北邮核心网讲义

系统结构
R99核心网
廖青 liaoqing@

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3GPP
• • • • R99 R4 R5 R6/R7
一、核心网的演进

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GSM网络结构
组成：移动台
基站子系统 网络子系统 基站子系统： 基站收发信机（BTS) 基站控制器（BSC) 网络子系统： 移动交换中心（MSC) 归属位置寄存器（HLR) 访问位置寄存器（VLR） 鉴权中心（AuC) 移动设备识别寄存器（EIR) 操作维护中心（OMC） 短信中心（SMC)
七号信令协议体系
PSTN
PSTN
GMSC
C D
AUC
H
应用层 表示层 会话层 传输层
MAP
INAP/CAP
TCAP
HLR EIR
F
ISUP
VLR
E
VLR
MSC
A
MSC
A
BSS
BSC Abis
BSS
BSC Abis
网络层
BTS
SCCP MTP-3 MTP-2 MTP-1

BTS
BTS
BTS
数据链路层 物理层
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MTP

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GSM网络中各部分的信令
2.5G Mobile Network：GPRS
PSTN
PSTN
GMSC
C D
AUC
H
GGSN
Gc Gr Gf Gn Gp
PDN
HLR EIR
F
VLR
E
VLR
MSC
A
MSC
Gs
SGSN
Gb
PCU
Ater BSS BSC GGSN:Gateway GPRS Support Node SGSN:Service GPRS Support Node PDN: Packet Data Network PCU:Protocol Data Unit GPRS:General Packet Radio Service
BSS BSC
Abis BTS BTS
Abis BTS BTS

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8
2

P STN
Gi
Gp
GSM网络向WCDMA网络演进
PS TN
R
GM SC
GG SN
AuC
C
PS TN
H
Gc Gn Gr
HLR
PSTN
PSTN
GMSC
C D
AUC
H
GGSN
Gc Gr Gf Iu-PS Iu-PS RNS Gn
Gi
PDN
VLR
D G F
EIR
Gf Gs
VLR
B
HLR EIR
F
Other PLMN
Gp
B
SGSN
MSC
E
MSC CN
A Gb Iu CS Iu PS
VLR
E
VLR
MSC
A
MSC
Iu-CS RNS
Gs Iu-CS Iur
SGSN
Gb BSS
BSS BSC
A bis
RNS
Iur
RNC
Iub is
RNC
BSS
BSC Abis
RNC Iub
RNC Iub
BSC Abis
Um
BTS
B TS
Node B
cell
Node B
Uu ME
SIM -M E i/f or Cu
99 阶 段 的 网 络 结 构
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BTS
BTS
NodeB NodeB
NodeB NodeB
BTS
BTS
SIM
USIM

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MS
R99
• R99其最大的特征在于网络结构上继承了 GSM/GPRS核心网结构，核心网分为电路域和 分组域两个部分，核心网将基于ATM。 • 与GSM不同的是在无线接入网部分引入了全新 的无线接口WCDMA，并采用了分组化传输， 更有利于实现高速移动数据业务的传输。 • 在接口方面引入了基于ATM的Iub、Iur和Iu接 口， • 该版本功能在2000年3月份确定，目前标准已 相当完善。后续版本将都向2000年3月版本兼 容。
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GSM与WCDMA R99在核心网上的差异 • 网络结构
– WCDMA R99核心网络在网络结构上与GSM 保持一致。在电路域（CS）是基于TDM技 术，并仍采用分级组网模式；在分组域 （PS）是基于IP组网，通过GGSN接入外部 的分组网络。

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GSM与WCDMA R99在核心网上的差异 • 网络接口与协议
– 与GSM相比，WCDMA R99协议进行了更多 的改进与优化。GSM的A接口采用TDM承载 信令和话音，Gb接口采用帧中继承载信令和 业务；WCDMA R99的Iu-cs接口则采用ATM 技术承载信令和话音，使用ATM宽带接口更 有利于组建范围更大的无线接入网。在分组 域R99 SGSN与RAN通过ATM信令交互，媒 体流使用AAL5承载的IP分组包。
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GSM与WCDMA R99在核心网上的差异
• 网络接口与协议
– A/Iu接口协议栈存在显著不同。R99网络的无线接 口使用AAL2承载的AMR编码，与GSM的固定速率 不同。AMR编码允许系统根据无线接口的资源动态 调整话音编码速率，因此R99网络在Iu接口增加了 速率控制流程。A/Iu接口的话音编码不同，GSM的 A接口的业务信道采用压缩信道编码；R99的Iu接口 的业务信道采用AMR编码。 – 在用户的安全机制，GSM由AuC提供鉴权三元组， 采用A3/A8算法对用户进行鉴权以及业务加密；R99 由AuC提供鉴权五元组，定义了新的用户加密算法 （UEA），并采用Authentication Token机制增强用 户鉴权机制的安全性。
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GSM与WCDMA R99在核心网上的差异 • 业务能力
– R99定义了CAMEL3规范，增强了对智能业 务的支持，在CAMEL中心增了对GPRS， MMS，SMS，SS，USSD相关的智能业务支 持。
分组域的差异
• 核心网分组域架构和GPRS保持一致，核心网 分组域和接入网之间引入基于ATM承载的IuPS接口; • GTP隧道延伸到Iu-PS接口，GTP协议版本升级; • MAP版本协议的升级，增加对CAMEL phase3 的支持； • SGSN增加UMTS/GPRS系统间切换和漫游的考 虑; • 系统安全性的增强； • R5开始支持IPv6协议；
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