中国移动通信公司3G核心网规划
第三代3G移动通信中的网络规划
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第三代3G移动通信中的网络规划
下面分别介绍３Ｇ中的两类网络规划方案
l 以ＷＣＤＭＡ例重点介绍第一类改良， 兼容性方案；
l 简要介绍第二类，以革新为主的多层次， 重迭式立体网络规划的基本思路。
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第三代3G移动通信中的网络规划
三、以兼容性为主的ＷＣＤＭＡ网络 规划
l 引言 l 根据覆盖进行的小区规划 l 根据话务量进行的小区规划 l 两类规划的综合平衡
l 为了弥补两者在覆盖区上的差异，措施如下：
l 在物理层：采用性能更优的调制与信道编码，可将覆盖区扩大 至以的Ｒ＝Ｏb为半径的覆盖圆；
l 在网络层上，首先采用ＡＲＱ（非实时性）适当将覆盖区扩大 至以Ｒ=oc为半径的覆盖圆，（为了满足一定数据传输效率不 宜重发次数太多），然后采用功控技术（数据需加大功率）将 数据服务区最终扩大至R=od话音覆盖区
•ＩＭ Ｔ
•ＩＭ Ｔ
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第三代3G移动通信中的网络规划
1.2 3G的主要实现体制
l ＩＴＵ－Ｒ／ＴＧ８－１组于１９９９年１１月通过 的ＩＭＴ－２０００五类无线接口规范如下：
l ＩＭＴ－２０００ＣＤＭＡ ＤＳ：含ＷＣＤＭＡ与 ＣＤＭＡ２０００１ＸＥＶ；
l ＩＭＴ－２０００ＣＤＭＡ ＭＣ：ＣＤＭＡ２００ ０ＭＣ，即ＣＤＭＡ２０００３Ｘ；
单一业务（单一层次）蜂窝网>多种业务（单一层次） 蜂窝网> 多种业务（多层次，重迭式）立体蜂窝网
l 决定网络规划另一个主要因素是３Ｇ中 的多种业务的动态需求。
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第三代3G移动通信中的网络规划
（２）从３Ｇ中的多种业务的动态需求看网络 规划
l ３Ｇ中的不同业务有不同的Ｑ０Ｓ要求：
3G核心网规划培训教材
R99/R4 SGSN
Gn GGSN
R5 PCF
CSCF
GPRS
SGSN
Gn GGSN
Iu-PS
Gb
SGSN
Go Gi
Gn GGSN
Gb
Gb
BSS
BSS
RNC
BSS
• R99/R4坚持分组域架构 (jià ɡòu)动摇
UMTS MSC
新建方案
ALI
TC
通用分组交换
TDM
ALI
平台
SWITCH
TC
绿色表示新建方案硬件
业务处理及控制
EC
SRC
DT
第十九页，共74页。
晋级(jìn jí)方案设备改动较大
•硬件局部(júbù)： •添加基于ATM交流平台局部(júbù)的网络互通单元 •添加话音编码器TC〔该局部(júbù)是3G MSC中本钱比例最高的 局部(júbù)，约占30%〕 •局部(júbù)中继单元〔用于与2G MSC传输，新建不需求〕
GSM-NMS 网管模块
WCDMA-NMS 网管模块
网络管理
从传统(chuántǒng)电路交流向分组数据交流转变，构成以IP core为基 础的电信网络新框架；
MSC Server
HSS
CSCF
IMS域
MGCP
边缘接入
MGW
BICC/SIP
MAP
SIP
IP Core
SIP
SIP
GMSC Server
SIP/BICC
MGCP
MGW
移动通信3G核心网原理
移动通信3G核心网原理移动通信3G核心网原理一、介绍二、核心网架构移动通信3G核心网由多个功能节点组成，包括移动交换中心（MSC）、数据分组交换节点（SGSN）、地理位置寄存器（HLR）等。
这些节点通过各种接口相互连接，构成了一个分布式的核心网架构。
三、移动交换中心（MSC）移动交换中心是核心网的核心节点之一，它负责处理移动方式呼叫的建立、路由、交换等功能。
当用户拨打方式时，MSC会将呼叫信令处理并转发到相应的终端设备。
MSC还承担了用户鉴权、计费等重要任务。
四、数据分组交换节点（SGSN）数据分组交换节点是另一个核心节点，它主要处理移动数据业务的传输。
当用户使用移动互联网、发送短信等服务时，数据分组交换节点负责对数据进行分组并进行路由转发。
它还承担了用户鉴权、数据安全等功能。
五、地理位置寄存器（HLR）地理位置寄存器是一个存储用户信息的数据库，包括用户的身份、位置等信息。
