【网络通信】华为培训第10章华为WCDMA全网解决方案

WA000010WCDMA系统基本原理华为WCDMA全网解决方案10-1第10章华为WCDMA全网解决方案本章首先介绍WCDMA系统不同版本之间演进过程，使读者对WCDMA制式有总体的认识；接着从具体的网络建设角度出发，介绍了华为WCDMA全网解决方案。10.1WCDMA演进概述10.1.1标准进展概述WCDMA技术从出现以来逐渐演进发展为R99/R4/R5/R6等多个阶段，其中R99协议于2000年3月(3GPP官方说法是1999年12月)冻结功能，经过两年时间的完善，协议已经成熟；R4协议于2001年3月冻结功能，协议已经稳定。R5协议于2002年3月（部分功能6月）冻结功能。R6协议预计在2004年12月左右冻结功能。3GPPR993GPPR43GPPR53GPPR6功能冻结时间点2000/032001/032002/03规划中核心网继承GSM/GPRS的网络体系，采用TDM组网。电路域承载与控制相分离;支持TDM/ATM/IP组网。增加IMS域，支持端到端的VoIP。加了WLAN等图10-13G协议的发展趋势WCDMA系统相对于GSM网络和GPRS网络来说，一个最重要的变化就是无线网络的改变。WCDMA网络中，使用无线接入系统RAN来取代了GSM中的基站子系统BSS。WA000010WCDMA系统基本原理华为WCDMA全网解决方案10-2R99版本的WCDMA核心网从网络形态上来说，可以看作是GSM的核心网络和GPRS的核心网络的组合。也即R99的核心网络分为电路域和分组域。电路域与GSM的核心网构造基本相同，分组域与GPRS的核心网构造基本相同。R4版本的核心网络相对于R99版本来说，最大的变化就在于R99核心网电路域中MSC网元的功能在R4版本中由MSCServer和MGW来完成。其中MSCServer处理信令，MGW处理话音。分组域没有什么变化。具体可参见第三章系统结构的相关内容。R4协议的核心网络具有TDM和IP两种组网方式。采用TDM方式组网时，R4网络的网络规划建设与R99网络有不少相近之处。比如在建设汇接网络、信令网络等方面，很多考虑都是相同的。采用IP方式组网的时候，R4的网络规划建设则与R99有了不小的区别。R5版本的核心网络相对于R4版本来说，多了一个IMS（IP多媒体子系统）域，增加了相应的设备和接口；电路域和分组域的网络结构则没有什么大变化。同时由于网络功能的增强，部分设备功能也进行了升级。GfGiIu-ps'IuGiMrGiMsGiRUuMGWGnGcGpSignallingandDataTransferInterfaceSignallingInterfaceTEMTUTRANGrOtherPLMNSGSNGGSNGGSNEIRSGSNGnMGCFR-SGWMRFMultimediaIPNetworksPSTN/Legacy/ExternalApplications&Services*)MmMwLegacymobilesignalingNetworkMcCxRUmTEMTERANAlternativeAccessNetworkMhCSCFCSCFMgT-SGW*)T-SGW*)HSS*)HSS*)Applications&Services*)MSCserverGMSCserverIu1=Iucs(RTP,AAL2)Iu2=Iu(RANAP)*)thoseelementsareduplicatedforfigurelayoutpurposeonly,theybelongtothesamelogicalelementinthereferencemodelMcMcMAPMAPSCPCAPMGWNbNcIu1Iu2R-SGW*)Mh图10-2R5网络组网图WA000010WCDMA系统基本原理华为WCDMA全网解决方案10-3IMS域同原先的PS/CS域之间的关系为叠加关系。