2G，3G，4G网络架构浅谈——3G（UMTS）

原文章地址：http://blog.sina.com.cn/s/blog_64827e4c010104ut.html

在2G（GSM）技术之后,为了适应数据流业务的发展，2.5G（GPRS）技术日益兴起。但是速率很低，随后才发展到3G（UMTS）通信系统。

3G通信系统的网络架构图如下所示，这里就不再给出详细的网络符号了。

一般教科书上的介绍都将UMTS分为如下4部分：

1. UE（User Equipment）

---

UE 是用户终端设备，它主要包括射频处理单元、基带处理单元、协议栈模块以及应用层软件模块等。UE通过Uu接口与网络设备进行数据交互，为用户提供电路域和分组域内的各种业务功能，包括普通话音、数据通信、移动多媒体、Internet应用（如E-mail、WWW浏览、FTP等）。

2.UTRAN（UMTS Terrestrial Radio Access Network）

UTRAN，即陆地无线接入网，分为基站（Node B）和无线网络控制器（RNC）两部分。

(1) Node B：

Node B是WCDMA 系统的基站（即无线收发信机），包括无线收发信机和基带处理部件。通过标准的Iub 接口和RNC互连，主要完成Uu 接口物理层协议的处理。它的主要功能是扩频、调制、信道编码及解扩、解调信道解码，还包括基带信号和射频信号的相互转换等功能。
Node B 由下列几个逻辑功能模块构成：RF收发放大、射频收发系统（TRX）、基带部分（BB）、传输接口单元、基站控制部分。

(2) RNC（Radio Network Controller）：

RNC 是无线网络控制器，主要完成连接建立和断开、切换、宏分集合并、无线资源管理控制等功能。具体如下：
(a) 执行系统信息广播与系统接入控制功能；
(b) 切换和RNC 迁移等移动性管理功能；
(c) 宏分集合并、功率控制、无线承载分配等无线资源管理和控制功能。

3.CN(Core Network)

---

CN，即核心网络，负责与其他网络的连接和对UE 的通信和管理。主要功能实体如下：

(1) MSC/VLR(Mobile Switching Center/Vistor Location Register)

 MSC/VLR 是WCDMA 核心网CS域(Circuit Switching Domain)功能节点，它通过Iu_CS 接口与UTRAN 相连，通过PSTN/ISDN 接口与外部网络（PSTN、ISDN 等）相连，通过C/D 接口与HLR/AUC 相连，通过E 接口与其它MSC/VLR、GMSC 或SMC 相连，通过CAP 接口与SCP 相连，通过Gs接口与SGSN 相连。MSC/VLR 的主要功能是提供CS 域的呼叫控制、移动性管理、鉴权和加密等功能。

(2) GMSC(Gateway Mobile Switching Center)网关移动交换中心

GMSC 是WCDMA 移动网CS 域与外部网络之间的网关节点，是可选功能节点，它通过PSTN/ISDN 接口与外部网络（PSTN、ISDN、其它PLMN）相连，通过C 接口与HLR 相连，通过CAP 接口与SCP 相连。GMSC 的主要功能是充当移动网和固定网之间的移动关口局，完成PSTN 用户呼移动用户时呼入呼叫的路由功能，承担路由分析、网间接续、网间结算等重要功能。

(3) SGSN(Serving GPRS Support Node)GPRS服务支持节点

SGSN（服务GPRS 支持节点）是WCDMA 核心网PS 域功能节点，它通过Iu_PS 接口与UTRAN 相连，通过Gn/Gp 接口与GGSN 相连，通过Gr 接口与HLR/AUC 相连，通过Gs 接口与MSC/VLR，通过Ge 接口与SCP 相连，通过Gd 接口与SMS-GMSC/SMS-IWMSC相连，通过Ga 接口与CG 相连，通过Gn/Gp 接口与SGSN 相连。SGSN 的主要功能是提供PS 域的路由转发、移动性管理、会话管理、鉴权和加密等功能。

(4) GGSN (Gateway GPRS Support Node) 网关GPRS支持节点

GGSN（网关GPRS 支持节点）是WCDMA 核心网PS 域功能节点，通过Gn/Gp 接口与SGSN 相连，通过Gi 接口与外部数据网络（Internet /Intranet）相连。GGSN 提供数据包在WCDMA 移动网和外部数据网之间的路由和封装。GGSN 主要功能是同外部IP 分组网络的接口功能，GGSN 需要提供UE 接入外部分组网络的关口功能，从外部网的观点来看，GGSN就好象是可寻址WCDMA移动网络中所有用户IP 的路由器，需要同外部网络交换路由信息。

(5) HLR(Home Location Register)：归属位置寄存器

HLR（归属位置寄存器）是WCDMA 核心网CS 域和PS 域共有的功能节点，它通过C接口与MSC/VLR 或GMSC 相连，通过Gr 接口与SGSN 相连，通过Gc 接口与GGSN 相连。HLR 的主要功能是提供用户的签约信息存放、新业务支持、增强的鉴权等功能。

4.External Networks

---

External Networks，即外部网络，可以分为两类：

(1) 电路交换网络（CS Networks）：

提供电路交换的连接服务，如通话服务。ISDN 和PSTN均属于电路交换网络。

(2) 分组交换网络（PS Networks）：

提供数据包的连接服务，Internet 属于分组数据交换网络。
     PLMN（Public Land Mobile Network）公共陆地移动网络。由政府或它所批准的经营者，为公众提供陆地移动通信业务目的而建立和经营的网络。该网路必须与公众交换电话网（PSTN）互连，形成整个地区或国家规模的通信网。PLMN = MCC + MNC，例如中国移动的PLMN为46000，中国联通的PLMN为46001
     PSTN ( Public Switched Telephone Network )公共交换电话网络，一种常用旧式电话系统。即我们日常生活中常用的电话网。PSTN是一种以模拟技术为基础的电路交换网络（CS）。
     ISDN（Integrated Service Digital Network）的中文名称是综合业务数字网，俗称“一线通”。它除了可以用来打电话，还可以提供诸如可视电话、数据通信、会议电视等