CDMA核心网基础知识.ppt
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1、CDMA核心网基础介绍,2013年中国电信网络操作维护职工技能竞赛办公室,CDMA网络基本结构CDMA2000核心网演进与发展方向CDMA网络逻辑资源分配,CDMA基本通信流程,CDMA网络的基本结构,PCF(Packet Control Function)分组控制功能PDSN(Packet Data Serving Node)分组数据服务节点OMC(Operation and Maintenance Center)操作维护中心DAS(Dispatching Agent Server)调度台服务器PDC(PTT Dispatching Client)PTT调度台客户端PDS(PTT Dispa
2、tching Server)PTT调度台服务器PHR(PTT Home Register)PTT归属寄存器PLMN(Public Land Mobile Network)公共陆地移动网PSTN(Public Switching Telephone Network)公共电话交换网,CDMA电路域网络结构,MSC/SSP,HLR,VLR,AUC,MC,BSC,BTS,MC,MS,MSC,PSTN,BSS,MSS,A,B,C,D,H,N,M,Q,Abis,Um,E,Ai,1、MSCe:Mobile Switching Center emulation,CDMA移动软交换中心,是CDMA网络的核心设备
3、。内置VLR数据库。可向用户提供基本语音业务、移动业务、多媒体业务,完成呼叫控制、MGW的接入控制、资源分配、协议处理、路由、认证、计费等功能。2、MGW:Media Gateway,媒体网关,一般与媒体资源功能处理器MRFP合一,负责媒体流格式转换和提供放音、会议资源等媒体资源的功能。3、VLR:Visitor Location Register,拜访位置寄存器。用户动态内存数据库,存储当前MSCe下所有用户临时信息(建立呼叫所必须的全部数据),物理上和MSCe合设。4、HLR:Home Location Register,归属位置寄存器,负责移动用户管理的数据库,存储用户开户信息(电信业务
4、签约数据和用户状态)、移动台位置信息、MDN、IMSI(MIN)等。5、AUC:Authentication Center,鉴权中心,是管理移动台鉴权相关信息的功能实体,物理上和HLR合设。,名词解释(1),名词解释(2),6、BTS:Base Transceiver Station,基站收发信台,负责无线信号的收发功能,实现无线网络系统和移动台之间的通信。7、BSC:Base Station Controller,基站控制器,负责BTS的控制和管理、建立和拆除呼叫连接、功率控制、无线资源管理、通过软/硬切换为上层业务提供稳定可靠的无线连接。8、SCP:Service Control Poin
5、t,业务控制点,智能网的核心构件,它存储用户数据和业务逻辑。SCP的主要功能是接收SSP送来的查询信息并查询数据库,进行各种译码;同时,SCP能根据SSP上报来的呼叫事件启动不同的业务逻辑,根据业务逻辑向相应的SSP发出呼叫控制指令,从而实现各种智能呼叫。9、MC:Message Center,短消息中心。它主要是保存和转发短消息,同时,它还能提供基于短消息的补充业务。,功能实体MSC/VLR,MSC/VLR主要功能,B接口为非标准化接口,实际中MSC和VLR通常合设在一起,使得B接口变为内部接口。,按照功能不同MSC可以分为:VMSC:完成本地电路交换和呼叫信令处理功能 GMSC:作为关口局
6、完成来去呼叫的路由寻址功能 TMSC:作为汇接局完成长途呼叫业务的接续功能,功能实体HLR/AUC,HLR/AUC主要功能,HLR/AUC作为CDMA核心网公共实体,负责对用户的数据信息、业务签约信息和位置信息的管理。HLR与AUC间的H接口为一个内部接口。,几种设备的鉴权比较:HLR/AUC:身份合法性鉴权,部分语音业务鉴权 AN-AAA:身份合法性鉴权 AAA、PHR:业务合法性鉴权,VLR与HLR的区别,CDMA网络基本结构CDMA2000核心网演进与发展方向CDMA网络逻辑资源分配,CDMA基本通信流程,演进目标,全IP网元之间全IP(包括手机、空口)网元内部全IP(单板有内部IP地址
7、,实现IP互联)NGN业务、控制、承载相分离,3GPP2 第一阶段网络结构增加了PS域,3GPP2 第二阶段网络结构引入了IP网元,LMSD:Legacy MS Domain,承载和控制分离,Phase0/1,Phase2,承载功能,控制功能,LMSD引入新的协议H.248/SIP/RTP,MSC A,MSC B,A,B,A,B,MSCA建立A用户和出中继链路之间的连接MSCB建立B用户和入中继链路之间的连接,MSCeA通过H.248发送“A用户和RTP流需要连接”的命令给MGWA,MGWA建立A用户和RTP流之间的连接MSCeB通过H.248发送“B用户和RTP流需要连接”的命令给MGWB,
