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博客

3G基础1

已有 465 次阅读2010-12-21 11:06 |个人分类:IT| 关键词:

 

1.  什么是第三代移动通信系统

答复:

第三代移动通信系统IMT2000,是国际电信联盟(ITU)在1985年提出的,当时称为陆地移动系统(FPLMTS)。1996年正式更名为IMT2000。与现有的第二代移动通信系统相比,其主要特点可以概括为:

l        全球普及和全球无缝漫游

l        具有支持多媒体业务的能力,特别是支持Internet的能力

l        便于过渡和演进

l        高频谱利用率

l        能够传送高达2Mbit/s的高质量图象

2.  IMT-2000标准组织简要介绍

答复:

3G标准组织主要由3GPP3GPP2组成,以CDMA码分多址技术为核心。

国际上目前最具代表性的第三代移动通信技术标准有三种,它们分别是CDMA2000WCDMATD-SCDMA,其中,CDMA2000WCDMA属于FDD方式,TD-SCDMA属于TDD方式,系统的上、下行工作于同一频率。

3.  3GPP协议版本的发展路线

答复:

3GPP协议版本分为R99/R4/R5/R6等多个阶段,其中R99协议于20003月冻结功能,R4协议于20013月冻结功能。R99R4目前已经成熟商用,R5R6协议还在进一步完善过程中。

4.  3GPP各个版本的主要特点是什么

答复:

R99是目前最成熟的一个版本,目前国外已经商用。它的核心网继承了传统的电路语音交换。

R4的电路域实现了承载和控制的分离,引入了移动软交换概念及相应的协议,如BICCH.248,使之可以采用TrFO等新技术以节约传输带宽并提高通信质量。此外,R4还正式在无线接入网系统中引入了TD-SCDMA

R5版本在空中接口上引入了HSDPA技术,使传输速率大大提高到约10Mbps。同时IMS域的引入则极大增强了移动通信系统的多媒体能力;智能网协议则升级到了CAMEL4

R6版本中,将会实现WLAN3G系统的融合,并加入了多媒体广播与多播业务。

5.  3GPP R99R4版本的主要区别

答复:

1R4R99版本在核心网电路域的区别

R4在核心网电路域在网络架构上发生了革命性变化引入了承载控制分离的软交换架构。在承载类型上,支持在IP/ATM分组网络上承载话音,当然也支持TDM上承载话音。在信令承载方面引入了SIGTRAN技术,支持承载在IP上的宽带七号信令网。R4核心网电路域新增功能为:

l        控制与承载分离的软交换架构,引进媒体网络控制协议H.248

l        新的呼叫控制协议,如BICC

l        宽带七号信令承载SIGTRAN

l        支持多种承载技术:TDM/ATM/IP

l        TrFO功能,以节约TC资源和提高语音质量

l        网络互连互通等等

2R4R99版本在核心网分组域的区别

R4在核心网分组域网络结构没有大的改动,主要是做了一些业务和功能的增强,详细情况见下表:

R4增强特性

简要描述

LCS业务增强

支持延迟定位:

MM增强

在连接态下,保证数据传输的无损

流程的修改

PDP激活、二次激活流程的修改

 

RNC发起的RAB修改流程

另外,在R4阶段PS域的GsGrGdGe接口也可选SIGTRAN信令替代R99阶段的传统基于TDM承载SS7,从而为实现PS域全IP组网奠定了基础。

3R4R99版本在接入网的区别

l        协议上有所完善;

l        标准中引入TDSCDMA相关规范;

l        引入动态AMRTrFO

l        更高精度的定位业务;

6.  3GPP R4版本为什么使用BICC协议而不是SIP-T

答复:

BICCBearer Independent Call Control的缩写,称为与承载无关的呼叫控制。BICC直接面向电话业务的应用提出,是在ISUP基础上发展起来的。在语音业务支持方面比较成熟,能够支持ISDN业务集,如语音业务、补充业务等。

3GPP采用了BICC协议制定第三代移动通信网络的标准,成为R4版本Nc接口信令协议。其可以承载于ATMIP之上。BICCISUP其中一个主要的不同之处是:增加了APM(应用传送)消息和APP参数。BICC通过APP参数传送封装应用信息;另外通过APM消息在呼叫的过程中实现编解码协商。

由于BICCISUP演进而来的,因此从操作维护的角度看,建立BICC网络和建立ISUP网络没有过多的区别。为了控制承载网,网管系统经过更新可以重用。已经具备运营ISUP网络的技术人员也能够操作BICC的网络。

