NSS(网络交换子系统)
移动通信系统-交换网络知识
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。
关于英语缩写
Abis：Abis接口定义为基站子系统的两个功能实体BSC和BTS之间的通信接口，用于BTS和BSC之间的远端互连方式，该接口支持所有向用户提供的服务，并支持对BTS无线设备的控制和无线频率的分配。
AGBLK:允许接入的模块的数目。
AGCH:允许接入信道。
AGCH用于基站向随机接入成功的移动台发送指配了的独立专用控制信道SDCCH，下行信道。
AICH：捕获指示信道AMR：一种音频格式，主要用于移动设备的音频BCCH：广播控制信道BSC：基站控制器，基站收发台（BTS）和移动交换中心（MSC）之间的连接点，为两者之间交换信息提供接口。
BSS：基站子系统BTS:基站收发台CGI：全球小区识别码，用来识别一个小区所覆盖的区域。
（组成结构：MCC（移动国家码）+MNC（移动网络码）+LAC（位置区号码）+CID（小区标志码））CI：（Cell ID）小区识别码，三种主要的基于位置服务技术（LBS）之一，通过识别网络中哪一个小区传输用户呼叫并将该信息翻译成纬度和经度来确定用户位置。
CI由16比特组成，编码容量为65536，作为CGI的一部分，在每个小区广播的系统消息中发送。
CQT：点测。
呼叫质量拨打测试，也指在固定的地点测试无线数据网络性能。
DPCH：专用物理信道DT：（Drive Test)路测，是无线网络优化数据采集的方法。
EDGE：增强型数据速率GSM演进技术，一种从GSM到3G的过渡技术（2.75G）eNB：演进型Node B（Evolved Node B），LTE中基站的名称EPC：4G核心网络。
主要有三部分：1、MME（负责信令处理部分）；2、S-GW（负责本地网络用户数据处理部分）；3,、P-GW（负责用户数据包与其他网络的处理）GSM PLMN：公用陆地移动网络IPRAN：无线接入IP化，是基于IP的传送网KPI：关键业绩指标LAC：位置区编码LLC：逻辑链路控制MFRMS：寻呼复帧数。
寻呼信道复帧数（MFRMS）是指以多少复帧数作为寻呼子信道的一个循环。
移动通信系统基本网络结构
•F接口：MSC与EIR间接口，MSC向ＥＩＲ查询移动 台设备的合法性。 •Ｇ接口：ＶＬＲ之间的接口，当移动台由某一ＶＬＲ 进入另一VLR覆盖区域时，新老VLR通过该接口交换 必要的信息，仅用于数字移动通信系统。 •MSC与PSTn间的接口：是常规电话网局间信令接口， 用于建立移动网至公共电话网的话路接续。
（１）在各省或大区设有两个一级移动汇接中心,通 常为单独设置的移动业务汇接中心，它们以网状 网方式相连；
（２） 每个省内至少应设有两个以上的二级移动汇 接中心，并把它们置于省内主要城市，它们之间 也是以网状网方式相连.
