基礎(chǔ)知識(shí)類-2G TO 3G概述課件

1、1、通信網(wǎng)發(fā)展史主要內(nèi)容2、傳統(tǒng)的MS域LMSD概念，是向All-IP網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的第一步，信令和傳輸承載獨(dú)立演進(jìn)3、No.7和IP網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議NO.1 通信網(wǎng)發(fā)展史2G to 3G我們經(jīng)常說(shuō)第幾代：2G、3G，這個(gè)所謂的“代”其實(shí)主要指的是手機(jī)的技術(shù)規(guī)格。 70年代 蜂窩概念由貝爾實(shí)驗(yàn)室提出 1979年 美國(guó)第一個(gè)蜂窩系統(tǒng)AMPS實(shí)現(xiàn) 1987年 中國(guó)開(kāi)通900MHz模擬移動(dòng)電話業(yè)務(wù) 2001年 中國(guó)完成停止模擬移動(dòng)業(yè)務(wù) 致命的弱點(diǎn) 頻率利用率低，無(wú)法適應(yīng)大容量的要求 數(shù)字承載業(yè)務(wù)很難開(kāi)展 各系統(tǒng)間沒(méi)有公共接口 第一代模擬蜂窩通信系統(tǒng)第一代第一代是指模擬方式的手機(jī)。美國(guó)制定了一個(gè)叫“AMPS”的模

2、擬方式。到了英國(guó)，則采用的是美國(guó)摩托羅拉對(duì)AMPS重新設(shè)計(jì)并制定的“TACS”標(biāo)準(zhǔn) 特點(diǎn)就是FDMA 90年代開(kāi)發(fā)。代表產(chǎn)品分為兩類： TDMA：D-AMPS（美）、PDC（日）、GSM（歐） N-CDMA：美國(guó)高通 優(yōu)點(diǎn)： 數(shù)字化，話音質(zhì)量好，保密性好、可傳送數(shù)據(jù)、自動(dòng)漫游 不足： 頻帶窄，不能提供寬帶信息業(yè)務(wù)（高速數(shù)據(jù)、慢速圖像與電視圖像等） 第二代數(shù)字蜂窩通信系統(tǒng)第二代 GSM在第二代數(shù)字手機(jī)方式中，最值得說(shuō)明的就是歐洲的“GSM（全球移動(dòng)通信系統(tǒng)）” 特點(diǎn)：數(shù)字方式 、時(shí)分多址（TDMA） 900MHz 第三代（3G）TD-SCDMACDMA-CDMA2000（中國(guó)聯(lián)通133、153）

3、GSM-WCDMA（中國(guó)移動(dòng)134139、159； 中國(guó)聯(lián)通130132）三大標(biāo)準(zhǔn) WCDMA WCDMA由歐洲標(biāo)準(zhǔn)化組織3GPP所制定，受全球標(biāo)準(zhǔn)化組織 設(shè)備制造商、器件供應(yīng)商、運(yùn)營(yíng)商的廣泛支持，成為3G的主流體制。 CDMA2000 基于IS-95標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上提出的3G標(biāo)準(zhǔn)，目前其標(biāo)準(zhǔn)化工作由3GPP2來(lái)完成 TD-SCDMA 由中國(guó)無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)組織CWTS提出，目前已經(jīng)融合到3GPP關(guān)于WCDMA-TDD的相關(guān)規(guī)范中 移動(dòng)通訊的發(fā)展第一代AMPSTACS NMTJ-TACSOthers第二代GSMCDMAIS-95TDMAIS-136PDC第三代WCDMACDMA2000TDSCDMA高通