8、MGWB建立B用户和RTP流之间的连接,H.248,H.248,MSCeA,MSCe B,MGW A,MGW B,SIP/MAP,RTP,ISUP/MAP,SGW(信令网关),因2G、3G共存而特设,实现TDM方式与IP方式的信令互联,与MSCe合设 与HLRe合设 与MGW合设 独设,SGW设置方式,Internet,Access Network,InterworkedNetwork,PSTN/ISDN,services&applications,Core Network,CSCF,BTS,BSCPCF,3G BSS,A,MGCF,HSS,MGW,SIP,H.248,IP transport
9、,HA,AGW,SIP,IP access with mobility,services&applications,IP Packet-switched domain,3GPP2 第三阶段(MMD)网络结构,MMD:Multi-Media Domain,HSS:Home Subscriber Server 归属位置服务器 可由HLR&AAA升级(C网、固网、数据业务的用户信息)MGCF:Media Gateway Control Function 媒体网关控制器 可由MSCe升级CSCF:Call Session Control Function呼叫会话控制功能 新增可分为P-CSCF,I-C
10、SCF,S-CSCFAGW:Access Gateway 可由PDSN升级 另外,可用AGCF将固网接入,All-IP演进路线,Phase 0 纯2G只有CS域,Phase 1 增加了PS域,Phase 2LMSD引入了IP网元控制和承载分离,Phase 3引入IMS无线接入网也实现IP化,CDMA2000 All-IP网络优势,网元间IP传输灵活的网络部署,灵活的传输选择扁平化的网络组网,不需要中继MGW节约传输带宽,节约运维投资长途呼叫经由IP网络,成本低、竞争力强TrFO/RTO节约声码器投资 达到30%-40%或更多提高话音质量环路时延短在将来可以平滑演进到 IMS阶段,All-IP网
11、络优势之一:支持TrFO 和RTO功能,G.711/E1,BTS,BTS,A1/A2,A1/A2,1#声码器,基于TDM的呼叫,基于IP的呼叫,MSCe,MSCe,SIP,BTS,TrFO,RTO,MGW,MGW,H.248,H.248,A1p,A1p,A2p,A2p,MSC,BSC,MSC,BSC,2#声码器,BSC,BSC,MS1,MS2,MS1,MS2,TrFO 和RTO,TrFO:Transcoder Free Operation 免码型转换操作RTO:Remote Transcoder Operation 远端码型转换操作,CDMA网络基本结构CDMA2000核心网演进与发展方向CD
12、MA网络逻辑资源分配,SCCP原理和GT寻址,分配方案,应用举例,CDMA基本通信流程,固定网,LS,MS,LS,TS,TS,GW,GW,LS,TS,STP,TS,MS,STP,本地网,移动网,VC,MSC,HLR,SCP,SMC,STP,HLR,VC,SMC,SCP,MSC,STP,移动、固定信令网的差别,业务MAPISUP用途寻址收敛结构准直联必须准直联非必须,源节点,中间节点1,中间节点2,目的节点,MTP,SCCP,MAP,GT寻址选路,UDT消息参数,基本无连接类(协议类别0)有序无连接类(协议类别1),SCCP地址格式,Global title indicator(GTI)0100
13、,表示GT包含“translation type(TT),numbering plan,encoding scheme and nature of address indicator”。,地址表示语:指出地址字段包含地址类型,比特1:0 不包含信令点编码;1 包含信令点编码;比特2:0 不包含子系统;1 包含子系统;,比特7:0 根据GT选路;1 根据DPC+SSN选路;比特8:国内备用,GT=0100(GT4)全局名包含翻译类型、编号计划、编码方式、地址属性表示语,8 1,CDMA网络使用TT0和TT=128,其中TT128为短信业务。,CDMA网络使用TT0和TT=128,其中TT128为
14、短信业务。Numbering plan有E164和E212。,基于E.212号码的GT地址信息,基于E.164号码的GT地址信息,码号资源分类,用于信令路由寻址MDN,E.164IMSI,E.212设备SCCP地址,E.212PC用于电路接续TLDN,CDMA网络基本结构CDMA2000核心网演进与发展方向CDMA网络逻辑资源分配,SCCP原理和GT寻址,分配方案,应用举例,CDMA基本通信流程,MDN(Mobile Directory Number)分配方案,格式,CC:表示国家码。中国使用86为国家码。MAC:表示网络接入号。中国电信移动网络采用133、153和189。H0H1H2H3:表
15、示HLR识别码,由集团公司统一分配。ABCD:表示移动用户号,由各HLR自行分配。,IMSI,格式,MCC:表示移动国家码,长度为3位,用来唯一识别移动用户所属的国家。中国的移动国家码为460。MNC:表示移动网络号,长度为23位,用来识别移动用户所归属的移动网。移动网络号的长度为2位,中国电信CDMA使用的移动网号为03。MSIN:表示移动用户识别码,长度为10位,用来唯一识别移动用户。为满足国内漫游和国际漫游的业务需求,IMSI后10位的MSIN为移动台识别码MIN号码。,MIN,MIN的号码结构为:X1X2X3X4 MM ABCD。其中:X1X2X3X4:0-X2X3X4、1-X2X3X
