移动通信实验指导书.doc
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1、移动通信实验指导书通信工程教研室目 录实验一 移动通信系统组成与设备认知实践4实验二 用户数据配置与管理24实验三信令观察实验42实验四 移动数据的配置55实验一 移动通信系统组成与设备认知实践一、实验目的1、了解GSM实验室核心网系统的设备组成,熟悉其结构和各个功能模块的作用;2、了解GSM实验室无线侧基站系统的设备组成,熟悉其结构和各个功能模块的作用。 二、实验环境及设备 ZXWN V3 系统 三、实验内容 1、通过观察,画出实验室设备布局图。能够指出以上各功能模块在实验室中的位置,熟悉其结构和作用。2、画出各种设备的模块构成,并说明个模块的功能作用。3、能够熟练地对设备进行开启和关闭。四
2、、实验步骤1、按照介绍顺序观察设备。2、设备开启及关闭步骤: 打开UPS电源柜。UPS配电柜内有各个基站以及48V电源柜开关,依次打开。 打开48V电源柜。48V电源柜内有各个使用48V机柜的标签,依次打开。 打开机柜电源,运行设备。机柜电源在机柜内前方正上方,打开后把机箱开关打开,机箱开关在机框背面,拨到ON上.等设备正常运行2分钟左右即可以拨通电话,设备正常运行时RUN绿灯大概1-2秒闪烁一下,此时应该可以打通电话,如若不行,请先检查是否有设备未开启。 打开网管服务器。网管服务器开关在服务器前方,开启后服务器前方指示灯变绿,使用切换器上的ctrl+数字来切换显示器.。两个服务器分别为MSC
3、S的网管与MGW的网管用户名与密码均为administrator:zxwn,两台PC分别为HLR和IBSC网管,HLR密码为zxwn.IBSC密码为zte。 关机。网管服务器请先关闭客户端在关服务端,后按WINDOWS 2003关机流程操作。 关闭电源。请依次关闭设备机框电源,机柜电源,电源柜控机开关,UPS。五、实验原理1、实验室设备分布实验室设备分布如图1.1所示:图1.1上图中主要设备有:UPS配电柜。该配电柜内有各个基站以及48V电源柜开关,开启该配电柜开关后方可对其它机柜配电。48V电源柜。该电源柜内有各个使用48V机柜的设备标签,运行设备之前要在48V电源柜上打开相应开关。归属位置
4、寄存器(HLR)。HLR是用于移动用户管理的数据库。HLR存储的信息分两类:一类是永久性信息,如用户类别、电信业务等;一类是临时信息,如移动用户漫游号等。此外,它的功能还有用户数据检索、鉴权、登记、移动台去话等。媒体网关(MGW)。它可向外部网元提供Iu-CS、Nb、Ai/Di(PSTN/ISDN)、A(2G-BSC)、Mc、NIF(与MSC-Server间的宽带或窄带信令转接功能)网络接口。主要功能是实现WCDMA语音电话、多媒体业务、电路域数据业务,以及PSTN与WCDMA之间、3G与2G之间的互通。支持扩展的VoIP/FoIP业务,并可集成SGW功能,将信令转交至其它网元(如MSCS、S
5、GSN等)。MGW网元提供WCDMA R4阶段可能用到的所有承载类型:TDM电路承载、RTP承载、AAL2承载。MGW在逻辑上完全受MSC-SERVER网元控制,依据MSC-SERVER的要求进行承载资源管理以及承载建立、释放。根据网络规划,它可配置为端局MGW、关口局MGW(G-MGW)或两者功能合一的MGW。基站控制器(IBSC)。它的主要任务是实现频率管理以及BTS的控制和交换功能。BSC通过BTS和MS的远程命令对无线电接口进行管理,主要有无线信道安排和释放,切换的安排。BSC向下连接一系列BTS,向上连接移动交换中心。移动业务交换中心(MSCS)。它是CN系统的核心,是对位于它所覆盖
