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第二代移动通信网络向第三代平滑演进研究<2>
三、第二代移动通信网络向第三代的平滑演进
1、3G UMTS－WCDMA网络结构的两阶段特点及未来网络的发展趋势
UMTS网络结构版本分为 2个阶段：第一阶段R99版的网络结构主要是基于演进的GPRS网络；
第二阶段ROO版的网络将是基于全IP方式。目前 UMTS R99版已于2000年3月TSG＃7会议完成了
功能冻结。其无线接口基于WCDMA和ATM方式，核心网络基于GSM／GPRS网络演进，支持双系统
（GSM／UMTS）终端 UMTSR00版的核心网络基于全IP网络结构，核心网由 R99核心网演进而来，
无线接口基于WCDMA和ATM、IP方式；全面支持分组实时多媒体业务，但其规范尚未成熟、完成
时间尚未确定。
在UMTS R99网络中，电路型业务由移动交换机MSC支持，分组数据业务由分组交换设备SG
SN支持。2G话音业务通过传统BSC、A接口接入MSC，2G数据业务由BSC通过Gb接口接入SGSN，3G
话音业务由RNC（Radio Node Controller新建设备，WCDMA的基站控制器）通过IUCS接口接入
MSC，而3G数据业务则通过RNC、luPS接口接入分组交换设备SGSN。从而使2G／3G网络共存，GSM
的用户和CDMA的用户均能得到服务，从而实现平滑过渡。这里的MSC是支持2G／3G业务的MSC，
而非现有网络使用的MSC，其与RNC的luCS接口基于ATM标准‘可以通过对现有的MSC进行版本升
级并增加接口转换设备得到。同样SGSN也需进行版本升级，并支持ATM标准接口。
在UMTS ROO网络中，支持IP电话业务，SGSN比照R99版本中的SGSN增加了话音分组优先处
理功能，从而使话音业务的优先级高于数据业务，能够实现实时处理。IU接口基于IP标准。HSS
（Home Subsciber Server）在功能上等同于原有的HLR；CSCF、MGCF、R－SGW、MGW、T－SGW
和
MRF是网络的呼叫控制部分．主要完成实时移动无线业务的呼叫控制和信令功能。UMTS ROO终
端支持全IP电话录四分组数据业务，其业务呼叫通过RNC（包含在 UTRAN无线系统中）由 IU接
口接入SGSN以完成与外部网络的连接；R99终端数据业务流程同上，电路交换话音业务则接入
MGW（R00版中多媒体业务的连接载体部分，加上MSCServer控制功能相当于UMTS R99中的MMC），
由MGW接入外部网络。当然，也可以由R99网络中的MSC接入外部网络。这里MSC Server的呼叫和
移动控制协议部分主要由GSM／UMTSR99 MSC的相关协议组成，其作用是对电路交换域的移动呼
叫送行控制，将用户的网络信令解释成相关的网络信令，MSC Server对位于MGW传输通道中的数
据连接的呼叫状态进行控制。GMSC Server与GSM和UMTS R99中的GMSC一样，主要完成呼叫控制和
移动控制功能。
由UMTS ROO网络结构可以看出，未来网络的发展趋势将会是传输、控制与业务相分离的网络
模式。 2．二代网络向三代的演进
向移动用户提供高速率的数据业务是推动第二代向第三代发展的重要因素。对于现有GSM系
统，一般仅能够提供9.6kb／S的电路型数据业务。如果将多个时隙复用在一起，则可以提供n*
9.6kb／s的数据业务，目前为n＜＝6，用户最高数据速率为57.6kb／s，该种方式被称为高速电
路交换业务（HSCSD）。此后出现的通用分组数据业务（GPRS）在核，肝网络首次引入了分组交
换的方式，为用户提供中速无线业务，成为GSM向第三代网络演进的必经之路，被称为二代半的
