3G网络结构和协议
第三代移动通信技术3G有哪几种体制
第三代移动通信技术3G有哪几种网络制式3G是第三代移动通信技术的简称（3rd-generation），特指能支持高速数据传输的一种蜂窝移动通讯技术。
它能够同时传送声音(通话)及数据信息(电子邮件、即时通信等)，提供高速数据业务。
3G诞生于2000年5月，它是由国际电信联盟（ITU）统一制定的结果，其中包含有WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA 和WiMAX四种不同的制式标准，今天我们要谈论的主要是国内应用的WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA三种制式。
下面分别简要介绍这三种制式标准的含义和应用。
WCDMA是一种由3GPP具体制定的、基于GSM MAP核心网，UTRAN（UMTS陆地无线接入网）为无线接口的第三代移动通信系统。
它是从码分多址（CDMA）演变而来，从官方看被认为是IMT-2000的直接扩展，与现在市场上通常提供的技术相比，它能够为移动和手提无线设备提供更高的数据速率。
WCDMA采用直接序列扩频码分多址（DS-CDMA）、频分双工（FDD）方式，码片速率为3.84Mbps。
W-CDMA 能够支持移动/手提设备之间的语音、图象、数据以及视频通信，速率可达2Mb/s （对于局域网而言）或者384Kb/s（对于宽带网而言）。
输入信号先被数字化，然后在一个较宽的频谱范围内以编码的扩频模式进行传输。
窄带CDMA使用的是200KHz宽度的载频，而W-CDMA使用的则是一个5MHz宽度的载频。
目前，WCDMA牌照被划分给中国联通。
CDMA2000，即为CDMA2000 1×EV，是一种3G移动通信标准。
分两个阶段：CDMA2000 1×EV-DO（Data Only），采用话音分离的信道传输数据，和CDMA2000 1×EV-DV（Date and Voice），即数据信道于话音信道合一。
CDMA2000也称为CDMA Multi-Carrier，由美国高通北美公司为主导提出，摩托罗拉、Lucent和後来加入的韩国三星都有参与，韩国现在成为该标准的主导者。
3G (第三代移动通信系统)
６.２ ＷＣＤＭＡ （ＦＤＤ） 技术
对于ＴＤＤ方案，分配的频段为１９００～１９２０ＭＨｚ和２０１ ０～２０２５ＭＨｚ。一个确定的载波要同时用于上行链路和下行链路， 因此不需要载波间隔。ＷＣＤＭＡ具有以下特点：
（１）调制方式：上行为ＨＰＳＫ，下行为ＱＰＳＫ。 （２）解调方式：导频辅助的相干解调。 （３）接入方式：ＤＳ－ＣＤＭＡ方式。 （４）３种编码方式：在话音信道采用卷积码（Ｒ＝１／３，Ｋ＝９）
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６.２ ＷＣＤＭＡ （ＦＤＤ） 技术
１.无线网络控制器ＲＮＣ的主要功能 （１）提供寻呼、系统信息广播、切换、功率控制等基本的业务功能。 （２）电路域数据业务和分组域数据业务的承载。 （３）动态信道分配等信道分配的管理。 （４）移动台准予接入、小区切换、软容量等的控制管理。 （５）提供手持终端和遥控网管两种方式的配置、维护、告警和性能统
计等操作维护管理功能。 ２.ＮｏｄｅＢ （相当于基站，包括无线收发信机和基带处理部件）的
主要功能
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６.２ ＷＣＤＭＡ （ＦＤＤ） 技术
（１）扩频、调制和信道编码。 （２）解扩、解调和信道解码。 （３）射频信号处理。 （４）基带信号和射频信号的相互转换功能。 （５）接受无线网络控制器ＲＮＣ传输来的信号并加以处理。 ３.移动交换中心ＭＳＣ的主要功能 电路域的呼叫接续；电路域的移动性管理、电路域部分的鉴权和加密。 ４.分组业务支持节点ＳＧＳＮ的主要功能 移动台的分组业务的移动性管理、会话管理、路由转发、鉴权和加密等。
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６.２ ＷＣＤＭＡ （ＦＤＤ） 技术
控制信道包括： （１）广播控制信道（ＢＣＣＨ）：广播系统控制信息的下行链路信道。 （２）寻呼控制信道（ＰＣＣＨ）：传输寻呼信息的下行链路信道，用
2G、3G、4G、5G基站架构演进
2G 、3G 、4G 、5G 基站架构演进一、2G 时代2G 采用3级网络架构：BTS —BSC —核心网。
2G 核心网同时包含CS （Circuit Switch 电路交换）域和PS （Packet Switch 分组交换）域。
2G 起初主要采用一体式基站架构，基站的天线位于铁塔上，其余部分位于基站旁边的机房内。
天线通过馈线与室内机房连接。
一体式基站架构需要在每一个铁塔下面建立一个机房，建设成本和周期较长，也不方便网络架构的拓展。
BSC ：基站控制器（Base Station Controller ）负责完成无线网络管理、无线资源管理及无线核心网BTS移动终端后来发展成为分布式基站架构，将BTS 分为RRU 和BBU 。
其中RRU 主要负责跟射频相关的模块，包含4大模块：中频模块、收发信机模块、功放、滤波模块。
BBU 主要负责基带处理和协议栈处理等。
RRU 位于铁塔上，而BBU 位于室内机房，每个BBU 可以连接3～4个RRU 。
