1、交换机房基本操作指南蓝万顺 - 1 - 第一章移动通信基本原理掌握 GSM 系统的组成GSM 是 GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE COMMUNICATIONS 的缩写，它是在原模拟 TACS 系统的基础上发展起来的一种全数字移动电话系统。整个 GSM 网络是由交换系统、基站系统和移动终端设备组成的，交换系统包括 MSC（移动交换中心） 、HLR（用户归属寄存器） 、VLR（访问位置寄存器） 、AUC（鉴权中心） 、EIR（终端设备寄存器） 。而基站系统包括 TRAU（编/解码器） 、BSC （基站控制器） 、BTS（基站） 。网络的结构图如下：在交换部分中，HLR 专门用来储
2、存管理用户数据，VLR 管理用户的漫游来访，AUC是对用户进行鉴权，MSC 则是进行呼叫接续、计费等工作。一般情况下， HLR 和 AUC 放在一起，而 MSC 和 VLR 放在一起。除此之外，还有语音信箱 VMS、短消息服务中心SMS、操作维护中心 OMC-S，这些就一起构成了一个完整的交换网络。一个交换机可以带很多的 BSC，理论上的数量只受 VLR 容量的限制，同样，一个HLR 也可以管理很多地区用户的数据，这也只受其容量的限制。移动通信频率体制标准GSM 是工作在 900MHz 的数字蜂窝公用陆地通信网，它的规范是不考虑与模拟系统兼容的，因此它采用的完全是 TACS 的工作频段，即：（
3、1）GSM900 网：移动台发、基站收上行：890MHz915MHz移动台收、基站发下行：935MHz960MHz（2）GSM1800 网：移动台发、基站收上行：1710MHz1785MHz移动台收、基站发下行：1805MHz1880MHz（3）GSM900 网频率双工间隔为 45MHz，GSM1800 网频率双工间隔为 95MHz（4）GSM 相邻频道间隔为 200MHz（5）采用 TDMA 技术移动通信网节点接口与协议移动通信网由不同的网络节点设备组成。各节点之间要按一定的规定相互连接，也就是规定统一的接口标准，使得不同厂家的产品可以在同一网中使用。以下简单介绍各节点间接口及信令协议：（1
4、）A 接口MSC 与 BSC 间接口为 A 接口，它使用 2Mbit/s 数字接口，主要传递呼叫处理和对移动性管理，接口信令采用 BSSAP 协议。（2）A-bis 接口A-bis 接口用于 BSC 与 BTS 之间，主要进行基站管理和移动台管理。使用的也是交换机房基本操作指南蓝万顺 - 2 - 2Mbit/s 数字接口，但每个 64Kbit/s 的通道上有 4 个（16Kbit/s）用户信息，接口信令采用LAPD 协议。（3）B 接口B 接口用于 MSC、VLR 之间，MSC 通过该接口对 VLR 中登记的用户进行漫游管理，接口信令采用 MAP 协议。（4）C 接口C 接口用于 MSC 与
5、HLR 之间，用于管理及选择路由的信令交换，接口协议采用 MAP协议。（5）D 接口D 接口是 HLR 与 VLR 之间，用于移动用户的位置数据和其它用户数据传递的接口，该接口使用 MAP 协议。（6）E 接口E 接口是 MSC 之间的接口，主要用于移动用户在 MSC 之间进行越局切换时交换有关信息。（7）F 接口F 接口用于 MSC 和 EIR 之间的信令交换，接口协议也是 MAP。（8）Um 接口此接口习惯上也称无线接口，是 BTS 与 MS 之间的空中接口，采用 LAPDm 信令协议。（9）Sm 接口（10）MSC 与 GMSC、GMSC 与 PSTN 之间的接口主要实现移动网与其它电信
