3G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)-文檔資料

1、13G網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 簡介2WCDMAATMIu NMSCNRANO&MUuUEUE = User EquipmentRAN = Radio Acces NetworkCN = Core NetworkNMS = Network Management SystemService Platform3UTRAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)Node BUuRNCIu (CS)RNCIurNode BUu分組域分組域電路域電路域UEUEIubIub核核心心網(wǎng)網(wǎng)Iu (PS)Iu (PS)Iu (CS)Iu4CN (Core Network)circuit switched (cs) domainpacketswitch

2、ed (ps) domain3GMSC/VLR3GSGSNUTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network)RNCNode BNode BRNC Radio Network ControllerUEUser Equipment = Mobile Equipment (ME) + Universal SIM (USIM)RNCNode BNode BRadio Network Subsystem (RNS)Radio Network Subsystem (RNS)IubIubIurIu-PSIu-CSUuUuUEUE5CN (Core Network)ci

3、rcuit switched (cs) domainpacketswitched (ps) domain3GMSC/VLR3GSGSNRNCNode BNode BRadio Network Subsystem (RNS)IubIu-PSUuBSCBTSBTSBSCIu-CSBSSIu-CSA2GSGSNGbIu-PSIu-gIu-gUm6HW/SW ChangesMSC&VLRHLR & AC & EIRPSTNBSCBSCBTSBTSTCSMTCSMISDNA GSM network is made from 3 Sub-Systems (BSS, NSS and

4、OSS)Value AddedService Platform(s):SMSC, VMSEven at the start, VAS (value added services) were part of GSM networksTRX Change & Transmission UpgradeHW/SW ChangesININ was introduced for new services and differentiation (e.g. Pre-Paid)IP NetworksData Rates in GSM are increased by implementation of

5、 Features like HSCSDSGSNGGSNIP NetworksGPRS is added to existing networks to support Packed DataHigher data rates are obtained by introducing EDGE in the GSM networkUMTS Rel3; new BTS, Radio Network Controller, Media Gateway, 3G-SGSNRNCBTS3G-SGSNMGWGPRS adds improved data services with a new Packets

6、 witched backbone Where SGSN and GGSN are two main elements7PCMISUPATMRANAP over CCS7Iu-PSRANAP over CCS7,(later also over IP)ATMRNSAPIubATMNBAPMSCTCSMRANMobility CoreBSCMSCATM Module2GSGSN3GSGSNRNCRNCGbAbisHLRControlTransportInterfacePCMLapDAControlTransportInterfacePCMBSSAPControlTransportIu-CSCon

7、trolTransportInterfaceControlTransportInterfaceATM/IPIurControlTransportInterfaceControlTransportInterfaceGSMBTSWCDMABTSPSTN8PCMISUPATMRANAP over CCS7Iu-PSRANAP over CCS7,(later also over IP)ATMRNSAPIubATMNBAPMSCTCSMRANMobility CoreBSCMSCATM Module2GSGSN3GSGSNRNCRNCGbAbisHLRControlTransportInterface

8、PCMLapDAControlTransportInterfacePCMBSSAPControlTransportIu-CSControlTransportInterfaceControlTransportInterfaceATM/IPIurControlTransportInterfaceControlTransportInterfaceGSMBTSWCDMABTSPSTN9R99R99和和R4R4主要設(shè)備與接口主要設(shè)備與接口Node BUuIubRNCIur接入網(wǎng)接入網(wǎng)核心網(wǎng)核心網(wǎng)TRAUMSCVLRPSTNSGSNGGSNGnGnExternalPacketNetworksGiIu-CS

9、Iu-PSHLR/AuCDCGrUEPrivateIPBackbone10R4 IP R4 IP 軟交換軟交換R99 RANR99 RANR99 R99 終端終端R4R4核心網(wǎng)絡(luò)能后向兼核心網(wǎng)絡(luò)能后向兼容容R99R99的的RANRAN和終端和終端3G3G核心網(wǎng)核心網(wǎng)電路域電路域R99 R99 電路交換電路交換MSCSCPHLRMSCRANRANRANTDMMSC ServerSCPHLRRANRANRANTDM/ATM/IPCS-MGWCS-MGWMSC ServerTUP/ISUP/BICCTUP/ISUPH.248H.248MAP Over TDMMAP Over TDM/IPCAP Ov

