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1、,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,中國移動3G高級培訓之十一,3G培訓教材之十一,核心網(wǎng)網(wǎng)絡結構和協(xié)議,中國移動通信集團公司技術部,2001年4月,核心網(wǎng)絡的定義及其核心網(wǎng)絡的不同階段,R99核心網(wǎng)絡,R4核心網(wǎng)絡,R5核心網(wǎng)絡,核心網(wǎng)絡的平滑演進,2,核心網(wǎng)絡的定義,核心網(wǎng)絡：由一系列完成用戶位置管理、網(wǎng)絡功能和業(yè)務控制等功能的物理實體組成，物理實體包括（G）MSC、HLR、SCP、SMC、GSN等。核心網(wǎng)絡又分為歸屬網(wǎng)絡、拜訪網(wǎng)絡和傳送網(wǎng)絡3類。（參見3GPP規(guī)范23.101）,3,3G核心網(wǎng)絡的不同階段（1）,R99：,1999年4

2、月3GPP完成第一個版本，之后對內(nèi)容不斷進行增補和修改，2001年3月最終凍結。但2000年12月之后的版本變動不大。,主要變化體現(xiàn)在新的無線技術的引入，,核心網(wǎng)絡無根本性改變。,R4：,2001年3月完成第一個版本。,主要變化,無線接口：TDSCDMA無線技術的基本完成,核心網(wǎng)絡：MSC被拆分為MSC Server和MGW兩部分，開始實施向ALL IP網(wǎng)絡的過渡,4,3G核心網(wǎng)絡的不同階段（2）,R5（又稱ALL IP網(wǎng)絡）,預計2001年12月完成第一個版本，根據(jù)目前的情況，可能會推遲到2002年初。,主要變化體現(xiàn)在,無線接口：IP技術成為無線接入網(wǎng)絡的承載技術,核心網(wǎng)絡：大量新的功能實體

3、的增加，改變了原有的呼叫流程。IP技術成為所有信令消息的承載技術。,5,核心網(wǎng)絡的定義及其核心網(wǎng)絡的不同階段,R99核心網(wǎng)絡,R4核心網(wǎng)絡,R5核心網(wǎng)絡,核心網(wǎng)絡的平滑演進,6,R99核心網(wǎng)絡,R99核心網(wǎng)絡結構,基本結構,LCS網(wǎng)絡結構,CAMEL網(wǎng)絡結構,CBS網(wǎng)絡結構,核心網(wǎng)絡的功能實體,核心網(wǎng)絡的接口協(xié)議,Mobile IP,7,R99核心網(wǎng)絡結構（1）,基本結構,8,R99核心網(wǎng)絡結構（2）,MS,BSS,E-MSC/VLR,E-GMSC,NodeB,NodeB,HLR/AUC,E-GGSN,PSTN/ISDN,Internet,A,Gb,Iub,Iub,Iur,RNC,RNC,Iu

4、cs,Iups,E-SGSN,電路域,分組域,9,R99核心網(wǎng)絡結構（3）,LCS網(wǎng)絡結構,10,R99核心網(wǎng)絡結構（4）,智能網(wǎng)網(wǎng)絡結構,11,R99核心網(wǎng)絡結構（5）,CBS網(wǎng)絡結構,注：在GSM階段，CBC（Cell Broadcast Center)不屬于CN。,12,R99核心網(wǎng)絡特色及核心技術（1）,核心網(wǎng)絡分為CS域和PS域。CS域以原有的GSM網(wǎng)絡為基礎，PS域以原有的GPRS網(wǎng)絡為基礎。,CS域：用于向用戶提供電路型業(yè)務的連接，實現(xiàn)方式包括TDM方式和ATM方式。它包括MSC/VLR、GMSC等交換實體以及用于與其它網(wǎng)絡互通的IWF實體等。,PS域：用于向用戶提供分組型業(yè)務的

