WCDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1、3G WCDMA/TD-SCDMA 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 無線接入網(wǎng)+傳輸網(wǎng) 核心網(wǎng)+傳輸網(wǎng)主要內(nèi)容1WCDMA 系統(tǒng)系統(tǒng)3G WCDMA系統(tǒng)包括三大部分： 終端（UE） 核心網(wǎng)（CN） 無線接入網(wǎng)（RAN）整個(gè)系統(tǒng)可分為兩個(gè)域： UE 用戶設(shè)備域 （ User Equipment Domain） CN RAN 基本架構(gòu)域 （Infrastructure Domain）有時(shí)，核心網(wǎng)和無線接入網(wǎng)又合稱承載網(wǎng)2WCDMA/TD-SCDMA 網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu) IPNetworkGGSNSGSNMSC/VLRRNCNode BNode BIu PSRNCNode BNode BIubUuIu CSIurG

2、MSCMSC/VLRSGSN33G WCDMA系統(tǒng)相關(guān)名詞系統(tǒng)相關(guān)名詞UMTS ：Universal Mobile Telecommunication System, 通用移動(dòng)通信系統(tǒng)（對(duì)應(yīng)于3GPP標(biāo)準(zhǔn)）RAN： Radio Access Network，無線接入網(wǎng)UTRAN： UMTS Terrestrial Radio Access Network , UMTS 地面無線接入網(wǎng)CN: Core Network, 核心網(wǎng)UE：User Equipment，用戶設(shè)備 USIM：UMTS Subscriber Identity Module ，UMTS用戶識(shí)別模塊ME： Mobile Equi

3、pment, 移動(dòng)設(shè)備MAP: Mobile Application Part , 移動(dòng)應(yīng)用部分（信令）ATM: Asynchronous Transfer Mode, 異步傳輸模式4UMTS 無線接入網(wǎng)（無線接入網(wǎng)（UTRAN） 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)MSC/VLRSGSNRNCRNCNode BNode BNode BNode BUSIMMEIuCSIuPSCuUuIubIurUEUTRANCN5UTRAN 基站（Node B）基站（基站（NODE B)主要功能主要功能 對(duì)用戶終端： 實(shí)現(xiàn)Uu接口的無線接入物理信道功能，即把傳輸信道的信息映射到無線物理信道上，并通過空中接口（Uu）發(fā)送到終端。對(duì)網(wǎng)絡(luò)端：

4、通過定義的NBAP協(xié)議來實(shí)現(xiàn)Iub接口的功能。 根據(jù)RNC的控制指令來管理和配置小區(qū)的公共資源以及與UE有關(guān)的專用資源。 NODE B是由多個(gè)稱為小區(qū)的邏輯實(shí)體組成。每個(gè)小區(qū)都有自己的ID和擾碼。UE識(shí)別小區(qū)主要通過識(shí)別擾碼和小區(qū)ID. R5及以后的版本，在NODE B中還增加了HSDPA和HSUPA功能，如快速調(diào)度、數(shù)據(jù)包重發(fā)等。6UTRAN 無線網(wǎng)絡(luò)控制器（無線網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC） 無線網(wǎng)絡(luò)控制器（無線網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC)RNC)的主要功能的主要功能 RNC是無線接入網(wǎng)（UTRAN)的交換和控制中心。 它主要包括兩部分功能： 1. UTRAN無線資源管理(RRM) 接入控制 切換 負(fù)載控制

5、 功率控制（內(nèi)環(huán)功控） 信道配置和重配等 2. 控制功能 小區(qū)（基站）的管理控制 無線承載（RB）數(shù)據(jù)處理和管理 業(yè)務(wù)和信令承載建立和釋放 UTRAN的安全功能 數(shù)據(jù)庫管理 UE定位等 7UTRAN 無線網(wǎng)絡(luò)控制器（無線網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC） 無線網(wǎng)絡(luò)控制器（無線網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC)RNC)的邏輯分類的邏輯分類 RNC在邏輯功能上又分為 控制RNC( Controlling RNC ,CRNC) 服務(wù)RNC（Service RNC, SRNC） 漂移RNC (Drift RNC, DRNC) RNC中用于控制基站公共傳輸資源的功能，稱為CRNC。 RNC中針對(duì)某個(gè)用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)（專用信道）的處理和

