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??? 目前，移動通信系統(tǒng)正朝第三代發(fā)展，由于存在兩種不同的2G制式，所以2G向3G的演進也存在兩條路線。GSM采用WCDMA的演進策略，窄帶CDMA采用CDMA2000的演進策略。WCDMA和CDMA2000作為未來的主流技術，已經得到業(yè)界的廣泛認可。WCDMA與CDMA2000兩種制式無論是無線技術還是網(wǎng)絡技術都存在很多相似之處，但又有許多差別。文章著重討論了網(wǎng)絡結構的相似和差異。
??? 移動通信系統(tǒng)已經歷了第一代模擬通信系統(tǒng)和第二代數(shù)字通信系統(tǒng)（GSM、CDMA），目前正朝第三代移動通信系統(tǒng)發(fā)展。由于存在兩種不同的2G制式，所以在2G向3G的演進過程中，也存在相應的兩條路線。GSM采用WCDMA的演進策略，窄帶CDMA（IS95+ANSI41）采用CDMA2000的演進策略。WCDMA與CDMA2000作為未來主流技術，已得到業(yè)界的廣泛認可。在技術創(chuàng)新和市場驅動的雙重作用下，3G從概念向產業(yè)化的發(fā)展進程正在加快，全球主要設備運營商和制造商都在積極跟蹤和研發(fā)基于WCDMA或CDMA2000技術的3G網(wǎng)絡產品，因此，對它們進行研究和對比有重要意義。無論是無線技術還是網(wǎng)絡技術方面，WCDMA與CDMA2000兩種制式都有很多相似之處，但也有差別。
??? 1、兩種制式的逐步演進
??? 兩種制式標準的制定都非常注重逐步演進的概念，保證整個網(wǎng)絡體系能平滑演進，并且為不同的運營商提供不同的解決方案和建網(wǎng)策略，以滿足不同運營商的特殊需求。由于標準是逐步演進的，所以標準的制定也必然是分階段的。從目前的標準來看，WCDMA分成三個比較清晰的階段，即R99、R4、R5。CDMA2000標準的階段劃分比較模糊，但也基本劃分為三個階段，即Phase0、Phase1/2、Phase 3。本文主要討論兩種制式的第二、第三階段。
??? 2、WCDMAR4階段
??? 對兩種制式來說，第二階段都是向全IP網(wǎng)絡演進的過渡階段。在第二階段，兩種網(wǎng)絡結構的相似性很強，主要改變在電路域中（即話音），而對分組數(shù)據(jù)的處理改變很小。下面主要針對電路域進行討論。
??? 在第二階段都將處理話音的移動交換中心（MSC）和移動網(wǎng)網(wǎng)關局（GMSC）分裂成兩個網(wǎng)元，即MSCServer/GMSCServer和其控制的媒體網(wǎng)關（MGW）。其中，Server主要完成對信令和呼叫控制的處理，而MGW提供語音流的處理及與外部網(wǎng)絡的互連。Server與MGW之間的網(wǎng)關控制協(xié)議都采用H.248，Server與Server之間都采用與承載無關的呼叫控制協(xié)議（BICC）。Server與外部傳統(tǒng)網(wǎng)絡的信令互連都采用信令網(wǎng)關（SGW）實現(xiàn)互連互通。其中，T-SGW實現(xiàn)與公共交換電話網(wǎng)（PSTN）網(wǎng)絡的互連互通，R-SWG實現(xiàn)與2G移動網(wǎng)的互連互通。
??? R4網(wǎng)絡結構由R99直接演進而來，在R4網(wǎng)絡中新增了一部分網(wǎng)元（如MGW、T-SGW、R-SGW）。并增強了一部分R99網(wǎng)元的功能（如MSC、SGSN、GGSN、HLR），核心網(wǎng)可以支持R99CS域的終端，并允許終端在R99網(wǎng)絡與R4網(wǎng)絡中無縫漫游。這一階段可以認為是向全IP網(wǎng)絡的過渡階段。通過各種媒體網(wǎng)關和信令網(wǎng)關，核心網(wǎng)可以與2G網(wǎng)絡、PSTN等外部網(wǎng)絡進行互連互通，能夠實現(xiàn)2G網(wǎng)絡與3G網(wǎng)絡之間的相互漫游。3G網(wǎng)絡如果是從2G網(wǎng)絡演進而來，則可以將2G網(wǎng)絡看作是3G核心網(wǎng)絡的一個外部網(wǎng)絡。
