移动通信网由哪些部分组成？交换核心是什么？

蜂窝移动通信系统是现代通信技术的核心组成部分,它通过无线方式实现用户与网络之间的信息传输，为人们提供了便捷的语音通话、数据上网等服务，一个完整的蜂窝移动通信系统由多个部分协同工作，其核心架构包括移动终端、无线接入网、核心网和支撑系统四大组成部分，这些部分各司其职，又紧密配合，共同构建了高效、稳定的移动通信网络，移动通信网中的交换功能是实现用户间互联互通的关键，它决定了网络的路由选择和接续效率。

蜂窝移动通信系统的基本组成部分

移动终端（Mobile Terminal）

移动终端是用户直接使用的通信设备,通常指手机、平板电脑、物联网卡设备等，它是无线接入的入口，主要功能包括将用户的语音或数据信号转换为无线电波进行发射，同时接收来自基站的无线电波并还原为可识别的信号，现代移动终端集成了射频、基带处理、协议栈运行等多种功能，支持多种通信制式（如4G、5G），并具备较高的处理能力和智能化水平。

无线接入网（Radio Access Network, RAN）

无线接入网是连接移动终端与核心网的桥梁,负责无线信号的收发、处理和传输，其核心组成部分包括基站（Base Station, BS）和基站控制器（Base Station Controller, BSC）等，基站通过天线与移动终端进行无线通信，实现无线资源的分配和管理；基站控制器则负责管理多个基站，处理无线资源切换、功率控制等任务，在5G系统中，无线接入网进一步演进为gNodeB（5G基站）和接入网关，支持大规模天线技术和毫米波频段，显著提升了网络容量和传输速率。

核心网（Core Network, CN）

核心网是蜂窝移动通信系统的“大脑”，负责用户认证、移动性管理、交换路由、互联互通等功能，它通过固定传输网与无线接入网相连，同时与公共电话交换网（PSTN）、互联网（Internet）等其他网络互通，核心网的功能实体包括移动交换中心（MSC）、归属位置寄存器（HLR）、拜访位置寄存器（VLR）、网关移动交换中心（GMSC）等，在4G/5G时代，核心网进一步实现了IP化、虚拟化，采用服务化架构（如5G的5GC），支持网络切片、边缘计算等新型业务。

支撑系统（Support System）

支撑系统是保障移动通信网正常运行的基础设施,包括操作维护中心（OMC）、智能网（IN）、业务运营支撑系统（BSS/OSS）等，操作维护中心负责对全网设备进行监控、配置和维护；智能网通过引入额外的控制层，实现增值业务（如预付费、呼叫等待）的快速部署；业务运营支撑系统则负责用户管理、计费 billing、网络资源调配等运营支撑功能。

移动通信网中的交换功能简述

交换是移动通信网的核心功能之一,其本质是根据用户号码或网络标识，建立源用户与被叫用户之间的通信链路，实现信息的端到端传输，移动通信网的交换功能与固定通信网既有相似之处，又因移动性管理而具有独特性。

交换的基本概念

交换是指在通信网络中,根据一定的路由策略和控制信号，将信息从发送方传递到接收方的过程，在移动通信网中，交换不仅包括语音信号的接续，还包括数据、短信等多种业务的转发，交换功能的实现依赖于交换机（如MSC）和相关的数据库（如HLR、VLR），通过信令协议（如SS7、Diameter）完成呼叫建立、维持和释放的全过程。

移动交换的特点

与固定交换相比,移动交换需要解决移动终端位置不固定的问题，因此引入了位置管理（包括位置更新、寻呼）和切换管理两大关键机制，位置管理通过HLR和VLR配合，实时记录用户当前所在的位置区域（LA），确保呼叫能够准确路由；切换管理则当用户在不同基站间移动时，保持通信链路的连续性，避免通话中断，移动交换还需支持鉴权、加密等安全功能，保障用户通信的私密性。

交换的主要流程

以移动语音呼叫为例,交换的基本流程包括：主叫用户发起呼叫，通过基站和基站控制器将呼叫请求发送至MSC；MSC通过HLR查询被叫用户的当前位置（VLR），并向被叫用户所在MSC发送寻呼请求；被叫用户应答后，MSC选择合适的路由建立双向链路，实现通话连接，通话结束后，MSC释放相关资源，结束呼叫过程，数据业务的交换则基于IP协议，通过核心网的分组数据网关（PGW/SGW）实现路由转发。

核心网交换技术的演进

从2G到5G,核心网交换技术经历了电路交换（CS）到分组交换（PS）的演进，再到5G的全IP化服务化架构，2G时代，MSC同时负责电路交换语音和分组数据交换；3G/4G时代，语音业务逐渐由IP多媒体子系统（IMS）承载，实现语音 over LTE（VoLTE）；5G核心网（5GC）则进一步简化了网络架构，采用用户面功能（UPF）和控制面功能（AMF/SMF/UPF）分离的设计，支持灵活的切片和边缘交换，满足低时延、大连接等多样化需求。

蜂窝移动通信系统的关键性能指标

为了全面评估蜂窝移动通信系统的性能,通常从覆盖范围、容量、移动性、时延、可靠性等多个维度进行衡量，以下是关键性能指标及其含义：

相关问答FAQs

Q1：蜂窝移动通信系统中的基站和基站控制器有什么区别？
A1：基站（BS）是无线接入网的物理实体，负责与移动终端直接进行无线通信，包括信号收发、调制解调、资源分配等功能；基站控制器（BSC）则是逻辑控制实体，负责管理多个基站，处理基站间的切换、功率控制、无线资源调度等任务，基站相当于“信号塔”，基站控制器相当于“基站的管理者”。

Q2：5G核心网相比4G核心网在交换功能上有哪些改进？
A2：5G核心网（5GC）在交换功能上的改进主要体现在三个方面：一是采用服务化架构（SBA），将传统网元拆分为AMF（接入和移动性管理）、SMF（会话管理）、UPF（用户面）等独立功能模块，支持灵活的网络部署和业务编排；二是实现控制面与用户面完全分离，支持用户面下沉至边缘，降低时延；三是引入网络切片技术，可为不同业务（如eMBB、uRLLC、mMTC）提供定制化的交换路由服务，提升资源利用效率。