6、网的互通，接口采用的协议为 TUP 或 ISUP 信令协议。漫游与切换的基本概念由于移动通信具有移动性的特点，系统工作时必须采取相应的技术措施来满足通信的需求，如用户位置区域变化后需向系统报告当前的位置，以便系统根据用户所在区域寻呼用户，为用户接续来话。这里涉及到漫游、切换、位置更新等一些基本概念。（1）漫游漫游是指在一个移动通信网内，无论用户处于什么位置，系统都能为之提供通信服务。为了使移动台在移动过程中仍然能接收呼叫，它的位置信息必须被存储在网络的数据库中（HLR 和 VLR） ，而且该位置信息将随着位置的不断变化而改变。（2）切换切换同样是用来针对移动性这一特点的，但它是用来满足移动台通
7、话期间移动仍能保持通话质量的一种功能，所以它与漫游是不同的。仅当用户处于通话状态，从一个小区移动到另一个小区时，为保证通话质量，才将话音信道在小区之间进行切换。（3）更新当移动台从一个位置区移动到另一个位置区时，它会和系统配合，告诉系统它目前所在的位置区，这个过程叫做“位置更新” 。如果用户是在同一个 MSC 的不同位置区发生变化，位置更新仅在 MSC 中完成，如果变动的位置区属于不同的 MSC，则位置更新过程还要通过 HLR 完成。通话过程中的用户发生位置区的变化则通话结束后也要进行一次位置更新。交换机房基本操作指南蓝万顺 - 3 - 移动通信交换基本原理1移动业务交换中心（MSC ）MSC
8、 协调来自和发往 GSM 用户的呼叫建立。它是一台交换机，具有一般的交换功能以及蜂窝网络的管理功能。一个 MSC 可以控制多个基站控制器（ BSC） 。MSC 从三个数据库（HLR、VLR、AUC）中取得处理用户呼叫请求所需的全部数据。2归属用户位置登记器（HLR）HLR 存储着与移动用户有关的业务信息。一般 HLR 由一个不含交换功能的计算机和一个含有用户信息的数据库组成。用户信息包括国际移动用户识别码（IMSI） 、预定的基本业务和补充业务、登记与激活数据以及与漫游有关的数据，它与用户的现行位置有关，但不是用户的实际具体位置。3访问用户位置登记器（VLR）一个 VLR 可以和一个或多个 M
9、SC 连接，临时储存其服务区内的现存移动用户的详细信息。可以把 VLR 看作一个动态数据库，它拥有比 HLR 更详尽的现有用户信息，例如更多的用户位置信息。由于 VLR 是动态数据库，大量的数据更新需要通过外部接口来实现，因此一般把 VLR 合并到 MSC，避免外部的查询造成呼叫建立的延迟。4鉴权中心（AUC）鉴权中心（AUC）负责管理和提供涉及用户合法性的保密数据，从而实现用户鉴权、保护空中接口、防止入侵。一般情况下，AUC 和 EIR 作为 HLR 的子部分而与 HLR 合并在一起。5设备识别登记器（EIR）设备识别登记器（EIR）存储了移动设备（ME）的数据或与 ME 有关的数据。它可以
10、通过对移动台的 IMEI 号码进行核查，以便防止非法移动台进入网络。6基站收发信台（BTS）基站收发信台（BTS）包括信号发射和接受单元，用于无线信号的调制、耦合及放大；基带信号单元，用于速率适配和信道编码；控制单元，主要用于操作和维护功能；Ais 传输单元，用于 BTS 和 BSC 之间的连接。在 BTS 的组成中，代码变换/ 速率适配单元（TRAU）完成编码、解码和传输数据的速率适配，它可以不放在 BTS 端而放在 MSC 机交换机房基本操作指南蓝万顺 - 4 - 房，这时可对 BTS 和 TRAU 间的话音编码低速传输信道进行压缩。每个 BTS 服务于一个小区，它提供无线链路，并且提供无
