中國(guó)移動(dòng)核心網(wǎng)基本原理(培訓(xùn)).ppt

2020/6/2,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)核心網(wǎng)行銷部總工辦,移動(dòng)核心網(wǎng)介紹,目錄,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和接口協(xié)議移動(dòng)區(qū)域與編號(hào)計(jì)劃典型流程介紹GPRS介紹R4核心網(wǎng)介紹,Page3,GSM核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與功能,Page4,GSM核心網(wǎng)電路域主要接口,A接口、Um接口為開放式接口，Abis接口一般不開放由于MSC/VLR一般合設(shè)，B接口一般為內(nèi)部接口由于EIR一般沒(méi)有使用，F(xiàn)接口一般不使用,Page5,GSM核心網(wǎng)電路域主要接口協(xié)議,目錄,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和接口協(xié)議移動(dòng)區(qū)域與編號(hào)計(jì)劃典型流程介紹GPRS介紹R4核心網(wǎng)介紹,Page7,小區(qū)解決頻率復(fù)用問(wèn)題，在相鄰的小區(qū)使用不同的頻率，在相距較遠(yuǎn)的小區(qū)就采用相同的頻率位置區(qū)在位置區(qū)內(nèi)移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)時(shí)，不需要作位置更新。當(dāng)尋呼移動(dòng)用戶時(shí)，位置區(qū)內(nèi)全部基站可以同時(shí)發(fā)尋呼信號(hào),區(qū)域定義,PLMN區(qū),服務(wù)區(qū),MSC區(qū).,位置區(qū).,基站覆蓋區(qū).,小區(qū),Page8,編號(hào)計(jì)劃,移動(dòng)用戶永久性編碼：IMSI、MSISDN臨時(shí)性編碼：TMSI、MSRN、HON,在GSM系統(tǒng)中，出于識(shí)別的目的，定義了如下的一些編號(hào)：,網(wǎng)絡(luò)組件NSS：MSCNumber、VLRNumber、HLRNumber,移動(dòng)設(shè)備IMEI,Page9,IMSI(InternationalMobileSubscriberIdentity),GSM系統(tǒng)分配給移動(dòng)用戶(MS)的唯一的識(shí)別號(hào)存儲(chǔ)在SIM卡、HLR和VLR中，在無(wú)線接口及MAP接口上傳送,最長(zhǎng)15位,Page10,TMSI(TemporaryMobileSubscriberIdentity),TMSI是為了加強(qiáng)系統(tǒng)的保密性而在VLR內(nèi)分配的臨時(shí)用戶識(shí)別，在某一VLR區(qū)域內(nèi)與IMSI唯一對(duì)應(yīng).TMSI分配原則：包含四個(gè)字節(jié)，可以由八個(gè)十六進(jìn)制數(shù)組成，其結(jié)構(gòu)可由各運(yùn)營(yíng)部門根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r而定要避免在VLR重新啟動(dòng)后TMSI重復(fù)分配，可以采取TMSI的某一部分表示時(shí)間或在VLR重起后某一特定位改變的方法,Page11,MSISDN(MobileSubscriberInternationalISDN/PSTNnumber),MSISDN是指主叫用戶為呼叫GSMPLMN中的一個(gè)移動(dòng)用戶所需撥的號(hào)碼，作用同于固定網(wǎng)PSTN號(hào)碼存儲(chǔ)在HLR和VLR中，在MAP接口上傳送,目前國(guó)內(nèi)為13位,Page12,MSC-Number/VLR-Number和HLR-Number,MSC-Number/VLR-Number編碼格式為CC+NDC+LSPCC、NDC含義同MSISDN的規(guī)定，LSP（locallysignificantpart）由運(yùn)營(yíng)者自己決定目前在網(wǎng)上MSC與VLR都是合一的，所以MSC-Number與VLR-Number基本上都是一樣的,HLR-Number編碼格式為CC+NDC+H0H1H2H30000，既用戶號(hào)為全零的MSISDNCC，NDC含義同MSISDN的規(guī)定.,Page13,Roaming-Number(MSRN)&Handover-Number(HON),MSRN（漫游號(hào)碼）用于被叫尋址在移動(dòng)被叫或切換過(guò)程中由所在業(yè)務(wù)區(qū)的MSC/VLR臨時(shí)分配，在接續(xù)完成后立即釋放編碼格式為：在MSC-Number的后面增加幾個(gè)字節(jié)HON（切換號(hào)碼）HON是用于兩移動(dòng)交換區(qū)（MSC區(qū)）間進(jìn)行切換時(shí)，為建立MSC之間通話鏈路而臨時(shí)使用的號(hào)碼,Page14,IMEI(InternationalMobileStationEquipmentIdentification),IMEI唯一地識(shí)別一個(gè)移動(dòng)臺(tái)設(shè)備，用于監(jiān)控被竊或無(wú)效的設(shè)備，還可用于判斷設(shè)備類型TAC-型號(hào)批準(zhǔn)碼，由歐洲型號(hào)批準(zhǔn)中心分配.FAC-最后裝配碼，表示生產(chǎn)廠家或最后裝配所在地，由廠家進(jìn)行編碼SNR-序號(hào)碼.這個(gè)數(shù)字的獨(dú)立序號(hào)碼唯一地識(shí)別每個(gè)移動(dòng)設(shè)備的TAC和FAC的.SP-備用,353306010623134,6位TAC,2位FAC,6位SNR,1位SP,共15位,目錄,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和接口協(xié)議移動(dòng)區(qū)域與編號(hào)計(jì)劃典型流程介紹GPRS介紹R4核心網(wǎng)介紹,Page16,移動(dòng)用戶呼移動(dòng)用戶流程,移動(dòng)臺(tái)完成了信道請(qǐng)求，業(yè)務(wù)請(qǐng)求，鑒權(quán)請(qǐng)求，信道指配等步驟以后，發(fā)MSISDN.MSCa向HLR/AUC要MSRN，HLR/AUC向VLRb轉(zhuǎn)發(fā)該消息VLRb提供MSRN并回送至MSCaMSCa與MSCb建立了連接MSCb向BSSb發(fā)出尋呼請(qǐng)求并找到MSb.,呼叫建立,取路由,建連,通話,主叫方,被叫方,Page17,PSTN用戶呼移動(dòng)用戶流程,主叫固定用戶發(fā)起呼叫，發(fā)IAM網(wǎng)關(guān)GMSC向被叫所在的HLR/AUC請(qǐng)求MSRN號(hào)，HLR到被叫所在的VLR請(qǐng)求MSRN.VLR回送GMSC漫游號(hào)MSRNGMSC與被叫所在的MSC建立連接.MSC向BSS發(fā)尋呼請(qǐng)求，找到被叫移動(dòng)臺(tái).被叫移動(dòng)臺(tái)通過(guò)BSS向MSC發(fā)尋呼響應(yīng).MSC連接證實(shí)（CON-CONF）MSC完成被叫MS的鑒權(quán)、加密、呼叫建立等過(guò)程.MSC向主叫PSTN呼叫響應(yīng)發(fā)回地址全消息（ACM）和應(yīng)答消息（ANC）.,PSTN,鑒權(quán)加密,取路由,建連,通話,呼叫建立,Page18,鑒權(quán),通過(guò)鑒權(quán)，系統(tǒng)可以為合法的用戶提供服務(wù)，對(duì)不合法的用戶拒絕服務(wù)當(dāng)用戶要進(jìn)行呼叫，位置更新等操作時(shí)，先需對(duì)其鑒權(quán)AUC不斷地為每個(gè)用戶提供一組參數(shù)（包括隨即數(shù)RAND、符號(hào)響應(yīng)SRES和密匙KC等三個(gè)參數(shù)）,Page19,鑒權(quán)流程,主叫用戶發(fā)出IMSI號(hào)到VLRMSC/VLR判斷該IMSI是否為新.