【正文】 文）； 第 1617 周：提交論文，準(zhǔn)備答辯。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 題 目 基于 TDSCDMA 的核心網(wǎng) CS 域的通信技術(shù)研究 專業(yè)名稱 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 畢業(yè)時(shí)間 畢業(yè) 任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì) 論文 一、題目 基于 TDSCDMA 的核心網(wǎng) CS 域的通信技術(shù)研究 二、指導(dǎo)思想和目的要求 廣泛查閱資料，掌握 TDSCDMA 核心網(wǎng) CS 域 的 基本工作 原理 ，熟悉TDSCDMA 的物理層、無(wú)線接口協(xié)議、無(wú)線射頻特性和 TDSCDMA 所采用的先進(jìn)技術(shù) ， 熟悉中興 3G 移動(dòng)通信 TDSCDMA 的硬件設(shè)備， 重點(diǎn) 對(duì) TDSCDMA的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 及 其核心網(wǎng) CS 域的通信技術(shù) 進(jìn)行 研究 ，要求 對(duì) CS 域深入理解，從理論上進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用，可以對(duì) CS 域設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)配置 。 重點(diǎn)掌握 TDSCDMA 的核心網(wǎng) CS 域的原理。R4 的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和 R99 相比，主要是核心網(wǎng)電路域的結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大變化，而核心網(wǎng)分組域和 UTRAN 的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)幾乎沒(méi)變。 GMSC 負(fù)責(zé)移動(dòng)網(wǎng)至固定網(wǎng)，以及固定網(wǎng)到移動(dòng)網(wǎng)的轉(zhuǎn)接，執(zhí)行到 MS 實(shí)際位置的路由功能。 由于受到傳輸帶寬的限 制，不能進(jìn)行移動(dòng)通信的長(zhǎng)途漫游，只能是一種區(qū)域性的移動(dòng)通信系統(tǒng)， 第一代移動(dòng)通信有很多不足之處，如容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通話質(zhì)量不高、不能提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和不能提供自動(dòng)漫游等。 第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)在國(guó)際上統(tǒng)稱為IMT20xx，是國(guó)際電信聯(lián)盟 (ITU)在 1985 年提出的工作在 20xxMHz頻段的系統(tǒng)，與第一代模擬移動(dòng)通信和第二代 數(shù)字移動(dòng)通 信系統(tǒng)相比，第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)的最主要特征是可提供移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)， 它 能夠在全球范圍內(nèi)更好地實(shí)現(xiàn)無(wú)線漫游，并處理圖像、音樂(lè)、視頻流等多種媒體形式，提供包括網(wǎng)頁(yè)瀏覽、電話會(huì)議、電 子商務(wù)等多種信息服務(wù)。 此外，第 四代 移動(dòng)通信系統(tǒng)是集成多功能的寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)，是寬帶接入 IP 系統(tǒng)。 RAN 中則包含如下兩個(gè)部分： Node B（ B 結(jié)點(diǎn)）， RNC（無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器）。 TDSCDMA 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完全遵循 3GPP 指定的 UMTS 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以分為UMTS 地面無(wú)線接入網(wǎng)（ UTRAN）和核心網(wǎng)（ CN）， 按照現(xiàn)有 3GPP 的 TDSCDMA標(biāo)準(zhǔn)，其核心網(wǎng)，甚至業(yè)務(wù)平臺(tái)與 WCDMA 是相同的 。 