通信业务来排队（下）

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第2章：移动业务网络架构

1 移动网络结构综述

国内GSM网络经过多年使用，其网络性能已趋于完善。该网络不仅能够为客户提供清晰、可靠的语音通信业务，也可利用叠加其上的各类平台，为客户提供种类繁多的增值业务，极大的满足了客户需求。

目前，国内运营商网络基本形成了2G、3G业务独立接入，核心网络公用的格局。

根据3GPP提出的UMTS发展规划，我国大致处于WCDMA R4网络结构阶段。该阶段的主要标志是引入了MGW设备，实现了呼叫与控制分离。在核心侧CS域软交换设备（SS）与多媒体网关（MGW）之间，以及核心网PS域内均架设了承载网，实现了业务与承载分离。因此，实际的网络结构如下：

为阐述问题方便，下文中大家依旧采用传统的移动交换中心（MSC）的网络结构来作具体先容。

2 网元功能先容

在无线侧，2G的基站控制设备名称为基站收发台（BTS），3G的基站控制设备名称为NodeB，实际原理差不多，通过手机终端设置，就可以选择不同的接入网络。

在核心侧，根据实现业务的不同分为电路交换域（CS域）和分组交换域（PS域）。

CS域的核心设备为移动交换中心（MSC），它提供与无线设备的标准接口，负责语音呼叫建立、保持、和释放全过程，同时记录原始话单，以备营帐系统分拣，当用户数量增加时，可通过增加MSC方式进行网络扩容。当MSC与别的移动或非移动网络互联时，则定义为关口移动交换中心（GMSC），此处主要负责互联互通以及网间结算工作。在新版本的网络结构中，MSC网元分化成软交换（SoftSwitch）和媒体网关（MGW）两种设备。

PS域的核心设备为GSN（GPRS Support Node），根据业务功能不同可分为服务GSN（SGSN）和关口GSN（GGSN），SGSN与GGSN 配合，共同承担网络的数据业务转发功能，主要包括路由转发、移动性管理、会话管理、鉴权和加密等功能。

为了实现对移动用户的鉴权、授权等管理工作，在移动网络中引入了多个数据库，包括归属位置寄存器（HLR）、拜访位置寄存器（VLR）和鉴权中心（AUC）。其中HLR一般与AUC集成在一起，配合完成用户的鉴权、授权工作，VLR用于存储临时用户数据，在现有网络中VLR功能集成在MSC设备中，当然，SGSN中同样集成了类似VLR功能的模块，存储处于附着状态的相关用户信息和位置信息。

第3章：典型移动业务先容

由前文描述大家可以看出，移动业务网络属于交换层网络，因此该网络仅能提供交换及以上层通信业务。考虑到移动网络核心侧CS、PS划分方式以及3G业务的推广，大家选取几项较为典型的业务流程进行先容，包括语音业务、短信业务、智能网业务、分组业务。

n 语音业务

1 业务概述

语音业务是通信网络最主要的业务之一，根据业务出现早晚不同，又可分为基本语音业务和补充业务，基本业务即呼叫业务，补充业务包括呼出限制、呼叫转移、呼叫等待、三方通话、主叫号码显示等业务。

后期随着对电信网络的改造，在传统网络（特别是PSTN网络）中又可实现一些其他的业务，例如对于底层技术进行扩展实现的ISDN业务，对于交换层进行扩展实现的Centrex业务，对于应用层进行扩展实现的电话传真业务等，总体而论这些业务都属于基于网络本身所实现的业务，其业务实现方式大致相同。

2 业务流程

为加深理解，大家选择一个较为复杂的业务模式进行讲解，即3G用户向2G用户发起视频呼叫的业务流程，网络实现图如下：

1、 主叫移动台（MS：Mobile Station）确认自己登陆的是3G网络，输入被叫号码，在终端上选择发起视频呼叫。

2、 业务请求经RNC汇聚到MSC（主），MSC（主）首先与HLR配合工作，确认MS（主）的身份是否合法，决定是否授权其发起视频呼叫。

3、 MSC（主）根据输入的被叫号码，在相应HLR中查找被叫用户属性，发现被叫用户为2G用户，无法实现视频呼叫，MSC（主）结束本次视频呼叫接续工作，将结束原因值下发给MS（主）。

