数字通信类职称论文范文联通3G数据承载网的说明

 　　本篇文章是一篇数字通信类职称论文范文，选自《网络与信息》杂志，是经国家科技部和国家新闻出版总署批准的国内外公开发行的计算机网络应用类专业媒体，CNKI中国学术期刊全文数据库收录期刊、中国学术期刊综合评价数据库统计源期刊、中国核心期刊(遴选)数据库收录期刊、ASPT来源刊、中文科技期刊数据库收录期刊、全球中文电子期刊协会入编期刊、2007及2008年国内网络传播电脑网络类前10名期刊。

　　在当前主流的三大3G移动标准中,中国联通拥有GSM和CDMA两张全国的移动运营网络,有必要对这两张网络向3G演进过程中的无线、交换、数据等涉及的技术问题和演进方向进行深入细致的研究和探讨。本文立足于面向3G数据承载网所面对的挑战和技术问题进行尝试性地探讨,希望与业内和联通同仁分享。

　　一、 WCDMA与CDMA2000 EV-DO的技术框架

　　中国联通目前拥有GSM和CDMA两种制式的网络,从技术演进策略来看,3G的技术选择将存在WCDMA和CDMA EV-DO两种演进趋势。

　　1、WCDMA的总体技术框架(R99版):WCDMA系统是IMT-2000家族的一员,它由CN(核心网)、UTRAN(UMTS陆地无线接入网)和UE(用户装置)组成。UTRAN 和UE采用WCDMA无线接入技术,CN与UTRAN的接口定义为Iu接口,UTRAN与UE的接口定义为Uu接口。目前,WCDMA系统标准的R99版本已经基本稳定,其R4、R5和R6版本还在紧锣密鼓的制订中。

　　2、CDMA2000 EV-DO的技术框架(联通HRPD系统参考模型):随着移动通信技术的发展,中国联通CDMA数字蜂窝移动通信网络不断升级,从第一阶段的IS95A增强型网络升级到第二阶段的CDMA 1X网络。下一步,网络将升级到中国联通800MHz CDMA 增强型1X数字蜂窝移动通信网(以下简称“中国联通CDMA 增强型1X网络”),中国联通CDMA 增强型1X网络包括CDMA 1X网和高速分组数据HRPD网。网络分为核心网和无线接入网两个层面,其中核心网分为1x的电路域和分组域;接入网分为1x无线接入部分和HRPD无线接入两部分。

　　二、 联通3G对数据承载网技术与业务需求

　　总体要求

　　多业务支持能力:传统的2G移动网络和传输网络基于电路交换;WCDMA R99/R4商用化版本目前采用ATM协议, 3G网络的发展趋势是全IP化,因此在相当长的一段时间内,电路交换业务和分组业务将在网络中并存,需要传输网络在支持传统电路交换业务的同时,也同样能够支持日益增长的分组业务;

　　良好的扩展性:随着3G技术的发展和业务的开展,可以预见移动数据业务的份额以及移动总业务量会有较大的增长,这需要传输网络具有在能够满足大容量传输的基础上,能够具有良好的可扩展性,以更好地保护原有网络投资;

　　业务收敛汇聚能力:3G业务的带宽需求主要来源于移动数据业务,数据业务具有流量不确定和突发等特性,因此3G传输网络应该具备业务的收敛汇聚能力,以保证有效利用传输网的带宽,节省网络建设的投资;

　　网络可靠性:3G业务包括移动数据业务和话音业务,可靠性要求高于一般的数据网络,因此3G传输网络必须具有电信级的保护能力,提供较高的可靠性;

　　可管理性:随着3G业务的开展和网络的广覆盖,3G传输网络将逐渐演进为庞大的多业务传送网络,良好的管理能力将有效节约网络的运营维护成本。

　　无线接入的带宽需求

　　WCDMA制式下,Iub作为Node B到RNC的业务接口,接口类型包括 E1、N×E1 IMA、STM-1(承载ATM)等几种;R5以后版本可能直接为FE接口。按照话务预测模型,Node B对应Iub接口总的带宽为W= Ncell×(Nuser×Ev×6.22k+Nuser×Ecs×64k+Nuser×Vps)×(1+Osig+Oo&m)×(1+Q)/(1/Y)

