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移动通信原理与系统
1.5.2.1 4.2.1 IS-95CDMA系统的网络参考模型

4.2.1 IS-95CDMA系统的网络参考模型

IS-95CDMA系统的网络参考模型在逻辑上由如图4.1所示的功能实体和相关接口参考点组成。它是一个抽象的平面图,其实现将随着逻辑功能实体在各个物理单元中分布情况不同而有所改变。

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图4.1 IS-95的网络参考模型

1.IS-95CDMA网络的功能实体

IS-95CDMA系统可分为移动台(MS)、基站子系统(BSS)、网络交换子系统(NSS)三部分。

(1)移动台(MS)

MS是为用户提供服务的设备,可分为手持台和车载台等。它通过空中接口(Um)给用户提供接入移动网络的能力,来实现具体的服务。移动台由两部分组成:移动设备(ME)和用户识别模块(UIM)。移动设备用于完成语音或数据信号在空中的接收和发送;用户识别模块记录着与用户业务有关的数据,用于识别唯一的移动台使用者。

(2)基站子系统(BSS)

BSS是CDMA系统中与无线蜂窝方面关系最直接的基本组成部分,可分为两部分:通过无线接口与移动台相连的基站收发信台(BTS)以及与移动交换中心相连的基站控制器(BSC)。

①基站收发信台(BTS)

BTS是服务于某个小区的无线收发信设备,由BSC控制完成BSC与无线信道之间的转换,实现BTS与移动台之间通过空中接口的无线传输及相关的控制功能。BTS可以直接与BSC连接,也可以通过基站接口设备采用远端控制的连接方式与BSC连接。

②基站控制器(BSC)

BSC是基站子系统的控制部分,起着BSS的变换设备的作用,即各种接口的管理,承担无线资源和无线参数的管理。一个BSC根据话务量需要可控制数十个BTS。

(3)网络交换子系统(NSS)

NSS完成CDMA的主要交换功能,同时管理用户数据和移动性所需的数据库。NSS子系统的主要作用是管理CDMA移动用户之间的通信和CDMA移动用户与其他通信网用户之间的通信。NSS包括以下主要功能单元:

①移动交换中心(MSC)

MSC是CDMA网络的核心,为移动用户提供电路业务的交换功能,并协作完成无线用户往返呼叫的建立,直接负责传输设备的管理、用户移动性管理和呼叫处理功能。MSC至少要连接到一个基站系统,同时可以连接到其他外部公共网络(PTSN、ISDN、PSPDN等),以及同一网络内的其他MSC,或其他移动网络内的MSC。

MSC可以从归属位置寄存器(HLR)、拜访位置寄存器(VLR)、鉴权中心(AUC)获取处理用户位置登记和呼叫请求所需的全部数据,也能根据其最新获取的信息请求更新数据库的部分数据。

②拜访位置寄存器(VLR)

VLR是服务于其控制区域内移动用户的数据库,用于存储、管理和控制进入其控制区域内已登记的移动用户的相关信息,以帮助MSC处理访问用户的呼叫服务。其数据从相应的HLR中导入,包括用户位置、状态及其业务信息,一旦移动用户离开该VLR的控制区域,则重新在另一个VLR登记,原VLR将取消临时记录的该移动用户数据,因此,VLR可看作是一个动态的用户数据库。

VLR既可以与MSC集成在一起,也可以独立于MSC,同时为多个MSC提供服务。

③归属位置寄存器(HLR)

HLR是CDMA系统的中央数据库,存储、管理和控制每个在归属地入网的用户的相关信息,包括移动用户识别号码、访问能力、用户业务信息、鉴权周期及为MSC提供关于移动用户实际漫游所在的MSC区域相关动态信息数据。

一个HLR能够控制若干个移动交换区域以及整个移动通信网。

④鉴权中心(AUC)

AUC属于HLR的一个功能单元部分,专门用于CDMA系统的安全性管理,用来鉴别用户身份的合法性以及对无线接口上的话音、数据、信令信号进行加密,防止无权用户接入和保证移动用户通信的安全。AUC一般与HLR合设。

⑤短消息中心(SC)

短消息中心的主要功能是接收、存储和转发用户的短消息。通过短消息中心能够更可靠地将信息传送到目的地。如果传送失败,短消息中心保存失败消息直至发送成功为止。

⑥短消息实体(SME)

合成与分解短消息。

⑦操作维护中心(OMC)

OMC为运营商提供对网络的操作和维护服务、管理签约用户信息,对网络进行规划。主要实现以下功能:维护测试;障碍检测及处理;系统状态监视;系统实时控制;局数据修改;性能管理;用户跟踪、告警;话务统计等。

2.IS-95CDMA网络中的接口及参考点

(1)A接口

基站子系统与交换子系统之间的接口,其物理链路通过采用标准的2.048Mbit/s的PCM数字传输链路来实现。此接口传递的信息包括移动台管理、基站管理、移动性管理、接续管理等。一般采用IS-634标准、IOS2.4、IOS4.0等。

(2)Abis接口

基站子系统中BSC与BTS之间的接口,支持对BTS无线设备的控制。物理层采用直接互联的方法,无统一标准。

(3)Um接口

MS与BTS之间的通信接口,即空中接口。它实现了各种制造商的移动台与不同运营者的网络间的兼容性,从而实现了移动台的漫游。此接口遵守IS-95A标准。

(4)B接口

MSC和VLR间的接口,内部接口,没有标准定义。

(5)C接口

MSC和HLR间的接口,接口的物理层为2.048Mbit/s的PCM传输链路。信令接口符合ITU-T No.7信令系统规范。

(6)D接口

VLR和HLR间的接口,接口的物理层为2.048Mbit/s的PCM传输链路。信令接口符合ITU-T No.7信令系统规范。

(7)E接口

MSC和MSC间的接口,接口的物理层为2.048Mbit/s的PCM传输链路。信令接口符合ITU-T No.7信令系统规范。

(8)H接口

HLR和AUC间的接口,内部接口。

(9)N接口

HLR和MC间的接口,接口的物理层为2.048Mbit/s的PCM传输链路。信令接口符合ITU-T No.7信令系统规范。

(10)Ai/Di接口

MSC和PSTN/ISDN间的接口,接口的物理层为2.048Mbit/s的PCM传输链路。信令接口符合ITU-T No.7信令系统规范,采用TUP、ISUP以及随路信令。

(11)Q接口

MSC和MC间的接口,接口的物理层为2.048Mbit/s的PCM传输链路。