移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)

肖征榮



　　摘要：本文主要介紹移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)，從1G到2G，再到3G，分別介紹了2G和3G中的主要技術(shù)及其演進(jìn)。本文也介紹了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的演進(jìn)，以及與無(wú)線局域網(wǎng)的協(xié)調(diào)工作問(wèn)題。最后是結(jié)論。


　　關(guān)鍵詞：UMTS UTRAN 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) CDMA2000



　　1.引言：



　　2002上半年，蜂窩用戶已經(jīng)突破10億。移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)在90年代早期開(kāi)始進(jìn)行，最初是數(shù)字移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)取代模擬移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)在則是3G的部署。通過(guò)中間覆蓋網(wǎng)絡(luò)，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在已經(jīng)從電路交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入了分組交換網(wǎng)絡(luò)，過(guò)幾年將會(huì)進(jìn)入到全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)。



　　GSM占有約70%的市場(chǎng)份額，隨著采用TDMA技術(shù)的運(yùn)營(yíng)商開(kāi)始轉(zhuǎn)向使用GSM，這個(gè)市場(chǎng)份額還將增加。這個(gè)轉(zhuǎn)移不僅僅是因?yàn)榧夹g(shù)上的原因，更重要的是GSM有巨大的規(guī)模經(jīng)濟(jì)效益。



　　3G中的一個(gè)技術(shù)融合是：UMTS不僅是所有GSM網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)方向，也是PDC網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)方向。因此，大約85%的移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商選擇使用UMTS。



　　到現(xiàn)在為此，移動(dòng)用戶的增長(zhǎng)主要還是由語(yǔ)音業(yè)務(wù)驅(qū)動(dòng)。最近，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的收入才有相當(dāng)一部分來(lái)自于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，在2001年第二季度，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商如NTT DoCoMo（iMode）或者Orange（短消息業(yè)務(wù)）的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)占到約10%。對(duì)用戶來(lái)說(shuō)，移動(dòng)電話已經(jīng)是一個(gè)日常用品，市場(chǎng)需要有新的業(yè)務(wù)來(lái)推動(dòng)。運(yùn)營(yíng)商正面臨著從僅僅提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)到提供新業(yè)務(wù)的過(guò)渡，這個(gè)過(guò)渡有助于使他們的收入繼續(xù)增長(zhǎng)。



　　2.蜂窩系統(tǒng)的演進(jìn)



　　2.1第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)



　　在80年代早期，主要部署的是模擬蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。當(dāng)時(shí)，各個(gè)國(guó)家都發(fā)展自己的系統(tǒng)，沒(méi)有形成規(guī)模效益。大多數(shù)國(guó)家的移動(dòng)通信系統(tǒng)在90年代被2G取代。



　　2.2第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)



　　現(xiàn)在，有四種2G技術(shù)共存：GSM，CDMAone，TDMA，PDC。



　　2.2.1GSM



　　為了發(fā)展一種在整個(gè)歐洲使用的數(shù)字蜂窩系統(tǒng)，CEPT在1982年提出了GSM。在1989年，GSM規(guī)范由ETSI（現(xiàn)在是3GPP）制定。



　　GSM在1991年7月投入商用，但是GSM手機(jī)在1992年才開(kāi)始大量生產(chǎn)。1993年，在22個(gè)國(guó)家里有36個(gè)GSM網(wǎng)絡(luò)，包括澳大利亞和南非。到2002年7月，全球172個(gè)國(guó)家里有470個(gè)運(yùn)營(yíng)商，用戶達(dá)到了6.88億。



　　GSM允許8個(gè)用戶共享一個(gè)200KHz的無(wú)線信道，為每一個(gè)用戶分配一個(gè)時(shí)隙。GSM使用的頻段是900和1800MHz，北美是1900MHz。450和850MHz也將在最近投入使用。