BSC核心网二、3G 时代(3G)无线网络中的主要网元，RNC GGSNIP三、4G 时代4G 时代到来时，基站架构发生了较大的变化。
为了降低端到端时延，4G 采用了扁平化是一个用于信令控制的网元，主要用作IPBBU4G 基站基本采用分布式基站的架构。
同时，中国移动提出并推动的C-RAN （Centralized RAN ，集中化无线接入）架构也逐渐推广。
C-RAN 架构将BBU 的功能进一步集中化、云化和虚拟化，每个BBU 可以连接10～100个RRU ，进一步降低网络的部署周期和成本。
四、5G时代5G采用3级网络架构：DU—CU—核心网（5GC）。
DU和CU共同组成gNodeB，每个CU 可连接1个/多个DU。
CU和DU间有多种功能分割方案，可适配不同的通信场景和通信需求。
4G基站内部分为BBU、RRU和天线几个模块，每个基站都有一套RRU，并通过BBU直接连到核心网。
3G网络协议
3G网络协议协议名称：3G网络协议一、引言本协议旨在规范和描述3G网络的基本原则、技术规范和运营管理等方面的内容。
3G网络是第三代移动通信技术的缩写，它提供了高速数据传输、多媒体通信和无线宽带接入等功能。
本协议将确保3G网络的稳定性、安全性和可靠性，促进3G网络的发展和应用。
二、定义1. 3G网络：指第三代移动通信技术，提供高速数据传输、多媒体通信和无线宽带接入等功能。
2. 运营商：指提供3G网络服务的企业或组织。
3. 用户：指使用3G网络服务的个人或企业。
三、技术规范1. 网络覆盖：运营商应确保3G网络覆盖范围广泛，包括城市、乡村和边远地区。
网络覆盖应满足用户需求，提供稳定可靠的信号。
2. 数据传输速率：3G网络应提供高速数据传输服务，确保用户在各种应用场景下能够快速访问互联网、下载和上传数据。
3. 语音通信质量：3G网络应提供高质量的语音通信服务，确保通话清晰、稳定，减少通话中断和噪音干扰。
4. 安全性：3G网络应具备一定的安全机制，包括用户身份验证、数据加密和防止网络攻击等，保护用户的个人信息和通信内容不受非法获取和篡改。
5. 兼容性：3G网络应与其他移动通信网络兼容，确保用户可以在不同网络之间无缝切换，并提供良好的漫游服务。
四、运营管理1. 业务管理：运营商应提供多样化的3G网络业务，包括语音通信、短信、彩信、互联网接入等，满足用户不同需求。
2. 资费政策：运营商应制定合理的资费政策，确保用户能够享受到公平、透明的收费标准，并提供详细的账单和消费明细查询服务。
3. 故障处理：运营商应建立完善的故障处理机制，及时响应用户的故障报告，并尽快解决网络故障，确保网络稳定运行。
4. 用户投诉处理：运营商应建立用户投诉处理渠道，及时处理用户的投诉和意见反馈，提供满意的解决方案，并不断改进服务质量。
5. 网络监测与维护：运营商应建立网络监测与维护体系，定期对网络进行检测和维护，确保网络运行状态良好。
五、合作与监督1. 合作机制：运营商应与相关政府部门、行业协会和其他运营商建立合作机制，共同推动3G网络的发展和应用。
3gpp协议
3GPP协议1. 引言3GPP（第三代合作伙伴计划）是一个跨国合作组织，致力于制定和发展无线通信标准和技术。
3GPP协议是由该组织制定的一系列标准和规范，用于支持全球范围内的移动通信网络。
本文档将介绍一些常见的3GPP协议，包括LTE和5G等。
2. LTE协议LTE（Long-Term Evolution）是一种4G移动通信技术，它是3GPP协议中的一部分。
LTE协议定义了整个网络架构和通信协议层，包括物理层、数据链路层、网络层和应用层等。
•物理层：LTE物理层定义了信道、调制解调、传输和编码等。
它使用了OFDM（正交频分多路复用）和MIMO（多输入多输出）等技术，以提供高速数据传输和更好的信号质量。
•数据链路层：LTE数据链路层负责广播和多址接入，以及无线资源的调度和管理。
它使用了一种称为LTE无线接入接口的协议，用于无线资源的分配和调度。
•网络层：LTE网络层包括用户面和控制面，它负责用户数据的路由和传输，以及控制消息的传递。
LTE网络层使用IP协议进行数据传输，并提供QoS（服务质量）管理、移动性管理和安全性等功能。
•应用层：LTE应用层提供基于IP的应用服务，如VoIP（语音通信）、视频流媒体和互联网访问等。
3. 5G协议5G是下一代移动通信技术，也是3GPP协议的一部分。
5G协议在LTE的基础上进行了扩展和改进，以提供更高的数据传输速度、更低的延迟和更好的网络容量。
•物理层：5G物理层采用了新的技术，如更高的频率、更宽的频带和更高的MIMO级别等。
它可以支持更高的数据传输速率和更低的延迟。
•数据链路层：5G数据链路层引入了新的帧结构和调度算法，以提高网络的容量和效率。
它还支持更复杂的调度和编码技术，以适应不同的应用需求。
•网络层：5G网络层引入了网络切片（Network Slicing）的概念，以支持不同种类的应用和服务。
它还支持更灵活的移动性管理和安全性机制。
•应用层：5G应用层将继续提供基于IP的应用服务，并支持更高质量的多媒体传输和更低的延迟。
移动通信 第5章 第三代移动通信系统(3G)
图5-1 ITU的3G频谱划分建议
第5章 第三代移动通信系统（3G）
FDD
FDD TDD FDD MSS TDD
FDD MSS
（上行） （下行）
（上行） （地对空）
（下行） （空对地）
