3G核心网基础知识

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Contents 网络的基本结构 网络接口及功能
区域划分及编号
CS域简介 PS域的结构、接口、流程
区域定义
PLMN
MSC 区、 SGS
N区
位置 区、 路由 区
服 务 区
小 区
PLMN
PLMN Identifier
LAI
RAI
SAI
CGI
MCC MNC LAC CI Location Area Identification Cell Global Identification (CGI)
TrFO方式下的语音编解码格式的协商是(G)MSC
Server节点来完成的。
TrFO与TFO的区别与联系
TrFO和TFO的关联与区别主要包括：

在TrFO建立失败后，这时需要插入TC完成码变换功能，启用 带内TFO方式进行协商； TFO方式的启动可以在呼叫建立之后，也可以在通信过程中启 用TFO； TFO主要用在与2G互通的情况下，对于纯3G的网络应用，通 常使用TrFO方式； 在不可避免使用TC的情况下，TFO是fallback最后的依靠； R99对TrFO的限制，BICC协议set1只支持AAL1和AAL2，不 支持承载修改，不支持codec重新协商等。
在PS上叠加IP多媒体 子系统IMS UTRAN引入IP承载： 全网IP化 多媒体业务统一会话 控制机制 接入网提出HSDPA

3G关键词:控制与承载分离 多媒体化 承载IP化 更开放 融合网络 无缝漫游…
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Contents 网络的基本结构 网络接口及功能
区域划分及编号
CS域简介 PS域的结构、接口、流程
BICC/SIP
HSS
CSCF
CALL SERVER(GCF)
SIP
MAP/DIAMETER SIP
核心交换层
H.248
IP Core
GCP
边缘接入
MGW
SIP
SGSN / GGSN
SIP
AG/TG/IAD 固定SIP终端 固定非SIP终端
3G RAN

R4在核心网电路域引入IP宽带承载，从传统电路交换向分组数据交换转变，形成
BSSAP
AAL2
H.248
H.248
TDM
GSM/R99 PLMN
BSS
TDM

TDM AMR/RTP(AAL2) IP MGW IP(ATM) Backbone MGW IP Network
WCDMA R4 核心网络的主要变化
MSC Server MSC Server
BICC
Nc
RANAP Iub
T D M
传统交换将控制，承载和交换在同一实体中,
相互之间的制约使用户业务能力受
限；软交换将传统交换机的功能模块分离成为独立的网络部件，各部件可以按相 应的功能划分独立发展；
业务承载和呼叫控制的分离使核心网组网发生根本改变，后续有详细描述。
R4关键特征－IP承载的引入
控制层
MSC-SERVER/MGCF
AMR
AMR
RNC
MGW
MGW
RNC
Transcoder
Free Operation (TrFO) 是一种带外Transcoder控制机制,通过带 外信令建立免编解码的通道,建立后完全不需要编解码器； TrFO方式下，首先 发起呼叫的ME和被叫ME之间进行带外协商（OoBTC），如果支持相同的编解码方 式，则在建立业务承载的过程中，不进行码变换操作，即不插入TC资源。
WCDMA R99网络结构
MSC/VLR GSM /GPRS BSS BSC BTS PCU RNC NodeB
GPRS骨干网/
GMSC
PSTN ISDN
HLR/AUC
SS7
SCE SMS SCP Internet, Intranet GGSN BG Other PLMN
UMTS UTRAN
SGSN
CDMA IS95 TDMA IS-136 PDC
语 音 需求驱动 业 务
宽
带
业 务
UMTS WCDMA CDMA 2000 TDSCDMA
3G标准化组织
UMTS体系结构
CN
Iu
UTRAN
Uu
UE
UTRAN CN UE UMTS Terrestrial Radio Access Network Core Network User Equipment
Tandem Transcoding
PLMN A PLMN B
MSC
TDM
MS/UE
Transcoding Function
compressed speech
Transcoding Function
compressed speech
MS/UE
ITU-T G.711 a - law / u - law
R4新技术：TrFO
应用TrFO： 开放TrFO功能，AMR话音在ATM/IP分组网络上承载，3G用户间的通话 不必经过语音编解码变换器的有损变换处理，最终语音质量得以提高， 节省TC资源。

