現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)到WCDMA的演進(jìn)分析

移動(dòng)業(yè)務(wù)發(fā)展的必然趨勢(shì)

隨著社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，人類(lèi)已經(jīng)逐漸步入信息化社會(huì)，人們對(duì)于移動(dòng)通信也提出了越來(lái)越高的要求。在這種潮流下，分組交換、ATM、IP等各種技術(shù)的融合已經(jīng)成為移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢(shì)，而且移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合也越來(lái)越緊密。

另一方面，信息技術(shù)的發(fā)展和用戶(hù)的多樣化、個(gè)性化需求要求移動(dòng)通信系統(tǒng)提供更豐富、更個(gè)性化的業(yè)務(wù)，如圖像、話(huà)音與數(shù)據(jù)相結(jié)合的多媒體業(yè)務(wù)和高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，但2G系統(tǒng)主要為用戶(hù)提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)和承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，而且所提供的數(shù)據(jù)承載業(yè)務(wù)速率較低，QoS能力有限，無(wú)法滿(mǎn)足用戶(hù)多媒體、電子商務(wù)、移動(dòng)上網(wǎng)等多種新興通信的要求。而3G能夠達(dá)到高速車(chē)載環(huán)境下384kbps、低速或靜止?fàn)顟B(tài)下2Mbps的速率，因此可提供多樣化、個(gè)性化業(yè)務(wù)，并向多媒體化、個(gè)性化、智能化、分組化方向發(fā)展。

運(yùn)營(yíng)商發(fā)展的必然趨勢(shì)

從更深層次來(lái)說(shuō)，隨著終端和話(huà)費(fèi)的下調(diào)、預(yù)付費(fèi)業(yè)務(wù)的開(kāi)展，手機(jī)消費(fèi)已從奢侈品走向普及，大量低端用戶(hù)的加入，導(dǎo)致了運(yùn)營(yíng)商的ARPU逐漸下降。ARPU一直是投資者衡量運(yùn)營(yíng)商核心競(jìng)爭(zhēng)力的一個(gè)重要指標(biāo)，因此如何有效提高ARPU就成為亟待解決的問(wèn)題。

由于話(huà)音業(yè)務(wù)的利潤(rùn)空間日益縮小，要提高ARPU，還需要開(kāi)展豐富的差異化競(jìng)爭(zhēng)業(yè)務(wù)。2G因?yàn)橹苯訉�業(yè)務(wù)本身標(biāo)準(zhǔn)化，所以同一種業(yè)務(wù)就只有一種標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)方式，不利于第三方的快速引入和業(yè)務(wù)生成，生成新業(yè)務(wù)比較困難，無(wú)法充分滿(mǎn)足用戶(hù)多樣化、個(gè)性化的業(yè)務(wù)需求。而在3G中，某個(gè)特定業(yè)務(wù)可以抽象為多個(gè)業(yè)務(wù)能力特征的集合，每個(gè)業(yè)務(wù)能力特征可以根據(jù)承載網(wǎng)絡(luò)的不同而由不同的業(yè)務(wù)能力具體實(shí)現(xiàn)，這表現(xiàn)了3G業(yè)務(wù)生成的多樣化和靈活性。運(yùn)營(yíng)商只有充分利用3G平臺(tái)來(lái)開(kāi)展差異化競(jìng)爭(zhēng)，才能在未來(lái)的激烈競(jìng)爭(zhēng)中生存發(fā)展。

現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)到WCDMA的平滑演進(jìn)方案

移動(dòng)業(yè)務(wù)的發(fā)展是一個(gè)逐步漸進(jìn)的過(guò)程，業(yè)務(wù)的發(fā)展決定網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的進(jìn)程。第三代網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是逐步進(jìn)行的，第二代網(wǎng)絡(luò)還將在一定時(shí)期內(nèi)扮演重要角色，所以建設(shè)第三代網(wǎng)絡(luò)是要充分考慮到二代網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的有效利用。下面從無(wú)線側(cè)和核心網(wǎng)側(cè)分別對(duì)演進(jìn)升級(jí)方案進(jìn)行分析。

