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4.4 第三代移动通信网络标准化现状及发展趋势

发布时间: 2005-10-25  来源:
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4.4.1.  IMT-2000的系统结构 

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图3 IMT-2000功能子系统和接口

    图3为ITU定义的IMT-2000的功能子系统和接口。从图中可以看到,IMT-2000系统由终端(UIM+MT)、无线接入网(RAN)和核心网(CN)三部分构成。除了无线接口外,无线接入网和核心网两部分的标准化工作对IMT-2000整个系统和网络来将,是非常重要的,本文主要针对这两部分进行介绍。

    根据ITU在1997年定义的"家族概念",这两部分的标准化主要由"家族成员"内部进行标准化。目前的家族成员主要有两个,一个是基于GSM MAP网络,另一个基于ANSI-41的核心网,分别由3GPP和3GPP2进行标准化。而两个“家族成员”网络之间的互连互通将通过网络-网络接口(NNI)来完成,ITU正在制订该接口的技术要求,详细的技术规范可望在今年年底完成。

4.4.2.  IMT-2000第一阶段无线接入网络与核心网的标准化情况

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图4 IMT-2000 CDMA技术无线接口技术与核心网的关系

    如前所述,IMT-2000的无线接入网络与核心网的标准化主要由基于GSM MAP网络和基于ANSI-41两类。此两大网络与IMT-2000的三个主流CDMA无线接口技术的对应关系见图4。从图中可以看出,虽然一般来讲WCDMA和CDMA TDD对应GSM MAP核心网,cdma2000对应ANSI-41核心网。但目前的标准可以允许任意无线接口同时兼容两个核心网络,也就是通过在无线接口定义相应的兼容协议,通过各系统标准的RAN-CN接口,接入不同的核心网。

    在第三代移动通信的标准化活动中,国际电联一直起著领导和引导的作用,并且为标准的融合起了重要的作用。目前在ITU-R的WP8F和ITU-T的WP3/11分别进行无线和核心网的研究工作。目前还在探讨由ITU-T和ITU-R联合成立一个IMT-2000研究组,以加强IMT-2000的研究工作。除了ITU之外,两个跨区域标准化组织联合体,即两个第三代伙伴项目3GPP(由欧洲ETSI、日本ARIB/TTC、美国T1、韩国TTA和中国CWTS构成)和3GPP2(由美国TIA、日本ARIB/TTC、韩国TTA和中国CWTS构成)则正在紧张地进行详细的标准化工作。

1. 3GPP的标准化进展

    3GPP主要制定基于GSM MAP核心网,WCDMA和CDMA TDD为无线接口的标准,称为UTRA。即图2的路线活GGSM MAP+WCDMA/CDMA TDD。同时也在无线接口定义与ANSI-41核心网兼容的协议,实现路线愈GANSI-41+WCDMA/CDMA TDD

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图5 基于演进的GSM核心网的第三代系统

    3GPP标准的制定目前分为99年版本和2000年版本。99年版本将在今年3月全部完成,它的核心网将完全在第二代MSC+GPRS的网络基础上演进,而无线接入网(RAN)则是全新的,见图5。

    从图中可以看出,核心网基于GSM的电路交换网络(MSC)和分组交换网络(GPRS)平台,以实现第二代向第三代网络的平滑演进。通过无线接入网络新定义的Iu接口,与核心网连接。Iu接口包括支持电路交换业务的Iu-CS和支持分组交换的Iu-PS两部分,分别实现电路和分组型业务。

    无线接入网由RNC和节点B两个物理实体构成,分别对应第二代网络的BSC和BTS。除Iu接口外,还定义了Iub和Iur接口,见图6。

Iur接口,见图6。

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图6 UTRA无线接入网络的构成

    目前定义的Iu、Iub和Iur接口协议的传输网络层规定了ATM和IP两种方式,供运营者和厂家选择。

2. 3GPP2的标准化情况

    3GPP2主要制定基于ANSI-41核心网,cdma2000为无线接口的标准,即图4的路线礁ANSI-41+cdma2000。同时也在无线接口定义与GSM MAP核心网兼容的协议,实现路线扬GSM MAP+cdma2000。

    3GPP2的标准化也是分阶段进行的,而且第二代与第三代之间无论无线还是核心网部分都是平滑过渡的。99年3GPP2完成了cdma2000-1X(单载波)和cdma2000-3X(多载波)无线接口的标准。A接口在原来的基础新增加了支持移动IP的A10、A11协议,核心网部分则引入新的分组交换节点接入IP网络,以支持IP业务,同时电路型业务仍然由原来的MSC支持。见图7所示。

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图7 基于ANSI-41网的cdma2000系统

    新定义的A10、A11接口采用IP协议。

4.4.3.  IMT-2000核心网络发展的趋势

    从IMT-2000第一阶段的标准化现状可以看出,他们采用了比较类似的方式,即完全是在第二代核心网的基础上,引入第三代移动通信无线接入网络,通过电路交换和分组交换并存的网络实现电路型话音业务和分组数据业务。充分体现了网络平滑演进的思想。

    从无线接入网来看,3GPP的UTRA采用了全新的接口协议,在传输层采用了ATM方式,同时提出了ATM和IP两种协议作为可选。也体现了ATM与IP技术在争论过程中的一种折中结果。

从99年底,特别是今年年初开始,无论是3GPP还是3GPP2都提出和接受了"全IP网络"的概念。并且明确作为2000年标准化的指导思想。目前"全IP网络"的具体含义和要求正在紧张的讨论之中,它是完全摈弃现有的网络而带来革命性的改变,还是在99年已有的标准化基础上进一步IP化?目前都是未知数,但是移动通信公司与IP公司共同参与研究的架构已经形成。

    由于第三代移动通信的标准化进展很快,变化也很快,所以很多人认为99年完成的版本不能作为商用化的标准,只能是一个过渡标准,2000年才是第三代移动通信标准化进入稳定、成熟的关键一年。所以大多数运营者采取观望和慎重的态度,期望2000年标准尽快出台,并计划在2002和2003年左右尽快商用,既稳妥亦现实。

    然而,日本NTT DoCoMo公司仍然按几年前确定的在2001年第一季度商用的计划在紧张地准备,尽管99年版本仍在制定中(3月完成),尽管目前仍没有一个厂家生产出可以商用的设备,没有看到任何可以商用的终端,但他们仍一直充满信心。

    所以2000年和2001年,将是第三代移动通信标准化和商用化颇具挑战性的非常关键的两年,对未来第三代移动通信的走向和商用化的速度起著决定性的作用。


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