3G核心网-网络接口及协议
WCDMA核心网络概述(完全版)
UMTS UTRAN
华为机密，未经许可不得扩散
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R99核心网络－功能实体 核心网络－ 核心网络
核心网络分为CS域和 域 域以原有的GSM网络为基础， 网络为基础， 核心网络分为 域和PS域 。 CS域以原有的 域和 域以原有的 网络为基础 PS域以原有的 域以原有的GPRS网络为基础。 网络为基础。 域以原有的 网络为基础 CS域： 用于向用户提供电路型业务的连接 ， 实现方式包括 域 用于向用户提供电路型业务的连接，实现方式包括TDM 方式和ATM方式。 它包括 方式。 方式和 方式 它包括MSC/VLR、GMSC等交换实体以及用 、 等交换实体以及用 于与其它网络互通的IWF实体等。 实体等。 于与其它网络互通的 实体等 PS域：用于向用户提供分组型业务的连接，实现方式为IP包分组 域 用于向用户提供分组型业务的连接，实现方式为 包分组 方式。它包括SGSN、GGSN以及与其它 以及与其它PLMN互连的 互连的BG等网络 方式。它包括 、 以及与其它 互连的 等网络 实体。 实体。
R99核心网络接口介绍 核心网络接口介绍
MSC/VLR GSM /GPRS BSS BSC BTS Iu_CS PCU Gb RNC Gr/Gs/Gd/Ge NodeB Iu_PS SS7 A
GMSC
PSTN ISDN
HLR/AUC C/D/Gs SCE Gc SCP
GPRS骨干网
SMS Internet, Intranet
媒体网关控制功能(Media Gateway Control Function, 媒体网关控制功能 MGCF)： 对一个特定网络而言 ， 媒体网关控制功能是 ： 对一个特定网络而言， PSTN/PLMN网络的终结点。它包括下列功能： 网络的终结点。它包括下列功能： 网络的终结点
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核心网是移动通信系统中的关键部分，负责处理用户数据、信令传输和网络管理等功能。
本文将介绍3G核心网的原理和主要组成部分。
1. 3G核心网概述3G核心网是移动通信系统中的核心架构，它负责支持移动通信网络的各种业务。
它连接着无线接入网和其他核心网，提供了语音方式、短信、数据传输等通信功能。
3G核心网的主要特点包括高可靠性、高可用性和高性能。
2. 3G核心网结构3G核心网由多个功能模块组成，包括位置注册、鉴权、会话管理、流量控制等。
下面是3G核心网的主要组成部分：2.1 移动接入网（RAN）移动接入网是连接用户和核心网的桥梁，它包括无线基站和无线电网络控制器（RNC）。
无线基站负责与移动设备进行无线通信，而RNC是无线基站的控制中心，负责管理和控制无线基站。
移动接入网与核心网之间通过接口进行数据和信令的交换。
2.2 位置注册和鉴权中心（HLR/AuC）位置注册和鉴权中心是3G核心网的重要组成部分，它负责管理用户的位置信息和进行用户身份鉴权。
当用户开机时，移动设备会发送位置注册请求到HLR/AuC，HLR/AuC会根据用户的身份信息和鉴权算法进行鉴权。
如果鉴权成功，HLR/AuC会向核心网发送用户位置信息。
2.3 会话管理和控制（MSC）会话管理和控制是3G核心网的核心功能之一，它负责管理和控制用户会话和通信连接。
当用户发起方式呼叫时，MSC会进行呼叫的建立、保持和释放等操作。
MSC还负责进行用户的计费和信令的转发，确保呼叫的顺利进行。
2.4 流量控制和策略管理（SGSN/PGW）流量控制和策略管理是3G核心网的关键功能之一，它负责管理和控制用户数据传输。
SGSN是用户数据传输的核心节点，它负责对用户数据进行分组和路由转发。
PGW则负责分配和管理用户的IP地质，以及进行用户数据的流量控制。
3. 3G核心网工作原理3G核心网的工作原理主要包括用户注册、鉴权、呼叫控制、数据传输等过程。
无线接口标准
无线接口标准主要涉及无线通信系统中的空中接口、设备接口以及网络接口等方面。
以下是一些常见的无线接口标准：1. 空中接口标准：空中接口是指无线通信系统中，基站与移动设备之间进行信息传输的接口。
常见的空中接口标准有：- GSM：全球移动通信系统，采用TDMA（时分多址）技术。
