第二代移動通信網絡向第三代平滑演進研究

2019-11-03 09:44:59

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第二代移動通信網絡向第三代平滑演進研究<2> 三、第二代移動通信網絡向第三代的平滑演進 1、3G UMTS－WCDMA網絡結構的兩階段特點及未來網絡的發展趨勢 UMTS網絡結構版本分為 2個階段：第一階段R99版的網絡結構主要是基于演進的GPRS網絡；第二階段ROO版的網絡將是基于全ip方式。目前 UMTS R99版已于2000年3月TSG＃7會議完成了功能凍結。其無線接口基于WCDMA和ATM方式，核心網絡基于GSM／GPRS網絡演進，支持雙系統（GSM／UMTS）終端 UMTSR00版的核心網絡基于全IP網絡結構，核心網由 R99核心網演進而來，無線接口基于WCDMA和ATM、IP方式；全面支持分組實時多媒體業務，但其規范尚未成熟、完成時間尚未確定。在UMTS R99網絡中，電路型業務由移動交換機MSC支持，分組數據業務由分組交換設備SGSN支持。2G話音業務通過傳統BSC、A接口接入MSC，2G數據業務由BSC通過Gb接口接入SGSN，3G話音業務由RNC（Radio Node Controller新建設備，WCDMA的基站控制器）通過IUCS接口接入MSC，而3G數據業務則通過RNC、luPS接口接入分組交換設備SGSN。從而使2G／3G網絡共存，GSM的用戶和CDMA的用戶均能得到服務，從而實現平滑過渡。這里的MSC是支持2G／3G業務的MSC，而非現有網絡使用的MSC，其與RNC的luCS接口基于ATM標準‘可以通過對現有的MSC進行版本升級并增加接口轉換設備得到。同樣SGSN也需進行版本升級，并支持ATM標準接口。在UMTS ROO網絡中，支持IP電話業務，SGSN比照R99版本中的SGSN增加了話音分組優先處理功能，從而使話音業務的優先級高于數據業務，能夠實現實時處理。IU接口基于IP標準。HSS（Home Subsciber Server）在功能上等同于原有的HLR；CSCF、MGCF、R－SGW、MGW、T－SGW和 MRF是網絡的呼叫控制部分．主要完成實時移動無線業務的呼叫控制和信令功能。UMTS ROO終端支持全IP電話錄四分組數據業務，其業務呼叫通過RNC（包含在 UTRAN無線系統中）由 IU接口接入SGSN以完成與外部網絡的連接；R99終端數據業務流程同上，電路交換話音業務則接入 MGW（R00版中多媒體業務的連接載體部分，加上MSCServer控制功能相當于UMTS R99中的MMC），由MGW接入外部網絡。當然，也可以由R99網絡中的MSC接入外部網絡。這里MSC Server的呼叫和移動控制協議部分主要由GSM／UMTSR99 MSC的相關協議組成，其作用是對電路交換域的移動呼叫送行控制，將用戶的網絡信令解釋成相關的網絡信令，MSC Server對位于MGW傳輸通道中的數據連接的呼叫狀態進行控制。GMSC Server與GSM和UMTS R99中的GMSC一樣，主要完成呼叫控制和移動控制功能。由UMTS ROO網絡結構可以看出，未來網絡的發展趨勢將會是傳輸、控制與業務相分離的網絡模式。 2．二代網絡向三代的演進向移動用戶提供高速率的數據業務是推動第二代向第三代發展的重要因素。對于現有GSM系統，一般僅能夠提供9.6kb／S的電路型數據業務。如果將多個時隙復用在一起，則可以提供n*9.6kb／s的數據業務，目前為n＜＝6，用戶最高數據速率為57.6kb／s，該種方式被稱為高速電路交換業務（HSCSD）。此后出現的通用分組數據業務（GPRS）在核，肝網絡首次引入了分組交換的方式，為用戶提供中速無線業務，成為GSM向第三代網絡演進的必經之路，被稱為二代半的技術。