SIP-T的标准化由IETF组织完成,已经有相应的RFC协议。

SIP-T就是将SIPISUP消息封装到隧道的新的协议结构。SIP用于会话识别, ISUP用于呼叫控制。SIP消息中的SDP部分描述了承载的属性,例如RTP端口和编码方式等。ISUP消息中的路由标记和电路识别码被剥离,因此只有ISUP消息类型和ISUP参数才会显示。在SIP-T中传输时采用MIME编码。ISUP的某些维护功能例如封锁和电路重启等不再支持。

SIP中的信令相关性比BICC中的更为动态。信令联系建立在呼叫基础上,更为灵活。但是同时削弱了运营商对网络的控制和对网络行为的理解。另外,SIP-T在支持智能网和与H.248的互通方面也存在问题。

总之,BICC是一个成熟的标准协议,不同设备制造商之间实现互通极为简单,就象两个不同设备制造商的交换机用ISUP互通一样。而采用SIP-T互通会有一些问题。从体系架构看,SIP-T更为复杂。

7.  R4中使用的扩展的H.248H.248有什么不同?

答复:

扩展的H.248使用在MSC ServerMGW间。一般以ITU定义的H.248.1作为基准,其后包括ITU自身在内的标准组织所定义的相关规范都可看作是H.248的扩展。H.248主要通过Package(包)来进行扩展,R4Mc接口上并不是简单的H.248扩展,而是对H.248既有精简又有扩展,主要如下:精简了H.248中一些无线系统中不会使用的标准包;增加了BICC包;增加了UMTS包。

8.  3GPP R99R4核心网电路域差异

1R99R4在网络结构差异

如图所示,R99电路域核心网主要设备为GMSC/MSC/VLRMSC/VLRRNC之间用ATM相连接,设备之间通过ATM信令来交互,媒体流使用AAL2承载的AMR编码。MSCGMSCGMSCPSTN以及MSC和传统的2GBSS设备相联等均使用TDM连接,设备之间通过TDM承载的窄带NO7信令交互,媒体流使用G.711格式的PCM编码。

R4电路域核心网设备在网络实体上分为MSC ServerMGW,在MSC ServerMGW之间通过H.248协议进行网关控制;在MSC Server/GMSC Server之间增加了BICC协议来控制局间的媒体流。控制和承载分离是R4网络的主要特色,它的好处是MSC ServerMGW在技术上可以分别向两个不同的方向发展,可以在需要时分别对其容量进行扩充。

2R99R4在承载网的差异

R99的组网中,GMSCMSC之间或者MSC之间只能是TDM承载,从RNC上来的媒体流到了MSC以后进行编解码操作转换成G.711PCM编码;而到了R4的组网中,GMSC-MGWMSC-MGW以及MSC-MGWMSC-MGW之间的承载方式除了原有的TDM方式以外,还新增加了IP承载和ATM承载两种方式。

媒体流在IP上的分组复用极大地节约了传送带宽,可以建立起端到端地连接,使得传统长途电话的概念象因特网一样在逐渐消失。

3R99R4在信令网的差异

R99核心网电路域的信令网除了和RNC交互是ATM信令以外,同其它如PSTN/GMSC/HLR/SCP等实体交互都是在TDM上承载的窄带NO7信令。R4核心网电路域的信令网除了可以继续支持传统的TDM上承载NO7信令以外,还可以支持在IP上承载的NO7信令。可以把传统窄带NO7信令在SG(信令网关,也可以内置在MSC Server或者MGW上)设备上汇聚以后在接入到MSC Server设备上,从而解决了窄带NO7信令浪费传输(特别是长途传输)和带宽不足的问题。窄带NO7信令目前普遍使用的是64K2M也在逐步投入运用,而IP上承载的NO7信令只需要一个接口(如FE口)接入到MSC Server设备就可以把带宽提高到100M,这使得信令传送技术有了一个质的提高。在IP上承载的NO7信令在R4中主要是采用的M3UA/SCTP/IP协议。

4R99R4在组网模式上的差异

R99R4的最大差别是承载和控制分离,原有的MSC实体被分离为MSC ServerMGW两个实体。控制和承载的分离使得组网模式发生了很大的变化。由于在R99的组网中MSC之间的传输是TDM话路,如果把MSC集中设置必然会造成传输的长途迂回,从而增加运营商的成本;因此在规划网络的时候一般都采取把MSC设置到每个本地网(也有少部分经济不发达地区1MSC管理多个本地网)的方式,MSC之间直接互联或者在省会或中心城市来设置一级或者二级汇结局来疏通MSC之间的话务。而在R4的组网中,由于控制和承载分离并且MSC ServerMGW之间只是IP上承载的信令(其他PSTN等窄带信令可以通过SG转换到IP上承载),占用的带宽非常少,使得MSC ServerMGW之间可以经济地拉远放置,因此在R4的规划过程中,完全可以考虑将MSC Server只设置在省会或者中心城市,在经济不发达地区可以只设置MGW来和PSTN以及RNC互通。由于MSC Server较为复杂并且负责有关业务逻辑、呼叫控制、计费等与业务相关地部分,因此MSC Server的集中设置一方面有利于系统软件升级和新业务普及,另外一方面运营商也可以考虑只需要在中心机房配备维护人员,节约维护运营成本。

