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1、,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,中國移動(dòng)3G高級培訓(xùn)之十一,3G培訓(xùn)教材之十一,核心網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和協(xié)議,中國移動(dòng)通信集團(tuán)公司技術(shù)部,2001年4月,核心網(wǎng)絡(luò)的定義及其核心網(wǎng)絡(luò)的不同階段,R99核心網(wǎng)絡(luò),R4核心網(wǎng)絡(luò),R5核心網(wǎng)絡(luò),核心網(wǎng)絡(luò)的平滑演進(jìn),2,核心網(wǎng)絡(luò)的定義,核心網(wǎng)絡(luò)：由一系列完成用戶位置管理、網(wǎng)絡(luò)功能和業(yè)務(wù)控制等功能的物理實(shí)體組成，物理實(shí)體包括（G）MSC、HLR、SCP、SMC、GSN等。核心網(wǎng)絡(luò)又分為歸屬網(wǎng)絡(luò)、拜訪網(wǎng)絡(luò)和傳送網(wǎng)絡(luò)3類。（參見3GPP規(guī)范23.101）,3,3G核心網(wǎng)絡(luò)的不同階段（1）,R99：,1999年4
2、月3GPP完成第一個(gè)版本，之后對內(nèi)容不斷進(jìn)行增補(bǔ)和修改，2001年3月最終凍結(jié)。但2000年12月之后的版本變動(dòng)不大。,主要變化體現(xiàn)在新的無線技術(shù)的引入，,核心網(wǎng)絡(luò)無根本性改變。,R4：,2001年3月完成第一個(gè)版本。,主要變化,無線接口：TDSCDMA無線技術(shù)的基本完成,核心網(wǎng)絡(luò)：MSC被拆分為MSC Server和MGW兩部分，開始實(shí)施向ALL IP網(wǎng)絡(luò)的過渡,4,3G核心網(wǎng)絡(luò)的不同階段（2）,R5（又稱ALL IP網(wǎng)絡(luò)）,預(yù)計(jì)2001年12月完成第一個(gè)版本，根據(jù)目前的情況，可能會(huì)推遲到2002年初。,主要變化體現(xiàn)在,無線接口：IP技術(shù)成為無線接入網(wǎng)絡(luò)的承載技術(shù),核心網(wǎng)絡(luò)：大量新的功能實(shí)體
3、的增加，改變了原有的呼叫流程。IP技術(shù)成為所有信令消息的承載技術(shù)。,5,核心網(wǎng)絡(luò)的定義及其核心網(wǎng)絡(luò)的不同階段,R99核心網(wǎng)絡(luò),R4核心網(wǎng)絡(luò),R5核心網(wǎng)絡(luò),核心網(wǎng)絡(luò)的平滑演進(jìn),6,R99核心網(wǎng)絡(luò),R99核心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),基本結(jié)構(gòu),LCS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),CAMEL網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),CBS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),核心網(wǎng)絡(luò)的功能實(shí)體,核心網(wǎng)絡(luò)的接口協(xié)議,Mobile IP,7,R99核心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（1）,基本結(jié)構(gòu),8,R99核心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（2）,MS,BSS,E-MSC/VLR,E-GMSC,NodeB,NodeB,HLR/AUC,E-GGSN,PSTN/ISDN,Internet,A,Gb,Iub,Iub,Iur,RNC,RNC,Iu