MSC server 节省了TC资源， 减少话质损失 AMR Voice
MGW
在分组网上传输AMR 压缩语音及VAD技术 的应用，能节省2/3以 上的传输带宽。 AMR Voice
MAP 接口
内部接 口 TDM/ IP
MSC-VLR MSC-HLR VLR-HLR MSC-MSC
F 接口 G 接口 Gr 接口 Gc 接口
MSC-EIR VLR-VLR SGSN-HLR GGSN-HLR
主要协议接口列表
接 口 接口名称 类型 CAP 接口 物 理 承 相关实体 载方式 TDM/ IP IP/ A TM TDM/ A T M/ IP TDM/ A T M/ IP TDM IP TDM/ IP IP 无线 A T M/ IP(R5) A T M/ IP(R5) MSC(SSP)SCP 接口功能 CAP 接口 移动智能网与核心网之间的接口， 用于 移动智能业 务逻辑控制 MSC Server – 呼叫控制与媒体承载实体之间信令交互 ， 对于不同 MGW 呼叫模式和媒体处理的接续 MSC Server --- 局间呼叫时 控制面协议互通 GMSC Server MGW—MGW GMSC—PSTN/ TMSC SGSN-GGSN GSN-CG SGSN-HLR GGSN-HLR GGSN-PDN UE—NodeB NodeB—RNC RNC-RNC 局间呼叫时 用户面协议协商
MSC server
AMR Voice
IP/ATM
MGW
TrFO的实现--带外的TC协商机制
MSC server
OoB Codec Negotiation RANAP AMR
MSC server
OoB Codec Negotiation
OoB Codec Negotiation RANAP
AMR
AMR Voice
Node B RNC MGW
Mc H.248
Mc H.248
RANAP Iub
Nb
IP/ATM
MGW
RNC
Node B
R4电路域变化，引入基于软交换的核心网络构架
承载与控制分离构架，基于BICC协议的电路域呼叫信令 多种承载方式：支持TDM、ATM 新引入TrFO技术，支持TFO/TrFO 信令的IP承载机制（可选） 向NGN融合网络演进能力
媒 体 Mc 接 口 控 制 ( H.248) 接口 Nc 接 口 ( ISUP / BICC) Nb 接口 (NbUP/IuUP) MTUP /MISUP 接口 PS CN Gn/Gp 内 部 Ga 接口 Gr Gc Gi RAN Uu 内 部 Iub 接口 Iur
移动网络与 PSTN/ISDN 网络互通， 以及移动网络内 部不同本地网之间互通 PDP 管理 计费 位置管理、用户签约信息管理 PUSH 业务：PS 业务移动被叫 分组移动网络与外部数据网之间通信 空中接口 无线资源管理； 软切换
3G核心网基础知识
周光源 2007年04月
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目 录
Contents 网络的基本结构 网络接口及功能 区域划分及编号
CS域简介 PS域的结构、接口、流程
移动通信发展简史
第一代 80年代 模拟
AMPS
第二代 90年代 数字
GSM
第三代 IMT-2000
TACS NMT 其它
数 模 拟 需求驱动 字 技 技 术 术
CG
WCDMA R4网络结构
IP/ATM Backbone
MGW MGW
PSTN ISDN
GSM /GPRS BSS BSC BTS PCU RNC NodeB
VMSC Server GMSC Server HLR/AUC
SS7
SCE SMS SCP
GPRS骨干网
UMTS UTRAN
SGSN
Internet, Intranet GGSN
主要协议接口列表
接 口 类型 CN-R AN 接 口 接口名称 物理承 载方式 A T M/ IP(R5) A T M/ IP(R5) TDM TDM 相关实体 接口功能 Iu-CS 接 口 （RANAP） Iu-PS 接 口 （RANAP） A 接 口 (BSSAP) Gs 接口 ( BSSAP+) B 接口 C 接口 D 接口 E 接口 MSC-RNC SGSN-RNC MSC-BSC MSC-SGSN WCDMA 用户侧信令的接入及语音通道承载的建立 WCDMA 用户侧信令的接入及数据通道承载的建立 GSM 用户侧信令的接入及语音通道承载的建立 用于 CN 的 电路域 VLR 与 分组域 SGSN 交换用 户信息， 如 联合位置更新，寻呼协调等，中国移动 不用。 用户的移动性管理、位置更新和补充业务的激活等功 能。此接口为内部接口，标准不规范。 获取用户的 MSRN 和与智能业务相关的用户状态、 用 户位置等信息。 （29.002、23.078） 获取用户的 MSRN 和与智能业务相关的用户状态、 用 户位置等信息。 （29.002、23.078） 用于两个 MSC 之间的切换过程。同时，若一个 MSC 兼作 SC，当向一个用户发送或接受短消息时，也需 在此接口传送信息。 （29.002） 用于 EIR 验证用户的 IMEI 状态信息 当用户从一个 VLR 移动至另一个 VLR 时，用于交换 用户的 IMSI 和鉴权参数信息。 （29.002） PS 用户签约信息； PUSH 业务支持 ；中国移动不用