通信行業基本知識 通信行業基本知識 - 通信行業求職寶典 - 應屆畢業生網YJBYS.com

6.1 通信行業基本知識：

移動通信網主要分交換傳輸部分和無線部分，交換傳輸部分與 PSTN 網很類似，而無線

網絡是特有的，無線比有線存在很多不確定因素，而移動無線電比固定無線通信由於其移動

性和傳播條件的惡劣就更復雜。無線網絡的優劣常常成爲決定移動通信網絡好壞的決定因素

之一，也是網絡優化的重點。

一套完整的蜂窩移動通信系統主要是由交換網絡子系統（SS）、無線基站子系統（BSS）、移動臺（MS）及操作維護子系統（OMC）四大子系統設備組成。由於 GSM規範是由北歐一些運營公司制定出的規範，爲了照顧各運營公司的利益，因此 GSM 規範對系統的各個接口都有明確的規定。也就是說，各接口都是開放式接口。

GSM 系統如圖所示，SS 系統包括有移動業務交換中心（MSC）、拜訪位置寄存器（VLR）、歸屬位置寄存器（HLR）、鑑權中心（AUC）和移動設備識別寄存器（EIR）；BSS系統包括有基站控制器（BSC）和基站收發信臺（BTS）。爲了各個廠家所生產的設備可以通用，上述各組成部分的連接都必須嚴格地符合規定的接口標準。GSM系統遵循 CCITT 建議的公用陸地移動通信網（PLMN）接口標準，採用7號信令支援 PLMN 接口進行所需的數據傳輸。

