第5章无线接入网结构

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1、第5章无线接入网结构63第5章无线接入网结构FabioLongoniandAtteLänsisalmi5.1系统结构本章将对包括逻辑网络元素和接口在内的UMTS系统结构作一个全面介绍。UMTS系统采用的结构与大家熟悉的所有第二代系统及部分第一代系统是一样的。参考文献中将列出有关的3GPP规范。UMTS系统包含很多逻辑网络元素，每个元素都有特定的功能。标准中的网络元素都是在逻辑层上定义，这通常对应于相似的物理实现，特别是因为系统中存在相当数量的开放接口。（因为接口两端的设备可由不同的设备制造商提供，所以对开放接口的定义必须非常详细。）网络元素可以根据其功

2、能的相似性或者所归属子网的不同进行分类。按照功能，网络元素被分成无线接入网（RAN，UMTSTerrestrialRAN=UTRAN）和核心网（CN）。无线接入网负责处理所有与无线通信相关的功能，核心网负责电话的交换和路由查找，以及与外部网络的数据连接。要完备整个系统，还必须定义用户设备（UE），它连接着用户和无线接口。高层系统结构如图5-1所示。图5-1UMTS高层系统结构从规范和标准的角度来看，UE和UTRAN协议完全都是新的，这些新协议的制定都是基于对WCDMA新无线技术需求的考虑；而CN的协议来源于GSM规范。正是因为WCDMA系统采用GSM的

3、CN，使得其便于全球化市场的推广，也可以加速UMTS系统的引入和发展，便于实现全球漫游。另一种是根据所属子网的不同进行分类，在这个意义上，UMTS系统是模块化的，并且它可能含有多个同一类型的网络元素。原则上对于一个特征齐备、可运行网络的最低要求是每种类型的逻辑网络元素至少有一个（注意，一些特征以及相应的网络元素是可选的）。正是由于可能存在多个同一类型的元素实体，才能将UMTS系统划分为若干子网，各子网既可以独立地进行工作，又可以协同工作，并且通过唯一的标识相互加以区分。这样的子网叫做UMTSPLMN（PublicLandMobileNetwork——第

4、5章无线接入网结构63通用移动通信系统公众陆地移动网）。典型的例子是一PLMN由某家运营商所运营，并连接到其它PLMN网络，以及诸如ISDN，PSTN，Internet等的其它类型网络。图5-2是PLMN网的元素图，为了便于说明网络连接的情况，图中也包含了外部网络。图5-2PLMN网的元素图关于UTRAN网络结构的内容将在5.2节中介绍，下面先对网络元素作一简单介绍。UE包含两个部分：l移动设备（ME）：是通过Uu接口进行无线通信的无线终端。lUMTS用户识别模块（USIM）：是一张记载了用户标识、可执行鉴权算法的智能卡，并存储鉴权、密钥及终端所需的一

5、些预约信息。UTRAN也包括如下两个不同的元素：lNODEB：在Iub和Uu接口之间传送数据流，并参与无线资源管理（注意：“NODEB”这个词是从3GPP规范中来的，在整个第5章都将使用，而本书其它章节中的“基站”一词也是代表相同的意思，但后者较前者更为通用）。l无线网络控制器（RNC）：拥有和控制它辖域内的无线资源（NODEB与之相连）。RNC是UTRAN提供给CN所有业务的业务接入点，例如到UE的连接管理。GSMCN的主要元素如下（图5-2中并未画出诸如提供IN业务的元素实体）：lHLR（归属位置寄存器）：位于用户本地系统的数据库，存储着用户业务特

6、征的主备份。这些业务特征包括注册业务信息、漫游盲区信息，以及诸如呼叫转发状态和呼叫转发数量等增值业务信息。这个数据库在新用户向系统注册入网时创建，在用户的合同期内始终有效。为了给呼入业务（如来电或短消息）寻找路由至UE，HLR还在MSC/VLR层和/或SGSN层存储UE的位置信息。lMSC/VLR(移动业务交换中心/访问位置寄存器)：是为UE在当前位置下提供电路交换（CS）业务的交换中心（MSC）和数据库（VLR）。MSC的功能是用于处理电路交换业务，VLR保存漫游用户的业务列表副本和UE在服务系统内精确的位置信息。通常把通过MSC/VLR相连接的网络

7、部分称为CS域。lGMSC（移动业务交换中心网关）：是UMTS第5章无线接入网结构63PLMN与外部CS网络连接的交换设备，所有出入的CS交换业务都经过GMSC。lSGSN（服务GPRS支撑节点）：其功能与MSC/VLR类似，但用于分组交换（PS）业务，通过SGSN相连接的网络部分通常被称作PS域。lGGSN（GPRS支撑节点网关）：功能类似于GMSC，但用于PS业务。外部网络可以被分成两组：lCS网络：用于提供电路交换（如现有的电话业务）的连接。ISDN和PSTN也都属于CS网络。lPS网络：用于提供分组交换连接，Internet属于PS网络。UMT

8、S标准没有对网络元素的内在功能进行具体的规范，但定义了逻辑网络元素间的接口，其中主要的开放接口