WCDMA网络结构

《WCDMA网络结构》由会员分享，可在线阅读，更多相关《WCDMA网络结构（28页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,*,,资料来源：,Unit of measure,*,3G WCDMA/TD-SCDMA,网络结构,,,无线接入网,+,传输网  核心网,+,传输网,主要内容,WCDMA,系统,,3G WCDMA,系统包括三大部分,：,,,终端（,UE,）,,核心网（,CN,）,,无线接入网（,RAN,）,,,整个系统可分为两个域：,,UE,用户设备域 （,User Equipment Domain,）,,,CN,＋,RAN,基本架构域 （,Infrastructure Domain,）,,,有时，

2、核心网和无线接入网又合称承载网,1,,WCDMA/TD-SCDMA,网络基本结构,,,,IP,,Network,GGSN,SGSN,MSC/VLR,RNC,Node B,Node B,Iu,PS,RNC,Node B,Node B,Iub,Uu,Iu,CS,Iur,HLR,,PSTN,无线接入网（,RAN,）,核心网（,CN,）,GMSC,Auc,MSC/VLR,SGSN,核心网分组域（,PS),核心网电路域（,CS),UE,USIM,ME,Cu,UU,用户设备,2,,3G WCDMA,系统相关名词,,UMTS,：,Universal Mobile Telecommunication Syst

3、em,,通用移动通信系统（对应于,3GPP,标准）,,,RAN,：,Radio Access Network,，无线接入网,,,UTRAN,：,UMTS Terrestrial Radio Access Network , UMTS,地面无线接入网,,,CN: Core Network,,核心网,,,UE,：,User Equipment,，用户设备,,,,USIM,：,UMTS Subscriber Identity Module,，,UMTS,用户识别模块,,,ME,：,Mobile Equipment,,移动设备,,,MAP: Mobile Application Part ,,移动

4、应用部分（信令）,,,ATM: Asynchronous Transfer Mode,,异步传输模式,,,,3,,UMTS,无线接入网（,UTRAN,） 结构,,MSC/,,VLR,SGSN,RNC,RNC,Node B,Node B,Node B,Node B,USIM,ME,IuCS,IuPS,Cu,Uu,Iub,Iur,UE,UTRAN,CN,ATM/IP,ATM/IP,ATM/IP,ATM/IP,4,,UTRAN,基站（,Node B,）,基站（,NODE B),主要功能,,,,对用户终端： 实现,Uu,接口的无线接入物理信道功能，即把传输信道的信息映射到无线物理信道上，并通过空中接

5、口（,Uu,）发送到终端。,,,对网络端：通过定义的,NBAP,协议来实现,Iub,接口的功能。,,根据,RNC,的控制指令来管理和配置小区的公共资源以及与,UE,有关的专用资源。,,,NODE B,是由多个称为小区的逻辑实体组成。每个小区都有自己的,ID,和扰码。,UE,识别小区主要通过识别扰码和小区,ID.,,,R5,及以后的版本，在,NODE B,中还增加了,HSDPA,和,HSUPA,功能，如快速调度、数据包重发等。,,,5,,UTRAN,无线网络控制器（,RNC,）,,,无线网络控制器（,RNC),的主要功能,,,,RNC,是无线接入网（,UTRAN),的交换和控制中心。,,它主要包

6、括两部分功能：,,,,1. UTRAN,无线资源管理,(RRM),,,接入控制,,切换,,负载控制,,功率控制（内环功控）,,信道配置和重配等,,,2.,控制功能,,,小区（基站）的管理控制,,无线承载（,RB,）数据处理和管理,,业务和信令承载建立和释放,,,UTRAN,的安全功能,,数据库管理,,,UE,定位等,,,6,,UTRAN,无线网络控制器（,RNC,）,,,无线网络控制器（,RNC),的逻辑分类,,,,RNC,在逻辑功能上又分为,,,控制,RNC( Controlling RNC ,CRNC),,,服务,RNC,（,Service RNC, SRNC,）,,漂移,RNC (Dr

