1、WCDMA 核心網(wǎng)PS域培訓(xùn),1,PS域總體介紹,核心網(wǎng)(CN)：PLMN（公用陸地移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)）從邏輯結(jié)構(gòu)上劃分為核心網(wǎng)和接入網(wǎng)兩個(gè)部分，核心網(wǎng)分為CS域和PS域以及IP多媒體子系統(tǒng). CS域：CS域主要指向用戶提供電路交換型業(yè)務(wù)的CN實(shí)體，這些實(shí)體有：MSC、GMSC、VLR； PS域：PS域主要指向用戶提供分組交換型業(yè)務(wù)的CN實(shí)體，這些實(shí)體有：SGSN、GGSN；,2,Iu-CS,Iu-CS,Iu-PS,Iu-PS,Iub,RNC,Node B,Node B,RNS,Iur,Iub,RNC,Node B,Node B,RNS,VLR MSC,A,GMSC,Abis,BSC,BTS,BTS,B

2、SS,PSTN,PSTN,EIR,F,HLR,AUC,D,C,H,Abis,BSC,BTS,BTS,BSS,other PLMN,Gi,WCDMA基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),PS域,3,WCDMA基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),R99是在GPRS的基礎(chǔ)上演變而來的,最新版本是2001.3發(fā)布的；R4/R5是全I(xiàn)P的網(wǎng)絡(luò)，正在標(biāo)準(zhǔn)化。 299的核心網(wǎng)分兩個(gè)部分：CS域和PS域 WCDMA的核心網(wǎng)分兩個(gè)階段：R99和R4/R5 CS域是在GSM Phase2+的電路核心網(wǎng)基礎(chǔ)上演變而來的，主要處理電路業(yè)務(wù)；主要實(shí)體有GMSC、MSC/VLR； PS域是在GPRS核心網(wǎng)的基礎(chǔ)上演變而來的，主要處理分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，主要實(shí)體是SGSN、

3、GGSN； HLR、EIR以及SMS是CS域和PS域的公共部分。 從核心網(wǎng)的結(jié)構(gòu)可以看出，在R99核心網(wǎng)中，電路業(yè)務(wù)和分組業(yè)務(wù)是分開處理的。R99核心網(wǎng)PS域是我們今天討論的重點(diǎn)。 3UMTS PS域核心網(wǎng) SGSN：GPRS服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)，為MS提供分組移動(dòng)性管理、路由選擇等功能； GGSN：GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)，是UMTS PS域接入到外部數(shù)據(jù)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)。 在核心網(wǎng)PS域內(nèi)，各GSN實(shí)體之間通過Gn/Gp接口相連，該接口是基于IP骨干網(wǎng)的接口； SGSN、GGSN和MSC/VLR、HLR、EIR、SMS實(shí)體之間的通信只涉及信令，這些實(shí)體之間的接口Gs、Gr、Gf、Gd、Gc都是基于SS7的接口

4、； GGSN通過Gi接口與PDN互連，PDN不同，Gi接口也不同，PDN可以是X.25或IP網(wǎng)。 4R99核心網(wǎng)既要能接入2G的BSS，又要能接入3G的RNS， 對(duì)PS域來說，就要同時(shí)提供Iu-PS和Gb接口。,4,弱點(diǎn)： 使用很窄的無線電頻譜，容量很小，很快出現(xiàn)飽和，且終端龐大、昂貴，無法適應(yīng)大容量需求，服務(wù)質(zhì)量很低。,3G 系 統(tǒng) 發(fā) 展 歷 程,5,3G 系 統(tǒng) 發(fā) 展 歷 程,第一代80年代）,第二代（90年代）,第三代（2000年代）,6,Cell開創(chuàng)移動(dòng)通信新紀(jì)元,蜂窩全面提高了移動(dòng)用戶的容量， 推動(dòng)了移動(dòng)通信的快速發(fā)展， 使移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)從此散發(fā)出勃勃生機(jī),1000用戶,1000*

5、 n 用戶,7,第一代模擬系統(tǒng)1G80年代開始投放市場(chǎng),NMT (Nordic mobile phone),AMPS（Advanced Mobile Phone System）,TACS（Total Access Communication）,J-TACS,8,011100010100011001,011100010100011001,011100010100011001,011100010100011001,01110001010001100111100000001011,第二代數(shù)字系統(tǒng)2G90年代登上舞臺(tái),9,2G當(dāng)前通信市場(chǎng)的主角,以語音業(yè)務(wù)為主 提供9.6k低速電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),10,1