TDD
30 MHz
30 40
60
30 15
MHz MHz MHz MHz MHz
60
30
MHz MHz
100 MHz
1755 1785 1850 1880 1920
1980 2010 2025 2010 2170 2200 2300
2400
图5-2 中国的3G频谱划分方案
第5章 第三代移动通信系统（3G）
5.1.4 3G业务特点与分类
3G开发并提供了新的3G移动增值业务，它们具 备互联网化、媒体化和生活化的特点。3G移动增 值业务中，成熟类的主要有短消息（SMS）、彩 铃、WAP、IVR（互动式语音应答）等业务；成 长类的主要有移动即时通信、移动音乐、MMS （彩信）、移动邮件、移动电子商务、移动位置 服务（LBS）、手机媒体、移动企业应用、手机 游戏、无线上网卡业务跟踪等业务；萌芽类主要 有移动博客、手机电视、一键通（PTT）、移动 数字家庭网络、移动搜索、移动VoIP等业务。
DS-CDMA（5MHz）
FDD
3.84
OVSF 4~512 10ms 15个时隙/帧 卷积码，Turbo码 上行：BIT/SK 下行：QPSK 开环、闭环（1500Hz） RAKE 基站同步或异步
CDMA 2000
TD-SCDMA
成对频带，单向 1.25MHz（CDMA 2000 1x）
/3.75MHz（CDMA 2000 3x ）
3G核心网-网络接口及协议
The BICC Bearer Control Tunnelling Protocol is a generic tunnelling mechanism for the purpose of tunnelling Bearer Control Protocols (BCP) over the "horizontal" BICC interface between CCUs and the "vertical" CBC interface between CCU and BCU.
Call Control Signalling (BICC protocol)
Incoming procedures
Call Service Function (CSF)
Outgoing procedures
Call Control Signalling (BICC protocol)
Bearer Control Signalling
13
BICC网络定义的呼叫业务功能
呼叫业务功能—节点（CSF-N） 实现窄带和BICC之间的互通，向对等的CSF传送呼叫特性，调用 BCF-N实现窄带业务的传送 呼叫业务功能—转接（CSF-T）
建立和维护呼叫连接和承载连接，在对等CSF之间中继信令，调 用BCF-T实现窄带业务的传送
BCF
BCF
Bearer
XXXX3G技术培训
17
BICC承载建立方式的种类
前向承载建立方式(Forward Bearer Setup)
非隧道方式(No Tunnel case) 快速隧道方式(Fast Tunnel) 延迟隧道方式(Delayed Forward Tunnel)
移动通信3G核心网原理
移动通信3G核心网原理移动通信3G核心网原理一、介绍二、核心网架构移动通信3G核心网由多个功能节点组成，包括移动交换中心（MSC）、数据分组交换节点（SGSN）、地理位置寄存器（HLR）等。
这些节点通过各种接口相互连接，构成了一个分布式的核心网架构。
三、移动交换中心（MSC）移动交换中心是核心网的核心节点之一，它负责处理移动方式呼叫的建立、路由、交换等功能。
当用户拨打方式时，MSC会将呼叫信令处理并转发到相应的终端设备。
MSC还承担了用户鉴权、计费等重要任务。
四、数据分组交换节点（SGSN）数据分组交换节点是另一个核心节点，它主要处理移动数据业务的传输。
当用户使用移动互联网、发送短信等服务时，数据分组交换节点负责对数据进行分组并进行路由转发。
它还承担了用户鉴权、数据安全等功能。
五、地理位置寄存器（HLR）地理位置寄存器是一个存储用户信息的数据库，包括用户的身份、位置等信息。
当用户移动到新的位置时，HLR会记录用户的新位置，并将这个信息告知其他节点，以便其他节点能够正确路由用户的呼叫和数据。
六、移动网络的接入与漫游3G核心网不仅支持本地用户的接入，还支持用户在其他地区漫游时进行通信。
当用户从一个地区漫游到另一个地区时，核心网中的节点会进行相应的位置更新，并确保用户在新的位置上能够正常使用移动通信服务。
七、协议与接口移动通信3G核心网使用了多种协议和接口，包括GSM、GPRS、UMTS、IP等。
这些协议和接口实现了核心网的各项功能，并保证了用户的通信质量和安全性。
八、移动通信3G核心网是实现3G移动网络通信的关键，它通过各种技术和协议，实现了移动方式通信、互联网接入、数据传输等功能。
核心网的架构包括移动交换中心、数据分组交换节点、地理位置寄存器等多个功能节点，它们通过协议和接口相互连接，形成了一个分布式的网络。
通过了解核心网原理和组成，我们能够更好地理解和使用移动通信网络。
3G网络协议
3G网络协议协议名称：3G网络协议一、协议目的本协议旨在规范和定义3G网络的技术规范、数据传输方式、网络安全等相关内容，以确保3G网络的稳定性、安全性和高效性。
二、协议范围本协议适用于所有使用3G网络的设备、服务提供商和相关技术人员。
三、术语定义1. 3G网络：第三代移动通信技术，提供高速数据传输和多媒体服务的无线通信网络。