無(wú)線側(cè)平滑過(guò)渡解決方案

1.原有GSM設(shè)備進(jìn)行升級(jí)的組網(wǎng)方案

對(duì)于存在2G網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)在原有的2G無(wú)線網(wǎng)基礎(chǔ)上考慮升級(jí)的解決方案存在技術(shù)上的問(wèn)題。采用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器升級(jí)的方式，無(wú)線側(cè)升級(jí)后的組網(wǎng)方案。

采用上述升級(jí)方式的主要困難在于讓BSC設(shè)備升級(jí)成具有RNC功能的設(shè)備，技術(shù)實(shí)現(xiàn)上非常困難。首先，BSC和RNC的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議差異性大，差異性是完全革命性的;其次，傳輸網(wǎng)絡(luò)層和物理層相差也非常大，一個(gè)是基于電路交換，一個(gè)是基于ATM交換;其三，用戶(hù)面的處理完全不同，BSC對(duì)于用戶(hù)面基本是透明的，而RNC對(duì)用戶(hù)面有很復(fù)雜的處理。

基于以上分析，BSC設(shè)備和RNC設(shè)備不存在共用設(shè)備問(wèn)題，它們兩者的結(jié)合不會(huì)有任何成本的節(jié)省，反而會(huì)增加設(shè)備的復(fù)雜度，所以現(xiàn)在主流廠家基本都不考慮采用這種升級(jí)的方式。

2.在原有GSM設(shè)備上進(jìn)行疊加的組網(wǎng)方案

對(duì)于無(wú)線側(cè)網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，目前普遍認(rèn)同的方案是在原2G設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行3G網(wǎng)絡(luò)的疊加。

采用疊加方式后，2G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)之間沒(méi)有直接連接。至于與核心網(wǎng)的連接，與核心網(wǎng)采用的演進(jìn)方式有關(guān)：如核心網(wǎng)采用升級(jí)的方式，則RNC采用圖中點(diǎn)線與核心網(wǎng)連接;如核心網(wǎng)采用疊加的方式，則RNC采用圖中虛線與核心網(wǎng)相連。

值得說(shuō)明的是，雖然2G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)從組網(wǎng)結(jié)構(gòu)上看沒(méi)有直接連接，但I(xiàn)ub和Abis口共用傳輸是沒(méi)有問(wèn)題，中興通訊3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備就提供了這種共用傳輸功能。

核心網(wǎng)側(cè)平滑過(guò)渡解決方案

與WCDMA系統(tǒng)在無(wú)線側(cè)無(wú)法平滑演進(jìn)所不同的是，核心網(wǎng)側(cè)是可以演進(jìn)的。根據(jù)核心網(wǎng)側(cè)電路域和分組域的演進(jìn)方式不同，下面提出三種解決方案。

1.核心網(wǎng)全升級(jí)過(guò)渡

對(duì)于現(xiàn)有的GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)，中興通訊支持從GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)向3G系統(tǒng)的演進(jìn)，并提供全面的解決方案。中興通訊的核心網(wǎng)升級(jí)方案是在原有的GSM/GPRS核心網(wǎng)的基礎(chǔ)上，通過(guò)硬件的更新和軟件的升級(jí)來(lái)實(shí)現(xiàn)向WCDMA系統(tǒng)的演進(jìn)。

GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)在建設(shè)時(shí)都有一定的冗余，冗余對(duì)網(wǎng)絡(luò)起著一定的保護(hù)作用，避免網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量增加時(shí)出現(xiàn)阻塞以保持網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。這種冗余為核心網(wǎng)的升級(jí)、擴(kuò)容提供了可能，但由于近年來(lái)移動(dòng)用戶(hù)數(shù)迅猛攀升，2G核心網(wǎng)的冗余已經(jīng)很小，強(qiáng)行升級(jí)、擴(kuò)容勢(shì)必影響網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性;而對(duì)網(wǎng)絡(luò)側(cè)而言，即使現(xiàn)在通過(guò)升級(jí)能夠暫時(shí)滿(mǎn)足組網(wǎng)的需求，在將來(lái)網(wǎng)絡(luò)向全I(xiàn)P演進(jìn)的過(guò)程中，還是需要新建3G的核心網(wǎng)，從網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的角度來(lái)看，升級(jí)并不能為運(yùn)營(yíng)商建網(wǎng)節(jié)省成本。

