1、GSM/WCDMA混合組網(wǎng)策略淺析1 GSM網(wǎng)絡演進的整體考慮隨著 3G 的日益臨近，國內(nèi)運營商正籌備各種資源，為3G 建設做準備。目前，從全球商用規(guī)模、技術成熟度、終端、產(chǎn)業(yè)鏈、兼容性等方面看，GSM 網(wǎng)絡向 WCDMA網(wǎng)絡的演進，特別是向3GPP R4版本的 3G 網(wǎng)絡演進屬于比較平滑的過渡。但 GSM 運營商在考慮3G 規(guī)劃前必須面對這樣的事實： GSM 網(wǎng)絡在中國已經(jīng)發(fā)展多年，當前 GSM 網(wǎng)絡的建設已經(jīng)相當成熟，具有良好的覆蓋性和穩(wěn)定性；中國 移動 電話的滲透率還相當?shù)?，僅 25 左右，隨著經(jīng)濟日益發(fā)展，新增移動用戶還將繼續(xù)發(fā)展，未來很長一段時間內(nèi)，話音業(yè)務仍將是移動網(wǎng)絡的主要收入來

2、源。因此，現(xiàn)有的 GSM 網(wǎng)絡未來仍會是良好的語音業(yè)務承載網(wǎng)，是一個可持續(xù)發(fā)展的移動通信 網(wǎng)絡。 無論是從技術發(fā)展、滿足用戶需求、網(wǎng)絡承載能力以及全球的漫游，還是從自身網(wǎng)絡投資保護的角度考慮，GSM 網(wǎng)絡仍然具有存在價值。未來很長一段時間內(nèi)GSM 與WCDMA是和諧共存、共同發(fā)展的網(wǎng)絡。面對著 GSM/WCDMA混合組網(wǎng)的特點，當前運營商應充分認識到現(xiàn)有的2G 資源要與 WCDMA 網(wǎng)絡共用。在網(wǎng)絡建設中，要注意從技術角度、市場角度、資源配置角度去協(xié)調(diào)兩網(wǎng)建設與發(fā)展。本文試圖從WCDMA 核心網(wǎng)元的建設、 GSM 網(wǎng)絡的升級以及GSM/WCDMA網(wǎng)絡的互通等方面去探討混合組網(wǎng)的一些策略。2 W

3、CDMA核心網(wǎng)元建設策略WCDMA R4 版本網(wǎng)絡引入了 軟交換 的技術體制，實現(xiàn)了承載和控制相分離的網(wǎng)絡結(jié)構，網(wǎng)絡由 GSM 階段傳統(tǒng) TDM 中心節(jié)點交換型向典型的分組話音分布式體系演講，同時引入了不少新的網(wǎng)元，比如 MSC Server 、MGW 、 SG 等。對于已擁有龐大 GSM 網(wǎng)絡的移動運營商來說， WCDMA 核心網(wǎng)網(wǎng)元的建設必須立足于現(xiàn)有 GSM 網(wǎng)絡資源，整體上需要把握如下建設原則： 2G 網(wǎng)絡穩(wěn)定優(yōu)先原則GSM 網(wǎng)絡是當前也是未來一段時間內(nèi)運營商業(yè)務收入的重要主體，3G 網(wǎng)絡建設應盡量減少對GSM 網(wǎng)絡業(yè)務質(zhì)量的影響，保證當前GSM 網(wǎng)絡的穩(wěn)定性。 3G/2G相互補充、均