当用户移动到新的位置时，HLR会记录用户的新位置，并将这个信息告知其他节点，以便其他节点能够正确路由用户的呼叫和数据。
六、移动网络的接入与漫游3G核心网不仅支持本地用户的接入，还支持用户在其他地区漫游时进行通信。
当用户从一个地区漫游到另一个地区时，核心网中的节点会进行相应的位置更新，并确保用户在新的位置上能够正常使用移动通信服务。
七、协议与接口移动通信3G核心网使用了多种协议和接口，包括GSM、GPRS、UMTS、IP等。
这些协议和接口实现了核心网的各项功能，并保证了用户的通信质量和安全性。
八、移动通信3G核心网是实现3G移动网络通信的关键，它通过各种技术和协议，实现了移动方式通信、互联网接入、数据传输等功能。
核心网的架构包括移动交换中心、数据分组交换节点、地理位置寄存器等多个功能节点，它们通过协议和接口相互连接，形成了一个分布式的网络。
通过了解核心网原理和组成，我们能够更好地理解和使用移动通信网络。
3G核心网规划
• 2）叠加方案。对现有 ）叠加方案。对现有GSM网络的 网络的MSC不 网络的 不
做任何改动，新建基于 做任何改动，新建基于R99核心网络的 核心网络的 MSC，并向下兼容 协议； ，并向下兼容GSM协议；同时以 协议 同时以GSM 演进为辅， 演进为辅，即在条件适宜的地区升级原 GSM网络的 网络的MSC节点以支持系统。 节点以支持系统。 网络的 节点以支持系统 • 表4-1对上述两种方案从四个方面进行了比 对上述两种方案从四个方面进行了比 较。
（二）CS域规划 域规划
• CS域的规划包括移动本地网规划、移动长途汇接 域的规划包括移动本地网规划、 域的规划包括移动本地网规划 网规划和移动信令网规划。 网规划和移动信令网规划。R99核心网络是现有 核心网络是现有 GSM/GPRS核心网络的演进，其中核心网 域 核心网络的演进， 核心网络的演进 其中核心网CS域 网的设备基本相同， 核心网CS域的规 与GSM网的设备基本相同，R99核心网 域的规 网的设备基本相同 核心网 划主要是MSC、HLR，GMSC，TMSC等设备的 划主要是 、 ， ， 等设备的 规划建设。 核心网在CS域中 规划建设。而R4核心网在 域中，通过引入基 核心网在 域中， 于软交换架构和分层结构将呼叫控制与承载层分 同时信令和语音都可基于TDM、ATM或IP方 离，同时信令和语音都可基于 、 或 方 式承载，这些变化对规划工作提出了新的要求。 式承载，这些变化对规划工作提出了新的要求。
– 除了上述的整体规划原则外，还需要明确下面 除了上述的整体规划原则外， 的几项基本原则。 的几项基本原则。
• 1）网元设置原则：包括电路域网元（MSC、 ）网元设置原则：包括电路域网元（ 、 GMSC、MGW、MSC服务器和 服务器和HLR）、分组域网 ）、分组域网 、 、 服务器和 ）、 元（SGSN、GGSN、CG、DNS等）和业务提供层 、 、 、 等 网元（ 网元（SMSC、SCP等）的网元设置门限、扩容门 、 等 的网元设置门限、 同种网元间的备份关系； 限、同种网元间的备份关系；GMSC服务器和 服务器和 GMGW的起设条件 的起设条件
某移动公司3G产品整体规划
门户类
WWW门户
WAP门户
118114语音门户 Imusic音乐门户
基础通信及扩展类
生活娱乐商务类
语音增值 消息
互联网
移动号百 一机双号 C网超无 一呼多响 漏话提示
短信 自营短信业务 OTA短信业务
小区短信 短信漫游问候
无线宽带 手机邮件 备份(PIM） 移动MSN 移动办公 移动全球眼
– 包含产品：
• 前向：本地生活信息搜索、商旅服务（订餐、订房、订机票）、地图 服务、电子优惠券下载等服务
• 后向：竞价排名、热门推荐、商业信息发布、查询转接
总体规划思路
– 将号码百事通服务迅速向移动终端用户渗透，展现优质的信息服务； – 重点对wap、短信搜索方式进行内容丰富，盘活号百信息资源，提升用户粘力。 – 对C网现有的号百类产品先承接后整合,并领先开发移动号百新产品. Page 13 – 本产品路标对计划09年3月前上线的移动号百产品进行了说明并制定了产品开发上线
电信内部员工推广
举办手机摄影大赛，作品以彩信方式发送至 官方指定彩信相册。
Page 8
1、短信群发推广；2、互联网推广
0808 0809 0810 0811 0812 0901 0902 0903 0904 0905 0906 0907 0908 0909
4.1.3 无线宽带（1）
Page 9
4.1.3 无线宽带（2）