- CDMA：码分多址技术，用于第三代移动通信系统（如CDMA2000、WCDMA 等）。
- OFDM：正交频分复用技术，用于第四代移动通信系统（如LTE、LTE-A 等）。
- 5G：第五代移动通信系统，采用多接入技术，如NR、NSA 等。
2. 设备接口标准：设备接口标准主要规定了无线通信设备之间的连接方式和协议。
常见的设备接口标准有：- USB：通用串行总线接口，可用于无线网卡、Modem 等设备的连接。
- PCMCIA：个人计算机内存卡接口，曾用于无线网卡的插槽接口。
- ExpressCard：一种用于笔记本电脑的扩展接口，也可用于无线网卡等设备。
3. 网络接口标准：网络接口标准主要涉及无线通信系统中的核心网和接入网之间的接口。
常见的网络接口标准有：- GPRS：通用无线分组无线服务技术，用于2G 移动通信系统的数据传输。
- EDGE：增强型数据速率分组交换技术，用于2.5G 移动通信系统的数据传输。
- 3G：第三代移动通信系统，采用UMTS（通用移动通信系统）技术。
- 4G：第四代移动通信系统，采用LTE（长期演进）技术。
此外，还有一些专用的无线接口标准，如：- Bluetooth：蓝牙技术，用于短距离无线通信，适用于电子设备之间的连接。
- Wi-Fi：无线局域网技术，用于实现无线网络接入和设备互联。
- ZigBee：低速无线通信技术，适用于物联网和智能家居等领域。
MSD 3G核心网电路域基本知识介绍
3GPP协议版本分为R99/R4/R5/R6等多个阶段，其中R99协议于 2000年3月冻结功能，R4协议于2001年3月冻结功能，R99、R4目 前已经成熟商用，R5、R6协议还在进一步完善过程中
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R4网络介绍
R4在核心网电路域在网络架构上发生了革命性变化, 引入了承载控制 分离的软交换架构。在承载类型上，支持在IP/ATM分组网络上承载话音 ，当然也支持TDM上承载话音。在信令承载方面引入了SIGTRAN技术，支 持承载在IP上的宽带七号信令网（注：用IP网来承载七号信令）。R4核 心网电路域新增功能为： 控制与承载分离的软交换架构，引进媒体网络控制协议H.248 新的呼叫控制协议，如BICC 宽带七号信令承载SIGTRAN 支持多种承载技术：TDM/ATM/IP TrFO功能，以节约TC资源和提高语音质量
R99网络介绍
R99是目前最成熟的一个版本，目前国外已经商 用。它的核心网继承了传统的电路语音交换，自GSM&GPRS的 网络结构演变而来，以TDM组网为主，核心网分为电路域和 分组两部分，分别支持话音业务和数据业务，并提出了开放 业务接入(OSA)的概念，目前的设备多基于R99版本，最高下 行速率可以达到384 kbit/s 。
网络互连互通等等
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R4网络介绍
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3GPP R99与R4核心网电路域的差异
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 ）
核心网网络结构和协议
预计2001年12月完成第一个版本，根据目 前的情况，可能会推迟到2002年初。 主要变化体现在
无线接口：IP技术成为无线接入网络的承载技术
核心网络：大量新的功能实体的增加，改变了原 有的呼叫流程。IP技术成为所有信令消息的承 载技术。
中国移动3G高级培训之十一
核心网络的定义及其核心网络的不同阶 段 R99核心网络 R4核心网络 R5核心网络 核心网络的平滑演进
Serving Network Domain USIM Domain Mobile Equipment Domain User Equipment Domain Access Network Domain Core Network Domain Infrastructure Domain
Transit Network Domain
C
PSTN PSTN
H
Gc Gn Gr
HLR
D
EIR
F Gf Gs
VLR
B
G
VLR
B
MSC
E