6、1,用戶密度急劇增長(zhǎng) 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求不斷提高 2G系統(tǒng)受空中接口及網(wǎng)絡(luò)能力的限制，難以滿足市場(chǎng)的需求。,But.,12,更高和靈活的傳輸速率；豐富多彩的業(yè)務(wù)服務(wù)； 高品質(zhì)的話音質(zhì)量；更大的容量，更低的代價(jià)； 更低的發(fā)射功率；全球漫游；全球統(tǒng)一頻段、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，全球無縫覆蓋 高頻譜效率 高服務(wù)質(zhì)量，高保密性能 提供多媒體業(yè)務(wù)，速率最高到2Mb/s 車速環(huán)境：144kb/s 步行環(huán)境：384kb/s 室內(nèi)環(huán)境：2Mb/s 易于第二代系統(tǒng)的過渡、演進(jìn) 終端價(jià)格低,3G 發(fā) 展 目標(biāo),13,3G移動(dòng)通信的源動(dòng)力,我們的移動(dòng)通信需要有 更高的頻譜效率 更高的業(yè)務(wù)質(zhì)量 多種多樣的業(yè)務(wù) 支持移動(dòng)多媒體,數(shù)字化

7、寬帶化 智能化 個(gè)人化,14,UMTS是第三代移動(dòng)通信系統(tǒng),數(shù)據(jù)傳輸速率,15,IMT-2000的標(biāo)準(zhǔn)化分為核心網(wǎng)和無線接入網(wǎng)兩部分； ITU最初的愿望：制定一個(gè)統(tǒng)一的無線接口標(biāo)準(zhǔn)，制定一個(gè)公共的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。 因種種原因，網(wǎng)絡(luò)部分提出“家族概念” 基于現(xiàn)有的第二代兩大網(wǎng)絡(luò)，即GSM MAP和IS-41核心網(wǎng) 無線接口部分 形成多個(gè)無線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在不斷融合和演進(jìn)中。,IMT-2000標(biāo)準(zhǔn)化 發(fā) 展 歷 程,16,UTRA TDD),IMT-2000標(biāo)準(zhǔn)化 發(fā) 展 歷 程,17,核 心 網(wǎng) (Core Network),IS-41核心網(wǎng) (CDMA網(wǎng)絡(luò)),cdma2000,GSM MAP 核心網(wǎng),W

8、CDMA,TD-CDMA/ TD-SCDMA,UWC-136,DECT,無 線 接 口,IMT2000存在兩大網(wǎng)絡(luò)體系： 由GSM發(fā)展基于W-CDMA的UMTS系統(tǒng)。3GPP負(fù)責(zé)協(xié)議的制訂工作。 由IS95發(fā)展而來的基于多載波CDMA2000系統(tǒng)。3GPP2負(fù)責(zé)協(xié)議的制訂工作。,IMT-2000標(biāo)準(zhǔn)化 發(fā) 展 歷 程,18,GSM,BSS,BSC,BTS,BTS,VLR MSC,VLR MSC,A,E,GMSC,Abis,BSC,BTS,BTS,G,EIR,F,HLR,AUC,D,C,H,BSC,BTS,BTS,BSS,BSS,VLR MSC,PSTN,3G 演 變 歷 程,19,BSC,VL

9、R MSC,VLR MSC,A,E,GMSC,Abis,BTS,BTS,BSS,EIR,F,HLR,AUC,D,C,H,VLR MSC,Abis,BSC,BTS,BTS,BSS,Gs,SGSN,Gb,GGSN,Gn,PDN,Gf,Gr,Gc,PCU,Ater,PSTN,Internet,3G 演 變 歷 程,20,UMTS(通用移動(dòng)通訊系統(tǒng)) 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),21,MT,DTE,DTE,external PLMN,PDN,SGSN,Node-B,SRNC,MSC/VLR,HLR/EIR,Gr,Iub,Gs,own PLMN,Gn,UTRAN,Gc,Node-B,DRNC,Iur,MT,DTE,BSC