2. 3G设备：支持3G网络的移动设备，如手机、平板电脑等。
3. 3G服务提供商：提供3G网络接入服务的电信运营商或互联网服务提供商。
四、技术规范1. 3G网络架构：采用分层架构，包括用户终端、基站、核心网和外部网络等组成。
2. 数据传输方式：支持语音、视频和数据的传输，采用分组交换技术，使用IP 协议进行数据传输。
3. 频段分配：根据国家通信管理机构的规定，对3G网络频段进行合理分配，以避免频谱资源的浪费和干扰。
4. 信号覆盖：确保3G网络信号在服务区域内覆盖稳定，保证用户在任何位置都能获得良好的信号质量。
五、网络安全1. 用户身份认证：用户在接入3G网络时，需进行身份认证，以确保网络安全。
2. 数据加密：对用户传输的数据进行加密处理，防止数据被非法获取和篡改。
3. 防火墙设置：在3G网络中设置防火墙，限制非法访问和攻击行为。
4. 安全漏洞修复：及时修复3G网络中的安全漏洞，确保网络的安全性和稳定性。
5. 安全监测：建立安全监测系统，对3G网络进行实时监测，及时发现和处理安全事件。
六、服务质量1. 带宽保障：根据用户需求和网络负载情况，合理分配带宽资源，确保用户能够获得稳定的网络连接和高速数据传输。
2. 通话质量：优化网络参数和信号覆盖，提高语音通话质量，保证通话的清晰和稳定。
3. 数据传输速度：持续优化网络设备和协议，提高数据传输速度，满足用户对高速互联网访问的需求。
4. 故障处理：建立故障处理机制，及时响应用户的故障报告，快速定位和修复网络故障，减少服务中断时间。
七、合作与沟通1. 3G设备供应商：与3G设备供应商保持密切合作，确保设备兼容性和性能稳定性。
3G及LTE技术介绍
3G、B3G技术介绍研发中心2010-11-16主要内容1.3GPP组织、三种技术体制2.3G组网架构3.3G关键技术4.3G视频应用5.三种制式优缺点比较6.B3G介绍33GPP组织u3GPP—the 3rd Generation Partnership Project，是一个以欧洲为主体的3G标准化组织；3GPP2—the 3rd Generation Partnership Project 2，是一个一美国为主体的3G标准化组织；在标准的制定过程中，ITU主要起领导和组织作用。
u3GPP主要以GSM MAP核心网为基础，以WCDMA为无线接口制定第三代移动通信标准——通用移动电话系统（UMTS—Universal Mobile Telephone System)，同时负责在无线接口上定义与ANSI-41核心网兼容的协议。
3GPP于1998年底成立，其技术规范组TSG有：无线接入网（RAN）TSG、核心网TSG、业务和系统TSG、终端TSG。
u3GPP2主要以ANSI-41核心网为基础，以CDMA2000为空中接口制定第三代移动通信标准，并负责在无线接口上定义与GSM MAP核心网相兼容的协议。
3GPP2于1999.1月成立，其技术规范组有：TSG-A负责接入网接口规范、TSG-C负责无线部分的标准、TSG-N负责ANSI-41核心网和无线智能网的规范。
4u3GPP制定标准是：WCDMA、TD-SCDMA，其中，WCDMA 的主要参与者是：ARIB（日本）、ETSI（欧洲）、TTA（韩国）、T1P1（美国）、相关的制造商和运营商，TD-SCDMA由中国无线通信标准研究组（CWTS）提出。
u3GPP2制定的标准是：CDMA2000，主要参加者是：TIA（美国）、ARIB（日本）、TTA（韩国）、相关的制造商和运营商。
51.Release 99，1999年12月发布，是3GPP发布的第一个WCDMA版本，核心网以GSM移动交换中心和分组交换网络为基础，便于2G网络向3G网络的平滑演进。
3G移动通信网络介绍
30
3G无线网络特点与运营
资源利用 时间与地域特征明显，采取针对性的营销策略。 不均衡 容量瓶颈 管道资源的稀缺性，采取精细化的QOS控制策略。 用户行为 业务多样性，用户行为复杂，针对性的技术
关键技术
码分多址
显著提高容量
作用
Turbo信道编码 进一步提高系统性能与容量
调制方式
上行BPSK下行QPSK（16QAM/64QAM)，提升速率
扩频通信
抗干扰能力强，保密性高，低发射功率，提高容量
加扰
增加保密性
快速功率控制 减少干扰、节省功率、增大容量
多用户检测 降低了多址干扰，从而提高系统的容量
• IMS • HSDPA:14.4Mbps
3GPP Rel5
• HSUPA • MIMO
3GPP Rel6
HSPA+:21Mbps
3GPP Rel7
DC:42Mbps
3GPP Rel8
2000/03
2001/03
2002/03
2004/06 2007/06
2008/12
WCDMA系统控制面协议栈
UE
Node B
RNC
CN
CC
SM
MM/GMM
RRC
RLC
MAC
L1
Uu
NBAP
L1
Transport Layer
RRC RLC
MAC NBAP
…
Transport Layer
RANAP
Transport Layer
CC SM MM/GMM
RANAP
Transport Layer
Iub
3G网络协议 (2)
3G网络协议协议名称：3G网络协议一、引言本协议旨在规范和约定3G网络的相关技术规范、网络架构、数据传输和安全性等方面的内容，以确保3G网络的稳定运行和数据传输的可靠性。
