移動智能網技術（１）

移動智能網技術是當今移動通信領域技術發展的前沿和熱點，該技術在中國的成功應用已取得巨大的經濟效益和社會效益。本講座將分3期對該技術進行介紹：第1期對移動智能網技術的基本原理和技術發展進行綜述；第2期介紹在中國GSM網取得大規模應用并創造了巨大效益的CAMEL移動智能網技術；第3期介紹中國正在建設的CDMA網絡采用的WIN無線智能網技術。

近年來，移動智能網技術在國際電信領域得到了廣泛關注和迅速發展，移動智能網產品的應用也為運營商帶來了巨大的經濟效益。基于移動智能網技術，人們方便、有效地開發出越來越多的各具特色的新業務。這些新業務不但成為各移動運營商吸引用戶、提高網絡運行效率、參與市場競爭的關鍵手段，也為廣大移動用戶帶來了極大的便利和周到的服務。

在中國，正式的移動智能網始建于1999年，由于能適合移動交換系統多廠商提供的環境，提供適應中國國情的預付費業務、移動虛擬專用網等多種先進的智能業務，移動智能網建設在2000年得以迅速普及。目前，無論是在GSM，還是在CDMA移動通信網上，中國的移動智能網建設都是基于最新的國際標準，技術起點較高，這使得中國的移動智能網系統在國際商用移動智能網系統中處于技術領先地位。同時，從市場推廣的角度看，中國的移動智能網系統無論從市場普及率，還是從市場效益上都是比較成功的。

移動智能網技術是基于智能網技術產生的，是智能網技術在移動通信領域的應用。它一方面繼承了智能網的基本原理、分層體系結構、呼叫模型等關鍵技術；另一方面適應移動性的要求，結合不同移動通信系統的特點，開發出具有各自特色的體系結構和協議標準，成為智能網技術中十分重要的組成部分。

本文將首先介紹智能網的基本概念，在此基礎上引入ITU-T有關移動智能業務的建議和移動網與智能網互聯的原理，概括介紹國際上幾個著名的互聯方案，最后對移動智能網技術的未來進行展望。

1智能網技術簡介

1.1智能網的概念及基本思想

智能網(IN)是在原有通信網的基礎上設置的一層疊加網絡，是快速、方便、經濟、靈活、有效地生成和實現各種新業務的體系結構。其目標是為現在、未來的所有通信網絡服務，不斷為各種網絡提供滿足用戶需要的新業務。智能網這一特點深受網絡運營商和用戶的青睞，智能網業務因此得到迅速的發展，引起了世界各國電信部門的重視，智能化也就成為電信網的發展目標之一。

智能網的基本思想是將傳統交換機的交換功能和業務控制功能相分離，在交換網上設置一些新的功能部件，原有交換機僅完成基本的接續功能，所有新業務的提供和控制都由這些功能部件協同原有交換機共同完成。

智能網的定義中并沒有人們通常理解的“智能”含義，它僅僅是一種“業務網”。將來，人們會給智能網賦予真正的“智能”，如智能網會自動生成并動態加載新業務，根據用戶要求自動完善各種業務等等。

1.2智能網的體系結構

一個典型的智能網體系結構中，一項新業務由業務生成環境(SCE)生成，經過驗證后由業務管理點(SMP)提交給業務控制點(SCP)。業務在SCP內執行，業務的一次執行由SCP與SSP(業務交換點)共同協作完成。智能外設(IP)提供智能網業務所需的專用資源。在業務執行的過程中，SCP控制IP向用戶播放錄音通知和收集撥號數據等。此外，智能網體系結構中還包含業務管理接入點(SMAP)，向用戶提供接入到業務管理點，對智能網業務及節點進行管理的接口。

IN結構中，SCP與SSP、IP通過標準SS7互聯，完成業務的呼叫控制；SCP與SMP經公用數據網(如X.25)連接，完成系統的業務管理、網絡管理及接入管理的控制。

目前，包括ITU-TIN建議在內的各種國際標準只對以上功能實體中的4種——SCF(業務控制功能)、SDF(業務數據功能)、SRF(專用資源功能)、SSF(業務交換功能)之間的接口協議進行了明確規定(ITU-T建議中稱為IN應用協議——INAP)。這些協議成為開發智能網系統設備的標準，同時也成為不同廠商智能網設備實現互聯互通的分界點。

