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由中國移動、英國Vodafone和Orange、日本NTTdocomo、德國T-Mobile、荷蘭KPN以及美國Sprint七大運營商發(fā)起成立的NGMN(NextGeneration Mobile Network)組織對下一代移動通信網絡的性能、功能和整個網絡架構有了初步的明確，業(yè)界也在深入研究其相關規(guī)范。NGMN事實上在宏觀層面和框架層面對于未來的移動通信網絡有所規(guī)范。全球現(xiàn)有最大的移動通信網絡GSM朝著NGMN發(fā)展過程中進行技術改進以適應技術發(fā)展，具有較大的現(xiàn)實意義。本文闡述了下一代GSM網絡的演進過程中相關重要技術，以期給予業(yè)界借鑒意義。
移動通信技術發(fā)展到現(xiàn)在，GSM無論是網絡規(guī)模還是用戶規(guī)模，在全球的占有率都首屈一指，到目前為止，沒有一種通信技術能夠像GSM技術這樣的深入人們的生活，并對全球的經濟和社會產生深遠的影響。但是，隨著技術的發(fā)展，GSM不能停留在原來傳統(tǒng)2G網絡的概念上。移動通信運營商無論從技術演進的角度，還是有效保護網絡設備的角度，都需要深入研究NG-GSM的相關問題，從而為實現(xiàn)投資保護和盈利能力提升提供最大保障。文章從分析研究NG-GSM的必要性入手，闡述了移動運營商發(fā)展NG-GSM的目標和愿景，最后從多個技術維度分析了NG-GSM的關鍵技術，給目前的網絡建設發(fā)展策略提供一定的借鑒。
研究NG-GSM網絡技術的必要性
研究NG-GSM是符合網絡發(fā)展趨勢的要求
到目前為止，已經實現(xiàn)商用規(guī)模的無線接入系統(tǒng)多種多樣，按照演進路線，GSM/GPRS/EDGE/WCDMA/TD-SCDMA/HSPA/LTE是一條路線，CDMA/cdma2000/EVDO是另一條路線，還包括Wi-Fi/WiMAX等無線寬帶接入技術等，總體而言，未來的無線接入網系統(tǒng)，必將是一個多標準長期共存，并按照各自路徑演進且相互融合的系統(tǒng)。在中國，目前的無線接入網系統(tǒng)以GSM為主，可以預見，未來的移動通信網絡是一個以GSM為基礎，疊加多種無線制式的融合的網絡。所以，從接入網的發(fā)展趨勢來看，研究NG-GSM相關技術是網絡發(fā)展和融合的趨勢要求，是認清GSM在很長一段時間內還擁有重要地位的認知要求。
另外，移動通信網絡IP化必將成為一個歷史趨勢，原有GSM接入系統(tǒng)是基于TDM為基礎的，研究NG-GSM相關技術，特別是IP改造技術，必將成為一種趨勢。對GSMBSS的IP化改造，對保護運營商的網絡投資也具有戰(zhàn)略意義，同時，通過IP化改造，能節(jié)省傳輸、進行可靠靈活的組網，也能給移動運營商帶來現(xiàn)實的意義。
研究NG-GSM是合理利用網絡資源的要求
技術的發(fā)展意味著效率的提高，研究NG-GSM能充分挖掘網絡潛力，最大程度地降低移動通信運營商的資本開支（CAPEX）和運營成本（OPEX），是運營商合理利用網絡資源的要求。
信息產業(yè)部2007年全國通信業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報顯示，截至到2007年底，中國移動GSM交換機容量凈增21890萬戶，達到67614萬戶；GSM基站凈增7.3萬個，達到30.7萬個；GSM載頻凈增92.8萬個，達到300.7萬個。中國聯(lián)通的GSM交換機容量新增2273.7萬戶，達到1.29億戶。巨大的GSM網絡規(guī)模需要我們認真研究NG-GSM技術，通過多樣的技術手段保護GSM設備投資，提供更為可靠的通信服務。
研究NG-GSM是正視GSM用戶市場的要求
GSM從1982年開始成為歐洲的電信標準，從1992年規(guī)�；逃�，截至2007年12月31日的16年里，GSM實現(xiàn)簽約用戶24億，占總體移動用戶的83%以上，第二個10億用戶的增長僅用2年半就得以實現(xiàn)�，F(xiàn)在，全球已有256個國家共758個GSM商用網在運行，每天正以152萬用戶的速度快速增長，預測到2010年全球GSM用戶將達30億，GSM的用戶規(guī)模在很長一段時間內將占據移動通信用戶市場的主導地位。
根據信息產業(yè)部2007年全國通信業(yè)發(fā)展統(tǒng)計公報顯示，截至到2007年底，全國移動電話用戶新增8622.8萬戶，達到54728.6萬戶，其中除去部分CDMA用戶和小靈通用戶，占絕大部分的為GSM用戶。中國的移動通信網絡承載著巨大的GSM用戶數(shù)量，研究NG-GSM是正視GSM用戶市場的客觀要求，需要用技術的不斷發(fā)展和深入來滿足廣大GSM用戶通信需求的要求。
NG-GSM的發(fā)展 目標和愿景
