3G网络结构和协议

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；