GSM网络拓扑结构讲义
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移动通信网络拓扑结构18页PPT
谢谢！
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背பைடு நூலகம்而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
移动通信网络拓扑结构
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背பைடு நூலகம்而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
移动通信网络拓扑结构
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
2.4 GSM移动通信的网络结构
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图2-19 联通GSM网络与PSTN/移动GSM网络间互通组网方式示意图
2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统
2. 省内GSM移动通信网的网络结构 省内GSM移动通信网由省内的各移动业务本地网构成， 省内设若干个移动业务汇接中心(即二级汇接中心)，汇接中 心之间为网球状结构，汇接中心与移动端局之间成星状网。 根据业务量的大小，二级汇接中心可以是单独设置的汇 接中心(即不带用户、全有至基站接口，只作汇接)，也可兼 作移动端局(与基站相连，可带用户)。省内GSM移动通信网 中一般设置两三个移动汇接局较为适宜，最多不超过四个， 每个移动端局至少应与省内两个二级汇接中心相连，如图220所示。任意两个移动交换局之间若有较大业务时，可建立 语音专线。
在呼叫移动用户时，根据所拨的移动用户电话号码，找 到该用户的IMSI号码，用IMSI号码来寻呼移动用户。
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2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统
(3)移动用户漫游号码(MSRN)。 当移动台漫游到一个新的服务区时，由访问用户位置寄 存器( VLR)给它分配一个临时性的漫游号码，并通知该移动 台的原籍用户寄存器( H LR )，用于建立通信路由。一旦该 移动台离开该服务区，此漫游号码即被收回，并分配给其他 来访的移动用户使用。 移动用户漫游号MSRN，根据GSM建议，包括三个部分
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2.1 GSM数字蜂窝移动通信系统
各种号码的定义及用途如下。 (1)移动用户的电话号码(MSISDN ) 它是移动用户对外公开的电话号码。任何主叫用户要呼 叫GSM系统中的用户就要拨打该号码。MSISDN号码结构为 其中CC为国家号码，中国为86 ; NDC为网络接入号码， 有3位，中国移动的GSM网为139, 138, 137, 136, 135, 134;中国 联通的GSM网为132, 131, 130; SN为移动用户号码，采用等 长8位编号 移动用户号码存在归属位置寄存器HLR中。
GSM系统网络结构简介
GSM 系统网络结构简介GSM系统的出现GSM的全称是Global System for Mobile communications。
由于欧洲移动通信发展迅速，出现了不同制式的移动通信系统，互相之间不兼容，带来了不便。
为解决这一问题，欧洲各国共同制定了统一的GSM移动通信标准，GSM系统在欧洲的全面采用，使GSM移动用户可以在各国之间漫游GSM的诸多优点也使得它在全球范围内被采用。
使用标准开放式接口模拟系统的接口是不公开的，也就是说如果网络运营商采用了某厂家的交换机后，也必须使用该厂家的基站。
GSM系统不同于其他模拟系统的一个重要之处是它采用标准开放式接口和统一的协议，如：C7、X.25、G.703、LAPB、LABD等。
这样可以将不同厂家的设备配合起来使用，一方面增强生产厂家之间的竞争，降低设备价格，另一方面，网络运营商选用设备时有了更大的灵活性。
解决兼容性RADIOCOM 2000 注：此图摘自CP02GSM Network Components and ArchitectureGSM网络组成和结构概述对面图所示的是一个简化的GSM网络结构示意图，每种组件只出现了一次，实际中很多组件可能出现多次。
图中各种组件之间通信即采用GSM规定的标准接口。
