WCDMA(核心網部分)

1、WCDMA核心網網絡n1、第一章第一章 3G概述概述n2、第二章、第二章 WCDMA 核心網絡原理核心網絡原理n3、 第三章第三章 WCDMA 核心網絡規(guī)劃核心網絡規(guī)劃第一章 3G概述3G的含義n為了實現能夠在任何時間、任何地點為全球電信的基礎設施提供無線接入的目標，國際電信聯盟（ITU）建立了新的標準體制：國際移動通信-2000（IMT-2000）。這就是第三代移動通信系統（3G）的含義。n在第三代移動通信系統（IMT-2000/UMTS）中，不同的業(yè)務需求是通過頻分雙工（FDD）與時分雙工（TDD）的相互結合來提高頻譜利用率而得以實現的。nUTMS：通用移動通信系統3G有3種主流制式nWC

2、DMAnCDMA2000nTD-SCDMA WCDMA CDMA2000 TD-SCDMA n帶寬 5MHz 1.25MHz 1.60MHz n雙工方式 FDD/TDD FDD /TDD TDD n碼片速率 3.84Mbps 1.2255Mbps 1.28Mbps n我國3G頻道的劃分：n主要工作頻段：nFDD方式：19201980MHZ/21102170MHZnTDD方式：18801920MHZ/20102025MHZn補充工作頻段：nFDD方式：17551785MHZ/18501880MHZnTDD方式：23002400MHZ主要參數比較3G網絡發(fā)展3GPP （第三代合作工程）網絡發(fā)展（第

3、三代合作工程）網絡發(fā)展 3GPP R993GPP R4 3GPP R5 3GPP R6 功能凍結時間點2000/032001/032002/03規(guī)劃中規(guī)劃中n3GPP Release 99n版本號：V3.*.* n98年末99年初開始制定, 第一個WCDMA的可用版本 n功能凍結: 2000年3月， 每三個月更新一次n3GPP Release 4n版本號：V4.*.* n1999年開始考慮, 2000年8月決定改變按年度命名的慣例, 將以前的R00分成兩個階段R4和R5 n功能凍結：2001年3月基本完成n3GPP Release 5n版本號V5.*.* nIP多媒體網絡n功能凍結：2002年

4、3月3GPP3GPP標準版本安排標準版本安排版本綜述R99主要變化體現在：新的無線技術的引入，核心網絡無根本性改變。核心網絡無根本性改變。 R4主要變化體現在：核心網絡：核心網絡：MSC（移動交換中心）被拆分為（移動交換中心）被拆分為MSC Server（移動交換服務（移動交換服務器）和器）和MGW（多媒體體網關）兩部分，開始實施向（多媒體體網關）兩部分，開始實施向ALL IP網絡的過渡網絡的過渡 R5主要變化體現在：無線接口：IP技術成為無線接入網絡的承載技術核心網絡：大量新的功能實體的增加，改變了原有的呼叫流程。核心網絡：大量新的功能實體的增加，改變了原有的呼叫流程。IP技術成技術成為所有

5、信令消息的承載技術。為所有信令消息的承載技術。系統結構nUTRAN：通用陸地移動接入網絡nCN：核心網nUE：用戶設備n無線接口規(guī)范：n Uu 無線接口n Iub Node B與RNCn Iur RNC與RNCn Iu RNC與CN IuU T RA NU EU uU T RA N U M T S T errestrial Radio A ccess N etworkCN Core N etworkU E U ser Equipm entW C D M A 系 統 結 構 CN第二章 WCDMA 核心網絡原理WCDMA概述nR9版本最為成熟。nWCDMA的優(yōu)點：n 1、 規(guī)模效應大，獲得3G牌

