1、SCDMA無線市話系統(tǒng)組網原理RAPHSCDHA無線市話系統(tǒng)組網原理文/曩慧北京郵電大學【摘要】本文介紹了SCDMA無線市話系統(tǒng)的網絡參考模型及其網絡構成原理SCDMA無線市話網分為無線接入網部分和核心網部分.無線接入網主要包括基站(BS),基站控制器(BSC)和無線接入網網管系統(tǒng)lRNMS).核心網主要包括本地移動控制中心(LMCC),位置歸屬寄存器(HLR),短消息中心(SMC)和核心網網管系統(tǒng)(CNMS)等1引言SCDMA無線市話系統(tǒng)是在SCDMA無線本地環(huán)路系統(tǒng)的基礎上發(fā)展起來的一種新興無線接入技術,在國內電信運營的新格局中,為各地新運營商發(fā)展無線市話業(yè)務提供了一種有力的手段.SCDM

2、A無線市話系統(tǒng)可以分別工作在1800MHz或400MHz頻段,分別稱為SWAN1800V和SWAN4OOV系統(tǒng).一般地,SWAN400V系統(tǒng)應用于人口稀少的農村偏遠地區(qū),其覆蓋距離遠,網絡容量要求低.SWAN1800V系統(tǒng)應用于城市人口相對密集區(qū)域.通過采用多扇區(qū)基站,分布式基站,直放站等手段,可以實現對人口密集和復雜地形環(huán)境的高話務量覆蓋.在網絡建設上,兩個系統(tǒng)采用完全相同的組網技術.其網絡構成可以劃分為無線接入網部分和核心網部分.SCDMA無線接入網部分由基站系統(tǒng)(BS),基站控制器(BSC),無線網絡管理系統(tǒng)(RNMS)和終端(UT)設備構成;其核心網部分包括本地移動控制中心(LMCC)

3、,位置歸屬寄存器(HLR),鑒權中心(AUC),短消息中心(SMC),核心網絡管理系統(tǒng)(CS)等.本文將從網絡參考模型,接入網和核心網組網方式等全面介紹SCDMA無線市話系統(tǒng)的組網原理.2網絡參考模型SCDMA無線市話網絡參考模型在邏輯上由圖1所示的功能實體和相關接口參考點組成.它是一個抽象的平面圖,會隨著邏輯功能實體在各個物理單元中分布情況不同而有所冒改變.各功能實體可以由通用或特定設備構成,另外在實際組網過程中某些功能可以進行合并,因此使用的設備名稱可能與本模型有異,但是系統(tǒng)的結構和原理是相同的.旦lllCLaMsSOlSAcISEISOlLMCC工HLRISAIMM二_r-PSTNISD

4、NSTBCAUc堅權中心LMcC本地移動控制中心Bs基站MM移動管理Bsc基站控制器PSTN公用交換電話網cDs電路數據服務器RNMS無線接八倒網管系統(tǒng)cNMs核心網側網管系統(tǒng)SMc短信中心EsME擴展短消息實體sRNSCDM無線接入網l'LR歸屬位置寄存器sTBc終端燒錄中心IsDN綜合業(yè)務數字網UT用戶終端圖1SCDMA無線市話網絡參考模型圖SUm接口,定義了UT和BS之間的接口,依照SwAPTH協(xié)議實現SCDMA的空中接口功能.SAbis接口,定義了BS和BSC之間的接口,它繼承了V5.2規(guī)范中的PSTN和BCC協(xié)議,在此基礎上擴展了一條封裝地址為8181的三層協(xié)議,用于傳送和處

5、理BSC與BS間非V5.2的消息.其擴展協(xié)議功能主要包括基站控制,無線網絡管理相關,移動性相關,L3地址相關以及短信相關的消息.墜建一一SCDM無線市話系統(tǒng)組網原理SA接口,定義了LMCC和BSC之間的接口,以V5接口為基礎,在V5.2協(xié)議的基礎上增加了一條數據鏈路層協(xié)議,數據鏈路層地址為Oxeded,此數據鏈路層用于傳輸維護通道協(xié)議和擴展的呼叫控制協(xié)議.BSC通過SA接口將UT的鑒權,登記,切換,漫游和去活消息轉發(fā)給LMCC.SC/SD接口,定義了LMCC與HLR/AUC之間的接口,它們之間的消息是基于TCP/IP的.SE接口,定義了LMCC與LMCC之間的接口,它們之間的消息是基于擴展的I

6、SUP協(xié)議的.SH接口,定義了HLR和AUC之間的接口,當HLR和AUC分設時,他們之間的消息基于TCP/IP;當HLR和AUC合設時,為內部接口.SAi接口,定義了LMCC和PSTN網之間的接口,主要向用戶提供話音及電話補充業(yè)務.SDi接口,定義了LMCC與ISDN間的接口.SH接口,定義了SMC和SMC之間的接口,它們之間的消息基于擴展的ISUP協(xié)議.SN接口,定義了短消息業(yè)務中心(SHC)至HLR的接口,它們之間的消息基于TCP/IP.S0接口,定義了短消息業(yè)務中心(SMC)至基站控制器BSC問的接口,它們之間的消息基于TCP/IP.SS接口,定義了短消息業(yè)務中心(SMC)和短消息外部實