GSM系统应该包含以下几个部分：移动台MS（The Mobile Station）移动用户实际看到和使用的部分，如移动电话、传真机等，它包括移动设备ME（Mobile Equipment）和SIM卡（Subscriber Identity Module）基站系统BSS（The Base Station System）提供移动台和陆地交换设备之间的无线接口，包括XCDR(Transcoder)，BSC(Base Station Controller)和BTS(Base Transceiver Station)网络交换系统（The Network Switching System）由移动业务交换中心MSC（Mobile Service Switching Centre）和相关的数据库实体等组成，提供话音或数据业务的交换以及信令的处理。
02-MOT GSM无线内部培训讲义-网络结构
BSC与OMC之间的接口
可在OMC-R上对BSC做各种网管功能，使用X。 25协议。 链路定义为OML，速率为64K。 在BSC上一般定义两条不同路由的OML到OMC， 作为主备份。 XCDR一般只定义一条到OMC的OML。 BSC的OML一般通过XCDR进行电路汇集后，到 达OMC。
BSC与MSC之间的接口
BSC与XCDR之间的接口
无规范接口命名。 在这一接口上将传送BSC的无线数据和信令控制消息，摩 托罗拉将其分别定义为CIC和XBL。 XBL：使用X.25协议，速率为64K。主要用于BSC与 XCDR之间的通信，在开了动态电路功能的BSC和XCDR 上，还具备电路的管理的功能。由BSC的MSI板和XCDR 的MSI板承载。 开了动态电路分配功能的BSC和XCDR上，建议进行备份 配置，作为备份的XBL要求配置在不同的接口板上。 BSC的MTL通过XCDR进行透明传输到MSC。
DCS1800
• Fl(n)=1710。200MHz+0。200MHz*(n-512)(MS->BS) • Fh(n)=fl(n)+95MHz （BS->MS） • N=512~885 频道
中国移动：905~909/950~954 MHz，频道序号为76~95 中国联通：909~915/954~960 MHz，频道序号为96~124 相邻频道间隔为200kHz。10 MHz频带共有49个频道（载频）
实际的例子
附图为广州分公司一个局的网络图。
MSC9
OMCr
七所5楼；4940
32 E1
32 E1
32E1
32 E1
32 E1
32 E1
32 E1
32 E1
32 E1
通信工程网络拓扑图库整理课件
通信工程网络拓扑的应用场景
01
02
03
04
05
局域网（LAN）：在局 域网中，网络拓扑决定 了设备之间的连接方式 ，影响着网络的传输性 能和稳定性。选择合适 的网络拓扑有助于提高 局域网的性能。
广域网（WAN）：广域 网覆盖较大地理范围， 网络拓扑的选择需考虑 传输距离、链路带宽和 可靠性等因素，以确保 数据的传输效率和稳定 性。
意义
网络拓扑图对于通信工程师具有重要意义，它能够帮助工程师直观地理解网络 结构，分析网络性能，以及规划网络设计。通过网络拓扑图，工程师可以更有 效地进行故障排查、容量规划和优化网络性能。
通信工程网络拓扑的分类
星型拓扑
在星型拓扑中，所有设备都连接到一个中心节点 。这种拓扑结构简单易用，但当中心节点出现故 障时，整个网络将受到影响。
实施与验证
在项目实施过程中，参照网络拓扑图进行设备连接、配置等工作，确保项目按照预期目标 完成。项目完成后，通过测试验证网络拓扑图的准确性和可行性。
THANK YOU
通信工程网络拓扑图库整理课件
• 通信工程网络拓扑概述 • 通信工程网络拓扑图库建设 • 通信工程网络拓扑图解析 • 通信工程网络拓扑图应用实例 • 通信工程网络拓扑图库使用技巧
01
通信工程网络拓扑概述
通信工程网络拓扑的定义与意义
定义
通信工程网络拓扑是指通信设备之间连接关系的图形表示，反映了网络中各节 点的连接方式和通信路径。
数据中心：数据中心作 为核心信息基础设施， 其网络拓扑设计至关重 要。高效的网络拓扑结 构能够降低数据传输延 迟，提高数据中心的整 体性能。
移动通信网络：在移动 通信网络中，网络拓扑 影响着基站的布局和信 号覆盖范围。优化网络 拓扑结构有助于提高移 动通信网络的覆盖率和 容量。
GSM基本原理概述共116页
17
网络交换子系统（NSS）
NSS主要完成交换功能和客户数据与移动 性管理、安全性管理所需的数据库功能
功能实体： MSC/VLR HLR/AUC EIR
COMBA TELECOM SYSTEMS
18
MSC-移动交换中心
• 功能：
– 完成最基本的交换功能 – 与其它通信网的接口 – 支持位置登记、越区切换、自动漫游等 – 应能完成GMSC的功能（关口局功能） – GMSC：在较大容量通信网中，固网用户与移
பைடு நூலகம்
