gsmwcdma混合组网策略规划浅析

1、GSM/WCDMA 混合组网策略浅析1 GSM网络演进的整体考虑随着3G的日益临近,国内运营商正筹备各种资源,为3G建设做准备。目前,从全球商用规模、 技术成熟度、终端、产业链、兼容性等方面看,GSM网络向WCDMA网络的演进,特别是向3GPP R4版本的3G网络演进属于比较平滑的过渡。但GSM运营商在考虑3G规划前必须面对这样的事实：GSM网络在中国已经发展多年,性；当前GSM网络的建设已经相当成熟, 具有良好的覆盖性和稳定中国电话的渗透率还相当低,仅来很长一段时间内,话音业务仍将是移动网络的主要收入来源。25左右，随着经济日益发展，新增移动用户还将继续发展，未因此，现有的GSM网络未来仍会

2、是良好的语音业务承载网，是一个可持续发展的网络。无论是从 技术发展、满足用户需求、网络承载能力以及全球的，还是从自身网络投资保护的角度考虑，GSM网络 仍然具有存在价值。未来很长一段时间内GSM与WCDMA是和谐共存、共同发展的网络。面对着GSM/WCDMA混合组网的特点，当前运营商应充分认识到现有的2G资源要与WCDMA网络共用。在网络建设中，要注意从技术角度、市场角度、资源配置角度去协调两网建设与发展。本文 试图从WCDMA核心网元的建设、GSM网络的升级以及GSM/WCDMA网络的互通等方面去探讨混合 组网的一些策略。2 WCDMA核心网元建设策略WCDMA R4版本网络引入了的技术体制

3、,实现了承载和控制相分离的网络结构,网络由 段传统中心节点交换型向典型的分组话音分布式体系演讲,同时引入了不少新的网元,比如Server、MGW、SG等。GSM阶MSC对于MSC Server的设置，应基于 集中放置、集中管理”的原则，集中设置在省会城市，Server可以服务于一个或若干个移动业务本地网。并且为便于传输电路组织，MSC Server应尽量靠近承载网核心机房。MSC Server还应考虑一定的安全备份机制，目前根据厂家的设备支持能力，可以 分别考虑1+1对于已拥有庞大GSM网络的移动运营商来说，WCDMA核心网网元的建设必须立足于现有 网络资源，整体上需要把握如下建设原则：GSM

4、2G网络稳定优先原则GSM网络是当前也是未来一段时间内运营商业务收入的重要主体，网络业务质量的影响，保证当前GSM网络的稳定性。3G网络建设应尽量减少对GSM3G/2G相互补充、均衡发展原则3G网络应能够充分依托现有GSM网络作为语音和数据业务覆盖的补充， 统在组网、容量、以及数据业务上的优势，和2G网络均衡发展。同时能够充分体现3G系充分利用网络现有资源原则WCDMA网络建设充分利用现有的GSM网络资源，避免重复建设。最大限度考虑现有网、 网、承载网、同步网、传输网、B系统等公共资源的重用。、汇接基于以上原则，WCDMA核心网网元的建设可采用如下策略。MSC ServerMGWR4网络中式不

5、仅难度大， 和MGW的方式。MSC由MSC Server和MGW取代。在3G网络建设中如果采用对MSC而且对现网的影响也极大， 不符合“2G网络稳定优先原则”。因此采取新建进行改造的方MSC Server个MSC或者N+1的方式，后期，结合MGW以及RNC的设备能力考虑引进Iu-Flex安全备份 方式。对于MGW的设置，初期也应坚持集中化原则，MGW集中设置在省会城市。后期逐步下放，根据 当地3G用户发展情况在本地网内建设独立的MGW。并且为便于传输电路组织，MGW应尽可能和与 之相连的RNC同机房设置。初期，可以暂不考虑MGW的备份。 但需要通过认真的话务分析， 确保MGW上的话务均衡。HL

6、RR4中HLR的功能与GSM网相同，仍是用于管理移动用户的数据库设备，只是在功能协议上存在 如下改变：对用户数据的定义存在差别：WCDMA由于引入了新的业务和功能以及用户信息更加丰富，使得HLR中存放的用户签约信息中的信息量较GSM用户更加丰富。鉴权机制存在差别：3G HLR同时支持多个2G鉴权算法和多个3G鉴权算法，并且具有鉴权5元组向鉴权3元组的转换运算能力，能够针对不同的用户采用相应的算法。采用MAP协议存在差别：3G HLR应支持3GPP TS定义的MAP协议，与GSM阶段MAPPhase2+相比， 由于引入了一些新的业务和功能， 包括定位业务、 号码可携性业务、 智能业务的增强等。3

