WCDMA核心網(wǎng)介紹—ps域部分

1、WCDMA 核心網(wǎng)核心網(wǎng)PS域培訓域培訓PS域總體介紹核心網(wǎng)核心網(wǎng)(CN)：PLMN（公用陸地移動網(wǎng)絡(luò)）從邏輯結(jié)構(gòu)上劃分為核心網(wǎng)和接入網(wǎng)兩個部分，核心網(wǎng)分為CS域和PS域以及IP多媒體子系統(tǒng).CS域域：CS域主要指向用戶提供電路交換型業(yè)務(wù)的CN實體，這些實體有：MSC、GMSC、VLR；PS域：PS域主要指向用戶提供分組交換型業(yè)務(wù)的CN實體，這些實體有：SGSN、GGSN； Iu-CSIu-CSIu-PSIu-PSIubRNCNode BNode BRNSIurIubRNCNode BNode BRNSVLRMSCAGMSCAbisBSCBTSBTSBSSPSTNPSTNEIRFHLRAUCD

2、CHAbisBSCBTSBTSBSSother PLMNGiGsSGSNGbGGSNGnGpPDNGfGrGcPS域域WCDMA基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) R99是在GPRS的基礎(chǔ)上演變而來的,最新版本是2001.3發(fā)布的；R4/R5是全IP的網(wǎng)絡(luò)，正在標準化。299的核心網(wǎng)分兩個部分：CS域和PS域WCDMA的核心網(wǎng)分兩個階段：R99和R4/R5 CS域是在GSM Phase2+的電路核心網(wǎng)基礎(chǔ)上演變而來的，主要處理電路業(yè)務(wù)；主要實體有GMSC、MSC/VLR； PS域是在GPRS核心網(wǎng)的基礎(chǔ)上演變而來的，主要處理分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，主要實體是SGSN、GGSN； HLR、EIR以及SMS是CS域和PS域的公共

3、部分。 從核心網(wǎng)的結(jié)構(gòu)可以看出，在R99核心網(wǎng)中，電路業(yè)務(wù)和分組業(yè)務(wù)是分開處理的。R99核心網(wǎng)PS域是我們今天討論的重點。3UMTS PS域核心網(wǎng) SGSN：GPRS服務(wù)支持節(jié)點，為MS提供分組移動性管理、路由選擇等功能； GGSN：GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點，是UMTS PS域接入到外部數(shù)據(jù)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)。 在核心網(wǎng)PS域內(nèi)，各GSN實體之間通過Gn/Gp接口相連，該接口是基于IP骨干網(wǎng)的接口； SGSN、GGSN和MSC/VLR、HLR、EIR、SMS實體之間的通信只涉及信令，這些實體之間的接口Gs、Gr、Gf、Gd、Gc都是基于SS7的接口； GGSN通過Gi接口與PDN互連，PDN不同，Gi接口也

4、不同，PDN可以是X.25或IP網(wǎng)。4R99核心網(wǎng)既要能接入2G的BSS，又要能接入3G的RNS， 對PS域來說，就要同時提供Iu-PS和Gb接口。J-TACSOthersAMPSNMTTACSPDCTDMAIS-136CDMAIS-95GSMWCDMACDMA-2000UWC-1361231213123132131232321000用戶1000* n 用戶頻分復用1G NMT (Nordic mobile phone) AMPS（Advanced Mobile Phone System） TACS（Total Access Communication） J-TACS 1G0111000101

5、0001100101110001010001100101110001010001100101110001010001100101110001010001100111100000001011GSMCDMA IS-95TDMA IS-1362GPSTN話音ISDN數(shù)據(jù)2G電話怎么老掉線？電話怎么老掉線？太太 慢慢 了！了！我們的移動通信需要有我們的移動通信需要有F 更高的頻譜效率更高的頻譜效率F 更高的業(yè)務(wù)質(zhì)量更高的業(yè)務(wù)質(zhì)量F 多種多樣的業(yè)務(wù)多種多樣的業(yè)務(wù)F 支持移動多媒體支持移動多媒體GSM19939.6 KHSCSD199957.6 KGPRS2000115 Kto 171 KEDGE2001