MSC
SGSN
CN
A Gb IuCS IuPS
BSS BSC
Abis
RNS RNC
Iubis
Iur
RNC
BTS Um
BTS
Node B
cell
Node B
Uu
ME
SIM-ME i/f or Cu
SIM
USIM
MS
中国移动3G高级培训之十一
R99核心网络结构（2）
电路域 A BSS
E-MSC/VLR E-GMSC
PSTN/ISDN
Gb Iub Iucs HLR/AUC NodeB RNC Iups
3G移动通信网络结构分析
3G移动通信网络结构分析1. 引言随着移动通信技术的快速发展，3G移动通信网络成为了当前最主要的移动通信网络之一。
本文将对3G移动通信网络的结构进行详细分析，包括网络架构、基站组成、核心网等方面。
2. 3G移动通信网络架构3G移动通信网络由若干个基站、核心网以及用户终端组成。
其整体架构分为无线接入网络和核心网络两部分。
2.1 无线接入网络无线接入网络由基站和无线传输系统组成。
基站起到无线信号的接收和发送功能，负责与用户终端进行通信。
无线传输系统负责将基站与核心网连接起来，实现数据的传输。
2.2 核心网络核心网络是3G移动通信网络的核心部分，负责处理和转发用户的通信请求。
它包括多个功能模块，如移动交换中心、服务节点、接入网关等。
核心网络具有高可靠性和高吞吐量的特点，能够支持大规模用户的通信需求。
3. 3G基站组成3G基站是3G移动通信网络中的重要组成部分，主要由基站设备和天线组成。
3.1 基站设备基站设备包括无线发射接收设备、信道处理设备等。
无线发射接收设备负责将无线信号发送给用户终端，接收用户终端的信号。
信道处理设备负责对无线信号进行处理和调度，以实现多用户之间的分时复用。
3.2 天线基站的天线起到收发信号的作用，它通过无线传输系统与用户终端进行通信。
天线的设计和布局对网络的覆盖范围和通信质量有重要影响，需要根据实际情况进行合理的布置。
4. 3G移动通信网络核心网核心网是3G移动通信网络的核心部分，负责处理用户的通信请求和数据传输。
4.1 移动交换中心移动交换中心是核心网中最重要的功能模块之一，负责用户的注册、鉴权和寻呼等功能。
它能够实现用户之间的通信转接、呼叫管理和信令交换等功能，是实现移动通信的重要环节。
4.2 服务节点服务节点是核心网中的另一个重要功能模块，它负责处理用户的数据传输。
服务节点能够实现用户数据的路由、转发和处理，提供各种增值业务，如短信、彩铃等。
4.3 接入网关接入网关是用户终端连接到核心网的重要节点，负责用户数据的接收和转发。
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
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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
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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。
中国移动核心网R4系列之-架构、协议和接口
计费功能： 软交换设备根据计费对象进行计费和信息采集的功能，并负责将采集到的 信息送往计费中心；
R4 MGW功能
用户面关口接入功能： MGW是3G R4核心网的用户承载面的网关接入设备，位于3G CS核心网通往 无线接入网（UTRAN/BSS）及传统固定网（PSTN/ISDN）的边界处；是Iu接 口、PSTN/PLMN接口的关口承载通道，以及宽带媒体流（如RTP流）的终结 点。
•R4在核心网电路域引入IP宽带承载，从传统电路交换向分组数据交换转变， 形成以IP core为基础的电信网络新框架，是传统网络向NGN演进的必经之路；
•TDM核心到IP核心的转变将引发核心网运营,规划,管理,维护上深刻的变化；
R4关键特征－TrFO的引入
MSC server
OoB Codec Negotiation
与HLR交互 IAM
寻呼和鉴权加密过程
SETUP CALL PROCEEDING
准备承载 ADD_req（C$） ADD_rsp（C2, T3）
APM ADD_req（C$） 建立承载 ADD_rsp（C1, T2）