设置在每个本地网的MGW也可以根据原有本地网的机房情况灵活配置,如设置在和PSTN同址的机房,从而节省传输资源,降低成本,还可以起到容灾的作用。另外一方面适当地集中配置部分共享资源(如放音资源等)到某个MGW,也可以减少相关资源配置更新的维护工作量,加快新业务的响应速度。

MSC Server的集中设置需要MSC Server设备在功能上支持管理多个本地网,容量要足够大。因此这就带来网络安全性的问题,如R99的组网模式下,一个MSC Server出现故障仅仅影响一个本地网,而在R4的组网模式下,一个MSC Server的故障可能会造成很大的影响。针对这个问题,部分设备厂商都提出了DUAL HOMING(双归属)的解决方案,即让一个MGW可以在故障的时候注册到另外一个MSC Server上。

R4的控制和承载分离也影响了汇接网的组网模式。传统的R99组网模式一般为多级组网方式,端到端之间的话路需要多级转接。而在R4的组网中,由于媒体流可以在IP上承载,使得承载可以看作是一个平面上交互;只要相关信令通过MSC Server或者TMSC Server协商完成,就可以建立起端到端到承载。

5R99R4在业务功能上的差异

R99R4在功能上差别比较小,主要是引入了TrFO功能。由于话音编码器对话音编码是有损压缩,每经过一次编解码会降低话音质量,因此减少语音解码次数可以改善语音质量。同时减少语音解码次数还可以减少话音的传输时延和节省网络设备功率。另外,相对R99,R4在业务上对MMSLCS等也进一步地完善和明确规范。

6R99R4在设备开发的差异

3G的网路建设中,由于业务个性化多样化和开放的业务平台将产生越来越多的业务,因此对设备提出了更高处理能力需求;而R4的分离式建设和组网使得设备越来越集中设置,提出了大容量建设的需求。所以R4的核心网电路域设备必须满足大容量,高处理能力的需求。

同时由于在R4阶段核心网络分组化,使信令传输和内部交换带宽得到了质的提高;控制和承载分离和网络构件化,使得各个业务实体分工明确并且可以分别针对不同的技术方向发展。因此相对R99的核心网电路域设备,R4核心网电路域设备一般具有更高的集成度、更大的容量和更强的处理能力。

9.  承载与控制分离的结构有什么好处?

答复:

承载与控制分离的结构是指控制面的信令和用户面的承载分别由独立的网元,ServerMGW来负责, Server通过H.248控制MGW3G R4的核心网电路域采用的就是这种结构。

承载与控制分离的结构给组网带来的最大变化就是:ServerMGW可以分开放置。通常Server集中在省会和区域中心,而MGW可以按最佳的话务吸收点进行设置。这种组网方式带来的好处有:

升级方便,便于新业务的开展。业务的处理逻辑主要在Server上,因此开展新业务时,一般只需要Server升级,而Server容量大,网元少且集中设置,升级的工作量相对少,从而加快了新业务的开展。因为移动网的服务要求能全程全网提供,所以这个优点对新业务的开展很有意义。

Server的集中管理,便于提高运维的效率。业务的处理,计费,信令的监控等主要集中在Server上,维护人员主要配置在Server的所在地,从而提高了运维的效率。

组网灵活性增强,MGW可按最佳的话务吸收点设置。采用承载控制合一的设备组网时,在非用户密集地区,为了实现广覆盖,往往需要将MSC下放到各小本地网,网元数多,网络结构较复杂。如果采用大容量的MSC负责多个本地网的业务处理又会导致大量本地话务长途迂回的问题,这样就出现了广覆盖、大容量与路由迂回间的矛盾,且采用承载控制合一的设备无法解决这个矛盾。R4阶段,因ServerMGW可分离设置,Server大容量,集中设置在省会和区域中心,而MGW按照最佳话务吸收点设置在各本地网,可以和RNC共址,解决以上所提的问题,网络结构更优化。

 

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