6、384 K2 MUMTS2002數(shù)據(jù)傳輸速率3G2MInternet無 線 接 口NNI BSSBSCBTSBTSVLRMSCVLRMSCAEGMSCAbisBSCBTSBTSGEIRFHLRAUCDCHBSCBTSBTSBSSBSSVLRMSCPSTNBSCVLRMSCVLRMSCAEGMSCAbisBTSBTSBSSEIRFHLRAUCDCHVLRMSCAbisBSCBTSBTSBSSGsSGSNGbGGSNGnPDNGfGrGcPCUAterPSTNInternet Iu-CSIu-CSIu-PSIu-PSIubRNCNode BNode BRNSIurIubRNCNode BNode

7、BRNSVLRMSCVLRMSCAEGMSCAbisBSCBTSBTSBSSGEIRFHLRAUCDCHAbisBSCBTSBTSBSSother PLMNGiGsSGSNGbGGSNGnGpGfGrGcPSTNInternetAPS-CNCS-CNMTDTEDTEexternal PLMNPDNSGSNNode-BSRNCMSC/VLRHLR/EIRGrIubGsown PLMNGnUTRANGGSNGpGcNode-BDRNCIurMTDTEBSCBTSBSCABSSAbisUmGbUMSC-PSGGSNUMSC-CSPSTNUuGiIu-CSIu-PS CS域網(wǎng)絡(luò)的核心，提供交換和完成移

8、動用戶尋呼接入、信道分配等重要任務(wù)，并提供面向系統(tǒng)其它功能實體和面向固定網(wǎng)的接口功能。作為網(wǎng)絡(luò)的核心，MSC與其他網(wǎng)絡(luò)單元協(xié)同工作，完成移動用戶位置登記、越區(qū)切換和自動漫游、合法性檢驗及頻道轉(zhuǎn)接等功能。PSTN/ISDNPDN/InternetBSCBTSRNCNode BSGSNSMS-GMSCSMS-IWMSCGMSCGSGNHLRMc-SCEIRAUCMSC/VLR用于連接CS域與外部的PSTN的實體,完成CN的CS域與PSTN的互通。PSTN/ISDNPDN/InternetBSCBTSRNCNode BSGSNSMS-GMSCSMS-IWMSCGSGNHLRMc-SCEIRAUCMS

9、C/VLRGMSC通過適配GSM的傳輸特性和通訊對方的網(wǎng)絡(luò)特性，將MSC和特定網(wǎng)絡(luò)互連。PSTN/ISDNPDN/InternetBSCBTSRNCNode BSGSNSMS-GMSCSMS-IWMSCGMSCGSGNHLRMc-SCEIRAUCMSC/VLR是PS域網(wǎng)絡(luò)的核心，對MS的位置進行跟蹤，完成安全鑒權(quán)功能與接入控制，并與GGSN共同完成PDP連接的建立、維護與刪除工作。PSTN/ISDNPDN/InternetBSCBTSRNCNode BSGSNSMS-GMSCSMS-IWMSCGMSCGSGNHLRMc-SCEIRAUCMSC/VLR簽約的移動用戶的重要信息，并可實時地提供對用

10、戶位置信息的查詢和修改，及實現(xiàn)各類業(yè)務(wù)操作，包括位置更新、呼叫處理、鑒權(quán)、補充業(yè)務(wù)等，完成移動通信網(wǎng)中用戶移動性管理。PSTN/ISDNPDN/InternetBSCBTSRNCNode BSGSNSMS-GMSCSMS-IWMSCGMSCGSGNHLRMc-SCEIRAUCMSC/VLR存儲著進入其控制區(qū)域內(nèi)已登記的移動用戶的相關(guān)信息，并移動用戶的HLR處獲取并存儲必要的數(shù)據(jù)。移動用戶發(fā)生實質(zhì)移動，VLR要做相應(yīng)處理，VLR可看作為一個動態(tài)用戶數(shù)據(jù)庫。PSTN/ISDNPDN/InternetBSCBTSRNCNode BSGSNSMS-GMSCSMS-IWMSCGMSCGSGNHLRMc-

