CDMA2000網(wǎng)間漫游實現(xiàn)方式探討

　　摘要　文章介紹了網(wǎng)間漫游比較常用的一種解決方案，結(jié)合我國的實際情況探討了網(wǎng)間漫游的另外一種解決方案。

1、概述

　　移動網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到今天，已經(jīng)進(jìn)入了3G時代。2G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展時大多是典型的賣方市場，以美國2G時代為例，采用了4、5種技術(shù)制式，NEXTEL公司甚至采用iDEN集群技術(shù)做移動網(wǎng)絡(luò)，也發(fā)展成了美國第五大移動運營商。而3G時代由于移動用戶的普及率較高，已是一個買方市場，使得大多3G運營商的市場拓展遠(yuǎn)比2G困難。

　　為促進(jìn)新加入的運營商和現(xiàn)有運營商之間在3G業(yè)務(wù)初期公平有效的競爭，部分國家的電信管制機構(gòu)在發(fā)放3G許可證的同時，明確要求成功獲得3G許可證的現(xiàn)有2G網(wǎng)絡(luò)運營商必須向獲得3G許可證的新進(jìn)入者提供2G網(wǎng)的漫游。如歐洲的多數(shù)國家、澳大利亞以及香港都提出了2G/3G網(wǎng)間漫游的管制政策。

　　我國正面臨著與世界其他國家發(fā)放3G牌照相同的形勢，管制機構(gòu)在促進(jìn)兩個網(wǎng)絡(luò)的漫游方面起著重要的作用。本文探討了CDMA2000 1X+HRPD網(wǎng)絡(luò)到CDMA2000 1X網(wǎng)絡(luò)的漫游實現(xiàn)方式，首先介紹了網(wǎng)間漫游比較常用的一種解決方案，隨后結(jié)合我國的實際情況提出了漫游接入的解決方案，對比分析了兩種方案的優(yōu)勢和不足，從技術(shù)實現(xiàn)的角度提供了多種選擇方式。

2、漫游的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　為了實現(xiàn)2G/3G網(wǎng)絡(luò)間的漫游，首先要保證兩個網(wǎng)絡(luò)在信令網(wǎng)層面、話路網(wǎng)層面和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)層面實現(xiàn)互通，參見圖1。信令網(wǎng)的通過信令轉(zhuǎn)接點（STP）實現(xiàn)互通，話路網(wǎng)的通過關(guān)口移動交換中心（GMSC）實現(xiàn)互通，數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通過路由器實現(xiàn)互通。


圖1　2G/3G網(wǎng)間漫游網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

　　網(wǎng)絡(luò)間漫游為用戶提供的業(yè)務(wù)包括普通話音主被叫、智能網(wǎng)業(yè)務(wù)、短消息收發(fā)、數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)增值業(yè)務(wù)。

3、國際漫游方案

　　這種方案采用的是與目前提供國際漫游業(yè)務(wù)相似的方法。即用戶漫游后，該用戶的所有呼叫屬性和業(yè)務(wù)屬性就和漫游到國外的用戶特征相同。此時漫游的3G網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)漫游用戶話音主叫業(yè)務(wù)，其他的業(yè)務(wù)包括話音被叫、短消息、數(shù)據(jù)接入業(yè)務(wù)以及數(shù)據(jù)增值業(yè)務(wù)，都經(jīng)過歸屬的3G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行提供。

　　3.1　登記過程

　　與未發(fā)生漫游的情況相同，漫游后的用戶首先要在歸屬HLR注冊登記，才能使用業(yè)務(wù)。漫游網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)MSC/VLR通過互通的STP向歸屬HLR發(fā)起鑒權(quán)和登記過程，并配合歸屬HLR的要求完成鑒權(quán)過程和登記過程。鑒權(quán)完成后，歸屬HLR將用戶的相關(guān)信息，如呼叫權(quán)限、長途權(quán)限以及智能網(wǎng)屬性等，發(fā)送到漫游網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)MSC/VLR。此時用戶歸屬的HLR和漫游網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)MSC/VLR中與該用戶相關(guān)的信息是同步的。在下次登記之前，無論是HLR還是VLR檢測到用戶的數(shù)據(jù)有變化，都會通過已經(jīng)互通的信令網(wǎng)通知另一個實體，以保持HLR和VLR中用戶信息的同步更新。