IMS域主要用来控制用户的业务，用户可以使用PS/CS域的各种接入技术接入IMS域。将来基于3GPPR5IMS域开发的新业务，将与用户所采用的接入技术无关。此时无论用户采用何种技术，对于业务开发商来说，业务只须开发一次。IMS域采用SIP协议作为基本会话协议。由于采用了SIP协议来统一语音/数据业务会话模型，使得IMS域对于多媒体业务支持更加灵活和简单。IMS域也提供了丰富的业务开发接口，在基于可信赖的条件下，运营商甚至可以开放会话消息给业务提供商。因此业务将更加开放和灵活。10.1.2网络建设思路建设一个功能强大，性能稳定的WCDMA网络，同时又要充分考虑工程技术难度、资金投入、网络的兼容性与演进性等因素，这将是摆在运营商、设备供应商面前的一个需要不断探讨的问题。1.建设WCDMA网络运营商建设一个WCDMA网络，有两种建设思路：升级和新建。对于新进入移动领域的运营商来说，自然会采用新建WCDMA网络的思路。对于GSM、GPRS运营商，需考虑网络的兼容性及漫游等问题，但一般也会选择新建的思路。下面对比新建和升级两种方案的优劣势：方案一：从GSM全面升级到WCDMAR99网络：该方案通过将全网GSM端局MSC、HLR、GMSC升级为3GMSC、3GHLR、3GGMSC，使得2GGSM网络成为2G/3G共存的网络。要求：升级后的MSC支持同时接入WCDMA和GSM无线网络设备；MSC支持基于ATM的Iu接口、TDM的A接口；支持AMR语音、支持H.324M多媒体呼叫，TC设备升级；支持GSM/WCDMA双重鉴权、3GMAP、内部切换、兼容性等；支持CAMEL3增值业务，支持MSCOSA能力开放；支持2G/3G计费系统的一体化；升级方案的优点：初期减少MSC局间切换。WA000010WCDMA系统基本原理华为WCDMA全网解决方案10-4升级方案的缺点：对现网GSM稳定性有很强的冲击；工程量大，兼容性测试困难；3G业务更复杂，需要更强的处理能力，升级会导致现网容量的降低；影响业务的提供，很难平滑演进，特别是NGN技术、智能业务、第三方应用的提供上无法保证；升级成本高，投资大。3GMSC采用大容量、高集成度的高技术平台，建设成本低于2GMSC，因此原来小容量的2GMSC升级将得不偿失。原有计费系统的升级对网络运营的冲击较大；多厂家的互通兼容性、全国漫游等问题需要验证；该方案对现网的稳定性冲击，业务能力的连续性，业务处理能力、容量、集成度，升级能否无缝平滑GSM-R99-R4-R5-R6过渡等问题，需要全面评估。2G交换机的传统构架是否满足上述提到的各种要求，无法确认，从而也无法获知对原有GSM设备投资利用率的高低。方案二：新建WCDMA网络该方案即在已有GSM网络基础上，新建3G端局MSC、RAN。GSM和WCDMA两网之间在一定时期内并存，业务互通，再逐步替代。对核心网网络设备的要求：WCDMARAN、端局MSC新建，支持CAMEL2、3智能业务，支持2G/3G同时接入；现网SGSN、GGSN业务量较小，可以升级为3G设备。兼容GPRS接入和应用，支持CAMEL3智能业务；WCDMAHLR酌情考虑，采用升级和新建相结合的策略，由于HLR的数量较少，升级相对而言比较容易；TMSC、GMSC骨干核心网共享，GMSC初期不考虑升级，以后可以考虑支持3GMAP、CAP协议，支持3G智能业务的触发；2GSS7信令网设备LSTP/HSTP共用；2GMSC停止扩容，BSS接入新建的3GMSC。新建方案的优点：作为新建网络，更易于全网统一规划资源和配置，网络结构清晰；大容量、少局所，可以简化网络结构，便于实现集中维护和管理；测试更方便、更充分；实施过程中对现有网络的冲击较小。WA000010WCDMA系统基本原理华为WCDMA全网解决方案10-5新建方案的缺点：初期2G和3G之间的系统间切换配合可能存在问题；如果现网厂家不故意设置障碍，则系统间切换问题很容易解决。