3G系统的网络结构

1、3G系统的网络结构TD-SCDMA基站运行与维护PDFUMTS 的结构模型23G系统的目标和要求31UMTS 接入网UTRAN 的基本结构33UTRAN 接口协议4UMTS 核心网结构35培养目标：了解3G 系统的目标和要求熟悉UMTS 的物理结构模型， 解释各部分结构的功能熟悉UTRAN 结构及其接口 熟悉UTRAN 通用协议模型了解UTRAN 的主要功能 熟悉Iu 接口的基本结构和主要功能 了解IuCS 、IuPS 接口协议栈结构 了解Iub 接口协议栈结构及其接口功能熟悉组成UTRAN 的主要网络元素1.1 3G系统的目标和要求1.1 3G 系统的目标和要求） 全球漫游。） 适应于多种环

2、境。） 提供多种业务，如高质量话音、可变速率的数据、高分辨率的图像和多媒体业务等。） 具有较高的频谱利用率和较大的系统容量。） 在全球范围内， 系统设计必须保持高度一致。） 具有较好的经济性能， 即网络投资费用（包括网络建设费、系统设备费和用户1.2 UMTS 的结构模型1.2.1 概述一般的UMTS 的物理结构分为两个域： 用户设备域和基本结构域。用户设备是用户用来接入UMTS 业务的设备， 用户设备通过无线接口与基本结构相连接。基本结构包含接入网和核心网两部分， 由物理节点组成， 这些物理节点完成终止无线接口和支持 TDSCDMA基站运行与维护用户通信业务需要的各种功能。基本结构是共享的资

3、源， 它为其覆盖区域内的所有授权用户提供服务。1.2.2 用户设备域用移动设备域移动设备域的功能是完成无线传输和应用。移动设备可以分为不同实体， 如完成无线传输和相关功能的移动终端（MT） 或包含端到端应用的终端设备（TE）。用户业务识别单元域用户业务识别单元域包含清楚而安全地确定身份的数据和过程。这些功能一般存入智能卡中， 它只与特定的用户有关， 而与用户所使用的移动设备无关。1.1.3 基本结构域接入网域接入网域由管理接入网资源的物理实体组成， 并向用户提供接入到核心网域的机制。核心网域核心网域由提供网络支持特性和通信业务的物理实体组成， 提供的功能包括用户位置信息的管理， 网络特性和业务

4、的控制， 信令和用户信息的传输机制等。1.1.4 UMTS域间通信UMTS 按功能可划分为应用层、原籍层、服务层、传输层和接入层。1.3 UMTS 接入网UTRAN 的基本结构1.3.1 UMTS系统逻辑结构UMTS 通用移动通信系统的逻辑结构， 从功能上看，可以分成一些不同功能的子网（Sub Network） ， 主要包括核心网和无线接入网两部分。1.3.2 UTRAN结构及其接口的通用协议模UTRAN 是G 网络中的无线接入网部分。UTRAN 的基本功能包括： 传输用户数据； 系统消息调度； 数据的加解密和信令的完整性保护； 切换、SRNS 重定位及终端定位等的移动性方面； 整个接入网的无

5、线资源管理； 网络同步； 广播多播的消息调度及流控； 业务量报告。1.4 UTRAN 接口协议1.4.1 用户平面和控制平面A用户平面： 传输通过接入网的用户数据， 执行实际无线接入承载服务。B控制平面： 对无线接入承载及用户设备和网络之间的连接进行控制（包括业务请求、不同传输资源的控制和切换等） 。另外， 控制平面也提供了非接入层消息透明传输的机制。1.4.2 UTRAN通用协议结构模型对于UTRAN 协议， 不但可以从用户设备到核心网连接的方向进行描述， 而且可以按照层次进行说明。UTRAN 的协议结构设计是根据相同的通用协议模型进行的， 通常的设计思想是要保证各层几个平面在逻辑上彼此独立

