WNC_100_C1WCDMA核心网原理及关键技术课程目标：z掌握WCDMA网络结构及网元功能z了解WCDMA核心网接口及协议z了解2G/3G核心网主要差异z了解移动网络的区域划分和编号计划z了解WCDMA核心网关键技术参考资料：z3GPP TS23.002 V3.4.0z3GPP TS23.002 V4.3.0z3GPP TS23.002 V5.4.0z《中兴通讯WCDMA基本原理》第1章WCDMA网络结构知识点z WCDMA系统网络结构z WCDMA系统接口与协议1.1 WCDMA网络的演进WCDMA网络的规范是按R99-R4-R5阶段演进的，演进过程中，核心网基本网络逻辑上的划分没有变化，都分为电路域和分组域，只是到R5版本增加了多媒体子系统（IMS）。

网元实体的变化主要体现为，R99的MSC到R4阶段逻辑上分为MGW和MSC Server，同时增加了传输信令网关（T-SGW）和漫游信令网关（R-SGW），到R5阶段在R4的基础上增加了IMS（多媒体子系统）。

同时，R4和R5阶段增加了相应的接口。

各版本发展的情况：●–R99：标准已完成，已商用　功能冻结：1999.12，商用版本：2001.6　基于2.5G网络结构，电路域基于传统的TDM●–R4：标准已完成，已商用　功能冻结：2001.3　采用软交换技术，控制与承载(TDM/ATM/IP)分离　引入TD-SCDMA●–R5：标准已完成　功能冻结：2002.6引入多媒体域(IMS)和无线新技术HSDPAWNC_100_C1 WCDMA核心网原理及关键技术1.2 UMTS系统网络结构1.2.1 UMTS网络子系统的划分从网元功能上将UMTS系统分为无线网络子系统和核心网子系统两部分介绍，结构图见下图。

下面UMTS网络结构是基于R99的，UE、UTRAN和CN构成了完整的UMTS网络（UE在图中未体现），从规范的角度来看，CN侧网元实体沿用了GSM/GPRS的定义，这样可以实现网络的平滑过渡；而无线侧UTRAN则基于WCDMA技术的R99定义，其变化是革命性的。

图 1.2-1 UMTS系统网络结构图此外，UMTS网络的规范是按R99---R4---R5阶段演进的，上图是基于R99系列规范描述的网络结构，在R4/R5阶段的规范制定中，核心网的网元的定义接口发生了变化。

1.2.2 UMTS R99网络基本构成UMTS R99网络基本构成如下图所示。

核心网分为电路域（CS）和分组域（PS），电路域基于GSM Phase2+的电路核心网的基础上演进而来，网络单元包括移动业务交换中心（MSC）、访问位置寄存器（VLR）、网关移动业务交换中心（GMSC），分组域基于GPRS核心网的基础上演进而来，网络第1章 WCDMA网络结构单元包括业务GPRS支持节点（SGSN）、网关GPRS支持节点（GGSN），归属位置寄存器（HLR）、鉴权中心（AuC）和设备标识寄存器（EIR）为电路域和分组域共用网元。

从整个CN子系统来看，UMTS R99核心网与GSM、GPRS的核心网之间的差别主要体现在Iu接口与A接口的差别、CAMEL的差别以及业务上的差别等。

无线接入网络的网络单元包括无线网络控制中心（RNC）和WCDMA的收发信基站（Node B）两部分。

无线网络子系统与GSM、GPRS相比发生了革命性的变化。

此外核心网PS域通过Gi、Gp接口接入其他PLMN网络或PDN网络，CS域通过PSTN 接入固定网络或其他PLMN。

图 1.2-2 UMTS网络的基本构成1．核心网子系统（CN）网元实体●MSC移动交换中心（MSC）是CS域网络的核心，它提供交换功能、负责完成移动用户寻呼接入、信道分配、呼叫接续、话务量控制、计费、基站管理等功能，并提供面向系统其它功能实体和面向固定网（PSTN、ISDN、PDN）的接口功WNC_100_C1 WCDMA核心网原理及关键技术能。

作为网络的核心，MSC与其他网络单元协同工作，完成移动用户位置登记、越区切换和自动漫游、合法性检验及信道转接等功能。

MSC从VLR、HLR/AuC数据库获取处理移动用户的位置登记和呼叫请求所需的数据。

反之，MSC也根据其最新获取的信息请求更新数据库的部分内容。

●VLR拜访位置寄存器（VLR）是服务于其控制区域内的移动用户的，它存储着进入其控制区域内已登记的移动用户的相关信息，为已登记的移动用户提供建立呼叫接续的必要条件。

VLR从该移动用户的归属位置寄存器（HLR）获取并存储必要的数据。

一旦移动用户离开该VLR的控制区域，则重新在另一个VLR登记，原VLR将取消临时记录的移动用户数据。

因此，VLR可看作一个动态用户数据库。

●GMSC网关MSC（GMSC）是用于连接核心网CS域与外部的PSTN的实体。

通过GMSC，可以完成CS域与PSTN的互通。

它主要功能是为PSTN与CS域的互联提供物理连接，并且在固定用户呼叫移动用户时具有向HLR要漫游号码的功能。

●SGSNSGSN是GPRS业务支持节点，是PS域网络的核心。

它对MS的位置进行跟踪，完成安全鉴权功能与接入控制，并与GGSN共同完成PDP连接的建立、维护与删除工作。

对于2G基站来说，SGSN是通过Gb口与GPRS BSS相连接，对于3G基站来说，SGSN是通过Iu接口与3G RNS相连接。

●GGSNGGSN是GPRS网关支持节点。

可以将GGSN理解为连接核心网分组域与外部网络的网关。

核心网PS域通过GGSN与外部的分组网相连，一般来说，是指X.25网络或Internet（TCP/IP）网，由于X.25网络并不代表未来发展的方向，所以，绝大多数核心网分组域只提供与Internet网络的接口。