1.3智能網與現有通信網的關系

智能網是建立在所有通信網之上的一種體系結構概念，它是疊加在這些通信網基礎之上的一種網絡，可以為各種通信網提供增值業務。智能網既可為現有的電話網(也即PSTN)、綜合業務數字網(ISDN)、移動通信網(包括GSM、CDMA網等)提供服務，也可為寬帶綜合業務數字網(B-ISDN)、因特網(Internet)提供服務。一般地，將疊加在PSTN/ISDN網上的智能網系統稱為固定智能網，疊加在移動通信網基礎之上的智能網系統則稱為移動智能網，疊加在B-ISDN寬帶網上的智能網系統則稱為寬帶智能網。

為了在傳輸網中實現智能業務，要求對傳輸網中部分交換設備進行改造，使其能檢測到智能呼叫，并上報智能網系統，由智能網控制傳輸網絡完成智能呼叫的接續和傳輸。由于傳輸網類型的不同，對傳輸網中交換機的改造方法和難易程度都有所不同，智能網系統應針對傳輸網絡的特性分別加以設計。

2移動智能網原理

2.1ITU-T標準中移動智能網的有關規定

國際電聯ITU-T從1989年開始著手制訂智能網的國際標準，標準制訂是分階段進行的，到目前為止已定義了4個階段。每一階段的標準從智能網的業務能力和網絡能力方面對前一階段標準進行增強，即規定了各階段的能力集(CS)，分別為INCS1、CS2、CS3及CS4。

智能網的第一套標準化建議Q.1200系列于1993年3月發布，它確定了智能網的基本概念、理論模型、應用協議及基于PSTN/N-ISDN的能力集1(INCS1)，形成了相對穩定的智能網框架，為進一步研究和開發智能網奠定了基礎。該階段沒有對智能網支持移動業務作出規定。1997年底，ITU-T發布了INCS2的凍結版本。該標準主要研究智能網的網間互聯以及網間業務。INCS2中提出了10個有關個人移動性和9個有關終端移動性的業務屬性，包括用戶驗證、用戶登記、出入呼叫登記、終端鑒權等，但注明在該階段是為實現個人通信業務——UPT和FPLMTS為目的，并沒有定義個人移動性業務和終端移動性業務，也沒有給出有關的INAP定義。

ITU-T于1999年初推出了INCS3標準草案，它基本上沿用INCS2的體系結構。在INCS3階段，明確了實現IN支持移動的第1步，包括以下內容：

（1）加強窄帶移動網上的普通業務，如預付費業務等。

（2）加強窄帶移動網上的UPT、VPN、FPH等業務。

（3）實現號碼可攜帶性(NP)。

（4）實現虛擬歸屬環境(VHE)的部分功能。電信業務的使用者可能在不同運營商網絡之間漫游，當用戶移動到他申請業務的運營商(即歸屬運營商)所管轄的范圍之外時，也應能像在歸屬環境里一樣使用該業務，沒有任何區別，這是VHE要提供的功能。IN支持移動的第一步目標只需實現虛擬歸屬環境的部分功能。

（5）支持移動管理，如用戶接入認證、位置登記管理、輪廓文件管理、位置信息管理等等。

ITU-T關于IN的下一個標準為INCS4。INCS4將對IN支持移動的第2步進行研究，包括：

（1）加強寬帶移動網上的所有基本業務。

（2）加強寬帶移動網上的UPT、VPN、FPH等業務。

（3）實現虛擬歸屬環境(VHE)的所有功能。

（4）全面支持IMT2000。

2.2移動網與智能網綜合的基本思路

移動網的標準與智能網的標準側重點不同，智能網的標準主要為固定網用戶提供增值業務，而移動網絡的目標是無論用戶在什么位置，是否處于移動當中，均要為最終用戶提供電信業務。二者既有區別又有聯系。而智能化、個人化、寬帶化是整個通信發展的方向，移動網與智能網最終應趨于融合。