交換網絡子系統

交換網絡子系統（SS）主要完成交換功能和客戶數據與移動性管理、安全性管理所需的

數據庫功能。SS 由一系列功能實體所構成，各功能實體介紹如下：

1．MSC 移動交換中心

它是 GSM 網絡系統的核心部分，是對位於它所覆蓋區域中的移動臺進行控制和完成話

路交換的功能實體，也是移動通信系統與其它公用通信網之間的接口。MSC 提供交換功能，

完成移動用戶尋呼接入、信道分配、呼叫接續、話務量控制、計費、基站管理等功能，還可

完成 BSS、MSC 之間的切換和輔助性的無線資源管理、移動性管理等，並提供面向系統其它

功能實體和麪向固定網（PSTN、ISDN 等）的接口功能。作爲網絡的核心，MSC 與網絡其他

部件協同工作，完成移動用戶位置登記、越區切換和自動漫遊、合法性檢驗及頻道轉接等功

能。

MSC 處理用戶呼叫所需的數據和後面介紹的三個數據庫有關，它們是 HLR 、VLR 和

AUC，MSC 根據用戶當前位置和狀態資訊更新數據庫。

2．HLR 歸屬位置寄存器

HLR 是一個靜態數據庫，用來存儲本地用戶數據資訊的數據庫。一個 HLR 能夠控制若

GSM 網絡優化

幹個移動交換區域或整個移動通信網，所有用戶重要的靜態數據都存貯在 HLR 中，在 GSM

通信網中，通常設定若干個 HLR，每個用戶都必須在某個 HLR（相當於該用戶的原籍）中登

記。登記的內容分爲兩類：一種是永久性的參數，如用戶號碼、移動設備號碼、接入的優先

等級、預定的業務類型以及保密參數等；另一種是暫時性的需要隨時更新的參數，即用戶當

前所處位置的有關參數，即使用戶漫遊到 HLR 所服務的區域外，HLR 也要登記由該區傳送

來的位置資訊。這樣做的目的是保證當呼叫任一個不知處於哪一個地區的移動用戶時，均可

由該移動用戶的原地位置寄存器獲知它當時處於哪一個地區，進而建立起通信鏈路。

HLR 儲存兩類數據：

一是用戶的參數，包括 MSISDN、IMSI 、用戶類別、Ki，補充業務等參數。

二是用戶的位置資訊，即該 MS目前處於哪個 MSC/VLR 中的 MSC/VLR 地址。

3．VLR 拜訪位置寄存器

VLR 是一種用於存儲來訪用戶位置資訊的數據庫。一個 VLR 通常爲一個 MSC 控制區服

務，也可爲幾個相鄰 MSC 控制區服務。當移動用戶漫遊到新的 MSC 控制區時，它必須向該

地區的 VLR 申請登記。VLR 要從該用戶的 HLR 查詢有關的參數，要給該用戶分配一個新的

漫遊號碼（MSRN），並通知其 HLR 修改該用戶的位置資訊，準備爲其它用戶呼叫此移動用

戶時提供路由資訊。如果移動用戶由一個 VLR 服務區移動到另一個 VLR 服務區時，HLR 在

修改該用戶的位置資訊後，還要通知原來的 VLR，刪除此移動用戶的位置資訊。因此 VLR

可看作一個動態的數據庫。

VLR 用於寄存所有進入本交換機服務區域用戶的資訊。VLR 看成是分佈的 HLR，由於

每次呼叫，它們之間有大量的信令傳遞，若分開，信令鏈路負荷大，所以在愛立信系統中，

VLR 和 MSC 配對合置於一個物理實體中，將 MSC 與 VLR 之間的接口做成 AXE 的內部接

口。

VLR 中也寄存兩類資訊：

一是本交換區用戶參數，該參數是從 HLR 中獲得的。

二是本交換區 MS 的 LAI 。

無線基站子系統

BSS 系統是在一定的無線覆蓋區中由 MSC 控制，與 MS 進行通信的系統設備，它主要

負責完成無線發送接收和無線資源管理等功能。功能實體可分爲基站控制器（BSC）和基站

收發信臺（BTS）。

基站子系統 BSS 在 GSM 網絡的固定部分和無線部分之間提供中繼，一方面 BSS 透過無線接口直接與移動臺實現通信連接，另一方面 BSS 又連接到網絡端的移動交換機。

