gsmwcdma混合组网策略

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，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性；中国 移动 电话的渗透率还相当低，仅 25 左右，随着经济日益发展，新增移动用户还将继续发展，未来很长一段时间内，话音业务仍将是移动网络的主要收入来

2、源。因此，现有的 GSM 网络未来仍会是良好的语音业务承载网，是一个可持续发展的移动通信 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漫游，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 W

3、CDMA核心网元建设策略WCDMA R4 版本网络引入了 软交换 的技术体制，实现了承载和控制相分离的网络结构，网络由 GSM 阶段传统 TDM 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 MSC Server 、MGW 、 SG 等。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 GSM 网络资源，整体上需要把握如下建设原则： 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，3G 网络建设应尽量减少对GSM 网络业务质量的影响，保证当前GSM 网络的稳定性。 3G/2G相互补充、均

4、衡发展原则3G分体现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，同时能够充3G 系统在组网、容量、以及数据业务上的优势，和2G 网络均衡发展。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。 最大限度考虑现有信令 网、 本地网 、汇接网、承载网、同步网、传输网、 B OSS 系统等公共资源的重用。基于以上原则，WCDMA核心网网元的建设可采用如下策略。2.1 MSC Server MGWR4 网络中 MSC 由 MSC Server和 MGW 取代。在进行改造的方式不仅难度大，而且对现网的影响也极大，不符合因此采取新建MSC S

5、erver和 MGW 的方式。3G网络建设中如果采用对MSC“2G网络稳定优先原则”。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，一个MSC 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IP 承载网核心 路由器 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

6、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。2.2 HLRR4 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

7、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 29.002定义的 MAP 协议，与 GSM 阶段 MAP Phase2+ 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。3G HLR相对于 2G HLR在部署 WCDMA网络时，其的以上差别通过软件升级即可实现。对于现有的2G 运营商，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

8、求， 3G HLR 通常采用由 2G HLR 升级的方式。2.3 CMN在采用软交换架构的WCDMA R4版本技术组建全国大网时，不同省份之间需要进行BICC 信令互通，完成控制平面的局间寻址及路由分析，如果大量Server完全扁平化连接将会浪费大量长途链路（TDM 承载）或建立大量MSC ServerMSCSCTP 连接（ IP承载），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），主要完成信令链路汇聚和被叫号码分析功能，实现 BICC 信令在 MSC Server需要负责任何承载面媒体网关 的资源控制。MSC Server 之间的传递。之

9、间的CMN 不CMN一般会采用分级汇接的方式来构建，具体设置方案与3G网络的规模以及MSCServer的设置有关。（ 1 ）在 WCDMA建设初期， MSC Server容量以及分布决定了其间的接量不是太大，CMN 节点可按大区方式设置，在此方式下，大区间的BICC次转接，如图1 所示。BICC 信令转信令需经过两图 1 CMN 节点按大区方式设置（ 2 ）在 WCDMA 建设后期， 随着省际的 BICC 信令交互量增大， 原有大区设置的 CMN无法满足容量要求的情况下， 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 BICC 信令只需经过一次转接即可完成，如图 2 所

10、示。图 2 CMN节点全网集中设置2.4分组域网元WCDMA分组域相对于2G GPRS 来说变化不大，没有增加新的网元。现有的SGSN /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

11、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。3.1 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

12、，对运营商而言， GSM 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2G MSC ，可直接引入移动软交换端局设备 MSC Server/MGW。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 设备之间采用 TDM 承载，话务及信令疏通方式和现有传统TDM 端局保持一致。随着软交换向端局的引入，可逐步使软交换端局

13、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，有助于两网融合。3.2 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，这就要求GSM 网络支持 2G/3G之间的小区重选、 3G 到 2G的语音切换。通过升级改造无线侧的BSC 网元以及交换侧的M

14、SC 、 SGSN网元，使之能够识别 3G 网元发出的相关重选参数以及切换参数，并能够对之作出相应的处理。3G 终端接入2G 网络带来的互操作需求：由于 R99 协议和 GSM 协议的不兼容性， 比如对 QoS 字段， GSM 定义为 5 字节， R99定义为 13字节，导致 R99 终端与 GSM 现网有严重的不兼容性。而R4 终端是在 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 BSC 网元以及交换侧的 MSC 、 SGSN 网元，使之满足 3G终端的接入需求。2G/3G 共用号码资源带来的互操作需求：前面的HLR 建设策略已经分析过，由于2G/3G 用户共用号码资源，为减

15、少号码迁移带来的麻烦，需要对现有的2G HLR升级，支持 2G/3G 用户的共同存储。 对其升级改造目的是满足3G 用户的数据存储 （包括 3GPP R6定义的 ARD 字段、 可视电话 签约字段等）、3G 的五元组鉴权支持、3GPP 29.002规定的 MAP V3协议支持、可视电话的回落检测支持等功能。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 2G/3G 一张网的运营目标。4.1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

16、网络共用现有的网间互联 互通 GMS C。对于 GSM 运营商内部的 GSM/WCDMA 网络之间的话路互通， 根据话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 交换机（ GMSC 、2G MSC ）之间的互通话务量达到一定规模；方式b

17、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 ，就远出R4”的原则，对于3G 用户呼叫外省2G 用

18、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 长途汇接网疏通路由，实线示意方案b 利用新建的3G IP承载专网疏通路由。图 3 GSM/WCDMA网间长途话务疏通运营商可结合自己的网络特点进行选择，如果原有的TDM 长途汇接资源比较丰富，未来一段时间内可以承担2G 网络自身的长途话务量，同时也能对 2G/3G之间的长途话务进行有效疏通，在充分利用现有资源的前提下可以考虑采用方案a。而方案 b 主要针对 TDM 长途

19、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。4.2 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MSC Server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，因此与呼叫无关的承载控制（BICC 、 Bearer

20、IndependentCallControl）和媒体网关控制协议（MGCP ， Media Gateway Control Protrol）必须在 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；MGCP 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 IP 网络，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电路交换 的 No.7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No.7信令转换为适于在 IP网中传送的信令，以解决No.7 信令与基于 IP 网的信令互通的问题。对于信