5、連接，實現(xiàn)方式為IP包分組方式。它包括SGSN、GGSN以及與其它PLMN互連的BG等網(wǎng)絡實體。,13,R99核心網(wǎng)絡特色及核心技術（2）,MSC與SGSN兩個功能實體可以合設也可獨立設置。,呼叫控制部分的信令增強了對多媒體業(yè)務的支持。,移動性管理仍沿用MAP信令，只是由于對CAMEL、GPRS等功能的增強而對MAP信令做了相應的補充。,14,R99核心網(wǎng)絡基本網(wǎng)絡（各功能實體的功能）（1）,CS域和PS域共用的功能實體,HLR：完成移動用戶的數(shù)據(jù)管理（MSISDN、IMSI、PDP ADDRESS、LUM INDICATOR、簽約的電信業(yè)務和補充業(yè)務及其業(yè)務的的適用范圍）和位置信息管理（MS

6、RN、MSC號碼、VLR號碼、SGSN號碼、GMLC等）,VLR：處理當前用戶的各種數(shù)據(jù)信息,AUC：存儲用戶的鑒權信息（密鑰）,EIR：存儲用戶的IMEI信息,SMSGMSC和SMS IMSC：SMSGMSC用于保證短消息正確的由SC發(fā)送至移動用戶。SMS IMSC用于保證短消息正確的由用戶發(fā)送至SC。,15,R99核心網(wǎng)絡基本網(wǎng)絡（各功能實體的功能）（2）,CS域功能實體,MSC：完成電路交換型業(yè)務的交換功能和信令控制功能。,GMSC：在某一個網(wǎng)絡中完成移動用戶路由尋址功能的MSC。GSMC可以與MSC合設，也可分設。,IWF：與MSC緊密相關的一個功能實體。完成PLMN網(wǎng)絡與ISDN、P

7、STN、PDN網(wǎng)絡之間的互通（主要完成信令轉(zhuǎn)換功能），其具體功能可以根據(jù)業(yè)務和網(wǎng)絡種類的不同進行規(guī)定。,16,R99核心網(wǎng)絡基本網(wǎng)絡（各功能實體的功能）（3）,PS域功能實體,GSN（SGSN、GGSN）：完成分組業(yè)務用戶的分組包的傳送。存儲用戶的簽約信息（IMSI、PDP ADDRESS）和位置信息（SGSN：VLR號碼、CELL或ROUTING AREA；GGSN：SGSN號碼）。,BG：完成兩個GPRS網(wǎng)絡之間的互通，保證網(wǎng)絡互通的安全性。,17,R99核心網(wǎng)絡基本網(wǎng)絡（網(wǎng)絡接口）（1）,基本網(wǎng)絡,核心網(wǎng)絡與接入網(wǎng)絡間接口,A接口：完成BSS管理、移動性管理和呼叫控制功能。（08系列）,

8、Gb接口：完成分組數(shù)據(jù)傳輸和移動性管理功能。（08.14、08.16、08.18）,Iu-cs接口：完成RNS管理、移動性管理和呼叫控制功能。（25.41系列）,Iu-ps接口：同Iu-cs接口。（25.41系列）,18,R99核心網(wǎng)絡基本網(wǎng)絡（網(wǎng)絡接口）（2）,基本網(wǎng)絡,核心網(wǎng)絡內(nèi)部接口CS域,MSC與VLR之間的B接口：完成用戶的移動性管理、位置更新和補充業(yè)務的激活等功能。此接口為內(nèi)部接口，標準不規(guī)范。,MSC與HLR之間的C接口：獲取用戶的MSRN和與智能業(yè)務相關的用戶狀態(tài)、用戶位置等信息。（29.002、23.078）,VLR與HLR之間的D接口：獲取用戶的MSRN和與智能業(yè)務相關的用

