WCDMA核心网络的规划与设计

摘要：WCDMA技术标准是欧洲和日本提出的第三代移动通信系统技术，由于其技术的先进性、成熟性成为众多运营商的首选技术标准。其核心网络是实现用户业务的重要业务载体。本文首先概述了WCDMA核心网络的构成，然后阐述了WCDMA核心网络规划与设计的原则和关键问题，最后分析了WCDMA核心网络规划与设计的流程。

关键词：WCDMA；核心网络；关键问题

中图分类号：TN929 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 19-0000-02

Planning and Designing of WCDMA Core Network

Lei Shuguang

(Guangzhou Civil Aviation College,Guangzhou510403,China)

Abstract:WCDMA technology standard is a third-generation mobile communication systems technology which is forwarded by Europe and Japan.Due to its advanced technology and the maturity of many operators,it has become the preferred technology standard.The core network is a important carrier to achieve important business user service.This paper first outlines the composition of the WCDMA core network,and then describes the principles and key issues of WCDMA core network planning and design,finally analyse the process of WCDMA core network planning and design.

Keywords:WCDMA;Core network;Key question

一、引言

第三代移动通信系统（3G）具有提供强大的系统容量和更灵活的高速率、多速率数据传输能力。第三代移动通信系统主要采用宽带CDMA技术，其中欧洲和日本提出的WCDMA技术标准由于其技术的先进性、成熟性以及从现有GSM体制平滑过渡等原因，已经成为众多运营商的首选技术标准。WCDMA的技术优势能否得到充分的发挥，能否获得最佳的系统容量、通信质量和网络覆盖，网络规划与设计至关重要。

二、WCDMA核心网络的构成

WCDMA的核心网络是整个网络中各服务区一系列用来完成位置管理、网络功能和业务控制等功能的物理实体。

目前存在的WCDMA网络协议版本已经从R99版本、R4版本向R5版本和R6版本转变。R99和R4的网络协议目前发展已经比较成熟，成为目前大多数商用网络采用的版本。

R99版本继承和发展了2G网络（即GSM和GPRS）的所有的功能和业务，在接入网中引进了WCDMA。其核心网络分为CS电路域和PS分组域。

CS电路域以原有的GSM网络为基础。CS域用来实现向客户提供电路型业务的连接，CS域的实现方式包括TDM方式和ATM方式。CS域它包括MSC/VLR、GMSC等交换实体。PS域以原有的GPRS网络为基础，主要用来向客户提供分组型业务的连接，PS域的实现方式为IP包分组方式。PS域包括SGSN、GGSN以及与其它PLMN互连的BG等网络实体。

CS域和PS域共用的功能实体主要包括有：（1）HLR：用来完成移动用户的数据管理和位置信息管理；（2）VLR：用来处理当前用户的各种数据信息；（3）AUC：用来存储用户的鉴权信息（密钥）；（4）EIR：用来存储用户的IMEI信息；（5）SMS－GMSC和SMS IMSC：SMS－GMSC用来保证短消息正确地由SC发送至移动用户。SMS IMSC用来保证短消息正确的由用户发送至SC。

CS域的功能实体包括有：（1）MSC：用于完成电路交换型业务的交换功能和信令控制功能。（2）GMSC：用于在某一个网络中完成移动用户路由寻址功能的MSC。GSMC可以与MSC合并在一起设立，也可以分开设立。（3）IWF：IWF是与MSC紧密相关的一个功能实体。它用来完成与PLMN网络与ISDN、PSTN、PDN网络之间的信令转换功能。

PS域的功能实体包括：（1）GSN，包括SGSN和GGSN，它是用来完成分组业务用户的分组包的传送。（2）BG，用于完成两个GPRS网络之间的互相连通，以保证网络互通的安全性。

三、WCDMA核心网络规划与设计的原则和主要内容

WCDMA核心网络规划的基本目标是为了估算规划期内可能需要的网络基站数量，为了长远的发展，规划应该尽可能的做的长，并实现做好业务的预测。对核心网络规划的发展目标和及其实施方案需要做反复的推敲和研究，使得WCDMA核心网络的规划能对其未来的发展起到重要的指导性作用。

WCDMA核心网络规划的基本原则是：综合建设WCDMA核心网络的成本最低；可以实现盈利的业务覆盖的情况实现最好；最大化实现网络的有效容量；最优化地提供核心网络的质量；核心网络的可升级性和竞争能力最强。

WCDMA核心网络的规划在整个WCDMA系统规划中处于核心地位，它的总共投资需要占据总投资的70%以上。WCDMA核心网络是一项系统工程，从核心网络的能力预测到网络工程的详细设计，从网络性能测试到系统参数调整优化贯穿了整个网络规划的全部过程。大到总体设计思想小到每一个小区参数。核心网络的设计又是一门综合的技术，需要用到从有线到无线等很多方面的技术，需要积累大量的实际经验。对于客户而言，他们所最关心的是提供的服务质量的问题，其中覆盖范围和信号质量是最重要的服务质量问题。在设计时需要对于网络的覆盖预测以及干扰分析和后期的网络优化进行综合，WCDMA网络设计的参数不仅数量众多，而且会直接影响最后整个系统的性能，因此需要在规划中就加以注意，以最终实现覆盖和质量、成本的良好平衡。