11、线链路第一、第二层，处理非透明的第三层消息，以及随路的控制功能。7基站控制器（BSC）一个基站控制器可控制数个基站收发信台，它包括 BTS 控制单元、交换单元、公共处理器单元以及传输单元。BSC 通过开放的 A 接口与交换系统连接，通过 Abis 接口与 BTS连接，与 TRAU 连接的是 Ater 接口，与 OMC 连接的 O 接口采用 X.25 协议。BSC 负责无线资源与无线网络的管理；A 接口、Abis 接口和 Ater 接口的管理，非透明第三层消息的处理；BSS 的操作与维护。移动用户呼叫接续过程1移动用户被叫接续过程（1）A 用户拨打 B 用户号码（MSISDN） ，通过 PSTN
12、 网进入移动关口局 GMSC，并由GMSC 分析此号码。（2）GMSC 运用查询功能向 B 用户所属的 HLR 发送 MSISDN，询问 B 用户的移动漫游号码 MSRN。（3）HLR 将收到 B 用户的 MSISDN 号码转换为相应的国际移动用户识别码 IMSI，HLR利用 IMSI 查到 B 用户登记的 MSC/VLR 后，向该 VLR 发送 B 用户的 IMSI，请求分配一个漫游号码 MSRN。（4）VLR 分配给 B 用户一个临时的漫游号码 MSRN，并将此 MSRN 回送给 HLR。（5）HLR 将 MSRN 传送给 GMSC。（6）GMSC 获得 MSRN 后，选择路由将入局呼叫接
13、续到 B 用户当前的 MSC/VLR 业务区。2移动用户主叫接续过程（1）A 用户（MS）拨打 B 用户的号码（PSTN ） ，通过基站系统进入 A 用户所登记的MSC，并由 MSC/VLR 分析此号码。（2）MSC/VLR 选择路由将入局呼叫接至移动关口局（ GMSC） 。（3）GMSC 选择路由继续将呼叫接续到市话局。3移动用户越区切换过程（1）根据来自手机的测量报告，BSC A 判定 BTS A 的信号质量较差，请求切换至 BSC 交换机房基本操作指南蓝万顺 - 5 - B。（2）切换请求被送至 MSC B，并转告 BSC B。（3）BSC B 分配无线信道，通知 MSC B 准备切换。
14、（4）为了沟通 MSC 之间的连接，MSC B 请求 VLR B 一个切换号码。（5）当 MSC B 获得无线信道和切换号码后，将信息传送至 MSC A。（6）MSC A 与 MSC B 建立中继连接。（7）连接后，手机被告知新的无线信道，手机报告 MSC B 切换已完成。4移动用户位置登记过程（1）当手机发现进入一个新的位置区域时，就向网络报告，手机发送老 TMSI 和老的位置区域识别码（LAI）等原来的位置信息告知网络。（2）新 MSC 接受来自手机的信息并转送至新 VLR。（3）新 VLR 利用老 LAI 码发现手机原先登记的老 VLR，然后向老 VLR 询问手机的IMSI。（4）老 V
15、LR 将 IMSI 传送至新 VLR，新 VLR 利用 IMSI 找到手机归属的 HLR。（5）HLR 被告知手机新的位置信息，并将该用户数据传送至新 VLR。（6）新 VLR 通知新 MSC 已收到用户数据和位置登记，已完成并分配一个新 TMSI 给手机。（7）新 MSC 知道位置登记已完成，然后告诉手机新的 LAI 和新 TMSI。移动通信编号计划1移动通信编号计划GSM 中应用了许多号码来进行标识，下面具体描述其中属于交换部分的号码。（1）Mobile subscriber ISDN number (MSISDN)MSISDN 的结构对应与 ITU 的编号计划，称为 E.164 号码。
16、CC 是国家代码，有两位数；NDC 是网号，有三位数； SN 是用户号，有八位数。例如 8613907340004，则 86 是中国的代码，139 是中国移动的网号，0734 为 H0H1H2H3，0004 就是用户号。MSISDN 用来建立呼叫，以及被 G-MSC 用来向 HLR 查询用户的位置登记。（2）International mobile subscriber identity (IMSI)IMSI 被称为 E.212 号码，它的长度固定为 15 位。MCC 是国家移动代码，MNC 是移动网络识别号，MSIN 是移动用户识别号。例如 460007349940004，MCC 是 460