因此，只要在基站端依據(jù)上行數(shù)據(jù)進(jìn)行空間參數(shù)的估值，再根據(jù)這些估值對(duì)下行鏈路的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字賦形，就可以達(dá)到自適應(yīng)波束賦形的目的，充分發(fā)揮智能天線的作用。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的 RNC是通過(guò)硬切換來(lái)處理 RNC間的切換過(guò)程的，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)這個(gè)接口。 （ 2） Iu 接口 相關(guān) 協(xié)議 XX 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 11 ① Iu 接口的協(xié)議棧分為： 兩個(gè)平面（縱向）：控制平面和用戶平面 。 Iu－ cs 協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖 23， Iu－ ps 協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖 24 所示： 面向電路交換域在傳輸網(wǎng)絡(luò)層是采用直接通過(guò) AAL2 或 AAL5 映射到 ATM的形式，而面向分組交換域在傳輸網(wǎng)絡(luò)層則是采取 IP over ATM 的形式，現(xiàn)在的實(shí)現(xiàn)是 CS 域既可采用 ATM 傳輸也可以采用 IP 傳輸。同時(shí)， IP 協(xié)議提供了一種全球統(tǒng)一的報(bào)文格式，屏蔽了網(wǎng)絡(luò)鏈路層差異，使網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)成為可能。具體包括： Iu 接口的信令管理、 RAB 管理、 UECN 信令直傳功能等。 專用功能 ： 專用傳輸信道管理 、 無(wú)線鏈路 RL 監(jiān)控 、 專用測(cè)量管理 、 定時(shí)和同步管理 、 上行外環(huán)功控 、 Iub 專用數(shù)據(jù)傳輸 。 （ 4） Iur 接口相關(guān)協(xié)議 Iur 接口控制面最高層的協(xié)議是 RANSAP。 ② Iur 接口協(xié)議 —— RNSAP RNSAP 主要包括四種主要的功能： ? RNC 之間的移動(dòng)性管理功能，主要包 括 SRNC 重定位、 RNC 之間的小區(qū)和 UTRAN 注冊(cè)區(qū)的更新、 RNC 之間的尋呼、協(xié)議錯(cuò)誤報(bào)告等功能。 TDSCDMA 的關(guān)鍵技術(shù) 智能天線 1. 智能天線 智能天線是一種安裝在基站現(xiàn)場(chǎng)的雙向天線，通過(guò)一組帶有可編程電子相位關(guān)系的固定天線單元獲取方向性，并可以同時(shí)獲取基站和移動(dòng)臺(tái)之間各個(gè)鏈路的方向特性。當(dāng)扇區(qū)內(nèi)的移動(dòng)用戶移動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的智能天線從一個(gè)天線變換到另一個(gè)天線。 聯(lián)合檢測(cè)算法的具體實(shí)現(xiàn)方法有多種，大致分為非線性算法、線性算法和判決反饋算法等三大類。因而，聯(lián)合檢測(cè)只在平行的用戶 數(shù)量相對(duì)低的環(huán)境下才有效。但是，讓每個(gè)用戶上行信號(hào)的主徑達(dá)到同步，對(duì)改善系統(tǒng)性能、簡(jiǎn)化基站接收機(jī)的設(shè)計(jì)都有明顯好處。因?yàn)?CDMA 移動(dòng)通信系統(tǒng)中的下行鏈路總是同步的，所以同步 CDMA 主要是指上行同步，即要求來(lái)自不同位置、不同距離的不同用戶終端的上行信號(hào)能夠同步到達(dá)基站。 接力切換主要用于 TDSCDMA 系統(tǒng)中 ， 在切換的過(guò)程中，基于智能天線、上行同步和系統(tǒng)特殊的幀結(jié)構(gòu)等技術(shù)，系統(tǒng)能夠進(jìn)行上行預(yù)同步，并獲得移動(dòng)臺(tái)XX 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 17 的位置信息用于切換的判決，從而達(dá)到快速、可靠和高效切換的日的。 XX 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 18 第三章 TDSCDMA的核心網(wǎng) 核心網(wǎng)的演進(jìn)過(guò)程 TDSCDMA 網(wǎng)絡(luò)的規(guī)范是按 R99R4R5階段演進(jìn)的 ， 演進(jìn)過(guò)程中，核心網(wǎng)基本網(wǎng)絡(luò)邏輯上的劃分沒(méi)有變化，都分為電路域和分組域，只是到 R5版本增加了多媒體子系統(tǒng)（ IMS）。