探討GSM+GPRS到3G的演進(jìn)策略

摘要　本文從無(wú)線網(wǎng)側(cè)和核心網(wǎng)兩個(gè)部分分開著手，研究了移動(dòng)通信從GSM+GPRS到3G演化的具體策略，給出了可供選擇的方案，本文對(duì)移動(dòng)通信的規(guī)劃建設(shè)具有重要的指導(dǎo)意義。

0、前言

目前，我國(guó)3G牌照發(fā)放的日期逐漸逼近，如何把世界上最大規(guī)模的GSM網(wǎng)絡(luò)（更準(zhǔn)確地說，是GSM+GPRS網(wǎng)絡(luò)）順利演進(jìn)到3G技術(shù)體系系統(tǒng)成了業(yè)內(nèi)的熱門話題。本文就GSM+GPRS演進(jìn)到3G WCDMA的策略進(jìn)行探討并給出自己的思考和心得。

2G到3G的發(fā)展既是業(yè)務(wù)的推動(dòng)，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(jí)到2.5G，即GPRS、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(dòng)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(dòng)通信技術(shù)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(dòng)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(hào)，在滿足定時(shí)和同步的條件下，進(jìn)行發(fā)送和信號(hào)的接收。

CDMA碼分多址，它是在數(shù)字技術(shù)的分支—擴(kuò)頻通信技術(shù)上發(fā)展起來的一種嶄新而成熟的無(wú)線通信技術(shù)，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(hào)帶寬的信息數(shù)據(jù)，用一個(gè)帶寬遠(yuǎn)大于信號(hào)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(hào)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(hào)作相關(guān)處理，把寬帶信號(hào)換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號(hào)作相關(guān)處理，把寬帶信號(hào)換成原信息數(shù)據(jù)的窄帶信號(hào)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(wú)線網(wǎng)側(cè)和核心網(wǎng)組成，其到3G的演進(jìn)主要體現(xiàn)在無(wú)線網(wǎng)側(cè)與核心網(wǎng)兩大部分。

1、無(wú)線網(wǎng)側(cè)的演進(jìn)

GSM+GPRS的無(wú)線網(wǎng)側(cè)與WCDMA的無(wú)線網(wǎng)側(cè)差異特別大，要完成從GSM+GPRS到3G無(wú)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(wú)線網(wǎng)體系。

GSM+GPRS的無(wú)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(wú)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(wú)線接口和接入方式完全不同，因此WCDMA的無(wú)線接入部分將會(huì)重新部署。WCDMA無(wú)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(yǔ)音業(yè)務(wù)到盡力而為的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)）。

無(wú)線側(cè)平滑過渡解決方案：

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

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

采用上述升級(jí)方式的主要困難在于讓BSC設(shè)備升級(jí)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(wú)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(duì)于用戶面基本是透明的，而RNC對(duì)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(huì)有任何成本的節(jié)省，反而會(huì)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(jí)的方式。

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

對(duì)于無(wú)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)和3G無(wú)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)和3G無(wú)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。