4、在OFDM領(lǐng)域具有很強(qiáng)的實(shí)力，其大力推廣的手機(jī)電視技術(shù)MediaFLO就是基于OFDM。2005年8月，高通以6億美元收購(gòu)美國(guó)Flarion公司，而引人注目的是，F(xiàn)larion公司是OFDM技術(shù)的先驅(qū)和領(lǐng)先開(kāi)發(fā)商。通過(guò)收購(gòu)Flarion，高通獲得了大量OFDM方面的專利?？梢哉f(shuō)，高通自己和Flarion滌械腛FDM專利相結(jié)合后，業(yè)界已經(jīng)幾乎沒(méi)有其他企業(yè)在這方面能望其項(xiàng)背。另外一點(diǎn)也值得注意，Soma網(wǎng)絡(luò)公司實(shí)際上更是一個(gè)從事WiMAX的公司。在Soma的網(wǎng)站上，筆者注意到，Soma作為WiMAX論壇的主要成員在WiMAX的研發(fā)和市場(chǎng)開(kāi)拓上一直處于領(lǐng)先地位。就在近日結(jié)束的美國(guó)CTIA無(wú)線展會(huì)上，

5、Soma還宣布推出了名為FlexMAX的移動(dòng)版本W(wǎng)iMAX(802.16e)產(chǎn)品眾所周知，WiMAX陣營(yíng)目前正在全力發(fā)展推廣802.16e移動(dòng)版本。但高通與Soma選擇在此時(shí)達(dá)成OFDM的專利授權(quán)協(xié)議非同尋常。因?yàn)閃iMAX也是基于OFDM，這也在向業(yè)界表明，在WiMAX尤其是移動(dòng)版本的WiMAX方面，高通也具有令人矚目大額實(shí)力。耐人尋味的是，高通一直不看好WiMAX的發(fā)展，其多位高層領(lǐng)導(dǎo)也多次對(duì)WiMAX進(jìn)行抨擊。例如高通董事長(zhǎng)艾文雅各部在接受記者采訪時(shí)就認(rèn)為，WiMAX雖然起了一個(gè)不錯(cuò)的名字，但技術(shù)一支并不成熟，將其用于家庭上網(wǎng)尚可，但用于商用還面臨商業(yè)模式缺乏、漫游標(biāo)準(zhǔn)欠缺等很多問(wèn)題。T

6、D-SCDMA簡(jiǎn)介T(mén)DSCDMA系統(tǒng)采用時(shí)分雙工（TDD）、TDMACDMA多址方式工作，基于同步CDMA、智能天線、多用戶檢測(cè)（JD）、正交可變擴(kuò)頻系數(shù)、Turbo編碼技術(shù)、ODMA等新技術(shù)，工作于2010MHz到2025MHz。其主要優(yōu)勢(shì)是：TD-SCDMA簡(jiǎn)介A 上下行對(duì)稱，利于使用智能天線、多用戶檢測(cè)、CDMA等新技術(shù)；B 可高效率地滿足不對(duì)稱業(yè)務(wù)需要；C 簡(jiǎn)化硬件，可降低產(chǎn)品成本和價(jià)格；D 便于利用不對(duì)稱的頻譜資源，頻譜利用率大大提高；E 可與第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)兼容。第二部分 cdma2000是由2G的CDMA IS-95網(wǎng)絡(luò)體系演進(jìn)發(fā)展而來(lái) CDMA技術(shù)體制從最初的IS-95向cd

7、ma2000系列演進(jìn)，分為Phase0、Phase1、Phase2和Phase3階段，最終實(shí)現(xiàn)cdma2000 ALL-IP網(wǎng)絡(luò)。目前cdma2000正向著Phase2階段演進(jìn)。PSTN/ISDNRadio Access NetworkInterworkedNetworkIS95A/B/1x Base Station SystemBTSBSC/PCFPSTN/ISDNCircuit Switched (CS) domainA1/A2/A5SCPHLRCore NetworkA10/A11IP backboneNetworkPacket Switched (PS) domainHAInterne

8、tIntranetMSC-VLRPDSNG-MSCMAPMAPMAPSMS SCPiotherPLMN3GPP2 2G 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)IP transportAccess NetworkInterworkedNetworkPSTN/ISDNCircuit Switched (CS) domainotherPLMNSCPeHLReCore NetworkMSCe3G BTS3G BSC3G 基站系統(tǒng)A1pMSCeSIP-TMAPMAPMGWMGWH.248 / MEGACO basedH.248 / MEGACO basedIS95A/B/1x Base Station SystemBTSBSCA1A