11、SCEIRAUCMSC/VLRVLRMSCHLR VLRMSCrecordrecordVLRMSCHLR VLRMSCrecordrecordrecordrecordrecordmovementmovementLots of record traffic.Try to reduce mobile-related signaling.Super-Charger: the solutionVLRMSCHLR VLRMSCrecordrecordVLRMSCHLR VLRMSCrecordrecordrecordrecordrecordmovementmovementVLRMSCHLR VLRMSC

12、recordrecordrecordmovementDay 1Day 2dynamic subscription deletion in VLRsRetain VLR records用于GSM系統(tǒng)的安全性管理，AUC存儲著鑒權(quán)信息和加密密鑰，用來防止無權(quán)用戶接入系統(tǒng)和保證通過無線接口的移動用戶通信的安全。PSTN/ISDNPDN/InternetBSCBTSRNCNode BSGSNSMS-GMSCSMS-IWMSCGMSCGSGNHLRMc-SCEIRAUCMSC/VLR存儲著移動設(shè)備的國際移動設(shè)備識別碼（IMEI），運營部門通過核查相關(guān)信息，采取相應(yīng)的措施，以確保網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所使用的移動設(shè)備的唯

13、一性和安全性。PSTN/ISDNPDN/InternetBSCBTSRNCNode BSGSNSMS-GMSCSMS-IWMSCGMSCGSGNHLRMc-SCEIRAUCMSC/VLR作為連接MS中心和PLMN的接口功能實體，傳遞從業(yè)務(wù)中心SC到移動臺的短消息。PSTN/ISDNPDN/InternetBSCBTSRNCNode BSGSNSMS-GMSCSMS-IWMSCGMSCGSGNHLRMc-SCEIRAUCMSC/VLR作為連接SMS中心和PLMN的接口功能實體，傳遞從移動臺到業(yè)務(wù)中心的短消息。PSTN/ISDNPDN/InternetBSCBTSRNCNode BSGSNGMSC

14、GSGNHLRMc-SCEIRAUCMSC/VLRSMS-GMSCSMS-IWMSCAccessServerwwwSMPPASCNTPSTNPSTN/ISDNPDN/InternetBSCBTSRNCNode BSGSNGMSCGSGNHLREIRAUCMSC/VLRSMS-GMSCSMS-IWMSC Email Server Web Server語音信箱 VM自動臺人工臺人工臺OMMServer其他SMEIWMSC/ GMSCPLMNTCP/IP 通訊網(wǎng) （雙網(wǎng)）SS7 七號鏈路SMPP 協(xié)議SMSCSMSC短消息中心短消息中心 業(yè)務(wù)受理臺 操作維護臺 數(shù)據(jù)庫Cluste 主機主機SMPP

15、Agent：是3G的基站子系統(tǒng)，通過無線接口(Uu)直接與一動態(tài)相接，負責無線信號的發(fā)送接收和無線資源管理。RNS與MSC、SGSN相連，實現(xiàn)移動用戶之間或移動用戶與固定網(wǎng)絡(luò)用戶之間的通信連接等。無線信道的加密在這里完成。 RNS由一個或多個基站收發(fā)信臺（Node B）和RNC組成，Node B和RNC可處于同一位置，也可分開設(shè)置。RNCNode BPSTN/ISDNPDN/InternetBSCBTSSGSNGMSCGSGNHLRMc-SCEIRAUCMSC/VLRSMS-GMSCSMS-IWMSC通過無線接口(Um)直接與移動臺相接，負責無線信號的發(fā)送接收和無線資源管理。另一方面，BSS與