10、,BTS,BSC,A,BSS,Gb,UMSC-PS,GGSN,UMSC-CS,Uu,Gi,Iu-CS,Iu-PS,WCDMA 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),22,移動(dòng)交換中心（MSC）: CS域網(wǎng)絡(luò)的核心，提供交換和完成移動(dòng)用戶尋呼接入、信道分配等重要任務(wù)，并提供面向系統(tǒng)其它功能實(shí)體和面向固定網(wǎng)的接口功能。作為網(wǎng)絡(luò)的核心，MSC與其他網(wǎng)絡(luò)單元協(xié)同工作，完成移動(dòng)用戶位置登記、越區(qū)切換和自動(dòng)漫游、合法性檢驗(yàn)及頻道轉(zhuǎn)接等功能。,核心網(wǎng)網(wǎng)元實(shí)體與作用,23,核心網(wǎng)網(wǎng)元實(shí)體與作用,網(wǎng)關(guān)MSC（GMSC）: 用于連接CS域與外部的PSTN的實(shí)體,完成CN的CS域與PSTN的互通。,24,交互工作功能（IWF）: 通過適配GS

11、M的傳輸特性和通訊對(duì)方的網(wǎng)絡(luò)特性，將MSC和特定網(wǎng)絡(luò)互連。,核心網(wǎng)網(wǎng)元實(shí)體與作用,25,GPRS業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)（SGSN）: 是PS域網(wǎng)絡(luò)的核心，對(duì)MS的位置進(jìn)行跟蹤，完成安全鑒權(quán)功能與接入控制，并與GGSN共同完成PDP連接的建立、維護(hù)與刪除工作。,核心網(wǎng)網(wǎng)元實(shí)體與作用,26,核心網(wǎng)網(wǎng)元實(shí)體與作用,歸屬位置寄存器（HLR）: 簽約的移動(dòng)用戶的重要信息，并可實(shí)時(shí)地提供對(duì)用戶位置信息的查詢和修改，及實(shí)現(xiàn)各類業(yè)務(wù)操作，包括位置更新、呼叫處理、鑒權(quán)、補(bǔ)充業(yè)務(wù)等，完成移動(dòng)通信網(wǎng)中用戶移動(dòng)性管理。,27,拜訪位置寄存器（VLR）：存儲(chǔ)著進(jìn)入其控制區(qū)域內(nèi)已登記的移動(dòng)用戶的相關(guān)信息，并移動(dòng)用戶的HLR處獲取并

12、存儲(chǔ)必要的數(shù)據(jù)。移動(dòng)用戶發(fā)生實(shí)質(zhì)移動(dòng)，VLR要做相應(yīng)處理，VLR可看作為一個(gè)動(dòng)態(tài)用戶數(shù)據(jù)庫。,核心網(wǎng)網(wǎng)元實(shí)體與作用,28,VLR,MSC,HLR,VLR,MSC,record,record,VLR,MSC,HLR,VLR,MSC,record,record,record,record,record,movement,movement,Lots of record traffic.,Try to reduce mobile-related signaling.,29,Super-Charger: the solution,VLR,MSC,HLR,VLR,MSC,record,record,VLR

13、,MSC,HLR,VLR,MSC,record,record,record,record,record,movement,movement,VLR,MSC,HLR,VLR,MSC,record,record,record,movement,Day 1,Day 2,dynamic subscription deletion in VLRs,Retain VLR records,30,鑒權(quán)中心(AUC): 用于GSM系統(tǒng)的安全性管理，AUC存儲(chǔ)著鑒權(quán)信息和加密密鑰，用來防止無權(quán)用戶接入系統(tǒng)和保證通過無線接口的移動(dòng)用戶通信的安全。,核心網(wǎng)網(wǎng)元實(shí)體與作用,31,移動(dòng)設(shè)備識(shí)別寄存器（EIR）： 存儲(chǔ)著移

14、動(dòng)設(shè)備的國(guó)際移動(dòng)設(shè)備識(shí)別碼（IMEI），運(yùn)營(yíng)部門通過核查相關(guān)信息，采取相應(yīng)的措施，以確保網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所使用的移動(dòng)設(shè)備的唯一性和安全性。,核心網(wǎng)網(wǎng)元實(shí)體與作用,32,短消息MSC網(wǎng)關(guān)（SMSGMSC）作為連接MS中心和PLMN的接口功能實(shí)體，傳遞從業(yè)務(wù)中心SC到移動(dòng)臺(tái)的短消息。,核心網(wǎng)網(wǎng)元實(shí)體與作用,33,短消息互通IWF MSC：作為連接SMS中心和PLMN的接口功能實(shí)體，傳遞從移動(dòng)臺(tái)到業(yè)務(wù)中心的短消息。,核心網(wǎng)網(wǎng)元實(shí)體與作用,34,短 消 息 中 心,35,短消息中心,36,核心網(wǎng)網(wǎng)元實(shí)體與作用,無線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（RNS）：是3G的基站子系統(tǒng)，通過無線接口(Uu)直接與一動(dòng)態(tài)相接，負(fù)責(zé)無線信號(hào)的發(fā)送

