3G网络结构

3G网络结构—简介WCDMAATMIuNMSCNRANO&MUuUEUE=UserEquipmentRAN=RadioAccesNetworkCN=CoreNetworkNMS=NetworkManagementSystemServicePlatformUTRAN网络结构NodeBUuRNCIu(CS)RNCIurNodeBUu分组域电路域UEUEIubIub核心网Iu(PS)Iu(PS)Iu(CS)IuCN(CoreNetwork)circuitswitched(cs)domainpacketswitched(ps)domain3GMSC/VLR3GSGSNUTRAN(UMTSTerrestrialRadioAccessNetwork)RNCNodeBNodeBRNCRadioNetworkControllerUEUserEquipment=MobileEquipment(ME)+UniversalSIM(USIM)RNCNodeBNodeBRadioNetworkSubsystem(RNS)RadioNetworkSubsystem(RNS)IubIubIurIu-PSIu-CSUuUuUEUECN(CoreNetwork)circuitswitched(cs)domainpacketswitched(ps)domain3GMSC/VLR3GSGSNRNCNodeBNodeBRadioNetworkSubsystem(RNS)IubUuBSCBTSBTSBSCBSS2GSGSNIu-gIu-gUmHW/SWChangesMSC&VLRHLR&AC&EIRPSTNBSCBSCBTSBTSTCSMTCSMISDNAGSMnetworkismadefrom3Sub-Systems(BSS,NSSandOSS)ValueAddedServicePlatform(s):SMSC,VMSEvenatthestart,VAS(valueaddedservices)werepartofGSMnetworksTRXChange&TransmissionUpgradeHW/SWChangesININwasintroducedfornewservicesanddifferentiation(e.g.Pre-Paid)IPNetworksDataRatesinGSMareincreasedbyimplementationofFeatureslikeHSCSDSGSNGGSNIPNetworksGPRSisaddedtoexistingnetworkstosupportPackedDataHigherdataratesareobtainedbyintroducingEDGEintheGSMnetworkUMTSRel'3;newBTS,RadioNetworkController,MediaGateway,3G-SGSNRNCBTS3G-SGSNMGWGPRSaddsimproveddataserviceswithanewPacketswitchedbackboneWhereSGSNandGGSNaretwomainelementsPCMISUPATMRANAPoverCCS7Iu-PSRANAPoverCCS7,(lateralsooverIP)ATMRNSAPIubATMNBAPMSCTCSMRANMobilityCoreBSCMSCATMModule2GSGSN3GSGSNRNCRNCGbAbisHLRControlTransportInterfacePCMLapDAControlTransportInterfacePCMBSSAPControlTransportIu-CSControlTransportInterfaceControlTransportInterfaceATM/IPIurControlTransportInterfaceControlTransportInterfaceGSMBTSWCDMABTSPSTNR99和R4主要设备与接口NodeBUuIubRNCIur接入网核心网TRAUMSCVLRPSTNSGSNGGSNGnGnExternalPacketNetworksGiIu-CSIu-PSHLR/AuCDCGrUEPrivateIPBackboneR4IP软交换R99RANR99终端VSR4核心网络能后向兼容R99的RAN和终端3G核心网电路域R99电路交换MSCSCPHLRMSCRANRANRANTDMMSCServerSCPHLRRANRANRANTDM/ATM/IPCS-MGWCS-MGWMSCServerTUP/ISUP/BICCTUP/ISUPH.248H.248MAPOverTDMMAPOverTDM/IPCAPOverTDMCAPOverTDM/IPR99vsR4网络演进小结R4与R99的关系:R4实现核心网络IP化网络发展目标:R4只提供基本话音业务，不是网络演进的最终目标；网络演进的目标是以IMS为控制核心的全IP网络,技术上还有很长的路要走；IMS和R4/R99将长期共存现阶段IMS还不适于解决移动网内基础话音业务,存在效率问题IMS将随着业务的发展而引入移动业务方面如POC,IM等基于VoIP的固定业务或VoWLAN业务UE（UserEquipment）1.UE是用户终端设备,它主要包括射频处理单元,基带处理单元,协议栈模块以及应用层软件模块等.2.UE通过Uu接口与网络设备进行数据交互,为用户提供电路域和分组域内的各种业务功能.包括普通话音,数据通信,移动多媒体,Internet应用,如E-mail包括两部分􀁹MEMobileEquipment提供应用和服务􀁹USIMUMTSSubscriberModule提供用户身份识别UTRAN（UMTSTerrestrialRadioAccessNetwork）UTRAN即陆地无线接入网分为基站NodeB和无线网络控制器RNC两部分NODE—BNodeB是WCDMA系统的基站,即无线收发信机,包括无线收发信机和基带处理部件.