技术。由于在GPRS无线接口采用了新的信道编码方式，对于用户提供的最高速率为171kb／s一
般为108kb／s。
对于不能获得第三代运营执照的运营者，其原有的HSCSD和GPRS系统都可以采用一种新的高
电平调制方式的EDGE技术来提高调制的有效性，使得用户数据速率可达到384kb／S。可以说EDGE
技术是GSM系统的边缘技术‘即它能达到的最高能力。
对于能够获得第三代执照的运营者，其无线接入网一般基于WCOMA无线技术，网络部分则采
用演进的方式，即在初期，将针对话音和数据业务分别接入到不同的交换网络。随着网络的进
一步发展，此后会出现全IP网络，即一个核心网络能够同时承载话音和数据业务，并采用IP技
术。
＊现有GSM／GPRS网络向 UMTSR99网络的平滑演进
对于经营着庞大GSM网络的二代移动运营商来说，一方面，3G的建设步伐需按业务需求和带
宽需求进行；避免初期在业务量不足的情况下大规模盲目投资；另一方面，网络的建设需要一
定的周期，在网络建设期间，为保证3G的用户在没有3G网络覆盖的地区能够得到2G的服务，通
过双系统终端（UMTS／GSM）保证业务的连续性。
过渡性解决方案可以分为两大类：
第一类方案是在现有的GSM网络基础上构建UMTS网络。这种方案引进3G接入网，升级现有GSM
核心网设备MSC提供UMTS UTRAN无线话音接入，同时升级GPRS GSN支持UMTS UTRAN数据接入。其
优势是充分利用现有核心网设备，最大限度保护已有的投资。但要求现有2G网络有空余容量，可
以进行再扩容。
第二类方案是在3G业务需求量大且该地区GSM／GPRS网络容量已满．不具备扩容能力的情况
下，构建叠加的UMTS网络，引进3G的接入网和核心网设备，核心网设备能统一处理电路交换与分
组交换。这种方案的优点是语音、数据处理平台统一，简化操作维护；对原有网络影响较小；能
反向兼容GSM系统。
＊向全IP网络迈进
在UMTS R99宽带网络逐步取代GSM网络之后，随着UMTS R00规范的成熟，UMTS R99网络即可
向全IP网络方式演进。此时，R00的终端业务完全是IP方式，由SGSN处理；而对于R99的数据业务
由SGSN处理，话音业务则由UMTS R99网络中的电路交换系统支持，直到完全过渡到UMTS R00全IP
网络。
3．UMTS组网方案设想
对于现有的GSM网络，其向3G过渡方案可分四步进行：
（1）GSM／GPRS阶段
建设GPRS移动分组数据网，引导移动数据业务的开展，同时积极建设移动IP骨干网，为将来
过渡到3G奠定基础。
（2）3G WCDMA初期阶段
可在部分热点地区引入 3G接入网设备，将GSM／GPRS网络设备升级成具备3G特性的设备，以
开展3G业务，若此地区不具备升级条件，则采用UMTS网络叠加方式，引进 3G杨心网设备，提供
3G业务；其他非热点地区由GSM／GPRS网络提供中速数据业务；3G用户的业务连续性可通过双系
统终端实现。
（3）3G WCDMA中期阶段
随着3G技术和市场的成熟，可在大部分地区引入3G接入网，核心网建设可主要采用UMTS网络
叠加方式，容量充足地区也可采用现网升级方式。网络建设规模和建设速度以业务需求为依据，
业务的连续性可通过双系统终端实现。3G网络未覆盖地区仍采用GPRS提供数据服务。
（4）全IP的3G网络
随着3G全IP网络解决方案的成熟，将原有网络上引入IP多媒体设备，向全IP网络过渡。
四、结束语
随着移动通信技术的发展，第三代移动通信即将步入商用，做好GSM网络到三代移动通信网
络演进的研究。将对保护现有GSM运营商的投资有重大意义。
摘自《邮电商情》
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