6、区域中的移动台进行控制和完成话路交换的功能实体,也是移动通信系统与PSTN、ISDN、PSPDN等电路交换网络之间的接口。它可完成网络接口、公共信道系统和计费等功能,还可完成RNS和CN之间的七号和辅助性的无线资源管理、移动性管理等。另外,为了建立至移动台的呼叫路由,每个MSCS还能完成关口MSCS(GMSCS)的功能。MSCS还具有VLR(访问位置寄存器)的功能和对智能呼叫完成SSP(业务交换点)的功能,并具有设计模块化、系统可靠性强、信令接口标准化等优点。后台服务器机架。实验室中,后台服务机架提供MSCS和MGW网管界面,通过它操作人员可以得到相应的网管信息,如运行状态、故障报警等,并由此
7、作出相应的处理,保证网络的通畅。两台PC机(终端1、2)。这两个终端为HLR和IBSC提供网管界面,在终端上可进行用户数据设置、信令观察等内容。三只吸顶全向天线构成。这三只天线的增益大于2.5dBi,VSWR1.5,垂直极化,水平波瓣宽度360,垂直波瓣宽度大于60。三只天线的发射功率不同,从图1.1可看出天线的覆盖范围也不相同。在图中,有两个天线有相交的地方,移动台在移动时在相交的地方会根据具体情况发生切换。以上设备可分为核心网侧和无线侧,下面将对设备的组成进行详细的介绍。2、GSM实验室核心网设备组成 GSM 实验室核心网侧主要由六大部分组成,分别是:ZXWN MSC Server模块、Z
8、XWN MGW模块、ZXWN HLR模块、ZXWN后台外购硬件模块、ZXWN主设备机架、ZXWN安装材料。在实验中,我们主要研究前三个模块,每个模块由不同的插板组成,具体组成及所用插板数量如表1.1所示:表1.1 模块名称插板数量/个插板名称MSCS模块MGW模块HLR模块1、操作维护主处理板(OMP)1112、通用服务器接口板(USI)113、信令IP接口板(SIPI)114、时钟产生板(CLKG)1115、窄带信令处理板(SPB)1116、通用控制接口板(UIMC)117、控制中心背板(BCTC)118、OMP背后插板(RMPB)1119、IPI/USI板后插板(RMNIC)21110、C
9、LKG板后插板(RCKG1)11111、SPB板后插板(RSPB)11112、UIMC板后插板(RUIM)11113、带回声抑制数字中继板(DTEC)114、媒体资源板(MRB)115、通用媒体接口板(UIMU)116、通用业务网背板(BUSN)117、ATM处理板(APBE)118、语音码型变换版(VTCD)119、DTB/DTEC板后插板(RDTB)120、业务主处理板(SMP)121、控制面互联板(CHUB)122、CHUB后插板(RCHB)123、通用媒体接口板(UIMT)1注:若是资源框中的UIMC后插板在标记时后面加1,控制框中的UIMC后面加2以示区别。一般情况下机架共分为四大部
10、分,从机顶至下依次为:控制框、资源框、IP交换框和电路交换框。在硬件实现MSCS时,用到的机框主要是控制框。而为满足特定的组网需求,也可能用到资源接入框BUSN。MSCS主要由各种信令接口板和MP组成,接口板功能主要是同各信令网络对接,SPB板用于接入到NO.7信令网,APBE板用于接入到ATM信令网,SIPI板用于接入到SIGTRAN信令网;MP(处理器)用于处理上层信令和业务。ZXWN MGW 硬件主要包含四个单元、包括一级IP交换框单元、资源框单元、控制框单元、大容量电路交换框单元。ZXWN HLR硬件结构包括主控框单元和扩展控制框单元。ZXWN后台外购硬件模块主要由2套ZXF20 R5
11、20组成。ZXWN主设备机架由1套ZXWN机架、1套ZXWN机架线缆和1套ZXWN机架套件组成。ZXWN安装材料的组成部件包含:1套四合一上架套件,1根负48V馈电电缆,1根工作地电缆,1根保护地电缆、5根数字中继电缆(75欧姆),1套后台服务器机架(交流供电)和2个接线板。3、GSM实验室无线侧基站设备组成GSM实验室无线侧由基站控制系统和基站主设备构成。基站控制系统主要由PCU软件、IBSC控制模块、IBSC资源模块、BSS软件、IBSC安装材料和IBSC机架单元组成。基站主设备由ZXG10 M8206主设备、安装材料和三只吸顶全向天线组成。先介绍无线侧IBSC的硬件组成,如表1.2所示:
12、IBSC控制模块数量IBSC资源模块量1、操作维护主处理板(OMP)11、信令处理板A口(SPB)12、通用控制接口板(UIMC)12、通用业务板背板(BUSN)13、控制中心背板(BCTC)3、UIM后插板1(RUIM1)14、OMP背后插板(RMPB)14、信令处理板Abis口(SPB)15、UIMC板后插板(RUIM2)15、GSM通用处理板Abis口(GUP)16、控制处理板(CMP)16、BUSN框通用接口模块(UIMU)17、服务器后插板(RSVB)17、GSM通用处理板A口(GUP)118、SPB后插板(RSPB)1IBSC安装材料中有:4根E1中继线缆; 50米STP超五类屏蔽
13、数据线缆; 60米GND馈电线(黄绿色); 60米工作地电缆(黑色); 60米套负48V馈电线(蓝色); 一套可调式机架底座。IBSC机架单元包含1套IBSC机架、1套ZXG10 iBSC 机架套件、1套ZXG10 iBSC内部线缆。IBSC系统包括控制框、资源框和分组交换框三个机框,其分组交换框一般在主机的第四层。ZXG10 M8206主设备2件控制传输单元、2套远端无线传输单元和2个ZXG10 室外型交流防雷箱(C级)组成。安装材料中包含5套安装组件、3套ZXG10 M8206级联线缆套件、16米PCM30高频数字电缆(单芯75欧同轴电缆)、5根220V馈电线以及50米GND馈电线。除了这
14、些硬件构成,不管在GSM核心侧还是无线侧都有相应的软件部分来支撑整个系统的运行,如MSC软件、HLR软件、MGW软件、IBSC的操作系统软件等。4、主要插板的功能及作用 主处理板MPx86在核心网设备各个网元系统中,MPx86模块用作OMP和SMP两种功能单元。 用作SMP的功能MPx86 模块用作业务SMP 和信令SMP 时,主要用于实现移动性管理、MAP、CC等子层管理及VLR 分布式数据库管理。它也处理M3UA/M2UA/M2PA/SCTP的适配。 用作OMP的功能MPx86 模块用作OMP 时,负责处理全局过程并实现整个系统操作维护相关的控制(包括操作维护代理),并通过100M 以太网
15、口与OMC 连接,实现内外网段的隔离。OMP 还作为MSCS 操作维护处理的核心,它直接或间接监控和管理系统中的单板。 通用接口板UIMCUIMC 主要完成控制插箱内部以太网二级交换、控制插箱管理等功能。UIMC 对机框内各单板提供百兆控制面以太网接口,在BCTC 框内可以通过FE 电口和CHUB 相连。同时对外提供以太网级联接口,与核心交换单元相连的分组数据接口(GE光口),与分布式处理平台的控制面相连的数据以太网接口(4条FE)。 信令处理板SPBSPB 用于处理窄带信令,主要处理No.7 号信令的HDLC 及MTP-2 层以下信令。它支持E1/T1 模式,支持120和75两种阻抗配置。根
16、据系统配置的不同,SPB 模块可以用作E1 接入或者HW 接入,支持E1 和HW 同时接入。支持信令的转发。SPB 板既支持64K 信令链路又支持2M 信令链路,最大支持4 条2M 信令链路或64 条64K 信令链路。 时钟产生板CLKGCLKG 板为系统的时钟产生板。该板主要用于为ZXWN MSCS 系统提供时钟基准。CLKG 单板提供热主备设计,主备用CLKG 锁定于同一基准,以实现平滑倒换。CLKG 单板采取滤除相位抖动措施,以消除切换时时钟可能的毛刺或抖动。 多功能网络接口板MNICMNIC为设备提供到外部分组网络(IP/ATM)的物理接口。对进入系统的分组数据,首先完成底层的协议处理
17、,恢复出IP数据包,然后进行分类。对于信令等控制面的协议数据,在完成底层的处理后,通过资源框的控制以太网接口传送到系统的主控单元进行处理。而对于用户面的业务流数据则根据IP数据包的目的地址路由,通过媒体流交换以太网转发到内部相应的处理单板。另外,MNIC还可根据需要完成IP数据的过滤、NAT转换等协议处理,以保护设备内部的IP通信。MNIC板提供以下功能: 提供1100M控制流以太网接口。 提供1100M以太网数据备份通道。 提供RS485备份控制通道接口。 支持电路板的1+1主备逻辑控制。 对外部网络提供1个千兆(需要千兆光模块)或者最多4个百兆以太网接口。 通用处理板GUP根据实现的功能不
