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          解析通信技術(shù)從GSM+GPRS到3G的演進(jìn)

          作者: 時(shí)間:2012-09-26 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          0、前言

            如何把世界上最大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)(更準(zhǔn)確地說,是+網(wǎng)絡(luò))順利技術(shù)體系系統(tǒng)非常重要。本文就+ WCDMA的策略進(jìn)行探討并給出自己的思考和心得。

            2G到的發(fā)展既是業(yè)務(wù)的推動,也是技術(shù)不斷發(fā)展的必然,當(dāng)然,這中間有著復(fù)雜的過程,首先2G系統(tǒng)因?yàn)閿?shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)需要,GSM從單一的電路交換只支持通話業(yè)務(wù)升級到2.5G,即、GSM+GPRS在核心網(wǎng)絡(luò)中分成電路域(CS)和分組交換域(PS),這樣一來,就使得形成的GSM+GPRS移動通信系統(tǒng)不僅僅能支持話音通信,而且可以支持低速數(shù)據(jù)通信和短消息。

            基于GSM技術(shù)發(fā)展而來的寬帶CDMA即WCDMA技術(shù)與2G移動在結(jié)構(gòu)上有很大不同,而是和2.5G的結(jié)構(gòu)上有些相似,除了結(jié)構(gòu)上的問題外,3G采用的技術(shù)為CDMA,這也與2G采用的FDD TDMA標(biāo)準(zhǔn)制式不同。

            TDMA時(shí)分多址,是通信中的基本多址技術(shù)之一,在2G(GSM)移動通信系統(tǒng)中多被采用,時(shí)分多址的基本概念是把時(shí)間分割成周期性的幀,每一個(gè)幀再分割成若干個(gè)時(shí)隙向基站發(fā)送信號,在滿足定時(shí)和同步的條件下,進(jìn)行發(fā)送和信號的接收。

            CDMA碼分多址,它是在數(shù)字技術(shù)的分支—擴(kuò)頻上發(fā)展起來的一種嶄新而成熟的無線,CDMA技術(shù)的原理是基于擴(kuò)頻技術(shù),即將需傳送的具有一定信號帶寬的信息數(shù)據(jù),用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號帶寬的高速偽隨機(jī)碼進(jìn)行調(diào)制,使得原數(shù)據(jù)信號的帶寬被擴(kuò)展,再經(jīng)載波調(diào)制并發(fā)送出去,接收端使用完全相同的偽隨機(jī)碼,與接收的帶寬信號作相關(guān)處理,把寬帶信號換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號作相關(guān)處理,把寬帶信號換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號即解擴(kuò),以實(shí)現(xiàn)信息通信。

            GSM+GPRS和3G在體系架構(gòu)上基本相同,都由用戶終端、無線網(wǎng)側(cè)和核心網(wǎng)組成,其到3G的主要體現(xiàn)在無線網(wǎng)側(cè)與核心網(wǎng)兩大部分。

          1、無線網(wǎng)側(cè)的演進(jìn)

            GSM+GPRS的無線網(wǎng)側(cè)與WCDMA的無線網(wǎng)側(cè)差異特別大,要完成從GSM+GPRS到3G無線網(wǎng)側(cè)的演進(jìn)需要拋棄掉原有的體系重新建設(shè)3G的無線網(wǎng)體系。

            GSM+GPRS的無線接入網(wǎng)部分由基站BTS和基站控制器BSC組成,BSC通過A接口與核心網(wǎng)MSC/VLR相連,通過Gb接口與核心網(wǎng)分組域的SGSN相連。

            3G WCDMA無線網(wǎng)是一個(gè)在全新的頻段上用更高頻譜效率的技術(shù)構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)。UTRAN的基本單元RNC和Node B與核心網(wǎng)CN通過Iu和Iub接口連接,且均采用ATM傳輸。

