WCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的策略探討

摘要　文章以吉林聯(lián)通GSM網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況為基礎(chǔ)，本著節(jié)約投資和承載業(yè)務(wù)并舉的原則，提出了建設(shè)吉林聯(lián)通WCDMA網(wǎng)絡(luò)的總體思路。并從無線接入網(wǎng)絡(luò)、核心網(wǎng)絡(luò)和IP承載網(wǎng)三個(gè)方面，論述了向WCDMA網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的分步建設(shè)策略，介紹了WCDMA網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)方案和其他需要注意的問題。

1、WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)策略

　　在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，由于無線接入節(jié)點(diǎn)數(shù)量規(guī)模較大，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本里的比例最大，所以3G無線網(wǎng)絡(luò)投資成本與預(yù)期收益之間的合理平衡很重要，這需要處理好兩個(gè)方面的問題，一是無線網(wǎng)絡(luò)總體規(guī)劃（包括站址選擇），另一個(gè)是無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的選擇（包括天饋線使用）。以下將就這兩方面結(jié)合吉林聯(lián)通的情況進(jìn)行深入的探討。

　　1.1　總體原則及分階段建設(shè)策略

　　3G的無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃不同于2G的主要特點(diǎn)在于它的多業(yè)務(wù)類型、多業(yè)務(wù)承載、網(wǎng)絡(luò)容量和網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷相關(guān)這三大特點(diǎn)。WCDMA技術(shù)軟容量的特點(diǎn)在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和建設(shè)中集中表現(xiàn)在覆蓋、容量和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量3個(gè)方面的平衡和制約。另外，不同的無線傳播環(huán)境和話務(wù)分布也需要不同的解決方案，因而需要采用不同的基站類型。因此，我們需要把3G業(yè)務(wù)的服務(wù)范圍進(jìn)行分類，針對不同類型的地區(qū)特點(diǎn)有選擇的配置相應(yīng)的設(shè)備，做到資源的有效利用。

　　運(yùn)營商的3G市場策略，包括市場占有率目標(biāo)、業(yè)務(wù)導(dǎo)入策略、資費(fèi)策略等等，將直接決定（無線）網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃建設(shè)策略。為了在未來激烈的3G市場競爭中爭取主動(dòng)，在網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)過程中首先需要綜合考慮包括話音業(yè)務(wù)和高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在內(nèi)的多種業(yè)務(wù)；注重網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模建設(shè)，在網(wǎng)絡(luò)初期即實(shí)現(xiàn)市區(qū)連續(xù)室內(nèi)覆蓋，郊區(qū)實(shí)現(xiàn)全面兼顧重點(diǎn)的覆蓋，農(nóng)村考慮重點(diǎn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)及國道，高速公路的覆蓋；而市區(qū)以較高的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載規(guī)劃無線網(wǎng)絡(luò)。

　　基于業(yè)務(wù)推廣的考慮，3G大規(guī)模無線組網(wǎng)應(yīng)采用廣域的連續(xù)覆蓋進(jìn)行組網(wǎng)，并相應(yīng)的制定各階段的具體方案。此外，結(jié)合前瞻性的考慮，在大規(guī)模組網(wǎng)時(shí)需保證網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的長期穩(wěn)定性和平滑的可擴(kuò)展性。通常在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的初期主要考慮密集城區(qū)、普通城區(qū)及郊區(qū)的集鎮(zhèn)，應(yīng)采用以宏蜂窩單載波三扇區(qū)基站為主的廣域的連續(xù)覆蓋方案，熱點(diǎn)地區(qū)需建微蜂窩和室內(nèi)分布系統(tǒng)。市區(qū)初期以較高的網(wǎng)絡(luò)負(fù)載規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)，建一層“厚厚”的網(wǎng)，這樣可以避免話務(wù)模型和用戶數(shù)預(yù)測不準(zhǔn)造成的頻繁網(wǎng)絡(luò)調(diào)整，避免話務(wù)量升高時(shí)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)大量空洞，而增加基站又會造成基站間距過密和站址分布不均勻，引起更多的網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和覆蓋問題。市區(qū)后期擴(kuò)容以增加載頻為主，而不是以增加基站為主。如圖1所示。

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圖1　無線網(wǎng)絡(luò)階段性組網(wǎng)圖

　　郊區(qū)后期可結(jié)合增加基站和增加載頻，增加新的基站以及對基站進(jìn)行微調(diào)解決局部問題，進(jìn)一步引入微蜂窩和室內(nèi)分布系統(tǒng)滿足熱點(diǎn)地區(qū)的需求。隨著對新業(yè)務(wù)需求的進(jìn)一步增強(qiáng)，后期可考慮為用戶提供更多樣化的業(yè)務(wù)。譬如更多速率選擇、更多業(yè)務(wù)合并，針對不同業(yè)務(wù)承載區(qū)分業(yè)務(wù)優(yōu)先級。另外，除傳統(tǒng)方案（微蜂窩、室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)）外，還可引入新技術(shù)以提高網(wǎng)絡(luò)的性能和容量，如多種速率的AMR、發(fā)射分集等。也可采用分層網(wǎng)結(jié)構(gòu)解決特殊地區(qū)的話務(wù)均衡問題。