15、接收和無線資源管理。RNS與MSC、SGSN相連，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)用戶之間或移動(dòng)用戶與固定網(wǎng)絡(luò)用戶之間的通信連接等。無線信道的加密在這里完成。 RNS由一個(gè)或多個(gè)基站收發(fā)信臺(tái)（Node B）和RNC組成，Node B和RNC可處于同一位置，也可分開設(shè)置。,37,基站子系統(tǒng)（BSS）：通過無線接口(Um)直接與移動(dòng)臺(tái)相接，負(fù)責(zé)無線信號(hào)的發(fā)送接收和無線資源管理。另一方面，BSS與網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（NSS）中的移動(dòng)交換中心（MSC）相連，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)用戶之間或移動(dòng)用戶與固定網(wǎng)絡(luò)用戶之間的通信連接，由一個(gè)或多個(gè)基站收發(fā)信臺(tái)（BTS）和基站控制器（BSC）組成。,核心網(wǎng)網(wǎng)元實(shí)體與作用,38,基站控制中心（BSC）：是BS

16、S的控制部分，起著BSS的交換設(shè)備的作用，即各種接口的管理，承擔(dān)無線資源和無線參數(shù)的管理。,核心網(wǎng)網(wǎng)元實(shí)體與作用,39,無線網(wǎng)絡(luò)控制中心（RNC）：是RNS的控制部分，負(fù)責(zé)各種接口的管理，承擔(dān)無線資源和無線參數(shù)的管理。,核心網(wǎng)網(wǎng)元實(shí)體與作用,40,核心網(wǎng)網(wǎng)元實(shí)體與作用,群呼寄存器（GCR）：GCR是用于處理話音群呼業(yè)務(wù)VGCS和話音廣播業(yè)務(wù)VBS的寄存器。,41,核心網(wǎng)網(wǎng)元實(shí)體與作用,共享互通功能（SIWF）： 是具有提供數(shù)據(jù)和傳真呼叫互通功能的網(wǎng)絡(luò)功能模塊。,42,核心網(wǎng)接口與結(jié)構(gòu),核心網(wǎng)與外部網(wǎng)絡(luò)接口：Gi、Gp、與PSTN的接口,核心網(wǎng)與無線網(wǎng)絡(luò)接口:A、Gb、Iu-Ps、Iu-Cs,核

17、心網(wǎng)內(nèi)部接口： B、 C、D、E、Q、 Gn、 Gs、 Gc、 Gr、 Gf、 Gd,43,從R99演進(jìn)的全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),44,新建全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),45,Uu,MS,UTRAN,3G-SGSN,3G-GGSN,Eg:Ip,PPP,Eg:IP,PPP,Iu-PS,Gn,PS域用戶面結(jié)構(gòu)(1),46,SNDCP,SNDCP,GTP-U,Um,MS,BSS,3G-SGSN,3G-GGSN,Eg:Ip,PPP,Eg:IP,PPP,NETWORK SERVICE,L1bis,BSSGP,MAC,L1,RLC,Gb,Gn,PS域用戶面結(jié)構(gòu)(2),GTP-U,47,L1,GMM/SM /SMS,PS域控制面

18、結(jié)構(gòu)(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,48,PS域控制面結(jié)構(gòu)(2),MS,BSS,3G-SGSN,3G-GGSN,Gb,Gn,GTP-C,GTP-C,NETWORK SERVICE,L1bis,BSSGP,GMM/SM /SMS,MAC,L1,RLC,GMM/SM /SMS,Um,49,Gn、Gp控制面結(jié)構(gòu),GGSN/SGSN,SGSN,Gn、Gp,GTP-C,L2,L1,TCP/UDP,IP,GTP-C,L2,L1,TC

