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解析通信技术从GSMGPRS到3G的演进

发布时间:2020-07-21 18:08:07 阅读: 来源:泡沫玻璃厂家

0、前言如何把世界上最大规模的GSM网络(更准确地说,是GSM+GPRS网络)顺利演进到3G技术体系系统非常重要。本文就GSM+GPRS演进到3G WCDMA的策略进行探讨并给出自己的思考和心得。2G到3G的发展既是业务的推动,也是技术不断发展的必然,当然,这中间有着复杂的过程,首先2G系统因为数据通信业务需要,GSM从单一的电路交换只支持通话业务升级到2.5G,即GPRS、GSM+GPRS在核心网络中分成电路域(CS)和分组交换域(PS),这样一来,就使得形成的GSM+GPRS移动通信系统不仅仅能支持话音通信,而且可以支持低速数据通信和短消息。基于GSM技术发展而来的宽带CDMA即WCDMA技术与2G移动通信技术在结构上有很大不同,而是和2.5G的结构上有些相似,除了结构上的问题外,3G采用的技术为CDMA,这也与2G采用的FDD TDMA标准制式不同。TDMA时分多址,是通信中的基本多址技术之一,在2G(GSM)移动通信系统中多被采用,时分多址的基本概念是把时间分割成周期性的帧,每一个帧再分割成若干个时隙向基站发送信号,在满足定时和同步的条件下,进行发送和信号的接收。CDMA码分多址,它是在数字技术的分支—扩频通信技术上发展起来的一种崭新而成熟的无线通信技术,CDMA技术的原理是基于扩频技术,即将需传送的具有一定信号带宽的信息数据,用一个带宽远大于信号带宽的高速伪随机码进行调制,使得原数据信号的带宽被扩展,再经载波调制并发送出去,接收端使用完全相同的伪随机码,与接收的带宽信号作相关处理,把宽带信号换成原信息数据的窄带信号作相关处理,把宽带信号换成原信息数据的窄带信号即解扩,以实现信息通信。GSM+GPRS和3G在体系架构上基本相同,都由用户终端、无线网侧和核心网组成,其到3G的演进主要体现在无线网侧与核心网两大部分。1、无线网侧的演进GSM+GPRS的无线网侧与WCDMA的无线网侧差异特别大,要完成从GSM+GPRS到3G无线网侧的演进需要抛弃掉原有的体系重新建设3G的无线网体系。GSM+GPRS的无线接入网部分由基站BTS和基站控制器BSC组成,BSC通过A接口与核心网MSC/VLR相连,通过Gb接口与核心网分组域的SGSN相连。3G WCDMA无线网是一个在全新的频段上用更高频谱效率的技术构建的网络。UTRAN的基本单元RNC和Node B与核心网CN通过Iu和Iub接口连接,且均采用ATM传输。它们与GSM+GPRS的无线接口和接入方式完全不同,因此WCDMA的无线接入部分将会重新部署。WCDMA无线网通过空中接口与用户终端相连,RTT可以实现高速144Kbps的接入速率;中速情况下可以实现384Kbps的接入速率;室内情况下可以实现2Mbps的接入速率;根据带宽需求实现的可变比特速率信息传递;一个连接中可以同时支持具有不同QoS要求的业务;满足不同业务的延时要求(从实时要求的语音业务到尽力而为的数据业务)。无线侧平滑过渡解决方案:●原有GSM+GPRS设备进行升级的组网方案对于存在GSM+GPRS网络的运营商来说,网络建设在原有的GSM+GPRS无线网基础上考虑升级的解决方案存在技术上的问题。采用无线网络控制器(即RNC)升级的方式,作为无线侧升级后的组网方案。采用上述升级方式的主要困难在于让BSC设备升级成具有RNC功能的设备,技术实现上非常困难。首先,BSC和RNC的无线网络层协议差异性大,差异性是完全革命性的;其次,传输网络层和物理层相差也非常大,一个是基于电路交换,一个是基于ATM交换;其三,用户面的处理完全不同,BSC对于用户面基本是透明的,而RNC对用户面有很复杂的处理。基于以上分析,BSC设备和RNC设备不存在共用设备问题,它们两者的结合不会有任何成本的节省,反而会增加设备的复杂度,所以现在主流厂家基本都不考虑采用这种升级的方式。 ●在原有GSM+GPRS设备上进行叠加的组网方案对于无线侧网络的演进,目前普遍认同的方案是在原GSM+GPRS设备的基础上进行3G网络的叠加。采用叠加方式后,GSM+GPRS无线网络和3G无线网络之间没有直接连接。至于与核心网的连接,与核心网采用的演进方式有关。需要说明的是,虽然GSM+GPRS无线网络和3G无线网络从组网结构上看没有直接连接,但Iub和Abis口共用传输是没有问题的。2、核心网侧演进方案2.1核心网侧演进的三种解决方案与WCDMA系统在无线侧无法平滑演进所不同的是,核心网侧是可以演进的。根据核心网侧电路域和分组域的演进方式不同,下面提出三种解决方案。●核心网全升级过渡对于现有的GSM+GPRS网络,有的通信设备厂商支持从GSM+GPRS网络向3G系统的演进,并提供全面的解决方案。这些通讯设备厂商的核心网升级方案是在原有的GSM+GPRS核心网的基础上,通过硬件的更新和软件的升级来实现向WCDMA系统的演进。GSM+GPRS网络在建设时都有一定的冗余,冗余对网络起着一定的保护作用,避免网络业务量增加时出现阻塞以保持网络的稳定性。这种冗余为核心网的升级、扩容提供了可能,但由于近年来移动用户数迅猛攀升,GSM+GPRS核心网的冗余已经很小,强行升级、扩容势必影响网络的稳定性;而对网络侧而言,即使现在通过升级能够暂时满足组网的需求,在将来网络向全IP演进的过程中,还是需要新建3G的核心网,从网络发展的角度来看,升级并不能为运营商建网节省成本。站在运营商的角度看,系统的稳定可靠和设备的性能价格比是最值得关心的。核心网的建设只占整个移动网建设成本的20%左右,核心网升级并不能为运营商节约多少成本,但却极大地降低了网络性能,使得设备的性能价格比降低。这种升级带来的系统无疑是极不稳定的,从战略角度来看,运营商只有建设一个高质量、高起点的精品网络才能在未来激烈的竞争中赢得用户,而承担如此大的风险通过升级方式来进行WCDMA系统演进,毫无疑问不是首选和最佳方案。

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