COMBA TELECOM SYSTEMS
8
接口说明
• D接口：
– HLR和VLR之间的接口 – 七号信令网接口 – 交换位置信息和用户信息 – 例：当某一移动台漫游到某VLR区后，VLR将通
知MS的HLR，HLR向VLR发送有关该用户的业 务消息，以便VLR给漫游客户提供合适的服务。 同时HLR通知MS的原HLR删除该用户的相关消 息 – 当MS要求修改补充业务的操作时，也通过D接口 进行
COMBA TELECOM SYSTEMS
11
接口说明
• G接口：
– VLR之间的接口 – MS位置更新时使用 – 当MS以TMSI启动位置更新时，VLR使用G接口
向前一个VLR获取MS的IMSI和相应的信息
COMBA TELECOM SYSTEMS
12
移动台/移动用户（MS）
移动设备 SIM卡
COMBA TELECOM SYSTEMS
9
接口说明
• E接口：
– MSC与MSC之间的接口 – 七号信令网接口 – 用于二个MSC间的局间切换 – 二个MSC间建立用户呼叫接续时传递通过D接口
GSM网络拓扑结构讲义
➢ 两个主要协议群
– 1、7号信令协议群
• A接口 • NSS内部接口 • GSM与其余网络接口
– 2、GSM专用协议群：
• Abis接口、Um接口
➢ 移动 C7 信令协议群
OSI Layers
SS#7
Application 7
MAP
BSSAP
Presentation Session
6 电话用户 ISDN用户
SCCP Signalling Connection Control Part MAP Mobile Application Part TCAP Transaction Capability Application Part ISUP ISDN User Part MTP Message Transfer Part
Layer 1 - 物理层
信息交互要解决的第一个问题： 数据流如何传递？利用什么
媒介，以什么方式？ •比特流的传输
Introduction to protocols
Layer 2 - 数据链路层
问题2：一连串的数据流中，哪里是开始，哪里是结束 ？ •从比特流中正确地识别出消息（报文），并尽量减少 未识别出的差错
4.2 L2层协议介绍
UM口 LAPDm ABIS口 LAPD A口以上 MTP2
1、基本帧结构
01111110
信息比特
01111110
起始标志
终止标志
帧
：将要传送的信息构造成比单个比 特大的单位
关键问题：比特的起止位置
插“0”技术，帧长度可变，头尾标志可共用。
基本帧结构
01111110
信息比特
Layer 7 Layer 6 Layer 5 Layer 4 Layer 3 Layer 2 Layer 1
培训文档模板GSM通信原理
练习题
1、给出存储在SIM 卡, VLR, HLR中的3种信息类型. 2、为了在GSM中实现GPRS功能，必须添加哪3种功能？ 3、TRAU的主要作用是什么？给出GSM中2种可能的速率值. 4、简述IMSI和TMSI的主要区别？ 5、BSIC码的主要作用和规划中的主要注意事项
GSM无线接口-复用方式
GSM网络拓扑结构
BTS:基站,提供小区的无线收发、控制与信道处理功能 BSC：基站控制器，负责无线资源的管理、小区数据管理、功率控制、定位和切换等 MSC：移动业务交换中心，完成话路交换的功能实体，负责呼叫处理、移动性管理： 与本地的数据库通信(VLR 和HLR)，与BSS协同完成切换功能。也是移动通信系统与其 它公用通信网之间的接口。 HLR：归属位置寄存器，它是个参考数据库，其中包含下列信息:用户的标识（国际标 识号，路由号）、订购的业务、MS的大致位置（MS目前所处的VLR）。 VLR：VLR 与一个或多个MSC相连，它是个本地数据库，其中包含下列信息:为来访用 户复制HLR数据、MS更精确的位置信息（位置区LA）、小区重选数据。 SIM卡：存储与用户有关的信息，如用户的标识码，定购的业务，安全功能的参数以 及用户的位置信息（根据用户的移动动态刷新）. PSTN：公共交换电话网
GPRS网络拓扑结构
GPRS网络新增3个功能实体: PCU：分组的分割/重组和安排,无线信道接入控制和管理，传输错误的检 测和重发（ARQ），功率控制 SGSN：服务GPRS支持节点：负责GPRS移动性管理，数据压缩，计费。 GGSN：路由GPRS支持节点：提供分组数据网的路由，协议转换。
GSM网络接口和协议
系统及使用部门 移动GSM900 联通GSM900
移动GSM900增加频段 移动DCS1800 联通DCS1800
移动通信网络拓扑结构要点PPT课件
8
GSM网络各部分简介
• 访问位置寄存器VLR（Visitor Location Register）