17、，00 代表是中国移动，743 是 H1H2H3。IMSI 是一个用户真正的唯一识别号，这个号码存在 SIM 卡中，用户并不知道。在用交换机房基本操作指南蓝万顺 - 6 - 户进行位置登记时需要使用该号码。（3）Mobile station roating number (MSRN)MSRN 并不是用户号码，在 HLR 进行位置查询时，这个号码被临时分配给用户并传给主叫方，用来进行呼叫接续。例如 86139000734123，其中 8613900734 是 MSC 的识别号，而 123 则是接续时随机分配的号码，此处 734 是 M1M2M3。（3）Location area identity
18、 (LAI)CGI 用来识别基站的小区。LAI 由 MCC、MNC 和 LACOD 组成。LOCAD 是位置区的编号，CI 是小区号。在手机做被叫时，要利用其登记的位置区进行寻呼。当手机从一个位置区移动到另一个时，需要进行位置更新。此外，还有 LMSI（LOCAL MOBILE SUBSCRIBER IDENTITY） ，HLR 用此号码向VLR 中对应的用户发送信息 TMSI（TEMPORARY MOBILE SUBSCRIBER IDENTITY） ，VLR 用此号码来找到 LAI 里的用户，反过来用户通过此号码访问 VLR 的用户数据库。HON（ HANDOVER NUMBER）在手机进
19、行越局切换时，被用来建立两个 MSC 之间的联系。第二章 ERICSSON 部分一、AXE-10 交换系统介绍AXE-10 是爱立信公司生产的可广泛应用于 PSTN、PLMN、智能网、七号信令网的数字程控交换系统。目前番禺 G1、G2 以及所属的 BSC 还有 HLR 都是用 AXE-10 交换系统。从 AXE-10 在 PLMN 的应用情况看，它可以构成 MSC、HLR、BSC 等，可提供各类话音数据类业务，具有开放式的接口，可以方便地和其他网络节点连接。AXE-10 系统的主要技术特点是系统在功能、软件、硬件、技术上都采用模块化结构，增加了系统的灵活性，有利于设计、生产、扩容和维护。AXE
20、-10 从功能角度可分划分为 APZ（控制）和 APT（交换）两个大系统，这两个大系统按照实现功能的需要划分为不同的子系统，每个子系统由许多功能块组成，从而构成 AXE-10 系统的基本结构。APZ 主要负责实现系统功能、I/O 功能及业务功能。它由集中和分布两个逻辑层实现，集中控制由中央处理器实现，采用双备份的中央处理机 CP 以平行同步模式工作。分布控制由一组局域处理器 RP 所组成，控制几个硬件单元的RP 是双备份的，以负荷分担模式工作。I/O 系统提供了与 I/O 设备的连接，执行所有输入输出功能。APZ 主要包括中央处理机子系统 CPS、维护单元子系统、区域处理器子系统 RPS、输入
21、输出子系统 IOS 等。 AXE 的 APZ 按照处理能力交换机房基本操作指南蓝万顺 - 7 - 有 APZ211 和 APZ212 两种，目前我们使用处理能力较高的 APZ212 。APZ 主要负责业务处理、计费及相关的操作维护。它由许多硬件单元组成，每个硬件单元称为扩展模块 EM，一对 RP 可控制一组 EM，最多达 16 个。APT 包括许多子系统主要有群交换子系统 GSS、业务控制子系统 TCS、中继与信令子系统 TSS、公共信令信道子系统 CCS、网络管理子系统 NMS 等。一个典型的 AXE 系统硬件结构如图所示： APTIOSRPSCPSMAS以下让我们通过 APZ、APT 中的
