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從2.5G　GPRS技術(shù)到UMTS過渡的演進(jìn)

云知道


1　引言
隨著移動(dòng)通信業(yè)務(wù)的迅猛發(fā)展，移動(dòng)數(shù)據(jù)和多媒體通信的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛，在不久的將來(lái)，甚至將超過傳統(tǒng)的話音成為移動(dòng)通信承載的主要業(yè)務(wù) 。而傳統(tǒng)的第二代GSM移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)已無(wú)法適應(yīng)這種新的發(fā)展趨勢(shì)，為此，GSM將逐步過渡到以WCDMA為核心技術(shù)的第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（UMTS） 。今天，處于2.5G的GPRS技術(shù)已日漸成熟，是2G向3G過渡的重要環(huán)節(jié) 。本文主要討論如何在GPRS網(wǎng)絡(luò)引入U(xiǎn)MTS，使演進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)利用日臻完善的IP網(wǎng)來(lái)傳送語(yǔ)音和多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù) 。
2　UMTS網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
UMTS可分為無(wú)線接入網(wǎng)UTRAN(UMTS terrestrial radio Access network)和核心網(wǎng)CN（core network）兩部分，二者通過Iu接口連接 。
UMTS地面無(wú)線接口采用完全不同于目前GSM無(wú)線接口的WCDMA技術(shù)，使用新的頻段、新的無(wú)線傳輸技術(shù)和話音編碼形式，可提供高達(dá)2M的帶寬 。
UMTS核心網(wǎng)是在GSM/GPRS基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的全I(xiàn)P骨干網(wǎng) 。從邏輯上可分為電路交換域（CS）和分組交換域（PS） 。CS域是UMTS的電路交換核心網(wǎng)，用于支持電路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)；PS域是UMTS的分組業(yè)務(wù)核心網(wǎng)，用于支持分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（GPRS）和一些多媒體業(yè)務(wù) 。在UMTS中，信令控制和數(shù)據(jù)傳輸是分離的 。
3　GPRS網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)述
GPRS是GSM是分組交換領(lǐng)域的延伸，通過在GSM網(wǎng)絡(luò)上增加網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)GGSN和服務(wù)支持節(jié)點(diǎn)SGSN提供分組無(wú)線服務(wù)能力，為用戶提供100kbps以上的數(shù)據(jù)速率，是GSM向第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)平滑過渡的一個(gè)重要環(huán)節(jié) 。GPRS基站子系統(tǒng)采用與GSM同樣的無(wú)線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、帶寬、跳頻規(guī)則和TDMA幀結(jié)構(gòu) 。而核心網(wǎng)部分采用IP網(wǎng)構(gòu)架 。GPRS核心網(wǎng)對(duì)GSM對(duì)3G的前向兼容性能夠充分保護(hù)運(yùn)營(yíng)和移動(dòng)用戶的利益 。
4　從GPRS到UMTS的演進(jìn)過程
4.1無(wú)線接入部分的革命
UMTS無(wú)線接入將用全新的UTRAN（UMTS地面無(wú)線接入網(wǎng)）取代現(xiàn)有的GSM/GPRS無(wú)線接口，即在一個(gè)全新的頻段上用更高頻譜效率的技術(shù)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò) 。UTRAN基本的功能實(shí)體是B節(jié)點(diǎn)（相當(dāng)于GSM的BTS）和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器RNC（相當(dāng)于GSM的BSC） 。RNC和CN和B節(jié)點(diǎn)分別通過Iu和Iub接口連接，不同RNC由Iur接口（在GSM沒有對(duì)應(yīng)功能）相連 。Iur的出現(xiàn)有其特定于移動(dòng)性的原因，涉及到軟交換和位置更新，在此不作具體表述 。RNC內(nèi)部、Iub、Iu接口采用ATM交換、傳輸 。
由于為3G無(wú)線接入做重新部署需耗費(fèi)的巨大投資和時(shí)間，同時(shí)為了使現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)資源得到最大限度的利用，比較經(jīng)濟(jì)可靠的方法是使GPRS核心網(wǎng)同時(shí)支持GPRS和UMTS兩種接入方式，在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)繁忙地區(qū)首先引入U(xiǎn)TRAN，業(yè)務(wù)量少的地方仍然維持GPRS基站子系統(tǒng) 。
4.2　核心網(wǎng)的演進(jìn)
（1）核心網(wǎng)演進(jìn)的兩種策略
GPRS在一定程度上實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)IP業(yè)務(wù)，但在GPRS網(wǎng)絡(luò)中，話音和分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分別對(duì)應(yīng)于不同的網(wǎng)絡(luò)處理節(jié)點(diǎn)MSC和GSN，實(shí)行話音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)分開交換：話音經(jīng)由MSC由傳統(tǒng)的PSTN網(wǎng)處理，而數(shù)據(jù)則由SGSN進(jìn)入分組傳輸網(wǎng)，以IP的方式傳送 。GPRS核心網(wǎng)將隨著第三代系統(tǒng)的引入逐步過渡到以IP為主的骨干網(wǎng) 。這個(gè)全I(xiàn)P網(wǎng)在提供寬帶分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的同時(shí)，以VoIP方式提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)，IP成為語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、信令的統(tǒng)一載體 。
GPRS網(wǎng)絡(luò)的信令控制和傳輸不實(shí)行分離，而UMTS的網(wǎng)絡(luò)實(shí)體功能在邏輯上可按層次分離，它在IP網(wǎng)上通過構(gòu)建邏輯獨(dú)立的信令處理服務(wù)器和業(yè)務(wù)應(yīng)用服務(wù)器用于處理控制信令和業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)所謂的“業(yè)務(wù)/控制/交換”的邏輯分離 。
從GPRS核心網(wǎng)演進(jìn)到第三代UMTS核心網(wǎng)，有兩種策略，即孤島策略和重疊策略 。
孤島策略關(guān)注演進(jìn)網(wǎng)絡(luò)和原有網(wǎng)絡(luò)的兼容，在升級(jí)GPRS核心網(wǎng)的基礎(chǔ)上，對(duì)GPRS/GSM和UMTS使用相同的交換（MSC）和選路（GSN）機(jī)制 。

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