• VLR中所存储的数据大多是HLR中数据的一份拷贝。当移动台在某个
VLR所管辖的范围内处于“激活”（active）状态时，才会在该VLR 中暂时存有数据。所以VLR中所存的是在该VLR覆盖范围内所有激活 的移动用户的数据，这些数据与HLR中的数据相比要更精确一些。
权成功。
• 如果要使用加密，所分配的三个数中的Kc须传到BTS。
• 移动台从RAND、A8算法和SIM中的Ki算得Kc。
• 利用Kc、A5和GSM巨帧号，对MS和BSS间的空中接口加密。
11
GSM网络各部分简介
• 网络互通功能IWF（Interworking Function）
• IWF使GSM系统具有与其它公用或专用数据网络接口的功
一个GSM网络一般需要多个MSC。一般一个百万人口左 右的地级市需要一个MSC。
6
GSM网络各部分简介
• MSC的主要功能有：
• 呼叫处理（Call Processing）
包括控制数据/话音呼叫建立，控制BSS间或MSC间的切换， 以及移动性管理（如用户身份鉴权和位置更新登记）。
• 操作与维护（Operation and Maintenance Support）
9
GSM网络各部分简介
• 设备识别寄存器EIR（Equipment Identity
Register）
• EIR是一个用来鉴别国际移动设备识别号IMEI（International Mobile
Equipment Identity）的集中化数据库。
• 该数据库仅仅针对移动设备，而并不针对使用该移动设备的移动用户。 • EIR根据不同情况，将IMEI放到不同的列表（或称为名单）中： • 白名单 • 存放的是已分配给合法移动设备的IMEI号。 • 黑名单 • 存放的是已挂失或因其它原因而被拒绝服务的移动设备的IMEI号。 • 灰名单 • 存放有一些故障，但还不至于上黑名单的移动设备的IMEI号。 • EIR数据库由MSC对它进行远程访问，也可由其它PLMN中的MSC访
GSM网络各部分简介
• 访问位置寄存器VLR（Visitor Location Register）
• VLR中所存储的数据大多是HLR中数据的一份拷贝。当移动台在某个
VLR所管辖的范围内处于“激活”（active）状态时，才会在该VLR 中暂时存有数据。所以VLR中所存的是在该VLR覆盖范围内所有激活 的移动用户的数据，这些数据与HLR中的数据相比要更精确一些。
权成功。
• 如果要使用加密，所分配的三个数中的Kc须传到BTS。
• 移动台从RAND、A8算法和SIM中的Ki算得Kc。
• 利用Kc、A5和GSM巨帧号，对MS和BSS间的空中接口加密。
11
GSM网络各部分简介
• 网络互通功能IWF（Interworking Function）
• IWF使GSM系统具有与其它公用或专用数据网络接口的功
一个GSM网络一般需要多个MSC。一般一个百万人口左 右的地级市需要一个MSC。
6
GSM网络各部分简介
• MSC的主要功能有：
• 呼叫处理（Call Processing）
包括控制数据/话音呼叫建立，控制BSS间或MSC间的切换， 以及移动性管理（如用户身份鉴权和位置更新登记）。
• 操作与维护（Operation and Maintenance Support）
9
GSM网络各部分简介
• 设备识别寄存器EIR（Equipment Identity
Register）
• EIR是一个用来鉴别国际移动设备识别号IMEI（International Mobile
Equipment Identity）的集中化数据库。
• 该数据库仅仅针对移动设备，而并不针对使用该移动设备的移动用户。 • EIR根据不同情况，将IMEI放到不同的列表（或称为名单）中： • 白名单 • 存放的是已分配给合法移动设备的IMEI号。 • 黑名单 • 存放的是已挂失或因其它原因而被拒绝服务的移动设备的IMEI号。 • 灰名单 • 存放有一些故障，但还不至于上黑名单的移动设备的IMEI号。 • EIR数据库由MSC对它进行远程访问，也可由其它PLMN中的MSC访
GSM网络拓扑结构讲义
Layer N-1 header
Data
Introduction to protocols
端到端协议
DTAP Direct Transfer Application Part BSSMAP BSS Management Application Part CM Call Management MM Mobile Management RR Radio Resource Management BTSM BTS Management
LSTP(低级信令转接点):每省设置2-4个LSTP HSTP(高级信令转接点):每大区设置一个HSTP
三级信令网络结构
数字移动采用专用信令网结构
