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核心网技术.pptx
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1、2024/3/24 周日核心网技术交流核心网技术交流中兴通讯股份有限公司移动产品事业部3G产品部2024/3/24 周日WCDMA核心网技术核心网技术 第三代移动通信标准简介第三代移动通信标准简介 WCDMA核心网结构及协议核心网结构及协议 GSM向向WCDMA的演进的演进 WCDMA网络安全网络安全 WCDMA与与GSM/GPRS核心网比较核心网比较2024/3/24 周日v1985年,提出年,提出FPLMTS概念,概念,1996年更名为年更名为IMT2000v1992年,年,WRC-92为为IMT2000在在2GHz分配分配230MHz的带宽的带宽v1997年,在世界范围内征求年,在世界范
2、围内征求RTT技术候选方案技术候选方案v1998年,已提交年,已提交RTT技术候选方案的技术性能评估技术候选方案的技术性能评估v1999年,确定年,确定IMT-2000的关键技术和参数、完成的关键技术和参数、完成IMT-2000无线接口技术规范的建议无线接口技术规范的建议v1999年年11月,成立月,成立ITU-R WP 8F工作组,研究工作组,研究IMT-2000及后续系统的技术、频谱和推广等及后续系统的技术、频谱和推广等IMT-2000标准化发展历程标准化发展历程第三代移动通信标准简介第三代移动通信标准简介2024/3/24 周日vIMT-2000的的标准化分为核心网和无线接入网两标准化分
3、为核心网和无线接入网两部分;部分;vITU最初的愿望:制定一个统一的无线接口标准,最初的愿望:制定一个统一的无线接口标准,制定一个公共的网络标准。因种种原因,网络制定一个公共的网络标准。因种种原因,网络部分提出部分提出“家族概念家族概念”,基于现有的第二代两,基于现有的第二代两大网络,即大网络,即GSM MAP和和IS-41核心网。核心网。v无线接口部分无线接口部分 形成多个无线技术标准,在不断融合和演进中。形成多个无线技术标准,在不断融合和演进中。第三代移动通信标准简介第三代移动通信标准简介IMT-2000标准化发展历程标准化发展历程2024/3/24 周日10个地面个地面RTT方案方案第三
4、代移动通信标准简介第三代移动通信标准简介2024/3/24 周日核心网(核心网(CN)无线接入网(无线接入网(RAN)2G 3GGSMIS-41核心网核心网(CDMA网络)GSM核心网核心网IS-95CDMAcdma2000-1x、3xW-CDMA无无线线接接口口后后向向兼兼容容核核心心网网络络后后向向兼兼容容新新的的无无线线接接口口NNITD-CDMA/TD-SCDMA第三代移动通信标准简介第三代移动通信标准简介2024/3/24 周日ITU、3GPP、3GPP2的关系的关系第三代移动通信标准简介第三代移动通信标准简介ITUIMT-20003GPP3GPP2ETSISMGARIBTTCTTA
5、ITU-RWP8FCWTST1P1TIAEuropeNorth AmericaAsiaITU-TWP3/11、SG2、SG13、SG162024/3/24 周日制定制定WCDMA标准的标准的 3GPPStandardOrganizationsi.e.ITURegionalMarketsThirdGenerationPartnershipProjectARIBJapanStandardsETSIEuropeTTCJapanANSIT1USATTAKoreaSpecsCWTSChinaWork第三代移动通信标准简介第三代移动通信标准简介2024/3/24 周日3GPP3GPP2ETSIARIBTT
6、CTTACWTST1P1TIAARIBTTCTTACWTS第三代移动通信标准简介第三代移动通信标准简介2024/3/24 周日WCDMA核心网技术核心网技术 第三代移动通信标准简介第三代移动通信标准简介 WCDMA核心网结构及协议核心网结构及协议 GSM向向WCDMA的演进的演进 WCDMA网络安全网络安全 WCDMA与与GSM/GPRS核心网比较核心网比较2024/3/24 周日网络结构相关协议网络结构相关协议WCDMA 网络总体结构定义在网络总体结构定义在3GPP TS 23.002中中(2001-06)R993GPP TS 23.002 V3.4.0 R4 3GPP TS 23.002