6、， 这样便于后续版本的修改， 使其影响最小化。1.4.3 Iu接口Iu 接口是连接UTRAN 和核心网之间的接口， 同时也可以把它看成是RNS 和核心网之间的一个参考点。Iu 也是一个开放接口， 它将系统分成专用于无线通信的UTRAN和负责处理交换、路由和业务控制的核心网两部分。从功能上来看， Iu 接口主要负责传递非接入层的控制消息、用户信息、广播信息及控制Iu 接口上的数据传递等。其主要功能如下。无线接入承载管理无线资源管理。连接管理。用户平面管理。移动性管理安全管理1.4.3 Iu接口1.IuCS 协议结构下图说明了IuCS 的总体协议结构。下图中传输网络层用户平面和控制平面引入了IP

7、传输的机制， 相应配合的传输层协议也随之引入。从这里可以看出， 传输网络的IP 化是将来的必然趋势。看 图1.4.3 Iu接口2.IuPS 协议结构下图说明了IuPS 的总体协议结构， 在这里同样也引入了IP 传输机制。同IuCS 结构一样， 在Release 中， 用户平面和控制平面采用共同的ATM 传输， 而物理层也是特定应用于IuPS 域的。看 图1.4.3 Iu接口3. IuBC 及SABP 协议与IuCS 和IuPS 不同的是， IuBC 域协议栈只有一个平面， 它既包含控制信息又包含用户信息， 对应的协议为服务区广播协议（Service Area Broadcast Protoco

8、l ，SABP） 它是IuBC 域的协议， 为实现小区广播功能而引入的， 主要负责BC 域的核心网（小区广播中心， CBC） 和RAN （通过BMC 承载） 之间的交互。看 图1.4.4 Iub接口Iub 接口是RNC 与Node B 之间的接口，用来传输RNC 和Node B 之间的信令及无线接口的数据。它的协议栈是典型的无线网络层、传输网络层和物理层三平面表示法。Iub 接口主要完成以下功能管理Iub 接口的传输资源。Node B 逻辑O&M 操作。传输O&M 信令。系统信息管理。专用信道控制。公共信道控制。定时和同步管理。1.4.5 Iur接口Iur接口的主要功能支持基本的RNC 之间的

9、移动性。支持公共信道业务。支持专用信道业务。支持全局管理过程。1.5 UMTS 核心网结构1.5.1 主要功能实体.PS 和CS 域的公共实体归属用户服务器（HSS）访问位置寄存器（VLR）设备标识寄存器（EIR）短信服务网关MSC 短信服务互连MSC （SMSIWMSC）.CS 域的实体移动业务交换中心（MSC）网关MSC （GMSC）3. PS 域的实体服务GPRS 支持节点（SGSN）网关GPRS 支持节点（GGSN）1.5.2 核心网内的接口.CS 域内的接口（） MSC Server 和其关联的VLR 之间的接口（B 接口）（） HLR 和MSC Server 之间的接口（C 接口）

10、（） HLR 和VLR 之间的接口（D 接口）（） MSC Server 之间的接口（E 接口）（） MSC Server 和EIR 之间的接口（F 接口）（） VLR 之间的接口（G 接口）（） MSC Server CSMGW 参考点（Mc 参考点）（） MSC Server GMSC Sserver 参考点（Nc 参考点）（） CSMGW CSMGW 参考点（Nb 参考点). PS 域内的接口SGSN 和HLR 之间的接口（Gr 接口）SGSN 和GGSN 之间的接口（Gn 和Gp 接口）GGSN 和HLR 之间的信令通路（Gc 接口）SGSN 和EIR 之间的接口（Gf 接口）3.用于CS 和PS 域的接口MSCVLR 和SGSN 之间的接口（Gs 接口）HLR 和AuC 之间的接口（H 接口）1.5.3 基于Release 4的TDSCDMA核心网络Release 网络基本分为核心网和无线接入网， 在核心网一侧分为电路域和分组域两部分。Release 基本网络结构如图所示， 它主要体现了核心网的结构与接口。Release 基本网络结构1.5.4 基于Release 4的TDSCDMA核心网络Release 阶段的基本网络结构如图所示， 基本网络的网元实体继承了Release 的定义， 没有变化， 不同的是网元功能有所增强。Release 基本网络