4、 MS（主）收到视频呼叫结束的信令消息后，将对应结果显示在屏幕，同时弹出菜单询问客户是否重试视频呼叫或重新发起语音呼叫（此环节由于终端的差异可能结果不同）。

5、 客户选择重新发起语音呼叫，业务请求经RNC汇聚到MSC（主），MSC（主）再次与HLR配合确认MS（主）身份的合法性。

6、 MSC（主）根据输入的被叫号码，在相应HLR中查找被叫用户属性，确认被叫用户所在MSC位置，同时HLR向MSC（被）发送信令消息索要漫游号码（MSRN）（此处漫游号码概念非国际漫游业务中使用的漫游号码）。

7、 若MSC（被）确认该客户在自身服务区内且状态空闲，则MSC（被）响应HLR发来的消息指令，为该客户分配一个漫游号码。HLR将MSRN转发给MSC（主）。

8、 MSC（主）选择占用至MSC（被）方向的业务中继，同时根据MSRN向MSC（被）发起语音业务呼叫。

9、 MSC（被）收到MSC（主）发来的业务请求，通过所管辖的BSC向所有移动终端进行寻呼。

10、 MS（被）响应业务寻呼，与MSC（被）之间建立业务中继，MSC（被）同时向MS（主）和MS（被）送铃音。

11、 MS（被）摘机，主被叫开始语音通话。

12、 MS（主）或MS（被）挂机后，拆线消息在MSC间进行转发，收到消息的网元拆除之前建立的业务中继，至此完整的3G用户向2G用户发起视频呼叫的业务流程全部完成。

3 典型故障处理

1、拨打所有异地手机都提示“拨打的号码是空号”。

说明：可以直接排除对端故障的可能，因主叫可听正常语音通知，可排除主叫停机的可能，分析故障原因为客户在拨打异地手机时加拨了0。由于移动网络是全国一张网，与固定网络的收号分析原则不同，在拨打异地移动电话时不用加拨0。
2、将手机呼转至固定电话，提示设置成功。用其他电话拨打手机无法正常呼转，直播固定电话就能打通。

说明：手机设置呼转时，即使是呼转至本地固定电话也要加区号。

3、某手机无法主叫某特定被叫，而能够成功主叫其他被叫。

说明：因该客户能成功通话，排除主叫客户数据异常的可能。用测试电话拨打被叫，能成功接听，排除被叫客户数据异常的可能，因此怀疑该被叫客户开启了黑白名单功能。由于手机终端不断复杂化、智能化，现已成为通信故障的多发区，在发生通信异常的情况下，替换法是很好的故障定位方法。

4、某3G用户无法向其他运营商的3G客户发起视频呼叫。

说明：根据规范，3G视频业务不提供跨网互联功能。

n 短信业务

1 业务概述

　　短信（SMS：short message service）是伴随数字移动通信系统而产生的一种电信业务，通过移动通信系统的信令信道和信令网，传送文字或数字短信息，属于一种非实时的、非语音的数据通信业务。

　　短信可以由移动通信终端（手机）始发，也可由移动网络运营商的短信平台服务器始发，还可由与移动运营商短信平台互联的网络业务提供商SP(包括ICP、ISP等)始发。

　　伴随着短信从手机扩展到小灵通及固定终端、从数字移动通信网扩展到固定电话网，人们对短信的认识也不再仅看作是数字手机的“专利”，业务形态在改变、网络要素在变化、信息内容在丰富，这一过程中始终不变的只有两点：

