上海大唐移动通信设备有限公司 李付明
摘要：文章介绍了窄带CDMA系统向宽带CDMA系统演进的策略和步骤，讨论了影响网络演进的因素和提供分组业务所必须的关键设备。
关键词 移动通信 CDMA IS-95 IS-2000 cdma2000 PDSN
1 前言
电信业务飞速发展导致了移动通信业呈现了前所未有的发展。IS-95系统以其高语音质量、稳定的性能及空中接口的大容量而被广泛配置在世界各地。现在人们对传送大量数据业务需求以及对高速无线接入Internet的渴望，使仅能提供基本电信业务和低速率数据数据业务的IS-95系统显得落伍了。
第三代（3G）无线技术旨于提供接近有线质量的无线话音业务，支持普通多媒体和高速数据应用所需的高速率和容量，以及其它先进业务。由于第三代技术的细节逐渐成为人们关注的焦点，包括政府、运营商、生产商及各种标准化机构在内的全球电信行业正努力制定使3G的优点成为现实的方案和具体规划。
IS-95向3G的演进，即cdma2000，使用宽度CDMA技术来适应IMT-2000的需求。cdma2000提供了从第二代IS-95系统的平滑过渡，业务供应商可以在有附加容量和高级业务需求的区域有选择性无缝地逐步建立cdma2000网络。cdma2000可以提供下一代容量、数据率和业务。它包括增强的大带宽、高容量且与IS-95移动台后向兼容的空中接口，同时引入一有效的MAC层模型支持高速率（可达2Mb/s）、多并发业务。
2 IS-95系统向cdma2000系统的演进
2.1网络的演进
cdma2000的第一阶段，即1xRTT，使用1.25MHz的带宽并为固定及移动应用提供144Kkbit/s的峰值数据速率。由于cdma2000 1xRTT初其只能提供144kbit/s左右的数据速率，不能达到2Mbit/s的传输需要，为了在cdma2000 1x基础上进一步增强传输能力，3GPP2正在制定cdma2000 1xEV标准，其中高通公司的HDR（高数据速率）、摩托罗拉和诺基亚公司联合提交的1xtreme，还有中国的LAS-CDMA都作为侯选技术在研讨之中。
cdma2000的第二阶段将使用5MHz的带宽，将为移动、车载和低速应用提供384kbit/s的峰值数据速率，为固定应用提供2Mbit/s的速率。cdma2000的第一、二阶段之间的主要区别是带宽和所达到的吞吐速度，或者说峰值数据速率。第二阶段将详细阐述信号协议、数据管理以及将来从5MHz向10MHz、15MHz无线带宽演进的预期升级要求。
与GSM系统相比，窄带CDMA系统无论是无线还是网络部分在向第三代系统过渡时，都将采用演进的方式。理论上，cdma2000 1xRTT的容量是IS-95系统的两倍（实际现场试验表明大致是IS-95系统的1.5-1.7倍），可支持144kbit/s的传输速率。在CDMA网络部分则将引入分组交换方式，以支持未来的移动IP业务。也就是说，在CDMA 1xRTT商用初期，网络部分在窄带CDMA网络基础上，保持电路交换支持话音业务，同时引入分组交换方式支持数据业务。
2.2影响CDMA系统的演进的因素
运营商的现有系统结构和网络设备将在很大程度上影响这一重要过渡的工作进度。具有可平滑向上过渡结构的先进网络可以很容易获得1xRTT功能，仅仅通过对无线基站进行模块化升级就可实现。较差的网络可能需花费更多成本而且需采取更多步骤替换收发基站。为实现预期的144kbit/s峰值数据速率，运营商可升级网络和基站的软件，支持1xRTT数据协议。
为帮助网络运营商从目前的IS-95技术顺利转向cdma-2000，大唐移动公司开发了一种无缝的演进方案，使他们可以平滑、经济高效地在现有的频谱分配范围内升级到支持3G功能。这种方案在运营商向IMT-2000标准过渡时可以实现与现有网络的兼容、共存，并随时转向3G技术的硬件、软件和设施，从而充分利用对现有网络的投资。这种经济高产的3G方法可以直接用于新的市场，也适用于现有的市场和频谱，它开了一条可管理的向上过渡路径，同时在过渡的每一阶段充分挖掘创收潜力。
大唐移动公司CDMA多载波基站正是为了实现这种平滑且经济高效的3G过渡方案。作为2G（IS-95）CDMA基站，可通过软件升级和添加部分硬件模块即可获得1xRTT功能，并支持2G、1xRTT兼容共存。此外，大唐移动公司的BSC采用ATM结构，可为3G提供大容量、高速率的硬件平台。
2.3分组数据业务节点PDSN
CDMA系统从IS-95向cdma2000演进的一个关键设备是PDSN（分组数据业务节点），这是支持分组数据与Internet/Intranet连接所必需的。目前有许多设备厂商都在提供融合了PDSN单元的解决方案，从而开通向第三代技术顺利过渡的途径。
分组数据业务节点（PDSN-N）cdma2000进入公众数据网的无线分组数据网关。从功能上讲，它对应于3GPP2 TSG-P无线IP网络架构中定义的“分组路由功能”实体。
大唐移动公司的CDMA 3G数据的RP接口采用第二层隧道协议（L2TP）。L2TP符合秘有TSG-P对RP妆口的要求。L2TP的实现主要基于IETF标准RFC2661，并为支持移动性和计费而进行了扩展。
3GPP2 TSG-P中定义的PDSN有以下功能：
*建立、维护和终止到移动用户的点对点协议（PPP）；
*为简单IP分配IP地址；
*在cdma2000网络中作为移动IP的外埠处理；
*对于提供AAA功能的移动用户分组数据业务，发起鉴权，授权和计费；
*将网络地址识别（NAI）和移动用户IP地址映射为唯一的链路层识别符，链路层识别符是用来与PCF进行通信的；
*从移动用户的AAA功能中接收业务参数；
*通过组合分组路由功能（PRF）中记录的用户数据和分组控制功能（PCF）中接收的计费信息来创建计费记录。
3 3G的机遇的挑战
随着通信技术和计算机技术日趋融合，话音业务和数据业务日趋融合，无线互联网，移动多媒体已初露端倪。未来移动通信网络将向IP化的大方向演进。在此过程中，移动网络上的业务将逐步呈现分组化特征，而网络结构将逐步实现以IP方式为核心的模式。随之而来将涌现大量新功能和增强型业务。其中最令人心动的功能可能是真正的多媒体业务，这将为无线业务运营商带来更多的创收机会。
3G技术能够以非常低的成本提供话音和数据业务，使无线通信更具吸收力，为运营商提供强大工具，吸收更多用户。反过来，随着用户需要更大的无线业务功能和便利性，向第三代技术的过渡将使运营商大受裨益，因为它支持更大的容量，降低网络成本，增加总体收入。
摘自《无线电工程》2001.5
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