1、GSM系統網元架構:
一套完整的蜂窩移動通信系統主要是由交換網絡子系統(NSS)、無線基站子系統(BSS)、移動臺(MS)及操作維護子系統(OMS)四大子系統設備組成。
NSS 包括:
MSC: 交換,採集原始通話記錄,移動性管理;
HLR: 用來儲存本地用戶位置信息的數據庫;
VLR:用來儲存來訪用戶位置信息的數據庫;
EIR: 存儲移動臺設備(ME)參數的數據庫;
AUC:可靠地識別用戶身份;
IWF:提供與其它數據網絡的鏈接,數率匹配,協議匹配;
EC: 用於消除PLMN與PSTN通話時,PLMN一側的回聲;
BSS 包括:
BSC: 無線資源的控制與管理;
BTS:無線相關功能的實施者;
XCDR:變碼器,完成空中編碼與陸地網絡變碼之間的轉換;
MS 包括:
ME: 移動設備(手機)
SIM: SIM卡
OMS 包括:
NMC: 負責移動網絡的全局性管理;
OMC: 負責移動網絡的區域性管理;
2、WCDMA網元架構:
CN指核心網,UTRAN接入網,UE用戶設備。
UTRAN中,Node B指基站,RNC指基站控制器(或者無線網絡控制器)。基站和手機的接口叫Uu接口,又稱空口。基站和RNC之間的接口叫lub接口,CS和RNC之間的接口叫lu-CS。PS和RNC之間的接口叫lu-PS接口。CS用來處理語音業務,PS用來處理數據業務。RNC和RNC之間的接口稱爲lur接口,該接口主要是跨RNC切換中使用的。
3、LTE網絡架構:
eNB:是eNodeB的簡寫,它爲用戶提供空中接口(air interface),用戶設備可以通過無線連接到eNB,也就是我們常說的基站,然後基站再通過有線連接到運營商的核心網。在這裏注意,我們所說的無線通信,僅僅只是手機和基站這一段是無線的,其他部分例如基站與核心網的連接,基站與基站之間互相的連接,核心網中各設備的連接全部都是有線連接的。一臺基站(eNB)要接受很多臺UE的接入,所以eNB要負責管理UE,包括資源分配,調度,管理接入策略等等。
MME:是Mobility Management Entity的縮寫,是核心網中最重要的實體之一,提供以下的功能:
NAS 信令傳輸
用戶鑑權與漫遊管理(S6a)
移動性管理
EPS承載管理
SG-W:是Serving Gateway 的縮寫,主要負責切換中數據業務的傳輸。
X2:用戶面的接口是建立在GTP-U協議的基礎上,連接兩個基站,傳輸基站間的數據。(X2 handover等)
S1-MME:S1AP協議如前所述,是S1 連接建立的時候用來傳輸信令的協議,該協議負責S1接口的管理,E-RAB的管理,還有NAS信令的傳輸,以及UE上下文的管理。
4、NR系統網元架構:
5G系統由接入網(AN)和核心網(5GC)組成(38.300)。若考慮NSA(非獨立組網)場景,則還需要考慮4G的網元。
圖1:Overall Architecture
AN有兩種:
gNB, 爲UE提供NR用戶面和控制面協議終結點。
ng-eNB, 爲UE提供E-UTRA的用戶面和控制面協議的終結點。
4.2 網元基本功能
各網元功能詳細描述太長,具體見3gpp 38.300,大致功能如下圖:
圖2:Functional Split between NG-RAN and 5GC
4.3 AN網絡結構(38.401)
每個邏輯gNB 由一個gNB-CU和若干個gNB-DU組成。每個gNB-CU和gNB-DU通過F1邏輯接口連接。
圖3:gNB Overall architecture
一般來說一個gNB-DU只連接一個gNB-CU。但是爲了實現的靈活性,每個gNB-DU也可能連接到多個gNB-CU。
一個gNB CU中的控制面和用戶面是分離。一般只有一個CP,但是允許有多個UP。要注意的是,gNB-CU及連接的若干gNB-DU作爲一個整體邏輯gNB對外呈現的,只對其他的gNB和所相連的5GC可見。
圖4:Overall architecture for separation of gNB-CU-CP and gNB-CU-UP
3GPP給了一種參考的網元部署方式。考慮到了gNB間的XN連接,以及與核心網的NG連接。
圖5:Example deployment of an Logical gNB/en-gNB