7、G HLR相对于2G HLR的以上差别通过软件升级即可实现。对于现有的2G运营商，在部署WCDMA网络时，其3G用户的主要来源将是其现有GSM网络的用户，尤其是高端用户、时尚用户、 大客户，这部分用户的特点是通信需求量大，沟通面广，十分重视号码的稳定性，因此，为了满足这部 分用户号码平滑迁移的要求，3G HLR通常采用由2G HLR升级的方式。CMN在采用软交换架构的 信令互通，完成控制平面的局间寻址及路由分析，如果大量 长途链路（TDM承载）或建立大量SCTP连接（IP承载）WCDMA R4版本技术组建全国大网时，不同省份MSC Server之间需要进行MSC Server完全扁平化连接将会

8、浪费大量 ，影响网络的可扩展性和易维护性。因此引入CMN（Call Media Node，呼叫协调节点）， 聚和被叫号码分析功能，实现BICC信令在MSC Server体的资源控制。主要完成MSC Server之间的信令链路汇 之间的传递。CMN不需要负责任何承载面媒CMN一般会采用分级汇接的方式来构建，具体设置方案与 置有关。3G网络的规模以及MSC Server的设（1）在WCDMA建设初期，MSC Server容量以及分布决定了其间的BICC信令转接量不是太大，CMN节点可按大区方式设置，在此方式下，大区间的BICC信令需经过两次转接，如图1所示。图1 CMN节点按大区方式设置（2）在W

9、CDMA建设后期，随着省际的BICC信令交互量增大，原有大区设置的 容量要求的情况下，可考虑按全网集中设置方式新建若干CMN节点。在此方式下，大区间的 令只需经过一次转接即可完成，如图2所示。CMN无法满足BICC信分组域网元图2 CMN节点全网集中设置WCDMA分组域相对于2G来说变化不大，没有增加新的网元。现有的/GGSN设备基本可以通过 板卡升级和软件升级同时满足2G BSS以及3G RAN的接入。然而由于3G数据业务的优势，随着3G网的发展，3G数据业务量增长很快，SGSN主要用于处 理大数据量的分组包，因此建议新建3G SGSN。而GGSN只是为分组数据包提供接入路由功能，可考 虑以

10、升级改造的方式实现GSM/WCDMA的共用，这样也保障了3G用户在3G网与2G网之间切换时， 数据业务的不间断。3 GSM网络升级策略GSM网络在WCDMA建设开始后，从业务收入上来说仍将是运营商的主打网络。同样也要面临着 逐步的扩容以及升级需求。从GSM网络自身的技术发展以及GSM/WCDMA混合组网的特性来看，对GSM网络升级可以从 以下两方面来考虑：1）引入软交换技术，满足平滑升级的要求。2）升级GSM网元至目标版本，满足混合组网的互操作特性。GSM现网引入软交换随着3GPP R4版本的技术及设备成熟度提高，移动软交换的引入成为核心网络演进的必然。对现 有的GSM网络引入软交换技术，也是

11、2G/3G核心网达到网元共用、网络融合的必经之路。现有的GSM网无论从设备寿命还是设备规模上来说，还有较长的生命周期，对运营商而言， 网络中进行软交换技术升级，必须分阶段逐步实施。第一步，通过在长途汇接层面引入软交换减轻2G TDM长途汇接网的扩容压力。在控制层面引入TMSC Server，用于汇接不同大区或省际的BICC信令；媒体层面引入IP扁平化承载网，疏通省际的 长途话务。第二步，对于本地网因扩容压力而需要新建Server/MGW。2G MSC，可直接引入移动软交换端局设备MSC初期根据2G组网要求，GSM移动软交换端局MGW之间，以及和现有TDM承载，话务及信令疏通方式和现有传统TDM

12、端局保持一致。随着软交换向端局的引入， 换端局之间话务承载向IP化过渡。保证未来2G/3G核心网在承载平面的一体化传输，设备之间采用TDM可逐步使软交 有助于两网融合。GSM网元升级支持互操作在3G建设初期，WCDMA网络难以做到全国覆盖（事实上也没有必要）。在这种情况下，有必要通 过升级GSM网元，满足2G/3G系统间互操作功能，包括切换、漫游等，保证用户业务的连续性和可 获得性。引起2G/3G系统间互操作的需求主要包括：移动性管理（MM）带来的互操作需求：由于3G建设初期，仍需要2G进行有益的覆盖补充，这就要3G到2G的语音切换。通过升级改造无线侧的BSC网元3G网元发出的相关重选参数以及