6、照的大多數運營商選擇了WCDMA。n 2、WCDMA核心網部分已有R4軟交換的商用產品，向全IP網n 絡演進的路線明確。n 3、WCDMA可以采用異步或同步方式，風險小。Node B：基站。：基站。 RNC：無線網絡控制器。：無線網絡控制器。 GMSC：交換業(yè)務網關。：交換業(yè)務網關。MSC：移動交換中心。：移動交換中心。 VLR：拜訪位置寄存器。：拜訪位置寄存器。GPPS：通用分組業(yè)務。：通用分組業(yè)務。SGSN：GPRS服務器。服務器。GGSN：移動：移動GPPS網關。網關。PLMN：公用陸地移動網絡：公用陸地移動網絡：BG：邊界網關：邊界網關：CG：計費網關：計費網關。SCP：智能網業(yè)務控制

7、系統。：智能網業(yè)務控制系統。HLR：歸屬位置寄存器。：歸屬位置寄存器。AUC：鑒權中心。：鑒權中心。WCDMA R99網絡結構網絡結構WCDMA核心網為分層結構接入層、控制層、服務層WCDMA 網絡構架網絡構架服務層網絡服務層網絡控制層網絡控制層網絡接入層網絡接入層網絡ApplicationsApplicationsInternetIntranetPSTNISDNGSM/EDGEAccess 根據需求，擴展更靈活根據需求，擴展更靈活 設備集中放置，使升級和維護工設備集中放置，使升級和維護工 作更輕松作更輕松 產品市場更開放產品市場更開放 業(yè)務實施更迅速業(yè)務實施更迅速 設備選址更靈活設備選址更靈

8、活HLRGMSC/TransitMSCEnablersMGWGGSNWCDMAAccessMGW SGSN 公共的骨干網絡來承載話音和數據公共的骨干網絡來承載話音和數據 碼型變換設備可遠端放置，節(jié)省傳碼型變換設備可遠端放置，節(jié)省傳輸資源輸資源 資源共享資源共享分層網絡結構帶來的好處WCDMA R99 核心網絡特點綜述核心網絡特點綜述核心網和接入網之間的核心網和接入網之間的IuIu接口基于接口基于ATMATM語音：ATM AAL2數據：ATM AAL5/GTP核心網絡邏輯上劃分為核心網絡邏輯上劃分為CSCS電路域和電路域和PSPS分組域分組域核心網絡電路域基于核心網絡電路域基于TDMTDM承載技

9、術承載技術核心網絡分組域基于核心網絡分組域基于GPRSGPRS（通用分組無線業(yè)務）（通用分組無線業(yè)務）技術，由技術，由SGSN SGSN （GPRS服務器）服務器），GGSNGGSN（移動移動GPPS網關）網關），BGBG（邊界邊界網關）網關），CGCG（計費網關）計費網關）等功能實體構成等功能實體構成WCDMA 核心網基礎功能實體核心網基礎功能實體CS域和PS域共用的功能實體HLR（歸屬位置寄存器）歸屬位置寄存器）：完成移動用戶的數據管理（MSISDN移動移動用戶號碼用戶號碼、IMSI移動用戶識別碼移動用戶識別碼、PDP ADDRESS分組數據協議地址碼分組數據協議地址碼、簽約的電信業(yè)務和補

10、充業(yè)務及其業(yè)務的的適用范圍）和位置信息管理（MSRN移動臺漫游號碼移動臺漫游號碼、MSC號碼、VLR號碼、SGSN號碼等）AUC：存儲用戶的鑒權信息（密鑰）EIR：存儲用戶的IMEI信息SMS（短消息業(yè)務短消息業(yè)務）MSC系列：保證短消息正確的由短消息中心發(fā)送至移動用戶及短消息正確的由用戶發(fā)送至短消息中心。WCDMA 核心網絡關鍵設備核心網絡關鍵設備（CS電路域電路域）MSC/VLR：完成電路交換型業(yè)務的交換功能和信令控制功能移動性管理: MM&MAP位置更新流程切換控制鑒權與認證附著與分離呼叫流程UNI側信令：移動專有的CM控制信令NNI側信令：ISUP/TUP短消息控制: GMSC

