移动网络的演进
移动网络的演进
Empirix/
陈玉和
/2007-11-1
摘要：
本文简单介绍了移动网络网络的发展，同时简单介绍了网络中主要的组成部分。欢迎指正文章中的错误。
正文：
移动网络从模拟传输转变为数字传输后即称为第二代数字通信网络（
2G GSM
）网络。如下图所示，网络中主要包括几个主要部分：
1．
移动设备（
MS
）
移动设备也就是指移动用户的手机，也可以是使用移动服务的其他设备。
MS
中包含的
SIM
模块就是手机中的
SIM
卡，用来存储开通后的用户标识信息。
2．
基站系统（
BSS
）
基站系统中主要包含两种设备：基站（
BTS
）和基站控制器（
BSC
）。基站和移动设备之间的接口
Um
是移动接入部分，时分多址（
TDMA
）和频分多址（
FDMA
）是这个接口使用的主要无线传输技术。基站控制连接基站系统和移动核心网络部分。一般将下图中基站系统以及它下面的部分称为接入网。
3．
移动网核心网（
NSS
）
移动核心网络完成移动设备的包括呼叫在内的各种业务的控制。移动业务交换中心（
MSC
）是构成移动核心网的核心设备，负责移动设备开机后的注册以及各种业务的控制。
VLR
模块负责管理漫游到该网络的其他移动设备的数据，一般和
MSC
集成到同一个设备中。
GMSC
为其他网络过来的呼叫提供服务，负责查询
HLR
获取移动设备当前注册到的
MSC
，并将呼叫路由给该
MSC
进行处理。
4．
数据库系统
HLR
管理该网络中订阅服务的移动设备的信息，例如该移动设备订阅的服务。
AuC
模块提供移动设备的认证。
EIR
模块管理该网络中各种设备的信息。
5．
公共交换电话网（
PSTN
）
通过和
PSTN
的互联，可以提供移动用户和传统电话用户之间的呼叫服务。
6．
其他图中未标出的部分系统
网络运营管理系统（
OSS
）负责网络的管理和维护。
计费系统（
BS
）负责网络中呼叫和其他业务的计费。
短信业务系统（
SMS
）等增值服务系统。
随着对数据业务的需求的增长，分组交换网（
GPRS
）被引入到移动网络中，见下图的右边部分。
GPRS
子网的引入使得基于分组交换的业务得到增强，例如短信业务和手机上网业务能被更好的提供。通过
GGSN
使得移动网络更方便的连接到包交换网络（
PDN
）。这个时期的网络也被称为
2.5G GPRS
网络。
随着新的接入网
UTRAN
的引入，移动通信网进入
3G
时代，这时期的网络也被称为通用移动通信系统（
UMTS
）网络。这个接入网采用新的无线接入技术
CDMA200, W-CDMA
，
TD-CDMA
，大大提高了接入网的传输速度。这使得能够为移动用户提供更丰富的多媒体业务。
3GPP
组织也给网络的各个部分新的名称。如下图中所示，原来的电路交换部分称为电路交换（
CS
）子网，原来的分组交换部分称为分组交换（
PS
）子网。
CS
和
PS
一起称为移动网的核心网络（
CN
）。两个接入网也分别被命名为
GERAN
和
UTRAN
，这两个网络被统称为接入网（
RAN
）。
值得一提的是使用
UTRAN
接入网的移动设备被称为
UE
，
3GPP
制定的各种新的多媒体业务就是针对这种新的移动设备的。
3G
网络到第四版本时，将
CS
域中的控制功能和媒体传输进行了分离，这软交换 理念的重要体现 。原来的
MSC
被分拆分为两个部分，
MSC
服务器（
MSC Server
）和媒体网关（
CS-MGW
）。
CS-MGW
负责媒体交换，而
MSC
负责呼叫的控制。
MSC
和
CS-MGW
间使用
H.248
协议实现媒体网关控制功能。
3G
网络到第五版本时，在核心网中引入了一个基于
IP
的子网：
IP
多媒体子网（
IMS
）。由于该网络的引入，使得
VoIP
、在线游戏等更强大的多媒体业务的开发变得更容易。新的用户数据库服务器
HSS
取代了原有的
HLR
，以提供新的数据和接口。
到目前为止，
3G
的网络标准已近制定到了第七、第八版。新的版本除了在功能方面进行补充外，没有对网络结构进行大的修改。
推荐参考书：
Wiley - GSM, GPRS, and EDGE Performance - Evolution Towards 3G-UMTS
Wiley - The IMS IP Multimedia Concepts and Services in the Mobile Domain
推荐网站：
在上面链接的网页中，你可以按照分类查看
3G
网络的标准文档，并可以下载。
这个网站提供了很多
3G
网络特别是
IMS
子网的参考资料。