Page 5 5
4.1.1 短信
Page 6
4.1.2 彩信（1）
Page 7
4.1.2 彩信（2）
产品 规划 开发
平台 建设
彩信功能全网上线
彩信平台建设 完成
3G移动通信网络结构分析
3G移动通信网络结构分析1. 引言随着移动通信技术的快速发展，3G移动通信网络成为了当前最主要的移动通信网络之一。
本文将对3G移动通信网络的结构进行详细分析，包括网络架构、基站组成、核心网等方面。
2. 3G移动通信网络架构3G移动通信网络由若干个基站、核心网以及用户终端组成。
其整体架构分为无线接入网络和核心网络两部分。
2.1 无线接入网络无线接入网络由基站和无线传输系统组成。
基站起到无线信号的接收和发送功能，负责与用户终端进行通信。
无线传输系统负责将基站与核心网连接起来，实现数据的传输。
2.2 核心网络核心网络是3G移动通信网络的核心部分，负责处理和转发用户的通信请求。
它包括多个功能模块，如移动交换中心、服务节点、接入网关等。
核心网络具有高可靠性和高吞吐量的特点，能够支持大规模用户的通信需求。
3. 3G基站组成3G基站是3G移动通信网络中的重要组成部分，主要由基站设备和天线组成。
3.1 基站设备基站设备包括无线发射接收设备、信道处理设备等。
无线发射接收设备负责将无线信号发送给用户终端，接收用户终端的信号。
信道处理设备负责对无线信号进行处理和调度，以实现多用户之间的分时复用。
3.2 天线基站的天线起到收发信号的作用，它通过无线传输系统与用户终端进行通信。
天线的设计和布局对网络的覆盖范围和通信质量有重要影响，需要根据实际情况进行合理的布置。
4. 3G移动通信网络核心网核心网是3G移动通信网络的核心部分，负责处理用户的通信请求和数据传输。
4.1 移动交换中心移动交换中心是核心网中最重要的功能模块之一，负责用户的注册、鉴权和寻呼等功能。
它能够实现用户之间的通信转接、呼叫管理和信令交换等功能，是实现移动通信的重要环节。
4.2 服务节点服务节点是核心网中的另一个重要功能模块，它负责处理用户的数据传输。
服务节点能够实现用户数据的路由、转发和处理，提供各种增值业务，如短信、彩铃等。
4.3 接入网关接入网关是用户终端连接到核心网的重要节点，负责用户数据的接收和转发。
第三代3G移动通信中的网络规划
网络规划与上述三层特性中主要取决于网络平台的性质，特别是与网络拓扑结构密切相关： １）从网络平台看： （２Ｇ的ＣＳ平台） >（２.5Ｇ的ＣＳ和ＰＳ两个平台）> （３ＧＰＳ全ＩＰ平台) ２）从网络拓扑结构看： 单一业务（单一层次）蜂窝网>多种业务（单一层次）蜂窝网> 多种业务（多层次，重迭式）立体蜂窝网 决定网络规划另一个主要因素是３Ｇ中的多种业务的动态需求。
３８４
步行（３Ｋm/h）
０.6
０.1
车载（１２０km/h）
２.7
２.4
６４
步行（３Ｋm/h）
１.4
１.1
车载（１２０km/h）
３.6
３.0
分组交换 数据（kb/s）
３８４
步行（３Ｋm/h）
０.2
－０.1
车载（１２０km/h）
２.3
１.9
*
表３－８接收机灵敏度Rsen
环境
业务
上行
下行
（室内）步行3km/h
*
－接收机损耗Lr 接收天线输出与接收机输入之间的综合损耗，如表３－５所示。 接收机损耗可用下列公式表示： Ｌr=L1-Gr (5) 其中，L1为馈线损耗，Gr为接收机天线增益。
*
－接收机灵敏度Ｒsen -Rsen=热噪声级别＋数据速率＋噪声系数＋ 要求的Eb/N0+I0 (6) -Rsen表示输入正好满足所要求的Eb/N0+I0时信号电平； Eb/N0+I0 为每比特信号能量与总的噪声，干扰功率密度之比； 热噪声级别为在接收处每ＨＺ的噪声功率，它等于波尔兹曼常数Ｋ与温度Ｔ的乖积。
*
ＩＴＵ提出的ＩＭＴ－２０００无线接口参数要求如下：
*
二、３Ｇ网络规划的基本要求与实现方法
移动通信3G核心网原理
移动通信3G核心网原理移动通信3G核心网是移动通信系统中的关键部分，负责处理用户数据、信令传输和网络管理等功能。
本文将介绍3G核心网的原理和主要组成部分。
1. 3G核心网概述3G核心网是移动通信系统中的核心架构，它负责支持移动通信网络的各种业务。
它连接着无线接入网和其他核心网，提供了语音方式、短信、数据传输等通信功能。
3G核心网的主要特点包括高可靠性、高可用性和高性能。
2. 3G核心网结构3G核心网由多个功能模块组成，包括位置注册、鉴权、会话管理、流量控制等。
