2G3G4G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)副本

1、3G國際標(biāo)準(zhǔn)化組織從1988年正式啟動3G研究以來，歐洲、美國、亞洲分別進行了相同或不同制式的3G技術(shù)研究工作。歐洲以WCDMA為標(biāo)準(zhǔn)，美國以CDMA2000為標(biāo)準(zhǔn)，亞洲以TD-SCDMA標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)前主要有兩個不同的協(xié)議制定者：3GPP和3GPP2。3GPP主要針對WCDMA，3GPP2主要針對CDMA2000。TD-SCDMA融于WCDMA，也就是從核心網(wǎng)來看，TD-SCDMA和WCDMA的核心網(wǎng)應(yīng)該是一樣的，只是在無線接口方面有所不同，一個是時分的，一個是頻分的。2G向3G演進路線圖及主流制式PDC 與電信和網(wǎng)通推出的小靈通類似，是一個2G標(biāo)準(zhǔn)。該系統(tǒng)是日本研究主推的標(biāo)準(zhǔn)，其它國家基本不用。

2、由于是日本獨立的標(biāo)準(zhǔn)，因此在2G時代，日本人的手機出國之后就無法使用了，也是考慮到這個問題，日本最早將3G商用化。PDC的演進方向是WCDMAGSM/GPRS 演進有兩個方向TD-SCDMA和WCDMA。（GPRS是由GSM演進過來的也稱為2.5G，EDGE稱為2.75G。）TDMA 演進到TD-SCDMA和WCDMA。CDMA 演進方向是先到CDMA20001X，然后演進到CDMA2000 EVDO（data only）或者CDMA2000 EVDV(data and voice)?，F(xiàn)在EVDV使用的很少，由于EVDO是高通提出來的，高通作為CDMA協(xié)議的制定者有很多的專利技術(shù)，EVDV是歐

3、洲一些國家聯(lián)合提出來的，高通為了打壓EVDV標(biāo)準(zhǔn)，嚴格限制EVDV的發(fā)展，因此EVDO使用比較廣泛。WCDMA和TD-SCDMA可以進一步演進到HSDPA和HSUPA。進一步提高數(shù)據(jù)速率。核心網(wǎng)定義在網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，無線接入網(wǎng)主要負擔(dān)將手機發(fā)送來的信息傳輸?shù)胶诵木W(wǎng)。核心網(wǎng)的信息也是通過無線接入網(wǎng)發(fā)送到手機的。因此無線接入網(wǎng)的角色很像一個郵遞員。UE包含兩個部分USIM卡和移動設(shè)備終端。核心網(wǎng)從邏輯結(jié)構(gòu)上可以劃分為3個域：歸屬網(wǎng)絡(luò)域、服務(wù)網(wǎng)絡(luò)域和傳送網(wǎng)絡(luò)域。歸屬網(wǎng)絡(luò)域是指客戶開戶的網(wǎng)絡(luò)，是自己的開戶地。正在為客戶提供服務(wù)或者能夠為客戶提供服務(wù)的網(wǎng)源稱為服務(wù)網(wǎng)絡(luò)域。傳送網(wǎng)絡(luò)域是指一旦用戶發(fā)生了漫游，比如

4、到了非洲，可能會用到其它的運營商網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到歸屬網(wǎng)絡(luò)，這些網(wǎng)絡(luò)稱為傳送網(wǎng)絡(luò)域。核心網(wǎng)網(wǎng)源1：（G）MSC 移動交換中心，這個設(shè)備用于打電話，發(fā)短信。前面加G表示既可以做為端局直接進行呼叫，也可以作為關(guān)口局和其它的運營商進行對接，和固網(wǎng)的交換機類似。核心網(wǎng)網(wǎng)源2：HLR歸屬位置寄存器，歸屬網(wǎng)絡(luò)要寄存一些用戶業(yè)務(wù)信息，身份信息，比如這個客戶開通了什么業(yè)務(wù)，這些都是在這個歸屬位置寄存器上登記的。另外還要完成對于用戶身份的驗證。核心網(wǎng)網(wǎng)源3：SCP業(yè)務(wù)控制點，完成智能業(yè)務(wù)，充值卡充值撥1充值，網(wǎng)絡(luò)如何知道撥1是充值？網(wǎng)絡(luò)如何播放音頻提示用戶都是通過SCP完成的。核心網(wǎng)網(wǎng)源4：SMSC短信服務(wù)中心