10、er TDMCAP Over TDM/IPR99 vs R411網(wǎng)絡(luò)演進網(wǎng)絡(luò)演進小結(jié)小結(jié)vR4與R99的關(guān)系:R4實現(xiàn)核心網(wǎng)絡(luò)IP化v網(wǎng)絡(luò)發(fā)展目標(biāo):nR4只提供基本話音業(yè)務(wù)，不是網(wǎng)絡(luò)演進的最終目標(biāo)；n網(wǎng)絡(luò)演進的目標(biāo)是以IMS為控制核心的全IP網(wǎng)絡(luò),技術(shù)上還有很長的路要走；vIMS和R4/R99將長期共存n現(xiàn)階段IMS還不適于解決移動網(wǎng)內(nèi)基礎(chǔ)話音業(yè)務(wù),存在效率問題nIMS將隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展而引入v移動業(yè)務(wù)方面如POC,IM等v基于VoIP的固定業(yè)務(wù)或VoWLAN業(yè)務(wù)12UE （User Equipment）1. UE是用戶終端設(shè)備,它主要包括射頻處理單元,基帶處理單元,協(xié)議棧模塊以及應(yīng)用層軟件模塊

11、等.2. UE通過Uu接口與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行數(shù)據(jù)交互,為用 戶提供電路域和分組域內(nèi)的各種業(yè)務(wù)功能.包括普通話音,數(shù)據(jù)通信,移動多媒體,Internet應(yīng)用,如E-mail WWW瀏覽FTP等. 13UEUE包括兩部分v ME Mobile Equipment 提供應(yīng)用和服務(wù)v USIM UMTS Subscriber Module 提供用戶身份識別14UTRAN （UMTS Terrestrial Radio Access Network ）vUTRAN 即陸地?zé)o線接入網(wǎng)分為基站Node B 和無線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC 兩部分15NODEBvNode B是WCDMA系統(tǒng)的基站,即無線收發(fā)信機,包括無線

12、收發(fā)信機和基帶處理部件.v通過標(biāo)準(zhǔn)的Iub接口和RNC互連.主要完成Uu接口物理層協(xié)議的處理v它的主要功能是擴頻調(diào)制,信道編碼及解擴解調(diào),信道解碼,還包括基帶信號和射頻信號的相互轉(zhuǎn)換等功能16NODEBvNode B 由下列幾個邏輯功能模塊構(gòu)成vRF收發(fā)放大v射頻收發(fā)系統(tǒng)TRX v基帶部分BB v傳輸接口單元v基站控制部分17網(wǎng)絡(luò)接口網(wǎng)絡(luò)接口NodeBNodeB基本功能（基本功能（1 1）vOverview無線接入與調(diào)制解調(diào)無線接入與調(diào)制解調(diào)CodingInterleavingD1D2D3D4D5D6D7D8D1D2D3D4D5D6D7D81 2 3 4 5 6 7 8Demodulation

13、002104017113002104017113ModulationQ1101I1000QPSK功率控制功率控制切換切換呼叫處理（輔助呼叫處理（輔助RNC完成）完成）小區(qū)管理小區(qū)管理公共信道管理公共信道管理專用信道管理專用信道管理測量處理測量處理同步信號同步信號18NodeB基本功能基本功能(2)雙極化定向天線雙極化定向天線NBBIMTRUMTRUMTRUMAFUMAFUMAFUNFANwireholderwireholderbusbarNCCUHBBINMPTNDTI扇區(qū)扇區(qū)1天線天線扇區(qū)扇區(qū)2天線天線扇區(qū)扇區(qū)3天線天線供電供電Iub口口STM1/E1傳輸網(wǎng)傳輸網(wǎng)RNC主集主集收發(fā)雙工處理收

14、發(fā)雙工處理信令處理、基帶編解碼、解調(diào)處理等信令處理、基帶編解碼、解調(diào)處理等多載波數(shù)字功放多載波數(shù)字功放每扇區(qū)均為兩天線接收分集每扇區(qū)均為兩天線接收分集分分集集扇區(qū)機頂口發(fā)射功率扇區(qū)機頂口發(fā)射功率20W40W基帶框基帶框射頻框射頻框雙工器框雙工器框19RNC （Radio Network Controller）vRNC是無線網(wǎng)絡(luò)控制器主要完成連接建立和斷開切換宏分集合并無線資源管理控制等功能 具體如下： (1) 執(zhí)行系統(tǒng)信息廣播與系統(tǒng)接入控制功能 (2) 切換和RNC遷移等移動性管理功能 (3) 宏分集合并功率控制無線承載分配等無線資源管理和控制功能20RNC RNC 基本功能（基本功能（1 1

15、）安全性功能安全性功能CoreNetworkiRNC陸地電路資源管理陸地電路資源管理Node BNode BNode BNode BRNS無線接入承載無線接入承載 (RAB)QoSParametersCoreNetwork無線資源管理無線資源管理(RRM)控制節(jié)點控制節(jié)點/ControlNode接口節(jié)點接口節(jié)點/InterfaceNode21RNC RNC 基本功能（基本功能（2 2）控制平面控制平面/Control Plane用戶平面用戶平面/User PlaneFP: Frame Protocol 網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議終接網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議終接Network Interface protocol ter