4、cs,Iups,E-SGSN,電路域,分組域,9,R99核心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（3）,LCS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),10,R99核心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（4）,智能網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),11,R99核心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（5）,CBS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),注：在GSM階段，CBC（Cell Broadcast Center)不屬于CN。,12,R99核心網(wǎng)絡(luò)特色及核心技術(shù)（1）,核心網(wǎng)絡(luò)分為CS域和PS域。CS域以原有的GSM網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，PS域以原有的GPRS網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)。,CS域：用于向用戶提供電路型業(yè)務(wù)的連接，實(shí)現(xiàn)方式包括TDM方式和ATM方式。它包括MSC/VLR、GMSC等交換實(shí)體以及用于與其它網(wǎng)絡(luò)互通的IWF實(shí)體等。,PS域：用于向用戶提供分組型業(yè)務(wù)的
5、連接，實(shí)現(xiàn)方式為IP包分組方式。它包括SGSN、GGSN以及與其它PLMN互連的BG等網(wǎng)絡(luò)實(shí)體。,13,R99核心網(wǎng)絡(luò)特色及核心技術(shù)（2）,MSC與SGSN兩個(gè)功能實(shí)體可以合設(shè)也可獨(dú)立設(shè)置。,呼叫控制部分的信令增強(qiáng)了對多媒體業(yè)務(wù)的支持。,移動(dòng)性管理仍沿用MAP信令，只是由于對CAMEL、GPRS等功能的增強(qiáng)而對MAP信令做了相應(yīng)的補(bǔ)充。,14,R99核心網(wǎng)絡(luò)基本網(wǎng)絡(luò)（各功能實(shí)體的功能）（1）,CS域和PS域共用的功能實(shí)體,HLR：完成移動(dòng)用戶的數(shù)據(jù)管理（MSISDN、IMSI、PDP ADDRESS、LUM INDICATOR、簽約的電信業(yè)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù)及其業(yè)務(wù)的的適用范圍）和位置信息管理（MS
6、RN、MSC號碼、VLR號碼、SGSN號碼、GMLC等）,VLR：處理當(dāng)前用戶的各種數(shù)據(jù)信息,AUC：存儲用戶的鑒權(quán)信息（密鑰）,EIR：存儲用戶的IMEI信息,SMSGMSC和SMS IMSC：SMSGMSC用于保證短消息正確的由SC發(fā)送至移動(dòng)用戶。SMS IMSC用于保證短消息正確的由用戶發(fā)送至SC。,15,R99核心網(wǎng)絡(luò)基本網(wǎng)絡(luò)（各功能實(shí)體的功能）（2）,CS域功能實(shí)體,MSC：完成電路交換型業(yè)務(wù)的交換功能和信令控制功能。,GMSC：在某一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中完成移動(dòng)用戶路由尋址功能的MSC。GSMC可以與MSC合設(shè)，也可分設(shè)。,IWF：與MSC緊密相關(guān)的一個(gè)功能實(shí)體。完成PLMN網(wǎng)絡(luò)與ISDN、P
7、STN、PDN網(wǎng)絡(luò)之間的互通（主要完成信令轉(zhuǎn)換功能），其具體功能可以根據(jù)業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)種類的不同進(jìn)行規(guī)定。,16,R99核心網(wǎng)絡(luò)基本網(wǎng)絡(luò)（各功能實(shí)體的功能）（3）,PS域功能實(shí)體,GSN（SGSN、GGSN）：完成分組業(yè)務(wù)用戶的分組包的傳送。存儲用戶的簽約信息（IMSI、PDP ADDRESS）和位置信息（SGSN：VLR號碼、CELL或ROUTING AREA；GGSN：SGSN號碼）。,BG：完成兩個(gè)GPRS網(wǎng)絡(luò)之間的互通，保證網(wǎng)絡(luò)互通的安全性。,17,R99核心網(wǎng)絡(luò)基本網(wǎng)絡(luò)（網(wǎng)絡(luò)接口）（1）,基本網(wǎng)絡(luò),核心網(wǎng)絡(luò)與接入網(wǎng)絡(luò)間接口,A接口：完成BSS管理、移動(dòng)性管理和呼叫控制功能。（08系列）,