19、P/UDP,IP,Gn/Gp接口： L1/L2及UDP/IP層的功 能與傳輸平臺(tái)的相同; GTP-C協(xié)議：負(fù)責(zé)傳送路徑管理、隧道管理、移動(dòng)性管理和位置管理等相關(guān)信令消息，用于對(duì)傳送用戶數(shù)據(jù)的隧道進(jìn)行控制。,50,PS域Gr、Gf、Gd接口協(xié)議棧結(jié)構(gòu),HLR、SMS-GMSC、SMS-IWMSC、EIR,3G-SGSN,Gr、Gd、Gf,TCAP,MTP2,L1,SCCP,MTP3,MAP,TCAP,MTP2,L1,SCCP,MTP3,MAP,實(shí)現(xiàn)鑒權(quán)、登記、移動(dòng)性管理以及短消息傳送等功能。,51,GGSN-HLR 接口協(xié)議棧結(jié)構(gòu)（1）,3G-GGSN,HLR,Gc,TCAP,MTP2,L1,S

20、CCP,MTP3,MAP,TCAP,MTP2,L1,SCCP,MTP3,MAP,GGSN與HLR相連的方式一：選擇Gc接口與HLR相連，Gc接口所使用的協(xié)議棧與Gr/Gf/Gd接口的相同，也是采用MAP協(xié)議來實(shí)現(xiàn)移動(dòng)性管理相關(guān)功能。,52,SGSN,GGSN,Gn,TCAP,MTP2,L1,SCCP,MTP3,MAP,TCAP,MTP2,L1,SCCP,MTP3,MAP,GTP-C,L2,L1,TCP/UDP,IP,GTP-C,L2,L1,TCP/UDP,IP,HLR,Gr,GGSN與HLR相連的方式二：通過具有GTP-MAP轉(zhuǎn)換功能的GSN與HLR相連，GGSN利用GTP協(xié)議與轉(zhuǎn)換實(shí)體通信，

21、而轉(zhuǎn)換實(shí)體再通過MAP協(xié)議與HLR通信。,GGSN-HLR 接口協(xié)議棧結(jié)構(gòu)（2）,53,SGSN-MSC/VLR接口的協(xié)議棧結(jié)構(gòu),MSC/VLR,3G-SGSN,Gs,BSSAP+,MTP2,L1,SCCP,MTP3,BSSAP+,MTP2,L1,SCCP,MTP3,Gs接口為可選接口，只用于傳送信令,采用BSSAP+協(xié)議實(shí)現(xiàn)聯(lián)合的移動(dòng)性管理、尋呼等功能，也是利用SS7進(jìn)行傳送。,54,移動(dòng)性管理附著,移動(dòng)臺(tái)開機(jī)時(shí)執(zhí)行附著過程： 在移動(dòng)太發(fā)起的Attach Request中的Attach type表明用戶此次登錄的類型： 1，僅僅要求登錄GPRS網(wǎng) 2，同時(shí)上GPRS網(wǎng)/非GPRS網(wǎng)，SGSN

22、需要向MSC/VLR發(fā) 起位 置更新流程。,MM上下文：分組移動(dòng)性管理的三種狀態(tài)在不同事件的觸發(fā)下互相轉(zhuǎn)換,每種狀態(tài)對(duì)應(yīng)了一種確定的功能級(jí)以及一系列相關(guān)信息,這些狀態(tài)及相關(guān)信息就組成了MM上下文；一個(gè)用戶（或IMSI)對(duì)應(yīng)唯一的一個(gè)MM上下文，MM上下文存在于MS、SGSN中。,55,移動(dòng)性管理附著,56,在GPRS中是按路由區(qū)（RA）來進(jìn)行位置管理的。路由區(qū)是位置 區(qū)的子集，即一個(gè)位置區(qū)可以作為一個(gè)路由區(qū)，也可進(jìn)一步劃分 為幾個(gè)路由區(qū)。每個(gè)路由區(qū)都只有一個(gè)SGSN對(duì)其提供服務(wù)。是 以路由區(qū)為單位的，位置更新有以下幾種情況： 小區(qū)更新：小區(qū)標(biāo)識(shí)改變而路由區(qū)標(biāo)識(shí)未改變 路由區(qū)更新：路由區(qū)標(biāo)識(shí)改變 SGSN內(nèi)的路由區(qū)更新 跨SGSN的路由更新 聯(lián)合路由區(qū)/位置區(qū)更新 SGSN內(nèi)的聯(lián)合RA/LA更新 跨SGSN的RA/LA更新 周期性