本协议适合于所有使用3G网络的相关设备和服务。
二、定义1. 3G网络：第三代挪移通信技术，提供高速数据传输和广泛的挪移通信服务。
2. 3G设备：支持3G网络的挪移通信设备，包括但不限于手机、平板电脑和数据卡等。
3. 3G服务提供商：提供3G网络服务的运营商或者服务提供商。
三、技术规范1. 网络架构：3G网络采用分层架构，包括无线接入网络、核心网络和外部网络。
各层之间的接口和协议应符合相关标准，确保数据传输的稳定和安全。
2. 频段分配：3G网络应根据国家相关规定，合理分配频段，避免干扰和冲突。
3. 数据传输速率：3G网络应提供合理的数据传输速率，满足用户的需求，并根据网络负载和信号强度进行动态调整。
4. 网络覆盖：3G网络应覆盖城市、乡村和挪移通信盲区等不同地区，以提供全面的通信服务。
5. 服务质量：3G网络应保证通话质量、数据传输的稳定性和实时性，最大限度地减少通信中断和数据丢失。
四、数据传输1. 数据加密：3G网络应采用安全的加密算法，保证数据传输的机密性和完整性，防止数据被非法篡改或者窃取。
2. 数据压缩：3G网络应支持数据压缩技术，以提高数据传输效率和节约网络资源。
3. 数据流量控制：3G网络应根据用户的需求和网络负载情况，合理控制数据传输的速率和流量，以避免网络拥塞和资源浪费。
4. 数据漫游：3G网络应支持国际漫游功能，使用户能够在境外使用3G网络服务，并确保数据传输的稳定和安全。
五、安全性1. 用户身份认证：3G网络应采用有效的用户身份认证机制，确保惟独合法用户可以访问网络和使用相关服务。
2. 数据隐私保护：3G网络应采取措施保护用户的个人隐私和数据安全，禁止未经用户授权的数据采集和使用。
3. 防止网络攻击：3G网络应具备防火墙、入侵检测和防止恶意软件攻击等安全措施，保护网络免受恶意攻击和病毒感染。
3G网络协议
3G网络协议协议名称：3G网络协议一、引言本协议旨在规范和定义3G网络的相关技术、服务和管理规范，以确保网络的高效运行和用户体验的提升。
本协议适用于所有使用3G网络的相关设备和服务提供商。
二、定义和缩写2.1 定义2.1.1 3G网络：第三代移动通信技术，提供高速数据传输和多媒体服务的无线通信网络。
2.1.2 设备：指使用3G网络的手机、平板电脑、调制解调器等终端设备。
2.1.3 服务提供商：指提供3G网络服务的电信运营商或其他相关服务提供商。
2.2 缩写2.2.1 3G：Third Generation，第三代移动通信技术。
2.2.2 QoS：Quality of Service，服务质量。
2.2.3 RAN：Radio Access Network，无线接入网络。
2.2.4 IP：Internet Protocol，互联网协议。
三、技术规范3.1 网络架构3.1.1 3G网络由核心网和无线接入网组成，核心网包括移动交换中心（MSC）、服务控制节点（SCN）、位置注册节点（HLR）等。
3.1.2 无线接入网由基站子系统（BSS）和无线网络控制器（RNC）组成，负责处理无线信号的传输和管理。
3.1.3 3G网络支持分组交换和电路交换两种通信方式，以满足不同类型的业务需求。
3.2 信号传输3.2.1 3G网络使用CDMA（Code Division Multiple Access）技术进行信号传输，通过将信号分配到不同的码片上实现多用户同时传输。
3.2.2 3G网络支持多种频段，包括800MHz、900MHz、1800MHz和2100MHz 等，以适应不同地区和场景的通信需求。
3.3 服务质量（QoS）3.3.1 3G网络提供多种服务质量等级，包括实时语音、视频通话、数据传输等。
3.3.2 服务提供商应根据用户需求和网络负载情况，合理分配网络资源，以保证服务质量的稳定和提升。
四、安全管理4.1 用户身份认证4.1.1 3G网络应采用安全认证机制，确保用户身份的真实性和数据的安全性。
3G及PS介绍
系统架构
3G业务应用 PS协议栈 WAP业务介绍
2013-7-26 23
移动互联网
“小巧轻便” “通讯便捷” “内容丰富” “高速”
移 动 通 信
移动互 联网
互 联 网
2013-7-26
24
移动互联网
2013-7-26
25
3G的业务应用－会话型业务
语音业务和可视电话
2013-7-26
2013-7-26
PHY
L1
Iub基于ATM网络的接口协议栈 结构
E接口
CS域
A1
Internet
IP Network
BTS
BSC A8/A 9 PCF A10/A11 PDSN
PI
AAA Server
2013-7-26
PS域
19
3G标准发展进程－TD-SCDMA
TD-SCDMA提交到ITU
TD-SCDMA在3GPP融合
ITU正式通过3G标准
TD-SCDMA写入3GPP R4
• 研究IMS与 PLMN/PSTN/ISDN的 电路交换的互操作 • MBMS • 引入多媒体域(IMS) • 引入Iu接口 • 最大速率2Mbps • 商用版本 2001.6+后续CR • 控制与承载分离 • 增加TD-SCDMA • 已经商用 • HSUPA
• 无线引入HSDPA
• 逐步商用
R6
7
TD-SCDMA系统的关键技术
TS0 TS1 TS2 TS3 TS4 TS5 TS6
时分双工方式 联合检测 智能天线 上行同步 接力切换
软件无线电
动态信道分配
功率控制….