　　1.2　場景劃分及基站設(shè)置原則

　　一般來說，需要覆蓋的區(qū)域不同往往會決定覆蓋方案的選擇。因?yàn)椴煌母采w區(qū)域的無線環(huán)境、用戶分布不同，運(yùn)營商所要達(dá)到的服務(wù)質(zhì)量等指標(biāo)也不同，各種業(yè)務(wù)的分布特征也直接影響小區(qū)負(fù)荷和站點(diǎn)布局，通常我們會針對具體的情況對覆蓋方案進(jìn)行選擇。以下給出一些典型的覆蓋區(qū)域中的覆蓋建議與原則。

　　密集市區(qū)的建筑物密度大，相互之間幾乎是緊鄰在一起的。經(jīng)常包含CBD（中央商務(wù)區(qū)），密集建筑區(qū)域，繁華商業(yè)區(qū)等。CBD地區(qū)的典型特征是百米以上高樓集中，高端用戶比例高。一般可以選用一些高度30米左右的站址，以宏蜂窩的方式實(shí)現(xiàn)室外覆蓋。規(guī)劃時(shí)留出20dB～25dB左右的室內(nèi)穿透損耗余量，滿足普通建筑物的室內(nèi)覆蓋要求。對其中的大型商業(yè)樓或?qū)懽謽?，可根?jù)實(shí)際需求，在初期建設(shè)時(shí)使用主-遠(yuǎn)端單元（M-RRU）、微蜂窩等類型的基站，通過室內(nèi)分布系統(tǒng)進(jìn)行覆蓋，同時(shí)也解決這些樓宇的高層覆蓋問題。這一地區(qū)不建議使用直放站，因?yàn)檫@不能解決容量問題，而且難以控制干擾。密集建筑區(qū)的主要特征是建筑物密集但樓不是很高，例如大城市的密集辦公區(qū)、生活區(qū)等。為了節(jié)省站址和投資，通?？梢允褂煤攴涓C進(jìn)行覆蓋。天線高度的選擇往往以周圍建筑物高度為基礎(chǔ)，高于周圍平均建筑物高度5米左右即可。在站址選擇時(shí)需要盡量保證基站的均勻分布，相鄰基站天線高度也不要相差太大。這一類型區(qū)域的室內(nèi)覆蓋大多數(shù)利用宏蜂窩基站來解決，因此在規(guī)劃時(shí)往往要考慮20dB～22dB的室內(nèi)穿透損耗。這一地區(qū)的覆蓋通常采用大容量室內(nèi)型宏蜂窩基站。繁華商業(yè)區(qū)由于建筑物間間隙很小，很多無線電波傳播通常會沿街道進(jìn)行傳播，如果使用宏蜂窩進(jìn)行覆蓋，難以控制干擾。因此，對于這一地區(qū)的覆蓋，建議采用以特定街區(qū)覆蓋為目標(biāo)的RRU或微蜂窩方式進(jìn)行覆蓋。

　　普通城區(qū)與密集城區(qū)的差別主要在建筑物的密度上，初期建設(shè)應(yīng)以宏蜂窩為主。站址應(yīng)比周圍平均建筑物高度高出5米左右。對于普通城區(qū)的建筑物，絕大部分不會考慮專門的室內(nèi)覆蓋解決方案，因此在規(guī)劃中需要考慮一定的室內(nèi)穿透損耗余量。由于各地建筑物類型不同，這一余量大小需要根據(jù)實(shí)際環(huán)境選取，一般取值20dB左右?；菊拘鸵允覂?nèi)型宏蜂窩基站為主，根據(jù)容量和覆蓋的要求選擇不同的基站配置。天線高度的選擇上與密集市區(qū)基本相同。縣城的情況可以按照普通市區(qū)的情況來看待。

　　居民住宅區(qū)是無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的一個(gè)難點(diǎn)，存在站址選擇、室內(nèi)覆蓋不易滿足等諸多困難。在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期可不作重點(diǎn)考慮，主要通過周邊宏蜂窩基站對小區(qū)提供足夠的覆蓋。密集而規(guī)則的居民區(qū)可采用主-遠(yuǎn)基站（M-RRU）實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)覆蓋。

　　在郊區(qū)環(huán)境下，建筑物的分布比較稀疏，同時(shí)建筑物高度一般不會很高。因此，相對來說，無線傳播環(huán)境不是很復(fù)雜，用戶密度不會很高。對于郊區(qū)環(huán)境建設(shè)，以宏蜂窩為主。對于郊區(qū)的建筑物，絕大部分不會考慮專門的室內(nèi)覆蓋解決方案，因此在規(guī)劃中需要考慮一定的穿透損耗余量。由于各地建筑物類型不同，這一余量大小需要根據(jù)實(shí)際環(huán)境來選取，典型取值16dB左右。天線高度的選擇一般可以在20米～45米之間，這主要根據(jù)站址情況和話務(wù)情況來決定。