下面是3G核心网的主要组成部分：2.1 移动接入网（RAN）移动接入网是连接用户和核心网的桥梁，它包括无线基站和无线电网络控制器（RNC）。
无线基站负责与移动设备进行无线通信，而RNC是无线基站的控制中心，负责管理和控制无线基站。
移动接入网与核心网之间通过接口进行数据和信令的交换。
2.2 位置注册和鉴权中心（HLR/AuC）位置注册和鉴权中心是3G核心网的重要组成部分，它负责管理用户的位置信息和进行用户身份鉴权。
当用户开机时，移动设备会发送位置注册请求到HLR/AuC，HLR/AuC会根据用户的身份信息和鉴权算法进行鉴权。
如果鉴权成功，HLR/AuC会向核心网发送用户位置信息。
2.3 会话管理和控制（MSC）会话管理和控制是3G核心网的核心功能之一，它负责管理和控制用户会话和通信连接。
当用户发起方式呼叫时，MSC会进行呼叫的建立、保持和释放等操作。
MSC还负责进行用户的计费和信令的转发，确保呼叫的顺利进行。
2.4 流量控制和策略管理（SGSN/PGW）流量控制和策略管理是3G核心网的关键功能之一，它负责管理和控制用户数据传输。
SGSN是用户数据传输的核心节点，它负责对用户数据进行分组和路由转发。
PGW则负责分配和管理用户的IP地质，以及进行用户数据的流量控制。
3. 3G核心网工作原理3G核心网的工作原理主要包括用户注册、鉴权、呼叫控制、数据传输等过程。
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核心网分组域在网络演进过程中保持了设备形态和设备功能的稳定性、延续性，提供了设 备平滑演进的基础。
未来无线数据业务的巨大发展潜力，要求分组域设备处理能力呈几何级翻番，处理能力将 成为分组域设备平滑演进的关键。
GPRS
SGS N
Gn GGS N
Gb Gb
BSS
BSS
R99/R4
SGS N
Gn GGS N
功能的增强和完善，包括：Iu-flex、WLAN和3G的融合、MBMS、 Presence、DRM、GUP等等。
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
移动核心网演进趋势---网络分层化
应用层
ISP/ICP
APP Servers
业务层
SMC SCP HLR/AuCMMSC
R99
R4
控制层
TMSC
SGSN
GMSC MSCGGSN
GGSN
MSC server
GMSC server
TDM
R4
MGW /ATM
MGW
/IP
SGSN
GGSN
GMSC Server
MSC server
MGCF PCSCF SCSCF
R5/R6
MGW IP
MGW
SGSN
GGSN
接入层
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
ATM RAN
IP RAN
3GPP R99核心网络特征
组化，进入了新移动核心网络的第一阶段
R5： 引入增值的IP多媒体业务，网络全面分组化，进一步丰富3G业务 R6： IP多媒体业务与网络的完善阶段
3GPP R6
3GPP R99
Iu接口分组化 AMR语音 电路型多媒体业务
3GPP R4
语音分组化承载 TC资源边源化 核心网络承载统一 分组化
3GPP R5
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
3GPP R5/R6核心网络特征
R5引入IP多媒体域IMS，在IMS域实现全业务的融合思路， 核心网 络进入全IP网络阶段，网络结构趋向稳定
引入基于SIP的多媒体呼叫信令协议，实现端到端的IP多媒体业务； 引入IPv6地址，IPv4成为网络可选； R5之后WCDMA的核心网主架构基本稳定，R6/R7以后主要是业务
中国移动通信公司3G核 心网规划
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
2020年4月14日星期二
张新宇
华为技术有限公司 WCDMA核心网产品规划部部长
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
汇报提纲
✓ 移动核心网络技术发展与演进
中国移动3G电路域核心网络规划探讨 中国移动3G分组域核心网络规划探讨
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
TDM IP
承载层
T- server G-server V-server