●HLR归属位置寄存器（HLR）是系统的数据中心，它存储着所有在该HLR签约的移动用户的位置信息、业务数据、帐户管理等信息，并可实时地提供对用户位置信息的查询和修改，及实现各类业务操作，包括位置更新、呼叫处理、鉴权、补充业务等，完成移动通信网中用户移动性管理。

第1章 WCDMA网络结构一个HLR能够控制若干个移动交换区域，移动用户的所有重要的静态数据都存储在HLR中，这包括移动用户识别号码、访问能力、用户类别和补充业务等数据；另外HLR还存储且为MSC提供有关移动用户实际漫游所在区域的动态信息数据。

●AuC鉴权中心（AuC）用于系统的安全性管理，AuC存储着鉴权信息和加密密钥，用来防止无权用户接入系统和保证通过无线接口的移动用户通信的安全。

●EIR移动设备识别寄存器（EIR）存储着移动设备的国际移动设备识别码（IMEI），通过核查白色清单、黑色清单或灰色清单这三种表格，在表格中分别列出准许使用的、出现故障需监视的、失窃不准使用的移动设备的IMEI号码，使得运营部门对于不管是失窃还是由于技术故障或误操作而危及网络正常运行的UE 设备，都能采取及时的防范措施，以确保网络内所使用的移动设备的唯一性和安全性。

2．无线网络子系统（RNS）网元实体RNS（无线网络子系统）通过无线接口（Uu）直接与移动台相接，负责无线信号的发送接收和无线资源管理。

另一方面，RNS与MSC、SGSN相连，实现移动用户之间或移动用户与固定网用户之间的通信连接，传送系统信号和用户信息等。

RNS子系统包括RNC和Node B两部分。

●RNCRNC是RNS的控制部分，主要负责各种接口的管理，承担无线资源和无线参数的管理。

它主要与MSC和SGSN以Iu口相连，UE和UTRAN之间的协议在此终结。

●Node BB属于RNS的无线部分，由RNC控制，服务于某个小区的无线收发信设 Node备，完成空中接口与物理层相关的处理（信道编码、交织、速率匹配、扩频等），同时它还完成一些内环功率控制等无线资源管理功能。

3． UE移动台是用户设备，它可以为车载型、便携型和手持型。

物理设备与移动用户可以是完全独立的，与用户有关的全部信息都存储在智能卡SIM中，该卡可在任何移动台上使用。

在2G的MS中，MS由ME与SIM卡组成；在3G的UE 中，UE由ME、SIM以及USIM组成。

其中，ME是一个裸的终端，通过它可WNC_100_C1 WCDMA核心网原理及关键技术以完成与基站子系统之间的空中接口的交互，SIM存储的是2G用户的签约数据，USIM是3G用户的签约数据。

3G通过多模UE，可以使UE在3G与2G网络之间漫游与切换。

4． UTRANUTRAN是UMTS的无线接入网，它是由两个或两个以上的RNS组成的无线接入网。

1.3 UMTS R99网络结构从R99到R5的演进过程中，核心网基本网络逻辑上的划分没有变化，都分为电路域和分组域，只是到R5版本增加了多媒体子系统（IMS）。

网元实体的变化主要体现为，R99的MSC到R4阶段逻辑上分为MGW和MSC Server，同时增加了传输信令网关（T-SGW）和漫游信令网关（R-SGW），到R5阶段在R4的基础上增加了IMS（多媒体子系统）。

同时，R4和R5阶段增加了相应的接口。

下面将做具体描述：第1章 WCDMA网络结构1.3.1 基于R99的基本网络结构图 1.3-1 R99基本网络结构R99是3GPP关于第三代网络标准化的第一阶段版本，R99的协议标准化已于2001年6月冻结，以后修改在R4版本中进行。

R99的基本配置结构如上图所示.，为了确保运营商的投资利益，R99的网络结构设计中充分考虑了2G/3G的兼容性问题，以支持WNC_100_C1 WCDMA核心网原理及关键技术现网向3G的平滑过渡，因此基本网络结构核心网部分没有变化，为了支持3G业务，有些网元增加了相应的接口协议，对原有的接口协议也做了不同程度的改进。

1.3.2 UMTS R99核心网内部的接口UMTS R99网络与GSM和GPRS网络结构相比接口以及协议具有一定的继承性，同时由于WCDMA技术的采用，空中接口和无线接口发生了革命性的变化。

下面仅介绍核心网涉及的主要接口。

1.3.2.1 电路域接口核心网内部的电路域接口，是核心网内部为完成电路交换功能在各个功能实体之间的接口，主要有B、C、D、E、F、G、H、J和K接口；其中B、H接口为内部接口，C、D、E、F、G、K接口采用基于No.7信令方式的MAP协议，J接口采用基于No.7信令方式的CAP协议。

1．基于No.7信令的接口协议结构图 1.3-2 基于No.7信令的接口协议结构●TCAP协议TCAP（事务能力应用部分，同TC）在SCCP与MAP/CAP之间，属于OSI中的应用层协议，TCAP又包含成份子层（Component sublayer）和事务子层（Transaction sub-layer）。

相关规范有Q.771~Q.775。