第三代移動通信網(wǎng)的技術(shù)傾向

2019-11-03 09:50:43

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供稿：網(wǎng)友

第三代移動通信網(wǎng)的技術(shù)傾向摘要簡述未來的第三代移動通信網(wǎng)IMT－2000準(zhǔn)備提供高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的基本設(shè)想，即在移動核心網(wǎng)中加設(shè)“通用分組無線電業(yè)務(wù)”，以便連往Internet。進(jìn)而說明空中接口傾向于使用“寬帶碼分多址”和“時分雙工”的制式，而在無線電接入網(wǎng)中加設(shè)“無線電網(wǎng)絡(luò)控制器”，該控制器與基臺之間則利用異步轉(zhuǎn)移模式及其新型適配層的交換技術(shù)和信令規(guī)約。關(guān)鍵詞移動通信數(shù)據(jù)通信碼分多址異步轉(zhuǎn)移模式1第三代移動通信和IMT-2000 城市蜂窩網(wǎng)無線移動通信發(fā)展迅速，尤其從第一代的模擬電話網(wǎng)過渡至第二代的數(shù)字電話網(wǎng)后，使用移動終端的用戶數(shù)更是逐年激增。近年在世界各地流行廣泛的第二代移動通信GSM900／1800，正在積極計劃準(zhǔn)備向全球統(tǒng)一通用的第三代移動通信IMT－2000（International Mobile Telecommunications）進(jìn)化。關(guān)于第三代移動通信網(wǎng)，很多人認(rèn)為移動通信不能停留在電話通信和僅僅連通傳統(tǒng)有公用交換電話網(wǎng)（PSTN），還應(yīng)容許個人便攜的膝上計算機(jī)在半移動時間（即步行休止時間）接入Internet，進(jìn)行數(shù)據(jù)通信或索取WWW信息。同時還要出便攜計算機(jī)適當(dāng)配備簡單的攝像和顯示、話筒和喇叭，以及手寫板等必要裝置，實(shí)現(xiàn)無線多媒體通信。移動通信的核心網(wǎng)要提供較多的數(shù)據(jù)通信，就必須采用互聯(lián)網(wǎng)規(guī)約／傳輸控制規(guī)約（ip／TCP），也即必須利用IP技術(shù)。 IMT-2000的基本設(shè)想是把無線接入網(wǎng)功能與移動核心網(wǎng)功能分開。無線接入網(wǎng)使一定地區(qū)范圍內(nèi)所有用戶的移動終端能夠經(jīng)過它的功能連通核心網(wǎng)，使用各種通信業(yè)務(wù)。而移動核心網(wǎng)則一方面由移動交換中心（MSC）在需要時連往市內(nèi)公用通信網(wǎng)（PSTN／ISDN）。另一方面又可按移動用戶需要連往Internet或其它以IP為基礎(chǔ)的分組網(wǎng)，因而設(shè)置“通用分組無線業(yè)務(wù)”（GPRS，General Packet Radio Services）。第二代移動通信GSM原來主要提供電話，附帶傳輸?shù)退贁?shù)據(jù)，不超過9.6kb／S?，F(xiàn)在計劃第三代移動通信的核心網(wǎng)采用GPRS，容許高速數(shù)據(jù)通信至170kb／S。又如空中接口使用W-CDMA，較遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)通信速率可達(dá)384kb／S，較近距離則可達(dá)2Mb／S。在大樓內(nèi)部的無線局域網(wǎng)移動通信，如用W－ATM和W－IP”，數(shù)據(jù)速率可高達(dá)20Mb／S。因此，第三代移動通信適應(yīng)高速數(shù)據(jù)通信和多媒體通信，需要利用新的技術(shù)。由此可見，第三代移動通信網(wǎng)必須具有較大的帶寬容量和較遠(yuǎn)的覆蓋距離，必須有能力提供固定數(shù)據(jù)速率和隨機(jī)速率的數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，特別要能夠讓移動（或半移動）用戶方便地完成對Internet／intranet的寬帶接入，進(jìn)行多媒體通信。該通信網(wǎng)還可引用新型業(yè)務(wù)和技術(shù)，對用戶提供價格較低的通信業(yè)務(wù)和移動終端。2空中接口利用W－CDMA和TDD 在第二代蜂窩網(wǎng)中，移動終端（MT）與基臺（BS）之間的無線空中接口有TDMA與CDMA兩種不同的多址方式。從運(yùn)用實(shí)踐來比較，各有一定的優(yōu)缺點(diǎn)。由于CDMA網(wǎng)的容量稍大，話音質(zhì)童稍佳，又因?yàn)镃DMA采用功率控制，移動用戶越區(qū)時有軟交接（Soft Handover）的優(yōu)點(diǎn)，所以一般認(rèn)為CDMA比TDMA優(yōu)越。 IS-95型CDMA系統(tǒng)擴(kuò)頻所用帶寬原來采用1.25MHz，屬于窄帶CDMA研究后，現(xiàn)在采用5MHz或更大的帶寬。再對各項(xiàng)有關(guān)技術(shù)和測試反復(fù)研究和比較，認(rèn)為這種寬帶CDMA（W－CDMA）對蜂窩網(wǎng)發(fā)展更有利。