1．BSC 基站控制器

基站控制器（BSC）是基站收發臺和移動交換中心之間的連接點，也爲基站收發臺和操

作維護中心之間交換資訊提供接口。一個基站控制器通常控制多個基站收發臺，其主要功能

是進行無線信道管理、實施呼叫和通信鏈路的建立和拆除，併爲本控制區內移動臺的過區切

換進行控制，控制完成移動臺的定位、切換及尋呼等，是個很強的業務控制點。

2．BTS 基站收發臺

基站收發臺（BTS）包括無線傳輸所需要的各種硬件和軟件，如發射機、接收機、支援

各種上小區結構（如全向、扇形、星狀和鏈狀）所需要的天線，連接基站控制器的接口電路

以及收發臺本身所需要的檢測和控制裝置等。BTS 完全由 BSC 控制，主要負責無線傳輸，完

成無線與有線的轉換、無線分集、無線信道加密、跳頻等功能。

BTS 包括無線收發信機和天線，此外還有與無線接口相關的信號處理電路。信號處理電

路將實現多址複用所需的幀和時隙的形成和管理，以及爲改善無線傳輸所需的信道編、解碼

和加密、解密，速率適配等功能。

一個呼叫過程的實例：

1．主叫撥號

市話用戶 A 撥打 GSM 用戶 B 的 MSISDN 號碼，PSTN 網絡的交換機分析 MSISDN 號碼，

得知 B 用戶爲移動用戶，它把呼叫轉到 GSM 網絡上距它最近的一個具有入口功能的移動業

務交換中心 GMSC。

2．GMSC 分析被叫號碼

GMSC 分析該號碼爲某位置寄存器 HLR 的用戶後，就將 MSISDN 號碼送至該 HLR，要

求查詢有關該被叫用戶目前所在的位置資訊。

3．HLR 申請漫遊號碼 MSRN

HLR 把 MSISDN 號碼轉換成 IMSI 後查出用戶目前處於哪個 MSC，然後將該 IMSI 發至

該 MSC，向該 MSC 申請分配一個漫遊號碼 MSRN。

4．選定漫遊號碼 MSRN

MSC 收到 IMSI 後，臨時給被叫用戶 B 分配一個漫遊號碼，並將此號碼送回 HLR，再由

HLR 返回給 GMSC 使用。

5．連接呼叫至被叫所在的 MSC

GMSC 收到 MSRN 後，用此號碼選擇一條出中繼路由至 MSC。MSC 將負責本次呼叫的

建立和計費功能。

6．MSC 尋呼被叫

MSC 發出尋呼命令到 MS 所在位置區內的所有無線基站，再由基站向被叫用戶 B 發呼叫

信號。

7．基站尋呼被叫用戶 B

基站收到尋呼命令後，將該尋呼消息（含有 MS 的 IMSI）透過無線控制信道發射。MS

接收到尋呼後向基站發回響應信號。

8．呼叫連接

MS 響應信號經 BTS、BSC 送回 MSC，經鑑權、設備識別後認爲合法，則令 BSC 給該

MS 分配一條 TCH，接通 MSC 至 BSC 的路由，並向主叫送回鈴音，向被叫振鈴。當被叫摘

機應答，則系統開始計費，通話開始。

IMEI：Internation Mobile station Equipment Identities(IMEI)國際移動臺設備識別碼IMEI

MSISDN：移動用戶號碼

MSISDN的組成

CC：國家碼。即移動臺登記註冊的國家碼，中國爲86。

NDC：國內網絡接入號碼。中國移動網爲135~139，聯通爲130~131.

SN：用戶號碼。採用等長8位編號計劃，具體號碼分配由運營公司決定。

IMSI：國際移動用戶識別碼

MCC：移動國家碼。唯一的標識移動用戶所屬的國家。中國的MCC爲460。

MNC：移動網號，識別移動用戶所歸屬的移動通信網(PLMN)。中國移動的MNC爲01，中國聯通爲02.

MSIN：移動用戶識別碼，唯一地識別某一移動通信網中的移動用戶。

NMSI：國家移動用戶識別碼。由MNC與MSIN組成。

LAI：位置區識別碼

位置區是指移動臺可任意移動而不需要進行位置更新的區域，它可由一個或若干個小區組成，爲了呼叫移動臺，系統在一個位置區內所有基站同時發尋呼信號。位置區識別碼LAI用於檢測位置更新和信道切換的請求。

MCC、MNC與IMSI中該部分相同。

LAC是位置區號碼，用於識別GSM網絡中的一個位置區，它可以由運營部門自定。

LAC：位置區碼

爲了確定移動臺的位置，每個GSM PLMN的覆蓋區都被劃分許多位置區，位置區碼(LAC)則用於標識不同的位置區。

CI：小區識別

爲了唯一地標識GSM PLMN中的每個小區，網絡運營者需要分配給網絡中所有的小區一個代碼，即：小區識別(CI)。小區識別(CI)與位置區識別(LAI)碼結合，用於識別網絡中每個BTS及其覆蓋的小區。

AO：ApplicationOriginated應用發起

AT：ApplicationTerminated應用終止

MO：MobileOriginated終端發起

MT：MobileTerminated終端終止

BS：Bearers Service 載波服務

BSC：Base Station Controller 基站控制器

BSS：Base Station System 基站子系統

BTS：Base Transceiver Station 基站

CI：Cell Identity 小區標識

GSM：Global System for Mobile conmmunications 全球移動通信系統

GGSN：Gateway GPRS Support Node 網關GPRS支援節點

HLR：Home Location Register 歸屬位置寄存器

SGSN：SERVICING GPRS SUPPORT NODE

PLMN：Public Land Mobile Network 公用陸地移動網絡

PCF：分組控制功能

PSDN：Packet Switched Data Network分組交換數據網

RADIUS：Remote Authentication Dial In User Service遠程用戶撥號認證系統

IMEI：International Mobile Station Equipment Identity 國際移動臺設備標識

ISDN：Integrated Services Digital Network 國際業務數字網

IWMSC：Inter Working MSC 互聯的MSC

MS：Mobile Station 移動臺

MSC：Mobile service Switching Center移動（業務）交換中心

MSISDN：Mobile Station International ISDN Number 移動臺國際ISDN號碼

VLR：Visitor Location Register 接入位置寄存器

WAP：無線應用協議(Wireless Application Protocol)它提供了一個業界技術規範，以便開發出適用於各類無線通信網絡的應用和業務。

WSP：無限會話協議(Wireless Session Protocol)。WSP爲上層的WAP應用層提供了兩種會話服務的統一接口，其中一種會話服務是執行在事務處理層協議WTP之上的基於連結模式的服務，另一種是執行在安全或非安全數據報傳輸服務之上的無限連結服務。