6、控制功能，稱為SRNC。 DRNC 是相對(duì)SRNC來說的，當(dāng)某個(gè)移動(dòng)用戶從SRNC控制的小區(qū)移動(dòng)到其它RNC控制的小區(qū)，并產(chǎn)生軟切換（通過RNC之間的Iur接口進(jìn)行分集合并）時(shí)，除SRNC之外的RNC就稱為DRNC。 在R5和R6的版本中，RNC的功能并無太多的變化，但在內(nèi)部和外部的傳輸網(wǎng)絡(luò)部分增加了基于IP的選項(xiàng)。HSXPA的大部分功能都是增加在NODE B。 8UTRAN 接口和傳輸網(wǎng)接口和傳輸網(wǎng)UU： 移動(dòng)終端與基站的無線空中接口，無線物理傳輸層，上、下行各5MHz帶寬。R5: 在R99/R4的基礎(chǔ)上，空中接口增加了與HSDPA相關(guān)的物理信道。Iub： RNC與NodeB之間的接口，接口

7、信令：NBAP。R99/R4：Iub接口采用ATM傳輸方式，物理層可以是多個(gè)E1（28）或STM1。R5： Iub接口采用ATM傳輸方式或IP方式，由于引入HSDPA，傳輸數(shù)據(jù)量大大增加，物理層一般使用STM-1。 Iur： RNC與RNC之間的接口，接口信令：RNSAPR99/R4：Iur接口也采用ATM傳輸方式，物理層一般使用STM1。R5： Iur接口采用ATM傳輸方式或IP方式，物理層一般采用STM1。Iu-CS: RNC 與電路域核心網(wǎng)之間的接口，接口信令：RANAPIu-PS: RNC 與分組域核心網(wǎng)之間的接口，接口信令：RANAPR99/R4：Iu接口采用ATM傳輸方式，物理層一

8、般使用12個(gè)STM1。R5： Iu接口采用ATM傳輸方式或IP方式，物理層一般采用12個(gè)STM1。 9UMTS 無線接入網(wǎng)組網(wǎng)無線接入網(wǎng)組網(wǎng)10WCDMA/TD-SCDMA 核心網(wǎng)核心網(wǎng) 3G WCDMA與TD-SCDMA二個(gè)無線接入系統(tǒng)使用相同的 核心網(wǎng)，又稱UMTS系統(tǒng)核心網(wǎng)。隨著技術(shù)的演進(jìn)，核心網(wǎng)目前主要有以下版本： R99 版核心網(wǎng) R4 版核心網(wǎng) R5 版核心網(wǎng)113GPP UMTS R993GPP UMTS R99 核心網(wǎng)核心網(wǎng)RAN“call”TDMCS域“session”IP BackbonePS域Intranet/ InternetPSTNAuCSGSNGGSNMSC/VLR

9、GMSCHLR12WCDMA/TD-SCDMA 核心網(wǎng)（核心網(wǎng)（R99 版）版）MSC（ 移動(dòng)交換中心）移動(dòng)交換中心）： 執(zhí)行本區(qū)域內(nèi)所有UE的電路交換業(yè)務(wù)的發(fā)起、建立和釋放以及切換等。VLR（訪問位置寄存器）：負(fù)責(zé)用戶的位置登記和位置信息更新，存儲(chǔ)位于管轄區(qū)內(nèi)的移動(dòng)用戶信息。在GSM中VLR是獨(dú)立的，而3G中VLR與MSC成為一個(gè)整體，所以常寫成“MSC/VLR”。GMSC(網(wǎng)關(guān)移動(dòng)交換中心）：移動(dòng)呼叫的路由迂回功能。負(fù)責(zé)和其它網(wǎng)絡(luò)的輸入/輸出連接。HLR（歸屬位置寄存器）：負(fù)責(zé)管理移動(dòng)用戶的永久信息的數(shù)據(jù)庫。如計(jì)費(fèi)、簽約和IMSI等信息。AuC(鑒權(quán)中心）：負(fù)責(zé)存儲(chǔ)移動(dòng)用戶用于鑒權(quán)和在空中

10、接口加密所需的數(shù)據(jù)。AuC為CS域和PS域共用設(shè)備是存儲(chǔ)用戶鑒權(quán)算法和加密密鑰的實(shí)體，AuC將鑒權(quán)和加密數(shù)據(jù)通過HLR發(fā)往VLR MSC以及SGSN 以保證通信的合法和安全。每個(gè)AuC和對(duì)應(yīng)的 HLR關(guān)聯(lián)只通過該HLR和外界通信通常AuC和HLR結(jié)合在同一物理實(shí)體中。SGSN：（服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)）：在分組域執(zhí)行類似于MSC/VLR的功能。GGSN（網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)）：主要完成移動(dòng)性管理、路由選擇和轉(zhuǎn)發(fā)，以及不同網(wǎng)絡(luò)之間數(shù)據(jù)格式、信令協(xié)議和地址信息的轉(zhuǎn)換。13(5) 設(shè)備識(shí)別寄存器EIREIR為CS域和PS域共用設(shè)備存儲(chǔ)著系統(tǒng)中使用的移動(dòng)設(shè)備的國際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼IMEI 其中移動(dòng)設(shè)備被劃分白灰黑

