对3G三种制式的分析

摘要：本文对3g核心网规划建设的几个重要问题及3种3G制式优劣比较分析进行深入研究，以供参考。

关键词：3G ； 核心网 ； 比较

中图分类号：TN711文献标识码：A文章编号：

1．3G核心网规划建设的几个重要问题

1.1核心网体制及技术路线的选择

目前三种主要的3G技术体制WCDMA、CDMA2000和TD－SCDMA可以说各有千秋，其差异主要体现在无线网，就核心网而言三种技术体制有很多相似之处，TD－SCDMA和WCDMA核心网完全相同，CDMA2000则相对独立些。

对于WCDMA和TD－SCDMA来说，如果现在建设3G网络将采用R4版本。

对于CDMA2000来说，现阶段核心网适合采用PHASE－1／2版本，此版本与WCDMAR4基本处于同一阶段。在这一阶段，WCDMAR4核心网分为电路域和分组域，分组域与R99没有变化，电路域采用控制与承载分离的架构，引入MSCSERVER和MGW网络实体，在语音业务承载上支持TrFo，采用分组承载；CDMA2000核心网同样采用控制与承载分离架构，引入MSCe和MGW网络实体，采用分组承载。

WCDMA的R4与CDMA2000的PHASE－1／2版本有很多相同之处，但也存在一定的差异。在MGW之间的语音承载上，前者支持TDM、ATM和IP承载，而后者不支持ATM承载；在呼叫控制信令上，前者采用BICC信令，后者采用SIP－T；在支持TrFo上，后者的LMSD的第一阶段不能提供TrFO特性。除了上述三个主要方面，两个版本在IP地址规划等其他方面也存在不同。

从技术的角度看，三个标准都可独立组网，WCDMA和TD－SCDMA还可以混合组网。从经济和发展的角度看，TD－SCDMA是我国提出的3G技术体制，国内企业掌握着相当的技术专利，TD产业链初具规模，如果TD－SCDMA主要以单独组网，将更有利于我国通信产业的发展。

1.2 核心网网络的组织结构

在软交换架构下3G核心网可以采用平面组网或分层组网两种组织结构。

在平面组网模式下，所有的3GMSCServer或MSCe之间通过承载网直接相连，不设置转接点。采用平面组网时，主叫交换机将通过IP寻址直接找到被叫交换机，主叫交换机和被叫交换机之间直接完成信令交互，其所控制的相应的媒体网关MGW疏通主被叫之间的语音流。由于信令流在主叫交换机和被叫交换机之间直接疏通，所以呼叫建立的时间短。采用平面组网时为了保证所有的呼叫能够顺利到达，所有MSC都必须配置全网的数据，当需要增加一台交换机时，全网的MSC设备都必须配置该交换机的数据才能保证呼叫的顺利通达。平面组网适合网络规模比较小，或网络基本定型不再发生变化的情况。

分层组网目前倾向于两层组网，即采用全国和省两级网络结构。采用分层组网时在全网集中设置信令转接点CMN或IPSTP，CMN或IPSTP只负责3GMSCServer或者MSCe之间的信令转接，其中CMN只能转接BICC信令，而IPSTP可以转接所有的信令。当集中设置的CMN或者IPSTP不能满足需求的时候，可以分大区设置CMN或IPSTP，大区之间的CMN或IPSTP网状相连。分层组网实际是在3GMSC之上引入汇聚层，但汇聚层只负责信令的汇聚和转发，媒体流仍然通过承载网直接疏通。

1.3 核心网设备的利用

现有MSC设备的利用：对于GSM现网，目前只有2004年以后新入网的部分设备可从2G升级到3G，并且升级还受到很大限制。同时，从目前的网络负荷情况看，大多数2G MSC的负荷还是比较高的，在3G用户大规模发展之前，2G用户还可能增加，所以升级2G MSC设备的同时还要增加2G容量，这样反而不如单独建设3GMSC，等2G网络出现部分空闲的时候再考虑2G设备的升级利用问题。

现有HLR和GMSC的利用：现网HLR设备可以升级支持3G用户，但是由于2G和3G对用户数据定义存在差别，3G用户信息更加丰富，WCDMA鉴权也由3元组扩展为5元组，所以HLR升级之后容量将小于原有指标。现网GMSC除了继续充当与其他运营商的互联互通的角色外，在部分情况下还可能需要在2G与3G互通时担当汇接局的作用，在计算GMSC处理能力需求时要特别注意。