2.R99演进到R4从R99网络演进到R4网络，从协议层面来说，需要把R99中的MSC网元用R4中的MSCServer和MGW来替代。但是从实现的具体层面来说，前期R99网络的建设思路对演进所需投资的多少以及升级的难度有着密切的联系。(1)方案一：从R99网络直接升级到R4网络。如果R99网络中的MSC网元已经很好地考虑到了信令和话音分开处理的思路的话（也或者说，采用了具备承载和控制分离设计思路的MSC设备来建设R99网络），则不管是从R99升级到TDM组网的R4，甚至是后期升级到采用IP组网的R4，整个升级演进将十分容易，只需对设备进行升级即可。要求：原有的R99设备具备了承载和控制分离的设计思路，可以方便地过渡到R4的体系架构；升级后的设备能支持R4网络中的各种信令接口；该方案优劣对比：优点：网络的升级演进简单，无需采购MSCServer和MGW设备，只需对原有设备进行升级即可。并且容易升级到基于ATM/IP的网络。更重要的是对网络的建设规划带来很大的灵活性。缺点：对前期R99网络的要求较高。直接从GSM升级而来的R99网络很可能不能满足要求，从而不得不新建MSCServer和MGW。(2)方案二：新建R4网络。如果R99网络中的MSC没有考虑到后期的信令和话音分开处理思路的话（或者，这个R99网络是直接从GSM网络升级而来的），则此时很可能不能把承载和控制模块很好地分离，因而不能通过对MSC的升级来完成R99到R4的演进，或者说代价太大，得不偿失，从而不得不重新采购MSCServer和MGW设备。该方案优劣对比：优点：新建网络功能强大，并且具备了向后期的全IP组网以及R5平滑过渡的能力。缺点：需要新建一套网络，投资相对升级来说要多一些。WA000010WCDMA系统基本原理华为WCDMA全网解决方案10-6总之，从整个版本的演进来看，从GSM演进到R99，再从R99演进到R4，是一个延续的过程。前期建设WCDMA网络时，如果采用了从GSM网络升级到R99网络的建设策略，但是到R99升级到R4网络的时候，还是需要重新建设MSCServer和MGW网元；如果采用了新建R99网络的建设策略，并且采用的是具备承载和控制分离能力的MSC设备的话，则虽然前期投资可能相对升级多一些，但是对后续向R4、R5平滑过渡将具有非常大的好处，所以从长远来看，新建方案的综合投资利用率更高。3.R4演进到R5在R5版本中，新增了一个IMS域。IMS域的逻辑框图如图10－3所示（其中Go接口与GGSN互连，Mb接口用于外部网络访问IMS域）：P-CSCFIMSubsystemCSCFMGCFHSSCxIPMultimediaNetworksIM-MGWPSTNMcMbMgMmMRFPMbMrMbLegacymobilesignallingNetworksCSCFMwGoPCFMwGmBGCFMjMiBGCFMkMkC,D,Gc,GrUEMbMbMbMRFCSLFDxMpPSTNPSTN图10-3IMS域逻辑框图IMS的功能逻辑实体包括：BGCF，CSCF，MGCF，IM-MGW，MRFC，MRFP，HSS，SLF。其中一些逻辑实体可由R4的功能实体进行演进，一些逻辑实体必须新增。所以R4演进到R5，演进的思路是新建IMS域的设备，同时对原有的电路域和分组域设备进行功能升级。WA000010WCDMA系统基本原理华为WCDMA全网解决方案10-710.2全网解决方案WCDMA网络的建设需要考虑多方面的因素。比如建设资金投入的多少，对现有网络资源的利用率如何，组网形态的规划，网络的升级平滑性与实现难度等等方面都是需要运营商慎重考虑的。下面我们从几个方面来分别讨论相应的建设解决方案。10.2.1CS域建设解决方案不管是从GSM网络升级到WCDMA网络，还是WCDMA网络中不同协议版本的升级演进，核心网络中电路域的网络建设都是关注的重点。下面我们重点讨论新建WCDMA电路域网络时的解决方案。当前运营商的网络资源比较丰富，存在大量的TDM网络，IP