??? R4網(wǎng)絡中網(wǎng)元的智能化是其最基本的特點，3GPP在制定協(xié)議時，采用了大量傳統(tǒng)的智能網(wǎng)協(xié)議，并進行了很多修改，從而使網(wǎng)絡具有強大的智能化功能。智能網(wǎng)的功能分布在各個網(wǎng)元中，各網(wǎng)元都具有業(yè)務交換點（SSP）功能。智能網(wǎng)功能可以看作是3G核心網(wǎng)的不可分割的一部分。
??? 3、CDMA2000Phase1/2階段
??? 向全IP的演進過程中（Phase1），CDMA2000與WCDMA體系相同，這一階段，將目前的IOS4.X標準中的MSC分裂成MSCServer/GMSC Server和MGW兩個功能實體，并支持ATM/IP傳輸。
??? 對于CDMA2000來說，這是向全IP演進的第一階段，開始將信令與傳輸分開、核心網(wǎng)與接入網(wǎng)分開，各自獨立發(fā)展。在這個階段，核心網(wǎng)中的電路部分信令與承載分開，信令在IP傳輸，承載繼續(xù)沿用原來的承載方式。分組部分和接入網(wǎng)獨立發(fā)展。接入網(wǎng)部分采用IP傳輸（如A3、A7、A9、A11等）?？罩薪涌诓捎肦ELEASE0或RELEASEA。
??? 在這個階段，全IP中引進了“IPMultimediaDomain”和“Legacy MS Domain Support”兩個概念。前者處理VoIP、多媒體以及兩者的混合業(yè)務，后者實現(xiàn)對全IP中傳統(tǒng)手機的支持。通過漫游信令處理原來的ANSI-41電路網(wǎng)中的業(yè)務?！癐P Multimedia Domain”雖然也支持傳統(tǒng)手機，但是信令和業(yè)務均在IP上傳輸，它與通過漫游信令解決原來用戶的業(yè)務是不同的概念。在全IP中由于有兩個域的支持，雙模手機可以根據(jù)自己的能力選擇相應的模式向全IP的無線接入網(wǎng)（RAN）注冊。RAN應該支持兩種域的接入?？罩?a target="_blank">接口需要增加全IP中IP域的會話發(fā)起協(xié)議（SIP）呼叫信令的承載，但對傳統(tǒng)移動臺（MS）的支持可以繼續(xù)采用原來的接口。
??? 在RAN中，內部接口通過全IP開放，特別是聲碼器部分的接口應該是開放的，可以使聲碼器能方便地移到核心網(wǎng)。聲碼器的位置最終將從基站控制器（BSC）移到MGW。這時A1、A2、A5接口演變成A1’、A2’及A5’接口，語音和SS7信令由IP傳輸。
??? RAN向著全IP和更開放的方向演進，不僅支持傳統(tǒng)的MS，而且支持核心網(wǎng)的多媒體域（MultimediaDomain）。
??? 兩種制式第二階段網(wǎng)絡的主要差別如下：a）對于R-SGW，兩種制式采用的事務處理能力應用部分（TCAP）和移動應用部分（MAP）信令不同。b）對于分組數(shù)據(jù)，WCDMA的服務GPRS支持節(jié)點（SGSN）和GPRS網(wǎng)關支持節(jié)點（GGSN）主要采用GPRS隧道協(xié)議（GTP），CDMA2000的分組數(shù)據(jù)服務節(jié)點（PDSN）與歸屬代理（HA）之間主要采用移動IP（MIP）協(xié)議。c）CDMA2000基站與核心網(wǎng)間的語音采用EVRC/RTP的形式傳輸，WCDMA基站與核心網(wǎng)間的語音采用ATMAAL2承載。d）AAA服務器在WCDMA中是可選的，在CDMA2000中是網(wǎng)絡的一部分。
??? 4、WCDMAR5階段