第3代數字移動通信網是移動通信網發展的方向，第3代數字移動通信網網絡側的一個重要特征就是智能網和移動網的綜合。但是實現移動網與智能網的綜合還有很長的路要走，比較可行的辦法是：首先實現移動網與智能網的互聯，將現有的第2代移動通信系統的移動交換中心升級為移動業務交換點，而移動網的其它實體不變；第2步，綜合移動網中數據庫VLR、HLR與智能網中數據庫SDF，為SCF提供統一的用戶信息；最后實現綜合智能網與移動網的第3代移動通信系統。實現移動網與智能網的互聯是實現綜合的第1步，而且也可以較快地滿足市場對移動通信的需求。

2.3移動網與智能網的互聯

移動網與智能網互聯的原理如圖1所示。智能網的SCF、SDF等組成客戶化業務執行環境(CSE)，負責業務邏輯的執行。MSC/SSP為處理呼叫的交換平臺，也就是將現有的移動通信交換網升級而來。在用戶呼叫時，MSC/SSP先對用戶進行鑒權，然后判斷用戶的呼叫是否滿足觸發智能呼叫的條件，如果滿足，則把呼叫上報業務執行環境；業務執行環境收到上報的呼叫信息后，開始執行相應的業務邏輯，控制交換平臺對呼叫的接續；在呼叫接通后，業務執行環境繼續監視并控制呼叫，收集呼叫信息，并且發送計費信息，直到這一呼叫結束。

3移動智能網方案及其發展

近年來，國外許多電信廠商和標準化組織都已推出了移動網與智能網互聯的標準或方案，中國目前在GSM、CDMA網中正在進行的移動智能網建設也是基于其中的某些標準的。以下就介紹幾個著名的移動網與智能網互聯的方案。

3.1ETSI的GSM移動智能網——CAMEL

GSM移動通信網的控制和管理機制與智能網思想已十分相似，但真正實現智能業務還需要增加相應的網絡實體和接口信令。ETSI集中了歐洲各運營商和設備廠商制訂GSM移動智能網的標準，在1997年推出了CAMEL建議。CAMEL的全稱為移動網絡增強定制應用邏輯(CustomizedApplicationforMobileNetworkEnhancedLogic)。它是用來解決GSM移動通信網與智能網互聯問題的。CAMEL建議為網絡運營商提供機制，以向用戶提供移動智能業務，甚至在用戶漫游出歸屬位置時，也可以向用戶提供與在歸屬區同樣的業務。

ETSI的CAMEL建議是分階段制訂的，分為CAMEL1階段、CAMEL2階段和CAMLE3階段。ETSICAMEL2標準于1999年3月最終完成并凍結，主要針對GSM網絡中基于電路交換的移動話音業務。CAMEL3標準正在制訂過程中，該階段標準對CAMEL2階段支持基于電路交換的移動話音業務進行了增強，并引入了與GPRS網絡互聯的功能，支持基于分組交換的移動數據業務、支持短消息業務等方面的內容。中國GSM移動智能網的建設主要是基于CAMEL2標準進行的。本講座的第2部分將對CAMEL技術作較為詳細的介紹。

3.2ANSI的CDMA移動智能網——WIN

WIN(無線智能網)概念是在北美CDMA網絡發展到一定階段，市場對網絡中業務提供能力的要求不斷增長的情況下引入的。美國電信工業協會(TIA)和電子工業協會(EIA)負責WIN標準的制訂。

WIN標準的產生與發展都是由市場對業務的迫切需要直接驅動的。因此，與ETSI的CAMEL標準不同，WIN標準不但定義了網絡參考模型、基本呼叫狀態模型和觸發機制、實體之間的信息流和參數，還根據北美運營商的需求，逐步定義一些業務的業務流程，包括各種業務特征。其業務特征的定義盡可能完備，便于運營商的使用和不同廠商之間業務的互通。這種特點也明確反映在WIN標準的發展過程中。

WIN的標準也是分階段制訂的，目前已經過了WINphaseI(IS-771)、WINPPC(IS-826)和WINphaseII(IS-848)這3個階段。WINphaseIII階段(IS-843)的標準正在制訂過程中。每個階段都是基于該階段支持的業務制訂，以幾種新業務的業務特性和業務流程的標準化為目的，根據業務的需求，不斷增加新的觸發點和信息流。中國目前的CDMA無線智能網的建設主要基于WINPPC及WINphaseII的部分內容。