　　GSM在一開(kāi)始就能夠提供SMS，SMS是一種無(wú)連接的分組業(yè)務(wù)，最多可以包括160個(gè)字符。也可以使用電路交換數(shù)據(jù)CSD進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，最大速率是14.4kb/s。由于受到數(shù)據(jù)速率的限制，就出現(xiàn)了高速電路交換數(shù)據(jù)HSCSD和通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)GPRS。



　　HSCSD數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到57.6kb/s，但也是基于電路交換的。它不斷地使用好幾個(gè)無(wú)線信道（最多4個(gè)），因此，對(duì)突發(fā)業(yè)務(wù)流效率很低。使用它的運(yùn)營(yíng)商很少，到目前大約為30個(gè)，多數(shù)運(yùn)營(yíng)商采用GPRS。



　　GPRS采用GSM的無(wú)線調(diào)制技術(shù)、頻段和幀結(jié)構(gòu)，有以下幾個(gè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則：



　　·一直在線：可以在任何時(shí)候發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。



　　·高比特率：實(shí)際上擁有和有線調(diào)制解調(diào)器相同的帶寬。



　　·無(wú)線資源的改進(jìn)使用：幾個(gè)用戶共享同一個(gè)無(wú)線信道。



　　·單獨(dú)的上下行信道。



　　·同時(shí)的語(yǔ)音呼叫和數(shù)據(jù)傳輸。



　　·按流量計(jì)費(fèi)。



　　到2001年9月，大約有100個(gè)運(yùn)營(yíng)商部署了GPRS。



　　EDGE使用了一種新的無(wú)線調(diào)制機(jī)制，帶寬是GPRS的三倍。EDGE在2002年開(kāi)始部署，第一階段主要在美國(guó)。



　　GPRS標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)一步演進(jìn)由3GPP的GSM EDGE 無(wú)線接入網(wǎng)工作組完成。這個(gè)組的工作包括GSM/EDGE與3G核心網(wǎng)絡(luò)的連接以及支持實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)等。



　　2.2.2CDMAone



　　在軍事領(lǐng)域，擴(kuò)頻技術(shù)已經(jīng)使用了很長(zhǎng)一段時(shí)間。在80年代中期，美國(guó)軍方將這項(xiàng)技術(shù)解密，然后它開(kāi)始在蜂窩電話中進(jìn)行測(cè)試使用。
1993年，電信行業(yè)聯(lián)盟通過(guò)了基于擴(kuò)頻的碼分多址接入標(biāo)準(zhǔn)。CDMA商用網(wǎng)絡(luò)在1995年開(kāi)始使用，但是到1998年中期，只有900萬(wàn)用戶。從那以后，用戶開(kāi)始激增，現(xiàn)在大約有1億用戶，主要在美國(guó)和亞洲�，F(xiàn)在一般將CDMA稱為CDMAone以便和3G CDMA系統(tǒng)相區(qū)別。



　　在CDMA中，許多用戶（多達(dá)64個(gè)）共享 1.25MHz的信道。每個(gè)用戶分配一個(gè)偽隨機(jī)碼，在端點(diǎn)，解碼器可以區(qū)分業(yè)務(wù)流。所有的基站傳輸同樣有時(shí)間偏移的偽隨機(jī)碼，因此，必須保持同步。CDMA在850和1900MHz頻段使用。



　　與GSM一樣，CDMA的第一版本，IS-95A，提供的速率為14.4kb/s。在1997年6月，IS-95B CDMA規(guī)范完成，它通過(guò)在基本碼之外分配7個(gè)補(bǔ)碼，數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到64kb/s。



　　2.2.3 TDMA



　　在模擬蜂窩系統(tǒng)中，如AMPS，一個(gè)用戶分配一個(gè)30KHz的信道。D-AMPS是設(shè)計(jì)來(lái)與AMPS共存的TDMA系統(tǒng)，它將這個(gè)30KHz的信道分為3個(gè)，允許3個(gè)用戶共享一個(gè)無(wú)線信道，并為每個(gè)用戶分配一個(gè)唯一的時(shí)隙。