??? 網(wǎng)絡由無線網(wǎng)絡、GPRS網(wǎng)絡、呼叫控制、連接外部網(wǎng)絡的各類網(wǎng)關以及業(yè)務構架五部分構成。無線網(wǎng)絡由移動用戶、無線鏈路及無線接入等部分構成。GPRS網(wǎng)絡由GPRS支撐節(jié)點構成，包括提供移動性管理的SGSN、提供分組數(shù)據(jù)協(xié)議（PDP）激活上下文管理的SGSN及提供歸屬位置寄存器（HLR）功能的歸屬用戶服務器（HSS）等構成。呼叫控制部分的網(wǎng)絡實體包括部分媒體網(wǎng)關和信令網(wǎng)關，主要由呼叫狀態(tài)控制功能（CSCF）、媒體網(wǎng)關控制功能（MGCF）、漫游信令網(wǎng)關（R-SGW）、MGW、傳送信令網(wǎng)關（T-SGW）以及媒體資源功能（MRF）構成，完成呼叫控制與信令功能，實現(xiàn)各種實時移動業(yè)務。
??? 5、CDMA2000Phase3階段
??? 該階段是向全IP網(wǎng)絡演進的頂點，在該階段，全部成為IP多媒體域，沒有傳統(tǒng)MS。IP將延伸至所有領域，空中接口、接入網(wǎng)和核心網(wǎng)均為IP承載，包括全部信令和業(yè)務。
??? 目前，MS的分組數(shù)據(jù)業(yè)務通過MSC到相應的HLR來鑒權用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務權限，并指示BSC完成分組數(shù)據(jù)連接。在多媒體域中，通過BSC中的移動性管理模塊（MM），由本地AAA與HOMEAAA交互完成。在這一階段，傳統(tǒng)移動臺域（LMSD）將不再繼續(xù)發(fā)展，如果直接從本階段構建網(wǎng)絡，將不再支持傳統(tǒng)的MS。但如果網(wǎng)絡是從以前的階段發(fā)展而來，運營商可以選擇保留以前的LMSD，與IP多媒體域并存，以支持傳統(tǒng)的MS。在該階段，IP多媒體應該是網(wǎng)絡中占統(tǒng)治地位的技術，用來支持新業(yè)務或增強的IP多媒體業(yè)務，并能滿足增強的業(yè)務能力及QoS的要求。
??? 6、WCDMA與CDMA2000在第三階段的相似之處
??? 第三代移動通信WCDMA系統(tǒng)是在GSM和GPRS的基礎上演進而來，其規(guī)范的制訂是在繼承Phase1、Phase2和Phase 2+協(xié)議標準的基礎上，隨著技術和業(yè)務的變化，新增和修改了部分技術規(guī)范，有很多GSM和GPRS的協(xié)議被3GPP直接引用，轉化為R99階段的協(xié)議?？傮w來說，R99作為WCDMA技術規(guī)范第一階段的版本，與GSM（Phase 1/Phase 2/Phase 2+）的技術規(guī)范相比，無論是在無線接入網(wǎng)絡部分還是核心網(wǎng)絡部分都有非常大的變化。在無線網(wǎng)絡側，GSM和GPRS均是采用TDMA技術，而在R99中，則采用具有革命性的CDMA技術。在核心網(wǎng)絡側，同時引入了電路交換和分組交換技術，利用ATM作為Iu接口承載，能夠兼容第二代的基站子系統(tǒng)（BSS）及GSM、GPRS的核心網(wǎng)，并能與PSTN、ISDN和IP網(wǎng)實現(xiàn)互通互連。也就是說，3G核心網(wǎng)應該能同時支持無線網(wǎng)絡子系統(tǒng)（RNS）和BSS兩種接入，并同時支持2G和3G的用戶及相關業(yè)務。
??? WCDMA的核心網(wǎng)從總體上可以分為CS域和PS域兩大部分，分別對應于GSM系統(tǒng)中的電路交換部分和GPRS部分，PS域基本繼承了GPRS的設計思想。MSC/VLR負責處理CS域的相關業(yè)務，SGSN和GGSN負責處理PS域的相關業(yè)務。與原GPRS系統(tǒng)相比，WCDMA顯著提高了無線資源的利用率，并簡化了核心網(wǎng)部分的協(xié)議棧，將處理工作下推給無線網(wǎng)絡控制器（RNC）。核心網(wǎng)中的主要技術突破是引進了具有AAL2和AAL5適配方式的ATM交換技術、IP技術、AMR編解碼技術、TransCode技術和基于CS/PS域的Iu接口技術。與第二代相比，核心網(wǎng)在移動網(wǎng)絡增強性邏輯的用戶定制應用（CAMEL）業(yè)務、定位業(yè)務（LCS）系統(tǒng)等方面都進行了功能增強性設計。