如為新卡，則向AUC申請(qǐng)五個(gè)三數(shù)組；如為舊卡，則調(diào)用VLR中的一個(gè)三數(shù)組.VLR發(fā)請(qǐng)求三數(shù)組消息到AUCAUC送回五個(gè)三數(shù)組VLR使用一個(gè)三數(shù)組進(jìn)行鑒權(quán)，其余四組待用MSC/VLR通過(guò)BSS向MS發(fā)RAND.MS在SIM卡進(jìn)行計(jì)算，得到SRES和KC值MS將SRES和KC送回MSC/VLR進(jìn)行核對(duì)若兩個(gè)SRES一致，則鑒權(quán)成功，向MS返回接受消息：TMIS、CKSN等,鑒權(quán)計(jì)算,選擇三元組,IMSI判斷,取信息,鑒權(quán),鑒權(quán)結(jié)果,Page20,位置更新,位置更新改變位置區(qū)及位置區(qū)的確認(rèn)過(guò)程則稱為位置更新分類常規(guī)位置更新IMSI附著IMSI分離強(qiáng)迫登記（周期性位置更新）隱式分離,Page21,位置更新流程常規(guī)位置更新,以TMSI為標(biāo)識(shí)，發(fā)位置更新請(qǐng)求向原VLR取IMSI和鑒權(quán)數(shù)據(jù)鑒權(quán)發(fā)送位置更新請(qǐng)求存儲(chǔ)VLR號(hào)碼取消原VLR的位置信息插入用戶數(shù)據(jù)位置更新完成,MS,新MSC/VLR,請(qǐng)求,處理,證實(shí),（5）存儲(chǔ)VLR號(hào)碼,（3）鑒權(quán),Page22,切換,切換的依據(jù)是MS對(duì)周鄰的BTS信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)量報(bào)告和BTS對(duì)MS發(fā)射信號(hào)及通話質(zhì)量.BSS統(tǒng)一評(píng)價(jià)后決定是否進(jìn)行切換.切換的決定主要由BSS作出，當(dāng)BSS對(duì)當(dāng)前BSS與移動(dòng)用戶的無(wú)線連接質(zhì)量不滿意，BSS根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況發(fā)起不同的切換要求，也可由NSS根據(jù)話務(wù)信息要求MS開始切換流程,BSC/MSC,在MS通話階段中MS小區(qū)的改變引起的系統(tǒng)相應(yīng)操作，包括：小區(qū)內(nèi)切換同基站內(nèi)小區(qū)間切換同BSC內(nèi)基站間切換同MSC內(nèi)基站間切換同PLMN不同MSC之間切換,Page23,切換流程,舊BSC把切換目標(biāo)小區(qū)標(biāo)志和切換請(qǐng)求發(fā)至舊MSC舊MSC判斷出小區(qū)屬另一MSC管轄新MSC分配一個(gè)切換號(hào)（路由呼叫用），并向新BSC發(fā)送切換請(qǐng)求新BSC激活BTS的一個(gè)TCH業(yè)務(wù)信道新MSC收到BSC回送信息并與切換號(hào)一起轉(zhuǎn)至舊MSC在MSC間建立連接（也許會(huì)通過(guò)PSTN網(wǎng)）舊MSC通過(guò)舊BSC向MS發(fā)送切換命令，其中包含頻率，時(shí)隙和發(fā)射功率MS在新頻率上發(fā)一接入突發(fā)脈沖（通過(guò)FACCH）新BTS收到后，回送時(shí)間提前量信息（通過(guò)FACCH）MS通過(guò)新BSC和新MSC向舊MSC發(fā)送切換成功信息,請(qǐng)求,響應(yīng),證實(shí),源業(yè)務(wù)區(qū),目的業(yè)務(wù)區(qū),Page24,移動(dòng)始發(fā)短消息流程,Page25,移動(dòng)終結(jié)短消息流程,目錄,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和接口協(xié)議移動(dòng)區(qū)域與編號(hào)計(jì)劃典型流程介紹GPRS介紹R4核心網(wǎng)介紹,Page27,GPRS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與接口,BTS,BSC,PCU,IPBackbone,MS,SGSN,GGSN,Internet/service,企業(yè)網(wǎng),Firewall,HLR,CG,Gr,Gb,TDM,Gn,Gi,Ga,Ga,BG,DNS,OtherPLMN,Gp,Gp,MSC,附著,激活,Page28,地址,MS的PDP地址與所接入的外部網(wǎng)絡(luò)相對(duì)應(yīng)MS的PDP地址可以靜態(tài)分配，也可以由GGSN動(dòng)態(tài)分配,Page29,APN結(jié)構(gòu)定義,APN網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)定義了GGSN所連接的外部網(wǎng)絡(luò)，是APN的必選項(xiàng)APN運(yùn)營(yíng)商標(biāo)識(shí)定義了GGSN位于的GPRS骨干網(wǎng)，是APN的可選項(xiàng)包含了網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)和運(yùn)營(yíng)商標(biāo)識(shí)的APN對(duì)應(yīng)一個(gè)GGSN的域名,cmwap.mnc.mcc.gprs,APN網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí),APN運(yùn)營(yíng)商標(biāo)識(shí),Page30,GPRS手機(jī)附著規(guī)程(1),SGSN,MS空閑狀態(tài),Page31,GPRS手機(jī)附著規(guī)程(2),SGSN,MSTLLI,MS就緒,Page32,PDP上下文激活規(guī)程(1),Activate_PDP_context_req(NSAPI1,type+ofPDP,APN,QoS),TLLI(NSAPI1+PDPctxt)(TID+IPofGGSN1),DNS,SGSN,MS處于準(zhǔn)備或就緒狀態(tài),Page33,PDP上下文激活規(guī)程(2),TID1IPcurrentSGSN,Create_PDP_context_req(type+ofPDP,APN,QoS),TLLI1NSAPI+PDPcontext,SGSN,GGSN,Page34,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流程：彩信,發(fā)送方接入GPRS系統(tǒng)（附著、激活）,MSC,SGSN,GGSN,彩信中心,短信中心,彩信接收方,彩信發(fā)送方,發(fā)送方將彩信發(fā)送給彩信中心（彩信中心地址在手機(jī)中配置）,彩信中心通過(guò)短消息方式通知接收方有彩信到達(dá),接收方接入GPRS系統(tǒng)（附著、激活）,接收方到彩信中心上下載彩信,目錄,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和接口協(xié)議移動(dòng)區(qū)域與編號(hào)計(jì)劃典型流程介紹GPRS介紹R4核心網(wǎng)介紹,Page36,R4核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與功能,MGW,MGW,NodeB,RNC,SGSN,GGSN,Iu-cs,Iu-ps,HLR,PSTN,GMSCServer,MSCServer,IPbackbone,BTS,UTRAN,CN,CS,PS,C/D,Nc,Mc,Mc,BSC,A,Gb,Nb,Gp,SGSN,Gn,Page37,R4核心網(wǎng)主要接口協(xié)議,Page38,R4與R99核心網(wǎng)差異,R99,R4,R4核心網(wǎng)引入了軟交換，實(shí)現(xiàn)承載與控制分離MSC分為MSCServer和MGW,兩者之間采用H.248協(xié)議,Page39,R4新增CS接口及協(xié)議棧,MGW,Mc,Mc,Nb,Nc,MSCServer,MGW,GMSCServer,Page40,Nc接口及其協(xié)議棧,Nc接口是MSCserver間的標(biāo)準(zhǔn)接口，運(yùn)行BICC協(xié)議，完成局間呼叫控制。BICC呼叫控制獨(dú)立于用戶面承載技術(shù)，也獨(dú)立于控制面信令傳輸技術(shù)。,Page41,BICC承載建立方式,兩種承載建立方式:前向承載和后向承載,NodeB,RNC,Iub,Nb,Nc,MGW,MGW,MSCServer,MSCServer,Mc,Mc,NodeB,RNC,Iub,呼叫方向,前向承載建立方向,后向承載建立方向,RANAP,BICC,RANAP,前向承載：承載建立的方向和呼叫接續(xù)的方向相同后向承載：承載建立的方向和呼叫接續(xù)的方向相反,Page42,Mc,Mc,Nb,Nc,Iu,MGW,MGW,MSCServer,MSCServer,NbUP,NbCP,Nb接口及其協(xié)議棧,Page43,IP,3G拓展的H.248,M3UA,Mc接口及其協(xié)議棧,Page44,SIGTRAN協(xié)議族,SIGTRAN本身不是一個(gè)協(xié)議而是一個(gè)協(xié)議簇，它包含兩層協(xié)議：傳輸協(xié)議和適配協(xié)議，前者就是SCTP/IP，后者如M3UA（適配MTP3用戶）、IUA（適配Q.921用戶）等。,Page