　　最近的一些趨勢(shì)表明，TDMA正在向GSM轉(zhuǎn)移。AT&T無(wú)線在2000年11月第一個(gè)宣布這個(gè)決定。然后，Cingular和其它主要的拉美運(yùn)營(yíng)商也宣布轉(zhuǎn)到GSM。



　　這些新的GSM網(wǎng)絡(luò)將會(huì)綜合GPRS和EDGE。UMTS的部署需要額外頻段，這受到3G運(yùn)營(yíng)商能否獲得新頻段的限制。



　　2.2.4 PDC



　　PDC是日本基于TDMA的標(biāo)準(zhǔn)，工作頻段為800和1500MHz。



　　PDC中的iMode是移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的一個(gè)十分成功的例子。由于iMode使用一個(gè)優(yōu)秀的商業(yè)模式（基于流量計(jì)費(fèi)，與內(nèi)容提供商共同分配收入等），它在2002年1月?lián)碛?000萬(wàn)用戶。



　　隨著PDC用戶的增加，系統(tǒng)變得日益擁擠，使得NTT DoCoMo加速部署3G系統(tǒng)。



　　2.3第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)



　　隨著對(duì)更大容量，更高數(shù)據(jù)速率，新頻段的需求，3G的概念變得清楚了。3G的最初目標(biāo)是一個(gè)唯一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，但是這并沒(méi)有成功。如圖1，ITU為3G制定了兩個(gè)主要的系統(tǒng)：



　　·UMTS，有兩個(gè)不同但是相關(guān)的模式：



　　—CDMA-DS：寬帶CDMA，也稱為頻分復(fù)用（FDD）。



　　—CDMA-TDD



　　·CDMA2000：CDMA MC。







　　2.3.1UMTS



　　TDD和FDD標(biāo)準(zhǔn)的制定由3GPP完成。這些規(guī)范有不同的發(fā)布版本：



　　·3GPP Release3，以前稱為Release’99，定義了FDD和TDD模式。Release3實(shí)際上在2000年3月發(fā)布，在2001年6月定稿。



　　·3GPP Release4，定義了一種TDD和FDD模式的新版本。在2001年3月凍結(jié)。



　　·3GPP Release5，在無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)中包括基于IP的傳輸。在2002年3月開(kāi)始。



　　FDD模式被認(rèn)為是UMTS的主要技術(shù)。FDD模式來(lái)自于CDMA，它也使用偽隨機(jī)碼。上下行鏈路使用單獨(dú)的5MHz載頻，單個(gè)用戶的數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到384kb/s（每個(gè)載波2Mb/s）。高速下行鏈路分組接入(HSDPA)可以使下行鏈路的數(shù)據(jù)傳輸速率增加。FDD允許基站之間的異步操作。



　　TDD模式的主要技術(shù)是TD-SCDMA。它的載頻間隔是1.6MHz，而不是其它寬帶標(biāo)準(zhǔn)的5MHz，端用戶的最高數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到2Mb/s。



　　NTT DoCoMo在2001年10提供的商用3G業(yè)務(wù)，叫做FOMA。在其它地區(qū)，最初的UMTS系統(tǒng)(FDD模式)在2003年提供商用業(yè)務(wù)。



　　2.3.2CDMA2000



　　CDMA2000的技術(shù)規(guī)范由3GPP2制定，有以下步驟：



　　· CDMA2000 1x，它是CDMAone的演進(jìn)，支持的最大數(shù)據(jù)傳輸速率為144kb/s。



　　·CDMA2000 1xEV-DO，引入了一個(gè)新的空中接口，支持下行高速數(shù)據(jù)速率業(yè)務(wù)，也稱為高速分組數(shù)據(jù)（HRPD）。該規(guī)范在2001年完成，它要求一個(gè)單獨(dú)的1.25MHz載頻，僅用于數(shù)據(jù)。下行鏈路提供2.4Mb/s，上行鏈路153kb/s。由于單獨(dú)的載頻，同時(shí)傳語(yǔ)音和數(shù)據(jù)比較困難。



