赵小江 张奇 蒋纯 孙小权 赵新建
摘要 本文首先介绍了cdma2000 1X(下简称 1X)网络结构并讨论1X相对于原有系统的升级及各种组网方式的比较，然后介绍了1XEV-DO的网络结构，最后着重分析了1X网络与1XEV-DO网络之间的切换问题。
关键词 1X 升级 组网 1XEV-DO 切换
1 引言
目前中国联通一期工程所建设的CDMA网络是IS-95A网络，属于移动通信中的二代技术，接下来，中国联通将要重点发展的是1X。现在中国联通已在北京等7个城市建成开通1X的试验网，能提供153.6kbit/s的峰值数据速率，以及更高的话音容量，容量增加了1.5倍。最重要的是，1X能给用户提供更宽的带宽，用户使用1X移动网可以实现基本短消息、增值短消息、无线Internet、移动定位、移动电子商务以及移动多媒体等业务。1X往前演进，是1XEV-DO，能提供更高速率的数据业务包括视频流服务等。现在国外很多运营商和厂家都已开始1XEV-DO网络的试验，并且相当成功。
2 1X无线网络
2.1 1X无线网络的构成
和IS-95系统相比1X系统支持分组数据业务，在网络结构上关键是增加了核心网分组域，无线部分相应增加一个分组控制功能（PCF）模块。1X无线网络的构成如图1所示，1X无线子系统中主要包括BTS、BSC和PCF等节点，涉及的接口有A1/A2、A3/A7、A8/A9、A10/A11等。1X系统相对于IS-95系统新增接口和节点为：A8接口：传输BS和PCF之间的用户业务；A9接口：传输BS和PCF之间的信令信息；A10接口：传输PCF和PDSN之间的用户业务；A11接口：传输PCF和PDSN之间的信令信息；PCF：是无线网络中新增的功能实体，用于转发无线子系统和PDSN之间的消息。
在IOS中规定，PCF和BSC之间通过开放的A8/A9接口进行通信，但实际应用中，大多数设备制造商将PCF与BSC合设，未开放PCF与BSC之间的接口。物理连接上，PCF可以连接一个或多个BSC。
2.2 1X升级考虑
(1) 核心网域的升级
IS-95系统要升级为1X系统并提供数据服务，核心网电路域原有MSC、HLR部分需升级为1X系统，主要为升级软件（和无线网相关的A接口部分需由IOS2.4升级为IOS4.0）；分组域相应增加PDSN/FA、HA、AAA等相关分组域设备。
(2) 无线网域的升级
由于1X相对于IS-95的前后向链路在保留原有的信道类型（以充分兼容已有IS-95的MS）基础上新增很多新型信道，在中国联通二期工程将建的1X系统所基于的Release 0版本里新增的前向信道有补充信道（以支持高速分组数据业务）、快速寻呼信道（以提高MS的待机时间）；在反向也增加了补充信道，另外还有反向导频信道（以使BS能对MS实现相干解调），同时在反向导频信道里时分复用了前向功率控制子信道以对前向链路进行快速功率控制。在Release A以及正在修订的Release B版本里将会有更多的无线信道和信令结构。因此随着结构的复杂、功能的增强，对原有IS-95无线网络的升级除了新增分组域的PCF模块外，还需对原系统的BTS和BSC进行软硬件升级。
BSC部分需全面软硬件升级，增加部分硬件(一般为包括PCF功能的分组数据模块)，与核心网相关的A接口部分需升级为IOS4.0。例如，像摩托罗拉增加PSI卡、增加SDU以及软件升级，北电增加SCI-S再升级软件，三星（均为1X硬件）直接升级软件，中兴增加PCF功能模块并升级软件等。对于BTS部分，除了有些厂家不能升级或已经是1X基站外，均需更换信道板并升级软件。
2.3 1X网络的组网方案
在中国联通CDMA网络升级为1X系统后，为实现1X覆盖以提供分组数据业务，无线网网络可以采用两种方案来实现：
(1) 重叠网方案
所谓重叠网就是新建1X无线网与原有IS-95A无线系统完全独立，形成两个重叠的无线覆盖网络。该方案又包括共用MSC和不共用MSC两种方案。重叠网的优点是两网互相独立,互不影响网络建设及运营。但缺点是投资较大，需新增机架和天线,对基站机房资源需求较高,网络建设周期较长；两网间话音及数据切换较多,加大网络信令负荷；IS-95A网和1X网使用不同的BSC/MSC，导致掉话率升高，影响网络质量。
(2) 混合网方案
升级方式是通过对原有IS-95A网络中的设备进行软件升级及部分硬件的更换/增加，实现IS-95A网络向1X网络的演进。其优点主要包括投资较小，不需新增机架和天线，原有基站机房即可满足工程需要，网络建设周期较短；实现各种切换, 不额外增加网络信令负荷，在无线网络规划合理的情况下可减少掉话率，提高网络质量。缺点是设备选型受到限制，另外对原有IS-95A系统影响较大。
对于现网IS-95A基站可以通过在原设备基础上进行软件升级及少部分硬件的更换/增加来升级到1X系统的（如三星、北电、朗讯等）,建议采用混合网方案。对于现网IS-95A基站无法在原设备基础上升级的网络（如爱立信），一般考虑采用重叠网方案。在有些情况下,为了使设备性能更优、产品服务更好以及价格更合理，有可能在原有CDMA网升级到1X系统时,引入新的设备厂家。新设备厂家的引入有两种方式:
(1)重叠网方式