7、ift RNC, DRNC),,,RNC,中用于控制基站公共传输资源的功能，称为,CRNC,。,,,,RNC,中针对某个用户业务数据（专用信道）的处理和控制功能，称为,SRNC,。,,,,DRNC,是相对,SRNC,来说的，当某个移动用户从,SRNC,控制的小区移动到其它,RNC,控制的小区，并产生软切换（通过,RNC,之间的,Iur,接口进行分集合并）时，除,SRNC,之外的,RNC,就称为,DRNC,。,,,在,R5,和,R6,的版本中，,RNC,的功能并无太多的变化，但在内部和外部的传输网络部分增加了基于,IP,的选项。,HSXPA,的大部分功能都是增加在,NODE B,。,,,,7,,

8、UTRAN,接口和传输网,,,UU,： 移动终端与基站的无线空中接口，无线物理传输层，上、下行各,5MHz,带宽。,,R5:,在,R99/R4,的基础上，空中接口增加了与,HSDPA,相关的物理信道。,,,Iub,：,RNC,与,NodeB,之间的接口，接口信令：,NBAP,。,,R99/R4,：,Iub,接口采用,ATM,传输方式，物理层可以是多个,E1,（,2,～,8,）或,STM,－,1,。,,R5,：,Iub,接口采用,ATM,传输方式或,IP,方式，由于引入,HSDPA,，传输数据量大大增加，物理层一般使用,STM-1,。,,,Iur,：,RNC,与,RNC,之间的接口，接口信令：,

9、RNSAP,,R99/R4,：,Iur,接口也采用,ATM,传输方式，物理层一般使用,STM,－,1,。,,R5,：,Iur,接口采用,ATM,传输方式或,IP,方式，物理层一般采用,STM,－,1,。,,,,Iu,-CS,: RNC,与电路域核心网之间的接口，接口信令：,RANAP,,Iu,-PS,: RNC,与分组域核心网之间的接口，接口信令：,RANAP,,R99/R4,：,Iu,接口采用,ATM,传输方式，物理层一般使用,1~2,个,STM,－,1,。,,R5,：,Iu,接口采用,ATM,传输方式或,IP,方式，物理层一般采用,1,～,2,个,STM,－,1,。,,8,,UMTS,

10、无线接入网组网,,Node B,Node B,Node B,Node B,,ATM,,交换机,,ATM,,交换机,RNC,RNC,STM-1,MSC,SGSN,STM-1,STM-N,STM-1,STM-N,E1/STM-1,E1/STM-1,E1/STM-1,E1/STM-1,·,,·,,·,,·,,·,,·,,9,,WCDMA/TD-SCDMA,核心网,,3G WCDMA,与,TD-SCDMA,二个无线接入系统使用相同的 核心网，又称,UMTS,系统核心网。随着技术的演进，核心网目前主要有以下版本：,,,,R99,版核心网,,,R4,版核心网,,,R5,版核心网,10,,3GPP UMTS

11、 R99,,,核心网,RAN,,Iu,-CS,,,Iu,-PS,,“,call,”,TDM,CS,域,,“,session,”,IP Backbone,PS,域,Intranet/ Internet,PSTN,AuC,SGSN,GGSN,MSC/VLR,GMSC,Gi,Gn(UDP,/IP),SGSN:,服务,GPRS,支持节点,GGSN:,网关,GPRS,支持节点,HLR,ATM,ATM,H,D(MAP),C(MAP),Gr(MAP,),Gs(SCCP,),Gc(MAP,),11,,WCDMA/TD-SCDMA,核心网（,R99,版）,,,MSC,（ 移动交换中心）,：,,执行本区域内所有,

12、UE,的电路交换业务的发起、建立和释放以及切换等。,,,VLR,（访问位置寄存器）：负责用户的位置登记和位置信息更新，存储位于管辖区内的移动用户信息。在,GSM,中,VLR,是独立的，而,3G,中,VLR,与,MSC,成为一个整体，所以常写成“,MSC/VLR”,。,,,GMSC(,网关移动交换中心）：移动呼叫的路由迂回功能。负责和其它网络的输入,/,输出连接。,,,HLR,（归属位置寄存器）：负责管理移动用户的永久信息的数据库。如计费、签约和,IMSI,等信息。,,,AuC,(,鉴权中心）：负责存储移动用户用于鉴权和在空中接口加密所需的数据。,AuC,为,CS,域和,PS,域共用设备是存储用