16、mination Iu FP Iur FPs Iub FPs - Selecting/Splitting 數(shù)據(jù)包頭壓縮數(shù)據(jù)包頭壓縮Compression 加密加密Ciphering 無線協(xié)議無線協(xié)議Radio protocols RLC MAC 網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議終接網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議終接Network Interface protocol termination RANAP (Iu Interface) RNSAP (Iur Interface) NBAP (Iub Interface) ALCAP (all interfaces) 無線資源管理無線資源管理Radio Resource Manageme

17、nt RRC termination RRM Strategy QoS Management UTRAN OA&M RNC OA&M22CN （Core Network）vCN 即核心網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)與其他網(wǎng)絡(luò)的連接和對UE的通信和管理主要功能23MSC/VLRvMSC/VLR是WCDMA核心網(wǎng)CS域功能節(jié)點，它通過Iu_CS接口與UTRAN相連、通過PSTN/ISDN接口與外部網(wǎng)絡(luò)PSTN ISDN等相連、通過C/D接口與HLR/AUC相連、通過E接口與其它MSC/VLR GMSC或SMC相連、通過CAP接口與SCP相連、通過Gs接口與SGSN相連。MSC/VLR的主要功能是提供CS

18、域的呼叫控制移動性管理鑒權(quán)和加密等功能24GMSCvGMSC是WCDMA移動網(wǎng)CS域與外部網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)關(guān)節(jié)點，是可選功能節(jié)點。它通過PSTN/ISDN接口與外部網(wǎng)絡(luò)PSTN ISDN 其它PLMN 相連，通過C接口與HLR相連，通過CAP接口與SCP相連。GMSC的主要功能是充當(dāng)移動網(wǎng)和固定網(wǎng)之間的移動關(guān)口局，完成PSTN用戶呼移動用戶時呼入呼叫的路由功能，承擔(dān)路由分析，網(wǎng)間接續(xù)，網(wǎng)間結(jié)算等重要功能25SGSNvSGSN 服務(wù)GPRS支持節(jié)點是WCDMA核心網(wǎng)PS域功能節(jié)點，它通過Iu_PS接口與UTRAN相連，通過Gn/Gp接口與GGSN相連，通過Gr接口與HLR/AUC相連，通過Gs接口與

19、MSC/VLR ，通過Ge接口與SCP相連，通過Gd接口與SMS-GMSC/SMS-IWMSC相連，通過Ga接口與CG相連，通過Gn/Gp接口與SGSN。SGSN的主要功能是提供PS域的路由轉(zhuǎn)發(fā)，移動性管理，會話管理，鑒權(quán)和加密等功能26GGSNvGGSN提供數(shù)據(jù)包在WCDMA移動網(wǎng)和外部數(shù)據(jù)網(wǎng)之間的路由和封裝vGGSN主要功能是同外部IP分組網(wǎng)絡(luò)的接口功能，GGSN需要提供UE接入外部分組網(wǎng)絡(luò)的關(guān)口功能。從外部網(wǎng)的觀點來看，GGSN就好象是可尋址WCDMA移動網(wǎng)絡(luò)中所有用戶IP的路由器，需要同外部網(wǎng)絡(luò)交換路由信息27HLRvHLR （歸屬位置寄存器）是WCDMA核心網(wǎng)CS域和PS域共有的功能

20、節(jié)點，它通過C接口與MSC/VLR或GMSC相連，通過Gr接口與SGSN相連，通過Gc接口與GGSN相連。HLR的主要功能是提供用戶的簽約信息存放，新業(yè)務(wù)支持，增強的鑒權(quán)等功能28External Networks外部網(wǎng)絡(luò)可以分為兩類v電路交換網(wǎng)絡(luò)（CS Networks ）：提供電路交換的連接服務(wù)，象通話服務(wù)ISDN和PSTN均屬于電路交換網(wǎng)絡(luò)v分組交換網(wǎng)絡(luò)（PS Networks ）：提供數(shù)據(jù)包的連接服務(wù)，Internet屬于分組數(shù)據(jù)交換網(wǎng)絡(luò)291、核心網(wǎng)的定義、核心網(wǎng)的定義無線接無線接入網(wǎng)入網(wǎng)核心網(wǎng)核心網(wǎng)用戶終端用戶終端核心網(wǎng)絡(luò)：由一系列完成用戶位置管理、核心網(wǎng)絡(luò)：由一系列完成用戶位置管

21、理、網(wǎng)絡(luò)功能和業(yè)務(wù)控制等功能的物理實體網(wǎng)絡(luò)功能和業(yè)務(wù)控制等功能的物理實體組成。包括組成。包括MSC、HLR、SGSN、GGSN等網(wǎng)元。等網(wǎng)元。30RNCRNCGSMBSCBSCWCDMAExternalIP networksIPBackbonePSTN/ISDNOther PLMNHLR GGSNR99網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)電路域電路域分組域分組域2、WCDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)Transmit MSC3G MSCSGSN31u核心網(wǎng)絡(luò)邏輯上分為CS電路域和PS分組域uCS由GSM技術(shù)演進，PS由GPRS技術(shù)演進u核心網(wǎng)和接入網(wǎng)的Iu接口基于ATM技術(shù)uCS電路域仍然采用傳統(tǒng)的電路交換技術(shù)uPS電路域無重大改

