無線核心網概況介紹

江姜北京郵電大學

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無線核心網概況介紹

江姜
北京郵電大學

摘要：主要介紹了無線核心網的概念和各部分組成以及GPRS無線核心網的概念及各部分組成，以及其發展的前景。

1　無線核心網組成

1.1模塊

主要是涉及呼叫的接續、計費，移動性管理，補充業務實現，智能觸發等方面主體支撐在交換機。至于軟交換則有兩個很明顯的概念，控制與承載的分離，控制信道與數據信道的分離。

1.2協議

從協議上規定就是起到核心交換或者呼叫路由功能的網元，對于2G/3G 核心網一般都是一樣，在R4架構比如MSC SERVER 、MGW 、HLR、VLR 、EIR 及AUC等，主要作用是整個呼叫信令控制和承載建立。

2　無線核心網發展方向

核心網全面進入“IP”時代，IP、融合、寬帶、智能、容災和綠色環保是其主要特征。從電路域看，移動軟交換已經全面從TDM的傳輸電路轉向IP；從分組域看，寬帶化、智能化是其主要特征；從用戶數據看，新的HLR被廣泛接受，逐步向未來的融合數據中心演進。另外，運營商紛紛將容災和綠色環保提到戰略的高度；移動網絡在未來發展和演進上殊途同歸，在4G時代，GSM和CDMA兩大陣營將走向共同的IMS+SAE+LTE架構。

可以把移動網絡劃分為三個部分，基站子系統，網絡子系統，和系統支撐部分比如說安全管理等這些。核心網部分就是位于網絡子系統內，核心網的主要作用是把A口上來的呼叫請求或數據請求，接續到不同的網絡上。

2.1演進和構成

核心網分成電路交換域和分組交換域。CS域需要的功能部件包括TRAU、MSC等，PS域需要的功能部件包括GGSN、SGSN和其它一些寄存器和服務器。規范中規定由RNC提供的Iu接口是開放的，在Iu CS域和Iu PS域上的信令和接口都是開放的。

在R4和R5版本中都將引進多媒體網關MGW和Call Server的概念。在R4中，將MSC中有關電路交換部分以及面向用戶業務傳遞的話音中繼平面和中繼模塊全部都取消了，只保留了信令處理單元――CPU處理單元。增加的二個控制功能可以是軟件實現或通過板卡來實現，稱為WGC和PSTN GC，完成二個MGW之間的話音通路建立的控制。

國內領先的通信技術論壇實現了R4版本后，將會用到TFO 和TrFO的功能。TFO稱為Tandem Free Operation，TrFO稱為Trancoder Free Operation。TFO功能指的是當移動打移動時，雙方已經協商好通信的速率保持不變的前提下，無需通過TRAU功能完成碼型轉換，這個過程就稱為TFO功能。

所謂R5版本，就是全IP的骨干網。無論是接入網絡還是核心骨干網，底層都是基于IP的骨干網。IP效率比ATM要高，而且底層以太網技術發展較快。所以完全可以選擇IP的骨干網，實現一體化的網絡。在R5版本所以的交換都是軟交換，也就是在分組骨干網中的節點都可以通過服務器來實現。協議棧的演進，R99版本中數據業務建立再IP，底層是AAL5以ATM為承載，話音選擇AAL2以ATM為承載。

2.2協議支持

核心網的信令平面：在GSM中，面向BSS的協議是BSSAP協議，而在WCDMA中面向無線接入網絡的協議是RANAP，功能完全等同于BSSAP，

是核心網與無線接入網之間的對話。RANAP協議同樣在功能上被分成二部分，一部分是直接與RNC的對話，另一部分是透明的與移動臺的對話。核心網內部的協議與GSM相比從上層角度來說沒有任何變化，信令部分仍然使用MAP協議，各個到寄存器的協議MAP-B、MAP-C、MAP-D、MAP-E、MAP-F等都沒變化，仍然是上層移動應用部分消息。