每个SP至少连接两个LSTP 每个LSTP至少连接两个HSTP HSTP双平面结构：每个HSTP分设A、B平面
4、 各层协议介绍
层次化系统设计
VLR
➢AUC功能与作用
鉴权和加密数据
Ki,RAND A3,A8算法 Kc,Sres
C
D H
BTS
A
BTS
MSC
E
BTS
MSC
F
➢鉴权（Authentication）
SIM
Sre Ki A3 s
A8 Kc
VLR
=? Sres Kc RAND
AUC
Sres A3 Ki
Kc
A8
RAND
➢ 加密（Ciphering )
➢GSM系统专用协议群
MS
CM MM
RR
Sig. layer 2 (LAPDm) Layer 1 (air)
BTS
(CM)
(CM)
(MM)
(MM)
(RR)
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Layer N Layer M Layer 2 Layer 1
Layer N
Layer M
Layer 2 Layer 1
分层封装－消息头的概念
Layer N+1
….
Layer N
Layer N header Data
Layer N-1 Layer N-1 header
Data
….
Layer N header Data
4.2 L2层协议介绍
UM口 LAPDm ABIS口 LAPD A口以上 MTP2
1、基本帧结构
01111110
信息比特
01111110
起始标志
终止标志
帧
：将要传送的信息构造成比单个比 特大的单位
关键问题：比特的起止位置
插“0”技术，帧长度可变，头尾标志可共用。
基本帧结构
01111110
信息比特
用户状态（registered/deregistered）
移动用户漫游号（MSRN）传递
➢VLR功能与作用
VLR:Visitor Location Register 移动台状态 部分补充业务数据 移动站的位置登记(LAI) 临时移动用户识别号(TMSI)管理 MSRN管理
VLR
➢AUC功能与作用
操作与维护
数据库管理
测量
人机接口（MMI）
网间互通
计费
MSC
➢HLR功能与作用
HLR:Home Location Register
用户识别号（IMSI,MSISDN）
当前用户的VLR（当前位置）
HLR
业务能力、业务限制信息
用户申请的补充业务
补充业务信息（例：当前转移的电话号码）
TMSC1
C口
TMSC2
H口
HLR
AUC
NO.7信令网
VLR MSC1
B口
BSC1
E口
BSC2 A口
BTS
ABIS口
BTS
MSC2 BSC3 BTS
UM口
ms
VLR
PSTN
➢MSC功能与作用
为其服务区内的移动用户提供交换和信令功能
呼叫处理
呼叫建立、连接与清除 切换过程 移动性管理
位置更新过程 用户身份识别 移动设备识别
是利用包含在各帧中的数据链路连接标识符来加以区别； b) 帧的定界和透明性，从而允许识别在D信道上以帧形式发送的
一串比特； c) 顺序控制，以保持通过数据链路连接的各帧的次序； d) 检测一数据链路连接上的传输差错，格式差错和操作差错； e) 根据检测到的传输差错，格式差错和操作差错进行恢复； f) 把不能修复的差错通知管理实体； g) 流量控制
– 1、7号信令协议群
• A接口 • NSS内部接口 • GSM与其余网络接口
– 2、GSM专用协议群：
• Abis接口、Um接口
➢ 移动 C7 信令协议群
OSI Layers
SS#7
Application 7
MAP
BSSAP
Presentation Session
6 5 电话用户 ISDN用户
TCAP
3、检测和纠错
检测手段： LAPD和MTP：16位CRC校验；BER>4*10E-3时 LAPDm：物理层已提供这一功能；
用途： 1、检测错误，请求重发； 2、监视链路质量，通知OMC。
有线：填充帧，BER>4*10E-3时 无线：利用SACCH定时传送，计算无效帧数。
检测和纠错
消息传递的方式 确认式：重发； 非确认式：只发送一次； e.g：系统消息、测量报告
害。
方法：向信息流的实际源通知出错情况； 简化处理：延迟发送确认； 停－走控制：只LAPD和MTP有此功能。
真正的控制是通过高层对呼叫的控制，达到减少 系统流量。
L2链路层协议分析 LAPD、LAPDm、MTP2
LAPD 功能
LAPD包括下列功能 a) 在D信道上提供一个或多个数据链路连接。数据链路连接之间
(DATP+BSSMAP)
4
TUP
ISUP
Transportation 4
SCCP
Network
3
MTP 3
3
MTP 2
2
Link
2
MTP 1
Physical
1
2Mb/s Trunk
1
➢协议层名称