13、户鉴权算法和加密密钥的实体，,AuC,将鉴权和加密数据通过,HLR,发往,VLR MSC,以及,SGSN,以保证通信的合法和安全。每个,AuC,和对应的,HLR,关联只通过该,HLR,和外界通信通常,,AuC,和,HLR,结合在同一物理实体中。,,,SGSN,：（服务,GPRS,支持节点）：在分组域执行类似于,MSC/VLR,的功能。,,,GGSN,（网关支持节点）：主要完成移动性管理、路由选择和转发，以及不同网络之间数据格式、信令协议和地址信息的转换。,,12,,,(5),设备识别寄存器,EIR,,EIR,为,CS,域和,PS,域共用设备存储着系统中使用的移动设备的国际移动设备,,识别码,I

14、MEI,其中移动设备被划分白灰黑三个等级,,并分别存储在相应的表格中目前中国没有用到该设备,,,13,,R99,核心网的特点,,核心网络分为,CS,电路域和,PS,分组域，核心网和接入网之间的,Iu,接口,采用,ATM;,,核心网络电路域基于,TDM,承载技术,，信令是,RANAP,MAP,ISUP/TUP,,并引入电路域基于,64K,的视频业务,;,,核心网络分组域基于,GPRS,技术，,GTP,隧道延伸到接入网,;,,TC,单元放置在核心网侧,;,,系统安全性的增强,;,,设备识别寄存器,EIR,,EIR,为,CS,域和,PS,域共用设备存储着系统中使用的移动设备的国际移动设备,,识别码,

15、IMEI,其中移动设备被划分白灰黑三个等级,,并分别存储在相应的表格中目前中国没有用到该设备,,14,,3GPP,UMTS R4,,核心网,,CS-Domain,“,call,”,PSTN,,TDM, ATM or IP,GMSC,,Server,MSC,,Server,MSC,GMSC,“,session,”,IP Backbone,PS-Domain,RNC,Intranet/,,Internet,AuC,HLR,SGSN,GGSN,MGW,MGW,,Iu,-CS,,,Iu,-PS,Gi,Gn,BICC,15,,R4,新增,CS,接口及协议栈,,MGW,Mc,Mc,Nb,Nc,MSC,,S

16、erver,MGW,GMSC,,Server,16,,R4,核心网特点,,R4,标准是,R99,标准的超集，反向兼容,R99,网络,； 电路域引入基于软交换的控制和承载分离构架；,,R4,电路,域,支持多种方式的核心网络承载技术：,TDM /ATM /IP,,R4,的,信令,增加可选类型：基于,IP,承载的,SS7,信令 ；,基于,BICC,的电路域呼叫信令,;,,R4,承载和控制分离模型下，通过带外信令建立免编解码器的话路连接，,TC,单元被延伸到网关侧，节省网络建设投资；,,R4,标准引入新的业务与网络结构基本无关，,R4,对,LCS,、,STREAM,等业务进行了增强；,,17,,3GP

17、P UMTS R5,,核心网,,CS-Domain,“,call,”,PSTN,,TDM, ATM or IP,GMSC,,Server,MSC,,Server,MSC,GMSC,“,session,”,IP Backbone,PS-Domain,RNC,Intranet/ Internet,SGSN,GGSN,MGW,MGW,,Iu,-CS,,,Iu,-PS,Gi,Gn,IM Sub-System,,,SIP,CSCF,“,IPv6 Based,”,MGW,MGCF,HSS,SCP,HSS: Home Subscriber Server,CSCF: Call Server Control F

18、unction,MGCF: Media Gateway Control Function,IP Multi-media Sub-System,,(IMS),18,,R5,核心网特点,,R5,引入,IP,多媒体域,IMS,，在,IMS,域实现全业务的融合思路。,IMS,域为叠加域；,,引入基于,SIP,的多媒体呼叫信令协议，实现端到端的,IP,多媒体业务；,,为了解决用户,IP,地址的问题，,IPv6,成为网络必选，,IPv4,成为网络可选；,,HLR,演进为,HSS,系统。,,R5,之后,WCDMA,的核心网主架构基本稳定，,R6/R7,以后主要是业务功能的增强和完善，包括：,WLAN,和,3