11、：在某一個網絡中完成移動用戶路由尋址功能的MSC。GMSC可以與MSC合設，也可分設TMSC（匯接中心）（匯接中心）: 完成骨干話路由功能WCDMA 核心網核心網 CS 域主要接口域主要接口RNC與MSC間的Iu-CS接口：完成用戶側信令的接入及語音通道承載的建立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。VLR與HLR之間的D接口：獲取用戶的MSRN和與智能業(yè)務相關的用戶狀態(tài)、用戶位置等信息。MSC之間的E接口：用于兩個MSC之間的切換

12、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。MSC與EIR之間的F接口：交換相關信息，用于EIR驗證用戶的IMEI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和鑒權參數信息。WCDMA 核心網絡關鍵設備（核心網絡關鍵設備（PS分組域）分組域）SGSNSGSN（GPRS服務器）服務器）：完成分組型業(yè)務的交換功能和信令控制功能位置更新流程PDP Context上下文激活切換控制短消息控制數據包的轉發(fā)功能：GTP隧道模式GGSNGGSN（移動移動GPPS網關）網關）：移動分組網絡與Internet間的網關設備

13、，主要功能包括GTP隧道的管理與激活GTP隧道的封裝與解封裝CG: CG: 計費網關，收集并合并話單計費網關，收集并合并話單WCDMA 核心網核心網PS域關鍵接口域關鍵接口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。SGSN與GGSN之間的Gn、 Gp接口：采用GTP協議，在GSN設備間建立隧道，傳送數據包。GGSN與HLR之間Gc的接口：可選接口。SGSN與EIR之間的Gf接口：GGSN與外部網絡之間的Gi接口WCDMA 分組域（分組域（PS）網絡核心技術）網絡核心技術移動性管理移動性管理Attach/Detach位置更新切換鑒權/認證 PD

14、P（分組數據協議）（分組數據協議）上下文激活上下文激活 (PDP context)GTP（GPRS隧道協議）隧道協議）隧道傳輸機制隧道傳輸機制 (GTP tunneling)WCDMA 分組域業(yè)務原理分組域業(yè)務原理NodeBSGSNMSCorp.NetworkRNCGGSNBackboneApplicationserver手手 機機 的的 IP地地 址址 分分 配配 ： 靜靜 態(tài)態(tài) (HLR) (HLR) 或或 動動 態(tài)態(tài) ( (GGSN, ISP Radius)GGSN, ISP Radius) GTP tunnelSGSN/GGSN IP addresses11Attach22PDP co

15、ntext activationCS CS 域域 GPRS GPRS 核核 心心 網網 HLRDNSWAP GW復習一下名詞解釋和功能實體復習一下名詞解釋和功能實體CAMEL Customised Application for Mobile network Enhanced Logic 移動網絡增強邏輯的客戶化應用 PLMN Public Land Mobile Network 公共陸地移動網絡 GPRS General Packet Radio Service 通用分組無線業(yè)務 TUP Telephone User Part 電話用戶部分 ISUP ISDN User Part ISDN用

16、戶部分 SCCP Signalling Connection Control Part 信令連接控制部分 MTP Message Transfer Part 消息傳送部分 DPC Destination Point Code 目的信令點編碼 GT Global Title 全局碼 SP Signal Point 信令點 TDM Time Division Multiplex 時分復用 WCDMA Wideband Code Division Multiple Access 寬帶碼分多址 APN Access Point Name 接入點名 功 能 實 體 功 能 備 注 T TM MS SC

17、C ： 不 同 本 地 網 間 的 話 路 匯 接 根 據 全 國 網 絡 規(guī) 模 /建 設 規(guī)劃 設 置 一 級 或 二 級 TMSC（ TMSC1/TMSC2） S ST TP P ： 不 同 本 地 網 間 的 移 動 信 令 轉 接 根 據 全 國 網 絡 規(guī) 模 /建 設 規(guī)劃 設 置 一 級 或 二 級 STP （ HSTP/LSTP） G GM MS SC C/ /G GW W： 移 動 本 地 網 與 外 網（ 固 定 網 或 其 他 運 營 商 的移 動 網 ） 的 關 口 完 成 PSTN 用 戶 呼 移 動 用 戶時 呼 入 呼 叫 的 路 由 功 能 ，承 擔 路 由