即在原有IS-95A系统区域采用新厂家1X设备重叠建设1X系统，两系统分别采用两种设备，其特点和普通重叠网相差无几。
(2)设备搬迁方式
在原有IS-95A系统覆盖区域的一部分采用新厂家的1X基站替换原有IS-95A基站，新增BSC和PCF设备（甚至新增NSS），整体而言形成一个混合网结构。引入新厂家的优点是在各自厂家设备覆盖区内可以实现各种软切换，不增加网络信令负荷。缺点是两覆盖区的边界处无线规划复杂且不易保证网络质量，工程量大，割接问题多，网络建设周期长。
3 1XEV-DO无线网络随着今后数据业务的急剧增长，对高速数据的需求将会越来越高。由于在空中接口方面，1XEV-DO技术能够提供高达2.4576Mbit/s的数据传输速率，而且1XEV-DO系统与IS-95/1X系统具有相同的射频特性、码片速率、功率要求、覆盖区域，具有较强的兼容性，从而最大限度地保护了运营商的现有投资，同时实现IS-95/1X与1XEV-DO双模ASIC的设备允许用户经由IS-95/1X的载波来使用高质量的语音服务，由1XEV-DO的载波接受高性能的移动数据业务的服务，因此可以解决由于话音和数据业务混合造成系统性能急剧下降的问题，今后在部分数据用户高密度区可以考虑对1X网络升级到1XEV-DO网络。
从网络结构上看（如图2所示），1XEV-DO的网络结构比较简单，系统仅由AT(Access Terminal，相当于手机)、AN(Access Network，相当于基站)、PCF、PDSN以及AAA等设备构成。1XEV-DO采用基于IP网的结构，不需要ANSI 41的核心网结构。设备接口方面主要包括空中接口、A8/A9接口、A10/A11接口、A12/A13接口。其中A8/A9、A10/A11接口的功能与1X相同。A12 、A13接口是新增加的。其中A12接口连接AN与AN AAA，只传送信令。该接口主要完成AN级的认证功能，同时AN AAA向AN返回AT在A8/A9、A10/A11接口需要使用的MN ID（IMSI）。A13 接口也是信令接口，主要用于不同AN间切换时AT相关信息的交换。
4 1X网络与1XEV-DO网络间的切换
对于IS-95与CDMA 1X这样的混合网络必须要求IS-95网络与1X能进行切换，这在国外已建成的网络以及国内的7个城市的试验网均已证明不存在问题。同样国外的设备制造商和运营商的试验网也证明1X网络和1XEV-DO能相互切换，使得两网可以并存，共用PDSN，这为运营商提供了很大的便利，其并存网结构如图3所示。
4.1 在休眠状态下，1X网络到1XEV-DO网络的切换
在MS/AT休眠状态下，AN根据MS/AT报告的相关信号强度超过了网络规定的门限或其他原因，决定了MS/AT 需要从1X网络切换到1XEV-DO网络。
MS/AT 首先向目标AN/PCF 发送连接请求，建立好空中链路,完成接入网级的认证。再通过AN/PCF 与PDSN 之间建立起新的分组数据传输连接，准备在1XEV-DO网络中进行分组数据传输业务。另一方面，PDSN与1X 网络中的源BS/PCF 之间断开连接，进而释放MS/AT 与1X 接入网之间的空中链接。
4.2 休眠状态下，1XEV-DO 网络到1X 网络的切换
在休眠状态下，根据MS/AT的接入网识别（ANID）的变化（主要是MS/AT所接收到的1X与1XEV-DO的导频信号强度变化）或其它原因，MS/AT需要从1XEV-DO网络切换到1X 网络。MS/AT向1X 网络（目标）基站发送始发消息，并告知目前的与其连接的源AN/PCF 的相关参数，基站向其返回证实，同时，基站启动与PDSN之间的连接。在MS/AT与PDSN在1X网络中成功连接之后，PDSN与1XEV-DO网络中的源AN/PCF之间断开连接，进而释放MS/AT与1XEV-DO接入网之间的空中连接。
4.3 激活状态下，1X 网络到1XEV-DO 网络的分组数据切换
激活状态下，从1X网络到1XEV-DO网络的分组数据切换（如果在不同扇区之间的切换那么还要根据反向的DRC信道和导频信道来进行1XEV-DO扇区的选择）可以通过几个过程间接实现。首先，在1X 网络中，MS/AT 启动释放程序，将分组数据业务由激活状态转化为休眠状态。再在休眠状态下，实现1X 网络到1XEV-DO网络的切换。最后，在1XEV-DO网络中，分组数据业务由休眠状态激活。
4.4 1XEV-DO 网络在激活状态下，接收到1X 网络业务
可从以下情形予以考虑,当MS/AT 在1XEV-DO 网络中正在进行分组数据传输业务，收到了来自1X 网络中话音业务的寻呼。因为MS/AT可以周期性地监听1X网络中的前向公共信道以确保收到话音业务的寻呼。这时候，MS/AT有如下选择：对于话音业务不予理睬，继续其1XEV-DO网络中的分组数据传输业务；中断目前的1XEV-DO网络中的分组数据传输业务，切换到1X网络只作语音业务；如果MS/AT支持并行业务的话，它可以中断目前的1XEV-DO网络中的分组数据传输业务，然后切换到1X 网络，在语音业务连通的基础上，启动并行业务实现分组数据业务的传输。
摘自《电信科学》
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