　　農(nóng)村地區(qū)面積很大，初期建網(wǎng)時(shí)，通常先對人們居住和經(jīng)?；顒?dòng)的區(qū)域重點(diǎn)進(jìn)行覆蓋。農(nóng)村多以公路、鐵路、國道、鄉(xiāng)村、度假村等為重點(diǎn)覆蓋目標(biāo)，周圍的比較小的村莊以及開闊地帶的覆蓋要求會低一些。由于話務(wù)密度較低，為節(jié)省站址數(shù)量，需要盡可能提高單基站的覆蓋能力，因此通常基站的天線高度盡量選取在40米～60米左右。在靠近鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村莊處，基站站型可以根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際話務(wù)量和覆蓋的需求情況來合理選擇全向站或者普通的三扇區(qū)定向站。對于公路或鐵路也可選用兩扇區(qū)基站，使基站天線方向與公路或鐵路的走向一致，以實(shí)現(xiàn)良好的覆蓋效果。高速公路和國道可采用啞鈴式覆蓋。由于農(nóng)村基站站間距較大，基站的分布往往根據(jù)覆蓋和話務(wù)的需求而定，不必嚴(yán)格按照均勻分布的方式布網(wǎng)。

　　3G基站的布置應(yīng)以規(guī)則布站為原則，即基站間保持相對統(tǒng)一的站間距，同時(shí)站高也應(yīng)在一定區(qū)域內(nèi)均勻。此外還需考慮的因素有：建筑物頂適宜架設(shè)設(shè)備；線應(yīng)高于周邊建筑，無近距離遮擋物體；考慮室內(nèi)空間和配套設(shè)施的容量。對于基站的建設(shè)，應(yīng)遵循的原則為：天線方向如無特殊情況，盡量按標(biāo)準(zhǔn)方向制定。如有特殊情況，如遮擋或郊區(qū)人口分布不均，可以適當(dāng)調(diào)整；盡量共用已有站址，最好按一定的站間距布站（依不同地理類型而定：如密集市區(qū)600～700米，普通市區(qū)800米～900米，邊緣市區(qū)2公里～5公里，農(nóng)村大約10公里），市區(qū)基站盡量規(guī)則排列。

　　基站天線高度盡量在一個(gè)區(qū)域內(nèi)平均，避免越區(qū)覆蓋對網(wǎng)絡(luò)性能的嚴(yán)重影響。一般市區(qū)在30米-40米范圍內(nèi)（如果樓高普遍較低，盡量不低于25米），盡量避免天線過高（不高于40米）。郊區(qū)天線高度盡量在50米以上（盡量不低于40米），盡量避免與其它無線系統(tǒng)的干擾。

　　由于吉林聯(lián)通已經(jīng)擁有了龐大的GSM網(wǎng)絡(luò)，因而同時(shí)擁有數(shù)目眾多的GSM站址，可以充分利用已有的GSM站址來實(shí)施3G網(wǎng)絡(luò)，則不僅可以節(jié)約大量的基礎(chǔ)設(shè)施投資，而且可以降低尋找新站址的難度，節(jié)約大量的時(shí)間，從而加快網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)速度。許多因素決定了是否可以共用站址，如站間距、機(jī)房面積、塔頂面積和承重等，其中，系統(tǒng)的站間距至關(guān)重要。因?yàn)檎鹃g距是網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的產(chǎn)物之一，不宜輕易改變。否則，將影響網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)和質(zhì)量。

　　GSM系統(tǒng)和WCDMA系統(tǒng)的站間距的差異直接關(guān)系到兩個(gè)系統(tǒng)是否可以共用站址。如果兩個(gè)系統(tǒng)的站間距差異過大，則不能共用站址或可共用的比例極低；如果兩個(gè)系統(tǒng)的站間距差異較小，則完全可以共用站址。

　　表1列出了理論上WCDMA與GSM的小區(qū)半徑和覆蓋區(qū)域的比較。從表1中可以看出，WCDMA的覆蓋范圍小于GSM900，但大于GSM1800。由于GSM網(wǎng)絡(luò)容量的增加，導(dǎo)致GSM的小區(qū)半徑進(jìn)一步縮小，特別是在城市和城市密集地區(qū)，GSM的小區(qū)半徑更小，因此，使得WCDMA與GSM的小區(qū)半徑非常接近。WCDMA和GSM完全可以在全網(wǎng)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)共站。

表1　WCDMA與GSM的小區(qū)半徑和覆蓋區(qū)域的理論值比較

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　　1.3　天饋系統(tǒng)選擇原則

　　對于天線的選取，建議在市區(qū)要采用水平半功率角為60度或65度的定向天線，以減少干擾、控制規(guī)劃效果。為了提供良好的覆蓋效果，設(shè)計(jì)中采用了高增益天線，天線的增益可選取17dBi或更高；對于郊區(qū)，可考慮采用相對市區(qū)更高增益的天線（如20dBi）以增強(qiáng)上下行的覆蓋?？紤]到天線的調(diào)整特別是天線下傾角的調(diào)整是WCDMA系統(tǒng)無線優(yōu)化的一個(gè)重要手段，因此對于密集城區(qū)的基站使用電調(diào)天線將會給日常無線網(wǎng)絡(luò)的維護(hù)和優(yōu)化工作提供極大的便利。另外，除密集城區(qū)外的基站使用塔放，提高上行靈敏度約4.5dB。在宏蜂窩的建設(shè)中可引入高增益塔放（ASC/TMA），它可以提高系統(tǒng)的噪聲系數(shù)，提高上行覆蓋，在話務(wù)一定的前提下減少基站的數(shù)目，節(jié)省運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)投資，因此在上行鏈路受限的情況下引入塔放在WCDMA網(wǎng)絡(luò)中是必要的。