　　·CDMA2000 1xEV-DV，它將在無(wú)線接入和核心網(wǎng)絡(luò)中引入新的無(wú)線技術(shù)和全I(xiàn)P結(jié)構(gòu)。該規(guī)范將在2003年完成，數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到3Mb/s。
韓國(guó)的SK電信公司在2000年10使用了CDMA200 1x。從那以后，只有很少幾個(gè)運(yùn)營(yíng)商部署了CDMA2000 1x。



　　3.網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的演進(jìn)



　　3.1GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)



　　GSM/GPRS網(wǎng)絡(luò)配置如圖2所示。當(dāng)前的業(yè)務(wù)（語(yǔ)音和電路交換數(shù)據(jù)）由基站子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)支持完成。BSS由處理無(wú)線物理層的基站收發(fā)信臺(tái)（BTS），處理無(wú)線資源管理和切換的基站控制器（BSC）構(gòu)成。提供電路交換業(yè)務(wù)的NSS包括移動(dòng)交換中心（MSC），拜訪位置寄存器（VLR），歸屬位置寄存器（HLR）。



　　GPRS在GSM網(wǎng)絡(luò)上提供了分組交換業(yè)務(wù)。在BSS中增加了一個(gè)新的網(wǎng)絡(luò)功能實(shí)體—分組控制單元（PCU），管理分組的分段、無(wú)線接入、自動(dòng)重傳和功率控制。GPRS中引入的新成分是處理所有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流的NSS，它包括兩個(gè)設(shè)備：



　　·業(yè)務(wù)支持節(jié)點(diǎn)（SGSN）：跟蹤移動(dòng)臺(tái)的位置，執(zhí)行安全和接入控制。



　　·網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)（GGSN）：封裝從外部網(wǎng)絡(luò)接收到的分組，并進(jìn)行選路，傳輸?shù)絊GSN。



　　BSS和SGSN之間的Gb接口基于幀中繼傳輸協(xié)議，SGSN和GGSN之間通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)連接。



　　3.2UMTS Release3網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)



　　UMTS Release3網(wǎng)絡(luò)，如圖3，包括兩個(gè)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接口連接的獨(dú)立子系統(tǒng)：



　　·UMTS地面無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)（UTRAN）：由NODE B和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器（RNC）構(gòu)成，NODE B相當(dāng)于GSM BTS，RNC相當(dāng)于GSM BSC。



　　·UMTS核心網(wǎng)絡(luò)：相當(dāng)于GSM/GPRS NSS。



　　UMTS核心網(wǎng)絡(luò)盡量使用GSM/GPRS NSS：



　　·分組交換（PS）：GPRS SGSN/GGSN的演進(jìn)，它在UTRAN和核心網(wǎng)絡(luò)之間作了更優(yōu)化的功能劃分。



　　·電路交換（CS）：NSS的演進(jìn)，自動(dòng)譯碼系統(tǒng)從BSS轉(zhuǎn)到了核心網(wǎng)絡(luò)。







　　如前所述，UMTS基于一種新的無(wú)線技術(shù)，它對(duì)UTRAN有很大的影響。UTRAN包括幾個(gè)互連的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)（RNSs）。一個(gè)RNS包括一個(gè)RNC和至少一個(gè)NODE B。RNC負(fù)責(zé)控制NODE Bs提供的邏輯資源。RNCs可以在UTRAN內(nèi)通過(guò)Iur接口互連。NODE B為RNC提供邏輯資源，相當(dāng)于一個(gè)或者多個(gè)蜂窩的資源。RNC負(fù)責(zé)NODE B維持的蜂窩內(nèi)的無(wú)線傳輸和接收，一個(gè)NODE B控制幾個(gè)蜂窩。



