整体网络结构分为两个层面：语音IP承载层和信令TDM承载层。根据语音和信令承载层的建设方式，R4核心网电路域分为全IP R4组网和混合IP R4组网。全IP R4组网即语音承载采用IP传输，信令网也采用IP传输，混合IP R4组网即语音承载采用IP传输，信令网采用TDM传输。
语音IP承载层：全网电路域的语音承载采用IP骨干网传输。各MGW之间采用IP连接，通过城域IP网接入省级汇接路由器，再接入大区的骨干路由器；各本地网内的MGW之间采用直达路由，省内不同本地网之间采用省级路由器中转，互通话务量的跨本地网的MGW之间可以采用直达路由；各省MGW之间的话路互通通过大区制骨干路由器中转。
信令TDM承载层：在R4阶段，CS域承载和控制分离，因此承载层和控制层能够独立演进。因此控制层的信令传送网可以与承载网不同，这也是R4的一个优势。
对核心网来说，R4的信令网可以采用TDM承载，也可以SIGTRAN传送。由于移动信令网本身比较复杂，网元数众多，包括MSC Server、HLR、SMSC、SCP、SGSN、GGSN等，并且由于全网漫游，因此各省间的网元都需要能够通过信令互通，因此整个信令网的SP数将会非常多，由于移动网的特点，这些SP间都有信令交互，因此信令网需要具有很好的可扩展性。
同时，由于HLR、SMSC、SCP网元在R4阶段基本变化不大，因此设备商的硬件平台基本上没有什么变化，支持SIGTRAN的比较少，因此如果要采用SIGTRAN来传送信息，那么需要增加SGW设备，使信令网比较复杂。
SIGTRAN技术比较新，并没有得到大规模的应用，并且SCTP是一个类似于TCP的传送层协议，只支持点到点直接连接，可扩展性比较差。
同SIGTRAN传送技术相比，传统No.7信令网络技术非常成熟，可靠性高，安全性好，可扩展性好，并且已经在2G网络中得到了广泛的应用，信令传送效率高。
为此推荐R4信令网建设采用No.7信令网技术，MSC Server、HLR、SMSC、SCP之间仍采用传统No.7网的组网方式。本地网的MSC Server与HLR、MSC Server与MSC Server之间采用直达路由，不同本地网的MSC Server、HLR之间采用LSTP中转；短消息设备IW/GMSC/SMSC、智能网设备SCP与LSTP相连，分别为全省的3G网络提供短消息和智能业务。各省之间的互通通过大区汇接的HSTP转接。
为充分利用空中接口和无线接入网的带宽资源，WCDMA采用了AMR压缩语音编码，其最大编码速率为12.2 kbit/s，在R99阶段，核心网电路域基于TDM承载方式，语音采用64 kbit/s的PCM编码，因此R99 MSC一个很重要的功能即具备语音编解码处理（TC）功能，但是语音编解码容易降低语音质量，特别是对于移动用户之间的呼叫，需要进行两次语音编解码。相反，如果不采用编解码则既有助于提升语音质量，还可节省网络的带宽。
在R99阶段，可通过TrFO实现AMR语音的透传，以减少语音编解码造成的语音质量损伤，而在R4阶段，则通过TrFO减少语音编解码次数。
TrFO采用带外信令编解码控制功能（OoBTC）实现，不仅适用于移动与移动间呼叫，也适用于移动网络与外部网络的呼叫。此技术引入的优势是在呼叫双方采用相同语音编解码类型的情况下，可实现压缩语音的透传。3GPP介绍TrFO业务的协议为TS23.153协议，称为OoBTC（Out of Band Transcoder Control）。
TrFO呼叫组网示意图如图6-4-1所示，主要包括带外编解码协商过程，从图中可以看出，包括主叫UE到主叫MSC Server的带外编解码协商过程，MSC Server之间的带外编解码协商过程，MSC Server与被叫UE之间的带外编解码协商过程。图6-4-2为TrFO呼叫编解码协商过程。
图6-4-1 TrFO呼叫组网图
图6-4-2 TrFO呼叫编解码协商过程
带外编解码协商过程说明如下：
（1）主叫用户发送SETUP消息给主叫MSC Server，SETUP消息中携带了主叫UE支持的编解码列表，此时开始了TrFO呼叫建立的带外编解码协商过程。主叫MSC Server获得主叫UE支持的编解码列表后，与RNC和MGW支持的编解码进行交集计算，然后在IAM消息中将支持的编解码列表发送给被叫MSC Server。示例中编解码列表为（v，w，x，y，z）。
（2）中间交换机可以去掉自己不支持的编解码类型，如示例中删除了编解码类型y。
（3）被叫交换机获得主叫侧支持的编解码列表（v，w，x，y，z），计算与被叫用户接入的RNC、MGW支持的编解码列表，及被叫UE支持的编解码列表，获得可用的编解码列表ACL，如例子中ACL为（v，x，z），优选列表中第一个编解码v为SC，即选择编解码v为当前使用的编解码类型。
（4）被叫MSC Server将编解码协商完的SC、ACL，发送给主叫侧网络，呼叫链中的MSC Server通知MGW，使用编解码v建立用户面承载。主叫MSC Server收到SC、ACL时，通知主叫UE，此时带外编解码协商过程结束。
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