在近年探討第三代蜂窩網(wǎng)的過程中，不少單位主張其空中接口一律采用W－CDMA，而有關(guān)其接入網(wǎng)等的設(shè)計，也應(yīng)地按照W－CDMA的空中接口辦理。從移動終端至基臺的無線雙工聯(lián)系本來采用頻分雙工（FDD），即雙向有各自的頻段。當(dāng)空中接回采用WCDMA時，也可是FDD，如一個方向用1920MHz～1980MHz頻段，另一個方向用2110MHz～2170MHz。不過，有些研究單位主張WCDMA采用時分雙工（TDD），即雙向使用同一頻段，但又有各自的時段。現(xiàn)在看來，第三代蜂窩移動通信網(wǎng)從MT至BS的空中接口，似乎應(yīng)妥慎考慮這種W－CDMA結(jié)合TDD方案的優(yōu)越性，況且將來無線移動通信的業(yè)務(wù)越來越繁忙，無線電頻譜資源的節(jié)約利用必須受到高度重視。3接入網(wǎng)利用ATM交換技術(shù) 前面已經(jīng)提到，蜂窩無線移動通信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)除了用戶的移動終端外，有接入網(wǎng)和核心網(wǎng)兩大部分，并從核心網(wǎng)連至公用固定通信網(wǎng)。近年來，由于移動通信用戶的需求除了傳統(tǒng)電話通信外，還要接入Internet進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，而且這種業(yè)務(wù)增長非?？?。所以移動核心網(wǎng)除包含原來的MSC，得以連通PSTN／ISDN外，還包含新設(shè)的GPRS，用來連通Internet／Intranet。至于無線接入網(wǎng)，主要包含蜂窩網(wǎng)的許多無線電基臺和無線網(wǎng)控制器，這種控制器比原來的基臺控制器具有更多功能，不僅用于移動電話業(yè)務(wù)，而且承擔(dān)用戶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的控制。鑒于ATM技術(shù)適合通信網(wǎng)的各類不同業(yè)務(wù)，尤其適合高速多媒體業(yè)務(wù)，IMT－2000設(shè)計者曾精心考慮在基于W-CDMA的蜂窩無線接入網(wǎng)中，使用ATM交換和復(fù)接技術(shù)。在接入網(wǎng)中，無線網(wǎng)控制器（RNC）要控制多個基臺。在進(jìn)行軟交接時，MT保持聯(lián)系的幾個BS可能分屬于不同的RNC，但其中有一個是主要的RNC，稱為S－RNC（servin－RNC）。當(dāng)MT與某一BS通信時，S-RNC與這個BS之間建立ATM自適應(yīng)層（AAL2）連接，并在該BS終止此連接，即MT中無此適配層。在軟交接時，MT與幾個BS通信，S-RNC就為幾個BS建立這種連接，會持續(xù)較長時間。軟交接對S－RNC與幾個BS的AAL2連接有一定的QoS要求，例如必須滿足嚴(yán)格的時延和抖動條件。這也是ATM網(wǎng)必須完成的任務(wù)?？梢哉f，在W－CDMA接入網(wǎng)，S-RNC的主要作用是控制與交接有關(guān)的BS，建立和消除這些BS的軟交接，以及控制無線電傳輸和帶寬，以滿足SRNC與BS之間和BS與MT之間的時延要求?？偟膩碚f，W－CDMA的軟交接對傳輸網(wǎng)設(shè)計有四點(diǎn)要求：（1）對于一般接入網(wǎng)，需要建立或拆除從任一個RNC至任一個BS或RNC的傳輸通路。這就要求各個RNC能交換AAL2連接。（2）為了讓用戶完善地進(jìn)行軟交接，這些傳輸通路應(yīng)該快速建立或拆除，例如在100ms或更短的時間。（3）由于CDMA要求軟交接的各路同步，所以不管其實(shí)際載送的用戶應(yīng)用數(shù)據(jù)如何，所有軟交接的各路同樣有嚴(yán)格的時延和抖動要求。（4）長的數(shù)據(jù)分組應(yīng)該分割，使得可按時間精確的短分組進(jìn)行交織。這些要求表明：無線接入網(wǎng)的內(nèi)部連接必須具有嚴(yán)格的QoS控制。目前最有希望能滿足這些要求的技術(shù)就是ATM及其適配層AAL2。由于S－RNC可能連至不同的核心網(wǎng)，諸如電話網(wǎng)和分組數(shù)據(jù)網(wǎng)，ATM的適配層對于電話業(yè)務(wù)是AAL2，對于IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)則以AAL5較好。蜂窩網(wǎng)設(shè)計一般能夠滿足AAL2交換最主要的要求，AAL2網(wǎng)只是有效地用作接入網(wǎng)中各個RNC和BS相互間的傳送，不到達(dá)用戶MT。4新的AAL2信令規(guī)約建立或拆除AAL2端與瑞間的連接，則需要新的AAL2信令規(guī)約。ATM適配層AAL2的虛擬通路連接（VCC），也需要這樣的信令規(guī)約來控制。但是，按照它的名稱，其功能只限于AAL2層連接的兩端間傳送信息。它能滿足越區(qū)款交接的快速AAL2連接。總之，在蜂窩移動通信的接入網(wǎng)，快速連接和拆除每～通路極為重要，對此，國際組織正在商訂新的信令規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)。

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