WTP：無線傳輸協議(Wireless Transaction Protocol)它是無線應用協議組中一個協議，其能夠透過安全的或不安全的無線數據網絡來進行有效操作。它提供三種不同的傳輸服務：不可靠的單向傳輸、可靠的單向傳輸和可靠的雙向傳輸。這一層也包括一個控制每個接受資訊安全性的可選的用戶到用戶的可靠性。爲了減少資訊發送的量，延遲確認可以被應用。

CS域、PS域和IMS：

3G核心網分爲電路交換域（CS域，Circuit SwitchedDomain）和分組交換域（PS域，Packet　SwitchedDomain）。

CS域爲用戶提供“電路型業務”或相關信令連接路由；

PS域爲用戶提供“分組型數據業務”。PS域源於通用無線分組業務（GPRS，General Packet RadioService），在GPRS（2.5G技術）的基礎上實現了功能擴展和增強，其最終目的是提供高速的分組數據業務。

IMS以IP分組網絡作爲承載，可以透過GPRS接入，爲3G用戶服務還可以有其他接入方式如WLAN、xDSL等，爲非3G用戶服務。IMS作爲融合IP網絡中的統一的呼叫控制核心，促進了網絡融合。

從功能上來說，IMS作爲新的子系統，和電路域、分組域有着並列關係，即3G核心網在3GPPR5版本以後可以分爲CS域、PS域和IMS。透過PS域接入IMS服務，對PS域提出了新要求，如Go接口、P-CSCF發現機制、基於流的計費等。對於基本的語音呼叫和視頻呼叫，可以透過IMS和CS域互通實現。在業務發展上，CS域和IMS是業務互補、網絡互通、融合替代的關係。

CS域和PS域共用的功能實體

HLR：完成移動用戶的數據管理（MSISDN、IMSI、PDP ADDRESS、LUM INDICATOR、簽約的電信業務和補充業務及其業務的的適用範圍）和位置資訊管理（MSRN、MSC號碼、VLR號碼、SGSN號碼、GMLC等）

VLR：處理當前用戶的各種數據資訊

AUC：存儲用戶的鑑權資訊（密鑰）

EIR：存儲用戶的IMEI資訊

SMS－GMSC和SMS IMSC：SMS－GMSC用於保證短消息正確的由SC發送至移動用戶。SMS IMSC用於保證短消息正確的由用戶發送至SC。

CS域功能實體

MSC：完成電路交換型業務的交換功能和信令控制功能。

GMSC：在某一個網絡中完成移動用戶路由尋址功能的MSC。GSMC可以與MSC合設，也可分設。

IWF：與MSC緊密相關的一個功能實體。完成PLMN網絡與ISDN、PSTN、PDN網絡之間的互通（主要完成信令轉換功能），其具體功能可以根據業務和網絡種類的不同進行規定。

PS域功能實體

GSN（SGSN、GGSN）：完成分組業務用戶的分組包的傳送。存儲用戶的簽約資訊（IMSI、PDP ADDRESS）和位置資訊（SGSN：VLR號碼、CELL或ROUTING AREA； GGSN：SGSN號碼）。

BG：完成兩個GPRS網絡之間的互通，保證網絡互通的安全性。

WCDMA（R99）核心網概述

1. 核心網網絡

因需求導致了對帶寬更高的要求，使2G/2.5G的技術體制在無線接入側和核心網絡側都暴露出較大的侷限性，而WCDMA（3G）技術體制由於採用了CDMA技術和ATM網絡協議結構，使得在無線接入側和核心網絡側，都以寬帶系統來設計，和2G/2.5G相比有着無可比擬的優勢。WCDMA採用DS-CDMA多址方式，空中接口的碼片速率是3.84Mcps，載波帶寬5MHz。核心網基於MAP，支援寬帶業務，其中高速移動環境支援144kb/s，步行慢速移動環境支援384kb/s，室內支援2Mb/s的數據傳輸速率。