4、衡發(fā)展原則3G分體現(xiàn)網(wǎng)絡應能夠充分依托現(xiàn)有GSM 網(wǎng)絡作為語音和數(shù)據(jù)業(yè)務覆蓋的補充，同時能夠充3G 系統(tǒng)在組網(wǎng)、容量、以及數(shù)據(jù)業(yè)務上的優(yōu)勢，和2G 網(wǎng)絡均衡發(fā)展。充分利用網(wǎng)絡現(xiàn)有資源原則WCDMA 網(wǎng)絡建設充分利用現(xiàn)有的 GSM 網(wǎng)絡資源， 避免重復建設。 最大限度考慮現(xiàn)有信令 網(wǎng)、 本地網(wǎng) 、匯接網(wǎng)、承載網(wǎng)、同步網(wǎng)、傳輸網(wǎng)、 B OSS 系統(tǒng)等公共資源的重用?；谝陨显瓌t，WCDMA核心網(wǎng)網(wǎng)元的建設可采用如下策略。2.1 MSC Server MGWR4 網(wǎng)絡中 MSC 由 MSC Server和 MGW 取代。在進行改造的方式不僅難度大，而且對現(xiàn)網(wǎng)的影響也極大，不符合因此采取新建MSC S

5、erver和 MGW 的方式。3G網(wǎng)絡建設中如果采用對MSC“2G網(wǎng)絡穩(wěn)定優(yōu)先原則”。對于 MSC Server的設置，應基于“集中放置、集中管理”的原則，集中設置在省會城市，一個MSC Server可以服務于一個或若干個移動業(yè)務本地網(wǎng)。并且為便于傳輸電路組織， MSC Server應盡量靠近IP 承載網(wǎng)核心 路由器 機房。 MSC Server還應考慮一定的安全備份機制，目前根據(jù)廠家的設備支持能力，可以分別考慮1+1或者 N+1的方式，后期，結(jié)合 MGW 以及 RNC 的設備能力考慮引進Iu-Flex安全備份方式。對于 MGW 的設置， 初期也應堅持集中化原則，MGW 集中設置在省會城市。后

6、期逐步下放，根據(jù)當?shù)?G 用戶發(fā)展情況在本地網(wǎng)內(nèi)建設獨立的MGW 。并且為便于傳輸電路組織，MGW 應盡可能和與之相連的RNC 同機房設置。初期，可以暫不考慮MGW 的備份。但需要通過認真的話務分析，確保MGW 上的話務均衡。2.2 HLRR4 中 HLR 的功能與 GSM 網(wǎng)相同， 仍是用于管理移動用戶的數(shù)據(jù)庫設備， 只是在功能協(xié)議上存在如下改變：對用戶數(shù)據(jù)的定義存在差別： WCDMA 由于引入了新的業(yè)務和功能以及用戶信息更加豐富，使得 HLR 中存放的用戶簽約信息中的信息量較 GSM 用戶更加豐富。鑒權機制存在差別：3G HLR同時支持多個2G 鑒權算法和多個3G 鑒權算法，并且具有鑒權

7、5 元組向鑒權3 元組的轉(zhuǎn)換運算能力，能夠針對不同的用戶采用相應的算法。采用 MAP 協(xié)議存在差別：3G HLR應支持 3GPP TS 29.002定義的 MAP 協(xié)議，與 GSM 階段 MAP Phase2+ 相比，由于引入了一些新的業(yè)務和功能，包括定位業(yè)務、號碼可攜性業(yè)務、智能業(yè)務的增強等。3G HLR相對于 2G HLR在部署 WCDMA網(wǎng)絡時，其的以上差別通過軟件升級即可實現(xiàn)。對于現(xiàn)有的2G 運營商，3G 用戶的主要來源將是其現(xiàn)有GSM 網(wǎng)絡的用戶，尤其是高端用戶、時尚用戶、大客戶，這部分用戶的特點是通信需求量大，溝通面廣，十分重視號碼的穩(wěn)定性，因此，為了滿足這部分用戶號碼平滑遷移的要

8、求， 3G HLR 通常采用由 2G HLR 升級的方式。2.3 CMN在采用軟交換架構的WCDMA R4版本技術組建全國大網(wǎng)時，不同省份之間需要進行BICC 信令互通，完成控制平面的局間尋址及路由分析，如果大量Server完全扁平化連接將會浪費大量長途鏈路（TDM 承載）或建立大量MSC ServerMSCSCTP 連接（ IP承載），影響網(wǎng)絡的可擴展性和易維護性。因此引入 CMN （ Call Media Node，呼叫協(xié)調(diào)節(jié)點），主要完成信令鏈路匯聚和被叫號碼分析功能，實現(xiàn) BICC 信令在 MSC Server需要負責任何承載面媒體網(wǎng)關 的資源控制。MSC Server 之間的傳遞。之

