第二代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)向第三代平滑演進(jìn)研究<2>

第二代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)向第三代平滑演進(jìn)研究<2>
    三、第二代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)向第三代的平滑演進(jìn)
    1、3G UMTS－WCDMA網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的兩階段特點(diǎn)及未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢
    UMTS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)版本分為 2個(gè)階段：第一階段R99版的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要是基于演進(jìn)的GPRS網(wǎng)絡(luò)；
第二階段ROO版的網(wǎng)絡(luò)將是基于全I(xiàn)P方式。目前 UMTS R99版已于2000年3月TSG＃7會(huì)議完成了
功能凍結(jié)。其無線接口基于WCDMA和ATM方式，核心網(wǎng)絡(luò)基于GSM／GPRS網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)，支持雙系統(tǒng)
（GSM／UMTS）終端 UMTSR00版的核心網(wǎng)絡(luò)基于全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，核心網(wǎng)由 R99核心網(wǎng)演進(jìn)而來，
無線接口基于WCDMA和ATM、IP方式；全面支持分組實(shí)時(shí)多媒體業(yè)務(wù)，但其規(guī)范尚未成熟、完成
時(shí)間尚未確定。
    在UMTS R99網(wǎng)絡(luò)中，電路型業(yè)務(wù)由移動(dòng)交換機(jī)MSC支持，分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)由分組交換設(shè)備SG
SN支持。2G話音業(yè)務(wù)通過傳統(tǒng)BSC、A接口接入MSC，2G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)由BSC通過Gb接口接入SGSN，3G
話音業(yè)務(wù)由RNC（Radio Node Controller新建設(shè)備，WCDMA的基站控制器）通過IUCS接口接入
MSC，而3G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)則通過RNC、luPS接口接入分組交換設(shè)備SGSN。從而使2G／3G網(wǎng)絡(luò)共存，GSM
的用戶和CDMA的用戶均能得到服務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)平滑過渡。這里的MSC是支持2G／3G業(yè)務(wù)的MSC，
而非現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)使用的MSC，其與RNC的luCS接口基于ATM標(biāo)準(zhǔn)‘可以通過對現(xiàn)有的MSC進(jìn)行版本升
級并增加接口轉(zhuǎn)換設(shè)備得到。同樣SGSN也需進(jìn)行版本升級，并支持ATM標(biāo)準(zhǔn)接口。
      在UMTS ROO網(wǎng)絡(luò)中，支持IP電話業(yè)務(wù)，SGSN比照R99版本中的SGSN增加了話音分組優(yōu)先處
理功能，從而使話音業(yè)務(wù)的優(yōu)先級高于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)處理。IU接口基于IP標(biāo)準(zhǔn)。HSS
（Home Subsciber Server）在功能上等同于原有的HLR；CSCF、MGCF、R－SGW、MGW、T－SGW
和
 MRF是網(wǎng)絡(luò)的呼叫控制部分．主要完成實(shí)時(shí)移動(dòng)無線業(yè)務(wù)的呼叫控制和信令功能。UMTS ROO終
端支持全I(xiàn)P電話錄四分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，其業(yè)務(wù)呼叫通過RNC（包含在 UTRAN無線系統(tǒng)中）由 IU接
口接入SGSN以完成與外部網(wǎng)絡(luò)的連接；R99終端數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流程同上，電路交換話音業(yè)務(wù)則接入 
MGW（R00版中多媒體業(yè)務(wù)的連接載體部分，加上MSCServer控制功能相當(dāng)于UMTS R99中的MMC），