　　在3G接入網(wǎng)與2G接入網(wǎng)的配合方面，要考慮到最大限度地利用吉林聯(lián)通GSM網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)有投資，對于未來3G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)策略，可以說3G和2G在相當(dāng)長的一段時(shí)間是相互補(bǔ)充，相互配合的關(guān)系。無縫網(wǎng)絡(luò)的定義有雙重含義，對于雙模終端來說，在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)中切換時(shí)，用戶的體驗(yàn)就像是在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)一樣，而對于運(yùn)營商來說，其意義是在提供一個(gè)具有競爭力的3G網(wǎng)絡(luò)前提下，充分利用現(xiàn)有2G資源，減少3G初期投資，降低運(yùn)營成本。

2、吉林聯(lián)通WCDMA核心網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)建設(shè)策略建議

　　目前吉林聯(lián)通擁有超過300萬用戶的GSM網(wǎng)絡(luò)，在建設(shè)WCDMA網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要考慮利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)資源，同時(shí)建設(shè)現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)時(shí)，也要考慮將來網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)。

　　WCDMA核心網(wǎng)建議采用以下解決方案：GSM和WCDMA共用核心網(wǎng)，同時(shí)支持GSM和WCDMA無線接入技術(shù)；核心網(wǎng)采用基于3GPP R4規(guī)范的分層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；網(wǎng)絡(luò)冗余采用MSC in Pool，HLR 1+1，SGSN in Pool技術(shù)，為網(wǎng)絡(luò)提供冗余保證；MGW支持Iu和A接口的靈活連接；采用IP技術(shù)，語音和分組域數(shù)據(jù)都基于統(tǒng)一IP網(wǎng)傳輸。吉林聯(lián)通的統(tǒng)一核心網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃如圖2所示：

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圖2　統(tǒng)一核心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　統(tǒng)一核心網(wǎng)包含5個(gè)方面的內(nèi)容，它們是統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、統(tǒng)一的信令結(jié)構(gòu)、統(tǒng)一的傳輸網(wǎng)絡(luò)、統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理和計(jì)費(fèi)。統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是指GSM和WCDMA網(wǎng)絡(luò)將采用統(tǒng)一的軟交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（MSC-S、MGW）。統(tǒng)一的信令網(wǎng)絡(luò)是指支持多種傳輸技術(shù)信令網(wǎng)絡(luò)，信令網(wǎng)關(guān)的功能集成在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中（集成在媒體網(wǎng)關(guān)中），信令網(wǎng)關(guān)作為TDM信令和基于IP的信令（SIGTRAN）轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)。同一網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是指同一設(shè)備能同時(shí)支持GSM和WCDMA網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備需要支持GSM和WCDMA的雙接入，設(shè)備的資源能根據(jù)GSM和WCDMA網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)靈活分布。統(tǒng)一的傳輸網(wǎng)絡(luò)是指電路域語音和信令，分組域業(yè)務(wù)等都在同一IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸。節(jié)省網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和維護(hù)。統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理和計(jì)費(fèi)是指GSM和WCDMA網(wǎng)絡(luò)共享同一套網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)。

　　目前吉林聯(lián)通GSM用戶正在快速發(fā)展，GSM核心網(wǎng)絡(luò)也在快速擴(kuò)展。在建設(shè)WCDMA網(wǎng)絡(luò)時(shí)，工作重點(diǎn)在WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)和新業(yè)務(wù)的引入，以及移動(dòng)用戶在GSM和WCDMA網(wǎng)絡(luò)的漫游。同時(shí)現(xiàn)網(wǎng)規(guī)模較大，話音業(yè)務(wù)基于TDM傳輸，如果對現(xiàn)網(wǎng)GSM全面進(jìn)行軟交換改造，工程量巨大，同時(shí)可能對現(xiàn)有業(yè)務(wù)帶來影響，可以考慮采用分步建設(shè)的方法。

3、WCDMA核心網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)策略

　　3.1　WCDMA核心網(wǎng)絡(luò)電路域組網(wǎng)方案

　　由于采用控制與承載分離的軟交換架構(gòu)，傳統(tǒng)的MSC/VLR節(jié)點(diǎn)演變成MSC服務(wù)器和MGW兩個(gè)節(jié)點(diǎn)。MSC服務(wù)器只負(fù)責(zé)控制部分，MGW負(fù)責(zé)承載，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，MSC服務(wù)器可以集中設(shè)置，而MGW可以根據(jù)無線的規(guī)劃分散放置，出現(xiàn)了大本地網(wǎng)的概念。