16、4、X1X2X3-0、X1X2X3-1由IFAST组织分配,用来唯一识别移动用户所属的国家。IFAST组织现分配给中国电信的资源包括:0130-0138;0300-0309;0900-0949;0951;0953-0956;0958;0960-0973;0975-0997;6XX0;6XX1,其中X=0-9。ABCD:表示用户号码,MDN-IMSI/MIN对应关系,MDN-IMSI/MIN对应关系,TLDN,新建MSCe至少分配一个TLDN号段,以下情况应分配多个TLDN号段:MSCe控制多个MGW,建议不同的MWG使用不同的TLDN号段。MSC/MSCe覆盖多个本地网,不同本地网应使用不同的
17、TLDN号段,TLDN号段不能跨本地网使用,以便进行正确计费。MSC/MSCe/MGW的设计处理能力超过720kBHCA(1000/10s*3600s*2),需要增加TLDN号码时,以1个千号段递增调整。设备退网后相关的号码资源应该回收再使用。原设备已经启用了13344号段,建议新建设备启用13334号段,13374、15341号段备用。各省公司启用新号段应提前上报集团公司。,分配方案,设备地址,HLRIN当一个HLR所属用户的IMSI号码为460 03 09 H0H1H2H3 ABCD时,这个HLR的GT号码可以是460 03 09 H0H1H2H3 0000。当一个HLR所属用户的IMSI
18、号码为460 03 03 H0H1H2H3 ABCD时,这个HLR的GT号码可以是460 03 03 H0H1H2H3 0000。当一个HLR所属用户的IMSI号码为460 03 6 H0H1 0 H2H3 ABCD时,这个HLR的GT号码可以是460 03 6 H0H1 0 H2H3 0000。新HLR设备所属用户的IMSI号码为460 03 6 H0H1 1 H2H3 ABCD时,这个HLR的GT号码可以是460 03 6 H0H1 1 H2H3 0000。,设备地址,其它设备IN格式MCC+MNC+X1X2X3X4 M1M2M3 ABCX1X2X3X4集团市场部统一规划0944、0934
19、、0130、6410给设备使用(其中,460030130、460036410作为备用),各省可以在460030944分配完毕后,启用460030934。M1M2M3区分不同省的设备,M1M2M3与MDN号码中133 2的H1H2H3的分配相同ABC代表设备类型,规则为:MSCe/GMSCe:100SCP:300SMSC:200VC:500IP:400GC:600,SID,SID是由国际电联管理的在CDMA移动通信网中唯一标识移动业务本地网的号码。用户归属本地网的SID号码应写入移动台中。系统识别码(SID)包含15比特,目前分配给中国的号码总共有1280个,包括13568至14335(共计76
20、8个)、25600到26111(共计512个)每个移动本地网需分配一个SID号码,新设备和原设备使用相同SID,MSCID,格式SID+SWNO分配如MSCe覆盖多个本地网,分配多个MSCID,CDMA网络基本结构CDMA2000核心网演进与发展方向CDMA网络逻辑资源分配CDMA基本通信流程,信令:是通信系统中不同设备之间交换的信息、控制通信设备动作的信号。,CDMA信令举例:,BSS,2.登记通知,3.返还用户信息,MSC/VLR,HLR/AUC,1.位置更新请求,手机开机,4.位置更新响应,源 MSC/VLR,源SC,BSS,1.提交短信,2.提交短信,3.提交确认,4.提交确认,短信起
21、呼,信令网是专门用于传送信令的网络,只有共路信令系统才有信令网的概念。,1,信令端接点SEP,2,3,信令转接点STP,信令链路Link,组成信令网的三要素,信令网三要素,信令端接点(SEP):是信令消息的起源点和目的点,通常信令端接点就是通信网中的交换或处理节点,例如MSC/VLR、HLR/AUC、SC等。信令转接点(STP):具有转接信令的功能,它可以将一条信令链路的信令消息转 发至另一条信令链路。信令链路(Link):连接各个信令点、信令转接点,传送信令消息的物理链路称为信令链路。,MSC/VLR(SEP),HLR/AUC(SEP),STP,SC(SEP),Link,Link,Link,
22、1个例子:,注:如果一个网元同时实现信令端接点和信令转接点的功能,则称之为信令端/转接点(SETP)。,鉴权移动性管理呼叫短信,CDMA网络2G阶段鉴权的目的,检验终端的合法性,保护合法用户利益,同时避免给运营商带来不必要的损失。检验接入用户的身份检验归属网络的身份更新用户的鉴权数据,鉴权基本概念,CAVE算法Cellular Authentication and Voice Encryption(蜂窝鉴权和语音加密)算法的缩写。是CDMA网络授权的鉴权加密算法,A-KEYA-KEY是发布给一个CDMA终端的一个鉴权密钥。A-Key需要被烧制在手机中(如果机卡分离,则存储在UIM卡中),并存储
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