　　從MAP應(yīng)用層看，整個過程如用戶沒有發(fā)生漫游的情況則完全相同，只是承載MAP的底層信令網(wǎng)需要通過互通的STP進(jìn)行連接。

　　3.2　主叫過程

　　如果漫游用戶是非智能網(wǎng)用戶，2G網(wǎng)絡(luò)對這個漫游用戶的處理與對本網(wǎng)中用戶的處理方式一樣。圖2示意了被叫用戶為第三方網(wǎng)絡(luò)用戶的情況，2G網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)MSC/VLR判斷出被叫用戶是第三方網(wǎng)絡(luò)的用戶，通過GMSC將呼叫直接路由到第三方網(wǎng)絡(luò)，如圖2中的單向箭頭所示：


圖2　國際漫游方案主叫路由

　　如果漫游用戶是智能網(wǎng)用戶，那么2G網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)MSC/VLR作為用戶的SSP，會通過已經(jīng)互通的信令網(wǎng)向歸屬網(wǎng)絡(luò)的SCP發(fā)送智能網(wǎng)相關(guān)的信令。如圖2中的雙向箭頭所示。

　　由于智能網(wǎng)的規(guī)范具有明顯的運營商特征，這種實現(xiàn)方式要求兩個運營商使用相同的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)規(guī)范，至少是相互兼容的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)規(guī)范。

　　3.3　被叫過程

　　普通用戶漫游后作被叫時，如果主叫用戶是歸屬網(wǎng)絡(luò)的用戶，則由主叫所在的局向HLR查詢路由，如果主叫用戶是第三方網(wǎng)絡(luò)的用戶，則由與第三方網(wǎng)絡(luò)連接的入關(guān)口MSC向HLR查詢路由，獲得路由的（G）MSC通過互通的關(guān)口MSC將呼叫接續(xù)到漫游網(wǎng)絡(luò)。如圖3中的藍(lán)色粗實箭頭所示：


圖3　國際漫游方案被叫路由

　　智能網(wǎng)用戶漫游后作被叫時，智能網(wǎng)的觸發(fā)過程由主叫所在交換局和被叫所在局。被叫局在漫游的2G網(wǎng)絡(luò)中，通過互通的STP連接到歸屬網(wǎng)絡(luò)的SCP來實現(xiàn)智能網(wǎng)的觸發(fā)過程，如圖3中的雙向箭頭所示。智能網(wǎng)呼叫的話路所經(jīng)過的路由與普通被叫所經(jīng)過的路由相同，如圖3中的單向箭頭所示。

　　3.4　短消息過程

　　用戶發(fā)送短消息時，漫游網(wǎng)絡(luò)通過互通的信令網(wǎng)將短消息發(fā)送到用戶歸屬的主叫短消息中心。歸屬的主叫短消息中心根據(jù)被叫用戶的情況選擇將短消息發(fā)送到被叫歸屬的短消息中心（被叫屬于歸屬網(wǎng)絡(luò)）或者短消息網(wǎng)關(guān)（被叫不屬于歸屬網(wǎng)絡(luò)）。

　　發(fā)給漫游用戶的短消息首先到達(dá)用戶歸屬的短消息中心，歸屬短消息中心向HLR查詢路由，獲得漫游用戶所在的2G網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)MSC/VLR地址，通過互通的信令網(wǎng)將短消息發(fā)送到漫游網(wǎng)絡(luò)的MSC/VLR，再轉(zhuǎn)發(fā)給用戶。

　　3.5　數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)

　　兩種方案對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的認(rèn)證和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的使用的處理方式是相同的。

　�。�1）認(rèn)證

　　數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的認(rèn)證回到歸屬網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行。漫游用戶發(fā)起簡單IP呼叫時首先接入漫游網(wǎng)絡(luò)的PDSN，漫游網(wǎng)絡(luò)的PDSN向漫游地的AAA服務(wù)器發(fā)送認(rèn)證請求。并經(jīng)由漫游地關(guān)口AAA服務(wù)器和歸屬地AAA服務(wù)器將該認(rèn)證消息轉(zhuǎn)發(fā)給用戶歸屬的AAA服務(wù)器進(jìn)行認(rèn)證。用戶認(rèn)證通過后，AAA服務(wù)器將該用戶歸屬網(wǎng)絡(luò)中的LNS的IP地址（該地址為公有IP地址）返回給PDSN。

