第一部分 移动核心网综述

第1章 移动核心网概述

1.1 移动网络技术发展历程

移动通信发展的里程碑都是以无线技术的发展为基准的，已经经历了第一代移动通信和第二代移动通信时代，目前正处于第三代移动通信应用阶段，第四代移动通信已经处于规模试验阶段。图1-1描述了移动网络技术发展历程。

第1代移动通信系统是模拟制式的蜂窝移动通信系统，典型代表是美国的AMPS系统（先进移动电话系统）和后来的改进型系统TACS（总接入通信系统）等。第1代移动通信系统的主要特点是采用频分复用（FDMA）模拟制式，语音信号为模拟调制；蜂窝网，即小区制，由于实现了频率复用，大大提高了系统容量。但第1代移动通信系统的弊端明显，如频谱利用率低；业务种类有限；无高速数据业务；保密性差，易被窃听和盗号；设备成本高；体积大，重量大等。

为了解决模拟系统中存在的这些根本性技术缺陷，数字移动通信技术应运而生了，这就是以GSM和IS—95为代表的第2代移动通信系统。数字移动通信网相对于模拟移动通信网，提高了频谱利用率，支持多种业务服务，并与ISDN等兼容。GSM采用FDD双工方式和TDMA多址方式，每个载频支持8个信道，信号带宽200 kHz。第2代移动通信系统以传输语音和低速数据业务为目的，因此又称为窄带数字通信系统。

从1996年开始，为了解决中速数据传输问题，又出现了2.5代的移动通信系统，如GPRS和IS—95B。

由于网络的发展，数据和多媒体通信有了迅猛的发展势头，所以第3代移动通信的目标就是宽带多媒体通信。第 3 代移动通信系统称为 IMT—2000（International Mobile Telecommunication—2000），意即该系统工作在2 000 MHz频段，最高业务速率可达2 000 kbps，预期在2000年左右得到商用。3G阶段无线接入技术发生了根本的改变，以WCDMA技术为主。主要体制有 WCDMA、cdma2000 和 TD-SCDMA，3 种 3G 体制的比较如表 1-1所示。

TD-SCDMA标准主要侧重无线接入网，就是RAN部分，还有终端部分。而TD-SCDMA核心网基于3GPP标准，和WCDMA基本共享一致。

WCDMA和TD-SCDMA在核心网方面的特点是：

● 核心网基于GSM/GPRS网络的演进，保持与GSM/GPRS网络的兼容性；

● 核心网络可以基于TDM、ATM和IP技术，并向全IP的网络结构演进；

● 核心网络逻辑上分为电路域和分组域两部分，分别完成电路型业务和分组型业务；

● MAP技术和GPRS隧道技术是移动性管理机制的核心。

2010年年底，国际电信联盟（ITU）将WiMax、HSPA+、LTE正式纳入到4G标准里，加上之前就已经确定的LTE-Advanced和WirelessMAN-Advanced这两种标准，目前4G标准已经达到了 5 种。4G 网络旨在能够为我们提供与固定网络宽带一样的光纤级别的网速体验。

LTE（Long Term Evolution，长期演进）项目是3G的演进，它改进并增强了3G的空中接入技术，采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。主要特点是在20 MHz频谱带宽下能够提供下行100 Mbps与上行50 Mbps的峰值速率，相对于3G网络大大的提高了小区的容量，同时将网络延迟大大降低。

LTE-Advanced，从字面上看，LTE-Advanced就是LTE技术的升级版。LTE-Advanced是一个后向兼容的技术，完全兼容LTE，是演进而不是革命。

WiMAX（Worldwide Interoperability for Microwave Access），全球微波互连接入），其另一个名字是IEEE 802.16。WiMAX所能提供的最高接入速度是70 Mbps。

WirelessMAN-Advanced 就是 WiMax 的升级版，即 IEEE 802.11m 标准。其中， IEEE 802.16m最高可以提供1 Gbps无线传输速率，还将兼容未来的4G无线网络。

HSPA+是HSPA的衍生版，能够在HSPA网络上进行改造而升级到该网络，是一种经济而高效的4G网络。HSPA技术包括HSDPA（High Speed Downlink Packet Access，高速下行链路分组接入技术）和HSUPA（High Speed Uplink Packet Access，为高速上行链路分组接入技术）。

在这5种标准中，LTE的发展最热。LTE（LongTermEvolution）是3GPP提出的演进标准，它定义了LTEFDD和LTE TDD两种方式。TD-LTE与LTEFDD在技术规范上存在较大的共通性和统一性，二者共享相同的二层和三层结构，其物理层主要帧结构相关，关键技术基本一致；二者的区别就在于无线接入部分，空中接口标准不一致。