站在運(yùn)營(yíng)商的角度看，系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠和設(shè)備的性能價(jià)格比是最值得關(guān)心的。核心網(wǎng)的建設(shè)只占整個(gè)移動(dòng)網(wǎng)建設(shè)成本的20%左右，核心網(wǎng)升級(jí)并不能為運(yùn)營(yíng)商節(jié)約多少成本，但卻極大地降低了網(wǎng)絡(luò)性能，使得設(shè)備的性能價(jià)格比降低。這種升級(jí)帶來(lái)的系統(tǒng)無(wú)疑是極不穩(wěn)定的，從戰(zhàn)略角度來(lái)看，運(yùn)營(yíng)商只有建設(shè)一個(gè)高質(zhì)量、高起點(diǎn)的精品網(wǎng)絡(luò)才能在未來(lái)激烈的競(jìng)爭(zhēng)中贏得用戶(hù)，而承擔(dān)如此大的風(fēng)險(xiǎn)通過(guò)升級(jí)方式來(lái)進(jìn)行WCDMA系統(tǒng)演進(jìn)，毫無(wú)疑問(wèn)不是首選和最佳方案。

2.疊加、升級(jí)組合建網(wǎng)

從GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)到WCDMA網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的一種方式是疊加升級(jí)組合的建網(wǎng)方式，這種建網(wǎng)方案主要是將原有GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的電路域進(jìn)行疊加、分組域進(jìn)行升級(jí)的一種組網(wǎng)方式。

從技術(shù)角度來(lái)看，WCDMA網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了網(wǎng)絡(luò)的繼承性，3G系統(tǒng)疊加在2G的核心網(wǎng)上不存在技術(shù)上的屏障。3G系統(tǒng)的UTRAN可以接入3G系統(tǒng)的核心網(wǎng)，滿(mǎn)足3G業(yè)務(wù)需要;2G系統(tǒng)的BSS既可接入2G網(wǎng)絡(luò)，也可同時(shí)接入3G網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)的業(yè)務(wù)功能。

對(duì)于電路域而言，3G網(wǎng)絡(luò)的底層承載采用的是ATM承載，從而使2G到3G的升級(jí)在實(shí)現(xiàn)上不可能，同時(shí)會(huì)帶來(lái)很多問(wèn)題，作者在前面已有論述�，F(xiàn)在在熱點(diǎn)地區(qū)，話(huà)務(wù)量已經(jīng)達(dá)到800Erl/km2，隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的引入，據(jù)預(yù)測(cè)三年內(nèi)話(huà)務(wù)量可達(dá)2500-3000Erl/km2，而根據(jù)GSM網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期的設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)承載能力最多可達(dá)1000Erl/km2，所以針對(duì)話(huà)務(wù)熱點(diǎn)地區(qū)現(xiàn)在急需增加網(wǎng)絡(luò)容量。電路域由于兩代網(wǎng)絡(luò)之間底層承載完全不同，無(wú)法升級(jí)，對(duì)電路域進(jìn)行疊加是一個(gè)比較明智的選擇。

對(duì)于分組域的一種演進(jìn)方案是升級(jí)，從保護(hù)運(yùn)營(yíng)商投資的角度來(lái)看，分組域進(jìn)行升級(jí)演進(jìn)是一種可以參考的方案。例如，中興通訊的GPRS和3G的PS域是采用同一硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)的，在2G到3G演進(jìn)時(shí)，只需增加部分接口硬件并進(jìn)行相關(guān)軟件升級(jí)即可。這樣既最大限度地保護(hù)了運(yùn)營(yíng)商的投資，又保證3G網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，便于網(wǎng)絡(luò)向R4/R5網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)。

從投資者的角度來(lái)看，中興通訊提供的該解決方案，由于基于GPRS系統(tǒng)的過(guò)渡，可以使運(yùn)營(yíng)商在節(jié)省信令網(wǎng)絡(luò)、傳輸網(wǎng)絡(luò)、智能網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)管、電力系統(tǒng)、以及HLR等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備方面的投資的前提下，不會(huì)降低網(wǎng)絡(luò)的性能。

但需要注意的是，采用這種PS域升級(jí)的方案的前提是2G的GPRS和3G的PS域設(shè)備的硬件平臺(tái)可以兼容，并有向全I(xiàn)P演進(jìn)的能力。如現(xiàn)網(wǎng)上已有的GPRS設(shè)備的硬件平臺(tái)無(wú)法升級(jí)到3G則應(yīng)考慮采用下一節(jié)的方案。