??? 3G的骨干網(wǎng)還需要與一系列網(wǎng)絡（如PSTN、ISDN、Internet、其他2G的PLMN、其他3G的PLMN、多媒體網(wǎng)絡等）互通，實現(xiàn)各種互通業(yè)務。WCDMA與二代的GSM相比，由于引進了新的無線制式，網(wǎng)絡改變相對較大。其中，RNC和NODEB與二代的BSC和BTS比較，在無線制式、傳輸、協(xié)議上均有根本改變。核心網(wǎng)由于在無線側引入了新的無線與傳輸技術，也有較大變化。WCDMAR99的核心網(wǎng)最本質的變化在Iu口（相當于原GSM的A接口與Gb接口）引入了ATM的傳輸。WCDMA R5階段與CDMA2000 Phase 3階段都是真正的全IP網(wǎng)絡。對于第三階段來說，兩種網(wǎng)絡都引入了基于H.248協(xié)議的媒體控制分離技術和IP多媒體會話控制技術，以便在分組域中實現(xiàn)話音和多媒體業(yè)務。都實現(xiàn)了從移動終端到網(wǎng)絡傳輸以及業(yè)務實現(xiàn)的IP技術。對于疊加演進，可能還存在第二階段的一些網(wǎng)元。對于完全漸進演進的網(wǎng)絡，全部采用IP多媒體技術實現(xiàn)。CDMA2000網(wǎng)絡中的HLR被AAA完全取代。WCDMA則演進為HSS，成為網(wǎng)絡用戶管理業(yè)務實現(xiàn)的中心。兩種制式在分組域實現(xiàn)話音業(yè)務的技術也非常相似。
??? 7、WCDMA與CDMA2000第三階段的差異
??? 該階段兩種制式的主要差別：a）對于R-SGW，由于兩種制式采用的TCAP和MAP信令不同，R-SGW在軟件上也不同。b）對分組數(shù)據(jù)，WCDMA的SGSN和GGSN主要采用GTP，而CDMA2000的PDSN與HA之間主要采用MIP協(xié)議。c）對WCDMA來說，HLR的功能將得到增強，演變?yōu)镠SS，但AAA服務器仍然是可選的。而對于CDMA2000來說，HLR將退化，其功能將在增強的AAA服務器中實現(xiàn)，AAA成為整個網(wǎng)絡無線用戶管理、無線資源管理以及各種業(yè)務開展的中心。d）對于WCDMA來說，在GGSN的Gi接口處疊加多媒體處理子系統(tǒng)，以便在分組數(shù)據(jù)上實現(xiàn)話音業(yè)務。而CDMA2000是通過PDSN或者HA出IP流至媒體網(wǎng)關，以在分組數(shù)據(jù)上實現(xiàn)話音業(yè)務。
??? 8、結束語
??? 目前，全球主要設備廠商都在積極跟蹤和研發(fā)基于WCDMA技術的3G網(wǎng)絡產品，日本的DOCOMO早在1991年就啟動了WCDMA的研發(fā)工作，并于2001年下半年推出了WCDMA可商用系統(tǒng)及產品樣機。全球各大運營商對參與WCDMA運營持積極態(tài)度，國內幾大運營商也在積極爭取3G牌照，并競相展開WCDMA網(wǎng)絡試驗，為WCDMA運營做前期準備。中國電信運營商如何在獲取3G牌照之后整合利用好自己的現(xiàn)有資源，發(fā)展新業(yè)務，筆者認為在討論網(wǎng)絡結構的基礎上，需要解決網(wǎng)絡建設成本、營銷和業(yè)務策略、長期的規(guī)模效益等一系列問題。各運營商在權衡各種因素的條件下，選擇三種制式中的哪一種，是關系到企業(yè)未來發(fā)展的重大問題。
工商網(wǎng)監(jiān)
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