（2）基站控制器 BSC是BSS的控制部分，它一端可与一个或多个BTS 相连（由业务量的大小决定），另一端与MSC和操 作维护中心OMC相连。BSC面向无线网络，在BSS中 起交换作用，即各种借口的管理，承担无线资源和无 线参数的管理等。 （3）码变换器 码变换器TC主要完成16kb/sPRE-LTP（规则脉冲激 励长期预测）编码和64kb/sA律PCM之间的语音变换。
能设备的作用与接口。
2.5.1 移动通信系统的组成
现有移动通信系统的基本网络结构如图235所示，主要是由移动台子系统（MS）、 基站子系统（BSS）、网路子系统（NSS） 以及操作支持子系统（OSS）等几大部分组 成。
• 其中基站子系统（BSS）提供和管理移动台子系统
（MS）和网络子系统（NSS）之间的传输通路，
（1）移动交换中心 MSC是PLMN的核心，它完成通话接续、计费、BSS和
MSC之间的切换额辅助性的无线资源管理、移动性管理等功 能。
为了建立至移动台的呼叫路由，每个MSC还要完成查询 移动台位置信息的功能，即MSC从拜访地位置寄存器VLR、 归属地位置寄存器HLR和鉴权中心AUC这3种数据库中取得处 理用户呼叫请求所需的全部数据。同时，MSC也负责根据移 动台的最新数据更新这3个数据库中相应的用户数据。
GSM系统组成
2G基本原理GSM基本原理系统的主要特点：GSM系统具有加密和鉴权功能，能确保用户保密和网络安全GSM系统抗干扰能力强，覆盖区域内通话质量高GSM系统具有灵活和方便的组网结构，频率重复利用率高GSM系统是由：移动台（MS）、无线基站子系统（BSS）、交换网络子系统（NSS）、操作维护子系统（0SS）等几个子系统组成移动台（MS）:无线基站子系统（BSS）:交换网络子系统（NSS）:主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需要的数据库功能功能实体：MSC/VLR HLR/AUC EIR操作维护子系统（0SS）网络子系统NSS是整个GSM系统的核心。
它对GSM移动用户之间及移动用户与其它通信网用户之间通信起着交换连接与管理的功能。
基站子系统BSS是GSM系统中与无线蜂窝方面关系最直接的基本组成部分，它通过无线接口直接与移动台相连负责无线信息的发送接收，无线资源管理及功率控制等，同时它与NSS相连实现移动用户间或移动用户与固定网络用户之间的通信连接，传送系统信息和用户信息等。
网络管理子系统NMS负责NSS和 BSS系统的维护管理工作。
移动通信的关键技术多址方式：FDMA、TDMA、CDMA功率控制：GSM900:2W；DCS1800:1W蜂窝技术（频率复用）：D=3KR（其中D为复用距离，K为频率复用模式）分集技术：减少信号衰落（空间、频率、极化、时间分集等方式）GSM同步：同步接收技术1、多址技术频分多址时分多址码分多址2、系统结构与相关接口GSM系统主要接口是指：A接口、Abis接口、Um接口，其中A接口和Um接口为开放式接口，Abis接口为私有接口。
A接口：Abis接口Um接口NSS内部接口：GSM工作频段频道间隔：频道配置：3、移动区域定义与识别号区域定义:服务区：服务区是指移动台可获得服务的区域PLMN区（公用陆地移动通信网）：PLMN是由一个公用陆地移动通信网（PLMN）提供通信业务的地理区域MSC区：MSC区是由一个移动业务交换中心所控制的所有小区共同覆盖的区域构成PLMN 网的一部分位置区：位置区是指移动台可任意移动不需要进行位置更新的区域基站区：是置于同一基站点的一个或数个基站收发信台（BTS）包括的所有小区所覆盖的区域小区：采用建站识别码或全球小区识别进行标识的无线覆盖区域，在采用全向天线结构时，小区即为基站区识别号：1、为了确定GSM移动用户移动用户识别码（MSISDN）国际移动用户识别码（IMSI）临时移动用户识别码（TMSI）2、为了识别BSS网络组件全球小区识别码（CGI）基站识别色码（BSIC）3、为了识别移动设备国际移动设备识别码（IMEI）4、为了识别NSS网络组件MSC-Number(MSC号码)HLR-Number(HLR号码)VLR-Number(HLR号码)移动用户漫游号码（MSRN）与切换号码（HON）位置区识别码（LAI）位置区号码（LAC）基站色码（BCC）：有运营商自行设定，用来唯一识别相邻的采用相同载频的不同BTS4、信道类型与作用基本概念物理信道帧结构时隙与帧结构每个频点分成8个时隙，每个时隙为一个信道，因此一个频点可供给8个移动用户同时使用TS0 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6 TS7帧结构TMDA信道逻辑信道分类逻辑信道类型控制信道-CCH：广播控制信道-BCCH公共控制信道-CCCH专用控制信道-DCCH逻辑信道类型：逻辑信道作用举例逻辑信道组合多种组合方法4、切换切换的目的5、功率控制注：BCCH载频不参加功率控制CDMA基本原理。