2013-7-26
3G、4G、5G切换技术的比较
3G、4G、5G切换技术比较一、网络结构比较1、3G网络结构图：2、4G网络结构图：E-UTRAN只有一种节点网元——E-NodeB网络结构扁平化与传统网络互通全IPRNC+NodeB=eNo媒体面控制分离deB3、网络结构比较：由上面两张图可以看出：1.和WCDMA相比，X2接口类似于IUR接口，S1接口类似于IU接口，但有较大简化。
2.另外LTE 比WCDMA少了一个IUB接口。
因为接入网的NODEB 和RNC 融合到一起构成一个网元eNodeb。
IUB接口塌陷而成为eNodeb的内部接口，FP协议不再需要。
3.LTE系统只存在PS域，分为两个网元，EPC 负责核心网部分，eNodeb负责接入网部分，也称E-UTRAN，EPC信令处理部分称MME，数据处理部分称为SAE Gateway。
LTE系统由核心网（EPC）、基站（eNodeb）和用户设备（UE）3部分组成。
为了跨eNodeb 切换的需要，eNodeb之间也可通过X2接口相连。
二、网内切换过程比较由于不同的网络结构，所以3G与4G的切换过程也必定不一样。
主要区别：3G切换包括软切换和硬切换，4G只有硬切换。
下面WCDMA和TD-LTE系统为例进行比较1、3G软切换信令流程：（WCDMA切换信令流程不再累述）2、4G硬切换信令流程：1.源eNB向UE发送测量控制2.UE向源eNB发送测量报告（包括服务小区、邻区测量结果等）3.源eNB根据测量报告判断是否满足切换要求4.若满足，源eNB向目标eNB发送切换请求5.目标eNB判断是否允许UE接入6.若允许，向源eNB发送切换请求Ack7.源eNB向UE发送切换命令，命令UE切换到目标eNB8.同步9.发送UE的UL位置10.UE向目标eNB发送切换确认消息11.目标eNB收到确认消息后，向MME发送路径切换请求12.MME收到后，向SGW发送用户面更新请求13.SGW更新路径14.SGW向MME发送用户面更新响应15.MME向目标eNB发送路径切换响应16.目标eNB向源eNB发送释放资源消息17.源eNB收到信息，释放资源3、总结：1.WCDMA的NodeB只负责无线链路的承载，RNC负责各种信令的处理2.TD-LTE将NodeB和RNC和为eNB,负责全部切换过程，最后只要通过MME向SGW 提交用户面更新即可。
WCDMA网络结构
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WCDMA协议版本的演进 协议版本的演进
电路域结构的变化：实现承载与控 制分离。MSC被MSC Server 核心网：分CS（电路域）和PS 和MGW两个独立的功能实体 （分组域） 所替代。 接入网：引入WCDMA UTRAN， 核心网电路域可采用IP/ATM/TDM 接入网之间 ATM 组网方式，支持多种传输技术： 核心网和接入网之间的Iu接口基 IP、ATM、TDM 于ATM 核心网增加IMS（IP多媒体子系统） 接入网向IP方向发展, 呼叫基于会话 发起协议（SIP） 增强的IP QoS能力，支持端到端的 IP多媒体业务 无线接入网：HSDPA，接入网之间 增加IP传输选项
SGSN
“session”
IP Backbone
Gn
GGSN
Gi
Intranet/ Internet
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R5核心网特点 核心网特点
R5引入IP多媒体域IMS，在IMS域实现全业务的融合思路。 IMS域为叠加域； 引入基于SIP的多媒体呼叫信令协议，实现端到端的IP多媒体业务； 为了解决用户IP地址的问题，IPv6成为网络必选，IPv4成为网络可选； HLR演进为HSS系统。 R5之后WCDMA的核心网主架构基本稳定，R6/R7以后主要是业务功能的增 强和完善，包括：WLAN和3G的融合、MBMS、Presence等等。
7
UTRAN 接口和传输网
UU： 移动终端与基站的无线空中接口，无线物理传输层，上、下行各5MHz带宽。 R5: 在R99/R4的基础上，空中接口增加了与HSDPA相关的物理信道。 Iub： RNC与NodeB之间的接口，接口信令：NBAP。 R99/R4：Iub接口采用ATM传输方式，物理层可以是多个E1（2～8）或STM－1。 R5： Iub接口采用ATM传输方式或IP方式，由于引入HSDPA，传输数据量大大增 加，物理层一般使用STM-1。 Iur： RNC与RNC之间的接口，接口信令：RNSAP R99/R4：Iur接口也采用ATM传输方式，物理层一般使用STM－1。 R5： Iur接口采用ATM传输方式或IP方式，物理层一般采用STM－1。
3G网络协议
3G网络协议协议名称：3G网络协议一、引言3G网络协议旨在规范和协调第三代挪移通信技术的网络通信标准，以确保各种终端设备在3G网络环境下能够稳定、高效地进行数据传输和通信。
本协议旨在提供详细的技术规范和操作指南，以便网络设备创造商、运营商和终端用户能够共同遵循并实施3G网络。
二、术语和定义在本协议中，以下术语和定义适合于整个协议的内容：1. 3G网络：指第三代挪移通信技术，提供高速数据传输和多媒体服务的无线通信网络。
2. 终端设备：指使用3G网络进行通信的挪移设备，如智能手机、平板电脑等。
3. 基站：指提供无线信号覆盖和数据传输的设备，用于连接终端设备和核心网络。
4. 运营商：指提供3G网络服务的电信运营商或者挪移通信运营商。
