四、 3G 核心网结构简介

• 3G 网络结构• R99 网络架构• R4 网络结构

4.1 3G 网络结构

电路网络向分组网络的演进步骤

4.2 R99 网络架构

R99 信令特点

• 保留了 GSMBTS/BSC/(G)MSC-VLR/HLR网元架构；

• 由于新的无线传输技术的引入，产生了 Node B/RNC 网元；

• NODEB-RNC-CN 之间的传输采用 ATM ；• Iu 口的增加，新引入了 RANAP/ALCAP/M

TP3B/SSCF/SSCOP 等信令，其它接口信令沿用；

4.3 R4 网络结构

R4 信令特点——相对于 R99

• 引入 NGN 承载与呼叫控制分离的概念，(G)MSC 网元分裂为 (G)MSC-SERVER 网元和 MGW 网元， (G)MSC-SERVER 和 MGW 之间采用 H.248 协议；

• MSC-SERVER 之间采用承载无关呼叫控制协议 BICC ；

• 引入信令网关 SG 和 SIGTRAN 协议；

R4 信令分类

3GPP R5 网络结构图

注： R-SGW 和 T-SGW 也可以不区分，通称 SGW 。黄色为原有的 PS ，红色为新增部分。

3GPP R5 主要特点

新增 IP 多媒体域 IMS ，提供实时 IP 多媒体业务基于 SIP 的多媒体呼叫信令PS 域和 IMS 为网络发展的重点基于 IPV6 协议，增强的 QoS 保证功能增强的业务

CAMEL IV

PUSH

增强的 OSA 业务环境

SIP 终端接入 IMS 的汇聚点，包括SIP Proxy支持终端注册过程、管理注册后的连接信息QoS 控制 (PCF)安全管理资源优化

SIP 压缩 / 解压缩SIP 消息优化

紧急会话检测处理计费

P-CSCF 功能

S-CSCF 功能

IMS 网络的业务交换中心，包括： 用户管理，处理用户登记请求，对用户进行鉴权及业务合

法性检查；业务交换与业务控制，根据签约信息确定 SDP ，根据定制

的规则执行会话控制，连接到业务服务器；SIP 消息处理，处理 SIP 请求及回应消息；将 E.164 地址转

化为 SIP URL ；在 SIP 消息中插入或剥离相关参数及加密；计费

I-CSCF 功能

IMS 域的互通关口局，其功能包括：对 SCSCF 的管理，包括分配一 S-CSCF 处理用户的登记请求将 SIP 请求路由给相关的 S-CSCF 。把网络的拓扑，容量，配置隐藏起来 (THIG) 。会话穿过不

同的运营商的网络时，将由 I-CSCF 进行网络之间的交互，起到关口局作用。

产生相关计费数据

MRF 功能

MRF 包括 MRFC 和 MRFP 两部分，提供三种主要的功能：Tones and announcements

Ad hoc conferences (multiparty calls)

Transcoding

MRF 与 MGW 的功能有些相象，一般说来， MGW 实现异质

网络的互通， MRF 解决同质网络的互通

MGCF 功能

呼叫处理、媒体网关控制执行 ISUP/BICC 与 IMS 呼叫控制协议 (SIP) 间的协

议转换根据入局呼叫的路由号码，选择 CSCF

当 MGCF 收到带外信息时，转发给 CSCF 或 IM-MG

W

HOME SUBSCRIBER SERVER

3G HLR

SGSN GGSN CSCF

Cx(IP basedinterface)

Gr(MAPbased ) Gc

(MAPbased )

USER MOBILITY SERVER

AAA Location Server(e.g. LDAP)

DNS

R-SGW

Mh

HSS

HSS 是 HLR 功能的扩展IM 子系统请求的用户控制功能PS 域请求的有关 HLR 功能子集CS 域部分的 HLR 功能

HSS 支持鉴权、授权、名称 / 地址解

析、位置信息等功能 维护与管理用户信息

识别码、地址信息、安全信息、位置信息、签约服务等用户信息等

呼叫控制协议 SIP

有别于其它 IP 协议， SIP 是端到端

的通信协议

SIP 能方便地实现媒体的添加、删除

能方便地实现各种业务： Find me/Fol

low me 、 PRESENCE 业务、即时消

息、会议和远程工作、多方游戏等

简单、易扩展

基本呼叫

P-CSCFI-CSCF

A's visited networkUser A

User B

B' visited network

A's home network

S-CSCF

I-CSCF

I-CSCF

S-CSCF

I-CSCFP-CSCF

B's home network

GPRS

GPRS

R5 核心网络小结

引入了 IMS 域

引入了 SIP 协议

呼叫发生流程改变

R99 ：新的无线技术的引入，核心网络无根本性改变

R4 ：核心网络电路域 MSC 被拆分为 MSC Server 和 MGW

两部分组成

R5 ：支持端到端的 VOIP ，核心网络引入了大量新的功能

实体，改变了原有的呼叫流程。

3GPP 各版本功能差异 ( 回顾）