　　目前吉林聯(lián)通GSM網(wǎng)絡(luò)在吉林全省有9個(gè)本地網(wǎng)，根據(jù)大本地網(wǎng)組網(wǎng)需求，WCDMA網(wǎng)絡(luò)可考慮在長春和吉林設(shè)置2個(gè)大本地網(wǎng)，長春負(fù)責(zé)長春、白城、松原、四平和遼源。吉林本地網(wǎng)負(fù)責(zé)吉林、延邊、白山、通化。

　　設(shè)備配置原則如下。MSC服務(wù)器的配置：MSC服務(wù)器是新建節(jié)點(diǎn)，為了充分發(fā)揮分層網(wǎng)絡(luò)分離架構(gòu)的優(yōu)勢，MSC服務(wù)器的規(guī)劃基于“集中放置，集中管理”的原則；在大本地網(wǎng)的組網(wǎng)方案中，MSC服務(wù)器單元集中放置在大本地網(wǎng)的中心城市。按大本地網(wǎng)方式劃分3G移動(dòng)本地網(wǎng)，每個(gè)移動(dòng)業(yè)務(wù)本地網(wǎng)中可以設(shè)一個(gè)或若干個(gè)MSC服務(wù)器，以MSC Pool的形式管轄大本地網(wǎng)內(nèi)的MGW，整個(gè)WCDMA本地網(wǎng)構(gòu)成一個(gè)大的MSC服務(wù)器Pool，所有用戶都登記在該P(yáng)ool中，無MSC間位置更新和MSC間切換。初期MSC服務(wù)器配置在長春市和吉林市。MGW的配置：WCDMA大本地網(wǎng)覆蓋多個(gè)GSM本地網(wǎng)，為了充分發(fā)揮分層網(wǎng)絡(luò)“集中控制、分散接入”的特點(diǎn)，MGW原則上應(yīng)設(shè)置在各地市，便于與RNC就近接入，與其他PLMN/PSTN就近接入，充分發(fā)揮分層網(wǎng)絡(luò)“本地交換”的特點(diǎn)，盡量減少話務(wù)的迂回，節(jié)省傳輸；MGW與MSC-S和RNC沒有一一對應(yīng)關(guān)系，而是M:N關(guān)系；同本地網(wǎng)內(nèi)的MSC-S可任選同一本地網(wǎng)內(nèi)的MGW，MGW以Pool的形式工作，負(fù)荷分擔(dān)。MGW之間采用IP承載，通過IP/MPLS網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)建IP核心承載網(wǎng)絡(luò)；對吉林聯(lián)通來說，MGW可分散放置在9個(gè)地市中，或與無線規(guī)劃配合，與RNC一起放置。GMSC的配置：建議采用GSM/WCDMA綜合關(guān)口局的形式；綜合關(guān)口局初期可以利用GSM現(xiàn)網(wǎng)關(guān)口局設(shè)備；隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，移動(dòng)用戶的遷移，綜合關(guān)口局應(yīng)向分層結(jié)構(gòu)演進(jìn)，變?yōu)镚MSC服務(wù)器/MGW結(jié)構(gòu)，融入IP分層網(wǎng)絡(luò)，適應(yīng)全I(xiàn)P的組網(wǎng)要求；本地WCDMA用戶與網(wǎng)內(nèi)的GSM用戶之間的呼叫和本地WCDMA用戶與PSTN及其他運(yùn)營商之間的呼叫通過現(xiàn)有的GMSC進(jìn)行轉(zhuǎn)接。

　　HLR/AUC配置：WCDMA網(wǎng)絡(luò)的HLR/AUC可以新建，也可以利用現(xiàn)有的HLR節(jié)點(diǎn)。當(dāng)現(xiàn)有GSM用戶成為WCDMA用戶時(shí)，仍然可以保留現(xiàn)有的GSM號碼?？煽紤]升級現(xiàn)有HLR節(jié)點(diǎn)來支持GSM和WCDMA用戶。如果需要單獨(dú)管理WCDMA用戶，需要新建HLR節(jié)點(diǎn)。

　　新建的WCDMA核心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

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圖3　WCDMA核心網(wǎng)

　　3.2　WCDMA核心網(wǎng)絡(luò)分組域組網(wǎng)方案

　　WCDMA分組域是在GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上演進(jìn)而來的，在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上沒有變化，主要在空中接口和無線接入網(wǎng)部分進(jìn)行了改進(jìn)，在用戶容量、接入速率上有了提高。分組網(wǎng)絡(luò)由服務(wù)GPRS交換節(jié)點(diǎn)（SGSN）、網(wǎng)關(guān)GPRS交換節(jié)點(diǎn)（GGSN），邊界網(wǎng)關(guān)（BG），計(jì)費(fèi)網(wǎng)關(guān)（CG），域名服務(wù)器（DNS）等組成，如圖4所示：

