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1、WCDMA核心网PS域培训 PS域总体介绍 核心网 CN PLMN 公用陆地移动网络 从逻辑结构上划分为核心网和接入网两个部分 核心网分为CS域和PS域以及IP多媒体子系统 CS域 CS域主要指向用户提供电路交换型业务的CN实体 这些实体有 MSC GMSC VLR PS域 PS域主要指向用户提供分组交换型业务的CN实体 这些实体有 SGSN GGSN Iu CS Iu CS Iu PS Iu PS Iub RNC NodeB NodeB RNS Iur Iub RNC NodeB NodeB RNS VLRMSC A GMSC Abis BSC BTS BTS BSS PSTN PSTN E
2、IR F HLR AUC D C H Abis BSC BTS BTS BSS otherPLMN Gi WCDMA基本网络结构 PS域 WCDMA基本网络结构 R99是在GPRS的基础上演变而来的 最新版本是2001 3发布的 R4 R5是全IP的网络 正在标准化 2 99的核心网分两个部分 CS域和PS域 WCDMA的核心网分两个阶段 R99和R4 R5CS域是在GSMPhase2 的电路核心网基础上演变而来的 主要处理电路业务 主要实体有GMSC MSC VLR PS域是在GPRS核心网的基础上演变而来的 主要处理分组数据业务 主要实体是SGSN GGSN HLR EIR以及SMS是CS
3、域和PS域的公共部分 从核心网的结构可以看出 在R99核心网中 电路业务和分组业务是分开处理的 R99核心网PS域是我们今天讨论的重点 3 UMTSPS域核心网SGSN GPRS服务支持节点 为MS提供分组移动性管理 路由选择等功能 GGSN GPRS网关支持节点 是UMTSPS域接入到外部数据网的网关 在核心网PS域内 各GSN实体之间通过Gn Gp接口相连 该接口是基于IP骨干网的接口 SGSN GGSN和MSC VLR HLR EIR SMS实体之间的通信只涉及信令 这些实体之间的接口Gs Gr Gf Gd Gc都是基于SS7的接口 GGSN通过Gi接口与PDN互连 PDN不同 Gi接口
4、也不同 PDN可以是X 25或IP网 4 R99核心网既要能接入2G的BSS 又要能接入3G的RNS 对PS域来说 就要同时提供Iu PS和Gb接口 弱点 使用很窄的无线电频谱 容量很小 很快出现饱和 且终端庞大 昂贵 无法适应大容量需求 服务质量很低 3G系统发展历程 3G系统发展历程 第一代80年代 第二代 90年代 第三代 2000年代 Cell 开创移动通信新纪元 蜂窝 全面提高了移动用户的容量 推动了移动通信的快速发展 使移动通信产业从此散发出勃勃生机 1000用户 1000 n用户 第一代模拟系统1G80年代开始投放市场 NMT Nordicmobilephone AMPS Adv
5、ancedMobilePhoneSystem TACS TotalAccessCommunication J TACS 011100010100011001 011100010100011001 011100010100011001 011100010100011001 01110001010001100111100000001011 第二代数字系统2G90年代登上舞台 2G 当前通信市场的主角 以语音业务为主提供9 6k低速电路型数据业务 用户密度急剧增长数据业务需求不断提高2G系统受空中接口及网络能力的限制 难以满足市场的需求 But 更高和灵活的传输速率 丰富多彩的业务服务 高品质的话音
6、质量 更大的容量 更低的代价 更低的发射功率 全球漫游 全球统一频段 统一标准 全球无缝覆盖高频谱效率高服务质量 高保密性能提供多媒体业务 速率最高到2Mb s车速环境 144kb s步行环境 384kb s室内环境 2Mb s易于第二代系统的过渡 演进终端价格低 3G发展目标 3G 移动通信的源动力 我们的移动通信需要有更高的频谱效率更高的业务质量多种多样的业务支持移动多媒体 数字化宽带化智能化个人化 UMTS是第三代移动通信系统 数据传输速率 IMT 2000的标准化分为核心网和无线接入网两部分 ITU最初的愿望 制定一个统一的无线接口标准 制定一个公共的网络标准 因种种原因 网络部分提出
7、 家族概念 基于现有的第二代两大网络 即GSMMAP和IS 41核心网无线接口部分形成多个无线技术标准 在不断融合和演进中 IMT 2000标准化发展历程 UTRATDD IMT 2000标准化发展历程 核心网 CoreNetwork IS 41核心网 CDMA网络 cdma2000 GSMMAP核心网 WCDMA TD CDMA TD SCDMA UWC 136 DECT 无线接口 IMT2000存在两大网络体系 由GSM发展基于W CDMA的UMTS系统 3GPP负责协议的制订工作 由IS95发展而来的基于多载波CDMA2000系统 3GPP2负责协议的制订工作 IMT 2000标准化发展
8、历程 GSM BSS BSC BTS BTS VLRMSC VLRMSC A E GMSC Abis BSC BTS BTS G EIR F HLR AUC D C H BSC BTS BTS BSS BSS VLRMSC PSTN 3G演变历程 BSC VLRMSC VLRMSC A E GMSC Abis BTS BTS BSS EIR F HLR AUC D C H VLRMSC Abis BSC BTS BTS BSS Gs SGSN Gb GGSN Gn PDN Gf Gr Gc PCU Ater PSTN Internet 3G演变历程 UMTS 通用移动通讯系统 网络结构 MT