9、2pA23GPP2 電路交換域中實(shí)現(xiàn)呼叫控制與傳輸?shù)姆蛛x信令和承載的分離當(dāng)前的Phase0/ Phase1階段，空中接口歷經(jīng)了cdma2000 1x、cdma2000 1xEV-DO、cdma2000 1xEV-DV的技術(shù)演進(jìn)過(guò)程；核心網(wǎng)側(cè)增加了分組數(shù)據(jù)交換節(jié)點(diǎn)PDSN，但是支持話音和增強(qiáng)的電路交換型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的MSC/VLR，相對(duì)變化不大。Phase2階段是向ALL-IP演進(jìn)的第一步，它又細(xì)分為Step-1、Step-2和Step-N，在這個(gè)階段已經(jīng)開(kāi)始實(shí)現(xiàn)信令和承載的分離、接入網(wǎng)和核心網(wǎng)的分離。從總體上來(lái)說(shuō)，STEP2階段的核心網(wǎng)側(cè)增加了傳統(tǒng)移動(dòng)域LMSD（Legacy MS Domain）

10、，采用IP交換技術(shù)，完成包括2G BSS和3G ALL IP BSS的接入，提供對(duì)傳統(tǒng)MS業(yè)務(wù)的支持。Phase0 該階段為傳統(tǒng)的電路模式無(wú)線網(wǎng)，支持電路交換和分組交換技術(shù)。遵循的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)為N.S0005（TIA/EIA-41-D）、cdma2000 Release 0及IOS 4.0，具體如下：核心網(wǎng)支持TIA-41網(wǎng)絡(luò)，對(duì)分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的支持由IS-707規(guī)定的service option 33能力集來(lái)提供，不提供基于TIA-41網(wǎng)絡(luò)的分組數(shù)據(jù)切換的支持。分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)是P.R0001 Release A，實(shí)現(xiàn)simple IP和mobile IP接入技術(shù)，由AAA實(shí)現(xiàn)鑒權(quán)認(rèn)證計(jì)費(fèi)服務(wù)

11、器功能。接入網(wǎng)由IOS 4.0定義，詳細(xì)定義了基于傳統(tǒng)TIA-41網(wǎng)絡(luò)的MSC與BSC間的接口以及PCF與PDSN間的接口?？罩薪涌谟蒫dma2000 Release 0定義。Phase1 該階段支持電路交換和最初的基于網(wǎng)絡(luò)的分組交換技術(shù)，具體包括：支持分組數(shù)據(jù)會(huì)話切換；支持電路模式呼叫切換后發(fā)起分組數(shù)據(jù)的會(huì)話；支持分組會(huì)話切換后發(fā)起或終結(jié)電路模式的話音呼叫；支持電路交換話音呼叫與激活的分組會(huì)話的并發(fā)業(yè)務(wù)。此階段支持的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)有N.S0005、N.S0029-0、cdma2000 Release A、IOS 4.1，具體如下：核心網(wǎng)支持傳統(tǒng)的TIA-41網(wǎng)絡(luò)，由N.S0005和N.S0029-

12、0共同定義，對(duì)于分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)來(lái)說(shuō)，其支持的無(wú)線IP網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議為P.S0001 Release B。接入網(wǎng)提供接入到傳統(tǒng)TIA-41網(wǎng)絡(luò)和分組數(shù)據(jù)網(wǎng)的接入網(wǎng)使用IP傳輸信令，信令鏈路和承載流相分離，承載的傳輸由IOS4.1標(biāo)準(zhǔn)來(lái)具體規(guī)定。空中接口空中接口的演化獨(dú)立于核心網(wǎng)的演化，基于cdma2000 Release 0或Release A。Phase2 該階段引入傳統(tǒng)的MS域LMSD概念，是向All-IP網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的第一步，信令和傳輸承載獨(dú)立演進(jìn)，核心網(wǎng)與接入網(wǎng)獨(dú)立演進(jìn)，核心網(wǎng)可繼續(xù)使用已有的承載架構(gòu)，提供對(duì)傳統(tǒng)的TIA-41網(wǎng)絡(luò)已有的業(yè)務(wù)的支持。核心網(wǎng)核心網(wǎng)在Phase2階段又細(xì)分為Ste