GSMR在铁路中的应用
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语音业务
• • • • • • 点对点呼叫 点对点的紧急呼叫 广播呼叫 组呼叫 铁路紧急呼叫 多方通话（会议）
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语音业务（一）
以铁路调度通信为例，包括列车、货运、牵引变电等调度通信，也包括站场、 应急、施工养护和道口等专用通信。GSM-R网络的引入，使铁路调度通信 业务实现了传统的有线调度和无线调度“两网合一”。
三、GSM-R网络规划
西安 TMSC
汇接网络示意图
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三、GSM-R网络规划--GSM-R核心网络
• 移动业务本地网端局(MSC)设置原则
• 结合铁路网规划和用户容量预测，MSC 设置地 点独立于铁路行政管理隶属关系，一个MSC可 以服务于一个或若干个铁路调度区域。 • MSC容量合理，远期规划达不到1万门的移动 业务本地网原则上不单局门限。 • MSC尽量设置在铁路运输指挥管理中心和铁路 信息化的信息流中心，并利于实现有线调度业 务与无线调度业务的融合。 • 结合具体线路GSM-R网络的覆盖范围、业务模 23 型和用户容量等因素，可适当增加MSC数量。
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语音业务（三）
组呼
1.调度员呼叫辖区内所有或部分车站值班员。 2.调度员呼叫辖区内的所有机车司机。 3. 调度员呼叫辖区内某个车站的车站值班员、助理值班员以 及该车站基站区内的所有机车司机。 4. 调度员呼叫辖区内的机务段（折返段）运转、列车段（车 务段、客运段）、电力牵引变电所等值班员。 5. 调度员、车站值班员、助理值班员、救援列车主任之间按 组呼方式通话。 6. 调度员呼叫辖区范围内的车站值班员、机车司机、助理值 班员、运转车长、工务人员、道口人员。 7. 车站值班员呼叫车站基站区及其相邻区间范围内的机车司 机、助理值班员、运转车长、工务人员、道口人员。 15
GSM数字蜂窝移动通信系统与GPRS
GSM数字蜂窝移动通信系统与GPRS《GSM 数字蜂窝移动通信系统与 GPRS》在当今信息飞速传递的时代，移动通信技术的发展日新月异，极大地改变了人们的生活和工作方式。
其中，GSM 数字蜂窝移动通信系统和 GPRS 是移动通信领域中的重要组成部分。
GSM 数字蜂窝移动通信系统，即 Global System for Mobile Communications，是世界上应用最为广泛的数字移动通信标准之一。
它的出现，使得人们能够在移动中进行清晰、稳定的语音通话，摆脱了线缆的束缚。
GSM 系统主要由网络交换子系统（NSS）、基站子系统（BSS）和移动台（MS）三大部分组成。
网络交换子系统就像是整个系统的“大脑”，负责管理和控制呼叫的建立、路由选择以及用户数据的管理等。
基站子系统则包括了基站收发信机（BTS）和基站控制器（BSC），它们负责与移动台进行无线通信，确保信号的覆盖和传输质量。
而移动台，也就是我们日常使用的手机等终端设备，是用户与系统进行交互的直接工具。
GSM 系统采用了时分多址（TDMA）技术，将每个频率信道分成多个时隙，不同的用户在不同的时隙中进行通信，从而实现了多个用户对有限频谱资源的共享。
这种技术使得 GSM 系统能够在有限的频谱资源下支持大量的用户同时通信。
然而，随着人们对数据通信需求的不断增长，单纯的语音通信已经无法满足需求。
这时，GPRS 技术应运而生。
GPRS，General Packet Radio Service，即通用分组无线业务，是在GSM 系统基础上发展起来的一种移动数据业务。
它实现了“永远在线”的概念，用户只要开机，就始终与网络保持连接，随时可以进行数据传输，而不需要像传统的拨号上网那样进行繁琐的连接过程。