　　（2）業(yè)務(wù)使用

　　數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)經(jīng)過歸屬網(wǎng)絡(luò)中的LNS服務(wù)器接入外部數(shù)據(jù)網(wǎng)。漫游網(wǎng)絡(luò)中的PDSN與歸屬網(wǎng)絡(luò)中的LNS經(jīng)由雙方的邊界路由器相連。邊界路由器可以通過專線或者VPN直接相連，也可以與國際漫游的邊界路由器合用，通過第三方網(wǎng)絡(luò)互連。

　　在數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)上承載的增值業(yè)務(wù)，如WAP、移動E-mail、流媒體等，通過接入到歸屬網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)，歸屬網(wǎng)絡(luò)完成對這些業(yè)務(wù)的計費以及業(yè)務(wù)提供，拜訪地的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)提供數(shù)據(jù)接入功能。

4、漫游接入方案

　　漫游接入方案重新規(guī)定了漫游接入方式，即所有的漫游用戶在漫游網(wǎng)絡(luò)上只享受漫游網(wǎng)絡(luò)提供的“漫游接入”服務(wù)，“漫游接入”保證該3G用戶可以在漫游網(wǎng)絡(luò)上，根據(jù)要求從歸屬網(wǎng)絡(luò)的關(guān)口局建立到該用戶的連接，或者是該用戶可以根據(jù)需求來建立到關(guān)口局的連接，保證話音等基礎(chǔ)業(yè)務(wù)的實現(xiàn)。

　　漫游接入方案與國際漫游方案的區(qū)別在于對用戶主叫（包括普通用戶主叫和智能網(wǎng)用戶主叫）情況的處理方式不同，以及對智能網(wǎng)用戶被叫的處理方式不同。其他業(yè)務(wù)的路由與國際漫游方案的相同。本節(jié)討論與國際漫游方案的不同之處。

　　4.1　主叫過程

　　漫游接入方案的主叫過程和國際漫游方案的主叫過程的區(qū)別在于，是否將漫游用戶發(fā)起的主叫過程接續(xù)回到用戶的歸屬網(wǎng)絡(luò)，由用戶的歸屬網(wǎng)絡(luò)分析被叫號碼選擇路由。國際漫游方案的處理方式是由漫游網(wǎng)絡(luò)直接分析被叫號碼進(jìn)行路由選擇；漫游接入方案的處理方式是對漫游用戶發(fā)起的主叫過程，通過就近入網(wǎng)的方式接入到用戶的歸屬網(wǎng)絡(luò)，由歸屬網(wǎng)絡(luò)的入關(guān)口MSC進(jìn)行后續(xù)的處理。

　　漫游接入方案中，2G網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)MSC/VLR需要分析所有在本地發(fā)起的呼叫的主叫用戶號碼。如果是來自3G網(wǎng)絡(luò)的漫游用戶，則根據(jù)就近入網(wǎng)的原則將呼叫路由到用戶歸屬的3G網(wǎng)絡(luò)。

　　歸屬網(wǎng)絡(luò)的入關(guān)口MSC分析用戶的主叫號碼，如果漫游用戶不是智能網(wǎng)用戶，則分析被叫號碼，根據(jù)被叫號碼進(jìn)行接續(xù)。如果被叫號碼是2G網(wǎng)絡(luò)的用戶，就出現(xiàn)了比較明顯的路由迂回，如圖4中的細(xì)實單向箭頭所示，呼叫先從漫游的2G網(wǎng)絡(luò)接續(xù)到了歸屬的3G網(wǎng)絡(luò)，歸屬3G網(wǎng)絡(luò)的MSC分析被叫屬于2G網(wǎng)絡(luò)，再將話路接續(xù)到2G網(wǎng)絡(luò)，2G網(wǎng)絡(luò)分析被叫號碼進(jìn)行接續(xù)。

　　如果漫游用戶是智能網(wǎng)用戶，3G網(wǎng)絡(luò)的入關(guān)口MSC需要完成智能網(wǎng)業(yè)務(wù)的觸發(fā)，如圖4中的粗實雙向箭頭所示。主叫的智能網(wǎng)業(yè)務(wù)觸發(fā)完成后，其他的接續(xù)過程與普通用戶的主叫過程相同。


圖4　漫游接入方案主叫路由

　　這種方案要求漫游2G網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)MSC/VLR對所有呼叫的主叫號碼至少能夠分析到網(wǎng)號，并根據(jù)主叫號碼的分析結(jié)果進(jìn)行路由的選擇。要求3G網(wǎng)絡(luò)中提供網(wǎng)間漫游的入關(guān)口MSC能夠分析主叫號碼，并有能力區(qū)分普通用戶和智能網(wǎng)用戶，同時對智能網(wǎng)用戶要能夠完成智能網(wǎng)業(yè)務(wù)的觸發(fā)。這是對2G網(wǎng)絡(luò)和3G網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備提出的要求，對2G網(wǎng)絡(luò)來講，為實現(xiàn)這種功能，可能涉及到網(wǎng)絡(luò)的改造；對3G網(wǎng)絡(luò)來講，需要增加一定的投資來要求設(shè)備具備這樣的功能。