9、DTE DTE externalPLMN PDN SGSN Node B SRNC MSC VLR HLR EIR Gr Iub Gs ownPLMN Gn UTRAN Gc Node B DRNC Iur MT DTE BSC BTS BSC A BSS Gb UMSC PS GGSN UMSC CS Uu Gi Iu CS Iu PS WCDMA网络结构 移动交换中心 MSC CS域网络的核心 提供交换和完成移动用户寻呼接入 信道分配等重要任务 并提供面向系统其它功能实体和面向固定网的接口功能 作为网络的核心 MSC与其他网络单元协同工作 完成移动用户位置登记 越区切换和自动漫游 合法性检
10、验及频道转接等功能 核心网网元实体与作用 核心网网元实体与作用 网关MSC GMSC 用于连接CS域与外部的PSTN的实体 完成CN的CS域与PSTN的互通 交互工作功能 IWF 通过适配GSM的传输特性和通讯对方的网络特性 将MSC和特定网络互连 核心网网元实体与作用 GPRS业务支持节点 SGSN 是PS域网络的核心 对MS的位置进行跟踪 完成安全鉴权功能与接入控制 并与GGSN共同完成PDP连接的建立 维护与删除工作 核心网网元实体与作用 核心网网元实体与作用 归属位置寄存器 HLR 签约的移动用户的重要信息 并可实时地提供对用户位置信息的查询和修改 及实现各类业务操作 包括位置更新 呼
11、叫处理 鉴权 补充业务等 完成移动通信网中用户移动性管理 拜访位置寄存器 VLR 存储着进入其控制区域内已登记的移动用户的相关信息 并移动用户的HLR处获取并存储必要的数据 移动用户发生实质移动 VLR要做相应处理 VLR可看作为一个动态用户数据库 核心网网元实体与作用 VLR MSC HLR VLR MSC record record VLR MSC HLR VLR MSC record record record record record movement movement Lotsofrecordtraffic Trytoreducemobile relatedsignaling Su
12、per Charger thesolution VLR MSC HLR VLR MSC record record VLR MSC HLR VLR MSC record record record record record movement movement VLR MSC HLR VLR MSC record record record movement Day1 Day2 dynamicsubscriptiondeletioninVLRs RetainVLRrecords 鉴权中心 AUC 用于GSM系统的安全性管理 AUC存储着鉴权信息和加密密钥 用来防止无权用户接入系统和保证通过无线
13、接口的移动用户通信的安全 核心网网元实体与作用 移动设备识别寄存器 EIR 存储着移动设备的国际移动设备识别码 IMEI 运营部门通过核查相关信息 采取相应的措施 以确保网络内所使用的移动设备的唯一性和安全性 核心网网元实体与作用 短消息MSC网关 SMS GMSC 作为连接MS中心和PLMN的接口功能实体 传递从业务中心SC到移动台的短消息 核心网网元实体与作用 短消息互通IWFMSC 作为连接SMS中心和PLMN的接口功能实体 传递从移动台到业务中心的短消息 核心网网元实体与作用 短消息中心 短消息中心 核心网网元实体与作用 无线网络子系统 RNS 是3G的基站子系统 通过无线接口 Uu
14、直接与一动态相接 负责无线信号的发送接收和无线资源管理 RNS与MSC SGSN相连 实现移动用户之间或移动用户与固定网络用户之间的通信连接等 无线信道的加密在这里完成 RNS由一个或多个基站收发信台 NodeB 和RNC组成 NodeB和RNC可处于同一位置 也可分开设置 基站子系统 BSS 通过无线接口 Um 直接与移动台相接 负责无线信号的发送接收和无线资源管理 另一方面 BSS与网络子系统 NSS 中的移动交换中心 MSC 相连 实现移动用户之间或移动用户与固定网络用户之间的通信连接 由一个或多个基站收发信台 BTS 和基站控制器 BSC 组成 核心网网元实体与作用 基站控制中心 BS
15、C 是BSS的控制部分 起着BSS的交换设备的作用 即各种接口的管理 承担无线资源和无线参数的管理 核心网网元实体与作用 无线网络控制中心 RNC 是RNS的控制部分 负责各种接口的管理 承担无线资源和无线参数的管理 核心网网元实体与作用 核心网网元实体与作用 群呼寄存器 GCR GCR是用于处理话音群呼业务VGCS和话音广播业务VBS的寄存器 核心网网元实体与作用 共享互通功能 SIWF 是具有提供数据和传真呼叫互通功能的网络功能模块 核心网接口与结构 核心网与外部网络接口 Gi Gp 与PSTN的接口 核心网与无线网络接口 A Gb Iu Ps Iu Cs 核心网内部接口 B C D E
16、Q Gn Gs Gc Gr Gf Gd 从R99演进的全IP网络结构 新建全IP网络结构 Uu MS UTRAN 3G SGSN 3G GGSN Eg Ip PPP Eg IP PPP Iu PS Gn PS域用户面结构 1 SNDCP SNDCP GTP U Um MS BSS 3G SGSN 3G GGSN Eg Ip PPP Eg IP PPP NETWORKSERVICE L1bis BSSGP MAC L1 RLC Gb Gn PS域用户面结构 2 GTP U L1 GMM SM SMS PS域控制面结构 1 RRC Uu MS UTRAN 3G SGSN 3G GGSN MAC RLC Iu PS Gn RANAP GTP C GTP C RRC RANAP L1 MAC RLC GMM SM SMS PS域控制面结构 2 MS BSS 3G SGSN 3G GGSN Gb Gn GTP C GTP C NETWORKSERVICE L1bis BSSGP GMM SM SMS MAC L1 RLC GMM SM SMS Um Gn Gp控制面结构 GGSN SGSN SG