13、切换参数， 并能够对求GSM网络支持2G/3G之间的小区重选、 以及交换侧的MSC、 之作出相应的处理。SGSN网元， 使之能够识别网络带来的互操作需求：由于R99定义为13字节，导致3G终端接入2GGSM定义为5字节，端是在R99终端基础上进行扩展的，因此需要通过升级改造无线侧的SGSN网元，使之满足3G终端的接入需求。R99协议和GSM协议的不兼容性，比如对字段，R99终端与GSM现网有严重的不兼容性。而R4终BSC网元以及交换侧的MSC、GSMHLR建设策略已经分析过，由于2G/3G用户共2G HLR升级，支持2G/3G用户的共同存储。3GPP R6定义的ARD字段、签约字段等)、3G

14、3GPP规定的MAP V3协议支持、可视电话的回落检测支持等功能。2G/3G共用号码资源带来的互操作需求：前面的 用号码资源，为减少号码迁移带来的麻烦，需要对现有的 对其升级改造目的是满足3G用户的数据存储(包括 的五元组鉴权支持、4 GSM/WCDMA网络互通策略运营商在综合考虑2G/3G发展的同时，必须考虑到它们之间的话路、信令等互通，以达到 一张网的运营目标。2G/3G话路网互通在3G建设的初期， 考虑到网间结构的稳定性， 对于WCDMA电路域网络应和其它运营商之间的互 联互通网络结构保持不变，和2G网络共用现有的互通C。对于GSM运营商内部的GSM/WCDMA网络之间的话路互通，根据话

15、路路由可分为两种情况：1)同一本地网内GSM/WCDMA之间的话务互通可以考虑采用的方式如下：3G MGW配置TDM接口，和本地GSM网端局之间采用TDM直达电路互通;利用3G新建MSC Server+MGW兼做2/3G关口局;建设基于软交换架构的关口局用于WCDMA和2G网络之间的互通。方式a适用于WCDMA端局网元较少的本地网中，且MGW与TDM(GMSC、2G MSC)之间的互通话务量达到一定规模;方式b适用于WCDMA端局网元较多的本地网;方式c适合于2/3G端局较多的大本地网。运营商可以综合考虑本地网的网元设置、承载资源以及设备接口能力来确定本地互通 模式。2)GSM/WCDMA之间

16、的长途话务互通处于不同本地网的2G、3G用户，其间的长途话务有两种疏通途径：利用原有的GSM长途汇接网：3G MGW采用TDM方式或者通过2G/3G互通局接入现有GSM长途汇接网，由TDM汇接网来疏通，长途话务路由遵循现有汇接网网络组织原则。其话路路由我们可 以表示为：利用新建的3G IP承载专网：遵循长途话务 就近入R4，就远岀R4的原则，对于3G用户呼叫 外省2G用户，通过本地MGW将省际话务就近接入本地3G IP承载网内，在受话端通过当地2G/3G互通局接至当地的2G网。其话路路由我们可以表示为：以上两种长途话务疏通方案可通过图3进行描述，虚线示意方案a利用原有的GSM长途汇接网疏 通路

17、由，实线示意方案b利用新建的3G IP承载专网疏通路由。而方案b主要针对TDM长途汇接网扩容压力大的运营商，可以考虑把2G/3G之间的长途互通话 务经由3G IP承载网疏通。 并且从TDM扩容成本以及承载方向来看， 语音业务的IP承载也是未来的趋 势。运营商甚至可以提前把现有的2G长途话务逐步割接到IP承载网上，来缓解TDM长途资源的扩容 压力。信令网互通在R4版本下，随着控制层和承载层的分离，需要新的信令系统来支持。在控制层，主要有两种要 求：一是MSCServer必须能控制远端MGW；二是MSC Server之间必须能交换信息，以便建立端到端的呼叫。 由于传统的信令系统不能满足上面的要求，

18、 因此与呼叫无关的承载控制 (BICC、Bearer IndependentCall Control)和媒体网关控制协议(MGCP，Media Gateway Control Protrol须在R 4中完成上述的任务。BICC是用在MSC Server之间，主要用来交换呼叫建立的信息； 是用在MSC Server和MGW之间，主要用来交换承载建立的信息。由于R4核心网承载为因此BICC与MGCP信令采用IP网络承载。3G网络向全IP网络的演进是一个循序渐进的过程，未来 的3G信令网在较长的一段时间内面临着基于的信令与基于IP网的信令互通的问题。 具体解决方案是采 用SG(信令网关)将窄带信令转换为适于在IP网中传送的信令，以解决信令与基于IP网的信令互通的问题。对于信令网关(SG)的设置，在R4引入初期业务量不大的时候，可以考虑SG与MGW合设的 方式，当信令业务量增大时再考虑设置独立的SG。SG中主要采用IETF制定的SIGTRAN协议解决这一问题。SIGTRAN协议是支持通过IP网络传输信令协议的协议栈，该协议栈支持信令协议分层模