7、V4.3.0 R53GPP TS 23.002 V5.3.0WCDMA核心网结构及协议核心网结构及协议2024/3/24 周日R99的网络结构图的网络结构图HLRHLRGnSGSNSGSNGGSNGGSNMSC/VLRMSC/VLRGrGsNode BNode BIubIubGMSCGMSCIuCSIuPSInternetInternet PSTN/ISDNPSTN/ISDNCDGi信令数据信令数据信令信令UEUERNCRNCIurIuCSIuPSCNCNRNSRNSIubRNCRNCNode BNode BNode BNode BBTSBTSBSCBSCAGbAbisGc2024/3/24
8、周日基于基于ALL IP(R4)网络结构网络结构SGSNRNCRNCBSCBSCMGWMGWIP over AnyingBackboneMGWHLRGMSC ServerGMSC ServerMSC ServerMSC ServerGGSNIu-PSIu-CSMcNcDCMcNbGbAGrNodeNode B BBTSBTST-SGWR-SGWExternalIP networksOther PLMNPSTN/ISDN2G NET2024/3/24 周日MSCMSCMGWMGW MSC ServerMSC Server 主要包括主要包括MSC的的呼叫控制和移动呼叫控制和移动控制部分控制部分,负
9、责处理信令负责处理信令.是是CN和和UTRAN在在Iu口上的接口实体;对口上的接口实体;对一定义网络来说,是一定义网络来说,是PSTN/PLMN的传输的传输终点;实体负责处理用户数据终点;实体负责处理用户数据.R99MSC的变化的变化R4/5.2024/3/24 周日实体变化实体变化连接连接3G CN与传统与传统PSTN/PLMN的信令的信令网关,用于转换与呼叫有关的信令,完网关,用于转换与呼叫有关的信令,完成成IP地址与地址与PSTN/PLMN地址的映射转地址的映射转换换T-SGW(Transport Signaling Gateway Function)R-SGW(Roaming Sign
10、aling Gateway Function)完成完成2G与与3G的电路的电路/分组交换网之间的分组交换网之间的漫游信令的转换。即执行在传输级转换漫游信令的转换。即执行在传输级转换信令的工作信令的工作,不处理不处理MAP或或CAP,但必须但必须处理处理SCCP.WCDMA核心网结构及协议核心网结构及协议2024/3/24 周日实体变化实体变化Gr(MAPbased)Gc(MAPbased)Cx(IP basedinterface)MhSGSNLocationinformationSubscriptioninformationHSS(HLR/UMS).WCDMA核心网结构及协议核心网结构及协议G
11、GSNR-SGWCSCF2024/3/24 周日UENode B(LMUType B)HLRGatewayMLCExternalLCSclientLeLgLgLhGatewayMLCOtherPLMNLMUType AUuIuIubgsmSCFLcCBCIuBC 3G-SGSN3G-MSC/VLRRNCNode B(LMUType B)IurIubSRNC(SMLCfunctio-nality)SMLCSMLCLpUMTS PLMN 的的LCS配置配置2024/3/24 周日MSCGMSCHLRCDVLRBgsmSCFgsmSSFgsmSSFgsmSRF用户数据用户数据用户数据用户数据信令信令
12、信令信令CAMEL实体的配置实体的配置gprsSSFSGSNGr2024/3/24 周日CBS实体的配置实体的配置UEIuBCBSSAbisBSCBTSBTSRNSIubRNCNode BNode BCNNote1CBC2024/3/24 周日基于基于ALL IP(R5)网络结构网络结构SGSNRNCRNCBSCBSCMGWMGWIP over AnyingBackboneMGWHSS(HLR)GMSCGMSC ServerServerMSC ServerMSC ServerGGSNIu-PSIu-CSMcNcDCMcNbGbAGrNodeNode B BBTSBTST-SGWR-SGWPST
