GSM与WCDMA R99在核心网上的差异

braien

GSM与WCDMA R99在核心网上的差异



作者 华为技术有限公司车海平

WCDMA 3GPP R99阶段在无线网络上引入了全新的、基于宽带CDMA技术的无线接入网络，在核心网上使用了与GSM相同的网络结构，主要的差异体现在传输模式和软件协议上。GSM网络向WCDMA网络平滑演进是一个长期的，系统性的工程，涉及到工程建设，网络运营，业务发展等多个方面，GSM与WCDMA R99在核心网上的差异对研究如何演进有很大帮助。

对两者的差异在网络结构、接口与信令、业务能力、网络管理、计费能力和网络设备等方面进行比较。

（1） 网络结构

WCDMA R99核心网络在网络结构上与GSM保持一致。在电路域（CS）是基

于TDM技术，并仍采用分级组网模式；在分组域（PS）是基于IP组网，通过GGSN接入外部的分组网络。

（2）网络接口与协议

与GSM相比，WCDMA R99协议进行了更多的改进与优化。GSM的A接口采用TDM承载信令和话音，Gb接口采用帧中继承载信令和业务；WCDMA R99的Iu-cs接口则采用ATM技术承载信令和话音，使用ATM宽带接口更有利于组建范围更大的无线接入网。此外，在电路域R99 MSC与RAN通过ATM承载的信令交互，为用户分配话音承载资源，导致在Iu接口的指配流程与GSM不同，该流程影响到移动用户主叫、移动用户被叫以及局间切换等业务。在分组域R99 SGSN与RAN通过ATM信令交互，媒体流使用AAL5承载的IP分组包。

A/Iu接口协议栈存在显著不同。

R99网络的无线接口使用AAL2承载的AMR编码，与GSM的固定速率不同。AMR编码允许系统根据无线接口的资源动态调整话音编码速率，因此R99网络在Iu接口增加了速率控制流程。A/Iu接口的话音编码不同，GSM的A接口的业务信道采用压缩信道编码；R99的Iu接口的业务信道采用AMR编码，TC功能协议相比GSM复杂。

在用户的安全机制，GSM由AuC提供鉴权三元组，采用A3/A8算法对用户进行鉴权以及业务加密；R99由AuC提供鉴权五元组，定义了新的用户加密算法（UEA），并采用Authentication Token机制增强用户鉴权机制的安全性。

（3）业务能力

R99定义了CAMEL3规范，增强了对智能业务的支持，例如，在CAMEL中心增了对GPRS，MMS，SMS，SS，USSD相关的智能业务支持。

（4）网络管理

R99的网络管理系统在结构上和GSM网络相同，由下而上可分为网元层，网元管理层和网络管理层等，其中网元层和网元管理层是与设备相关的，在网络管理层则是集中的，例如中国移动在省级设置网管中心。R99和GSM两个系统在省级网管层NMS上进行统一管理，保证业务实施的一致性。

（5）业务计费

R99网络的计费系统在架构上与GSM相同，但在计费功能和话单描述上会有所不同，涉及更改的是话单采集单元和话单处理软件。

（6）网络设备

作为网络资源的TMSC、GMSC、HLR/AuC、SCP等设备在R99的网络中由于在网络结构上和功能上与GSM相同，涉及更改的基本在软件上。例如HLR/AuC应完成对鉴权功能的改造，包括AuC中升级鉴权数据的生成算法以及HLR中增加鉴权失败报告流程；SCP设备应增加对新智能业务的支持，增加对CAMEL phase3的支持。

主要网络实体MSC由于GSM是基于TDM交换的技术实现的，而R99要求MSC能提供ATM接口能力，要求能够支持ATM AAL2、ATM AAL5适配能力和Q.AAL2信令处理能力，所作改动较大。主要的改动是为了支持ATM承载，而增加基于ATM交换平台部分的网络互通单元（IWU）；为了处理AMR编码，增加话音编码器TC（在GSM网络TC部分是位于BSS部分，但该部分占MSC成本较高）；增加用于连接IWU与2G MSC所需部分中继单元。

GSM网络向WCDMA网络平滑演进是3G发展的目标之一，如何演进与协议版本、运营模式、设备状况等都有很大关系。