            它們與GSM+GPRS的無線接口和接入方式完全不同,因此WCDMA的無線接入部分將會重新部署。WCDMA無線網(wǎng)通過空中接口與用戶終端相連,RTT可以實(shí)現(xiàn)高速144Kbps的接入速率;中速情況下可以實(shí)現(xiàn)384Kbps的接入速率;室內(nèi)情況下可以實(shí)現(xiàn)2Mbps的接入速率;根據(jù)帶寬需求實(shí)現(xiàn)的可變比特速率信息傳遞;一個(gè)連接中可以同時(shí)支持具有不同QoS要求的業(yè)務(wù);滿足不同業(yè)務(wù)的延時(shí)要求(從實(shí)時(shí)要求的語音業(yè)務(wù)到盡力而為的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù))。

            無線側(cè)平滑過渡解決方案:

            ●原有GSM+GPRS設(shè)備進(jìn)行升級的組網(wǎng)方案

            對于存在GSM+GPRS網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)營商來說,網(wǎng)絡(luò)建設(shè)在原有的GSM+GPRS無線網(wǎng)基礎(chǔ)上考慮升級的解決方案存在技術(shù)上的問題。采用無線網(wǎng)絡(luò)控制器(即RNC)升級的方式,作為無線側(cè)升級后的組網(wǎng)方案。

            采用上述升級方式的主要困難在于讓BSC設(shè)備升級成具有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,用戶面的處理完全不同,BSC對于用戶面基本是透明的,而RNC對用戶面有很復(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)備問題,它們兩者的結(jié)合不會有任何成本的節(jié)省,反而會增加設(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的方式。

          ●在原有GSM+GPRS設(shè)備上進(jìn)行疊加的組網(wǎng)方案

            對于無線側(cè)網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn),目前普遍認(rèn)同的方案是在原GSM+GPRS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,GSM+GPRS無線網(wǎng)絡(luò)和3G無線網(wǎng)絡(luò)之間沒有直接連接。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)。

            需要說明的是,雖然GSM+GPRS無線網(wǎng)絡(luò)和3G無線網(wǎng)絡(luò)從組網(wǎng)結(jié)構(gòu)上看沒有直接連接,但I(xiàn)ub和Abis口共用傳輸是沒有問題的。

          2、核心網(wǎng)側(cè)演進(jìn)方案

            2.1 核心網(wǎng)側(cè)演進(jìn)的三種解決方案

            與WCDMA系統(tǒng)在無線側(cè)無法平滑演進(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。

            ●核心網(wǎng)全升級過渡

            對于現(xiàn)有的GSM+GPRS網(wǎng)絡(luò),有的通信設(shè)備廠商支持從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。這些通訊設(shè)備廠商的核心網(wǎng)升級方案是在原有的GSM+GPRS核心網(wǎng)的基礎(chǔ)上,通過硬件的更新和軟件的升級來實(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、擴(kuò)容提供了可能,但由于近年來移動用戶數(shù)迅猛攀升,GSM+GPRS核心網(wǎng)的冗余已經(jīng)很小,強(qiáng)行升級、擴(kuò)容勢必影響網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性;而對網(wǎng)絡(luò)側(cè)而言,即使現(xiàn)在通過升級能夠暫時(shí)滿足組網(wǎng)的需求,在將來網(wǎng)絡(luò)向全I(xiàn)P演進(jìn)的過程中,還是需要新建3G的核心網(wǎng),從網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的角度來看,升級并不能為運(yùn)營商建網(wǎng)節(jié)省成本。

            站在運(yùn)營商的角度看,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)移動網(wǎng)建設(shè)成本的20%左右,核心網(wǎng)升級并不能為運(yùn)營商節(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。這種升級帶來的系統(tǒng)無疑是極不穩(wěn)定的,從戰(zhàn)略角度來看,運(yùn)營商只有建設(shè)一個(gè)高質(zhì)量、高起點(diǎn)的精品網(wǎng)絡(luò)才能在未來激烈的競爭中贏得用戶,而承擔(dān)如此大的風(fēng)險(xiǎn)通過升級方式來進(jìn)行WCDMA系統(tǒng)演進(jìn),毫無疑問不是首選和最佳方案。


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