5. 数据传输速率：指在3G网络下，终端设备能够实现的最大数据传输速度。
三、技术规范1. 3G网络架构a. 核心网络：包括挪移交换中心、用户数据管理和身份认证服务器等。
b. 基站子系统：包括基站控制器和基站设备，用于管理和控制基站的无线信号覆盖。
c. 终端设备：包括支持3G网络的挪移设备和数据终端。
2. 3G网络频段和带宽a. 3G网络频段应根据国家和地区的规定进行分配和管理。
b. 3G网络带宽应根据实际需求进行规划和配置，以确保网络的稳定性和数据传输速率的满足。
3. 数据传输和通信a. 终端设备应支持3G网络的数据传输和通信功能。
b. 数据传输速率应根据网络负载和信号强度自动调整，以提供最佳的用户体验。
c. 数据传输过程中应采取加密和认证等安全措施，以保护用户的隐私和数据安全。
4. 3G网络覆盖和容量a. 运营商应根据用户需求和地理环境，合理规划和建设3G网络的覆盖范围。
b. 3G网络的容量应根据用户数量和数据传输需求进行估算和规划，以确保网络的稳定性和性能。
四、操作指南1. 3G网络部署和维护a. 运营商应按照像关规定和技术要求，进行3G网络的部署和建设。
b. 运营商应定期检查和维护3G网络设备，以确保网络的正常运行和性能优化。
3G网络协议
3G网络协议协议名称：3G网络协议一、目的和背景本协议旨在规范和定义第三代移动通信网络（3G）的相关技术和标准，以确保网络的高效运行和用户的良好体验。
3G网络作为一种先进的移动通信技术，具有更高的数据传输速率和更广的覆盖范围，为用户提供了更多的通信和互联网功能。
二、定义和缩写2.1 定义2.1.1 3G网络：指第三代移动通信网络，是一种高速无线通信技术，可提供更快的数据传输速率和更广的覆盖范围。
2.1.2 用户终端：指连接到3G网络的移动设备，如手机、平板电脑等。
2.1.3 基站：指3G网络中的无线基站设备，用于提供无线信号覆盖和数据传输。
2.1.4 数据传输速率：指3G网络中数据在单位时间内传输的速度，通常以Mbps（兆位每秒）为单位。
2.1.5 服务质量（QoS）：指网络提供的数据传输质量，包括延迟、丢包率等指标。
2.2 缩写2.2.1 3G：Third Generation2.2.2 Mbps：Megabits per second2.2.3 QoS：Quality of Service三、网络架构3G网络采用分布式架构，由核心网和无线接入网组成。
3.1 核心网核心网负责处理用户数据和信令传输，包括用户认证、计费、数据路由等功能。
核心网由以下组件构成：3.1.1 认证中心（Authentication Center）：负责对用户进行身份认证和鉴权。
3.1.2 用户数据管理系统（User Data Management System）：用于存储和管理用户的个人信息和通信记录。
3.1.3 服务控制节点（Service Control Node）：负责管理用户的通信服务和策略。
3.1.4 互联网网关（Internet Gateway）：用于连接3G网络和互联网，实现数据的互通。
3.2 无线接入网无线接入网负责无线信号的传输和覆盖，包括基站和无线传输链路。
无线接入网由以下组件构成：3.2.1 基站控制器（Base Station Controller）：负责管理和控制多个基站的无线信号传输。
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3.3G网络和协议
3.1. 3G网络
UMTS网络是第三代移动通信的主流体系，它分为R99、R4、R5/R6四个阶段，下面主要介绍相对成熟的R99和R4版本的UMTS网络体系
3.1.1.UMTS R99版本网络体系
UMTS R99版本和GSM的区别在于接入网部分，核心网的结构仍以演进的GSM核心网为基础。
UMTS R99版本在GSM的基础上引入了全新的5MHz每载频的宽带码分多址接入网，采纳了功率控制、软切换及更软切换等CDMA关键技术，基站只做基带处理和扩频，接入系统智能集中于RNC统一管理，引入了适于分组数据传输的协议和机制，数据速率可支持144Kbit/s 、384Kbit/s ，理论上可达2Mbit/s新的WCDMA无线接口技术。
基站和RNC之间采用基于ATM的Iub接口，RNC分别通过基于ATM AAL2的Iu-CS和AAL5的Iu-PS分别与核心网的CS域和PS域相连。
3.1.2.UMTS R99版本新增网络节点及其功能
3.1.2.1.RNC
RNC无线网络控制器主要负责无线资源的管理。
一面它通过Iu接口同电路域和分组域核心网相连；一面它负责管理和控制Node B，并负责空中接口与UE之间的L1以上的协议处理。
在无线接入网络中，它处于承上启下的关键地位。
在逻辑上，它和GSM中的BSC相对应。
RNC的主要担任CRNC、SRNC、DRNC三种角色。
RNC的实现以下功能：
●主要支持对WCDMA Node B的控制和管理。
●支持包括Iu承载、Iub承载、Iur承载、无线承载等在内的无线接入资源的管
理和分配。
●支持包括软切换、硬切换、与GSM/GPRS的系统间切换、小区更新、URA更新、
寻呼等各种移动性管理工作，其中包括支持通过Iur接口的宏分集功能。
●支持各种电路域和分组数据业务数据传输。
●支持对控制信令的完整性检查以及对用户数据的加密和解密等安全性功能。
●支持对UE的接入控制、负载过载的拥塞控制等系统接入功能。
●支持广播域广播信息业务。
UMTS R99版本网络体系