如果采用現(xiàn)有GPRS的SGSN和GGSN升級(jí)為PS域，首先會(huì)影響現(xiàn)有GPRS網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，其次升級(jí)后設(shè)備為GPRS用戶(hù)提供服務(wù)，同時(shí)又為WCDMA用戶(hù)提供服務(wù)，隨著WCDMA用戶(hù)的增加，系統(tǒng)在擴(kuò)容上需要進(jìn)一步投資。并且現(xiàn)在GPRS網(wǎng)上設(shè)備SGSN的交換方式有很多廠商是采用窄帶電路交換方式，即使是采用寬帶ATM交換的系統(tǒng)，由于其結(jié)構(gòu)老化，處理機(jī)的處理能力、業(yè)務(wù)支持能力也無(wú)法滿(mǎn)足3G業(yè)務(wù)的需求，從而成為WCDMA數(shù)據(jù)高速交換的瓶頸，不利于以后新業(yè)務(wù)的發(fā)展。

3.完全疊加建網(wǎng)

從GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)向3G系統(tǒng)的演進(jìn)的另一種方案是建設(shè)完全疊加網(wǎng)。整個(gè)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)現(xiàn)有2G組網(wǎng)不同區(qū)別對(duì)待：

對(duì)于電路域本地網(wǎng)采用完全疊加的方案。因?yàn)殚L(zhǎng)途網(wǎng)一般僅起到話(huà)務(wù)轉(zhuǎn)接的作用，與GSM作用相同，建議WCDMA同GSM共享長(zhǎng)途網(wǎng)資源，這樣對(duì)現(xiàn)網(wǎng)的影響也不是很大，WCDMA R99電路域采用的是七號(hào)信令，可以與GSM共享七號(hào)信令網(wǎng)。

對(duì)于分組域，WCDMA網(wǎng)絡(luò)PS域骨干網(wǎng)與現(xiàn)有的GPRS骨干網(wǎng)共享，WCDMA網(wǎng)絡(luò)PS域省網(wǎng)新建SGSN和GGSN，并且由于WCDMA的PS域與現(xiàn)網(wǎng)GPRS在流程以及核心網(wǎng)的協(xié)議非常相似，省網(wǎng)的CG、DNS和路由器等設(shè)備與GPRS現(xiàn)網(wǎng)共用。

核心網(wǎng)疊加方案的主要優(yōu)點(diǎn)有：

避免了對(duì)現(xiàn)有2G業(yè)務(wù)的影響;易于網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和實(shí)施;充分保障了現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性;容量不受原有網(wǎng)絡(luò)的限制。

這種方案通過(guò)核心網(wǎng)的疊加來(lái)引入寬帶接入、補(bǔ)充新的頻譜和核心網(wǎng)資源，達(dá)到分流語(yǔ)音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、刺激業(yè)務(wù)增長(zhǎng)的目的，從而促進(jìn)3G系統(tǒng)的發(fā)展。

值得注意的是，GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)與3G系統(tǒng)核心網(wǎng)絡(luò)的疊加存在，不是競(jìng)爭(zhēng)而是相互協(xié)作、互補(bǔ)的關(guān)系。為了充分挖掘3G系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的高頻譜利用率，當(dāng)3G系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)空閑時(shí)，對(duì)語(yǔ)音業(yè)務(wù)也可考慮優(yōu)先使用3G網(wǎng)絡(luò)。采用疊加方式建設(shè)3G網(wǎng)絡(luò)，不僅有利于3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的逐步推進(jìn)，而且為網(wǎng)絡(luò)向基于Rel 4/5的全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)掃清了障礙。

演進(jìn)策略建議

總體來(lái)說(shuō)，針對(duì)即將擁有3G牌照的運(yùn)營(yíng)商，一般會(huì)面臨三種建網(wǎng)選擇：新建、升級(jí)、疊加，當(dāng)然實(shí)際情況往往會(huì)采用其中兩種或三種組合策略。