13、N/ISDN2G NETCxIP Multimedia NetworksCSCFIu-CSIu-PS2024/3/24 周日IP MultimediaNetworksLegacy mobilesignalling NetworksIM 子系统实体配置子系统实体配置IM SubsystemCSCFMGCFHSSCxMGWT-SGWR-SGWPSTNMcMhMgMmMRFMrGiGiGiGiCSCFMwMs(IP Multimedia)(IP Multimedia)WCDMA核心网结构及协议核心网结构及协议2024/3/24 周日CSCF(Call State Control Function)C
14、SCFFSPD(Serving Profile Database)逻逻辑辑功功能能组组成成是全IP网络中的新概念,作用类似与MSC。在全IP网络中完成呼叫接续与控制等,通过与HSS交互,得到配置信息.FAH(Address Handing)FICGW(Incoming call gateway)FCCF(Call Control Function)WCDMA核心网结构及协议核心网结构及协议2024/3/24 周日RNSRNCRNSRNC核心网络核心网络(CN)Node BNode BNode BNode BIuIuIurIubIubIubIubUEUuUuUE WCDMA系统组成系统组成202
15、4/3/24 周日Iu 接口结构接口结构WCDMA核心网结构及协议核心网结构及协议Core Network(CN)UTRANNode BNode BNode BNode BRNCIu Interface“Iu-BC”“Iu-CS”BC DomainCS DomainPS Domain“Iu-PS”RNC2024/3/24 周日Physical LayerATMQ.2150.1Q.2630.1RANAPIu UP ProtocolLayerTransportTransportNetworkNetworkLayerLayerControl PlaneUser PlaneControl PlaneR
16、adioRadioNetworkNetworkLayerLayerSSCOPAAL5SSCOPSSCF-NNIAAL2MTP3bMTP3bSCCPSSCF-NNIAAL5User PlaneUser PlaneIu_CS 接口协议栈接口协议栈WCDMA核心网结构及协议核心网结构及协议2024/3/24 周日WCDMA核心网结构及协议核心网结构及协议CNUTRANATM接口接口Iu接口底层承载接口底层承载2024/3/24 周日v ATM信元长度较小,保证实时业务的短时延。v ATM综合了电路交换(支持实时业务、数据透明传输、端到端)和分组交换(支持可变比特率、业务统计复用)的优点。IP技术技术
17、适合于实时性要求不高的业务,它无法克服自身延迟的缺点。为什么引入为什么引入ATM技术,而不是技术,而不是IP技术?技术?2024/3/24 周日应用协议应用协议数据流数据流ALCAP(s)物理层物理层信令承载信令承载传输传输用户用户网络网络平面平面控制平面控制平面用户平面用户平面传输网络传输网络控制平面控制平面 无线无线网络层网络层 Iu接口协议模型接口协议模型信令承载信令承载数据承载数据承载 传输传输网络层网络层传输传输用户用户网络网络平面平面WCDMA核心网结构及协议核心网结构及协议2024/3/24 周日“层面分离层面分离”的思想是什么?的思想是什么?v 层:无线网络层层:无线网络层(R
18、NL)和传输网络层和传输网络层(TNL)v 面:控制面面:控制面Control Plane和用户面和用户面User Plane2024/3/24 周日高层高层ATM 层层 I.361物理层物理层用户面用户面控制面控制面管理面管理面面面 管管 理理高层高层层层 管管 理理ATM 适配层适配层 I.362/363WCDMA核心网结构及协议核心网结构及协议ATM 网络协议参考模型网络协议参考模型2024/3/24 周日Iu_CS 接口接口协议栈协议栈Physical LayerATMQ.2150.1Q.2630.1RANAPIu UP ProtocolLayerTransportTransportN
19、etworkNetworkLayerLayerControl PlaneUser PlaneControl PlaneRadioRadioNetworkNetworkLayerLayerSSCOPAAL5SSCOPSSCF-NNIAAL2MTP3bMTP3bSCCPSSCF-NNIAAL5User PlaneUser PlaneAAL2用于承载用于承载CS域域的用户平面的用户平面数据流。数据流。AAL5适适用于非实时用于非实时、VBR数据流。数据流。2024/3/24 周日Iu-CS接口协议栈接口协议栈Physical LayerATMQ.2150.1Q.2630.1RANAPIu UP Pr