MTP－消息传递部分 SCCP－信令连接控制部分 MAP－移动应用部分 TCAP－事物处理应用部分 BSSAP－基站子系统应用部分 TUP－电话用户部分 ISUP－ISDN用户部分
操作维护
信令消息
Layer 2
地址
Introduction to protocols
Layer 3 寻址
Higher layers Layer 3
MS # 1
MS # 2
连接 参考
Introduction to protocols
4.1 L1层协议介绍
➢无线口 ：TDMA时分复用 ➢网络侧：PCM E1
DTAP Direct Transfer Application Part BSSMAP BSS Management Application Part CM Call Management MM Mobile Management RR Radio Resource Management BTSM BTS Management
LAPDm 功能
LAPDm包括下列功能 a) 在Dm信道上提供一个或多个数据链路连接。数据链路
连接只间是利用包含在各帧中的数据链路连接标示符来加 以区别；
b) 允许信道类型的识别； c) 顺序控制，以保持通过数据链路连接的各帧的次序； d) 检测一数据链路连接上的帧格式差错和操作差错； e) 把不能修复的差错通知管理实体； f) 流量控制 g) 竞争建链
01111110
起始标志
终止标志
LAPDm的特点：不需要头尾标志
原因
：无线定时
2、分段和重组
帧长度
A接口：272字节，直接沿用于SS7，能满足所有信 令需要，不用分段；
Abis接口：264字节，对应于上层消息的260字节； LAPDm：需要分段，受限于无线接口最大帧长（23
字节）。
重组
利用帧中的附加信息，该信息表示当前帧是否是最 后一段。
4、复用
功能不同而又相互独立的消息流在同一条数据链路上 传递的可能性。
SAPI：业务接入点识别 源于ISDN DLCI：数据链路连接识别 OSI的正式术语 LAPD
SAPI＝0、62、63 TEI：对应不同的TRX单元 LAPDm SAPI＝0、3
5、流量控制
目的： 控制每个信息流，使局部过载不会导致全局灾
•帧定位 •差错控制 •序列号和重发机制
Introduction to protocols
数据链路层
Flag Address Sequence number Layer 3 data Check sum Flag
Introduction to protocols
Layer 3 - 网络层
问题3：一条消息如何从一点到达另一点，并最终到达 其目的地；
鉴权和加密数据
Ki,RAND A3,A8算法 Kc,Sres
C
D H
BTS
A
BTS
MSC
E
BTS
MSC
F
➢鉴权（Authentication）
SIM
Sres Ki A3
A8 Kc
VLR
=? Sres Kc RAND
AUC
Sres A3 Ki
Kc
A8
RAND
➢ 加密（Ciphering )
SIM
MS
多个用户的消息同时存在时，如何区别？
•实际路由（用户路由信息） •用户复用
Introduction to protocols
Layer 3 - 网络
L2消息头
连接参考
Layer 3 数据 Layer 4 数据
Introduction to protocols
Layer 2 寻址
Higher layers
BSC
(CM)
DTAP
(MM) (CM+MM)
RR BTSM Sig. layer 2 (LAPD)
Sig. layer 1
BSSMAP SCCP
MTP
MSC
CM MM
BSSMAP SCCP
I S MAP U TCAP P
SCCP
MTP
MTP
Um Interface
Abis Interface
A-interface
Inter-MSC Interface
3、 NO.7信令网简介
信令网与电话网是相互独立的网络，信令网作为专用 的信令网为各运营商的网元提供信令服务。 信令网采用三级结构（HSTP、LSTP、SP)。 其中SP是信令网传送各种信令消息的源点或目的地点， 公众电话网中的交换机、特种服务中心、移动网、智 能网、ISDN网元等都是信令网的SP。
Layer 1 - 物理层
信息交互要解决的第一个问题： 数据流如何传递？利用什么
媒介，以什么方式？ •比特流的传输
Introduction to protocols
Layer 2 - 数据链路层
问题2：一连串的数据流中，哪里是开始，哪里是结束 ？ •从比特流中正确地识别出消息（报文），并尽量减少 未识别出的差错
OSI 参考模型
Layer 7 Layer 6 Layer 5 Layer 4 Layer 3 Layer 2 Layer 1
Layer N
Layer M
Layer 2 Layer 1
分层封装－消息头的概念
Layer N+1
….