承载建立过程 ADD_req（T$） 准备承载 ADD_rsp（T1） RAB_ASSIGN_req
MGW
分组网
SS7
H.248/MGCP
IP
T D
ATM
M
MGW
•将传统交换机的功能模块分离成为独立的网络部件，各个部件可以按相应的功 能划分各自独立发展；而传统交换将控制，承载和交换封闭在同一实体之内, 相 互之间的制约使用户的业务能力受限;
3G移动通信网络结构分析
3G移动通信网络结构分析1. 引言移动通信网络是指通过移动通信技术实现移动设备之间通信的系统。
3G移动通信网络是第三代移动通信网络，它采用了更先进的技术和更高的数据传输速度，为用户提供了更多的功能和更好的体验。
本文将对3G移动通信网络的结构进行分析，并探讨其优缺点。
2. 3G移动通信网络的结构3G移动通信网络包含了多个功能块，主要包括核心网、接入网和用户终端。
2.1 核心网核心网是3G移动通信网络的核心部分，负责处理用户数据和信令的传输。
核心网由多个组成部分组成，包括移动交换中心（MSC）、服务网关（SGW）、传输网和访问网。
MSC是核心网的核心节点，负责呼叫控制和用户数据的传输。
SGW是核心网的接口节点，负责处理数据的转发和分发。
传输网负责数据的传输，包括传输介质和传输设备。
访问网是连接核心网和用户终端的网络，包括无线基站和传输介质。
2.2 接入网接入网是连接用户终端和核心网的网络，负责用户终端的接入和登录。
接入网包括无线接入网和有线接入网。
无线接入网主要包括基站和无线接入控制器（RNC），负责接收用户终端的信号并进行处理。
有线接入网主要包括宽带接入服务器（BAS）和数字用户线路（DSL），负责将用户终端的信号转换为数字信号。
2.3 用户终端用户终端是指使用3G移动通信网络进行通信的移动设备，包括移动方式、智能方式、平板电脑等。
用户终端通过接入网连接到核心网，实现与其他终端的通信和数据传输。
3. 3G移动通信网络的优缺点3.1 优点3G移动通信网络具有以下优点：1. 高速数据传输：3G网络采用了更先进的技术和更高的数据传输速度，使用户可以更快地和数据。
2. 大容量承载：3G网络具有较大的容量承载能力，可以支持大量用户进行通信和数据传输。
3. 多媒体功能：3G网络支持多媒体数据传输和多媒体应用，用户可以通过3G网络观看视频、听音乐等。
4. 全球漫游：3G网络支持全球漫游，用户可以在全球范围内使用3G网络进行通信。
3G网元及接口索引
网元索引RNC无线网络控制器定义无线网络控制器（RNC，Radio Network Controller）是新兴3G网络的一个关键网元。
它是接入网的组成部分，用于提供移动性管理、呼叫处理、链接管理和切换机制。
为了实现这些功能，RNC必须利用出色的可靠性和可预测的性能，以线速执行一整套复杂且要求苛刻的协议处理任务。
作为3G网络的重要组成部分，无线网络控制器（RNC）是流量汇集、转换、软硬呼叫转移（soft and hard call handoffs）、及智能小区和分组处理的重点。
无限网络控制器（RNC）的高级任务包括1) 管理用于传输用户数据的无线接入载波；2) 管理和优化无线网络资源；3) 移动性控制；和4) 无线链路维护。
无线网络控制器（RNC）具有组帧分配（framing distribution）与选择、加密、解密、错误检查、监视、以及状态查询等功能。
无线网络控制器（RNC）还可提供桥接功能，用于连接IP分组交换网络。
无线网络控制器（RNC）不仅支持传统的ATM AAL2（语音）和AAL5（数据）功能，而且还支持IP over ATM（IPoATM）和SONET上的数据包（POS）功能。
无线用户的高增长率对IP技术提出了更高的要求，这意味着未来平台必须要能够同时支持IPv4和IPv6。
RNC在典型UMTS R99网络中的位置如图二所示。
注意，实际网络传输将取决于运营商（carrier）的情况。
在R99中，RNC与节点B之间通常有一个SONET环，其功能相当于城域网（MAN）。
通过分插复用器（ADM），可从SONET环提取或向SONET环加入数据流。
这一拓扑结构允许多个RNC接入多个节点B，以形成具有出色灵活性的网络。
RNC网络接口参考点无线网络控制器（RNC）可使用表1中描述的定义明确的标准接口参考点连接到接入网和核心网中的系统。