　　一是短信的信息长度，始终是不超过160个英文或数字字符，或70个汉字，这与短信基于通信系统的信令网传送内容的机制密切相关。

　　二是短信传递的方式——存储转发，当用户短期无法接收时，短信不会丢失，暂时存放在短信中心，当用户重新登录进网的时候，短信会迅速递交到用户手机上。

2 业务流程

大家先容3G用户向2G用户发送短信的业务流程，网络实现图如下：

1、 MS（主）点选短信业务，编辑短信信息，输入被叫号码并选择发送。

2、 业务请求经RNC汇聚到MSC（主），MSC（主）首先与HLR配合工作，确认MS（主）的身份是否合法，决定是否授权其发起短信业务。

3、 MSC（主）根据MS（主）SIM卡中内置的短信中心号码，向相应的短信平台上报短信消息。

4、 短信平台向MS（主）报告发送结果。

5、 短信平台记录收到的短信消息，并根据输入的被叫号码，在相应HLR中查找被叫用户属性，确认被叫用户所在MSC位置。

6、 短信平台向MSC（被）提交短信下发请求，MSC（被）向MS（被）发起寻呼，MS（被）相应寻呼，并完成鉴权加密工作。

7、 MSC（被）向MS（被）传送短信。

8、 MS（被）向短消息中心报告接收结果。

9、 如果MS（被）状态异常（关机或内存满等）造成短信下发不成功，则网络系统一定时间内会进行重发（重发周期依具体情况而定，一般为分钟级），对于超长时间（一般为48小时）未成功下发的短信，为保证系统正常运行会被清除。

3 典型故障处理

1、 无法发送短信，提示发送失败。

说明：首先看手机中短信中心设置是否正确，一般短信中心信息是固化在SIM卡中，如果被人为改变会造成找不到归属的短信中心，进而造成短信发送失败。天津联通短信中心号码为+8613010130500。

2、 使用156上网卡，在下线后没能正常接收到上网情况提示信息。

说明：现网使用的156上网卡为集团统一定制的预付费上网卡，智能网平台在北京，依据使用规则，客户在正常下线后，系统会将客户上网累计信息以短信形式告知客户。实践中有几种情况会造成客户接收异常：1）客户未能及时清除历史短信记录，造成上网卡内存满。2）客户在断开网络后直接退出了上网卡登陆App，使得USIM卡处于关机状态，造成无法接收短信。

n 智能网业务

1 业务概述

　　智能网是在现有交换与传输的基础网络结构上，为快速、方便、经济地提供电信新业务(或称增值业务)而设置的一种附加网络结构。智能网提供新业务的突出优点是可以做到快速、经济和方便。由于智能网技术有标准模型约束，系统的实现可以独立于将要生成的新业务，且有标准通信协议支撑产品的互联，从而为快速提供新业务创造了基础条件。

　　智能网是以计算机和数据库为核心的，从理论上说，智能网能提供的新业务是无限的。但是开办新业务要考虑实际需要和经济效益等因素。现在世界上已经提供的智能新业务有几十种。但各地提供的种类不同，例如我国目前分国际、全国、省内三大类，所提供的业务也不尽相同。

　　智能网的主要组成部分有：业务交换点(SSP)，用来识别用户对智能网的呼叫；业务控制点(SCP)，完成对业务的控制，通常由大、中型计算机和大型数据库组成；业务管理系统(SMS)，是智能网中的操作、维护、管理及监视系统。

2 业务流程

现在来先容一下智能网预付费客户呼叫固定电话的业务流程，并说明为什么预付费用户存在欠费风险。网络实现图如下：

MS开机登陆网络，输入被叫固定电话号码并发起呼叫。

1、 业务请求经RNC汇聚到MSC（主），MSC（主）首先与HLR配合工作，确认MS（主）的身份是否合法。

2、 HLR发现该客户属于智能网预付费客户，因此向智能网平台（SCP）发起授权申请，查询该客户是否有话费余额，是否能发起语音呼叫。

3、 授权通过的信息被反馈至MSC（主），MSC（主）对被叫号码进行收号分析，判断属于异网用户，将呼叫指向GMSC，最终落地至PSTN网并通话成功。

4、 MS（主）与被叫通话期间，SCP根据此项业务的计费原则对该客户进行扣费或扣免费分钟数的操作，直至MS（主）的免费分钟余额或话费余额为0。

5、 通信某一方挂机后，拆线消息在MSC间进行转发，收到消息的网元拆除之前建立的业务中继。

现在来说明一下在免费分钟余额或话费余额为0时将会发生的情况。

1、 智能网平台中存有用户的个人账户信息，包括免费分钟数、话费余额等。

2、 每月平台会扣除月租并为客户提供协议好的免费分钟数。

3、 客户进行免费分钟数限定类型的通话（市话、长途）时，将先行扣除剩余的免费分钟数，当免费分钟数扣为0时，出于计费考虑，一般智能网设备会中断本次通话（也有智能网设备可以直接开启扣费程序而不中断通话）。