7、體(ESME)間的接口.它們之間的消息基于TCP/IP,用戶層消息采用SMPP協(xié)議進行通信.SB接口,定義了LMCC與HH之間的接口,一般LMCC與合設,該接口為LMCC與HH分設預留接口.SAc接口,定義了BSC和CDSN之間的接口,它們之間的消息基于TCP/IP,用來承載用戶的低速電路型數據業(yè)務.S0接口,定義了網絡設備對應的運維網管系統(tǒng)和網絡節(jié)點之間的接口,它包括一組接口.在BSS側,用來表示N側的網管系統(tǒng)RNMS(包含網管服務器,統(tǒng)計服務器,環(huán)境監(jiān)控服務器等)與N之間的接口;在核心網內部,表示的是核心網實體,比如LMCC與核心網的網管系統(tǒng)CNMS之間的接口.該接口可以由制造商自行定義和

8、實現.ST接口,定義了HLR和STBC之問的接口,基于TCP/IP,用來傳送燒制在用戶終端中的用戶信息.3SCDMA無線接人網絡SCD無線接入網由無線基站,基站控制器和連接基站控制器的無線網絡管理系統(tǒng)構成.為了滿足復雜環(huán)境下的無線信號覆蓋要求,系統(tǒng)還可以借助分布式基站系統(tǒng)(DBSSCDMAM0NOGRAPHejE嘲+DBC)和直放站(RPT)系統(tǒng),為室內,邊緣地帶,覆蓋陰影的補盲覆蓋,以及城市繁華地帶的高話務密集覆蓋提供手段.3.1基本網絡結構如圖2所示,在SCDMA無線網絡部分,無線基站設備(包括分布式基站系統(tǒng))通過E1傳輸鏈路連接到基站控制器,基站控制器再通過E1中繼連接核心網設備.另外,

9、基站控制器通過TCP/IP聯接無線網絡管理系統(tǒng)(RNMS).每個分布式基站由一個分布式基站控制單元和24個分布式基站收發(fā)信設備(DBS)構成,BDC和DBS之間可以通過基于雙絞線的HDSL或ISDN聯接,也可以采用E1傳輸鏈路連接.每個基站單元或分布式基站單元占用一個工作頻點(500KHz帶寬),提供31個業(yè)務碼道和1個接入碼道,支持的登錄用戶數可達800個.每個BSC最多可以連接96個基站單元,支持用戶數可達75000個.uTVTuTUTRP圖2$CDMA無線接入網絡結構3.2SCDMA無線網絡覆蓋策略采用智能天線技術的SCDMA無線基站的覆蓋半徑在城區(qū)可達13Km,在郊區(qū)開闊地帶可達58K

10、m,容易形成宏蜂窩的組網結構.同時,因其較高的頻譜利用率和單載波高話務容量的特點,并結合多扇區(qū)天線組網方式可以滿足大多數城鄉(xiāng)地區(qū)的組網和覆蓋要求.但在城市繁華地區(qū),商場內部,巨大建筑物陰影區(qū)域,由于話務量或無線傳播環(huán)境等限制,很難利用常規(guī)的基站達到覆蓋要求,因此需要借助直放站和分布式基站來進行補充覆蓋.補充覆蓋分為兩種情況,一種是補盲覆蓋;另一種是密集覆蓋,即提高覆蓋區(qū)域的話務容量.對于補盲覆蓋,如室內覆蓋和建筑物陰影區(qū)域的覆蓋,既可以采用分布式基站系統(tǒng),也可以采用直放站實現.采用分布式基站補盲需要20043.-目圈衄具備管線資源,因為BDS和DBC之間是通過線纜通信的,其優(yōu)點是可以增加系統(tǒng)容

11、量.相反,利用直放站覆蓋,則不需要輔助的管線傳輸資源,但它只是對基站覆蓋信號的延伸,不能增加系統(tǒng)容量.因此,具體采用哪種方式,需要根據具體情況來決定.在城市繁華地區(qū),由于人口密度大,常規(guī)基站往往不能提供高話務容量的需求.這種情況下,可以利用分布式基站組建微蜂窩或微微蜂窩網,提供高話務密度服務分布式基站的射頻收發(fā)信機體積小,安裝方便.每個分布式基站單元的覆蓋半徑可以控制在幾百米以內的范圍.3.3無線網絡管理系統(tǒng)(RNMS)無線網絡管理系統(tǒng)(RNMS)采用集中網管的方式,一個RNMS可以連接并管理多個BSC及其連接的無線網絡設備,如圖3所示:;一BSBS圖3RNMS和BSC的連接關系RNMS采用c