　　其中Ncell表示小区数;单载频全向基站为1个小区;单载3扇基站为3个小区;2载3扇基站为6个小区;以此类推;

　　Nuser为小区内的放号用户数;

　　Ev为每用户话音爱尔兰数

　　Ecs为每用户可视电话爱尔兰数

　　Vps为每用户平均数据速率

　　Osig为控制信令的开销,取10%

　　Oo&m为逻辑和物理操作维护等的开销,取5%

　　Q为ATM传输产生的开销,10%

　　Y为负荷因子,取80%

　　其中12.2k话音业务的带宽,假设60%的激活因子,说话过程中假设10%处于静默状态,需要传递SID帧,可以得出带宽为6.22k

　　根据业务经验预测模型,可以推算出基于R99版本下,3G建设初期、中期和远期Node B对应的Iub带宽分别对应为:1-4E1(初期)、1-8E1(中期)、1-12E1(远期)。

　　CDMA EV-DO制式下,CDMA网BTS-BSC之间业务和信令的Abis接口,语音采用PCM格式E1接口、数据采用IMA E1方式传送,但不同厂商在具体实现方式仍存在差异。在BSC侧,有些厂商仅支持ATM E1的电接口模式;有些厂商支持ATM E1电口和ATM STM-1光接口两种方式,同时支持ATM 的IMA n*E1的接入模式。在接入带宽的预测模型上,各厂家模型也各不相同。下面以三星公司设备为例,EV-DO基站对应E1数量计算方式如下:

　　EV-DO单载波单扇区物理层吞吐量:840Kbps(Samsung仿真)

　　每扇区RLP层吞吐量:840Kbps*0.8=670Kbps

　　E1 电路中RLP层最大传输能力:1.3Mbps(去除E1的信令通道开销、

　　ATM信元开销、Oo&m维护管理等开销)

　　1FA/3Sector:( 3Sector*670Kbps)/ 1.3Mbps=1.54E1(2E1)

　　2FA/3Sector:( 6Sector*670Kbps)/ 1.3Mbps=3.09E1(4E1)

　　3FA/3Sector:( 9Sector*670Kbps)/ 1.3Mbps=4.63E1(5E1)

　　因此,CDMA EV-DO无线接入部分对传送网的需求一般情况为2个E1到5个E1,如果再考虑现网CDMA 1x的覆盖对传送网的需求为1个E1到3个E1的情况,二者合计为3个E1—8个E1。

　　由此得到WCDMA和CDMA2000两种制式下,无线接入部分的带宽需求,同时考虑联通CDMA EV-DO与今后WCDMA共站与不共站的情况如表1所示。

　　* 核心网的带宽需求

　　在核心网的功能划分上,无论是WCDMA还是CDMA EV-DO均采用了分组域与电路域分离的模式。其中:

　　WCDMA技术体系下,由于RNC朝大容量趋势发展,中等城市只需设置1~2个RNC,并常常与MSC位于同一机房,在传送网组网时可将RNC和MSC统一规划到骨干层;骨干层承担RNC、MSC、GMSC、SGSN、GGSN间的传送。其中,Iu-cs作为RNC到MSC的电路域接口,接口类型为STM-1/STM-4(承载ATM),有时也用E1接口; Iu-ps作为RNC到SGSN的分组域接口,接口类型为STM-1/STM-4(承载ATM),有时也用E1接口; Iur作为RNC之间的接口,接口类型为E1 /STM-1; G作为包括MSC、VLR、HLR和GGSN、SGSN之间的多种互连接口,包括STM-1/STM-4(承载ATM、TDM)、FE/GE、E1等类型。

　　CDMA EV-DO技术体系下,不同厂商在核心网设备的设计上有不同的考虑,有的厂商BSC朝着大容量的方向发展,如朗讯公司;有的厂商则通过采用小容量BSC可堆叠扩容的方式设计,如三星公司。在核心分组域中BSC-PCF之间信令和业务A8/A9接口采用ATM155M(BSC和PCF往往同一套设备)、PCF-PDSN之间A10/A11接口采用FE/GE接口类型。

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