對(duì)于原本就沒(méi)有建設(shè)2G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，由于沒(méi)有2G網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)，可以盡量采用較新的技術(shù)，建設(shè)全新的網(wǎng)絡(luò)非常適宜，這樣越過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)，直接增加3G的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)構(gòu)建3G的核心網(wǎng)絡(luò)和3G 無(wú)線接入網(wǎng)，提供3G業(yè)務(wù)。對(duì)此，中興通訊3G演進(jìn)方案建議直接建設(shè)3G的核心網(wǎng)CN和接入網(wǎng)UTRAN，并可以提供全套WCDMA端到端的解決方案，包括所有的系統(tǒng)設(shè)備：Node B、RNC、MSC/VLR、SGSN、GGSN、HLR、CG、OMC、SC、MMSC以及綜合業(yè)務(wù)管理平臺(tái)等等。

針對(duì)已經(jīng)建設(shè)GSM網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營(yíng)商，面臨的是如何從GSM/GPRS向3G進(jìn)行平穩(wěn)、無(wú)縫的演進(jìn)。此時(shí)運(yùn)營(yíng)商最為關(guān)注的是：WCDMA網(wǎng)絡(luò)的引入應(yīng)盡可能減小對(duì)現(xiàn)有GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)的影響;盡可能地利用現(xiàn)網(wǎng)資源，更重要的是盡可能地保護(hù)2G到3G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展上新的投資，同時(shí)確保這種投資可以保障網(wǎng)絡(luò)向全I(xiàn)P平滑演進(jìn)而不會(huì)出現(xiàn)某種障礙;終端用戶(hù)的業(yè)務(wù)可以從GSM平滑過(guò)渡到WCDMA。

中興通訊充分考慮了上述情況，完全支持從GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)向WCDMA系統(tǒng)的平滑演進(jìn)策略，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)根據(jù)運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)情況提供不同的解決方案。對(duì)于原來(lái)GPRS網(wǎng)絡(luò)初建時(shí)已經(jīng)考慮到了與3G PS域兼容，并且可以通過(guò)軟件升級(jí)過(guò)渡到3G的運(yùn)營(yíng)商，采用PS域升級(jí)、CS域疊加的演進(jìn)方案。

而對(duì)于大多數(shù)現(xiàn)網(wǎng)情況，GPRS網(wǎng)絡(luò)無(wú)法只是通過(guò)軟件升級(jí)過(guò)渡到3G的PS域，因此建議采用完全疊加網(wǎng)的方案。即網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)在原有2G本地網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，疊加3G核心網(wǎng)，可同時(shí)接入3G的無(wú)線接入網(wǎng)UTRAN和2G的無(wú)線接入網(wǎng)BSS，在提供3G豐富多彩的業(yè)務(wù)的同時(shí)，與現(xiàn)有2G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)互通，并為2G業(yè)務(wù)的平滑演進(jìn)提供了保證。新建的3G核心網(wǎng)已經(jīng)從規(guī)劃上充分考慮到網(wǎng)絡(luò)向全I(xiàn)P演進(jìn)的趨勢(shì)，為全I(xiàn)P的演進(jìn)掃除了障礙。建設(shè)完全疊加網(wǎng)是對(duì)現(xiàn)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)影響最小的解決方案，維護(hù)和提升精品網(wǎng)絡(luò)、高品質(zhì)服務(wù)的運(yùn)營(yíng)形象，為新一代網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)創(chuàng)造了更廣闊的發(fā)展空間。

結(jié)束語(yǔ)

從現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)到WCDMA網(wǎng)絡(luò)時(shí)，不論采用哪種演進(jìn)策略，都可以充分考慮如何改造和利用2代已有的長(zhǎng)途骨干網(wǎng)、信令網(wǎng)、智能網(wǎng)、關(guān)口局及HLR/AUC、SC等設(shè)備。這樣既最大限度地保護(hù)了運(yùn)營(yíng)商在GSM/GPRS等方面的已有投資，又可以使運(yùn)營(yíng)商根據(jù)自己地區(qū)的業(yè)務(wù)開(kāi)展情況和經(jīng)營(yíng)狀況，逐步、漸進(jìn)地提供豐富的3G系統(tǒng)業(yè)務(wù)，從而達(dá)到優(yōu)化自己的網(wǎng)絡(luò)資源配置、簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和便于運(yùn)營(yíng)、管理的目的。這充分體現(xiàn)了WCDMA系統(tǒng)對(duì)GSM/GPRS現(xiàn)網(wǎng)設(shè)施的繼承性和保護(hù)。