9、間的CMN 不CMN一般會采用分級匯接的方式來構建，具體設置方案與3G網(wǎng)絡的規(guī)模以及MSCServer的設置有關。（ 1 ）在 WCDMA建設初期， MSC Server容量以及分布決定了其間的接量不是太大，CMN 節(jié)點可按大區(qū)方式設置，在此方式下，大區(qū)間的BICC次轉(zhuǎn)接，如圖1 所示。BICC 信令轉(zhuǎn)信令需經(jīng)過兩圖 1 CMN 節(jié)點按大區(qū)方式設置（ 2 ）在 WCDMA 建設后期， 隨著省際的 BICC 信令交互量增大， 原有大區(qū)設置的 CMN無法滿足容量要求的情況下， 可考慮按全網(wǎng)集中設置方式新建若干 CMN 節(jié)點。在此方式下，大區(qū)間的 BICC 信令只需經(jīng)過一次轉(zhuǎn)接即可完成，如圖 2 所

10、示。圖 2 CMN節(jié)點全網(wǎng)集中設置2.4分組域網(wǎng)元WCDMA分組域相對于2G GPRS 來說變化不大，沒有增加新的網(wǎng)元?，F(xiàn)有的SGSN /GGSN設備基本可以通過板卡升級和軟件升級同時滿足2G BSS以及 3G RAN的接入。然而由于 3G 數(shù)據(jù)業(yè)務的優(yōu)勢，隨著3G 網(wǎng)的發(fā)展， 3G 數(shù)據(jù)業(yè)務量增長很快，SGSN主要用于處理大數(shù)據(jù)量的分組包，因此建議新建3G SGSN 。而 GGSN 只是為分組數(shù)據(jù)包提供接入路由功能，可考慮以升級改造的方式實現(xiàn)GSM/WCDMA的共用，這樣也保障了3G 用戶在 3G 網(wǎng)與 2G 網(wǎng)之間切換時，數(shù)據(jù)業(yè)務的不間斷。3 GSM網(wǎng)絡升級策略GSM 網(wǎng)絡在 WCDMA建

11、設開始后， 從業(yè)務收入上來說仍將是運營商的主打網(wǎng)絡。同樣也要面臨著逐步的擴容以及升級需求。從 GSM 網(wǎng)絡自身的技術發(fā)展以及 GSM/WCDMA 混合組網(wǎng)的特性來看， 對 GSM 網(wǎng)絡升級可以從以下兩方面來考慮：（ 1 ）引入軟交換技術，滿足平滑升級的要求。（ 2 ）升級 GSM 網(wǎng)元至目標版本，滿足混合組網(wǎng)的互操作特性。3.1 GSM現(xiàn)網(wǎng)引入軟交換隨著 3GPP R4版本的技術及設備成熟度提高，移動軟交換的引入成為核心網(wǎng)絡演進的必然。對現(xiàn)有的GSM 網(wǎng)絡引入軟交換技術，也是2G/3G核心網(wǎng)達到網(wǎng)元共用、網(wǎng)絡融合的必經(jīng)之路?，F(xiàn)有的 GSM 網(wǎng)無論從設備壽命還是設備規(guī)模上來說，還有較長的生命周期

12、，對運營商而言， GSM 網(wǎng)絡中進行軟交換技術升級，必須分階段逐步實施。第一步，通過在長途匯接層面引入軟交換減輕2G TDM長途匯接網(wǎng)的擴容壓力。在控制層面引入 TMSC Server ，用于匯接不同大區(qū)或省際的 BICC 信令；媒體層面引入 IP 扁平化承載網(wǎng)，疏通省際的長途話務。第二步，對于本地網(wǎng)因擴容壓力而需要新建2G MSC ，可直接引入移動軟交換端局設備 MSC Server/MGW。初期根據(jù) 2G 組網(wǎng)要求， GSM 移動軟交換端局MGW 之間，以及和現(xiàn)有TDM 設備之間采用 TDM 承載，話務及信令疏通方式和現(xiàn)有傳統(tǒng)TDM 端局保持一致。隨著軟交換向端局的引入，可逐步使軟交換端局