11、三個(gè)等級(jí)并分別存儲(chǔ)在相應(yīng)的表格中目前中國沒有用到該設(shè)備14R99核心網(wǎng)的特點(diǎn)核心網(wǎng)的特點(diǎn)1.核心網(wǎng)絡(luò)分為CS電路域和PS分組域，核心網(wǎng)和接入網(wǎng)之間的Iu接口采用ATM;2.核心網(wǎng)絡(luò)電路域基于TDM承載技術(shù)，信令是RANAP,MAP,ISUP/TUP, 并引入電路域基于64K 的視頻業(yè)務(wù);3.核心網(wǎng)絡(luò)分組域基于GPRS技術(shù)，GTP隧道延伸到接入網(wǎng);4.TC單元放置在核心網(wǎng)側(cè);5.系統(tǒng)安全性的增強(qiáng); 設(shè)備識(shí)別寄存器EIREIR為CS域和PS域共用設(shè)備存儲(chǔ)著系統(tǒng)中使用的移動(dòng)設(shè)備的國際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼IMEI 其中移動(dòng)設(shè)備被劃分白灰黑三個(gè)等級(jí)并分別存儲(chǔ)在相應(yīng)的表格中目前中國沒有用到該設(shè)備153GPP 3

12、GPP UMTS R4UMTS R4 核心網(wǎng)核心網(wǎng)CS-Domain“call”PSTN TDM, ATM or IPGMSCServerMSCServerMSCGMSC“session”IP BackbonePS-DomainRNCIntranet/ InternetAuCHLRSGSNGGSNMGWMGW16R4新增新增CS接口及協(xié)議棧接口及協(xié)議棧MGWMcMcNbNcMSC ServerMGWGMSC ServerBICCMTP3MTP3BM3UAMTP2SSCF/SSCOPSCTPMTP1AAL5/ATMIPRTPAAL2語 音 幀UDP/IPATMPCM H.248SCTPUDPMT

13、P3B IPSSCF/SSCOP/AAL517R4核心網(wǎng)特點(diǎn)核心網(wǎng)特點(diǎn)n R4標(biāo)準(zhǔn)是R99標(biāo)準(zhǔn)的超集，反向兼容R99網(wǎng)絡(luò)； 電路域引入基于軟交換的控制和承載分離構(gòu)架；n R4電路域支持多種方式的核心網(wǎng)絡(luò)承載技術(shù)：TDM /ATM /IPn R4的信令增加可選類型：基于IP承載的SS7信令 ； 基于BICC的電路域呼叫信令;n R4承載和控制分離模型下，通過帶外信令建立免編解碼器的話路連接，TC單元被延伸到網(wǎng)關(guān)側(cè)，節(jié)省網(wǎng)絡(luò)建設(shè)投資；n R4標(biāo)準(zhǔn)引入新的業(yè)務(wù)與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)基本無關(guān)，R4對(duì)LCS、STREAM等業(yè)務(wù)進(jìn)行了增強(qiáng)；183GPP UMTS R53GPP UMTS R5 核心網(wǎng)核心網(wǎng)CS-Dom

14、ain“call”PSTN TDM, ATM or IPGMSCServerMSCServerMSCGMSC“session”IP BackbonePS-DomainRNCIntranet/ InternetSGSNGGSNMGWMGWIM Sub-SystemIM Sub-System SIP SIPCSCF“IPv6 Based”IPv6 Based”MGWMGCFHSSSCP19R5核心網(wǎng)特點(diǎn)核心網(wǎng)特點(diǎn)n R5引入IP多媒體域IMS，在IMS域?qū)崿F(xiàn)全業(yè)務(wù)的融合思路。 IMS域?yàn)榀B加域；n 引入基于SIP的多媒體呼叫信令協(xié)議，實(shí)現(xiàn)端到端的IP多媒體業(yè)務(wù)；n 為了解決用戶IP地址的問題，IP

15、v6成為網(wǎng)絡(luò)必選，IPv4成為網(wǎng)絡(luò)可選；n HLR演進(jìn)為HSS系統(tǒng)。n R5之后WCDMA的核心網(wǎng)主架構(gòu)基本穩(wěn)定，R6/R7以后主要是業(yè)務(wù)功能的增強(qiáng)和完善，包括：WLAN和3G的融合、MBMS、Presence等等。20WCDMA協(xié)議版本的演進(jìn)協(xié)議版本的演進(jìn)R4R5R99核心網(wǎng)：分CS（電路域）和PS（分組域）接入網(wǎng)：引入WCDMA UTRAN，接入網(wǎng)之間ATM核心網(wǎng)和接入網(wǎng)之間的Iu接口基于ATM電路域結(jié)構(gòu)的變化：實(shí)現(xiàn)承載與控制分離。MSC被MSC Server和MGW兩個(gè)獨(dú)立的功能實(shí)體所替代。核心網(wǎng)電路域可采用IP/ATM/TDM組網(wǎng)方式，支持多種傳輸技術(shù)：IP、ATM、TDM核心網(wǎng)增加I