16、網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）中的移動交換中心（MSC）相連，實現(xiàn)移動用戶之間或移動用戶與固定網(wǎng)絡(luò)用戶之間的通信連接，由一個或多個基站收發(fā)信臺（BTS）和基站控制器（BSC）組成。BSCBTSRNCNode BPSTN/ISDNPDN/InternetSGSNGMSCGSGNHLRMc-SCEIRAUCMSC/VLRSMS-GMSCSMS-IWMSC是BSS的控制部分，起著BSS的交換設(shè)備的作用，即各種接口的管理，承擔無線資源和無線參數(shù)的管理。BTSRNCNode BPSTN/ISDNPDN/InternetSGSNGMSCGSGNHLRMc-SCEIRAUCMSC/VLRSMS-GMSCSMS-IWM

17、SCBSC是RNS的控制部分，負責各種接口的管理，承擔無線資源和無線參數(shù)的管理。BSCBTSNode BPSTN/ISDNPDN/InternetSGSNGMSCGSGNHLRMc-SCEIRAUCMSC/VLRSMS-GMSCSMS-IWMSCRNCGCR是用于處理話音群呼業(yè)務(wù)VGCS和話音廣播業(yè)務(wù)VBS的寄存器。BSCBTSNode BPSTN/ISDNPDN/InternetSGSNGMSCGSGNHLRMc-SCEIRAUCMSC/VLRSMS-GMSCSMS-IWMSCRNC 是具有提供數(shù)據(jù)和傳真呼叫互通功能的網(wǎng)絡(luò)功能模塊。PSTN/ISDNPDN/InternetBSCBTSRNC

18、Node BSGSNSMS-GMSCSMS-IWMSCGMSCGSGNHLRMc-SCEIRAUCMSC/VLR PSTN/ISDNPDN/InternetBSCBTSAbisAbisGbRNCIubNode BIurIubAIu-psIu-csSGSNSMS-GMSCSMS-IWMSCGMSCGSGNMSC/VLRHLRMc-SCEIRAUCGcGnGsEQCGrGdFGfGiGfGiIu-psIuGiMrGiMsGiRUuMGWGnGcGpSignalling and Data Transfer InterfaceSignalling InterfaceTEMTUTRANGrOther P

19、LMNSGSNGGSNGGSNEIRSGSNGnMGCFR-SGWMRFMultimediaIP NetworksPSTN/Legacy/ExternalApplications &Services *)MmMwLegacy mobilesignalingNetworkMcCxRUmTEMTERANAlternativeAccessNetworkMhCSCFCSCFMgT-SGW *)T-SGW *)HSS *)HSS *)Applications& Services *)MSC serverGMSC serverIu1 = Iucs (RTP, AAL2)Iu2 = Iu(R

20、ANAP)McMcMAPMAPSCPCAPMGWNbNcIu1Iu2R-SGW *)MhGfGiIu-psIuGiMrGiMsGiRUuMGWGnGcGpSignalling and Data Transfer InterfaceSignalling InterfaceTEMTUTRANGrOther PLMNSGSNGGSNGGSNEIRSGSNGnMGCFR-SGWMRFMultimediaIP NetworksPSTN/Legacy/ExternalApplications& ServicesHSSMmMwLegacy mobilesignalingNetworkMcCxRUmT

21、EMTERANAlternativeAccessNetworkMhCSCFCSCFMgT-SGWSCPCAP實現(xiàn)鑒權(quán)、登記、移實現(xiàn)鑒權(quán)、登記、移動性管理以及短消息動性管理以及短消息傳送等功能。傳送等功能。GGSN與與HLR相連的相連的方式一方式一：選擇：選擇Gc接接口與口與HLR相連，相連，Gc接口所使用的協(xié)議棧接口所使用的協(xié)議棧與與Gr/Gf/Gd接口的接口的相同，也是采用相同，也是采用MAP協(xié)議來實現(xiàn)移協(xié)議來實現(xiàn)移動性管理相關(guān)功能。動性管理相關(guān)功能。GGSN與與HLR相連相連的方式二的方式二：通過具：通過具有有GTP-MAP轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換功能的功能的GSN與與HLR相連，相連，GGSN利用利用G