13、之間話務承載向IP 化過渡。保證未來2G/3G核心網(wǎng)在承載平面的一體化傳輸，有助于兩網(wǎng)融合。3.2 GSM網(wǎng)元升級支持互操作在 3G 建設初期， WCDMA 網(wǎng)絡難以做到全國覆蓋 ( 事實上也沒有必要 ) 。在這種情況下，有必要通過升級 GSM 網(wǎng)元，滿足 2G/3G 系統(tǒng)間互操作功能，包括切換、漫游等，保證用戶業(yè)務的連續(xù)性和可獲得性。引起2G/3G 系統(tǒng)間互操作的需求主要包括：移動性管理 (MM) 帶來的互操作需求：由于3G 建設初期，仍需要2G 進行有益的覆蓋補充，這就要求GSM 網(wǎng)絡支持 2G/3G之間的小區(qū)重選、 3G 到 2G的語音切換。通過升級改造無線側(cè)的BSC 網(wǎng)元以及交換側(cè)的M

14、SC 、 SGSN網(wǎng)元，使之能夠識別 3G 網(wǎng)元發(fā)出的相關重選參數(shù)以及切換參數(shù)，并能夠?qū)χ鞒鱿鄳奶幚怼?G 終端接入2G 網(wǎng)絡帶來的互操作需求：由于 R99 協(xié)議和 GSM 協(xié)議的不兼容性， 比如對 QoS 字段， GSM 定義為 5 字節(jié)， R99定義為 13字節(jié)，導致 R99 終端與 GSM 現(xiàn)網(wǎng)有嚴重的不兼容性。而R4 終端是在 R99 終端基礎上進行擴展的，因此需要通過升級改造無線側(cè)的 BSC 網(wǎng)元以及交換側(cè)的 MSC 、 SGSN 網(wǎng)元，使之滿足 3G終端的接入需求。2G/3G 共用號碼資源帶來的互操作需求：前面的HLR 建設策略已經(jīng)分析過，由于2G/3G 用戶共用號碼資源，為減

15、少號碼遷移帶來的麻煩，需要對現(xiàn)有的2G HLR升級，支持 2G/3G 用戶的共同存儲。 對其升級改造目的是滿足3G 用戶的數(shù)據(jù)存儲 （包括 3GPP R6定義的 ARD 字段、 可視電話 簽約字段等）、3G 的五元組鑒權支持、3GPP 29.002規(guī)定的 MAP V3協(xié)議支持、可視電話的回落檢測支持等功能。4 GSM/WCDMA網(wǎng)絡互通策略運營商在綜合考慮 2G/3G 發(fā)展的同時，必須考慮到它們之間的話路、信令等互通，以達到 2G/3G 一張網(wǎng)的運營目標。4.1話路網(wǎng)互通在 3G 建設的初期，考慮到網(wǎng)間結(jié)構的穩(wěn)定性，對于WCDMA電路域網(wǎng)絡應和其它運營商之間的互聯(lián)互通網(wǎng)絡結(jié)構保持不變，和2G

16、網(wǎng)絡共用現(xiàn)有的網(wǎng)間互聯(lián) 互通 GMS C。對于 GSM 運營商內(nèi)部的 GSM/WCDMA 網(wǎng)絡之間的話路互通， 根據(jù)話路路由可分為兩種情況：（ 1 ）同一本地網(wǎng)內(nèi) GSM/WCDMA 之間的話務互通可以考慮采用的方式如下： 3G MGW 配置 TDM 接口，和本地 GSM 網(wǎng)端局之間采用 TDM 直達電路互通；利用 3G 新建 MSC Server MGW 兼做 2/3G關口局；建設基于軟交換架構的關口局用于WCDMA和 2G 網(wǎng)絡之間的互通。方式 a 適用于 WCDMA端局網(wǎng)元較少的本地網(wǎng)中，且 MGW 與 TDM 交換機（ GMSC 、2G MSC ）之間的互通話務量達到一定規(guī)模；方式b