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圖4　分組域組成

　　SGSN面向移動(dòng)臺執(zhí)行移動(dòng)性管理、安全功能、接入控制和路由選擇等功能。GGSN負(fù)責(zé)提供GPRS與外部分組網(wǎng)絡(luò)的接口。SGSN和GGSN可以獨(dú)立設(shè)置，也可以合設(shè)。SGSN、GGSN、BG、CG、DNS等核心網(wǎng)實(shí)體是通過IP傳輸網(wǎng)進(jìn)行信令與數(shù)據(jù)傳輸，SGSN與HLR、MSC/VLR、短消息中心等通過7號信令網(wǎng)進(jìn)行通信。SGSN的作用相當(dāng)于電路域的MSC，負(fù)責(zé)移動(dòng)性管理及會話（Session）管理。通常一個(gè)SGSN可負(fù)責(zé)若干個(gè)RNC的分組域業(yè)務(wù)，所以放置相對集中，SGSN一般放置在大的中心城市，初期也可集中設(shè)置。SGSN設(shè)備的處理能力主要受到以下因素的限制：同時(shí)附著用戶數(shù)（SAU）、PDP上下文激活數(shù)量（PDP Context）、吞吐量（PPS）。在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的初期，SGSN應(yīng)采用相對集中的建設(shè)模式，設(shè)置地點(diǎn)也最好與新建的MSC同局址，便于組織傳輸資源。

　　GGSN的作用相當(dāng)于電路域域的GMSC，是外部數(shù)據(jù)網(wǎng)（Internet，Intranet）的關(guān)口。GGSN一般放置在ISP的出口處，例如省會城市或大城市，比SGSN更加相對集中，可以每省設(shè)置一二個(gè)出口。

　　根據(jù)吉林聯(lián)通的網(wǎng)絡(luò)情況，目前正在建設(shè)GPRS網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)GPRS網(wǎng)絡(luò)能同時(shí)支持GSM和WCDMA無線接入?？紤]到初期的分組域規(guī)模，初期可在長春設(shè)置一對SGSN和GGSN覆蓋全省的分組域業(yè)務(wù)，隨著業(yè)務(wù)的發(fā)展再考慮在吉林增加一臺SGSN覆蓋東部的分組域業(yè)務(wù)。

　　吉林聯(lián)通目前擁有完善的GSM語音網(wǎng)絡(luò)，GPRS網(wǎng)絡(luò)正在建設(shè)，如何在GSM網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上建設(shè)一個(gè)優(yōu)化的WCDMA網(wǎng)絡(luò)，在電路域和分組域都可引入了雙接入節(jié)點(diǎn)，例如MSC服務(wù)器和MGW能同時(shí)支持WCDMA和GSM的無線接入，同樣在分組域SGSN也可以同時(shí)連接和控制GSM和WCDMA無線接入。

　　從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和信令的角度，考察GSM的分組核心網(wǎng)絡(luò)和WCDMA的分組核心網(wǎng)絡(luò)，主要區(qū)別就是Gb和Iu接口的區(qū)別，其它的接口和信令沒有變化。雙接入的功能可以實(shí)現(xiàn)GSM和WCDMA公共核心分組網(wǎng)絡(luò)的目的。雙接入SGSN節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)處理GSM和WCDMA的話務(wù)，動(dòng)態(tài)分配SAU、PDP資源和負(fù)載資源是它的一大優(yōu)勢。通過SGSN內(nèi)的系統(tǒng)間切換（ISC）減小數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)間中斷，增強(qiáng)了端用戶體驗(yàn)和性能。動(dòng)態(tài)雙接入如圖5所示：

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圖5　GSM和WCDMA動(dòng)態(tài)雙接入

　　未來支持移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的用戶數(shù)量的迅速增長及更多新型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（Push-To-Talk、流媒體業(yè)務(wù)、Weshare等）的引入，強(qiáng)烈要求提高網(wǎng)絡(luò)的有效運(yùn)行。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)使用的增長使用戶體驗(yàn)變得越發(fā)重要。用戶體驗(yàn)的質(zhì)量不僅由數(shù)據(jù)應(yīng)用決定，它還由網(wǎng)絡(luò)因素決定，比如網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的性能和資源利用率。SGSN節(jié)點(diǎn)池技術(shù)通過提高網(wǎng)絡(luò)容量資源利用率、網(wǎng)絡(luò)級冗余備份、高效的移動(dòng)性管理和簡單的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維滿足了這些要求。

　　當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中SGSN的數(shù)量超過3個(gè)以上時(shí)，就可以考慮引進(jìn)SGSN節(jié)點(diǎn)池的解決方案。在SGSN節(jié)點(diǎn)池方案引進(jìn)之前，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)SGSN只負(fù)責(zé)它自己管轄的服務(wù)區(qū)域內(nèi)的附著用戶和話務(wù)。任何SGSN的宕機(jī)就意味著它所負(fù)責(zé)的服務(wù)區(qū)域在宕機(jī)時(shí)間不能夠提供分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。SGSN節(jié)點(diǎn)池方案提供了更靈活、系統(tǒng)資源有效運(yùn)營的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，它實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)級的節(jié)點(diǎn)冗余配置。在節(jié)點(diǎn)池中，每個(gè)BSC和/或RNC邏輯地連接到所有的SGSN上。節(jié)點(diǎn)池所服務(wù)的大區(qū)域中的用戶負(fù)載將被均衡地分配到每個(gè)SGSN上。任何SGSN發(fā)生宕機(jī)故障時(shí)，所有附著到該節(jié)點(diǎn)上的用戶將自動(dòng)遷移到池中其它的SGSN上。這種方案可以更加有效的利用資源，減少了SGSN節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。合理的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃可以使SGSN的節(jié)點(diǎn)數(shù)量減少15%至30%。