　　下一個(gè)階段，EDGE演進(jìn)到GERAN，允許2G系統(tǒng)升級(jí)，提供如實(shí)時(shí)分組之類的UMTS業(yè)務(wù)。隨著自動(dòng)譯碼器位于核心網(wǎng)絡(luò)的假設(shè)實(shí)現(xiàn)，UMTS在BSS和核心網(wǎng)絡(luò)之間的功能劃分將應(yīng)用到GERAN。



　　3.3向全I(xiàn)P UMTS結(jié)構(gòu)的演進(jìn)



　　在1999年末，3GPP開(kāi)始了全I(xiàn)P結(jié)構(gòu)的工作。這主要由兩個(gè)目標(biāo)驅(qū)動(dòng)：



　　·傳輸層和控制層的獨(dú)立，使得移動(dòng)終端容易實(shí)施新的業(yè)務(wù)。



　　·接入網(wǎng)的最優(yōu)化操作和維持。



　　這個(gè)演進(jìn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的不同部分都有影響。三個(gè)主要且獨(dú)立的演進(jìn)是向全I(xiàn)P結(jié)構(gòu)演進(jìn)的一部分：



　　·在CS域內(nèi)，向著下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）結(jié)構(gòu)類型演進(jìn)。在CS域內(nèi)，MSC的功能分為一個(gè)控制平臺(tái)部分（MSC服務(wù)器）和一個(gè)用戶平臺(tái)部分（媒體網(wǎng)關(guān)）。在NSS骨干網(wǎng)引入的分組傳輸技術(shù)（IP或者ATM），也允許自動(dòng)譯碼器轉(zhuǎn)移到公眾陸地移動(dòng)網(wǎng)(PLMN)的邊緣。由于可以執(zhí)行自動(dòng)譯碼器操作（TrFO），可以得到更好的語(yǔ)音質(zhì)量。這是Release4的一個(gè)特征。



　　·增加了一個(gè)基于IP的多媒體子系統(tǒng)（IMS），可以支持基于IP的多媒體業(yè)務(wù)，比如VoIP和MoIP，利用分組交換網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制和用戶平臺(tái)數(shù)據(jù)的傳輸。PS域也處理移動(dòng)性方面的功能，這是Release5的一個(gè)特征。



　　·在UTRAN內(nèi)引入IP傳輸，作為基于ATM UTRAN的一個(gè)選擇。這是Release5的一個(gè)特征。



　　這些演進(jìn)是相互獨(dú)立的，各個(gè)運(yùn)營(yíng)商可以自主選擇。



　　下面詳細(xì)討論后期演進(jìn)的步驟。



　　IMS——引入IMS系統(tǒng)是為了給端用戶提供更多和增強(qiáng)的業(yè)務(wù)。很明顯，IP在新業(yè)務(wù)的引入方面起了很大的作用。



　　運(yùn)營(yíng)商們面臨的挑戰(zhàn)是：在這些新的商業(yè)機(jī)會(huì)中找到他們的位置。要做到這點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)必須過(guò)渡到安全、開(kāi)放和靈活的平臺(tái)。在此平臺(tái)上，第三方開(kāi)發(fā)商和業(yè)務(wù)提供商能夠快速增加。



　　電信市場(chǎng)的這種價(jià)值模型轉(zhuǎn)變，主要驅(qū)動(dòng)力在以下三個(gè)方面：



　　·提供以用戶為中心的解決方案：市場(chǎng)對(duì)業(yè)務(wù)的需求，正轉(zhuǎn)移到適合用戶選擇和愛(ài)好的客戶定制化業(yè)務(wù)提供。



　　·網(wǎng)絡(luò)和終端新性能的使用：可用的帶寬正在增加，這使得部署新業(yè)務(wù)成為可能。網(wǎng)絡(luò)資源的控制能力能夠提供用戶期望的QoS和安全性。