由于RNC支持各种接口和协议，因此可被视作一种异构网络设备。
3G核心网介绍
3G核心网接口
Gf：SGSN 和EIR 之间接口 Gi：GPRS 和外部分组数据网PDN 之间接口 Gn：同一个PLMN 两个支持节点GSN 之间接口 Gp：不同PLMN 两个GSN 之间接口。Gp 接口在协作的 GPRS PLMN 服务区内提供GPRS Gr：SGSN 和HLR 之间接口 Gs：SGSN 和MSC/VLR 之间接口。支持MS 同时使用 GPRS 和电路交换业务（ 如位置信息更新） 22
20
3G核心网接口
GSM-PLMN 集成GGSN 和SGSN 功能后， 除了 GSM-PLMN 已经定义的A－ G 接口外， 需要为一系 列新接口命名：
Gb：SGSN 和BSS 之间接口； Gb 接口上可以交换信 令和用户数据： 和A 接口为一个用户在整个连接过程 中分配一个固定的物理资源不同， Gb 接口只在有活 动时（ 发送或接收时） 分配资源。大量的用户可以 使用相同的物理资源。Gi、Gn 和Gp 接口也是一样。 Gc：GGSN 和HLR 之间接口 Gd：SMS-GMSC / SMS-IWMSC 和SGSN 之间接口 21
l 选择B: 在BSC 中
l 选择C:在和SGSN 的空间连接中 由于运营商的解决方案不同和PCU/BSS 中处理的业 务量的不同， 可能使用不同的选择。
28
Channel Codec Unit （ 信道编码单元）CCU
CCU 包含下列功能： 信道编码， 包括前向纠错FEC 和交织 编码。 无线信道测量， 包括接收质量和信号 电平， 时间提前量测量。
智能网可以应用在所有的电信网络。其基本思想是在中 心点引入一个包含业务逻辑和业务数据的控制层，以使 现有的和新的业务更有效的处理。IN可以利用IN协议 或所谓的CAMEL (customer application mobile enhanced logic) 协议来实现。CAMEL协议的优点是MSC或SSP和智 能网处理器、HLR和MSC之间的接口采用国际标准。 16
移动通信3G核心网原理
新增加媒体资源 控制功能 只提供信令接口 支持BICC信令 支持MGW的故 障恢复和登记
河南移动通信有限责任公司3G项目组
MGW的功能
MGW：Media Gateway，即媒体网关
完成MGW两侧通路的承载控制 语音处理功能 承载媒体资源转换功能 播放录音通知 回声抑制 IP QOS功能：将媒体流和信令 流分开
3、信令网关
信令网关：英文Signalling gateway，缩写为SG 转接NO.7信令网和IP信令网之间的信令消息 中移动在3G初期引入MGW内置的信令网关
2 1
A BSSAP BTS BSC A BSSAP Nc BICC
3
RANAP:ATM/IP
BSSAP:TDM/IP
H.248 Mc
Mc H.248
接入网 电路域 分组域
IMS:IP Multimedia Subsystem IP多媒体子系统
HSS：HLR Subscriber Server 归属用户服务器
河南移动通信有限责任公司3G项目组
3、WCDMA核心网的演进路线 电路域 分组域
2G
GSM技术
引入CS的概念，仍采用 传统的电路交换方式
GPRS技术
SCP
J CAP IW-MSS
Mc接口
MAP MSS
A BTS BSC
MAP
Nc接口
Nb接口
Nc BICC
A BSSAP Mc H.248 Gs BSSAP+ I u -c s RANAP RNC I u- p s RANAP Ga GTP’ MGW Gn GTP Nb RTP IW－MGW H.248 Mc
AAL2 SIG是用户平面的控制信令协议
中移动3G核心网SGSN／GGSN设备技术规范