5、，主要作用是接收短消息，一旦被叫開機后將短信發(fā)送給被叫。核心網(wǎng)網(wǎng)源5：GSN，GPRS支持節(jié)點，它有不同的設(shè)備。3GPP核心網(wǎng)版本演進3GPP R99 非洲用的比較多。（1999年12月份凍結(jié)，已經(jīng)定制號，因此命名為R99。）特性：2G平滑演進，結(jié)構(gòu)的平滑演進； 核心網(wǎng)劃分為電路交換域和分組交換域； 接入網(wǎng)和核心網(wǎng)之間使用ATM接入方式，打破之前的瓶頸；接入網(wǎng)需要重建，UTMS；電路域可進行視頻電話業(yè)務(wù)；增強網(wǎng)絡(luò)安全，手機可以驗證網(wǎng)絡(luò)； 開放型的業(yè)務(wù)接口，運營商不關(guān)注網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，完全交給業(yè)務(wù)提供商；設(shè)備處理能力增強。R4，目前 大部分都是R4網(wǎng)絡(luò)。（R4和R5在都在2000年制定，因此不能按照年

6、份命名。）特性：電路域引入軟交換概念，控制與承載分離的技術(shù)，信令走一個設(shè)備，業(yè)務(wù)走不同的設(shè)備，這樣就可以實現(xiàn)信令和業(yè)務(wù)的IP化，業(yè)務(wù)部署也方便，只需要升級控制信令；2G語音由于多次編解碼有損失，導(dǎo)致語音失真，TRFO技術(shù)只需要在手機上編碼一次，減小了語音失真，TFO也可以，缺點是占用帶寬；R5 東歐和歐洲發(fā)達國家有些應(yīng)用。特性：IMS多媒體服務(wù)子系統(tǒng)；IP承載，將接入網(wǎng)變成IP化，要求有足夠的IP地址，比如IPV6大規(guī)模商用以后；HSDPA下行速率提升。R99網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)R99中，電路域，分組域和2G完全一樣，只是添加了3G的接入網(wǎng)。VLR，拜訪位置寄存器和HLR歸屬網(wǎng)絡(luò)寄存器對應(yīng)。可以把這兩個網(wǎng)

7、源看成兩個數(shù)據(jù)庫：HLR是一個靜態(tài)的數(shù)據(jù)庫，注冊一個用戶就把用戶數(shù)據(jù)寫進去，這個數(shù)據(jù)除非用戶銷戶，這個數(shù)據(jù)不會被刪，這是一個靜態(tài)的數(shù)據(jù)；VLR是一個動態(tài)的數(shù)據(jù)庫，比如濟南這個MSC，他有一個拜訪位置寄存器，這個拜訪位置寄存器記錄我這個設(shè)備下帶了多少個用戶，多少用戶可以打電話，他會記錄能夠打電話的用戶的信息，一旦用戶移動到其它地區(qū)，不在這個VLR的覆蓋范圍內(nèi)，VLR就會把這個用戶的信息刪除，因此VLR的信息是不斷變化的，是動態(tài)的，來了一個用戶會記錄，走了一個用戶會刪除。GMSC，關(guān)口局，去接其它網(wǎng)絡(luò)。SGSN，服務(wù)GPRS支持節(jié)點，他的主要作用是接入用戶請求，主要做業(yè)務(wù)的接續(xù)。比如用戶要上網(wǎng)，誰

8、來接收用戶的請求能，就是SGSN。誰來驗證用戶的身份是否合法，也是SGSN。誰來向用戶提供服務(wù)，告訴用戶位置發(fā)生變化也是SGSN。因此它是分組用戶的接入點，上網(wǎng)的時候只有鏈接SGSN才能到外部的網(wǎng)絡(luò)去。GGSN，用戶聯(lián)網(wǎng)后，要訪問外部網(wǎng)絡(luò)，比如internet, 企業(yè)網(wǎng)等。鏈接外部網(wǎng)絡(luò)的關(guān)口就是GGSN。GGSN的作用是提供運營商的網(wǎng)絡(luò)到外部網(wǎng)絡(luò)，企業(yè)網(wǎng)絡(luò)之間的接口。它是一個到外網(wǎng)的接口設(shè)備。CG，計費網(wǎng)關(guān)。比如短信按條，數(shù)據(jù)按流量計費。這些費用都是由SGSN和GGSN產(chǎn)生，告知CG計費網(wǎng)關(guān)計費。BG，邊界網(wǎng)關(guān)。比如移動和聯(lián)通之間的數(shù)據(jù)傳輸，用于運營商之間的計費結(jié)算。  3