22、核心子系统的功能、结构、硬件组成来进一步了解 AXE-10 交换系统：（1）中央处理机子系统 CPSCPS 包括中央处理器 CP 和相关软件，它的功能是主要执行任务管理、存储处理、装入及改变程序。中央处理器为双备份包括 CPA 侧和 CPB 侧，即使用两个相同的处理机，各有自己的存储器。两个处理器分别并行执行同一程序，逐个指令地执行，并接受 RP 来的同一信息。正常情况下， CPA 为执行侧 EX，CPB 为备用侧 SB/WO，RP 接收 CPA 的指令控制 APT 硬件工作，CPB 侧则处于备份运行模式，一旦 CPA 侧有故障，CP 自动倒边保持话务处理。（2）局域处理器子系统 RPSRPS
23、 主要由局域处理器 RP 硬件和软件组成，RP 软件由局域处理器中的管理程序组成，主要处理一些简单的与硬件相关的日常工作，例如：对硬件的 扫描。 RP 通过 RP 总线与 CP 相连，并根据 CP 的命令通过 EM 总线控制 APT 子系统。（3）维护子系统 MASEMIO 系统RP 总线适配器EMEM EMRP RPCPMAU交换机房基本操作指南蓝万顺 - 8 - 该子系统由 MAU 维护单元和软件组成，其功能是负责测试系统的软硬件故障，以减少这些故障带来的影响。（4）输入输出子系统 IOSIOS 主要完成 AXE 与外界的输入和输出控制功能。它可以向外界提供文件管理，人机通信，数据通信功能
24、。IOS 主要由以下子系统共同完成：(a) 支持处理器子系统 SPS该子系统包括一个支持处理器 SP，它具有处理阻塞，程序分担及 IO 设备监视功能。支持处理器通过局域处理器总线（RP 总线）和中央处理器通信，另一方面通过 I/O 总线和外接 PC 机,告警板，数据链路适配器和磁盘相连，来执行来自中央处理器的 命令。（b）文件管理器子系统 FMS该子系统处理系统中使用所有类型的文件。如将储存在 IOG 磁盘中的文件存储到外部存储介质中。（c）人机通信子系统 MCS该子系统处理 I/O 设备与系统其它部分通信。I/O 设备可以是 PC 机,打印机，告警面板。（d）数据通信子系统 DCS该子系统负
25、责与外界数据链路的通信，通信遵守 X.25,X.75,X.28 规程。（5）业务控制子系统 TCSTCS 是个纯软件子系统，它是各类交换接续的中央控制中心，主要包括寄存器 RE，数字分析 DA，路由分析 DA，呼叫监视 CL 等功能块。它的基本功能为：（a） 完成呼叫的建立，监视及拆除。（b） 呼叫路由的选择（c） 呼入数字的分析(6)中继与信令子系统 TSSTSS 主要用于处理系统中的信令及监视与其交换机的连接，它包括交换终端电路 ETC 和录音通知音业务终端部分 AST。ETC 为 GS与一条 2Mbit/sPCM 之间提供硬件接口。AST 是一种用户设备，用户可以记录消息以通知主叫用户呼
26、叫接续失败的原因。（7）群路交换子系统 GSS群交换子系统由群交换、网络同步及会议电话呼叫设备组成。它主要负责通过群交换网路实现话音和信令路径的选择、接续和拆除。（a） 群交换 GSGS 是一种时分空分时分（T-S-T）的交换型网络。时分交换模块 TSM 由缓冲存储器组成，空分交换模块 SPM 由数字交叉点矩阵组成。为了保证可靠性，TSM 和 SPM 由两个独立的平面双配置工作。（b） 网络同步 NS网络同步 NS 包括时钟模块 CLM、参考时钟等。为了保证系统的可靠性，有三个 CLM 同时工作，为群交换电路提供读写和交换的基准时钟。（8）公共信令信道子系统 CCS交换机房基本操作指南蓝万顺