16、MS（IP多媒體子系統(tǒng)）接入網(wǎng)向IP方向發(fā)展, 呼叫基于會(huì)話發(fā)起協(xié)議（SIP） 增強(qiáng)的IP QoS能力，支持端到端的IP多媒體業(yè)務(wù)無線接入網(wǎng)：HSDPA，接入網(wǎng)之間增加IP傳輸選項(xiàng)200020012002規(guī)范完成時(shí)間21R99 核心網(wǎng)電路域組網(wǎng)核心網(wǎng)電路域組網(wǎng)22R4 核心網(wǎng)電路域組網(wǎng)核心網(wǎng)電路域組網(wǎng)233G本地網(wǎng)網(wǎng)元設(shè)置原則本地網(wǎng)網(wǎng)元設(shè)置原則1、MSC Server集中放置集中放置2、1個(gè)個(gè)MSC Server最大容量建議最大容量建議120萬。當(dāng)萬。當(dāng)MSC Server容量超過容量超過100萬時(shí)，要考慮容災(zāi)萬時(shí)，要考慮容災(zāi)（雙歸屬）（雙歸屬） 機(jī)制機(jī)制 ；原則上每個(gè)原則上每個(gè)RNC相應(yīng)的設(shè)

17、置相應(yīng)的設(shè)置1個(gè)個(gè)MGW 1、原則上每個(gè)、原則上每個(gè)3G本地網(wǎng)單獨(dú)設(shè)置本地網(wǎng)單獨(dú)設(shè)置HLR，10萬萬用戶以下的用戶以下的3G本地網(wǎng)不單獨(dú)設(shè)置本地網(wǎng)不單獨(dú)設(shè)置HLR. 2、1個(gè)個(gè)HLR最大容量建議設(shè)置為最大容量建議設(shè)置為120萬萬3、HLR采用備份或者采用備份或者N+1備份備份集中集中集中集中分散分散24NodeBNodeBRNC3G長途網(wǎng)長途網(wǎng)IubRNCMGW城區(qū)BMSC SERVERPSTNMGWNodeBNodeBRNCIP/TDM核心網(wǎng)機(jī)房核心網(wǎng)機(jī)房2核心網(wǎng)機(jī)房核心網(wǎng)機(jī)房3城區(qū)C省會(huì)等大城市省會(huì)等大城市組網(wǎng)特點(diǎn)：組網(wǎng)特點(diǎn)：MGW間可以采用有間可以采用有QOS保證的點(diǎn)到點(diǎn)的保證的點(diǎn)到點(diǎn)的

18、IP承載，便于開通局內(nèi)承載，便于開通局內(nèi)TrFO功能，節(jié)省功能，節(jié)省TC資源，節(jié)省傳輸，提高話音質(zhì)量；資源，節(jié)省傳輸，提高話音質(zhì)量；其中一個(gè)其中一個(gè)MGW兼做關(guān)口和匯接兼做關(guān)口和匯接MGW，既簡化拓?fù)?，又可以集中管理既簡化拓?fù)?，又可以集中管理TC資源；資源；城區(qū)A核心網(wǎng)機(jī)房核心網(wǎng)機(jī)房1MGW集中設(shè)置TC3G本地網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浔镜鼐W(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溆脩裘芗貐^(qū)用戶密集地區(qū)25組網(wǎng)特點(diǎn)：組網(wǎng)特點(diǎn)：區(qū)域中心的區(qū)域中心的MGW兼做匯接功能，各衛(wèi)星地市的兼做匯接功能，各衛(wèi)星地市的MGW與之進(jìn)行星型與之進(jìn)行星型TDM組網(wǎng)；組網(wǎng)；衛(wèi)星地市的衛(wèi)星地市的MGW，負(fù)責(zé)本地區(qū)負(fù)責(zé)本地區(qū)3G話務(wù)的就近接入及與話務(wù)的就近接入及與PSTN的的GW的就近互通；的就近互通；適用于地理位置臨近的幾個(gè)地市內(nèi)，存在一個(gè)相對(duì)發(fā)達(dá)的中心城市的環(huán)境下組網(wǎng)；適用于地理位置臨近的幾個(gè)地市內(nèi)，存在一個(gè)相對(duì)發(fā)達(dá)的中心城市的環(huán)境下組網(wǎng)；區(qū)域中心 （區(qū)號(hào)1）NodeBNodeBRNCIubRNCNodeBNodeBRNC3G長途網(wǎng)長途網(wǎng)NodeBNodeBRNCMSC SERVERMGWMGWMGWMGWMGW