18、分 析 、網間 接 續(xù) 、網 間 結 算 等 重 要 功 能 ；同 時 也 完 成移 動 呼 叫 本 地 固 定 的 話 路 匯 接 功 能 ； 可 選 功 能 實 體 （ 可 由VMSC兼 做 ） 。 根 據 本 地 網 絡 規(guī) 模設 置 一 個 、 一 對 或 多 個 GMSC V VM MS SC C/ /V VL LR R ： VMSC ， 下 掛 RNC 或 BSC, 負 責 電 路 域 的 呼叫 接 續(xù) 、 移 動 性 管 理 、 鑒 權 和 加 密 等 功 能 。VLR 存 貯 用 戶 簽 約 信 息 ； 保 存 用 戶 當 前狀 態(tài) 信 息 ； 配 合 VMSC 完 成 所 有

19、 業(yè) 務 流程 ； 根 據 本 地 網 絡 規(guī) 模 設 置 一個 或 多 個 VMSC SSP/IP： SSP 實 現 CAMEL 的 呼 叫 控 制 功 能 （ CCF） 、 業(yè)務交換功能（SSF ）, IP 實現 SRF(Specialised Resource Function)功 能 提 供 智 能 呼 叫 功 能 ； HLR/AuC ： HLR 提 供 簽 約 用 戶 數 據 的 存 儲 與 處 理 ； AuC提 供 對 簽 約 用 戶 的 鑒 權 數 據 的 管 理 、計 算 功能 。 根 據 本 地 網 絡 規(guī) 模 設 置 一個 或 多 個 HLR/AuC 1 1、WCDMAWC

20、DMA本地網絡結構本地網絡結構2 2、WCDMAWCDMA電路域總體建設模式電路域總體建設模式3 3、WCDMAWCDMA長途匯接網長途匯接網4 4、WCDMAWCDMA信令網信令網5 5、WCDMAWCDMA號碼方案號碼方案WCDMA 的的本地網本地網n網絡結構：網絡結構：n一對獨立的接口局（GW）并兼作GMSC，與PSTN互聯nMSC之間為網狀網相連接，與其所屬的TMSC相連n設立一個或多個HLR(包括虛擬HLR)n網絡結構圖：網絡結構圖： PSTN PLMN 移動本地網 PLMN 長途網 GWGW/GMSCGW/GMSCTMSC1 或 TMSC2MSCnMSC1MSC2本地網本地網GMS

21、C建設思路建設思路聯通PLMNGWGMSC電信PLMN電信PSTN移動PLMN本地網本地網GMSC設置原則設置原則J一般本地 VMSC 在 3 個或以上時才設置 GMSC ；JGMSC 可以單點設置、成對設置或多點設置 : 當本地網中的 VMSC 數量較少時，可以設置一個或一對 GMSC （負荷分擔）； 當本地網的 VMSC 數量較多時，需要設置多個 GMSC 。一般情況下，關口局需要和每個端局都進行網狀互聯。JGW和GMSC分開設置實行了二級關口局：先用一對GW和其它運營商進行互聯，然后這一對GW再和多個關口局進行互聯，這些關口局再和各個端局進行互聯。J來去話分開設置：有時考慮到組網清晰，對

22、來話和去話采用分開的設置；本地網本地網HLR建設思路建設思路n建設原則：當容量大于40萬時，建議設置獨立HLRn安全性考慮：當容量大于80萬時，建議采用多HLR負荷分擔n技術要求：l支持虛擬HLRlCAMEL Phase IIIlGPRS的支持l支持多信令點以及2M信令鏈路。 PLMN本地網1虛擬HLR4PLMN本地網2虛擬HLR1PLMN大本地網大本地網HLRHLR1HLR2.本地網移動智能網建設思路本地網移動智能網建設思路TMSCGMSC/SSP/IPMSCMSCMSCMSCMSC/SSP/IP在GMSC或者MSC上支持TMSC設置原則設置原則J網內的TMSC的一般都是成對設置，對VMSC