R99核心網分爲電路域（CS）和分組域（PS）兩部分。CS 域和PS域分別是在GSM phase 2+的電路核心網和GPRS核心網的基礎演變而來的。CS域主要處理傳統的電路型業務如電話、語音及ISDN等，PS域則處理有關的分組數據業務。WCDMA要求實現與GSM網絡的全相容，核心網技術標準是在現有的GSM/GPRS基礎上發展的，它把GSM MAP 協議作爲上層核心網協議。GSM網絡的語音和分組數據業務是由MSC/GSN不同的網絡節點實現的，WCDMA（R99）依然採用這種處理方式，將語音和數據分別處理。

在覈心網側，爲了支援高速數據業務，提高數據的傳輸速率，3GPP在覈心網和無線接入網之間增加了ATM接口，即將2G中GSM的A接口與2.5G中GPRS的Gb接口用Iu接口替代。

基於3GPP的R99基本網絡結構圖如圖1所示。

圖1 WCDMA R99 的網絡結構和接口

R99核心網CS域將實現用戶能夠在任何時候、任何地點、任何服務網中獲得與在歸屬環境"看起來相同、感覺相同"的業務。在業務方面不僅要完全支援GSM Phase 2階段以上和GPRS的業務，還要對未來的業務進行支援，並且系統要提供與現有固定網一致的較高的服務質量。3G可以透過協商業務量和QoS特徵的方式支援高比特率的承載業務，還可以有效地支援突發和不對稱業務，支援 Internet接入、移動多媒體、多呼叫等業務。在應用方面，透過增強和綜合，提供定位服務和移動智能業務等。

3G PS域就是3G的GPRS部分，其主要的功能實體包括SGSN、GGSN、CGF等。SGSN主要和UTRAN相連，負責移動用戶的移動性管理、接入控制、鑑權、路由選擇、地址翻譯和映像、數據包的中轉、流量控制、QoS管理等功能。GGSN則主要與外部數據網相連，作爲GPRS的外部數據網關，它主要負責用戶和網絡間分組數據包的封裝和中轉、消息的傳遞、地址翻譯和映像和部分移動性管理工作。CGF的主要作用則是收集SGSN和GGSN的計費數據，傳送到計費系統中進行處理。

R99核心網PS域爲移動用戶主要提供承載數據業務，包括點對點數據業務(PTP)和點對多點數據業務(PTM)，同時還支援補充業務和短消息業務，提供以GPRS承載業務爲基礎的各種電信業務，如網絡應用業務。其中PTP又包括數據包類型的、無連接的PTP和虛電路類型的、面向連接的PTP業務，而面向連接的PTP爲兩個用戶或多個用戶之間傳送多路數據分組建立邏輯虛電路(PVC)。

2. Iu接口：Iu_CS 和Iu_PS

從整個網絡結構看，R99核心網與GSM、GPRS之間差異較小，主要差別是在無線資源網絡（RNS）和核心網（CN）之間增加了Iu接口，相應地在有關協議層等方面進行了補充和改變。

核心網的CS域Iu接口部分稱爲Iu_CS，PS域Iu接口部分稱爲Iu_PS。Iu接口又分爲Iu控制平面和Iu用戶平面，Iu控制平面傳送信令，Iu用戶平面傳送用戶數據。Iu_CS和Iu_PS分別對應於GSM的A接口和GPRS的Gb接口。Iu口的傳輸採用ATM，將ATM看作L1、L2技術，上層業務改變較小，主要是使用ATM的PVC作爲承載。

圖2是Iu_CS的協議結構

Iu-CS與A接口之間的最大差別還是底層的差別。從圖2的協議棧可以看出，lu接口建立在ATM的基礎之上；而A接口的信令建立在七號信令的SCCP層之上。A接口採用64kbps的地面電路承載用戶面數據，而Iu在用戶平面採用ATM的AAL2適配協議承載用戶面數據，AAL2連接是由Q.2630.1協議動態建立；在控制平面上，對寬帶和窄帶信令都要實現。

同樣，對於Iu_PS接口，由於在覈心網和接入網之間增加了Iu接口，有關協議和處理也進行了改變。底層主要承載在ATM的AAL5適配層上，物理層一般採用STM-1（155Mbps）的光接口。R99的PS域就是構建在IP之上，PS域的GTP隧道是採用IP承載的。圖3顯示的是Iu_PS的協議結構。