通过标准的Iub接口和RNC互连.主要完成Uu接口物理层协议的处理它的主要功能是扩频调制,信道编码及解扩解调,信道解码,还包括基带信号和射频信号的相互转换等功能NODE—BNodeB由下列几个逻辑功能模块构成RF收发放大射频收发系统TRX基带部分BB传输接口单元基站控制部分网络接口NodeB基本功能（1）Overview无线接入与调制解调CodingInterleavingD1D2D3D4D5D6D7D8D1D2D3D4D5D6D7D812345678Demodulation002104017113002104017113ModulationQ1101I1000QPSK功率控制切换呼叫处理（辅助RNC完成）小区管理公共信道管理专用信道管理测量处理同步信号NodeB基本功能(2)双极化定向天线NBBIMTRUMTRUMTRUMAFUMAFUMAFUNFANwireholderwireholderbusbarNCCUHBBINMPTNDTI扇区1天线扇区2天线扇区3天线供电Iub口STM1/E1传输网RNC主集收发双工处理信令处理、基带编解码、解调处理等多载波数字功放每扇区均为两天线接收分集分集扇区机顶口发射功率20W－40W基带框射频框双工器框RNC（RadioNetworkController）RNC是无线网络控制器主要完成连接建立和断开切换宏分集合并无线资源管理控制等功能具体如下：(1)执行系统信息广播与系统接入控制功能(2)切换和RNC迁移等移动性管理功能(3)宏分集合并功率控制无线承载分配等无线资源管理和控制功能RNC基本功能（1）安全性功能CoreNetworkiRNC陆地电路资源管理NodeBNodeBNodeBNodeBRNS无线接入承载(RAB)QoSParametersCoreNetwork无线资源管理(RRM)控制节点/ControlNode接口节点/InterfaceNodeRNC基本功能（2）控制平面/ControlPlane用户平面/UserPlaneFP:FrameProtocol•网络接口协议终接NetworkInterfaceprotocoltermination–IuFP–IurFPs–IubFPs-Selecting/Splitting•数据包头压缩Compression•加密Ciphering•无线协议Radioprotocols–RLC–MAC•网络接口协议终接NetworkInterfaceprotocoltermination–RANAP(IuInterface)–RNSAP(IurInterface)–NBAP(IubInterface)–ALCAP(allinterfaces)•无线资源管理RadioResourceManagement–RRCtermination–RRMStrategy–QoSManagement•UTRANOA&M•RNCOA&MCN（CoreNetwork）CN即核心网络负责与其他网络的连接和对UE的通信和管理主要功能MSC/VLRMSC/VLR是WCDMA核心网CS域功能节点，它通过Iu_CS接口与UTRAN相连、通过PSTN/ISDN接口与外部网络PSTNISDN等相连、通过C/D接口与HLR/AUC相连、通过E接口与其它MSC/VLRGMSC或SMC相连、通过CAP接口与SCP相连、通过Gs接口与SGSN相连。MSC/VLR的主要功能是提供CS域的呼叫控制移动性管理鉴权和加密等功能GMSCGMSC是WCDMA移动网CS域与外部网络之间的网关节点，是可选功能节点。它通过PSTN/ISDN接口与外部网络PSTNISDN其它PLMN相连，通过C接口与HLR相连，通过CAP接口与SCP相连。GMSC的主要功能是充当移动网和固定网之间的移动关口局，完成PSTN用户呼移动用户时呼入呼叫的路由功能，承担路由分析，网间接续，网间结算等重要功能SGSNSGSN服务GPRS支持节点是WCDMA核心网PS域功能节点，它通过Iu_PS接口与UTRAN相连，通过Gn/Gp接口与GGSN相连，通过Gr接口与HLR/AUC相连，通过Gs接口与MSC/VLR，通过Ge接口与SCP相连，通过Gd接口与SMS-GMSC/SMS-IWMSC相连，通过Ga接口与CG相连，通过Gn/Gp接口与SGSN。SGSN的主要功能是提供PS域的路由转发，移动性管理，会话管理，鉴权和加密等功能GGSNGGSN提供数据包在WCDMA移动网和外部数据网之间的路由和封装GGSN主要功能是同外部IP分组网络的接口功能，GGSN需要提供UE接入外部分组网络的关口功能。从外部网的观点来看，GGSN就好象是可寻址WCDMA移动网络中所有用户IP的路由器，需要同外部网络交换路由信息HLRHLR（归属位置寄存器）是WCDMA核心网CS域和PS域共有的功能节点，它通过C接口与MSC/VLR或GMSC相连，通过Gr接口与SGSN相连，通过Gc接口与GGSN相连。HLR的主要功能是提供用户的签约信息存放，新业务支持，增强的鉴权等功能ExternalNetworks外部网络可以分为两类电路交换网络（CSNetworks）：提供电路交换的连接服务，象通话服务ISDN和PSTN均属于电路交换网络分组交换网络（PSNetworks）：提供数据包的连接服务，Internet属于分组数据交换网络1、核心网的定义无线接入网核心网用户终端核心网络：由一系列完成用户位置管理、网络功能和业务控制等功能的物理实体组成。包括MSC、HLR、SGSN、GGSN等网元。RNCRNCGSMBSCBSCWCDMAExternalIPnetworksIPBackbonePSTN/ISDNOtherPLMNHLRGGSNR99网络结构电路域分组域2、WCDMA网络结