23、 來說，一般一對TMSC1之間的關系為有負荷分擔；在TMSC2為主備用；JTMSC一般只進行話路轉接，不需要提供EC設備；J在建設初期TMSC1和TMSC2可以合設，隨著用戶數量的增加而逐漸分開；J部分局點TMSC兼做STP；J如果TMSC轉接的網間呼叫需要進行結算，TMSC應該具備計費功能，否則可以不計費；J由于中繼信令本身負荷很輕，TMSC可以只和STP設備之間開通信令鏈路，和其它局點之間的交互通過STP完成；WCDMA 的的信令網信令網n網絡體制：SS7 TUP/ISUP/SCCPn網絡結構：二、三級混合組網結構，雙平面HSTPLSTPLSTPLSTPMSC/SSPHLR/SCPMSC/

24、SSPHLR/SCP圖1：移動信令網采用三級結構的示意圖LSTPHSTP去其它省去其它省移動信令網建設方案移動信令網建設方案1電信PSTNNo.7信令網原有固定設備HSTPHSTPLSTPLSTPSPSPSPLSTP/TMSC2LSTPSPSPSP新增移動設備移動信令網建設方案移動信令網建設方案2電信PLMNNo.7信令網新增移動設備LSTPHSTPHSTPLSTPLSTPLSTPSPSPSPSP號碼類型 格式 備注 MSC/VLR 號碼 NDC + 00 + M1M2M3 HLR/AuC 號碼 NDC H1H2H3H4 位置區(qū)識別(LAI) MCC + MNC + LAC 全球小區(qū)識別(CG

25、I) LAI + CI 國際移動用戶識別碼(IMSI) MCC( 3 位數)+MNC（1-2 位數）+MSIN（H1H2H3H4XXXXXX） 臨時移動用戶識別碼(TMSI) 4 個字節(jié)的 BCD 碼，由各 MSC 自行分配 本地移動用戶識別碼(LMSI) LMSI 由 4 字節(jié)組成，結構由運營部門自定 國際移動設備識別碼(IMEI) TAC( 6 位) + FAC( 2 位) + SNR( 6 位) + SP( 1 位) 移 動 臺 國 際 ISDN 號 碼(MSISDN) CC + NDC + SN(H1H2H3H4XXXX) 移動臺漫游號碼(MSRN) VLR 號碼 + XXXX 信道切

26、換號碼( HON) VLR 號碼 + XXXX WCDMA 網絡號碼規(guī)劃網絡號碼規(guī)劃Page numberVMSCRNCGMSCGMSCVMSCHLR/AUCSCPHLR/AUCSCPLSTPHSTPLSTPHSTPRNCTMSC2TMSC1TMSC2TMSC1它網它網它網它網大區(qū)大區(qū)1大區(qū)大區(qū)2話路信令WCDMA CS域網絡的建設模式域網絡的建設模式J一個全國性的 WCDMA 電路域（CS） 網絡構成： 本地網 ； 長途話路匯接網（TMSC）； 信令網（STP）；J長途話路匯接網采用一級網絡還是二級網絡 根據網絡規(guī)劃的規(guī)模（用戶數量）來綜合考慮；J信令網采用長途話路匯接網根據網絡規(guī)劃的規(guī)模（

27、信令鏈路數量）來綜合考慮；建網初期 STP 可以考慮與 TMSC 合一設置，以節(jié)省成本；信令網還需要考慮移動信令的尋址方式：采用 DPC + GT 還是 DPC +SSN 。WCDMA 的長途匯接的長途匯接網網n網絡交換體制：TDM交換n網絡結構：三級結構，不完全網狀網TMSC1 TMSC2MSCTMSC1MSC國際局TMSC1TMSC1MSCMSCMSCTMSC1網狀網網狀網TMSC1TMSC2TMSC2移動話路網移動話路網TMSC分布建設分布建設建立PS核心網的主要思路1、各地的WCDMA分組域設備分別在本地組成局域網，通過ChinaNet的城域網、省網接入中國電信互聯網的骨干網節(jié)點，編址