智能網平臺由三個主要的功能部分構成，分別是SSP、SCP 和IP。SSP稱為業務交換點，相當于每個交換機，必須能夠提供到SCP點的接口。SCP是整個智能網業務邏輯的控制平臺和它的環境存在，用來完成智能網業務邏輯的調用以及這個邏輯的存儲環境，是個大型的數據庫。IP稱為智能外圍，在SCP點的控制下來播放智能錄音通知。不同廠家IP實現的方法不同。對于智能網的生存環境有個名稱叫SMS――業務管理系統。SMS和工作終端將構成業務創建環境，也就是智能網的生成平臺。通過業務創建環境可以產生新的智能網業務，并送入SCP數據庫中，來完成智能網邏輯的調用。在3G中，使用Camel3和Camel4，將智能網功能更加細化，由運營商在人機接口上給出想要生成業務的功能，就會自動生成該業務的邏輯平臺。不像現在業務的實現要設備廠家完成軟件的編寫和更新，如預付費業務等等。

3　GPRS核心網

3.1一般支撐功能

GPRS 核心網提供在 GSM 和 WCDMA 網絡中的移動性管理、會話管理，以及 IP 數據包的傳輸業務。該核心網同時還為其它附加的功能提供支撐，包括計費和合法監聽。GPRS 核心網曾一度被建議要在美國的 D-AMPS TDMA 系統中支持分組無線業務，但事實上，所有這些網絡都已經被轉換為 GSM，因此該選項已經與它無關了。

PRS模塊是一個開放標準驅動的系統。它的標準化主體是3GPP。

3.2GPRS隧道協議(GTP)

GPRS 隧道協議是 GPRS 核心網目前定義的基于 IP 的協議。大體上說，這個協議允許 GSM 或WCDMA 網絡的最終用戶可以隨處移動，而同時持續地連接到因特網，如同只是從 GGSN 的同一個位置進行的。

它通過承載從當前正在為簽約用戶提供服務的 SGSN到當前正在處理該簽約用戶的會話的 GGSN 的簽約用戶數據來實現。GPRS 核心網使用三種形式的 GTP。

GTP-U：用于在多個獨立的隧道中為每個 PDP 上下文（Packet Data Protocol context）傳輸用戶數據。

GTP-C：用于控制目的，包括：PDP 上下文的建立和刪除、GSN 可及性的驗證、更新；例如，當一個簽約用戶從一個 SGSN移動到另一個的時候

GTP’：用于從各個 GSN 向計費功能傳輸計費數據。

GGSN 和 SGSN在 UDP 端口 2123 上監聽 GTP-C 消息，而在端口 2152 上監聽 GTP-U 消息。這個通信直接在一個單獨的網絡中進行，或者在國際漫游的有情況下，通過一個 GPRS漫游交換進行。

計費網關功能在 TCP 或 UDP 端口 3386 上監聽發送自各個 GSN 的 GTP' 消息。核心網向 CGF 發送的計費信息，通常包含 PDP 上下文激活次數和最終用戶所傳輸的數據的質量。然而，發生在同一個網絡內的這個通信可能不完全按照標準進行，甚至可能，根據供應商和配置選項的不同，使用私有的編碼甚至完全私有的系統。

GTP 版本 0 支持在同一個消息頭下面同時包含信令和用戶數據。它可以在已注冊的 3386 端口上同時和UDP 或 TCP 一起使用。GTP 版本 1 僅在 UDP 上使用。

3.3GPRS支撐節點

一個 GSN 是一個網絡節點，它支持在 GSM 核心網中對GPRS 的使用。所有的GSN都應當擁有一個 Gn 接口，并支持GPRS 隧道協議。GSN 有兩個關鍵的變種，即網關和業務GPRS支撐節點。

GGSN：網關 GPRS 支撐節點是 GRPS 網絡的一個主要組件。GGSN 負責在 GPRS 網絡和外部包交換網絡之間的互聯，例如在因特網和X.25 網絡之間。

SGSN：一個業務 GPRS 支撐節點負責在它的地理位置服務區域內從移動臺接收或向其發送數據包。它的任務包括數據包路由和傳輸、可移動性管理、邏輯鏈路管理以及鑒權和計費功能。SGSN 的位置寄存器存儲所有在它上面注冊的 GPRS 用戶的位置信息和用戶概要。

參考文獻

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關鍵字：無線核心網 GPRS無線核心網