9、戶狀態(tài)、用戶位置等信息。（29.002、23.078）,MSC之間的E接口：用于兩個MSC之間的切換過程。同時，若一個MSC兼作SC，當向一個用戶發(fā)送或接受短消息時，也需在此接口傳送信息。（29.002）,MSC與EIR之間的F接口：交換相關信息，用于EIR驗證用戶的IMSI狀態(tài)信息。,VLR之間的G接口：當用戶從一個VLR移動至另一個VLR時，用于交換用戶的IMSI和鑒權參數(shù)信息。（29.002）,19,R99核心網(wǎng)絡基本網(wǎng)絡（網(wǎng)絡接口）（3）,基本網(wǎng)絡,核心網(wǎng)絡內(nèi)部接口PS域,SGSN與HLR之間的Gr接口：完成用戶位置信息的交換和用戶簽約信息的管理。同C接口功能相似。（29.002）,S

10、GSN與GGSN之間的Gn、Gp接口：采用GTP協(xié)議，在GSN設備間建立隧道，傳送數(shù)據(jù)包。,（29.060）,GGSN與HLR之間Gc的接口：可選接口。,SGSN與EIR之間的Gf接口：,GGSN與外部網(wǎng)絡之間的Gi接口：,CS域、PS域共用的接口,MSC/VLR與SGSN之間的Gs接口：用于MSC與SGSN之間的聯(lián)合位置更新。（29.016、29018）,HLR與AUC之間的H接口：用于鑒權和加密。內(nèi)部接口，不規(guī)范。,20,R99核心網(wǎng)絡基本網(wǎng)絡,（與PHASE 2階段的比較）（1）,CS域：,在R99中，呼叫控制仍采用ISUP等協(xié)議，移動性管理仍采用MAP協(xié)議。,ISUP等協(xié)議沒有什么改動

11、，MAP協(xié)議與與GSM MAP Phase2+相比，由于在R99階段引入了一些新的業(yè)務和功能，為此，MAP定義了新的接口、程序和參數(shù)。新引入的業(yè)務包括：定位業(yè)務，號碼可攜性業(yè)務，智能業(yè)務的增強等。,增加了基于ATM傳輸技術的Iu CS接口。,21,R99核心網(wǎng)絡基本網(wǎng)絡,（與PHASE 2階段的比較）（2）,PS域,Iu PS接口：Gb接口變成Iu PS接口，接口采用全新的協(xié)議棧，底層基于ATM傳輸，用戶數(shù)據(jù)的傳輸采用GTP/UDP/IP隧道傳輸方式，相關的一些地址、編號與標識也有所改變；,GTP格式改變，由原來的20字節(jié)固定長度的格式改為812字節(jié)可變長度的格式，并增加了擴展字頭功能。此外，

12、整個GTP字頭的比特分配也發(fā)生了較大改動，去除了流標志等字段。信令消息和信息單元有增刪。,利用隧道端點標識TEID取代2G GPRS系統(tǒng)中的隧道標識TID，用于標識傳送PDP上下文用戶數(shù)據(jù)和信令的隧道。與TID相比，TEID與IMSI和NSAPI沒有固定的對應關系，它只是由接收端指定的一個隧道端點標識，在相應的信令消息中告知對端，令其在發(fā)送相關數(shù)據(jù)或信令時使用該TEID所標識的隧道。,增加了CAMEL的支持：在各工作流程中定義了CAMEL相關的業(yè)務觸發(fā)點。,22,R99核心網(wǎng)絡基本網(wǎng)絡,（與PHASE 2階段的比較）（3）,PS域,移動性管理：,2G GPRS在MS與SGSN之間實施加密，而R

13、99 UMTS PS則放在MS與RNC之間實施，加密算法也不同；,定義了新的移動性管理狀態(tài)模型；,由于UTRAN增加了Iur接口用于切換，分組數(shù)據(jù)業(yè)務在切換時的位置管理程序也作了相應的改變；,增加了2G與3G系統(tǒng)間切換的程序；,對Internet接入支持功能的增強：R99 UMTS PS網(wǎng)絡強調(diào)了對Internet的支持能力而去除了對其它網(wǎng)絡業(yè)務如X.25的支持能力，刪除了需求不大的業(yè)務方式如匿名接入，而對于逐漸興起的Internet業(yè)務如MIP則增加了相關的功能和業(yè)務流程。,QoS方面：2G GPRS對分組數(shù)據(jù)業(yè)務所定義的QoS參數(shù)和要求比較復雜，不便于實施。UMTS將它所要支持的各種業(yè)務分