17、適用于 WCDMA端局網(wǎng)元較多的本地網(wǎng)；方式 c 適合于 2/3G端局較多的大本地網(wǎng)。運營商可以綜合考慮本地網(wǎng)的網(wǎng)元設置、承載資源以及設備接口能力來確定本地互通模式。（ 2 ） GSM/WCDMA之間的長途話務互通處于不同本地網(wǎng)的2G 、 3G 用戶，其間的長途話務有兩種疏通途徑：利用原有的GSM 長途匯接網(wǎng)： 3G MGW采用 TDM 方式或者通過2G/3G互通局接入現(xiàn)有 GSM 長途匯接網(wǎng)，由 TDM 匯接網(wǎng)來疏通，長途話務路由遵循現(xiàn)有匯接網(wǎng)網(wǎng)絡組織原則。其話路路由我們可以表示為：利用新建的3G IP承載專網(wǎng)：遵循長途話務“就近入 R4 ，就遠出R4”的原則，對于3G 用戶呼叫外省2G 用

18、戶， 通過本地 MGW 將省際話務就近接入本地3G IP 承載網(wǎng)內(nèi)， 在受話端通過當?shù)?G/3G互通局接至當?shù)氐?G 網(wǎng)。其話路路由我們可以表示為：以上兩種長途話務疏通方案可通過圖3 進行描述，虛線示意方案a 利用原有的GSM 長途匯接網(wǎng)疏通路由，實線示意方案b 利用新建的3G IP承載專網(wǎng)疏通路由。圖 3 GSM/WCDMA網(wǎng)間長途話務疏通運營商可結(jié)合自己的網(wǎng)絡特點進行選擇，如果原有的TDM 長途匯接資源比較豐富，未來一段時間內(nèi)可以承擔2G 網(wǎng)絡自身的長途話務量，同時也能對 2G/3G之間的長途話務進行有效疏通，在充分利用現(xiàn)有資源的前提下可以考慮采用方案a。而方案 b 主要針對 TDM 長途

19、匯接網(wǎng)擴容壓力大的運營商，可以考慮把2G/3G 之間的長途互通話務經(jīng)由 3G IP承載網(wǎng)疏通。 并且從 TDM 擴容成本以及承載方向來看，語音業(yè)務的 IP 承載也是未來的趨勢。 運營商甚至可以提前把現(xiàn)有的2G 長途話務逐步割接到IP 承載網(wǎng)上，來緩解 TDM 長途資源的擴容壓力。4.2 信令網(wǎng)互通在 R4 版本下，隨著控制層和承載層的分離，需要新的信令系統(tǒng)來支持。在控制層，主要有兩種要求：一是MSC Server必須能控制遠端MGW；二是 MSC Server之間必須能交換信息， 以便建立端到端的呼叫。 由于傳統(tǒng)的信令系統(tǒng)不能滿足上面的要求，因此與呼叫無關的承載控制（BICC 、 Bearer

20、IndependentCallControl）和媒體網(wǎng)關控制協(xié)議（MGCP ， Media Gateway Control Protrol）必須在 R 4 中完成上述的任務。BICC是用在 MSC Server 之間，主要用來交換呼叫建立的信息；MGCP 是用在 MSC Server和MGW 之間，主要用來交換承載建立的信息。由于R4 核心網(wǎng)承載為 IP 網(wǎng)絡，因此 BICC與 MGCP 信令采用 IP 網(wǎng)絡承載。 3G 網(wǎng)絡向全IP 網(wǎng)絡的演進是一個循序漸進的過程，未來的 3G 信令網(wǎng)在較長的一段時間內(nèi)面臨著基于電路交換 的 No.7信令與基于 IP 網(wǎng)的信令互通的問題。具體解決方案是采用SG （信令網(wǎng)關）將窄帶No.7信令轉(zhuǎn)換為適于在 IP網(wǎng)中傳送的信令，以解決No.7 信令與基于 IP 網(wǎng)的信令互通的問題。對于信