3G 核心网SGSN/GGSN 设备技术规范中国移动通信企业标准 QB-╳╳-╳╳╳-╳╳╳╳（征求意见稿） 中国移动通信集团公司 发布╳╳╳╳-╳╳-╳╳发布 ╳╳╳╳-╳╳-╳╳实施目录前言 (6)1、范围 (7)2、引用标准 (7)3、相关术语与缩略语解释 (8)3.1缩略语 (8)3.2标识符 (12)4、概述 (12)4.1网络结构 (12)4.2网络设备 (13)4.2.1 PS域设备 (13)4.2.2 提供PS业务需要的辅助网络实体 (14)5、业务 (14)5.1IP、PPP承载业务 (15)6、设备功能 (15)6.1SGSN的功能要求 (15)6.1.1 网络接入控制功能 (15)6.1.1.1 安全功能 (15)6.1.1.2 许可控制 (16)6.1.2 移动性管理功能 (17)6.1.2.1 移动性管理状态模型 (17)6.1.2.2 移动性管理定时器 (17)6.1.2.3 附着 (17)6.1.2.4 分离 (18)6.1.2.5 位置管理 (18)6.1.2.6 清除 (19)6.1.2.7 业务请求 (19)6.1.3 无线资源管理 (19)6.1.4 用户数据管理功能 (20)6.1.5 会话管理功能 (20)6.1.6 路由选择和数据转发功能 (21)6.1.7 计费信息收集功能 (21)6.1.8 Supercharge功能(可选) (21)6.1.9 其它 (21)6.2GGSN的功能要求 (22)6.2.1 会话管理功能 (22)6.2.2 路由选择和数据转发功能 (23)6.2.3 位置管理功能 (23)6.2.4 用户数据管理功能 (24)6.2.5 消息屏蔽功能 (24)6.2.6 计费信息收集功能 (24)6.2.7 接入外部数据网的相关功能 (24)6.2.8 网络时间同步功能 (25)7、基本业务数据及设备性能要求 (25)7.1基本业务数据 (25)7.1.2 分组域业务模型 (25)7.2SGSN性能要求 (25)7.2.1 可靠性 (25)7.2.2 吞吐量和容量 (26)7.2.3 网络接口 (26)7.3GGSN性能要求 (26)7.3.1 可靠性和可用性 (26)7.3.2 吞吐量和容量 (26)7.3.3 网络接口 (27)8、编号 (27)8.1分组域编号 (27)8.1.1 路由区标识（RAI） (27)8.1.2 P-TMSI (27)8.1.3 网络节点的IP地址 (27)8.1.4 GGSN Gi接口的IP地址 (27)8.1.5 移动台IP地址 (28)8.1.6 APN (28)8.1.7 APN与GGSN的对应 (29)8.1.8 SGSN的逻辑名 (29)8.2与N O.7相关的号码 (29)8.2.1 SGSN编号 (29)8.2.2 GGSN编号（可选） (29)8.2.3 子系统号码（SSN） (30)9、接口与信令要求 (30)9.1无线接口层三 (30)9.2I U接口 (30)9.2.1 协议要求 (30)9.2.2 物理特性 (31)9.3MAP接口 (31)9.4GSN间的接口 (32)9.5SGSN与MSC/VLR间的接口 (32)9.6GGSN与HLR间的接口 (32)9.7GGSN与外部数据网的接口 (32)10、计费要求 (32)10.1计费原则 (32)10.2计费设备的主要要求 (33)10.2.1 计费功能 (33)10.2.1.1 对GSN的要求 (33)10.2.1.2 对CG的要求 (33)10.2.2 计费性能 (35)10.2.3 接口 (35)10.3计费记录主要包括的信息 (36)10.4计费信息的安全性 (36)11、同步要求 (36)11.1时钟同步方式 (36)11.2定时特性要求 (36)11.3定时接口要求 (37)11.3.1 定时方式 (37)11.3.2 接口种类 (37)11.3.4 外定时接口的要求 (37)11.3.5 接口性能要求 (37)12、统计测量与网管要求 (38)12.1统计与测量 (38)12.1.1 SGSN性能统计 (38)12.1.2 GGSN性能统计 (38)12.1.3 定期报告 (38)12.2网络管理要求 (39)12.2.1 基本配合要求 (39)12.2.2 主要网管功能要求 (39)12.2.2.1 行政管理..................................................................................................... 错误！未定义书签。
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。
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核心网原理移动通信3G核心网是指第三代（3G）移动通信中心的核心组成部分。