14、成四大類，分別考慮其QoS要求及保證機制。但在QoS相關的協(xié)商和修改業(yè)務流程上，R99 UMTS PS與原GPRS基本相似。,23,R99核心網(wǎng)絡基本網(wǎng)絡,（與PHASE 2階段的比較）（4）,對多媒體業(yè)務的有力支持（CS域、PS域）：在原有的呼叫控制協(xié)議（24.008）和原有的會話管理協(xié)議(23.060)的基礎上，增加多媒體控制協(xié)議。,24,R99網(wǎng)絡CS域呼叫流程（1）,H.324終端到H.324終端的呼叫流程,呼叫控制,能力交換,邏輯信道信令過程,信息傳送,呼叫釋放,25,R99網(wǎng)絡CS域呼叫流程（2）,H324終端支持語音、數(shù)據(jù)、圖象等多媒體信息的傳送。,H324協(xié)議是ITUT定義的適

15、用于GSTN（普通交換電話網(wǎng)絡）的，用于,描述低速率多媒體終端通信過程的通信協(xié)議。包括H223復用協(xié)議、H245多媒體控制協(xié)議、H263圖象編碼協(xié)議和G.723.1語音編碼協(xié)議等。,整個呼叫流程分為呼叫建立過程、能力交換過程、邏輯信道信令過程、信息傳送過程和呼叫釋放過程5個階段。,呼叫建立仍使用0408規(guī)定的呼叫建立過程。,能力交換過程和邏輯信道信令過程均為H245定義的多媒體控制過程。,能力交換用于在邏輯信道建立前，對發(fā)送端設備和接收端設備的能力進行協(xié)商，以使多種媒體流能正確的在兩端進行傳送。,26,R99網(wǎng)絡CS域呼叫流程（3）,邏輯信道的信令過程包括邏輯信道的打開和關閉，采用證實協(xié)議過程

16、實現(xiàn)。其設計思路是首先建立連接，確保接收方能夠接收并已準備好接收對端發(fā)送的數(shù)據(jù)后，才開始媒體數(shù)據(jù)的傳送。在新的邏輯信道建立時，接收方必須確保原有邏輯信道的通信不受影響。,邏輯信道均是單向的，語音業(yè)務要求的雙向邏輯信道有一對單向邏輯信道構成，占用兩個邏輯信道號。,所謂邏輯信道的打開，就是通信雙方通過邏輯信道打開消息和證實消息交換各自分配的端口號。,邏輯信道的關閉由發(fā)送方發(fā)起。,信息傳送使用H223復用協(xié)議，將多個邏輯信道復用為一個物理信道進行傳輸，同時進行一定的差錯控制。,27,R99網(wǎng)絡PS域呼叫流程（1）,H.323終端到H.323終端的呼叫流程,注：參考流程，R99并未真正實現(xiàn)PS域的多媒體業(yè)務。,呼叫接納控制,呼叫控制,能力交換/邏輯信道信令過程/信息傳送,呼叫釋放,28,R99網(wǎng)絡PS域呼叫流程（2）,H323協(xié)議是ITUT定義的適用于分組網(wǎng)絡的多媒體通信協(xié)議。H323協(xié)議假設基于的分組網(wǎng)絡不確保業(yè)務的QOS。H323協(xié)議包括H225 RAS協(xié)議、H225呼叫信令、H245多媒體控制協(xié)議和音視編碼協(xié)議。,整個呼叫流程分為呼叫接納控制、呼叫控制、能力交換、邏輯信道信令過程、信息傳