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CDMAIS_95系统的特点及演进策略

来源：意榕旅游网

・特别策划・

2002.3[电信技术]

系统的特点及演进策略

林志宏

(联通新时空移动通信有限公司100005)

摘要结合中国联通现有的CDMAIS-95网络,介绍了CDMAIS-95系统的网络结构、技术特点及可提供的业务,介绍了CDMA技术的演

进及各阶段的技术特点、CDMA系统的演进策略,介绍了cdma20001x系统在我国的实验情况。

关键词CDMAIS-95网络结构技术特点技术演进cdma20001x

CDMAIS-95

近年来,CDMAIS-95标准在全球得到广泛的应用,而且CDMA制式已成为第三代移动通信无线空中接口的标准。本文结合中国联通现有的CDMAIS-95网络,介绍

CDMAIS-95系统的特点及其演进策略。

1.2CDMAIS-95的网络结构(1)CDMAIS-95的话路网网络结构CDMA话路网的网络结构分为二级网和三级网。

采用二级网络时,原则上在省中心设置一对一级汇接中心(TMSC1)。TMSC1为设置的移动汇接中心,TMSC1之间为网状网相连。TMSC1主要负责汇接和转接其所连移动本地网的端局间的业务。

在二级网不能容纳或因传输系统不能组成二级网的省份,可以采用三级网。在省中心设置一对TMSC1。TMSC1为设置的移动汇接中心,TMSC1之间为网状网相连。

TMSC1主要负责汇接和转接其所连移动本地网的二级汇

1.1

CDMAIS-95的系统结构CDMAIS-95系统的网络参考模型CDMAIS-95系统的网络参考模型在逻辑上由如图1

所示的功能实体和相关接口参考点组成。它是一个抽象的平面图,其实现将随着逻辑功能实体在各个物理单元中分布情况不同而有所改变。

接中心(TMSC2)间的业务。在省内根据业务量的情况,可以分为两个或多个区,每区设置一对TM2

SC2,TMSC2之间为网状网相连。各对TMSC2汇接

和转接其所连移动本地网的端局间的业务。

(2)CDMAIS-95的信令网网络结构CDMANo.7信令网分为二级和三级结构。

采用三级结构的No.7信令网由第一级高级信令转接点(HSTP)、第二级低级信令转接点

(LSTP)和第三级信令点(SP)所组成;采用二级结

构的No.7信令网由HSTP&LSTP和信令点(SP)所组成。CDMA网的信令点由各种移动业务交换中心、拜访位置寄存器、归属位置寄存器、鉴权中心、业务控制点以及移动的特种服务中心组成。

当信令网采用二级的等级结构时,HSTP&

LSTP负责转接它所汇接SP的信令消息。HSTP&

图1CDMAIS-95的网络参考模型

LSTP应采用的信令转接点设备,它应满足

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No.7信令方式中消息传递部分(MTP)和信令连接控制部

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重新分配信道存在一定的时延,所以难以利用话音激活技术。CDMA系统因为使用了可变速率声码器,在不讲话时传输速率低,减轻了对其他用户的干扰,这即是CDMA系统的话音激活技术。

保密:CDMA系统的信号扰码方式提供了高度的保密性,使这种数字蜂窝系统在防止串话、盗用等方面具有其他系统不可比拟的优点。

(2)CDMAIS-95网络可提供的业务

CDMA网络可提供以下业务:基本的语音业务、语音

分(SCCP)以及事务处理能力(TC)和运行维护管理部分

(OMAP)规定的功能。

(3)No.7信令网和话路网的对应关系

信令网与话路网是两个相互的网络,但它们之间存在着密切的关系。在CDMA网的话路网中采用三级结构

(由TMSC1、TMSC2和移动端局MSC组成)的省,信令网则

应采用三级(HSTP、LSTP、SP)或二级信令网(H&LSTP、

SP)。在话路网为两级(TMSC和MSC)的省,信令网则采用

二级(H&LSTP、SP)信令网。

(4)联通CDMAIS-95的网络结构

补充业务、语音增值业务(移动语音信箱业务、IP电话业务)、智能网业务和无线数据业务。其中,语音补充业务包括遇忙呼叫前转(CFB)、隐含呼叫前转(CFD)、无应答呼叫前转(CFNA)、无条件呼叫前转(CFU)、呼叫转移(CT)、呼叫等待(CW)、主叫号码识别显示(CNIP)、主叫号码识别(CNIR)、会议电话(CC)、消息等待通知(MWN)、三方呼叫(3WC)和取回语音信息(VMR)等业务;智能网业务包括WVPN业务、来话呼叫筛选业务(ICS)、主叫名字显示业务(CNAP)、语音控制业务(VCS)、预付费业务

(PPC)、立即计费业务(AOC)、PremiumRate计费业务(PRC)、免费电话业务(FPH)、拒绝干扰电话呼叫(RUAC)