它起着连接无线接入网和互联网的桥梁作用，负责移动用户的认证、用户数据传输、业务逻辑控制等重要功能。
理解3G核心网的原理对于了解移动通信技术的发展和实现方法非常重要。
1. 核心网概述移动通信3G核心网通常由以下几个主要组件组成：移动交换中心（MSC）移动业务支持节点（MSS）位置注册中心（HLR）用户数据管理节点（AUC）资费计费中心（CC）服务控制节点（SCC）这些组件通过网络连接互相通信，并与无线网和互联网进行数据交换。
2. 核心网功能3G核心网具备以下几个主要功能：用户管理和认证核心网负责管理移动用户的信息，包括用户的方式号码、身份验证、用户特征等。
通过位置注册中心（HLR）和用户数据管理节点（AUC）管理用户的身份验证和用户特征的相关信息。
业务支持和控制核心网负责支持和控制移动通信网络中的各种业务功能，如方式呼叫、短信、彩信、数据传输等。
移动业务支持节点（MSS）和服务控制节点（SCC）负责实现这些功能。
数据传输和路由核心网负责将用户的数据传输到目标位置，并负责根据网络拓扑和负载情况进行数据的路由选择。
移动交换中心（MSC）和其他相关节点负责实现数据传输和路由功能。
资费计费核心网负责记录用户的通信使用情况，并根据计费策略进行资费计费。
资费计费中心（CC）负责实现资费计费功能。
3. 核心网工作流程移动通信3G核心网的工作流程通常包括以下几个步骤：1. 用户认证：当移动用户上线时，核心网会对用户进行身份验证。
核心网会与位置注册中心（HLR）和用户数据管理节点（AUC）交互，验证用户的身份和特征。
2. 业务请求：用户通过移动设备发送各种业务请求，如方式呼叫、短信发送等。
核心网根据业务请求的类型和目标地质，将请求发送到合适的节点进行处理。
3. 业务处理：核心网根据业务请求的类型，将请求发送到相应的移动业务支持节点（MSS）或服务控制节点（SCC）进行处理。
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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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-G实现窄带业务的传送
呼叫业务功能—协调（CSF-C） 提供呼叫协调和中介功能，用于中继信令和连接，不调用任何 BCF功能
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BICC网络相关承载控制功能
承载控制功能—节点（BCF-N）
……
IP MGWn IP
IP G-MGWn TDM
2 MSC1 3 G-MSC1 G-MSCn MSC2
……
MSCn
省内3G和2G互通信令组网
2G MSC
MGW(SG)
MSC-SERVER
ISUP MTP3 MTP2 MTP1 TDM
ISUP over TDM
MTP3B MTP2 MTP1 TDM
M3UA SCTP IP
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
BICC CSF-N CSF-T
BICC CSF-N
ISUP
BCF-N (x)
BCF-N (y)
BCF-N (z)
IAM
IAM (Action = Connect backward), (BNC-ID=x1), (BIWF-Addr=x) , (BNC characteristics) Bearer Set-up req. (BNC-ID=x1), (BIWF-Addr=x)
RANAP BICC CAP MAP
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R4信令组网-RANAP透传
RNC
MGW RNC
RNC MGW(SG)
MSC-Server
MSC-SERVER
RANAP SCCP MTP3B SAAL AAL5 ATM PL
RNC
RANAP SCCP MTP3B SAAL AAL5 ATM PL M3UA SCTP IP MAC
非隧道方式(No Tunnel Case) 延迟隧道方式(Delayed Backward Tunnel) 隧道：
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.