MGW MGW MGWGGSN SGSN
TDM/ATM/IP IP
电路域承载和 控制的分离
R5/R6
T- server G-server V- server
MGCF PCSCSFCSCF
MGW
MGW MGW IP GGSN SGSN
Iu-PS Gb
RNC
BSS
• R99/R4保持分组域架构 稳定
R5 PCF
SGS N
CSC F Go Gi
Gn GGS N
Iu-PS Gb
RNC
BSS
• R5通过Gi接口和IMS域互通
• GPRS网络架构 设备形态保持稳定，处理能力成为关键 ，增加策略服务
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
多媒体域 的承载和 控制分离
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
移动核心网演进趋势---承载IP化
从传统电路交换向分组数据交换转变，形成以IP core为基础的电信 网络新框架；
MSC Server
HSS
CSCF
GMSC Server
IMS域
MGCP
边缘接入
MGW
BICC/SIP
MAP
SIP
IP Core
电信技术发展的里程碑
• 20世纪末IP应用的爆炸式增 长使人们开始探索下一代网 络的分组语音交换技术
• 20世纪70年代程控数字 交换机的出现将通信成 功带入了电路交换时代
• 20世纪初模拟交换机的发 明，彻底改变了人们语音 交流的深度与广度
• 19世纪贝尔发明电话 ，开启了通信时代的大 门
勇于开始，才能找到成 功的路
SIP
SIP
SIP/BICC
MGCP
MGW
SGSN / GGSN
3G RAN
固定SIP终端
PSTN/PLMN
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
移动核心网演进趋势---开放架构
独立软件开发商
Import
Java Beans EJBs
灵活的业务部署
Service Creation Environment
Deploy
业务模板
业务配置
业务管理
分布数据管理
业务管理
Data Storage
用户模板 群模板
最终用户
个性化的业务处理
Service Registry
MSC Server
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
业务组件 协议/API接口
CAMEL/ SIP
Service-Server
分组承载网络平滑演进
App Server
SS7 信令网
信令
T
软交换DΒιβλιοθήκη 分组核心网M 中继
媒体网关
网关 T
D 中继 M 媒体网
接入媒体网关 综合
关
接入设备
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
3G核心网技术标准演进
R99：以TDM语音、电路型多媒体及高速数据为主
R4： 分组语音、电路型多媒体、高速数据为主，网络结构分布化，网络承载统一分
引入IP多媒体网络 增值的IP多媒体业 务
WLAN互操作等
功能冻结时间点
2000/03
2001/03
2002/06
TBD
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
3G核心网络的发展
内容提供
ISP/ICP
APP Servers
业务控制
SMC
SCP
HLR/AuC
TDM MSC
GMSC
IP GSM/R99
SGSN
• 核心网络逻辑上划分为CS电路域和PS分组域，两者采用不同 的承载技术
• 核心网络分组化的初步阶段：Iu接口分组化与IP化，GTP隧道 延伸至接入网
• 引入电路域64K UDI的视频业务 • TC单元放置在核心网侧 • 增强的网络安全性机制—引入了终端、网络双相鉴权及信息的
完整性保持机制
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
3GPP R4核心网络特征
• 反向兼容R99网络，分组域基本保持一致； • 电路域引入基于软交换的控制和承载分离构架； • 电路域与分组域统一的分组核心网络承载：ATM与IP。IU接口基
于ATM技术，网络接口基于IP承载技术； • 引入TrFO/TFO功能，TC单元进一步外延至网络边缘侧，节省网
络建设投资，提高语音质量； • 支持TD-SCDMA接入网络