　　·市場(chǎng)和商業(yè)的進(jìn)化：隨著價(jià)值鏈的轉(zhuǎn)移，新的作用被定義了，新的人員在市場(chǎng)中占據(jù)了他們的位置。同時(shí)，管制解除和激烈的競(jìng)爭(zhēng)，加速了對(duì)第三方的開(kāi)放，使得建立和提供開(kāi)放的業(yè)務(wù)更容易。



　　3GPP選擇SIP協(xié)議作為終端和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)之間的呼叫控制協(xié)議，與其它H.323終端的協(xié)調(diào)工作由PLMN外的一個(gè)專用服務(wù)器完成。3GPP也決定選擇IPv6作為IMS設(shè)備的IP版本。



　　圖4是3GPP建議的全I(xiàn)P UMTS核心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。增加的新設(shè)備是：



　　·呼叫狀態(tài)控制功能（CSCF）：CSCF是一個(gè)SIP服務(wù)器，為移動(dòng)或者固定的分組交換終端提供多媒體業(yè)務(wù)。



　　·媒體網(wǎng)關(guān)（MG）：為了在UMTS核心網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳輸，所有來(lái)自于PSTN的呼叫都轉(zhuǎn)化成VoIP呼叫。這個(gè)媒體網(wǎng)關(guān)由使用H.248協(xié)議的MGCF控制。



　　·媒體網(wǎng)關(guān)控制功能（MGCF）：它的任務(wù)是使用媒體網(wǎng)關(guān)控制協(xié)議H.248來(lái)控制媒體網(wǎng)關(guān)。它在呼叫控制信令級(jí)完成ISUP信令（用在PSTN）和SIP信令（用在UMTS多媒體域）之間的轉(zhuǎn)換。



　　·家庭用戶服務(wù)器（HSS）：HSS是有用戶多媒體數(shù)據(jù)的HLR數(shù)據(jù)庫(kù)的擴(kuò)展。








　　—基于IP的 UTRAN，UTRAN Release3的傳輸機(jī)制基于ATM/ATM適配層2（AAL2）。在1999年末，3GPP的一個(gè)工作項(xiàng)目組開(kāi)始制定基于IP的UTRAN傳輸機(jī)制解決方案。



　　基于IP的UTRAN參考結(jié)構(gòu)如圖5，連接NODE B和RNC的IP網(wǎng)絡(luò)可以是運(yùn)營(yíng)商自有的，也可以是其它通信公司的IP網(wǎng)絡(luò)。RNC的集中功能由IP傳輸網(wǎng)絡(luò)自己完成。還有一些技術(shù)問(wèn)題：如QoS，最后一公里的效率等，還有待于解決。







　　基于IP的UTRAN有好幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，使得在NODE B和RNC之間的映射更加靈活，能夠更有效地使用傳輸資源。IP技術(shù)的成本更低，一個(gè)同類的傳輸技術(shù)可以減少操作開(kāi)銷。它可以利用現(xiàn)有的傳輸設(shè)備，現(xiàn)在的GSM和UMTS傳輸設(shè)備支持IP。



　　基于IP的UTRAN也能使得其它演進(jìn)更加平滑。第一個(gè)演進(jìn)，就是從一個(gè)純粹的UMTS Release3中的分層結(jié)構(gòu)，到一個(gè)分布式的結(jié)構(gòu)。它允許從服務(wù)RNC到NODE B的直接連接，避免穿過(guò)其它RNC。IP也使得RAN向NGN的演進(jìn)更容易，控制平臺(tái)功能和用戶平臺(tái)功能在物理上是分開(kāi)的，允許擴(kuò)展性和靈活性的改進(jìn)。



　　3.2CDMA2000網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)