18、同,GUP板可作为两种功能板:Abis接口处理板BIPB和双速率变换板DRTB。来自BTS的CS和PS业务通过本资源框UIM板上的电路交换网交换到BIPB板上,在BIPB板上按信道搜索出20 ms的TRU帧(或PCU帧)并将TRU帧(或PCU帧)组成IP包送到TCU(或UPU)处理。双速率变换板DRTB实现码型变换功能,完成TRAU帧码型变换和速率适配,提供FR/EFR/HR/AMR/TFO功能。 语音码型变换板VTCD语音编解码板VTCD配置于MGW模块中的TC单元,实现语音编解码、速率适配和EC功能,处理AMR时,还需处理Iu-UP协议。 通用服务器接口板USI该板块是计费服务器接口板。
19、数字中继板DTB/DTECDTB/DTEC板对外提供32路E1/T1接口。DTB和DTEC的唯一区别是EC功能,DTEC可以选择配置EC功能。 ATM接入处理板APBEAPBE模块用于ATM接入处理。APBE板提供STM-1接口,负责处理ATM适配、AAL5-SAR、SSCOP、SSCF等宽带No.7底层信令,将MTP3B信令包通过FE接口转发给信令MP处理。通过APBE板提供的接口,MSCS可以实现同RNC和MGW的对接(当采用ATM作为信令承载时)。 媒体资源板MRB MRB分成两个功能相对独立的模块,媒体资源模块和电路中继模块。媒体资源模块实现朝电路交换侧的480路媒体资源功能,主要包括
20、Tone/Voice、DTMF Detection/Generation、MFC Detection/Generation、Conference Call等部分。 控制面互连板CHUB在MGW系统中,CHUB用于分布式处理平台的扩展:各资源框出2个或4个100M以太网(控制流)与汇聚以太网(CHUB,控制流集线器)相连。CHUB通过千兆电口与本框的UIM相连。多框扩展可用多个FE TRUNK方式实现,更多框的扩展用GE光口连到千兆以太网交换机来实现。 控制处理板CMP该板用来完成PS/CS域的业务呼叫控制管理,BSSAP、BSSGP等子层及系统自身的资源管理。 分组交换网板PSN该板用来完成大
21、容量的用户数据交换。 服务器单板SVR该板保存OMP需要存放的一些文件,并对这些文件按照iOMCR所要求的格式组织。 用户面通用接口模块UIMU该模块负责为资源框提供内部交换平台。5、常用指示灯说明在各插板上有很多指示灯,通过指示灯操作人员可以判断设备是否运行,有无告警等问题。表1.3列出了常用指示灯的功能及作用表1.3灯名颜色含 义说 明RUN绿运行指示灯上电时,运行灯5Hz闪烁上电成功后运行灯1Hz闪烁上电失败,运行灯保持5Hz闪烁ALM红告警指示灯灭:模块正常运行5Hz闪烁:表示上电失败ENUM黄拔板指示灯模块插在槽位上时,ENUM指示灯缺省值为亮,即当模块上电过程中,软件尚未启动时,E
22、NUM灯亮;当软件检测ENUM信号知道扳手已合上后,就可以把ENUM灯关掉,表明系统开始工作;如果需要拔板,首先需要把扳手打开,微动开关动作,产生一个ENUM中断信号给CPU,CPU受系统控制退出工作状态后,点亮ENUM指示灯(同时需不断查询ENUM信号是否变化),表示可以拔板(如果ENUM指示灯不亮,不能强行拔出模块,否则造成业务丢失);如果维护人员不拔出模块,而是重新合上扳手,软件应可以查询到ENUM信号的变化,从而知道扳手已重新合上,软件重新启动进入工作状态,同时灭掉ENUM灯ACT绿主备指示灯主用指式灯,亮表示主用,灭表示备用L1-L32绿32路E1指示灯灯灭表示数据库未配置本条E1常
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