　　在潮汐型話務(wù)的環(huán)境里，節(jié)點(diǎn)池中所有SGSN的總體容量規(guī)劃可以適應(yīng)和滿足這個(gè)地區(qū)的整體話務(wù)量要求。然而，在非節(jié)點(diǎn)池的規(guī)劃中，每個(gè)SGSN只能夠根據(jù)特定服務(wù)區(qū)域的話務(wù)量要求進(jìn)行容量規(guī)劃。

4、建立高效的多業(yè)務(wù)IP承載網(wǎng)絡(luò)

　　現(xiàn)有的GSM語音業(yè)務(wù)以TDM方式承載，TDM組網(wǎng)技術(shù)成熟，具有電信級的QoS保障。但TDM傳輸占用的傳輸資源較大，不利于網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)。在移動(dòng)軟交換的網(wǎng)絡(luò)解決方案中，語音和信令都可以在IP網(wǎng)絡(luò)中傳輸，同樣分組域的業(yè)務(wù)也可以在IP網(wǎng)絡(luò)中傳輸，這樣可以將電路域和分組域的業(yè)務(wù)集中在同一IP網(wǎng)絡(luò)中，不用同時(shí)建設(shè)和維護(hù)TDM網(wǎng)絡(luò)和IP網(wǎng)絡(luò)，便于向全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)。

　　由于語音業(yè)務(wù)的特性，對IP承載網(wǎng)提出了一些要求。IP承載網(wǎng)通常需支持以下技術(shù)：

　　◆網(wǎng)絡(luò)隔離：由于多種業(yè)務(wù)在一個(gè)統(tǒng)一的IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸，不同的業(yè)務(wù)有不同的安全和服務(wù)質(zhì)量的需求，這樣需要在網(wǎng)絡(luò)中，把不同的業(yè)務(wù)分成不同邏輯網(wǎng)絡(luò)，通常的分離技術(shù)是支持基于RFC2547bis MPLS第三層VPN技術(shù)。

　　◆業(yè)務(wù)優(yōu)先級：不同業(yè)務(wù)有不同的優(yōu)先級，IP承載網(wǎng)需要支持DiffServ來為不同的業(yè)務(wù)分配不同的服務(wù)質(zhì)量。

　　◆可靠性：IP承載網(wǎng)需達(dá)到5個(gè)9的可靠性。

　　但是語音和信令對在IP網(wǎng)絡(luò)上傳輸仍有其他特殊的需求，主要集中在網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延、抖動(dòng)、帶寬的保證、丟包率、可靠性和安全性等。根據(jù)一些廠家的經(jīng)驗(yàn)，下面提供一些經(jīng)驗(yàn)值供參考。通常平均包的延遲小于50ms，最大包延遲小于100ms，丟包率小于10-4，網(wǎng)絡(luò)需支持多路徑。

　　吉林聯(lián)通目前擁有公共IP165網(wǎng)絡(luò)，目前的網(wǎng)絡(luò)也支持MPLS VPN業(yè)務(wù)。目前聯(lián)通的ISP和企業(yè)網(wǎng)業(yè)務(wù)都在165網(wǎng)絡(luò)上傳輸。當(dāng)在電路域引入移動(dòng)軟交換，以及引入GPRS分組域業(yè)務(wù)時(shí)，對IP傳輸有兩種解決方案：在現(xiàn)有的165網(wǎng)絡(luò)中傳輸或新建一張IP專用承載網(wǎng)。

　　采用現(xiàn)有的165網(wǎng)絡(luò)來承載WCDMA或GSM語音業(yè)務(wù)，需要驗(yàn)證現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)是否滿足語音和信令對時(shí)延，丟包率等的需求。同時(shí)這些語音業(yè)務(wù)可能會對現(xiàn)網(wǎng)的業(yè)務(wù)造成一定的影響。采用新建IP承載網(wǎng)，將降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的風(fēng)險(xiǎn)，避免對現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)的影響，同時(shí)IP專網(wǎng)與IP165網(wǎng)絡(luò)分開建設(shè)，提高網(wǎng)絡(luò)的安全性。

　　吉林聯(lián)通WCDMA專用IP承載網(wǎng)的組網(wǎng)建議：在省內(nèi)各地市中選取合適的核心站點(diǎn)組建省級IP承載網(wǎng)；采用高度冗余的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?；各核心?jié)點(diǎn)之間建議采用10G帶寬的鏈路進(jìn)行連接；該省級IP承載網(wǎng)需支持MPLS VPN技術(shù)；該省級IP承載網(wǎng)將承載吉林聯(lián)通全省的業(yè)務(wù)并連至全國的IP骨干網(wǎng)。