4、 客户免费分钟数已为0，或进行非免费分钟数限定类型的通话时，将依据计费原则对客户的话费余额进行扣费，一旦客户话费为0，智能网设备立即中断已有的通话，直到客户充值前都不再接续该客户的业务请求。

5、 目前智能网已实现绝大部分业务的事实计费，仅GPRS业务采用话单回传方式进行计费，即客户使用GPRS业务并生成话单一段时间后，营帐系统会将话单回传至智能网平台，由智能网平台进行扣费操作。若扣费时客户话费已然为0，则会产生欠费。

6、 智能网平台将用户停开机信息每15分钟告知营帐一次，由后者对该客户进行停开机操作，但此时欠费已然发生。因此即使预付费用户也存在欠费可能。

3 典型故障处理

1、 VPN用户无法实现小号互拨。

说明：检查数据，发现该客户并非智能网VPN客户。常说的移动网VPN用户有两种，一种是基于智能网的VPN用户，此类客户可以实现小号互拨，另一种是基于营帐系统的VPN用户，此类客户并无大小号对应以及小号互拨功能，其实质仅是可以统一出账。

2、 新买的手机卡无法正常开卡。

说明：预付费用户卡具有一定的开卡期，必须在此期限以内进行开卡操作，超出该期限则此卡将被停闭。

n 分组业务

1 业务概述

传统的GSM语音业务为了保证高服务质量、低延迟基本上采用的是电路交换，但电路交换不能满足更多用户的需求，比如多样化的数据终端和多样化的数据业务，因此引进了分组交换技术，目前大家都了解的GPRS（General Packet Radio Service）业务就是采用这种技术。GPRS是基于GSM的基础上发展的数据业务，类似于固定交换技术里的数据分组业务，原来的G S M业务为电路交换业务，GPRS采用了G S M同样的无线调制技术，一样的频率，同样的TDMA帧结构。利用现有的基站子系统(BSS)从一开始就可提供全面的GPRS覆盖。GPRS允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据，而不需要利用电路交换模式的网络资源。从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。特别适用于间断的、突发性的和频繁的、少量的数据传输，也适用于偶尔的大数据量传输。所有通过此承载方式的业务大家暂定为分组业务，目前已推出彩信、WAP/NET上网等业务，在3G中将要推出的手机电视、手机音乐业务等等都可以成为分组业务。

2 业务流程

目前流行的分组业务为接入终端通过无线网络接入某一特定的服务器进行数据的交换。因此针对分组域业务的流程，大家可以简单的拿手机上网来进行参照，手机上网接入的是Internet或是WAP服务器而彩信、手机电视和手机音乐等接入的则是各自自己的服务器，这些服务器可以放在Internet公网或智能网平台，也可以某个独立的局域网中（比如以后的VPDN业务）。

1、 用户通过手机进行上网拨号呼叫，并附带用户当前信息（位置、QOS、IMSI等）

2、 BSC将基站接受到得呼叫信息传送给SGSN（3G中是RNC将基站接受到的呼叫信息传送SGSN）

3、 SGSN将消息发送到HLR去进行鉴权，看用户是否合法，返回消息至SGSN

4、 SGSN接收到HLR回复的消息如果允许用户接入网络，则建立手机至SGSN的链路下转（5）；如果HLR回复的消息是禁止用户接入，SGSN将不建立链路，手机将不能上网，业务终止。

5、 SGSN建立到手机链路的同时，也建立到GGSN的链路，这是手机已经处于激活状态

6、 手机上输入网址，GGSN根据用户所申请的不同的业务接入到不同的网络（Internet或是WAP业务）

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