　　4.2　被叫過程

　　普通用戶漫游后作被叫時，漫游接入方案的處理方式與國際漫游的處理方式是相同的。如果主叫用戶是歸屬網(wǎng)絡(luò)的用戶，則由主叫所在的局向HLR查詢路由，如果主叫用戶是第三方網(wǎng)絡(luò)的用戶，則由與第三方網(wǎng)絡(luò)連接的入關(guān)口MSC向HLR查詢路由，獲得路由的（G）MSC通過互通的關(guān)口MSC將呼叫接續(xù)到漫游網(wǎng)絡(luò)。如圖5中的單向箭頭所示：


圖5　漫游接入方案被叫路由

　　智能網(wǎng)用戶漫游后作被叫時，智能網(wǎng)的觸發(fā)過程由主叫所在交換局和被叫所在局共同完成。漫游接入方案中，對SCP的訪問由提供漫游功能的出關(guān)口MSC完成，而不是被叫所在的漫游網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)交換局。要求出關(guān)口MSC能夠分析IAM消息中的被叫號碼，判斷出這個用戶是漫游到2G網(wǎng)絡(luò)的用戶，然后向HLR請求用戶的相關(guān)信息，根據(jù)從HLR返回的信息判斷用戶是否為智能網(wǎng)用戶，如果是智能網(wǎng)用戶再與SCP交互，如圖5中的雙向箭頭所示。這是對提供漫游功能的出關(guān)口MSC提出的新要求，同樣會讓3G網(wǎng)絡(luò)的運營商增加一定的投資來實現(xiàn)這一功能。

5、結(jié)束語

　　國際漫游方案在實現(xiàn)上不存在技術(shù)上的障礙，通過對現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)增加用于互通的STP和關(guān)口局等設(shè)備，可以實現(xiàn)不同運營商間的2G-3G漫游。

　　這種實現(xiàn)方式使得漫游3G用戶在2G網(wǎng)內(nèi)發(fā)生的通話情況只由2G網(wǎng)絡(luò)掌握，3G網(wǎng)絡(luò)沒有用戶通話情況的記錄，無法產(chǎn)生對帳信息，在進(jìn)行網(wǎng)間結(jié)算時可能會產(chǎn)生爭議。

　　由于智能網(wǎng)業(yè)務(wù)具有顯著的運營商特征，目前國際漫游并沒有向預(yù)付費用戶開放，要實現(xiàn)智能網(wǎng)業(yè)務(wù)的漫游需要兩個網(wǎng)絡(luò)遵循相互兼容的智能網(wǎng)規(guī)范，可能對3G網(wǎng)絡(luò)智能網(wǎng)業(yè)務(wù)的號碼分配以及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)產(chǎn)生影響。

　　漫游接入方案明確了用戶發(fā)生的所有業(yè)務(wù)都需要經(jīng)過3G的歸屬網(wǎng)絡(luò)，兩家運營商同時掌握用戶的呼叫信息，雙方在結(jié)算過程中有對帳的依據(jù)。

　　此外由于3G漫游用戶的所有的呼叫都經(jīng)過了網(wǎng)關(guān)，使得網(wǎng)間可以對用戶的服務(wù)質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控，同時“漫游接入”的含義有利于漫游業(yè)務(wù)的資費的結(jié)算。

　　漫游方案的一個缺點是可能會引起對2G網(wǎng)絡(luò)的改造，并增加對3G網(wǎng)絡(luò)的投資成本。此外由于所有的呼叫都要就近繞回到歸屬網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)間資源的浪費比較明顯，也在端到端連接中引入新的“接入段連接”，其接續(xù)的服務(wù)質(zhì)量會有所下降。

　　無論是哪種方案，實現(xiàn)智能網(wǎng)業(yè)務(wù)的網(wǎng)間漫游都會對交換機提出新的要求，可能還會引起網(wǎng)絡(luò)改造，是否有必要用追加投資的方式來支持智能網(wǎng)業(yè)務(wù)的漫游是需要考慮的一個問題。