联通CDMA的话路网和信令网都采用二级和三级混合的网络结构,对于MSC/VLR、HLR/AC、SCP和MC等在信令网中的寻址,省内业务、国内业务和国际业务均采用

GT寻址方式。

2CDMAIS-95系统的技术特点和可提

供的业务

(1)技术特点

大容量:理论计算及现场试验表明,CDMA系统的信道容量是模拟系统的10～20倍,是TDMA系统的4倍。

和增强的优化语言业务;无线数据业务包括短消息业务、无线Internet业务、移动定位业务、移动电子商务业务和移动多媒体业务。

软容量:在FDMA、TDMA系统中,当小区服务的用户数达到最大信道数时,已满载的系统再也无法增添一个信号,此时若有新的呼叫,该用户只能听到忙音。而在

CDMA系统中,用户数目和服务质量之间可以相互折中,

3.1

CDMA网络演进的策略

CDMA技术的演进及个各阶段的技术特点(1)CDMA技术的演进

CDMA技术的演进如图2所示。

灵活确定。例如,系统运营商可以在话务量高峰期将误帧率稍稍提高,从而增加可用信道数。同时,在相邻小区的负荷较轻时,本小区受到的干扰较小,容量就可以适当增加。体现软容量的另外一种形式是小区呼吸功能。

软切换:所谓软切换是指移动台需要切换时,先与新的基站连通再与原基站切断联系,而不是先切断与原基站的联系再与新的基站连通。软切换只能在同一频率的信道间进行,因此,模拟系统、TDMA系统不具有这种功能。

话音质量高和发射功率低:由于CDMA系统中采用有效的功率控制、强纠错能力的信道编码以及多种形式的分集技术,因此基站移动台可以以非常节约的功率发射信号,延长手机电池的使用时间,同时获得优良的话音质量。

话音激活:典型的全双工双向通话中,每次通话的占空比<35%,在FDMA和TDMA系统中,由于通话停顿等

图2CDMA技术的演进

(2)CDMA技术演进过程中各阶段的技术特点1)IS-95的技术特点

IS-95包含IS-95A和IS-95B两个阶段,是北美第二

代移动通信系统标准之一,主要支持语音和数据业务。与

IS-95A相比,IS-95B没有关键技术的进步,主要进行了一

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些改进:将多个普通业务信道捆绑在一起,提供较高的数据速率(115.2kbit/s或kbit/s);改善信道接入和切换等部分,以提高接通率,减少掉话,增加少量新业务。

2)cdma20001x的技术特

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点

cdma20001x由3GPP2标

准化组织提出,与IS-95相比有较大的技术进步,主要采用反向导频、反向相干解调、前向快速功率控制、传输发射分集

(OTD)和Turbo码等新技术。其

信道容量是IS-95A/B的2倍,较好地支持数据业务,其速率可以达到307kbit/s或144kbit/s,对IS-95系统具有后向兼容性。

3)cdma20001xEV-DO的技术特点

cdma20001xEV-DO以分组数据为目的,不支持语图3cdma20001x的网络结构到的来自PCF的计费信息及自身采集的计费信息合成用户数据记录,通过RADIUS协议送往RADIUS服务器。

HA(归属代理):在使用移动IP业务时,需要HA鉴别

音,使用的载波,前向信道最高速率可以达到2.4Mbit/s,总吞吐量约达到650kbit/s,是非对称系统,采

来自移动终端的移动IP注册,分配归属IP地址。

AAA(认证、授权和计费服务器):负责计费和认证。PCF(分组控制功能):建立、保持和终止至PDSN的层2的连接,与RRC进行通信,请求和管理无线资源,保持无

用时分复用,没有功率控制,不使用软切换。

4)1xEV-DV的技术特点

1xEV-DV的技术标准正在3GPP2讨论,参加讨论的

线资源状态信息(如激活、休眠等),缓存由PDSN传来的数据包,收集和发送与计费相关的空中链路信息到

PDSN。

MPC(MobilePositionCenter)是定位操作流程的控制管

方案有L3NQS、1xTREME和我国提交的LAS-CDMA,计划

2002年5月完成。主要内容是在一个载波中同时支持语音

和数据,最高速率超过5Mbit/s。

5)CDMA20003x的技术特点

CDMA20003x即IMT-2000CDMAMC,是1999年11

理中心和位置信息的控制管理中心,PDE是负责具体定位和计算的网络实体。

(2)CDMAIS-95向cdma20001x演进方式

月ITU-RTG8/1赫尔辛基会议确定的第三代主要无线标准之一,是基于北美的CDMA2000的技术。但目前世界各主要CDMA设备制造商和开发商更青睐于对cdma20001x向cdma20001xEV-DO和1xEV-DV演进的技术进行研发,而且cdma20001xEV-DO已开始试商用,1xEV-DV已推出实验产品,所以cdma20001x能否演进到CDMA