　　CDMA2000的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖6，其基本結(jié)構(gòu)與GSM/UMTS的類似。與GSM/UMTS的主要區(qū)別是：在分組域內(nèi)使用了分組數(shù)據(jù)交換節(jié)點(diǎn)（PDSN），其作用與UMTS中的SGSN和GGSN類似。然而，3GPP2中的移動(dòng)性管理是基于移動(dòng)IP（RFC2002），而不是GSM/UMTS PS網(wǎng)絡(luò)中的GPRS移動(dòng)性管理。而且使用ANSI-41 MAP信令，而非GSM MAP信令。3GPP2種向著全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)工作已經(jīng)開(kāi)始了，如同3GPP中的IMS。






　　4.技術(shù)交互方面



　　4.1與其它無(wú)線技術(shù)的協(xié)調(diào)工作



　　與其它蜂窩移動(dòng)業(yè)務(wù)一樣，運(yùn)營(yíng)商在熱點(diǎn)地區(qū)也提供了無(wú)線業(yè)務(wù)。這兩種方法，與企業(yè)和家庭環(huán)境的用戶一樣，都需要在移動(dòng)環(huán)境中有一個(gè)更高的通過(guò)量。為了達(dá)到這樣的性能，必須重視新的無(wú)線接口技術(shù)，類似于無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)。



　　WLAN并不是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)路徑，但是可作為企業(yè)LAN的一個(gè)無(wú)線擴(kuò)展。由于其無(wú)可爭(zhēng)議的性價(jià)比，最近已經(jīng)得到很大的發(fā)展。一些人認(rèn)為WLAN可以取代無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，而它更應(yīng)該作為3G網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)補(bǔ)充，根據(jù)可用的接入網(wǎng)絡(luò)，提供更好的相互工作，確保業(yè)務(wù)的正確傳送。



　　4.2WLAN技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)



　　2.4GHz頻段—IEEE 802.11b。當(dāng)前的主流，實(shí)際速率可以達(dá)到5.5Mb/s（理論上為11Mb/s）。去年，無(wú)線以太網(wǎng)兼容聯(lián)盟發(fā)起了一個(gè)不同商家的802.11b產(chǎn)品互操作程序，這是WLAN的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。



　　HomeRF和藍(lán)牙。HomeRF（802.11和DECT的結(jié)合）用于長(zhǎng)期的，藍(lán)牙用于短期互連。當(dāng)藍(lán)牙設(shè)備增長(zhǎng)到一定數(shù)量時(shí)，WLAN產(chǎn)品將使用5GHz，以避免藍(lán)牙產(chǎn)生的干擾。



　　5GHz頻段—IEEE 802.11a，是802.11b的升級(jí)，所提供的數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到30Mb/s（理論上是54Mb/s）。



　　ETSI HiperLAN2工作頻段為5GHz，實(shí)際上數(shù)據(jù)速率可以達(dá)到40Mb/s，比IEEE　802.11a的還要高。HiperLAN2可以解決802.11a的干擾、安全性和QoS問(wèn)題。



　　802.11a和HiperLAN2技術(shù)的融合，將會(huì)在5GHz提供一個(gè)清晰的市場(chǎng)焦點(diǎn)。這和2.4GHz頻段所完成的一樣。這個(gè)工作已經(jīng)在前一段時(shí)間由IEEE和ETSI開(kāi)始了，將會(huì)在不久的將來(lái)完成。



　　為了在漫射信道中得到一個(gè)好的性能，這些標(biāo)準(zhǔn)都基于OFDM調(diào)制技術(shù)。所傳輸?shù)男盘?hào)映射到多個(gè)子載波，同時(shí)，發(fā)送導(dǎo)頻音以便于跟蹤。HiperLAN2主要特點(diǎn)是：動(dòng)態(tài)頻率選擇（DFS）處理，根據(jù)干擾自動(dòng)地分配載波頻率，以及根據(jù)連接類型提供連接資源的算法。



　　4.3無(wú)縫的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)