13、p-1、Step-2和Step-N，分別對(duì)應(yīng)于LMSD-Step 1、LMSD-Step 2和LMSD-Step N，每個(gè)Step其系統(tǒng)要求都有所差別。在Phase2階段，MSC演進(jìn)為MSCe和MGW/MRFP兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)體，新增加了一些接口，如xx、yy、zz和39，原有接口在功能上有所加強(qiáng)，承載方式發(fā)生了改變，如27接口對(duì)應(yīng)于A2和A5接口、48接口對(duì)應(yīng)于A1接口等。核心網(wǎng)Step-2及后續(xù)階段提供對(duì)基于分組的TrFO和RTO的支持。接入網(wǎng)支持LMSD，接入網(wǎng)與LMSDS（Legacy MS Domain Support）間的接口支持獨(dú)立的信令鏈路和承載流傳輸，在Step-2和Step-N階

14、段向IP傳輸演進(jìn)。 LMSD最大的變化與傳統(tǒng)的電路域MSS系統(tǒng)相比，LMSD最大的變化在于呼叫控制和承載的分離，用分組網(wǎng)技術(shù)替換TDM技術(shù)。LMSDS包括MSCe、HLRe、SCPe三個(gè)網(wǎng)絡(luò)實(shí)體。傳統(tǒng)的MSC網(wǎng)元演進(jìn)成MSCe和MGW，MSCe提供呼叫控制和移動(dòng)性管理功能，MGW提供媒體控制功能，并提供傳輸資源，具有媒體流操縱功能。LMSDS核心網(wǎng)提供對(duì)3G BSS系統(tǒng)的接入，提供對(duì)傳統(tǒng)的2G BSS系統(tǒng)接入，提供與TIA/EIA/IS-41網(wǎng)絡(luò)的互通，提供對(duì)GSM MAP網(wǎng)絡(luò)的互通，提供對(duì)固定PSTN網(wǎng)絡(luò)的互通。1Tandem操作傳統(tǒng)的Tandem操作是在兩個(gè)終端MS1和MS2之間的承載通路

15、上，設(shè)置了2個(gè)聲碼器，將EVRC轉(zhuǎn)換為G.711以及將G.711轉(zhuǎn)換為EVRC，經(jīng)過(guò)2次轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)MS之間媒體流的互通。傳統(tǒng)的電路域核心網(wǎng)中，聲碼器在承載通道上的位置如圖傳統(tǒng)的Tandem操作在話音通路中增加了不必要的聲碼器，即使兩個(gè)終端采用同樣的編解碼器EVRC。這樣的操作既增加了網(wǎng)絡(luò)成本，又降低了用戶話音質(zhì)量。2TrFO（Transcoder Free Operation）操作TrFO操作是傳統(tǒng)移動(dòng)臺(tái)之間在分組網(wǎng)的承載通道上通過(guò)免去編解碼器傳送壓縮語(yǔ)音。TrFO是LMSD Phase2的Step2定義的新功能。進(jìn)行TrFO操作時(shí)，網(wǎng)絡(luò)在呼叫建立前就對(duì)編解碼的類型和模式進(jìn)行協(xié)商，如果兩端使用的

16、編解碼一樣，則對(duì)于移動(dòng)到移動(dòng)的呼叫可以完全不經(jīng)過(guò)聲碼器，話音是以壓縮編碼而不是以PCM的形式在核心網(wǎng)中傳輸。TrFO操作示意圖所示，MS1或MS2的EVRC壓縮語(yǔ)音未經(jīng)變換，直接在承載通道上傳送。TrFO操作提高了帶寬利用率，減少了環(huán)路延時(shí)，同時(shí)也提高了話音質(zhì)量。由于移動(dòng)網(wǎng)內(nèi)的呼叫可以不使用Transcoder，還可以節(jié)省設(shè)備投資。3RTO（Remote Transcoder Operation）操作RTO操作是核心網(wǎng)中在遠(yuǎn)端呼叫側(cè)配置碼型轉(zhuǎn)換器的機(jī)制 MS-MS的RTO操作當(dāng)2個(gè)MS的編解碼格式不兼容時(shí)，在承載通道上可以只需要一個(gè)碼型轉(zhuǎn)換器，只進(jìn)行一次碼型轉(zhuǎn)換 ZXC10 3GCN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)Z

