信息发射和接收。

• MSISDN(MobileStationISDN)：用户标识 【CDMA：MDN】
• IMSI (International Mobile Subscriber Identity), TMSI： SIM标识 【CDMA：MIN】
• IMEI (International Mobile Equipment Identity)： ME标识 【CDMA：ESN】  （试一试你的手机：*#06#）

基站子系统

 

基站系统 BSS (Base Station System )

• BSC (Base Station Controller )
• BTS (Base Transceiver Stations)

BSS信道

• Traffic channels (TCH) , 业务信道,传送编码后的用户数据和语音
• Signalling channels, 信令信道传送信令和同步信息, 分为

   广播控制信道(broadcast control channels, BCCH);

• 公用控制信道(common control channel,CCCH);

• 专用控制信道(stand-alone dedicated control channel, SDCCH);

• 随路控制信道(associated control channel, ACCH)

 

NSS网络子系统

 

访问位置寄存器 VLR (Visitor Location Register )

• 保存移动用户的业务信息
• 保存移动用户当前位置信息 --MSRN(Mobile Subscriber Roaming Number )
• 保存的用户标识

  TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity ) IMSI MSISDN

归属位置寄存器 HLR (Home Location Register )

• HLR保存的主要用户标识:IMSI、MSISDN
• HLR保存的主要信息：位置信息，基本通信业务订制信息，业务限制，补充业务，GPRS订制数据，路由信息。

移动交换机 MSC(Mobile-service Switching Center)

•  具有传统ISDN交换机的功能, 局间信令采用ISUP、TUP
• 移动性的处理功能：必要的无线资源的管理、使用MAP/SS7与VLR、HLR交互, 用于进行移动用户的位置注 册、更新、切换等
• 短信功能
• USSD功能

鉴权中心AUC (Authentication Centre )

• 与HLR相连，存储用户的鉴权信息。

• 用作处理设备身份信息，中国没有使用，原因是山寨机市场和移动用户市场的相关性。

 群呼寄存器GCR(Group Call Register)

•      用于群呼和广播呼叫

 

3.移动网络基本功能实体间的接口

 

    A接口：MSC-BSS间，BSS管理、呼叫处理、移动性管理。

    B接口：MSC和它相关的VLR，每当MSC需要相关MS的数据时，都需要访问VLR。

    C接口：HLR和MSC之间，MSC要访问HLR得到相关用户信息。

    D接口：HLR和VLR之间，HLR与VLR的信息互动。

    E接口：MSC之间，交换初始化信息。

    F接口：MSC和EIR之间，使得EIR可以确定从MS中获取IMEI进行验证。

    G接口：VLR之间，当MS从一个VLR区域漫游到另一个时，新的VLR就会从老的VLR中获取IMSI和鉴权参数。

    H接口：HLR和AUC，HLR接到一个要求验证的请求时，要是没有被请求数据则从AUC中请求相关数据。

    I接口：MSC和相关GCR，MSC要发起群呼时从GCR取得分组信息。

4.移动网络信令协议栈

 

5.移动网络中的物理实体

 

6.移动网基本呼叫模型-MO呼叫流程（Mobile Original，终端发起呼叫，打出）

GMSC：网关

移动交换中心

 

7.移动网基本呼叫模型-MT呼叫流程（Mobile Terminated，终端终止呼叫，打入）

 

7.GPRS网络结构

 

GGSN: GPRS网络与外网的分界线,GGSN是分组数据网络（PDN，Packet Data Network）和通用移动通信系统（UMTS）之间的网关设备，对内负责Gn网络的传输,对外是一台因特网路由器。GGSN本质是一个功能增强型的路由器，主要增强了在UMTS或GPRS移动通信网络中转发数据包的能力，即GGSN可以将PDN网络的数据包转发到UMTS或GPRS网络中的移动台。GGSN好比一座桥梁，将3G网络与Internet连接在一起，并向用户提供各种分组数据服务。GGSN通过基于IP协议的GPRS骨干网与其它GGSN和SGSN相连,它的主要功能有:

    

1)网络接入控制功能 GGSN具有网络控制的信息屏蔽功能,可以选择哪些分组能够进入GPRS网络,以便保证GPRS网络的安全;GGSN具有计费信息收集功能,能够收集每个MS实用外部数据网和GPRS网络资源相关的计费信息G_CDR。 2)维护路由表,实现路由选择和分组的转发功能 3)用户数据管理,实现对分组数据的过滤 GGSN能够存储、修改及删除用户数据,实现对用户分组数据的过滤。 4)移动性管理功能 GGSN能够配合SGSN实现移动性管理的功能,主要是MS在不同的SGSN登录时的位置管理功能。 5)其他功能 GGSN具有为MS动态分配IP地址的功能,或则可以通过接入DHCP(动态主机配置协议)服务器来实现动态分配IP的地址的功能;GGSN具有接入RADIUS(远端授权拨入用户服务)服务器等实现用户认证功能。

    SGSN(Serving GPRS Suport Node):SGSN是当前正在为MS提供业务的节点(即Gb接口由SGSN支持)。主要作用是记录移动台的当前位置信息,并且在移动台和GGSN之间完成移动分组数据的发送和接收。在激活GPRS业务时,SGSN负责与MS建立移动性和安全保密性的有关信息。在PDP信息被激活时,SGSN负责与GGSN建立路由的PDP信息。SGSN是3G分组域核心网络设备，主要实现移动性管理、会话管理、分组数据包的路由与转发、计费、短消息、合法监听和 QoS管理等功能。SGSN设备具备相当大的处理能力，网络交换容量达20Gb/s以上，可同时支持上百万的用户附着。作为分组业务处理中心，SGSN在整个网络中起着至关重要的作用。

SGSN 与GGSN的功能既可以由一个物理节点全部实现,也可以在不同的物理节点上分别实现。它们都应有IP路由功能,并能与IP路由器相连。当SGSN与 GGSN位于不同的PLMN时,通过Gp接口互联。Gp接口具有Gn接口的全部功能以及PLMN之间相互通信所需的安全功能。通过Gs接口,SGSN可以向MSC/VLR传送MS的位置信息,并能收听来自MSC/VLR的寻呼请求。 SGSN作为GPRS/WCDMA核心网分组域设备重要组成部分,完成分组数据包的路由转发,移动性管理,会话管理,逻辑链路管理,鉴权和加密,话单产生和输出等功能。 目前中国移动的网络中为国际业务提供GPRS支持的GGSN有两个，分别在广州和北京。涉及到国际漫游的时候，通常是使用漫游地的SGSN和归属地的GGSN来实现的，其他国家也一样。GGSN就相当与一个大路由器，SGSN就是合理理解成为数据网络中的MSC。

CG- 计费网关

   CG主要完成从各GSN(包括SGSN 和GGSN)的话单收集合并预处理工作并完成同计费中心之间的通信接口。在GSM原有网络中并没有这样一个设备，而GPRS用户一次上网过程的话单会 从多个网元实体中产生而且每个网元设备中都会产生多张话单 从多个网元实体中产生而且每一个网元设备中都会产生多张话单。CG可以在话单送往计费中心之前对话单进行合并与预处理，以减少计费中心的 负担；同时SGSN、GGSN这样的网元设备也不需要实现同计费中心的接口功能。

  PCU- 分组控制单元

PCU是在BSS侧增加的一个处理单元，主要完成BSS侧的分组业务处理和分组 无线信道资源的管理， PCU通过Gb接口与SGSN连接。

GPRS业务流程-例：MS发起数据业务

 

2.GSM中的主要标识

设备身份寄存器EIR(EquipmentIdentityRegister)