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營執照的運營者，其原有的HSCSD和GPRS系統都可以采用一種新的高電平調制方式的EDGE技術來提高調制的有效性，使得用戶數據速率可達到384kb／S。可以說EDGE技術是GSM系統的邊緣技術‘即它能達到的最高能力。對于能夠獲得第三代執照的運營者，其無線接入網一般基于WCOMA無線技術，網絡部分則采用演進的方式，即在初期，將針對話音和數據業務分別接入到不同的交換網絡。隨著網絡的進一步發展，此后會出現全IP網絡，即一個核心網絡能夠同時承載話音和數據業務，并采用IP技術。＊現有GSM／GPRS網絡向 UMTSR99網絡的平滑演進對于經營著龐大GSM網絡的二代移動運營商來說，一方面，3G的建設步伐需按業務需求和帶寬需求進行；避免初期在業務量不足的情況下大規模盲目投資；另一方面，網絡的建設需要一定的周期，在網絡建設期間，為保證3G的用戶在沒有3G網絡覆蓋的地區能夠得到2G的服務，通過雙系統終端（UMTS／GSM）保證業務的連續性。過渡性解決方案可以分為兩大類：第一類方案是在現有的GSM網絡基礎上構建UMTS網絡。這種方案引進3G接入網，升級現有GSM核心網設備MSC提供UMTS UTRAN無線話音接入，同時升級GPRS GSN支持UMTS UTRAN數據接入。其優勢是充分利用現有核心網設備，最大限度保護已有的投資。但要求現有2G網絡有空余容量，可以進行再擴容。第二類方案是在3G業務需求量大且該地區GSM／GPRS網絡容量已滿．不具備擴容能力的情況下，構建疊加的UMTS網絡，引進3G的接入網和核心網設備，核心網設備能統一處理電路交換與分組交換。這種方案的優點是語音、數據處理平臺統一，簡化操作維護；對原有網絡影響較小；能反向兼容GSM系統。＊向全IP網絡邁進在UMTS R99寬帶網絡逐步取代GSM網絡之后，隨著UMTS R00規范的成熟，UMTS R99網絡即可向全IP網絡方式演進。此時，R00的終端業務完全是IP方式，由SGSN處理；而對于R99的數據業務由SGSN處理，話音業務則由UMTS R99網絡中的電路交換系統支持，直到完全過渡到UMTS R00全IP網絡。 3．UMTS組網方案設想對于現有的GSM網絡，其向3G過渡方案可分四步進行：（1）GSM／GPRS階段建設GPRS移動分組數據網，引導移動數據業務的開展，同時積極建設移動IP骨干網，為將來過渡到3G奠定基礎。（2）3G WCDMA初期階段可在部分熱點地區引入 3G接入網設備，將GSM／GPRS網絡設備升級成具備3G特性的設備，以開展3G業務，若此地區不具備升級條件，則采用UMTS網絡疊加方式，引進 3G楊心網設備，提供3G業務；其他非熱點地區由GSM／GPRS網絡提供中速數據業務；3G用戶的業務連續性可通過雙系統終端實現。（3）3G WCDMA中期階段隨著3G技術和市場的成熟，可在大部分地區引入3G接入網，核心網建設可主要采用UMTS網絡疊加方式，容量充足地區也可采用現網升級方式。網絡建設規模和建設速度以業務需求為依據，業務的連續性可通過雙系統終端實現。3G網絡未覆蓋地區仍采用GPRS提供數據服務。（4）全IP的3G網絡隨著3G全IP網絡解決方案的成熟，將原有網絡上引入IP多媒體設備，向全IP網絡過渡。四、結束語隨著移動通信技術的發展，第三代移動通信即將步入商用，做好GSM網絡到三代移動通信網絡演進的研究。將對保護現有GSM運營商的投資有重大意義。摘自《郵電商情》

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