Layer N
Layer N header Data
Layer N-1 Layer N-1 header
Data
….
Layer N header Data
4.2 L2层协议介绍
UM口 LAPDm ABIS口 LAPD A口以上 MTP2
1、基本帧结构
01111110
信息比特
01111110
起始标志
终止标志
帧
：将要传送的信息构造成比单个比 特大的单位
关键问题：比特的起止位置
插“0”技术，帧长度可变，头尾标志可共用。
基本帧结构
01111110
信息比特
用户状态（registered/deregistered）
移动用户漫游号（MSRN）传递
➢VLR功能与作用
VLR:Visitor Location Register 移动台状态 部分补充业务数据 移动站的位置登记(LAI) 临时移动用户识别号(TMSI)管理 MSRN管理
VLR
➢AUC功能与作用
操作与维护
数据库管理
测量
人机接口（MMI）
网间互通
计费
MSC
➢HLR功能与作用
HLR:Home Location Register
用户识别号（IMSI,MSISDN）
当前用户的VLR（当前位置）
HLR
业务能力、业务限制信息
用户申请的补充业务
补充业务信息（例：当前转移的电话号码）
TMSC1
C口
TMSC2
H口
HLR
AUC
NO.7信令网
VLR MSC1
B口
BSC1
E口
BSC2 A口
BTS
ABIS口
BTS
MSC2 BSC3 BTS
UM口
ms
VLR
PSTN
➢MSC功能与作用
为其服务区内的移动用户提供交换和信令功能
呼叫处理
呼叫建立、连接与清除 切换过程 移动性管理
位置更新过程 用户身份识别 移动设备识别
是利用包含在各帧中的数据链路连接标识符来加以区别； b) 帧的定界和透明性，从而允许识别在D信道上以帧形式发送的
一串比特； c) 顺序控制，以保持通过数据链路连接的各帧的次序； d) 检测一数据链路连接上的传输差错，格式差错和操作差错； e) 根据检测到的传输差错，格式差错和操作差错进行恢复； f) 把不能修复的差错通知管理实体； g) 流量控制
– 1、7号信令协议群
• A接口 • NSS内部接口 • GSM与其余网络接口
– 2、GSM专用协议群：
• Abis接口、Um接口
➢ 移动 C7 信令协议群
OSI Layers
SS#7
Application 7
MAP
BSSAP
Presentation Session
6 5 电话用户 ISDN用户
TCAP
3、检测和纠错
检测手段： LAPD和MTP：16位CRC校验；BER>4*10E-3时 LAPDm：物理层已提供这一功能；
用途： 1、检测错误，请求重发； 2、监视链路质量，通知OMC。
有线：填充帧，BER>4*10E-3时 无线：利用SACCH定时传送，计算无效帧数。
检测和纠错
消息传递的方式 确认式：重发； 非确认式：只发送一次； e.g：系统消息、测量报告
害。
方法：向信息流的实际源通知出错情况； 简化处理：延迟发送确认； 停－走控制：只LAPD和MTP有此功能。
真正的控制是通过高层对呼叫的控制，达到减少 系统流量。
L2链路层协议分析 LAPD、LAPDm、MTP2
LAPD 功能
LAPD包括下列功能 a) 在D信道上提供一个或多个数据链路连接。数据链路连接之间
(DATP+BSSMAP)
4
TUP
ISUP
Transportation 4
SCCP
Network
3
MTP 3
3
MTP 2
2
Link
2
MTP 1
Physical
1
2Mb/s Trunk
1
➢协议层名称
MTP－消息传递部分 SCCP－信令连接控制部分 MAP－移动应用部分 TCAP－事物处理应用部分 BSSAP－基站子系统应用部分 TUP－电话用户部分 ISUP－ISDN用户部分
操作维护
信令消息
Layer 2
地址
Introduction to protocols
Layer 3 寻址
Higher layers Layer 3
MS # 1
MS # 2
连接 参考
Introduction to protocols
4.1 L1层协议介绍
➢无线口 ：TDMA时分复用 ➢网络侧：PCM E1
