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淺析WCDMA網(wǎng)絡(luò)的演進和部署

云知道

摘要　文章首先簡要回顧了WCDMA技術(shù)標準演進R99、R4和R5等三個階段的主要特點，在此基礎(chǔ)上，分析了WCDMA網(wǎng)絡(luò)部署對GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的影響；最后，給出了WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃應該注重的幾個要害因素 。;
;;; 1、WCDMA技術(shù)標準的演進
WCDMA作為3G的三大主流技術(shù)之一，是基于GSMMAP協(xié)議，通過引進CDMA技術(shù)演變而來的 。3GPP關(guān)于WCDMA網(wǎng)絡(luò)技術(shù)標準的演進主要分為R99、R4、R5和R6等幾個主要階段 。無線網(wǎng)絡(luò)的演進主要是通過采用高階調(diào)制方式和各種有效的糾錯機制等技術(shù)，不斷增強空中接口的數(shù)據(jù)吞吐能力；而核心網(wǎng)絡(luò)主要利用控制與承載、業(yè)務(wù)與應用相分離的思路，逐步從傳統(tǒng)的TDM組網(wǎng)方式向全IP組網(wǎng)方式演進 。最終使無線網(wǎng)絡(luò)和核心網(wǎng)絡(luò)全部走向IP化，在整個技術(shù)演進過程中保證了業(yè)務(wù)的連續(xù)性、完善的QoS機制和網(wǎng)絡(luò)的安全性 。以下對R99、R4和R5三個不同版本的主要技術(shù)特點進行了歸納：
1.1　R99
WCDMA R99在新的工作頻段上引入了基于每載頻5MHz帶寬的CDMA無線接入網(wǎng)絡(luò)，無線接入網(wǎng)絡(luò)主要由Node B(負責基帶處理、擴頻處理)和RNC(負責接入系統(tǒng)控制與治理)組成，同時引入了適于分組數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議和機制，數(shù)據(jù)速率可支持144kb/s、384 kb/s，理論上可達2Mb/s 。
WCDMA R99核心網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)上與GSM保持一致，其電路域(CS)仍采用TDM技術(shù)，分組域(PS)則基于IP技術(shù)來組網(wǎng) 。WCDMA R99的3G MSC/VLR與無線接入網(wǎng)絡(luò)(RAN)的接口Iu-cs采用ATM技術(shù)承載信令和話音，分組域R99 SGSN與RAN通過ATM進行信令交互，媒體流使用AAL5承載IP分組包 。另外，為滿足RNC之間的軟切換功能，RNC之間還定義了Iur接口 。而GSM的A接口采用基于傳統(tǒng)E1的七號信令協(xié)議，BSC/PCU與SGSN之間的Gb接口采用幀中繼續(xù)載信令和業(yè)務(wù) 。因此，R99與GSM/GPRS的主要差別體現(xiàn)在傳輸模式和軟件協(xié)議的不同 。
在用戶的安全機制上，GSM由AUC提供鑒權(quán)三元組，采用A3/A8算法對用戶進行鑒權(quán)及業(yè)務(wù)加密；R99由AuC提供鑒權(quán)五元組，定義了新的用戶加密算法(UEA)，并采用Authentication Token機制增強用戶鑒權(quán)機制的安全性 。
1.2　R4
WCDMA R4與R99相比無線接入網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)沒有改變，其區(qū)別主要在于引入了TD-SCDMA技術(shù)，同時對一些接口協(xié)議的特性和功能進行了增強 。
在電路域核心網(wǎng)中主要引入了基于軟交換架構(gòu)的分層架構(gòu)，將呼叫控制與承載層相分離，通過MSC Server、MGW將語音和控制信令分組化，使電路交換域和分組交換域可以承載在一個公共的分組骨干網(wǎng)上 。R4主要實現(xiàn)了語音、數(shù)據(jù)、信令承載統(tǒng)一，這樣可以有效降低承載網(wǎng)絡(luò)的運營和維護成本；而在核心網(wǎng)中采用壓縮語音的分組傳送方式，可以節(jié)省傳輸帶寬，降低傳輸建設(shè)成本；另外，由于控制和承載分離，使得MGW和Server可以靈活放置，提高了組網(wǎng)的靈活性，集中放置的Server可以使業(yè)務(wù)的開展更快捷 。當然，由于R4網(wǎng)絡(luò)主要是基于軟交換結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，為向R5的順利演變奠定了基礎(chǔ) 。
1.3　R5
WCDMA R5在無線網(wǎng)絡(luò)中主要引入基于IP的RAN和HSPDA的功能，尤其引人關(guān)注的是HSDPA支持高速下行分組數(shù)據(jù)接入，理論峰值數(shù)據(jù)速率可高達14.4Mb/s 。目前HSDPA系統(tǒng)下行速率可達3.6Mb/s，預計2006年可以大規(guī)模商用 。
在核心網(wǎng)，R5協(xié)議引入了IP多媒體子系統(tǒng)，簡稱IMS 。IMS疊加在分組域網(wǎng)絡(luò)之上，由CSCF(呼叫狀態(tài)控制功能)、MGCF(媒體網(wǎng)關(guān)控制功能)、MRF(媒體資源功能)和HSS(歸屬簽約用戶服務(wù)器)等功能實體組成 。IMS的引入，為開展基于IP技術(shù)的多媒體業(yè)務(wù)創(chuàng)造了條件 。目前，基于SIP協(xié)議業(yè)務(wù)主要有：VoIP、PoC、即時消息、MMS、在線游戲以及多媒體郵件等 。全球運營商正在進行基于SIP協(xié)議的系統(tǒng)和業(yè)務(wù)測試，尤其是不同運營商的互通測試成為一個業(yè)界關(guān)注的焦點，它代表了未來業(yè)務(wù)的發(fā)展方向 。

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