22、TP協(xié)議與轉(zhuǎn)協(xié)議與轉(zhuǎn)換實體通信，而轉(zhuǎn)換實體通信，而轉(zhuǎn)換實體再通過換實體再通過MAP協(xié)議與協(xié)議與HLR通信。通信。GsGs接口為可選接口，接口為可選接口，只用于傳送信令只用于傳送信令, ,采用采用BSSAP+BSSAP+協(xié)議實協(xié)議實現(xiàn)聯(lián)合的移動性管現(xiàn)聯(lián)合的移動性管理、尋呼等功能，理、尋呼等功能，也是利用也是利用SS7SS7進行進行傳送。傳送。移動性管理附著移動臺開機時執(zhí)行附著過程：在移動太發(fā)起的Attach Request中的Attach type表明用戶此次登錄的類型：1，僅僅要求登錄GPRS網(wǎng)2，同時上GPRS網(wǎng)/非GPRS網(wǎng)，SGSN需要向MSC/VLR發(fā) 起位 置更新流程。 MM上下文：

23、分組移動性管理的三種狀態(tài)在不同事件的觸發(fā)下互相轉(zhuǎn)換,每種狀態(tài)對應(yīng)了一種確定的功能級以及一系列相關(guān)信息,這些狀態(tài)及相關(guān)信息就組成了MM上下文；一個用戶（或IMSI)對應(yīng)唯一的一個MM上下文，MM上下文存在于MS、SGSN中。移動性管理附著6d. Cancel Location Ack 6c. Cancel Location 6b. Update Location 6g. Update Location Ack 6f. Insert Subscriber Data Ack 5d. Insert Subscriber Data 5c. Cancel Location Ack 5b. Cancel L

24、ocation 3. Identity Response 2. Identification Response 2. Identification Request 1. Attach Request 3. Identity Request 4. Authentication 5a. Update Location 6a. Location Update Request 6h. Location Update Accept 5f. Update Location Ack 5e. Insert Subscriber Data Ack 8. Attach Complete 7. Attach Acc

25、ept 9. TMSI Reallocation Complete 6e. Insert Subscriber Data 在GPRS中是按路由區(qū)（RA）來進行位置管理的。路由區(qū)是位置區(qū)的子集，即一個位置區(qū)可以作為一個路由區(qū)，也可進一步劃分為幾個路由區(qū)。每個路由區(qū)都只有一個SGSN對其提供服務(wù)。是以路由區(qū)為單位的，位置更新有以下幾種情況：q小區(qū)更新：小區(qū)標識改變而路由區(qū)標識未改變q路由區(qū)更新：路由區(qū)標識改變SGSN內(nèi)的路由區(qū)更新跨SGSN的路由更新q聯(lián)合路由區(qū)/位置區(qū)更新SGSN內(nèi)的聯(lián)合RA/LA更新跨SGSN的RA/LA更新q周期性的位置更新位置管理SGSN內(nèi)的路由區(qū)更新 如果一個用戶所申請的

26、GPRS業(yè)務(wù)涉及一個或多個外部PDN（如Internet、X.25等），則在其GPRS簽約數(shù)據(jù)中就將包括一個或多個與這些PDN對應(yīng)的PDP地址。每個PDP地址對應(yīng)有一個PDP上下文。每個PDP上下文由PDP狀態(tài)及相關(guān)信息來描述，存在于MS、SGSN、GGSN中。一個用戶的所有PDP上下文都與該用戶唯一的一個MM上下文相關(guān)聯(lián)。 會話管理會話管理PDP上下文上下文HLR GPRS用戶信息用戶信息域域 描描 述述 IM SI 用 戶 標 識 M SISDN 用 戶 基 本 的 M SISDN SGSN Num ber 用 戶 登 記 的SGSN的 SS7號碼 SGSN Address 用 戶 登 記 的SGSN的 IP地 址 SM S Param eters 短 消 息 有 關(guān)的 用 戶 簽約 數(shù) 據(jù) M S Purged for GPRS 用 戶 G