28、和路由統一納入ChinaNet的網絡規(guī)劃；2、異地的WCDMA網元設備通過ChinaNet互聯時，根據安全性要求的不同，控制信息、計費信息和管理信息可以通過專線或安全VPN進行傳送；用戶面信息安全性要求較低一些；3、各省局域網的組網在物理上分為Gn/Gp業(yè)務平面、Gi業(yè)務平面、管理平面和計費平面，分別隔離成各自個局域網，以保證安全性；4、針對訪問的不同網絡，比如：接入公共Internet網絡、接入WAP業(yè)務網絡或3G移動數據專用網站等，網絡的組織和規(guī)劃也有不同的考慮。計費中心計費中心Gn業(yè)務平面Gi業(yè)務平面網管平面計費平面告警臺告警臺GnIuGi路由器路由器維護臺維護臺路由器路由器路由器路由器

29、路由器路由器路由路由器器OMCServerOMC撥號撥號Server維護臺維護臺告警臺告警臺LAN Switch路由器路由器LAN SwitchSGSN備用備用CG主用主用CG本地網本地網2路由器路由器路由器路由器LAN SwitchSGSNGGSN主用主用DNS備用備用DNS主用主用CG備用備用CG各地的各地的RAN本地網本地網1省網路由器省網路由器本地網組織示意圖本地網組織示意圖n1、SGSN和GGSN集中建設n2、GGSN集中建設，SGSN分區(qū)建設n3、SGSN和GGSN均按照本地網建設SGSN和和GGSN的建設方案的建設方案nSGSN和GGSN集中建設在中心城市，接入網的數據業(yè)務流量匯

30、聚到中心城市的核心網節(jié)點。 這種組網方式主要適用于建網初期，3G移動數據需求不強烈，業(yè)務量較小，或者業(yè)務量比較集中。采用這種方式的主要優(yōu)點在于初期設備投資節(jié)省，網絡結構簡單，易于進行集中管理和維護。缺點在于不利于本地業(yè)務（如企業(yè)集團用戶接入）的開展，同時在很多情況下分組傳送路徑不可避免會出現迂回，對傳輸資源 比較浪費。GGSN 和和SGSN集中建設集中建設n這種方式就是在各省的業(yè)務量較大的多個城市設置SGSN節(jié)點，匯接本地以及周圍地區(qū)的用戶流量，然后從省會城市的GGSN集中出口。 這種方式可以分擔省會城市SGSN的負荷，也起到了匯聚本地及周圍地區(qū)流量的作用。這種方式適用于經濟中等發(fā)達，業(yè)務量分

31、散到多個區(qū)域，但是本地網站資源較少的情況。相對于方案一來說其優(yōu)點在于節(jié)省傳輸資源，但本地業(yè)務開展、分組路由迂回等缺點仍然不可避免；相對后面的方案三來說主要優(yōu)點在于GGSN集中設置的情況下對地址資源、對外出口等方面容易集中管理。GGSN集中建設，集中建設，SGSN分區(qū)建設分區(qū)建設 這種方式就是在省會以外比較發(fā)達的中等城市建設SGSN、GGSN，完成本地及周圍地區(qū)GPRS業(yè)務的處理。采用“本地出口”策略的好處在于方便未來本地企業(yè)用戶專線接入，有利于未來本地業(yè)務的開展；缺點在于GGSN分散到多個城市之后增加了維護和管理的復雜性，并且初期設備投資相對要大一些。GGSN和和SGSN都按照本地網建設都按照本地網建設防火墻的設置與規(guī)劃防火墻的設置與規(guī)劃n在WCDMA協議中，有兩個重要的接口需要防火墻保