從整個(gè) CN 子系統(tǒng)來(lái)看， UMTS R99核心網(wǎng)與 GSM、 GPRS 的核心網(wǎng)之間的差別主要體現(xiàn)在 Iu 接口與 A 接口的差別、CAMEL 的差別以及業(yè)務(wù)上的差別等。 R99是 3GPP 關(guān)于第三代網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化的第一階段版本， R99的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化已于20xx年 6月凍結(jié)，以后修改在 R4版本中進(jìn)行。基本網(wǎng)元實(shí)體以及接口大部分繼承了 R99網(wǎng)絡(luò)實(shí)體與接口的定義，與 R99網(wǎng)絡(luò)定義相同的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體從基本功能上來(lái)看沒(méi)有變化，相關(guān)協(xié)議也是相似的。另外，到 R5階段，增加了 HSS實(shí)體替代 HLR， HSS 實(shí)體在功能上比 HLR 強(qiáng)，支持 IP 多媒體子系統(tǒng)。 核心網(wǎng)絡(luò)在R5階段，除了在基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上有如上的變化外，重要的是引入了 IP 多媒體子系統(tǒng) IMS(IP Multimedia subsystem)實(shí)體 ， 即形成了一個(gè)以 CSCF 為核心的 IMS系統(tǒng)，目的將在 IP 網(wǎng)絡(luò)上完全實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和圖像等多種媒體流的傳輸。在 R5階段之前，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的用戶數(shù)據(jù)集中由 HLR 和 AUC 管理。一旦移動(dòng)用戶離開(kāi)該 VLR 的控制區(qū)域，則重新在另一個(gè) VLR 登記，原 VLR 將取消臨時(shí)記錄的移動(dòng)用戶數(shù)據(jù)。 ④ 短信服務(wù)網(wǎng)關(guān)（ SMSGMSC） 作為短消息業(yè)務(wù)中心和 PLMN 之間的接口，使得短消息能夠從業(yè)務(wù)中心（ SC）傳送到移動(dòng)臺(tái)（ MS）。 而在R4中， MSC 演化為 MSC Server 和 CSMGW， VLR 和 MSC Server 集成在一起。這包括小區(qū)選擇 /重選擇和切換過(guò)程。其主要功能是支持用戶終端的移動(dòng)性，例如，將用戶移動(dòng)終端的當(dāng)前位置通知給網(wǎng)絡(luò)并提供用戶標(biāo)識(shí)的機(jī)密性；移動(dòng)性管理子層的另一個(gè)功能是向上層連接管理子層的不同實(shí)體提供連接管理業(yè)務(wù)。 ① 呼叫控制 在呼叫控制協(xié)議中有多個(gè)呼叫控制實(shí)體被定義，每個(gè)呼叫控制實(shí)體都是相互獨(dú)立的，并且應(yīng)用其各自的 MM 連接與通信對(duì)等的實(shí)體進(jìn)行通信，不同的呼叫XX 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 23 控制實(shí)體用不同處理標(biāo)識(shí)。 ③ 會(huì)話管理 會(huì)話管理的 主要功能是支持用戶終端的 PDP 上下文處理。 XX 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 24 第四章 核心網(wǎng) CS 域 CS 域 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 在標(biāo)準(zhǔn)化組織 3GPP 的系統(tǒng)架構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)分為接入網(wǎng)和核心網(wǎng)。 其核心網(wǎng) CS 域網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖 41所示： XX 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 25 N S S H L R R A N N o d e B R N CV L RG M S CM S CE I RA U CP S T N M S N M C / O M C圖 41 核心網(wǎng) CS 域網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) CS 域 功能 CS 域的實(shí)體 包括 MSC 和網(wǎng)關(guān) MSC(GMSC)， 其主要功能介紹如下： 1. MSC MSC 是 CS 域的核心，執(zhí)行處理與移動(dòng)臺(tái)之間的電路交換業(yè)務(wù)必需的所有功能，是一個(gè)對(duì)位于本 MSC 控制區(qū)域的移動(dòng)用 戶執(zhí)行信令和交 換功能的交換機(jī)。 （ 2） CSMGW 用來(lái)處理用戶數(shù)據(jù)，可以終止電路交換網(wǎng)的承載信道和分組交換網(wǎng)的媒體流。并將呼叫接入到 MS 所處的 MSC。 （ 1） 媒體網(wǎng)關(guān) MGW（ Media Gateway） 針對(duì)一個(gè)定義的網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)， MGW 可以認(rèn)為是 PSTN/PLMN 傳輸?shù)慕K止點(diǎn)，包含斷點(diǎn)承載和媒體處理設(shè)備（如碼轉(zhuǎn)換器、回聲抑制單元等）。 MGW 承載控制和有效載荷處理能力將必須支持移動(dòng)特定的功能，如 SRNS 重定位 /切換等。 該接口上的用戶數(shù)據(jù)的傳輸可以是 RTP/UDP/IP 或 AAL2 。當(dāng) MSC 需要使用在其業(yè)務(wù)區(qū)中駐留的用戶相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)， MSC需從 VLR 查詢。 ⑤ HLR 和 MSCserver 之間的接口（ C 接口） C 接口是 HLR 與 GMSC 之間的接口，當(dāng)固定網(wǎng)無(wú)法查詢移動(dòng)用戶位置，以建立呼叫時(shí)， GMSC 必須向 HLR 查詢被叫的漫游號(hào)碼。 VLR 向 HLR 告知移動(dòng)臺(tái)的最新位置， HLR 向 VLR 發(fā)送支持移動(dòng)用戶業(yè)務(wù)的所有必須數(shù)據(jù)。當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在呼叫 期間，從一個(gè) MSC 區(qū)域移動(dòng)到另一個(gè)MSC 區(qū)域時(shí)，為了通話的連續(xù)性，就要執(zhí)行切換程序，因此 MSCserver 通過(guò) E接口來(lái)交換必要的數(shù)據(jù)以實(shí)現(xiàn)該處理過(guò)程。 F 接口上使用的是 MAP 信令。此接口為內(nèi)部接口。 XX 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 30 第五章 核心網(wǎng) CS 域的業(yè)務(wù)流程 移動(dòng)呼叫流程 R4 版本 CS 域呼叫流程不同于 R99 版本 CS 呼叫流程之處是采用了呼叫控制和承載分離的方式，即 MSC 和 MGW 之間采用 協(xié)議進(jìn)行承載控制。 ② 網(wǎng) 絡(luò)側(cè)發(fā)起與主叫 UE 間的鑒權(quán)、加密過(guò)程（在此過(guò)程中可能需要發(fā)起向 HLR/AUC 取鑒權(quán)集的過(guò)程） 。 （ 2） 被叫流程 ① 網(wǎng)絡(luò)收到被叫的 Paging Response 消息，當(dāng)沒(méi)有鑒權(quán)時(shí)跳到 ③ 。 ⑤ 向 RNC 發(fā)起 RAB 的指配過(guò)程 ， 在指配過(guò)程中有一個(gè)傳輸控制面和用戶面的建立過(guò)程。 ⑨ 主被叫手機(jī)進(jìn)入通話狀態(tài)。 ④ PSTN 用戶摘機(jī)， GMSC 發(fā)送 ANM 消息給 MSC， MSC 發(fā)送 Connect 消息給主叫。 ③ GMSC 根據(jù)漫游號(hào)碼確定路由，向被叫拜訪的 MSC 發(fā)送 IAM 消息（ GMSC 和 MSC 之間是 ISUP 消息） 。短信是指通過(guò)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的信令通道傳輸有限長(zhǎng)度的文本信息 ， 短信業(yè)務(wù)主要包括點(diǎn)對(duì)點(diǎn)短信業(yè)務(wù)和小區(qū)廣播短信業(yè)務(wù)。 ② MSC 收到從 A 接口或者 Iu 接口上來(lái)的短信業(yè)務(wù)請(qǐng)求以后，根據(jù)短信始發(fā)手機(jī)的 MSISDN 發(fā)起到 VLR 中的移動(dòng)始發(fā)短信 用戶數(shù)據(jù)檢查請(qǐng)求。 ⑥ MSC 在收到短信中心的響應(yīng)以后，將短信發(fā)送結(jié)果回送給手機(jī)。 ③ 短信中心通過(guò) VMSC 號(hào)碼向 VMSC 下發(fā)短信前轉(zhuǎn)請(qǐng)求。 ⑦ 手機(jī)向 MSC 回送尋呼響應(yīng)。 切換流程 切換過(guò)程是移動(dòng)通信區(qū)別于固定通信的一個(gè)顯著特征之一，切換的目的是維持移動(dòng)臺(tái)從一個(gè)小區(qū)移動(dòng)到另一個(gè)小區(qū)時(shí)通話或數(shù)據(jù)傳輸可以繼續(xù)進(jìn)行。只有 3G 才有軟切換。切換判決主要由RNC 完成，是以測(cè)量為基礎(chǔ)，進(jìn)行資源申請(qǐng)與分配。 1. 3G CS 域 MSC 局內(nèi)切換