12、/s結構,它包含設備管理服務器,統(tǒng)計服務器,環(huán)境監(jiān)控服務器和告警服務器等.RNMS的服務器一般設在地區(qū)中心機房,而各個服務器對應的客戶端則可以通過遠程登錄到服務器上進行維護,監(jiān)視操作.例如,分布在各個地市的BSC機房的維護操作人員可以在本地的RNMS客戶端上對其所轄的BSC及其連接的基站設備,用戶終端設備進行管理,查看本地BSC的統(tǒng)計信息,告警信息等.4SCDMA核心網4.1概述SCDMA無線市話系統(tǒng)的核心網功能主要包括多BSC組網,網際互聯,業(yè)務提供和運營支撐等.核心網設備包括本地移動控制中心(LMCC),位置歸屬寄存器(HLR),核心網網絡管理系統(tǒng)(CNMS)和短消息中心(SMC)等.一個

13、SCDMA本地網的核心網設備連接關系如圖4所示.本地移動控制中心LMCC.LMCC的主要功能包括移動囝一曼J要餐墮理圖4SCDMA核心網組網原理用戶問的電路交換,用戶的部分移動性能管理,SCDMA網絡與其它電信網絡的互聯等,位于BSC與外部網絡之間.同時,LMCC還提供對用戶的號碼分配,局數據管理,用戶計費等功能.每個LMCC可以連接多個BSC,多個LMCC之間可以進行網狀互聯.通過多個LMCC的互聯可以組建一個i00萬用戶規(guī)模的本地無線市話網.歸屬位置存儲器HLR.HLR(包含鑒權中心AUC)是無線用戶的歸屬位置寄存器,記錄用戶的位置歸屬信息,業(yè)務屬性,安全數據等,并為用戶注冊提供鑒權加密算

14、法.HLR分別與短信中心(SMC)和LMCC相連,為移動用戶的話音,短信,數據等業(yè)務呼叫提供信息.一般地,一個本地網中配置一個HLR,它可以連接多個LMCC,并為多個LMCC之間的歸屬用戶提供虛擬HLR的功能.短消息中心SMC.SCDMA無線市話系統(tǒng)的短信中心負責存儲和轉發(fā)用戶的短消息業(yè)務.SMC通過TCP/IP連接直接與BSC相連,實現與拜訪用戶之間的H0和HT短消息收發(fā)過程.SMC與HLR連接,從HLR獲得用戶的路由信息和狀態(tài)信SCDMA無線市話系統(tǒng)組網原理息.SCD的短信中心之間可以通過擴展的ISUP協(xié)議互聯,還可以通過短消息網關實現與外網短消息服務的互通.核心網網管系統(tǒng)CNMS.核心網

15、網管系統(tǒng)包括LMCC,HLR和SHC的維護操作系統(tǒng)(OMC),計費系統(tǒng),話務統(tǒng)計和告警系統(tǒng)等.CNMS系統(tǒng)可以通過前置機與營帳系統(tǒng)(BOSS)連接,支持統(tǒng)一的營帳和集中網管接口.4.2多LMCC異地組網當運營商在多個地區(qū)利用多個LMCC組建跨地區(qū)的無線市話網絡時,可以采用共用HLR和SMC的方式,如圖5所示:圖5多LMCC異地組網運營商可以分別在A地,B地和C地設立一個LMCC,并將LMCC連接到本地PSTN交換機或網關.同時,只在A地設置一個HLR和SMC,采用VLAN等手段將分布在異地的LMCC和BSCs連接到A地的HLR和SMC上.從而,配置在A地的一個HLR通過邏輯分開的方式管理多個地

16、區(qū)的用戶數據;配置在A地的一個SMC為多個地區(qū)的用戶提供短信服務.另外,分布在異地的LMCC之間也可以通過網狀互聯,實現網內移動用戶之間的話路交換在SCDMA網內部進行.4.3SCDMA網管與BOSS系統(tǒng)互聯BOSS系統(tǒng)是運營商為各種電信網絡建立的一個統(tǒng)一的運營支撐平臺,SCDMA無線市話系統(tǒng)作為運營商發(fā)展的一個新的運營網絡,其運營操作應該納入到統(tǒng)一的BOSS平臺上.因此,必須建立SCDMA系統(tǒng)與BOSS系統(tǒng)之間的通信連接.SCDMA系統(tǒng)的運營支撐功能分為無線接入網部分和核心網部分,分別納入無線接入網網管系統(tǒng)(RNMS)和核心網網管系統(tǒng)(CNMS),它們分別通過一個前置接口機實現與運SCDMAMONOG營商的統(tǒng)一BOSS系統(tǒng)連接,如圖6所示圖6SCDMA網管與BOSS系統(tǒng)連接關系4.4用戶燒錄中心(STBC)組網用戶燒錄中心(STBC)屬于運營支撐系統(tǒng)的一部分,在SCDMA系統(tǒng)中用戶開戶過程中為用戶分配SCDMA無線網絡用戶標識號(UlD)和用戶安全數據(SID).STBC一般與HLR對應配置,并通過TCPIIP與HLR連接.STBC生成的用戶數據方面被寫入用戶設備(或SIM卡),另一方面被發(fā)