GPRS 采用分组交换技术，将数据分成一个个小的数据包进行传输。
与 GSM 系统中的电路交换方式不同，分组交换方式更加灵活高效。
在电路交换中，通信资源在整个通信过程中被独占，即使没有数据传输，资源也被占用。
第六讲GSM系统组成(一)
主要内容
GSM系统结构 GSM系统主体部分 GSM系统接口
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GSM系统结构
GSM系统结构
MS BTS
HLR / AUC
E IR
MSC / VLR
DCS180 0 MS
Um
GSM
BTS Abis
No .7 BSSAP
No .7 MAP
A BSC
X.25
OMC
MSC / VLR
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基站子系统(BSS)
2) 基站控制器(BSC, Base Station Control) BSC在BSS子系统内充当控制器和话务集中器, 它主要
负责管理BTS, 而且当BSC与MSC之间的信道阻塞时, 由它进 行指示。BSC同时具有对各种信道的资源管理、小区配置的 数据管理、操作维护、 观察测量和统计、功率控制、切换及 定位等功能, 是一个很强的功能实体。
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网络交换子系统(NSS)
3) 归属位置寄存器(HLR, Home Location Register) HLR是GSM系统的中央数据库, 主要存储着管理部门用
于移动用户管理的相关数据, 具体包括两类信息: 一是有关 用户的参数, 即该用户的相关静态数据, 包括移动用户识别 号码、 访问能力、用户类别和补充业务等; 二是有关用户 目前所处状态的信息, 即用户的有关动态数据, 如用户位置 更新信息或漫游用户所在的MSC/VLR地址及分配给用户 的补充业务等。 每个移动用户都应在其HLR处注册登记。 HLR可以与MSC/VLR一一对应, 也可以一个HLR控制若干 个MSC/VLR或整个区域的移动网。
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移动台(MS)
1) 移动终端(MT, Mobile Terminal) 移动终端就是“机”, 它是移动台的主体, 是完成语
GSM网组成包括NSS子系统BSS子系统MS子系统(精华版)
1．GSM全称：全球移动通信系统（Global System for Mobile communications）.组成包括NSS子系统BSS子系统NMS子系统。
2．GSM鉴权三个参数是RAND、SRES、KC。
A3算法用于鉴权A5算法用于加密。
网络管理系统的功能是：性能管理、配置管理、故障管理。
3．跳频序列信息在（BSSH广播控制信道）内，逻辑信道内SCH是同步逻辑信道，它包含BSIC基站识别码和一个简化的TDMA帧号。
4．用户首次在MSC/VLR出现时，网络根据用户的（IMSI国际移动用户标识）寻找归属HLR。
5．切换的四种方式：小区内与BSC内切换，小区间与BSC内切换，小区间与BSC间切换，MSC间切换。
6． NSS(网络交换子系统)的主要功能：1。
呼叫控制2。
计费3。
移动管理4。
其它网络连接相关的命令，5。
用户数据处理6。
用户定位。
7．NSS(网络交换子系统)的主要组成部分：MSC（移动业务交换中心）、VLR（访问位置寄存器）、HLR（本地位置寄存器）、EIR（设备识别寄存器）、AC（鉴权中心）组成8．基站可分为定向站、全向站、覆盖站、容量站。
ULTRASITE的Triple-Mode是（GSM/WCDMA/1BBU）。
（C GI）代表一个BTS的全球唯一标识。
ULTRASITE风扇有11个。
9．信道是信号的传输媒介，信道可分为物理信道和逻辑信道。
10．通信网形式为数字和模拟，业务种类：电话网、电报网、传真网、数据网、广播电视网；服务范围：本地网、长途网、国际网；按组网方式：移动通信网、卫星通信网。
11．通信网的基本结构：网型、星型、复合型、环型和总线型。
12．通信网的构成要素有：终端设备、交换设备和传输设备。
13．2Mbit/s的Pcm中，每帧（Frame）有(32)时隙(TS)，每时隙（TS）有（8）比特（bit），PCM进行A/D变换是有三个步骤是：抽样、量化、编码。
14．移动通信按信号形式可分为（模拟）和（数字），常用的调制方式有调幅、调相、跳频。