由MGW接入外部網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)然，也可以由R99網(wǎng)絡(luò)中的MSC接入外部網(wǎng)絡(luò)。這里MSC Server的呼叫和
移動(dòng)控制協(xié)議部分主要由GSM／UMTSR99 MSC的相關(guān)協(xié)議組成，其作用是對電路交換域的移動(dòng)呼
叫送行控制，將用戶的網(wǎng)絡(luò)信令解釋成相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)信令，MSC Server對位于MGW傳輸通道中的數(shù)
據(jù)連接的呼叫狀態(tài)進(jìn)行控制。GMSC Server與GSM和UMTS R99中的GMSC一樣，主要完成呼叫控制和
移動(dòng)控制功能。
    由UMTS ROO網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以看出，未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢將會(huì)是傳輸、控制與業(yè)務(wù)相分離的網(wǎng)絡(luò)
模式。    2．二代網(wǎng)絡(luò)向三代的演進(jìn)
    向移動(dòng)用戶提供高速率的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)是推動(dòng)第二代向第三代發(fā)展的重要因素。對于現(xiàn)有GSM系
統(tǒng)，一般僅能夠提供9.6kb／S的電路型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。如果將多個(gè)時(shí)隙復(fù)用在一起，則可以提供n*
9.6kb／s的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，目前為n＜＝6，用戶最高數(shù)據(jù)速率為57.6kb／s，該種方式被稱為高速電
路交換業(yè)務(wù)（HSCSD）。此后出現(xiàn)的通用分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（GPRS）在核，肝網(wǎng)絡(luò)首次引入了分組交
換的方式，為用戶提供中速無線業(yè)務(wù)，成為GSM向第三代網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的必經(jīng)之路，被稱為二代半的
技術(shù)。由于在GPRS無線接口采用了新的信道編碼方式，對于用戶提供的最高速率為171kb／s一
般為108kb／s。
    對于不能獲得第三代運(yùn)營執(zhí)照的運(yùn)營者，其原有的HSCSD和GPRS系統(tǒng)都可以采用一種新的高
電平調(diào)制方式的EDGE技術(shù)來提高調(diào)制的有效性，使得用戶數(shù)據(jù)速率可達(dá)到384kb／S。可以說EDGE
技術(shù)是GSM系統(tǒng)的邊緣技術(shù)‘即它能達(dá)到的最高能力。
    對于能夠獲得第三代執(zhí)照的運(yùn)營者，其無線接入網(wǎng)一般基于WCOMA無線技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)部分則采
用演進(jìn)的方式，即在初期，將針對話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分別接入到不同的交換網(wǎng)絡(luò)。隨著網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)
一步發(fā)展，此后會(huì)出現(xiàn)全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)，即一個(gè)核心網(wǎng)絡(luò)能夠同時(shí)承載話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，并采用IP技
術(shù)。
    ＊現(xiàn)有GSM／GPRS網(wǎng)絡(luò)向  UMTSR99網(wǎng)絡(luò)的平滑演進(jìn)
    對于經(jīng)營著龐大GSM網(wǎng)絡(luò)的二代移動(dòng)運(yùn)營商來說，一方面，3G的建設(shè)步伐需按業(yè)務(wù)需求和帶
寬需求進(jìn)行；避免初期在業(yè)務(wù)量不足的情況下大規(guī)模盲目投資；另一方面，網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)需要一
定的周期，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)期間，為保證3G的用戶在沒有3G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地區(qū)能夠得到2G的服務(wù)，通
過雙系統(tǒng)終端（UMTS／GSM）保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性。
    過渡性解決方案可以分為兩大類：