20、otocolLayerTransportTransportNetworkNetworkLayerLayerControl PlaneUser PlaneControl PlaneRadioRadioNetworkNetworkLayerLayerSSCOPAAL5SSCOPSSCF-NNIAAL2MTP3bMTP3bSCCPSSCF-NNIAAL5User PlaneUser Plane2024/3/24 周日RAB:Radio Access BearerUTRANUECNAccess StratumNon-Access StratumRadio(Uu)IuIuUPRadioIuUPTrans
21、portLayerNAS DataStreamsNAS DataStreamsRadioprotocolsUser planeData BearersProtocolsUser planeData BearersProtocolsprotocols承载能力的描述承载能力的描述WCDMA核心网结构及协议核心网结构及协议2024/3/24 周日RANAPRANAP从消息传递方式上,从消息传递方式上,分面向连接和无连分面向连接和无连接型接型在应答方式上,在应答方式上,分有响应、无响应分有响应、无响应和多响应和多响应负责负责Iu接口接口CN和和RNC之间的信之间的信令交互令交互,封装和承载高层协议封装
22、和承载高层协议RANAP应用分析举例(应用分析举例(1)WCDMA核心网结构及协议核心网结构及协议2024/3/24 周日UTRANUTRANCore NetworkIuAfter SRNS RelocationUECore NetworkIurUEBefore SRNS RelocationCellsIuSRNSDRNSRANAP应用分析举例(应用分析举例(2)SRNSRNSWCDMA核心网结构及协议核心网结构及协议2024/3/24 周日RANAP应用分析举例应用分析举例(3)SRNS Relocation and Routeing Area UpdateBeforeAfterLA2,RA
23、2LA1,RA1HLR/AuColdSGSNGGSNnewSGSNsourceSRNCnewMSC/VLRoldMSC/VLRMStargetRNCWCDMA核心网结构及协议核心网结构及协议Iur2024/3/24 周日由由UE发起的到发起的到PSTN的呼叫的建立的呼叫的建立WCDMA核心网结构及协议核心网结构及协议VLRVLR3G MSC3G MSCRNCRNCUEUEPSTN1234562024/3/24 周日3G-MSC/VLRRNCNode BUEAAL-2AMRIu UPATMTime SlotPCMIu-csIu-csATMAAL-2UP FPL1 RFPhysical Chann
24、elsL1 RFPhysical ChannelsRLCMACAMRAAL-2Iu UPATMAAL-2RLCMACUP FPUuUuIubIubUser dataPSTNISDN3GUTRAN3GMSCPSTN 的话音信息流向的话音信息流向WCDMA核心网结构及协议核心网结构及协议2024/3/24 周日WCDMA和和GSM语音业务的区别语音业务的区别 编码方式不一样编码方式不一样编码方式不一样编码方式不一样 GSM语音编码方案为语音编码方案为REPLTP(规则脉冲激励长期预测)规则脉冲激励长期预测)编码速率为编码速率为13Kbps WCDMA语音编码方案为语音编码方案为AMR(自适应可变速
25、率编码),可提自适应可变速率编码),可提 供供8种编码速率(种编码速率(4.7512.2kbit/s)。)。最重要的是最重要的是最重要的是最重要的是3 3GG可以根据网络资源的当前状况为用户分可以根据网络资源的当前状况为用户分可以根据网络资源的当前状况为用户分可以根据网络资源的当前状况为用户分 配合适的带宽资源。配合适的带宽资源。配合适的带宽资源。配合适的带宽资源。2024/3/24 周日SSCF-NNISSCOPAAL5IPSCTPSCCPSSCF-NNIMTP3-BM3UARANAPIu UP ProtocolLayerTransportNetworkLayerPhysical Layer
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