19、G,的融合、,MBMS,、,Presence,等等。,,,,19,,WCDMA,协议版本的演进,,,R4,R5,R99,,核心网：分,CS,（电路域）和,PS,（分组域）,,接入网：引入,WCDMA UTRAN,，接入网之间,ATM,,核心网和接入网之间的,Iu,接口基于,ATM,,电路域结构的变化：实现承载与控制分离。,MSC,被,MSC Server,和,MGW,两个独立的功能实体所替代。,,核心网,电路域,可采用,IP/ATM/TDM,组网方式，支持,多种传输技术：,IP,、,ATM,、,TDM,核心网增加,IMS,（,IP,多媒体子系统）,,接入网,向,IP,方向发展,, 呼叫基于会话

20、发起协议（,SIP,）,,增强的,IP QoS,能力，支持端到端的,IP,多媒体业务,,无线接入网：,HSDPA,，接入网之间增加,IP,传输选项,2000,2001,2002,规范完成时间,20,,R99,核心网电路域组网,,21,,R4,核心网电路域组网,,HLR/,AuC,E1,22,,3G,本地网网元设置原则,,1,、,MSC Server,集中放置,,2,、,1,个,MSC Server,最大容量建议,120,万。当,MSC Server,容量超过,100,万时，要考虑容灾（双归属） 机制 ；,MSC Server,原则上每个,RNC,相应的设置,1,个,MGW,1,、原则上每个,3

21、G,本地网单独设置,HLR,，,10,万用户以下的,3G,本地网不单独设置,HLR.,,2,、,1,个,HLR,最大容量建议设置为,120,万,,3,、,HLR,采用１＋１备份或者,N+1,备份,MGW,MGW,集中,集中,分散,23,,NodeB,NodeB,RNC,3G,长途网,Iub,RNC,MGW,城区,B,MSC SERVER,GW,PSTN,TMSC,MGW,NodeB,NodeB,RNC,IP/TDM,核心网机房,2,核心网机房,3,城区,C,省会等大城市,组网特点：,,MGW,间可以采用有,QOS,保证的点到点的,IP,承载，便于开通局内,TrFO,功能，节省,TC,资源，节省

22、传输，提高话音质量；,,其中一个,MGW,兼做关口和汇接,MGW,，,既简化拓扑，又可以集中管理,TC,资源；,城区,A,核心网机房,1,MGW,集中设置,TC,3G,本地网网络拓扑,——,用户密集地区,,24,,组网特点：,,区域中心的,MGW,兼做汇接功能，各卫星地市的,MGW,与之进行星型,TDM,组网；,,卫星地市的,MGW,，,负责本地区,3G,话务的就近接入及与,PSTN,的,GW,的就近互通；,,适用于地理位置临近的几个地市内，存在一个相对发达的中心城市的环境下组网；,区域中心 （区号,1,）,NodeB,NodeB,RNC,GW,GW,Iub,RNC,NodeB,NodeB,R

23、NC,3G,长途网,TMSC,NodeB,NodeB,RNC,GW,GW,MSC SERVER,MGW,MGW,MGW,MGW,MGW,周边地市,1,（区号,2,）,周边地市,2,（区号,3,）,周边地市,3,（区号,4,）,TDM,TDM,TDM,3G,本地网网络拓扑,——,区域中心模式,,25,,ss7,PSTN,,ISDN,Billing,,Center,,NodeB,RNC,Iub,Iu-PS,Gi,Gp,Firewall,Firewall,Charging Gateway,GGSN,Border,,Gateway,SGSN,Ga,3G PS,,Backbone,Internet,,,Intranet,,,etc.,Other PLMN,Gd/Gr/Gs,Gn,Gn,DNS,DNS,DNS,RADIUS,NodeB,RNC,UMTS UTRAN,Iub,Iu-PS,CS Domain,分组域组网结构图,,HLR,,/,AuC,ATM/IP,ATM/IP,Iu,-PS:,物理链路一般采用,STM-1,,R99/R4,，基于,ATM,传输,,R5,,基于,ATM / IP,传输,,在核心网,PS,域内部使用以太网接口,26,,,谢谢大家！,27,,