　　主要有三種網(wǎng)絡(luò)層：



　　·蜂窩層：對(duì)所有的覆蓋、多媒體和媒質(zhì)比特速率應(yīng)用。這是GSM,CDMA,UMTS移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的區(qū)域。



　　·熱點(diǎn)層：在一個(gè)短距離本地移動(dòng)環(huán)境中的高速率應(yīng)用。這屬于WLAN的領(lǐng)域。



　　·個(gè)人網(wǎng)絡(luò)層：在不同的設(shè)備之間提供短距離的連接性（打印機(jī)，PDA，家庭應(yīng)用等）。這些設(shè)備通過(guò)多模式終端與其它通信層的連接，是藍(lán)牙中的部分。



　　ETSI寬帶無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)化組織為HiperLAN2制定了兩種WLAN和UMTS連接的方法。



　　·緊耦合機(jī)制：為WLAN和UMTS網(wǎng)絡(luò)提供無(wú)縫接入和同樣的安全級(jí)別。這種方法要求一個(gè)簡(jiǎn)化的Iu接口，將WLAN網(wǎng)絡(luò)連接到UMTS核心網(wǎng)絡(luò)。



　　·松耦合機(jī)制：依賴于IP協(xié)議來(lái)組織接入網(wǎng)絡(luò)之間的移動(dòng)性和漫游。WLAN和核心網(wǎng)之間的相互工作在鑒權(quán)、認(rèn)證、記賬服務(wù)器和HLR之間執(zhí)行。在提供無(wú)縫操作時(shí)，移動(dòng)IP和本地/外地代理的概念擴(kuò)展到所有網(wǎng)絡(luò)。



　　從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，另外一個(gè)方法，基于應(yīng)用和用戶要求以及不同網(wǎng)絡(luò)的能力，應(yīng)用自主選擇的方法值得考慮。這要求終端具有更高的智能，以便更好地利用不同的本地應(yīng)用。以這個(gè)復(fù)雜性為代價(jià)，WSI的構(gòu)想將成為現(xiàn)實(shí)，即連接所有的接入技術(shù)，從固定到衛(wèi)星，從個(gè)人與個(gè)人到客戶定制廣播。



　　5.結(jié)束語(yǔ)



　　2G移動(dòng)通信已經(jīng)帶來(lái)了生活方式的變革，在西歐，自從GSM投入使用以來(lái)，在不到10年的時(shí)間內(nèi)，市場(chǎng)占有率達(dá)到了70%，在中國(guó)，移動(dòng)用戶的數(shù)量也達(dá)到了1.8億。這個(gè)變革還沒(méi)有結(jié)束，在以后將提供移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和3G業(yè)務(wù)。



　　通過(guò)技術(shù)的演進(jìn)，已經(jīng)或者將會(huì)為用戶提供新的業(yè)務(wù)。在前幾年，SMS和iMode數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)開(kāi)始起飛。提供更高數(shù)據(jù)速率和一直在線業(yè)務(wù)的GPRS分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)也開(kāi)始了。UMTS和它的演進(jìn)將提供更高的數(shù)據(jù)速率和更多的業(yè)務(wù)。通過(guò)減少主要3G蜂窩技術(shù)的數(shù)量，從2G到3G的演進(jìn)將導(dǎo)致更多的融合。從中短期來(lái)看，除了通過(guò)IMS系統(tǒng)提供多媒體業(yè)務(wù)以外，與WLAN的交互工作也是可實(shí)現(xiàn)的。



　　當(dāng)然，隨著后3G主題研究的進(jìn)行，所有這些這都不是移動(dòng)通信系統(tǒng)演進(jìn)的終點(diǎn)，移動(dòng)通信系統(tǒng)會(huì)將所有無(wú)線業(yè)務(wù)綜合在一起，能夠在任何地方接入，向著多功能集成的、寬帶接入的全I(xiàn)P系統(tǒng)發(fā)展。




摘自《移動(dòng)通信》