8、Gb接口：完成分組數(shù)據(jù)傳輸和移動(dòng)性管理功能。（08.14、08.16、08.18）,Iu-cs接口：完成RNS管理、移動(dòng)性管理和呼叫控制功能。（25.41系列）,Iu-ps接口：同Iu-cs接口。（25.41系列）,18,R99核心網(wǎng)絡(luò)基本網(wǎng)絡(luò)（網(wǎng)絡(luò)接口）（2）,基本網(wǎng)絡(luò),核心網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部接口CS域,MSC與VLR之間的B接口：完成用戶的移動(dòng)性管理、位置更新和補(bǔ)充業(yè)務(wù)的激活等功能。此接口為內(nèi)部接口，標(biāo)準(zhǔn)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(wù)相關(guān)的用戶狀態(tài)、用戶位置等信息。（29.002、23.078）,VLR與HLR之間的D接口：獲取用戶的MSRN和與智能業(yè)務(wù)相關(guān)的用
9、戶狀態(tài)、用戶位置等信息。（29.002、23.078）,MSC之間的E接口：用于兩個(gè)MSC之間的切換過程。同時(shí)，若一個(gè)MSC兼作SC，當(dāng)向一個(gè)用戶發(fā)送或接受短消息時(shí)，也需在此接口傳送信息。（29.002）,MSC與EIR之間的F接口：交換相關(guān)信息，用于EIR驗(yàn)證用戶的IMSI狀態(tài)信息。,VLR之間的G接口：當(dāng)用戶從一個(gè)VLR移動(dòng)至另一個(gè)VLR時(shí)，用于交換用戶的IMSI和鑒權(quán)參數(shù)信息。（29.002）,19,R99核心網(wǎng)絡(luò)基本網(wǎng)絡(luò)（網(wǎng)絡(luò)接口）（3）,基本網(wǎng)絡(luò),核心網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部接口PS域,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。（29.002）,S
10、GSN與GGSN之間的Gn、Gp接口：采用GTP協(xié)議，在GSN設(shè)備間建立隧道，傳送數(shù)據(jù)包。,（29.060）,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(wǎng)絡(luò)之間的Gi接口：,CS域、PS域共用的接口,MSC/VLR與SGSN之間的Gs接口：用于MSC與SGSN之間的聯(lián)合位置更新。（29.016、29018）,HLR與AUC之間的H接口：用于鑒權(quán)和加密。內(nèi)部接口，不規(guī)范。,20,R99核心網(wǎng)絡(luò)基本網(wǎng)絡(luò),（與PHASE 2階段的比較）（1）,CS域：,在R99中，呼叫控制仍采用ISUP等協(xié)議，移動(dòng)性管理仍采用MAP協(xié)議。,ISUP等協(xié)議沒有什么改動(dòng)
11、，MAP協(xié)議與與GSM MAP Phase2+相比，由于在R99階段引入了一些新的業(yè)務(wù)和功能，為此，MAP定義了新的接口、程序和參數(shù)。新引入的業(yè)務(wù)包括：定位業(yè)務(wù)，號碼可攜性業(yè)務(wù)，智能業(yè)務(wù)的增強(qiáng)等。,增加了基于ATM傳輸技術(shù)的Iu CS接口。,21,R99核心網(wǎng)絡(luò)基本網(wǎng)絡(luò),（與PHASE 2階段的比較）（2）,PS域,Iu PS接口：Gb接口變成Iu PS接口，接口采用全新的協(xié)議棧，底層基于ATM傳輸，用戶數(shù)據(jù)的傳輸采用GTP/UDP/IP隧道傳輸方式，相關(guān)的一些地址、編號與標(biāo)識也有所改變；,GTP格式改變，由原來的20字節(jié)固定長度的格式改為812字節(jié)可變長度的格式，并增加了擴(kuò)展字頭功能。此外，
12、整個(gè)GTP字頭的比特分配也發(fā)生了較大改動(dòng)，去除了流標(biāo)志等字段。信令消息和信息單元有增刪。,利用隧道端點(diǎn)標(biāo)識TEID取代2G GPRS系統(tǒng)中的隧道標(biāo)識TID，用于標(biāo)識傳送PDP上下文用戶數(shù)據(jù)和信令的隧道。與TID相比，TEID與IMSI和NSAPI沒有固定的對應(yīng)關(guān)系，它只是由接收端指定的一個(gè)隧道端點(diǎn)標(biāo)識，在相應(yīng)的信令消息中告知對端，令其在發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)或信令時(shí)使用該TEID所標(biāo)識的隧道。,增加了CAMEL的支持：在各工作流程中定義了CAMEL相關(guān)的業(yè)務(wù)觸發(fā)點(diǎn)。,22,R99核心網(wǎng)絡(luò)基本網(wǎng)絡(luò),（與PHASE 2階段的比較）（3）,PS域,移動(dòng)性管理：,2G GPRS在MS與SGSN之間實(shí)施加密，而R