DTAP Direct Transfer Application Part BSSMAP BSS Management Application Part CM Call Management MM Mobile Management RR Radio Resource Management BTSM BTS Management
LAPDm 功能
LAPDm包括下列功能 a) 在Dm信道上提供一个或多个数据链路连接。数据链路
连接只间是利用包含在各帧中的数据链路连接标示符来加 以区别；
b) 允许信道类型的识别； c) 顺序控制，以保持通过数据链路连接的各帧的次序； d) 检测一数据链路连接上的帧格式差错和操作差错； e) 把不能修复的差错通知管理实体； f) 流量控制 g) 竞争建链
01111110
起始标志
终止标志
LAPDm的特点：不需要头尾标志
原因
：无线定时
2、分段和重组
帧长度
A接口：272字节，直接沿用于SS7，能满足所有信 令需要，不用分段；
Abis接口：264字节，对应于上层消息的260字节； LAPDm：需要分段，受限于无线接口最大帧长（23
字节）。
重组
利用帧中的附加信息，该信息表示当前帧是否是最 后一段。
4、复用
功能不同而又相互独立的消息流在同一条数据链路上 传递的可能性。
SAPI：业务接入点识别 源于ISDN DLCI：数据链路连接识别 OSI的正式术语 LAPD
SAPI＝0、62、63 TEI：对应不同的TRX单元 LAPDm SAPI＝0、3
5、流量控制
目的： 控制每个信息流，使局部过载不会导致全局灾
•帧定位 •差错控制 •序列号和重发机制
Introduction to protocols
数据链路层
Flag Address Sequence number Layer 3 data Check sum Flag
Introduction to protocols
Layer 3 - 网络层
问题3：一条消息如何从一点到达另一点，并最终到达 其目的地；
鉴权和加密数据
Ki,RAND A3,A8算法 Kc,Sres
C
D H
BTS
A
BTS
MSC
E
BTS
MSC
F
➢鉴权（Authentication）
SIM
Sres Ki A3
A8 Kc
VLR
=? Sres Kc RAND
AUC
Sres A3 Ki
Kc
A8
RAND
➢ 加密（Ciphering )
SIM
MS
多个用户的消息同时存在时，如何区别？
•实际路由（用户路由信息） •用户复用
Introduction to protocols
Layer 3 - 网络
L2消息头
连接参考
Layer 3 数据 Layer 4 数据
Introduction to protocols
Layer 2 寻址
Higher layers
BSC
(CM)
DTAP
(MM) (CM+MM)
RR BTSM Sig. layer 2 (LAPD)
Sig. layer 1
BSSMAP SCCP
MTP
MSC
CM MM
BSSMAP SCCP
I S MAP U TCAP P
SCCP
MTP
MTP
Um Interface
Abis Interface
A-interface
Inter-MSC Interface
3、 NO.7信令网简介
信令网与电话网是相互独立的网络，信令网作为专用 的信令网为各运营商的网元提供信令服务。 信令网采用三级结构（HSTP、LSTP、SP)。 其中SP是信令网传送各种信令消息的源点或目的地点， 公众电话网中的交换机、特种服务中心、移动网、智 能网、ISDN网元等都是信令网的SP。
Layer 1 - 物理层
信息交互要解决的第一个问题： 数据流如何传递？利用什么
媒介，以什么方式？ •比特流的传输
Introduction to protocols
Layer 2 - 数据链路层
问题2：一连串的数据流中，哪里是开始，哪里是结束 ？ •从比特流中正确地识别出消息（报文），并尽量减少 未识别出的差错
OSI 参考模型
Layer 7 Layer 6 Layer 5 Layer 4 Layer 3 Layer 2 Layer 1