由於底層承載採用ATM技術，相應地增加了ATM適配層AAL5，AAL5主要完成上層信令到ATM信元的轉換，這是一個重要變化。RANAP主要是負責封裝和承載高層信令，並處理3G_SGSN和無線接入網之間的信令。GTP協議則對PTP分組數據協議的PDUs進行封裝。

三、 基於Rel 4/5的全IP網絡

在WCDMA（R99）版本中，考慮到與現有GSM系統相容以及IP技術對實時業務支援不足的問題，核心網結構採用話音電路業務和數據業務分離。在Rel 4/5版本中，關於核心網網元有以下主要變動：

MSC的分化。可以將MSC分成兩個不同的實體：MSC Server和MGW（Media Gateway Function）。其中MSC Server和MGW分別負責處理信令和用戶數據，兩者組成了完全意義上的MSC。

HSS，是用於存儲用戶簽約資訊的主數據庫，2G中HLR可以認爲是它的一個子集。它須完成GSM HLR的MAP功能和具有提供基於IP的信令接口的能力。

R―SGW，此信令網關主要完成基於Rel 4前網絡上傳輸的七號信令和R99後網絡上傳輸的IP信令之間的轉換。

T―SGW，是連接PSTN和3G核心網之間的信令網關。

MGW，是無線接入網UTRAN和3G 核心網之間的實體接口。同時是PSDN/ISDN網絡和核心網之間的網關節點，具有回聲抑制、資源控制等功能。

圖4是基於Rel 4/5的網絡結構，可以看出這樣的網絡結構可以支援R99 CS域的終端。同固定網中PSTN正向與IP骨幹網結合的趨勢相一致，移動網將逐步與IP網絡融合，IP將作爲用戶語音、數據以及信令的統一載體。

圖4 基於Rel 4/5的網絡結構

全IP網絡的特點是：（1）網絡結構是基於分組技術，以便同時實現實時和非實時業務；（2）網絡結構基於演進的性能加強的GPRS網絡；（3）所有的IP接口和相關的網絡接口應支援實時多媒體業務；（4）IP用於所有數據和信令的下層傳輸。

透過在IP網上構建邏輯獨立的信令處理服務器處理控制信令（相當於MSC/SGSN的信令處理能力），構建業務應用服務器提供業務，從而實現"業務/控制/交換/適配"的邏輯分離。整個網絡結構分爲五部分：移動網絡；同時支援UTRAN和GPRS技術的移動接入網絡，以及其它方式的接入系統；GPRS網絡；呼叫控制；連接外部網絡的網關。全IP網絡是通信發展的趨勢，只是目前技術尚未完全成熟，難以馬上實施。一旦VoIP和IP QoS技術成熟，即可在IP上實現語音、數據的統一傳輸，實現移動網絡與IP網絡的統一。全IP網絡是第三代移動網絡的發展趨勢，目前可以透過語音/數據一體化平臺構建3G核心網絡，實現向全IP網絡的平滑過渡。

WCDMA R99核心網

WCDMA R4/5核心網

構成MMS業務系統的主要網絡單元如下圖所示：

MMSC（多媒體消息業務中心）是整個系統的核心，它完成對MM的存儲和處理，包括消息的輸入輸出、地址解析、通知、報告等等，它由MMS中繼服務器MMS Relay 、MMS Server、User DB、Message Store共同組成。

WAP網關，因爲SMS的傳輸信道對於MMS來說太窄了，所以MMS使用WAP的WSP作爲傳輸協議，因此需要一個WAP網關連接MMSC和無線WAP網絡 。

MMS Redirector（MMS重定向器）：全網範圍內會有若干個MMSC，它們的URL地址是唯一的，MMS重定向器就是負責發送者用戶歸屬MMSC路由查詢功能的網絡實體 。

ENUM-DNS（號碼域名解析器）：解析接收方用戶歸屬的MMSC的地址，接收MMSC發送的查詢請求，查詢接收者地址對應的歸屬MMSC的URI地址，並返回給MMSC，由MMSC將消息發往該用戶歸屬MMSC服務器。

《通信行業求職寶典》

• 6.1 通信行業基本知識
• 6.2 通信行業常用英語