27、- 9 - CCS 主要根据 CCS7 提供信令处理、路由选择、监视及消息纠错的功能。处理 CCS7 信令的硬件设备是信令终端 ST，1 个 ST 可以处理 1 个 64kbit/s 信令信道。数字脉冲编码设备 PCD-D 是 GS 的适配设备，可提供多个 ST 的复用。ST 与 PCD-D 复用器相连，经其复用成 2Mbit/sPCM 线，连 GS 端口，在 GS 内经半永久链路至 ETC的某个特定的电路时隙，形成信令通道，目前 ST 主要采用 RPD 方式，如图。二、ERICSSON 操作维护部分1、 常见故障处理(1) 传输故障判别及段落内故障处理a、 维护人员发现有 DIGT PATH
28、 SUPERVION 告警，打印故障状态并分析传输原因，常见的传输故障有帧丢失，远端告警等情况。DTSTP:DIP=DIP;b、 查阅传输资料确定 DDF 架位置，对交换侧做自环并观察自环状态和分析自环结果，再做相应处理：（a） 若自环不好，则从交换侧查问题，包括 DDF 架插头焊接质量，模块到 DDF 架环路是否良好等。（b） 若自环质量好，则和对端配合做远端测试、检查高端插头焊接质量等，然后报传输并配合传输做进一步处理DTSTP:DIP=DIP;(2) 中继闭塞告警正常中继状态有 IDLE、BUSY、INCO,如中继状态为 BLOC，通常处理步骤为：（a） 先查 SNT 状态，如 SNT
29、不好应先修复 SNTNTSTP:SNT=SNT;交换机房基本操作指南蓝万顺 - 10 - NTBLI:SNT=SNT;NTBLE:SNT=SNT;(b) 再查 DEV 状态，并进行闭塞解闭处理。STDEP:DEV=DEV;BLODI:DEV=DEV;BLODE:DEV=DEV;(c)如本端处理无效应和对端局联系请对端配合处理(3) 信令跌落处理（a） 检查传输状态，若传输不好，应按照传输故障处理流程先修复传输。DTSTP:DIP=dip;DTBLI:DIP=dip;DTBLE:DIP=dip;（b） 检查信令链路状态并对信令链路重新激活。C7RSP:DEST=dest;C7RAE:DEST=d
30、est，LSls;C7RAI:DEST=dest，LSls；（c） 若经上述处理未恢复，则更换信令终端，重新创建半永久链路。EXSPI:NAME=name;EXSSI:DEV1=C7BTC4-XXXXX; EXSSI:DEV2=C7ST2C-XXXXX;EXSPE;EXSCI:NAME=name，DEV=C7BTC4-XXXX；C7SLI:LS=ls，SLC=slc ，SDL=sdl，ST=st，ACL=acl；2、 硬件诊断处理（1） CP FAULT 处理A、查看 CP 故障记录： DIRCP;B、诊断 CP 状态： REPCI;C、人工干涉 CP： REMCI:MAG=mag，PCB p
31、cb ；D、按照 OPI 正常的换板流程更换 CP 板子（这一步可在完整的指令修复流程不成功的情况下执行）E、修复 CP RECCI;F、观察 CP 的恢复状态 DPWSP;（2） RP FAULT 处理A、查看 RP 故障记录 DIRPP;B、诊断 RP 状态： REPRI:RP=rp;C、人工干涉 RP： REMRI:RP=rp，PCBpcb；D、按照 OPI 正常的换板流程更换 RP 板子（这一步可在完整的指令修复流程不成功的情况下执行）E、修复 RP RECRI:RP=rp;F、观察 RP 的恢复状态 EXRPP:RP=rp;（3） EM FAULT 处理A、查看 EM 故障状态 EXEMP:RP=rp，EM=em;B、诊断 EM 状态： REPRI:RP=rp，EM=em;