　　IP承載網(wǎng)是一個(gè)多業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，它能夠支持話音、視頻、數(shù)據(jù)等多種業(yè)務(wù)。該IP專用承載網(wǎng)除支持GSM和WCDMA語音、信令和GPRS分組域的業(yè)務(wù)以外，還能支持高端商業(yè)用戶、NGN，同時(shí)還可以作為聯(lián)通內(nèi)部管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營支撐系統(tǒng)和移動(dòng)增值應(yīng)用系統(tǒng)等遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)的主要承載網(wǎng)絡(luò)等，支持開放的MPLS L2 VPN、MPLS L3 VPN等等業(yè)務(wù)。

　　吉林聯(lián)通GSM/WCDMA網(wǎng)絡(luò)的電路域采用3GPP R4組網(wǎng)方式，語音流可承載在MPLS VPN所提供的電信級IP傳輸網(wǎng)絡(luò)上。盡管可采用RSVP TE、Diffserv等技術(shù)來保障各類業(yè)務(wù)的QoS，但還可以結(jié)合Over-dimensioning（輕載）的方式以進(jìn)一步保證服務(wù)質(zhì)量，語音流所占的帶寬建議控制在鏈路總帶寬的20%以內(nèi)。在同一個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)上提供各種WCDMA 3G應(yīng)用，包括對時(shí)延要求苛刻的話音/視頻流應(yīng)用、對時(shí)延要求不高但是對安全比較敏感的關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用、一般的電子郵件和Web等服務(wù)。WCDMA核心網(wǎng)絡(luò)對QoS服務(wù)質(zhì)量，嚴(yán)格的流量工程和業(yè)務(wù)傳送的高安全性均可通過MPLS技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

　　對于移動(dòng)運(yùn)營商而言，網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的趨勢是實(shí)現(xiàn)用一個(gè)統(tǒng)一的IP骨干網(wǎng)承載多種業(yè)務(wù)，包括話音、數(shù)據(jù)和多媒體的3G業(yè)務(wù)。SGSN和GGSN為WCDMA分組域的主要網(wǎng)元，由SGSN和GGSN組成的WCDMA分組域網(wǎng)將會一直延續(xù)，平穩(wěn)與3GPP R5版本的IMS多媒體網(wǎng)絡(luò)銜接。

　　對于吉林聯(lián)通的省內(nèi)IP專網(wǎng)的建設(shè)，可考慮在吉林和長春分別設(shè)置一個(gè)省級出口點(diǎn)，每個(gè)出口點(diǎn)設(shè)置兩臺高性能的核心路由器，在其他7個(gè)地級市分別設(shè)置兩臺核心路由器。各地市的路由器采用10G鏈路與省際站點(diǎn)相連，組成星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。建議將這些IP專網(wǎng)站點(diǎn)作為吉林聯(lián)通GSM/WCDMA網(wǎng)絡(luò)核心節(jié)點(diǎn)MSC-S，MGW和SGSN，GGSN的站點(diǎn)。建議的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖6所示：

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圖6　專用IP骨干網(wǎng)結(jié)構(gòu)

5、總結(jié)

　　綜上所述，結(jié)合吉林聯(lián)通目前的網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況，吉林聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展可以首先從在現(xiàn)有GSM網(wǎng)絡(luò)中引入GPRS網(wǎng)絡(luò)開始，運(yùn)營GPRS無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。根據(jù)GPRS和CDMA2000的數(shù)據(jù)應(yīng)用情況，預(yù)測3G用戶發(fā)展趨勢和應(yīng)用熱點(diǎn)，為WCDMA的規(guī)劃和部署做準(zhǔn)備。在提供WCDMA接入的同時(shí)，可以在有條件的地方部署EDGE，在2G低速數(shù)據(jù)和3G高速數(shù)據(jù)中間進(jìn)行補(bǔ)充和緩沖，提高用戶無線數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的體驗(yàn)的連貫性和連續(xù)性。在GSM電路域，可以從引入移動(dòng)軟交換開始，建設(shè)IP專用承載網(wǎng)，逐步將語音和信令轉(zhuǎn)移到IP承載網(wǎng)上。在WCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)時(shí)，考慮建設(shè)統(tǒng)一核心網(wǎng)。即統(tǒng)一的電路域核心網(wǎng)，統(tǒng)一的分組域核心網(wǎng)，統(tǒng)一的網(wǎng)管和計(jì)費(fèi)系統(tǒng)來同時(shí)支持2G和3G的業(yè)務(wù)。核心網(wǎng)將引入IMS IP多媒體子系統(tǒng)架構(gòu)，提供聯(lián)通寬帶接入，WCDMA，GSM/GPRS，CDMA2000甚至Wi-Fi的融合的業(yè)務(wù)，并引入例如PUSH to TALK，以及Weshare等新型的多媒體業(yè)務(wù)。通過IMS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)不同接入網(wǎng)絡(luò)的融合，使吉林聯(lián)通發(fā)展成為真正的高效率、高收益的綜合業(yè)務(wù)提供商。