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BICC协议的出现
定位：
BICC协议使各种分组网络都可以提供PSTN/ISDN的全 套业务，包括所有补充业务。
优势：
承载无关：突破PSTN网络承载能力的限制；加上与信 令传送独立的能力，使其呼叫控制不受承载类型限制。 呼叫控制：继承PSTN网络中的ISUP协议的控制方式， 在运营级的质量要求方面具有更强的伸缩性。
功能实体，位于BICC网内的两个SN之间，其包含CSF-T 和BIWF
关口业务节点(GSN=Gateway Serving Node)
功能实体，位于两个网络主域之间，其包含CSF-G和 BIWF
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Call Mediation Node(CMN)
CALL MEDIATION NODE (CMN)
ISUP over IP
ISUP M3UA SCTP IP
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内容
R4接口协议概述
BICC协议简介
Mc接口H.248协议简介 3G呼叫流程示例 3G信令网络的演进
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6
3GPP R4的接口和协议
RANAP RANAP RANAP BICC
ISUP ISUP ISUP
对应CSF-N
承载控制功能—转接（BCF-T） 对应CSF-T 承载控制功能—关口（BCF-G） 对应CSF-G 承载控制功能—中继（BCF-R） 承载控制和承载控制信令的中继，不对应CSF
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BICC协议的模型
Signalling Transport Layer :
BCF
BCF
Bearer
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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)
后向承载建立方式(Backward Bearer Setup)
BICC承载控制隧道协议在BICC水平接口（两个呼叫控制实体间的接口）与垂直接口CBC （呼叫控制实体与承载控制实体间的接口）间建立一个隧道，传输承载控制信息。
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前向承载建立方式
ISN-B
ISUP BICC BICC ISUP
CSF
CSF
CSF-N
BCF-N (x)
IAM
BCF-N
RANAP over IP
M3UA SCTP IP MAC
RANAP over ATM
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4
R4信令组网-ISUP透传
物理上可以考虑和设
大本地网A/3G
MS-A
BICC MS-B 负荷分担
BICC GMS-B
大本地网A/2G
T2 T2
ISUP IP
G-MGW1SG
1
IP承载网
IP MGW1 MGW2 IP
Bearer
ISN : 提供了和非BICC网络或终端设备互通的接口，相当于端局 GSN : 提供了两个BICC网络之间关口的，相当于关口局 TSN : 提供ISN或GSN之间转接功能，相当于汇接局
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SN功能实体的种类
接口业务节点(ISN=Interface Serving Node) 功能实体，位于SCN网和BICC网之间，其包含CSF-N和 BIWF 转接业务节点(TSN=Transit Serving Node)
TE
Call Control Signalling
Bearer Control Signalling
Call & Bear Control (CBC) Signalling
Access Control Signalling
Access Network
ISN-A
CSF-N
TSN-x
CSF-T
SWN-1 SWN-2 BCF-T (w) BCF-R
(y)
BCF-N
(z)
IAM (Action = Connect Forward), (BNC characteristics) APM (Action = Connect Forward, no notification) (BNC-ID=y1), (BIWF Addr=y)
Bearer Set-up req. (BNC-ID=y1), (BIWF-Addr=y)
BIWF BCF
Bearer Control Signalling
Bearer
CMN和SN的区别是CMN不控制网关，SN要控制网关
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BICC网络的模型
Signalling Transport Network
TE
Other service supplier networks
Other service supplier networks
MTP3用于TDM信令承载网 SCTP over IP用于IP信令承载网络
Generic Interface
BICC procedures
Generic Interface
MTP3B/SSCOP用于ATM网络
Signalling Transport Converter
Transport Specific Interface
Backbone Network Connection Link
Joint Domain Bearer Inter-working Function (BIWF)
Backbone Network Connections Network Bearer Connection (end to end)
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3G系列培训教材之—
3G网络接口及协议
集团公司研发中心
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1
内容
R4接口协议概述
BICC协议简介
Mc接口H.248协议简介 3G呼叫流程示例 3G信令网络的演进
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2
3GPP R4的接口和协议
RANAP RANAP
RTP/RTCP H.248
ISUP ISUP ISUP
GSN-x
CSF-G
GSN-y
CSF-G
CMN-x
CSF-C
ISN-B
CSF-N
ACN-E CSF-R
TE
BCF-N (v)
BCF-R
BCF-G (x)
BCF-G (y)
BCF-J
SWN-3 BCF-R
BCF-N (z)
ACN-w BCF-R
TE
BCF-A (a)
Bearer Inter-working Function (BIWF)
Incoming procedures
Call Service Function (CSF)
Outgoing procedures