17、XC10 3GCN的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是cdma2000 ALL-IP電路域核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)，即LMSD 網(wǎng)絡(luò)實(shí)體說(shuō)明MSC仿真（MSCe） MSCe是多種邏輯功能實(shí)體的集合，支持移動(dòng)性管理，提供呼叫控制、連接、VLR及部分業(yè)務(wù)功能，是本階段電路域?qū)崟r(shí)語(yǔ)音/數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的呼叫、控制、業(yè)務(wù)提供的核心設(shè)備。TrFO/RTO功能TrFO是LMSD Phase2的Step2定義的新功能 1個(gè)BCTC插箱可單獨(dú)成局，支持20萬(wàn)移動(dòng)用戶。由4個(gè)BCTC插箱占用1個(gè)機(jī)架，可支持180萬(wàn)移動(dòng)用戶。系統(tǒng)最大支持200萬(wàn)用戶，需要5個(gè)插箱，占用2個(gè)機(jī)架 媒體網(wǎng)關(guān)（MGW） MGW為核心網(wǎng)中的分組環(huán)境和PSTN網(wǎng)絡(luò)中的電路交換環(huán)境提供

18、承載業(yè)務(wù)支持，提供話音編解碼的聲碼器功能，提供調(diào)制解調(diào)器MODEM/IWF功能（在電路音頻modem音和數(shù)字音頻字節(jié)流之間相互轉(zhuǎn)換），也提供終結(jié)PPP連接的能力。媒體資源功能處理器（MRFP） 傳統(tǒng)MS域中的MRFP與控制實(shí)體MSCe一起提供多方會(huì)議橋接、通知回放和語(yǔ)音回放業(yè)務(wù)。HLR仿真（HLRe） 在HLR基礎(chǔ)上，HLRe增加了IP信令接口，管理用戶的語(yǔ)音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)特征，管理用戶的位置和可接入性信息。SCP仿真（SCPe） SCPe提供IP信令接口，處理WIN過(guò)程中的呼叫控制和定制業(yè)務(wù)請(qǐng)求，與其它的功能實(shí)體交互來(lái)接入附加的邏輯，獲得處理呼叫及業(yè)務(wù)邏輯實(shí)例所需要的信息。信令網(wǎng)關(guān)（SGW）

19、 SGW在核心網(wǎng)中完成SS7的信令傳輸（SS7 MTP）和基于IP的信令傳輸（SIGTRAN SCTP/IP）之間的轉(zhuǎn)換，為不同網(wǎng)絡(luò)之間的業(yè)務(wù)融合提供了有效的保障。接口說(shuō)明傳統(tǒng)MS域電路核心網(wǎng)可以提供對(duì)3G BSS系統(tǒng)的接入，和對(duì)傳統(tǒng)的2G BSS系統(tǒng)接入；傳統(tǒng)MS域LMSD可提供與TIA/EIA/IS-41網(wǎng)絡(luò)的互通，與GSM MAP網(wǎng)絡(luò)的互通，與固定PSTN網(wǎng)絡(luò)的互通。13接口13接口MSCe與PSTN之間的信令接口，采用SS7的ISUP信令。14接口14接口MSCe和TIA/EIA-41網(wǎng)絡(luò)的信令接口，采用ANSI/TIA/EIA-41 Revision D信令。27接口27接口MGW與BSS之間的接口（支持話音承載和電路數(shù)據(jù)承載），采用IOS（A2和A2p）信令。34接口34接口MGW與PSTN之間的接口（媒體流）。39接口39接口MGW與LMSDS的接口（僅僅為傳統(tǒng)MS域的信令接口）。48接口48接口cdma2000接入網(wǎng)和LMSDS之間的信令接口。xx接口xx接口MRFP與LMSDS之間的信令接口。MSCe通過(guò)該接口