2．3种3G制式优劣比较

虽然cdma2000、WCDMA和TD-SCDMA同属3G的主流技术标准，但是仍然可以将其分为两类：cdma2000、WCDMA并作一类，TD-SCDMA则和前两者分开讨论。之所以可以这样做，是因为在技术上cdma2000和WCDMA是FDD的标准，而TD-SCDMA则是一个TDD标准。

2.1 WCDMA与cdma2000

WCDMA和cdma2000都满足IMT-2000提出的全部技术要求，包括支持高比特率多媒体业务、分组数据和IP接入等。这两种系统的无线传输技术均基于DS-CDMA作为多用户接入技术，单就技术来说，WCDMA和cdma2000在技术先进性和发展成熟度上各具优势，但总体来看，WCDMA似乎更胜一筹，以下是WCDMA相对cdma2000的一些优势所在：

（1）WCDMA使用的带宽和码片速率(3.84Mcps)是cdma2000 1x演进家族的三倍以上，因而能提供更大的多路径分集、更高的中继增益和更小的信号开销。

（2） WCDMA在小区站点同步方面的设计是使用异步基站，而cdma2000基站则通常通过GPS实现同步，这将造成室内和城市小区(采用室内天线)部署的困难。

（3）由于支持1xEV-DO的TDM接入系统采用共享时分复用下行链路，它具有固定时隙，因此cdma2000物理层兼容性较差。

（4） WCDMA较cdma2000能够更加灵活地处理话音和数据混合业务。

（5） WCDMA进行功率控制的频率几乎是cdma2000的两倍，达到每秒1500次(1.5kHz)，因而能保证更好的信号质量，并支持更多的用户。

（6） cdma2000的导频信道大约需要下行链路总传输功率的20%，相比之下WCDMA只需要约10%，因而可以节省更多的公用信道的开销。

（7）为支持基于GSM的GPRS业务而部署的所有业务(如计费、安全、漫游等)也支持WCDMA业务，而为了完善新的数据/话音网络，cdma2000 1x必须添加额外的网元或进行功能的升级。

（8）在混合话音和数据流量方面，WCDMA的系统性能比cdma2000也表现得更加出色。

2.2 TD-SCDMA

TD-SCDMA与WCDMA和cdma2000相比，具有如下的特点和优势：

(1)频谱利用率高：TD-SCDMA采用TDD方式和CDMA和TDMA的多址技术，在传输中很容易针对不同类型的业务设置上、下行链路转换点，因而可以使总的频谱效率更高。

(2)支持多种通信接口：TD-SCDMA同时满足Iub、A、Gb、Iu、IuR多种接口要求，基站子系统既可作为2G和2.5G的GSM基站的扩容，又可作为3G网中的基站子系统，能同时兼顾现在的需求和未来长远的发展。

(3)频谱灵活性强：TD-SCDMA第三代移动通信系统频谱灵活性强，仅需单一1.6M的频带就可提供速率达2M的3G业务需求，而且非常适合非对称业务的传输。

(4)系统性能稳定：TD-SCDMA收发在同一频段上，上行链路和下行链路的无线环境一致性很好，更适合使用新兴的"智能天线"技术；利用了CDMA和TDMA结合的多址方式，更利于联合检测技术的采用，这些技术都能减少了干扰，提高系统的性能稳定性。

(5)与传统系统兼容性好：TD-SCDMA支持现存的覆盖结构，信令协议可以后向兼容，网络不必引入新的呼叫模式，能够实现从现存的通信系统到下一代移动通信系统的平滑过渡。

(6)系统设备成本低:TD-SCDMA上下行工作于同一频率，对称的电波传播特性使之便于利用智能天线等新技术，这也可达到降低成本的目的;在无线基站方面，TD-SCDMA的设备成本也比较低。

(7)支持与传统系统间的切换功能:TD-SCDMA技术支持多载波直接扩频系统，可以再利用现有的框架设备、小区规划、操作系统、账单系统等，在所有环境下支持对称或不对称的数据速率。

3.结语

综上所述，对3G三种制式的分析, 希望能够给大家选择3G产品提供一定的帮助。

参考文献：

[1]《3G核心网技术》 张智江等 国防工业出版社.