3.1.2.2.Node B
UMTS中Node B的主要功能是基带处理和扩频，接入系统的智能性统一集中在RNC进行处理。
Node B的功能有：
●空中接口发送/接收
●调制/解调
●CDMA物理通道编码
●微分集
●差错处理
●闭环功率控制
3.1.1.UMTS R4版本网络体系
UMTS R4版本是在R99版本上引入了软交换的概念。
将核心网电路域内（G）MSC实体用（G）MSC Server和MGW来取代，网络采用开放式结构，实现了呼叫控制和承载分离。
MSC Server完成呼叫相关的功能，MGW完成媒体转换以及用户业务的传递；语音分组化，UTRAN 与核心网话音承载方式均由分组方式完成，实现了统计复用功能，达到网络带宽动态分配；由于优化了话音编解码转换器，改善了WCDMA系统网络内部话音分组包的时延，提高了话音质量，编解码转换有可能只需在与PSTN的公网网关上实现，同时提高了核心网传输资源的利用率。
支持SS7信令在两个功能实体间通过不同的网络方式传输，包括MTP、ATM、IP网络来传输。
在无线接入网部分，网络结构没有变动，增加的只是一些接口协议的增强功能和特性，主要特性包括低码片速率TDD、UTRA FDD直放站、TDD Node B同步、对Iub和Iur上的AAL2连接的QoS优化、 Iu上RAB(无线接入承载)的QoS协商、Iur和Iub的RRM(无线资源管理)的优化、 Iub、Iur和Iu上的传输承载的修改过程、WCDMA1800/1900和在软切换中的DSCH功率控制的改进。
3.1.2.UMTS R4版本新增网络节点及功能
3.1.2.1.MSC Server/VLR
MSC Server/VLR作为WCDMA核心网电路域业务处理中心，它的主要工作是完成WCDMA 所有电路域的业务处理，主要包含GSM/UMTS MSC中的呼叫控制和移动控制部分，它负责对由移动发起和移动终结的电路域的呼叫控制，接收用户/网络信令，并将它转化为网络/网络信令。
此外它还保存移动用户的业务数据和与CAMEL有关的数据，对应于MGW，它是电路域业务处理的控制面。
MSC Server还保存移动用户的业务数据和与CAMEL有关的数据。
MSC Server/VLR功能有：
●用户移动性管理：包括位置更新、切换/重定位功能等；
●WCDMA电路域业务处理：包括语音业务、短消息、电路型数据业务等；
●MGW资源控制和管理：主要为电路型业务分配资源；
●进行用户跟踪；
●计费管理；
●作为互通MSC（IWMSC），它提供短消息中心的接口，支持短消息向短消息中心提交；
●作为汇接MSC（TMSC）：MSC具有转接呼叫的功能；
●用户信息管理：存储当前控制区域中活动用户动态信息（例如位置信息等）和签约
信息；
UMTS R4版本网络体系
3.1.2.2.MGW
MGW连接PSTN/PLMN和UTRAN，是PSTN/PLMN网络的传输终结点，通过Iu－CS与UTRAN 连接。
MGW可以接收来自电路交换网的承载通道，也可以接收来自于分组网络的媒体流，是电路域业务处理的传输承载处理中心，为UMTS提供必要的传输资源。
在Iu接口上，MGW 可以支持媒体转换、承载控制以及净荷处理，可以支持CS业务的不同的Iu接口类型（基于AAL2/ATM或基于RTP/UDP/IP）。
MGW处于用户平面。
MGW功能如下：
完全依从H.248协议要求，可以通过该协议控制管理MGW资源；
●支持RNC、BSC的接入（用户面）；
●支持各种媒体流的传输；
●完成各种媒体流之间的格式转换，如IP->PCM，PCM->IP等转换；
●支持用户面数据传输和用户面相关协议处理，包括UP面协议处理、语音编解
码等处理；
●支持DTMF、TONE等资源的处理；
●支持回声抑制功能。
3.2. 3G接口
WCDMA网络具有以下主要接口：
●Uu接口：UE与Node B之间的接口
●Iub接口：Node B与RNC之间的接口
●Iur接口：RNC与RNC之间的接口
●Iu－CS接口：RNC与MSC之间的接口
●Iu－PS接口：RNC与SGSN之间的接口
●B接口：MSC（Server）与VLR之间的接口
●C接口：MSC（Server）与HLR之间的接口
●D接口：GMSC（server）与HLR之间的接口
●E接口：MSC与MSC之间的接口
●Gc接口：GGSN与HLR之间的接口
●Gi接口：GGSN与外部数据网之间的接口
●Gn接口：SGSN与GGSN之间的接口
●Gr接口：SGSN与HLR之间的接口
●Gs接口：SGSN与MSC/VLR之间的接口
●Nc接口：MSC（Server）与GMSC（Server）之间的接口
●Nb接口：MGW与MGW之间的接口
●Mc接口：MSC（Server）与MGW之间的接口
下面主要介绍WCDMA与GSM相比新增加的接口。
3.2.1.Iub接口
Iub接口介于Node B和RNC之间，主要功能有：
●管理Iub传输资源：AAL2连接；
●Node B的管理与维护：包括Iub链路管理、小区配置管理、无线网络测量、
资源事件管理、一般的传输通道管理、无线资源管理、无线网络配置等；
●系统信息管理；
●通用信道话务管理：接纳控制、数据传输、功率管理等；
●专用信道话务管理：无线链路管理、无线链路监测、信道分配/释放、数据传
输等；
●共享信道话务管理：信道的分配/拆除、功率管理、传输信道管理、数据传输、
无线链路管理、动态物理链路分配；
●定时与同步管理：传输通道同步、Node B和RNC节点同步、Node B之间的同。