對于擁有GSM現(xiàn)網的移動通信運營商，發(fā)展NG-GSM的主要目標基于如下三點。
第一，發(fā)展NG-GSM要節(jié)省網絡設備的投資（降低CAPEX）。通過NG-GSM相關技術改造，運營商要能充分利用現(xiàn)有的硬件設備，并通過軟件設備或部分改造支持后續(xù)的演進技術，要能夠充分實現(xiàn)資源共享。
第二，發(fā)展NG-GSM要節(jié)省網絡的運行維護成本（降低OPEX）。要通過技術改造提高各個網元的運行效率，降低功耗；并通過BSSIP改造等使用高效的IP傳輸，來簡化基站傳輸，降低運維成本。
第三，發(fā)展NG-GSM要提供更強的話音業(yè)務和數(shù)據業(yè)務的承載能力。通過技術改造特別是使用NG-GSM關鍵技術來提升網絡容量，提高網絡性能。
通過NG-GSM相關技術的發(fā)展，最后達到的網絡結構示意圖（NG-GSM網絡發(fā)展愿景），如圖1所示。愿景圖給我們展現(xiàn)的網絡構架和技術有如下幾個特點。
圖1 NG-GSM 網絡愿景圖
第一，網絡基本實現(xiàn)全IP化（含核心網和基站接入系統(tǒng)）。
第二，基站接入系統(tǒng)呈現(xiàn)分布化、共享化和多模化特點，可以采用BBU+RRU、載波資源池或者多�；镜炔煌绞絹斫尤肭腋饔刑攸c。BBU+RRU方式具有很大靈活性，并給網絡建設帶來方便。載波資源池能根據不同覆蓋區(qū)域的需求，集中調度載波資源，并能使不同區(qū)域共享整個載波資源，節(jié)省載波配置。使用多�；�，能通過共柜、模塊混插、一體化設計等形式，同一基站能夠支持2G和3G/WiMAX網絡。
第三，網絡體現(xiàn)更強的語音業(yè)務、數(shù)據業(yè)務承載能力。通過去干擾技術、分集合并技術、采用高階調制編碼等等來挖掘用戶容量潛力，提升話音業(yè)務質量和數(shù)據業(yè)務傳輸速率。
NG-GSM的關鍵技術
NG-GSM的關鍵技術包括話音業(yè)務承載能力增強技術（采用編碼技術、聯(lián)合發(fā)送和干擾抑制等多種手段增強小區(qū)覆蓋或者容量）、數(shù)據業(yè)務承載能力增強技術（包括EDGEEvolution等技術強化數(shù)據業(yè)務傳送能力），還包括多種基站組網技術、軟件無線電等。
語音業(yè)務承載能力增強技術
采用ARM-HR半速率增加網絡容量。GSM半速率技術，是指通過使用GSM06.20規(guī)范的語音編碼方式，將Um無線鏈路語音編碼速率由12.2kbit/s降為5.6kbit/s，使用一個GSM時隙承載兩路話音業(yè)務的技術。半速率技術可以達到提高無線網絡容量的目的，但對話音質量存在一定的影響。
通過網絡試驗，開通半速率功能后，半速率信道承載話務能力明顯，最多時可多承載70％的話務量，網絡整體承載能力顯著增強，擁塞率下降明顯（試驗的本地網BSC1的擁塞率由0.45%降至0%），掉話率略有上升（上升0.1%至0.15%），但經參數(shù)調整后有一定回落，可滿足全網掉話率優(yōu)秀指標。
總體而言，在非密集城區(qū)，開啟半速率功能，能使網絡承載話務能力有明顯提高，擁塞率顯著下降。開啟半速率不會對GPRS等無線數(shù)據業(yè)務產生影響，反而由于無線話務信道資源的提升，使GPRS等無線數(shù)據業(yè)務信道的需求得到進一步滿足。
采用發(fā)信機相干聯(lián)合（DualPowerCombiningTransmission，DPCT)技術。使用DPCT能有效增強下行鏈路發(fā)射增益，通過軟件配置，將兩個發(fā)射機作為一個邏輯的發(fā)射機使用，也就是兩個發(fā)射機在同一時刻發(fā)出同樣的突發(fā)脈沖，通過合路器，構成形式上的一個載波，從而得到比單TRX多2.5～3dB的發(fā)射增益。
采用DPCT能擴大基站覆蓋半徑，特別適用于農村或者郊區(qū)初級建網階段，使得組網更加的靈活。在建網初期，用戶不多，采用DPCT能提高發(fā)射增益，實現(xiàn)覆蓋增強，在網絡建設中后期，容量擴大后，可將兩個DPCT載頻作為兩個獨立的載頻使用，既解決了建網初期的覆蓋問題，又能夠平滑過渡解決后期的容量問題，為運營商動態(tài)平衡網絡容量和覆蓋提供了選擇，總體降低了CAPEX。
采用下行延時分集發(fā)射（DelayDiversityTransmission，DDT)技術。下行延時分集發(fā)射，和DPCT不一樣，它基于不增大發(fā)射功率而達到改善覆蓋目的。它除了改善基站覆蓋外，還可以改善網絡容量。其工作原理就是使兩個發(fā)信機在短時延內發(fā)射相同信號，兩個發(fā)信機當作一個“虛擬發(fā)信機”來使用，使下行信號增強。手機端接收到兩個不同干擾情況但內容相同的有用信號，經過合成算法獲得附加的3dB下行增益，從而提高了網絡覆蓋范圍，能夠實現(xiàn)20%甚至30%以上的增強覆蓋。使用該技術能有效改善服務質量，降低網優(yōu)成本，且無需對終端進行改動。
