第三代移动通信系统(20220216061425)

1、第三代移动通信系统 第三代移动通信系统以强大的通信能力，融合语音、视频和数据，向 人们提供丰富的多媒体业务，满足市场日益增长的移动通信需求。第三代移动通信系统的无线传输速率从最低要求固定2Mb/s,低速384Kb/秒，高速114Kb/s开展到 WCDMA 高速下行分组接入HSDPA的理论值 14.2Mb/s 和 CDMA2000 单载频 EV-DV 的3.09Mb/s，大大增强了 3G的无线传输能力，扩展了应用范围。它的 核心网络从电路交换和分组交换两个别离的网络开展到基于 IP 的多 媒体的统一网络，3GPP称之为IP多媒体子系统IMS，3GPP2称 之为 IP 多媒体域 MMD 。其业务平

2、台也从一个 "竖井"结构转向一 个开放的分布结构， 大大增强了业务建立能力， 减少了业务开发时间 和本钱。第三代移动通信系统的开展越来越表达了一个协调、 开放和统一 的 "家族 "概念。第三代移动通信系统可以分为四个层次，即接入层、 传输层、控制层和业务应用层。接入层包括多种无线传输技术，如WCDMA 、TD-SCDMA 、CDMA2000 等，以及对应的无线接入基站和基站控制器。它们构成 了无线接入网络， 负责无线传输、无线资源管理、 移动性管理等功能。 第三代移动通信能与无线局域网进行有效地互通，提供统一用户认证、统一的业务和应用，以及不同接入网络间

3、的漫游和移动能力传输层包括了从原有分组交换网络和电路交换网络演进的结构， 如电路交换的MSC、分组交换的GPRS,和控制与承载别离结构中的 承载局部，如支持 IP 多媒体的媒体网关和多媒体资源处理器等。本 层主要完成基于语音的或基于数据的通信流的交换, 不同形式的媒体 转换和传输。控制层是由以 IMS 为核心的所有控制局部所组成。 IMS 独立于 接入技术，是3G"家族"公用的。IMS基于IP技术，支持语音、视频、 文字、数据等业务以及这些业务的组合，支持 IPv6和QoS，支持开 放的业务接口。该层还包括如 MSC 效劳器,信令网关等设备。应用业务层由用户数据, 业务能力

4、抽象功能, 智能业务功能和各 类应用效劳器所组成。 它向运营商、 业务和内容提供商及其第三方业 务开发者提供统一的, 标准化的接口和业务环境, 用某些独立于下面 的网络和设备的方式提供应用、业务和内容。UUULWUULUJKApplied ionfP Mdtii TTked a NdvcrkCSECflftroiPSTNAccess,t wcomax 才 TDSCOMA.VYIAN»|_昨 CCMA2000SignalinCorttRlAGW Access GateWayAS Applicati on ServerBGCF Breakout Gateway Con trol Fun

5、cti onBSC Base Station Con trollerBR Border RouterCS-MGW Circuit Switched Media GatewayCSCF Call Sessio n Con trol Fu nctionCSE CAMEL Service En viro nmentGGSN Gateway GPRS Support NodeHA Home Age ntHSS Home Subscriber ServerIMS IP Multimedia SubsystemIMS-SSF IMS Service Switch FunctionISC IMS Servi

6、ce Control interfaceMGCF Media Gateway Control FunctionMGW Media Gateway MRFC Multimedia Resource Function ControllerMRFP Multimedia Resource Function ProcessorMSC Mobile Switching CentreOSA Open Service ArchitecturePCF Packet Control FunctionP-CSCF Proxy CSCFPDF Policy Decision FunctionPDSN Packet

7、Data Service NodeRNC Radio Network ControllerSLF Subscription Locator FunctionSCS Service Capability ServerSGSN Serving GPRS Support NodeSGW Signaling GatewaySIP Session Initial ProtocolUPD User Profile DatabaseWAG/PDG WLAN Access Gateway/Packet Data Gateway应用举例多媒体子系统3G 的多媒体系统主要包括 CSCF、MGCF、MGW 、MRF

8、C、MRFP、 BGCF、SCS和AS。它不仅为移动用户提供基于IP的多媒体业务， 还可以向固定用户提供业务。Mt, PortalGSM, UMTS.nSL.FTTP, .；： IP SIgnafling 切"詈.；:Convert er4i«r>ihJCSCF管理多媒体会话并和用户业务接口。 CSCF负责资源分配,会话状态和用户业务的次序， 查询用户鉴权和业务数据并执行会话处 理任务。CSCF可分为P-CSCF,和归属网络CSCF。P-CSCF是用户 在IMS中的第一个联系点，是归属网络 CSCF的代理。为了实现负 荷分担，隐藏内部网络结构或分配尽量靠近用户的 S-

9、CSCF，在归属 网络中的CSCF可进一步分为I-CSCF禾口 S-CSCF。I-CSCF是网络的 入口，负责分配为用户效劳的 S-CSCF，而S-CSCF是实际处理会话 状态的设备。MGCF 通过标准接口提供控制媒体网关的能力。 它控制媒体信道 连接控制的呼叫状态，资源的分配和解除以及资源的变更。MGW 是为承载话务提供分组交换网络和电路交换网络间的接口。MRFC 控制媒体流资源的分配、 解除和变更， 解释来自应用效劳 器和S-CSCF的信息并控制对应的 MRFP°MRFP控制分组承载接口， 混合进入的多路媒体流，处理语音编码转换、语音识别、媒体分析等 媒体流，管理会议共享资源的接