    第一類方案是在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上構(gòu)建UMTS網(wǎng)絡(luò)。這種方案引進(jìn)3G接入網(wǎng)，升級現(xiàn)有GSM
核心網(wǎng)設(shè)備MSC提供UMTS UTRAN無線話音接入，同時(shí)升級GPRS GSN支持UMTS UTRAN數(shù)據(jù)接入。其
優(yōu)勢是充分利用現(xiàn)有核心網(wǎng)設(shè)備，最大限度保護(hù)已有的投資。但要求現(xiàn)有2G網(wǎng)絡(luò)有空余容量，可
以進(jìn)行再擴(kuò)容。
    第二類方案是在3G業(yè)務(wù)需求量大且該地區(qū)GSM／GPRS網(wǎng)絡(luò)容量已滿．不具備擴(kuò)容能力的情況
下，構(gòu)建疊加的UMTS網(wǎng)絡(luò)，引進(jìn)3G的接入網(wǎng)和核心網(wǎng)設(shè)備，核心網(wǎng)設(shè)備能統(tǒng)一處理電路交換與分
組交換。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是語音、數(shù)據(jù)處理平臺(tái)統(tǒng)一，簡化操作維護(hù)；對原有網(wǎng)絡(luò)影響較小；能
反向兼容GSM系統(tǒng)。
    ＊向全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)邁進(jìn)
    在UMTS R99寬帶網(wǎng)絡(luò)逐步取代GSM網(wǎng)絡(luò)之后，隨著UMTS R00規(guī)范的成熟，UMTS R99網(wǎng)絡(luò)即可
向全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)方式演進(jìn)。此時(shí)，R00的終端業(yè)務(wù)完全是IP方式，由SGSN處理；而對于R99的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)
由SGSN處理，話音業(yè)務(wù)則由UMTS R99網(wǎng)絡(luò)中的電路交換系統(tǒng)支持，直到完全過渡到UMTS R00全I(xiàn)P
網(wǎng)絡(luò)。
    3．UMTS組網(wǎng)方案設(shè)想
    對于現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)，其向3G過渡方案可分四步進(jìn)行：
    （1）GSM／GPRS階段
    建設(shè)GPRS移動(dòng)分組數(shù)據(jù)網(wǎng)，引導(dǎo)移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的開展，同時(shí)積極建設(shè)移動(dòng)IP骨干網(wǎng)，為將來
過渡到3G奠定基礎(chǔ)。
    （2）3G WCDMA初期階段
    可在部分熱點(diǎn)地區(qū)引入 3G接入網(wǎng)設(shè)備，將GSM／GPRS網(wǎng)絡(luò)設(shè)備升級成具備3G特性的設(shè)備，以
開展3G業(yè)務(wù)，若此地區(qū)不具備升級條件，則采用UMTS網(wǎng)絡(luò)疊加方式，引進(jìn) 3G楊心網(wǎng)設(shè)備，提供
3G業(yè)務(wù)；其他非熱點(diǎn)地區(qū)由GSM／GPRS網(wǎng)絡(luò)提供中速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；3G用戶的業(yè)務(wù)連續(xù)性可通過雙系
統(tǒng)終端實(shí)現(xiàn)。
    （3）3G WCDMA中期階段
    隨著3G技術(shù)和市場的成熟，可在大部分地區(qū)引入3G接入網(wǎng)，核心網(wǎng)建設(shè)可主要采用UMTS網(wǎng)絡(luò)
疊加方式，容量充足地區(qū)也可采用現(xiàn)網(wǎng)升級方式。網(wǎng)絡(luò)建設(shè)規(guī)模和建設(shè)速度以業(yè)務(wù)需求為依據(jù)，
業(yè)務(wù)的連續(xù)性可通過雙系統(tǒng)終端實(shí)現(xiàn)。3G網(wǎng)絡(luò)未覆蓋地區(qū)仍采用GPRS提供數(shù)據(jù)服務(wù)。
    （4）全I(xiàn)P的3G網(wǎng)絡(luò)
    隨著3G全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)解決方案的成熟，將原有網(wǎng)絡(luò)上引入IP多媒體設(shè)備，向全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)過渡。
四、結(jié)束語
    隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，第三代移動(dòng)通信即將步入商用，做好GSM網(wǎng)絡(luò)到三代移動(dòng)通信網(wǎng)
絡(luò)演進(jìn)的研究。將對保護(hù)現(xiàn)有GSM運(yùn)營商的投資有重大意義。

摘自《郵電商情》