9、G技術(shù)帶給人們的高速網(wǎng)絡(luò)體驗是史無前例的。然而網(wǎng)速是沒有最快，只有更快的。隨后4G(LTE)技術(shù)順勢而生。GPP長期演進(LTE)項目是近兩年來3GPP啟動的最大的新技術(shù)研發(fā)項目，這種以O(shè)FDM/FDMA為核心的技術(shù)可以被看作“準(zhǔn)4G”技術(shù)。3GPP LTE項目的主要性能目標(biāo)包括：在20MHz頻譜帶寬能夠提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率；改善小區(qū)邊緣用戶的性能；提高小區(qū)容量；降低系統(tǒng)延遲，用戶平面內(nèi)部單向傳輸時延低于5ms，控制平面從睡眠狀態(tài)到激活狀態(tài)遷移時間低于50ms，從駐留狀態(tài)到激活狀態(tài)的遷移時間小于100ms；支持100Km半徑的小區(qū)覆蓋；能夠為350Km/h高速移動

10、用戶提供>100kbps的接入服務(wù)；支持成對或非成對頻譜，并可靈活配置1.25 MHz到20MHz多種帶寬。    這里簡單介紹一下LTE的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，以及各個網(wǎng)元的功能。    LTE體系結(jié)構(gòu)將3GPP Release 6 中的RNC、Node B融合為一體，即圖1中所示的eNB。eNB提供E-UTRAN RLC/MAC/PDCP/物理層協(xié)議的功能和控制面RRC協(xié)議的功能，整個體系趨于扁平化。這種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和體系的改變使LTE與現(xiàn)有UTRAN結(jié)構(gòu)相比，接口減少，降低了成本，對設(shè)備進行維護管理更方便，從性能上來說

11、，有利于減少數(shù)據(jù)傳輸延遲。    LTE采用的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：LTE的物理層多址方式下行采用OFDM，上行采用SC-FDMA；鏈路調(diào)制技術(shù)支持QPSK、16QAM和64QAM三種調(diào)制方式；支持FDD和TDD兩種雙工方式；支持MIMO，最基本要求2×2，最高可以支持4×4； 支持鏈路自適應(yīng)功能，下行采用AMC，上行除了AMC還包括傳輸帶寬的自適應(yīng)調(diào)整和發(fā)射功率的自適應(yīng)調(diào)整；支持HARQ和ARQ功能；支持小區(qū)干擾抑制以提高小區(qū)邊緣的數(shù)據(jù)率和系統(tǒng)容量。    LTE的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)可以分為E-UTRAN和

12、EPC兩大部分。相比于3G技術(shù):E-UTRAN（4G）=UTRAN(3G);EPC(4G)=CN(3G).    1.E-UTRAN（Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network）    E-UTRAN 在系統(tǒng)性能和能力方面的研究目標(biāo)主要有以下幾點：    更高的空中接口峰值速率以及頻譜效率。下行100 Mbit/s，頻譜效率5 bit（s·Hz）；上行50 Mbit/s，頻譜效率25 bit（s·H

13、z），系統(tǒng)的最大帶寬為20 MHz，還支持其它各種系統(tǒng)帶寬：1.25MHz、1.6MHz、2.5MHz、5MHz、10MHz 和15MHz 等系統(tǒng)帶寬，以及“成對”與“非成對”頻段的部署，以保證將來在系統(tǒng)部署上的靈活性；    在 E-UTRAN 中，eNodeB 之間底層采用IP 傳輸，在邏輯上通過X2 接口互相連接，即形成Mesh 型網(wǎng)絡(luò)。這樣的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計主要用于支持UE 在整個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的移動性，保證用戶的無縫切換。而每個eNodeB 通過S1 接口和移動性管理實體/接入網(wǎng)關(guān)（Mobility Management Entity (MME)

14、/Serving Gateway(S-GW)）連接，一個eNodeB 可以和多個MME/S-GW 互連，反之亦然。    在 E-UTRAN 網(wǎng)絡(luò)中，由于沒有了RNC，整個E-UTRAN 的空中接口協(xié)議結(jié)構(gòu)和原來的UTRAN 相比有了較大的不同，特別是不同功能實體的位置出現(xiàn)了很多變化。原來由RNC承擔(dān)的功能被分散到了eNodeB 和MME/S-GW 上。    2.EPC（Evolved Packet Core）    EPC 核心網(wǎng)主要由移動性管理設(shè)備（MME）、服務(wù)網(wǎng)關(guān)（S-GW）、分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)（P-GW）、存儲用戶簽約信息的HSS、策略控制單元（PCRF） 等組成， 其中S-GW 和P-GW可以合設(shè)，也可以分設(shè)。EPC 核心網(wǎng)架構(gòu)秉承了控制與承載分離的理念，將分組域中SGSN 的移動性管理、信令控制功能和媒體轉(zhuǎn)發(fā)功能分離出來，分別由