10、入。AS包括SIP AS、OSA AS和UMTS环境中基于 CAMEL的IMS-SSF。它们被放在归宿或第三方网络中，向用户提供增值 IP多 媒体业务。 AS 为组合的分布结构。所有的 AS 可以放在一个主机中，一个AS可以放在一群主机中。SIP AS直接与网络设备接口并提供业务内容和业务控制。 OSA AS通过OSA SCS提供的OSA API与网络 设备接口。这类AS可以不依赖于下面的网络技术，使用开放标准的 API来提供所有的应用。BGCF为了把呼叫接到PSTN，它选择向PSTN出口的网络并在 该网络中选择MGCF。BGCF和MGCF可以在任何归属、拜访和第 三方的网络中。无线接入系统M

11、GWAGWRNC和BSC分别提供一个或多个 NodeB和BTS的控制和管理功能。它们主要负责无线资源管理和移动性管理功能，其中包括无线 链路的分配、建立与释放， 无线小区和基站间的切换。它们还完成系 统信息播送、无线信道控制， 语音和数据业务的用户数据传输和接入 控制等功能。NodeB和BTS是3G系统的基站即无线收发信机， 支持 WCDMA/TD-SCDMA 和 CDMA2000 。它们包括无线收发信机 和基带处理部件， 主要完成空中接口物理层协议的处理。 它的主要功 能是扩频、调制、信道编码及解扩、解调、信道解码，还包括基带信 号和射频信号的相互转换等功能。分组数据系统3G的分组网络分为3

12、GPP的通用分组无线业务GPRS和3GPP2 的分组数据子系统PDS。前者主要由SGSN和GGSN组成，后者 主要由 AGW 、BR 和 HA 组成。A.AA叫陆 Legacy Mobile iNetworkJWIPGPRS为分组业务提供无线系统和固定网络之间的接口。它主要 完成网络接入控制、分组选路和传输、移动性管理、QoS管理和策略 执行等功能。SGSN是为移动终端效劳的节点，它保持移动终端位置 的轨迹并完成平安和接入控制功能。GGSN与SGSN间使用隧道连接。PDS采用MIP技术，是支持多媒体的和传统的移动数据业务的 网络。AGW包括PDSN以及其他一些所需要的功能，提供了对各种 接入网

13、络的公共接口。它提供移动IP登记和鉴权，支持外部代理FA 和分组数据传输，切换、AAA客户端、QoS管理和策略执行等功能。归属代理HA丨主要完成用户当前附着点的登记和用户IP包的前转 两大功能边界路由器BR将3G的IP核心网络与其他业务提供商、企 业网络或互联网等对等网络相互连接。它完成 IP包的选路、外部网 关路由协议等功能并对进出流量进行策略控制。PDF是为基于业务的IP承载资源本地控制实现策略判决点功能。PDF按照从P-CSCF获得的资源分配信息进行策略判决， 提供自己网络中资源的管理。电路交换系统移动交换中心MSCMSC负责它所管辖范围内的交换和信令， 除了常规的固定交换机功能，它还完

14、成位置登记、切换等移动特有的 功能。MSC可以软交换的方式来实现，分为两局部，一局部为 MSC 效劳器，另一局部为媒体网关。MSC效劳器专门处理信令和控制， 主要完成呼叫控制和移动控制功能。 媒体网关处理用户数据，终结来 自交换型电路网络的承载信道和来自分组网络的媒体流并进行媒体 的转换，提供承载控制、编译码、回声消除、会议桥等功能。两者合 起来完成MSC的全部功能。网关MSC(GMSC)是两个网络间专门用 于查询被叫移动终端位置并完成选路功能的 MSC。3G和WLAN互通系统WLAN接入网关WAG丨位于 WLAN和3GPP网络之间。在用 户漫游的情况下，它位于3GPP的拜访网络中。它为WLA

15、N和3GPP 网络间的数据流提供过滤、管制和计费功能。HSS<HLR)CTGS离錢计费系茹SLF分组数据网关PDG提供WLAN用户到分组交换网络的接入在接入归宿网络时它位于归属网络， 在接入本地网络时它位于拜访网 络。AAA Proxy位于拜访网络之中。它完成AAA的代理和过滤功能, 用于 WLAN 用户设备接入和业务的鉴权和授权。其他子系统3G 移动通信系统中还包括：含 HLR 和 AuC 的功能的归宿用户效劳器HSS、可选的独立信令网关SGW、签约位置器SLF、定位效劳子系统、智能业务子系统等。产品选型凌华提供从aTCA、PICMG 2.16到ePCI各系列的系统、板卡和解决方案，适

16、合 3G 移动通信系统无线接入，电路、分组及多媒体承 载和控制、应用和业务、数据中心等不同层次的需求。aTCA系列包括系统、处理机板、交换板等产品，如TCA-8506 5U 5 槽系统、aTCA-8014 10U 14 槽系统，aTCA-6890 双 Nocona 800MHz 处理器板aTCA-3120交换板8槽系统的PICMG2.9、PICMG 2.16系统平台 包括21槽系统的 cSPB-2100cPSB-880禾口 cPSB-800,都符合 PICMG2.0、PICMG2.5、PICMG2.16标准；以及cPCIS -3300BLS刀片式效劳器等PICMG 2.16高性能处理器板包括 cPCI-6840 1.6GHz Pentium? M 处理器，提供千兆以太网口， PMC 插 槽；cPCI-6820/10 双 Intel LV Tualatin 处理器，最大支持 2GB SDRAM