13、99 UMTS PS則放在MS與RNC之間實(shí)施，加密算法也不同；,定義了新的移動(dòng)性管理狀態(tài)模型；,由于UTRAN增加了Iur接口用于切換，分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在切換時(shí)的位置管理程序也作了相應(yīng)的改變；,增加了2G與3G系統(tǒng)間切換的程序；,對Internet接入支持功能的增強(qiáng)：R99 UMTS PS網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)調(diào)了對Internet的支持能力而去除了對其它網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)如X.25的支持能力，刪除了需求不大的業(yè)務(wù)方式如匿名接入，而對于逐漸興起的Internet業(yè)務(wù)如MIP則增加了相關(guān)的功能和業(yè)務(wù)流程。,QoS方面：2G GPRS對分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)所定義的QoS參數(shù)和要求比較復(fù)雜，不便于實(shí)施。UMTS將它所要支持的各種業(yè)務(wù)分
14、成四大類，分別考慮其QoS要求及保證機(jī)制。但在QoS相關(guān)的協(xié)商和修改業(yè)務(wù)流程上，R99 UMTS PS與原GPRS基本相似。,23,R99核心網(wǎng)絡(luò)基本網(wǎng)絡(luò),（與PHASE 2階段的比較）（4）,對多媒體業(yè)務(wù)的有力支持（CS域、PS域）：在原有的呼叫控制協(xié)議（24.008）和原有的會(huì)話管理協(xié)議(23.060)的基礎(chǔ)上，增加多媒體控制協(xié)議。,24,R99網(wǎng)絡(luò)CS域呼叫流程（1）,H.324終端到H.324終端的呼叫流程,呼叫控制,能力交換,邏輯信道信令過程,信息傳送,呼叫釋放,25,R99網(wǎng)絡(luò)CS域呼叫流程（2）,H324終端支持語音、數(shù)據(jù)、圖象等多媒體信息的傳送。,H324協(xié)議是ITUT定義的適
15、用于GSTN（普通交換電話網(wǎng)絡(luò)）的，用于,描述低速率多媒體終端通信過程的通信協(xié)議。包括H223復(fù)用協(xié)議、H245多媒體控制協(xié)議、H263圖象編碼協(xié)議和G.723.1語音編碼協(xié)議等。,整個(gè)呼叫流程分為呼叫建立過程、能力交換過程、邏輯信道信令過程、信息傳送過程和呼叫釋放過程5個(gè)階段。,呼叫建立仍使用0408規(guī)定的呼叫建立過程。,能力交換過程和邏輯信道信令過程均為H245定義的多媒體控制過程。,能力交換用于在邏輯信道建立前，對發(fā)送端設(shè)備和接收端設(shè)備的能力進(jìn)行協(xié)商，以使多種媒體流能正確的在兩端進(jìn)行傳送。,26,R99網(wǎng)絡(luò)CS域呼叫流程（3）,邏輯信道的信令過程包括邏輯信道的打開和關(guān)閉，采用證實(shí)協(xié)議過程
16、實(shí)現(xiàn)。其設(shè)計(jì)思路是首先建立連接，確保接收方能夠接收并已準(zhǔn)備好接收對端發(fā)送的數(shù)據(jù)后，才開始媒體數(shù)據(jù)的傳送。在新的邏輯信道建立時(shí)，接收方必須確保原有邏輯信道的通信不受影響。,邏輯信道均是單向的，語音業(yè)務(wù)要求的雙向邏輯信道有一對單向邏輯信道構(gòu)成，占用兩個(gè)邏輯信道號。,所謂邏輯信道的打開，就是通信雙方通過邏輯信道打開消息和證實(shí)消息交換各自分配的端口號。,邏輯信道的關(guān)閉由發(fā)送方發(fā)起。,信息傳送使用H223復(fù)用協(xié)議，將多個(gè)邏輯信道復(fù)用為一個(gè)物理信道進(jìn)行傳輸，同時(shí)進(jìn)行一定的差錯(cuò)控制。,27,R99網(wǎng)絡(luò)PS域呼叫流程（1）,H.323終端到H.323終端的呼叫流程,注：參考流程，R99并未真正實(shí)現(xiàn)PS域的多媒體業(yè)務(wù)。,呼叫接納控制,呼叫控制,能力交換/邏輯信道信令過程/信息傳送,呼叫釋放,28,R99網(wǎng)絡(luò)PS域呼叫流程（2）,H323協(xié)議是ITUT定義的適用于分組網(wǎng)絡(luò)的多媒體通信協(xié)議。H323協(xié)議假設(shè)基于的分組網(wǎng)絡(luò)不確保業(yè)務(wù)的QOS。H323協(xié)議包括H225 RAS協(xié)議、H225呼叫信令、H245多媒體控制協(xié)議和音視編碼協(xié)議。,整個(gè)呼叫流程分為呼叫接納控制、呼叫控制、能力交換、邏輯信道信令過程、信息傳
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