3.3愛立信的移動智能網

愛立信在智能網的基礎上，提出了網絡智能(NI)概念，以適應市場的發展和各種環境下對智能業務的要求。NI可以在固定網和移動網中提供智能業務。

愛立信在其智能網系統中可提供兩類業務：基于網絡的業務和基于客戶的業務。基于網絡的業務通過業務接入碼的方式接入。為了提供基于客戶的業務，愛立信定義了兩個新的客戶范疇：發端智能業務(OIN)范疇和終端智能業務(TIN)范疇，呼叫如果滿足客戶范疇就將觸發智能業務。OIN范疇是針對主叫用戶的，而TIN范疇是針對被叫客戶的。當用戶申請業務時，網絡運營商將在HLR的用戶數據中定義這些范疇。移動用戶漫游時將把OIN范疇數據從HLR傳送到VLR中，而TIN范疇數據不傳送。滿足OIN范疇的呼叫有3種：從MSC發起的呼叫；MSC激活的有條件前轉呼叫；GMSC激活的無條件前轉或不可到達前轉呼叫。滿足TIN要求的呼叫是從GMSC觸發的。

愛立信提出了3種在移動網中提供智能業務的網絡結構，網絡運營商可根據業務流量的不同選擇不同的結構：

（1）集中的MSSP(移動業務交換點)和MSCP(移動業務控制點)節點，

一個MSSP服務大量的MSC，MSCP同MSSP一一對應，通過7號信令網連接。

（2）分布的MSSP節點。

（3）采用M-SSCP節點，這是一種比較特殊的情況。它在MSC中集成SSP功能。

此外，愛立信還定義了SSP和SCP之間增強的INAP協議，以及SCP和HLR通信的內部協議。

3.4摩托羅拉的WINA(無線智能網結構)

摩托羅拉公司對CS1體系進行了擴充，推出了無線智能網結構(WINA)。同ITU-T的CS1比較，WINA增加了3個功能實體：

（1）RACF(無線接入控制功能)：負責呼叫的移動性管理，包括移動呼叫的始呼、路由選擇、切換、位置登記、鑒權以及無線接入。

（2）RCF(無線控制功能)：為呼叫提供無線承載資源管理，包括調制、信道分配、無線頻率監視、切換請求處理并與固定網路信道交互。

（3）DSF(數據業務功能)：提供與數據通信有關的業務，包括電路交換與包交換業務。

將WINA映射到物理平面可以有多種方式，從而造成各種網絡，適應不同的應用環境。

另外，由于第2代數字移動通信網的控制和管理機制與智能網十分相似，也有公司使用智能網的概念設計HLR和VLR。

綜上所述，移動智能網的發展取決于兩方面的技術發展：智能網技術的發展和移動通信系統的發展。通過對當前智能網技術和移動通信技術發展趨勢的研究，不難看出移動智能網未來的發展方向。

在智能網研究方面，業界普遍認為未來IN開發的關鍵需求是客戶可以以各種不同方式接入不同業務，可以對現有業務客戶化，甚至可以創建新業務。未來的智能網系統應適應技術的飛速發展、用戶對業務需要的快速增長、各種業務的網間互聯，以及通信市場中的競爭機制。未來的IN技術發展將體現在以下3方面：

（1）分離：在已實現的業務控制與呼叫處理相分離的基礎上，利用最新的Softswitch技術，實現呼叫控制與底層傳輸的分離。

（2）多種網絡的融合：智能網將逐步擴展到數據通信、移動通信和寬帶通信領域，實現各種網絡與智能網的最終融合。

（3）與最新IT技術及網絡結構的融合：與新型分布計算技術相結合，與電信管理網(TMN)、電信信息網絡體系結構(TINA)相融合。

在移動通信技術方面，第3代數字移動通信網是移動通信網發展的方向，而第3代數字移動通信網網絡側的一個重要特征就是智能網和移動網的綜合。也就是說，未來的移動智能網將實現智能網與移動通信系統的完全融合。（待續）

(收稿日期：2001-12-27)

作者簡介

廖建新，北京郵電大學智能網研究中心主任，博士生導師，特聘教授。在移動智能網、寬帶智能網及IP智能網方面負責多項國家級、部級科研課題，獲國家發明專利1項。已發表專著3本、論文90余篇。當前的研究方向為移動智能網及寬帶IP智能網。

王晶，北京郵電大學計算機應用專業在讀博士生。