20003x前景不明。3.2

IS-95向cdma20001x演进的策略(1)cdma20001x的网络结构

cdma20001x的网络结构如图3所示。

由于cdma20001x系统是后向兼容IS-95系统,所以

IS-95可平滑向cdma20001x演进,除增加核心分组域部

分和定位部分外,原有的交换和基站部分可以通过更换部分硬件和进行软件升级来完成。

核心分组域部分:增加一系列功能实体,如PCF、

PDSN/FA、RADIUS和HA等。

定位部分:增加MPC和PDE(PositionDeterminingEnti2

ty)功能实体。

无线部分:为支持分组数据业务和定位业务,需对

MSC、BSC和BTS等的软件进行升级。硬件方面,为支持cdma20001x空中接口标准,需更换无线信道卡等。

其中,PDSN(分组数据服务节点):负责建立和终止

PPP连接,为简单IP用户终端分配一个动态IP地址,接收

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cdma20001x网络在我国的实验情况

2001年6月,中国联通开始cdma20001x网络的实

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使用单独的交换机,但通过ANSI41/ISUP接入IS-95网络

(包括短消息、智能网等)。该阶段主要是在重叠网中对IS-95用户和cdma20001x用户在两网间的切换进行测

验。

(1)实验的网络结构

试。

实验的第三阶段是混合建网。即原IS-95网络的

MSC可以增加cdma20001x的基站,新的2.5G的MSC也

实验的网络结构采用如图4所示的简化的cdma

20001x网络参考模型,主要包括关键功能实体和重要接

可以使用IS-95的基站。该阶段主要是在混合网中对

IS-95用户和cdma20001x用户在两网间的切换进行测

口。

试。

(3)实验网测试的主要技术问题

cdma20001x实验网业务实现的重点首先是

验证cdma20001x的分组数据承载能力及相关的业务应用。其次是验证:数据业务覆盖特性和语音业务覆盖特性;分组数据网络的组织;数据业务的计费方式和要求;各种新业务的组织及其对网络和移动台的影响;IS-95用户和cdma20001x用户在两网间的切换;语音容量。(4)实验结果到目前为止,实验网的测试结果基本满足cdma20001x标准要求和实验网的设计要求。□

图4中国联通cdma20001x实验网网络参考模型・用户终端:包括移动台和相应的UIM卡。・无线接入网:包括BSC和BTS等。

・传统的电路交换核心网:包括MSC、VLR、HLR和AC等,这部分的硬件要求与第二代移动通信系统基本相同。对软件来说,主要增加了以下内容:HLR增加与分组数据业务有关的用户信息;A接口中增加了对

cdma20001x信道的控制能力;增加补充业务和其他业

我国GSM手机动态STK业务空中下载技术正式商用

2002年1月31日,中国移动通信集团公司的几位高层领

导对大唐电信提供的具有STK业务空中下载功能的SIM卡进行了现场试用,并给予了充分的肯定,李默芳总工程师认为,这项技术开创了国内手机动态STK业务空中下载技术的先河,非常适合中国移动集团公司的业务发展方向,近期要加快

务。

・智能网部分:包括MSC/SSP和SCP等。从网络结构上看,SSP和SCP等基本配置与第二代系统基本相同;智能网业务基本上还是针对电路交换业务的,对分组数据业务的智能业务还没有到实用阶段;具体的业务要求可以考虑发展到无线智能网第二阶段的要求。

・分组交换的核心网:包括PCF、PDSN、HA和AAA。

(2)方案的实施步骤

这项技术的推广和应用。

空中下载是目前国际上最先进的手机STK业务下载方式,用户使用具有动态空中下载功能的SIM卡后,可以随时随地通过点播菜单的方式,按照个人喜好申请自己所需要的服务,真正实现个性化的定制服务。2002年1月18日,首批

10000张具有STK业务空中下载功能SIM卡在青岛正式发售,

这是国内GSM手机动态STK业务空中下载技术的首次正式商用,这标志着此技术进入了实用化阶段,代表着我国移动通信应用技术的历史性飞跃。

据介绍,该项技术由大唐电信率先推出,并得到了国家知识产权局的专利保护。大唐微电子技术有限公司正在计划以该专利技术与移动运营商、SIM卡厂商、服务提供商进行开放式的合作,以促进国内移动互联业务的发展。

实验的第一阶段是组建与IS-95重叠的cdma20001x系统。两个系统各自使用自己的交换机和载频,cdma2000

1x系统可以灵活进行实验,IS-95系统可以安全地开通业

务。该阶段主要对cdma20001x系统性能、功能和业务进行实验和测试。

实验的第二阶段是联网阶段。cdma20001x系统仍然

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