22、進GSMGPRSCS電路域PS分組域3G核心網(wǎng)核心網(wǎng) 2G核心網(wǎng)核心網(wǎng)R99核心網(wǎng)特點核心網(wǎng)特點32SGSNRNCGSMBSCWCDMAMGWExternalIP networksIP/ATM/TDMBackboneMGWPSTN/ISDNOther PLMNHLRGGSNAASIGTRANH.248H.248HLR分組域無重大分組域無重大改進改進 電路域采用承載與電路域采用承載與控制相分離的軟交控制相分離的軟交換方式組網(wǎng)換方式組網(wǎng)MSSIW-MSSR4網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)33v電路域采用承載與控制相分離的電路域采用承載與控制相分離的軟交換結(jié)構(gòu)軟交換結(jié)構(gòu)v電路域引入電路域引入IP承載方式承載方式,

23、分組域和分組域和電路域能夠共用電路域能夠共用IP骨干網(wǎng)骨干網(wǎng)v支持基于支持基于IP承載的承載的NO.7信令信令v支持支持TrFO技術(shù)技術(shù)v分組域無重大改進分組域無重大改進R4核心網(wǎng)特點核心網(wǎng)特點MSCMSSMGW2G核心網(wǎng)3G核心網(wǎng)我是新成員34R5網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和特點網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和特點電路域電路域分組域分組域接入網(wǎng)接入網(wǎng)u核心網(wǎng)電路域無變化u核心網(wǎng)分組域引入IP多媒體子系統(tǒng)IMSuHLR升級為HSSIMSHLR升級而來升級而來353、WCDMA核心網(wǎng)的演進路線電路域電路域分組域分組域2GR99R4R5GSM技術(shù)GPRS技術(shù)引入CS的概念，仍采用傳統(tǒng)的電路交換方式引入PS的概念，無重大改進采用承載與控制

24、相分離的軟交換方式組網(wǎng)無重大改進 無重大改進引入了IP多媒體子系統(tǒng)電路域承載與控制相分離使核心網(wǎng)發(fā)生了革命性變化361、R4核心網(wǎng)特點1、電路域：控制與承載相分離的軟交換方式組網(wǎng)2、電路域：IP承載骨干網(wǎng)3、電路域：TrFO(免編解碼操作)新功能4、采用ATM承載和接入網(wǎng)相連接5、基于IP承載的NO.7信令37B E A R E R(承載)UENode BRNCCN承載的概承載的概念念什么是承載？什么是承載？u可以穿過不同的網(wǎng)元在不同的接口上傳送的隧道稱為承載u邏輯上類似于2G的電路38承載和控制相分離是指什么？IP/ATM/TDMBackboneMGW MGWGSMWCDMA信令承載u指控制

25、面的信令和用戶面的承載分別由獨立的網(wǎng)元負(fù)責(zé)u升級方便，便于開展新業(yè)務(wù)uMSS集中管理，提高維護效率u組網(wǎng)靈活性強MSCMSCMSSMSS39SGSNMGWIP骨干網(wǎng)骨干網(wǎng)MGWGGSNSITGTRANH.248H.248引入IP承載uMGW之間支持多種承載方式ATM/IP/TDM，中移動選擇IP承載u電路域和分組域可以共用骨干網(wǎng)u統(tǒng)計復(fù)用，提高帶寬利用率u話路不需要分級匯接u全IP是發(fā)展目標(biāo)u缺少大規(guī)模IP骨干網(wǎng)的商用經(jīng)驗MSSMSS40ATM承載SGSNRNCWCDMAMGWIP/ATM/TDMBackboneMGWGGSNBICC CS-2, SIP-T核心網(wǎng)和接入網(wǎng)之間采用核心網(wǎng)和接入網(wǎng)之間采用ATMATM承載承載u服務(wù)質(zhì)量有保證u提高帶寬的利用率與與RNC相連的相連的設(shè)備都是設(shè)備都是ATM交換機交換機MSSMSS41TrFO功能UETCTCUEAMRAMRG.711UEUEAMR傳統(tǒng)的語音傳送模式傳統(tǒng)的語音傳送模式TrFO模式模式u避免TC對語音質(zhì)量的損傷，有利于提高語音質(zhì)量u節(jié)省TC開銷，降低設(shè)備投資成本u節(jié)省傳輸帶寬u TrFO42MSS的的功能功能 呼叫控制、計費、移動性管理、智能S