四、WCDMA核心网络规划与设计的关键问题

WCDMA核心网络规划与设计主要考虑下述问题：

（一）WCDMA系统的汇接网（CS电域值）：由于我国地域辽阔，实现全部网状网不可能，而建设汇接网是必须的，但是长途层面的TMSC1应采用网状网结构；根据不同情况，可以考虑多级汇接层，以减少大网的复杂性，这样便于分割各省的路由表及信息表，简化网络管理。

（二）本地网，如果本地网采用R99版本的非分层结构，同一城市的MSC两两互连，即采用网状网的连接方式，某一RNC应属于某一MSC。如果本地网采用R4版本的分层结构，MGW与MSC Server和RNC没有一一对应关系，而是M：N的关系，MSC-S可任选MGW；多个MGW以环的形式工作，本地区MGW网状网互连：某个RNC归属于某个MSC Server。

（三）与其他运行商的互通：网关节点起汇聚功能，通过设置少量网关GW节点，可以汇聚多个MSC到PSTN/PLMN的业务。在大城市各运行商间建立共同的综合网关局，科简化复杂的网状网连接，共同的GW网需由主管部门统一考虑或由运营商间进行协调。

（四）移动与固定网络电话间的呼叫长途网的选择：根据互连互通原则，建议充分利用移动网。即固定主呼，就近入网；移动主呼，远端入网，尽量简化信令及话务路由。

（五）多厂商环境：同一地区或城市采用同一厂商设备，不同地区可用不同厂商的设备；多厂商，应采用统一的网络结构。

五、WCDMA核心网络规划与设计的流程

WCDMA核心网络的规划与设计，我们首先需要明确WCDMA核心网络规划设计的基本原则；然后确定核心网络规划中信令的承载实现方式。最后，计算核心网络中的媒体流等。WCDMA核心网络设计的流程如图1所示：

（一）资料准备。在核心网络设计的资料准备阶段需要获得核心网络设计所需要的各种数据、并进行分析整理，为后面设计提供依据。

（二）确定规划目标。WCDMA核心网络的设计需要根据现有的环境，确定本规划将要实现的覆盖、容量和质量等各个方面的总体发展目标要求及系统的定位和发展策略。

（三）用户和业务预测。在核心网络初步布局阶段，需要对链路预算和覆盖范围，对需要的基站的数量以及容量等进行预测，并对其综合覆盖的范围和容量进行分析计算，做好预规划，获得初步的方案。

（四）确定工程规模和建设规划。在进行用户和业务预测之后，结合对初始布局确定的站址和现有的网络站址的查勘，确定网络的总体发展规划，进行无线网络的详细规划，根据其规划结果将作为核心网络的建设依据。

（五）网元设置、组网方案确定。在工程规模和建设规划确定之后，需要完成电路域、分组域和信令域等设置，这些域的优化，需要结合相应的仿真，调整各个基站的参数。

（六）话路、宽带和信令链的计算配置。通过预测用户数和各种业务的模型，进行准确的宽带计算和信令链的预测，进行详细过程的预测和规划仿真。

（七）网管、同步以及其他支撑系统规划。一个完整的WCDMA核心网络还需要有若干个支撑网络。由于WCDMA系统覆盖和容量、服务质量息息相关，在设计中要和其他支撑系统一同规划，边设计、边建设。

（八）编号、路由方式确定。进行编号计划、路由选择等。

（九）局址选择、配套设施规划设计。需要完成WCDMA核心网络的局址选择以及电源传输配套等。

（十）投资估算和经济评价。预测是利用科学的手段预先推测和判断事物未来的发展趋势和规律。WCDMA核心网络规划要进行投资估算、收益分析、经济和社会评估等。

六、结语

移动通信是发展最快的产业之一，WCDMA技术网络传输速度快、技术成熟、支持业务广泛、终端种类多，具有强大的优势，获得了迅速的发展。不断优化、设计、再调整、再设计WCDMA核心网络，以获得最佳的网络系统容量和通信质量，具有十分重要的意义。

参考文献：

[1]朱青.浅谈WCDMA网络高铁覆盖策略[J].电脑与电信,2010,8:35-37

[2]王瑜,穆世军.GSM与WCDMA综合网管融合策略与实现[J].信息化研究,2011,3:59-63

[3]沈聪,赵曙光,殷悦,袁茂恺.WCDMA_GSM七频段手机射频前端的简化设计[J].电讯技术,2011,8:130-133

[4]惠志达,袁宇丹,郭亚炜,程旭,曾晓洋.一种适用于可配置(GSM/TD-SCDMA/WCDMA)发射机中的数模转换器和滤波器模块(英文)[J].复旦学报(自然科学版),2011,4:410-416

[5]张睿,高攸纲,张媛媛,周峰.使用频谱分析仪测量WCDMA基站发射机传导杂散的技术要点[J].现代电信科技,2011,8:27-33

[6]向罗勇,朱F.TD-SCDMA、WCDMA、GSM终端音频一致性测试介绍及分析[J].现代电信科技,2011,8:34-37

[7]王陆潇.WCDMA终端一致性认证测试及其发展[J].信息技术与标准化,2008,8:57-60

[8]蔺萌,陈乐然,刘正军.WCDMA系统安全机制研究[J].通信技术,2006,S1:165-167

[9]杨巧莲,郝云飞.WCDMA与GSM系统间切换分析[J].无线通信技术,2010,1:13-16+19