CDMA增强型IS95A网络的建设

CDMA增强型IS95A网络的建设
2001年联通公司建设CDMAONE网络,空中接口基于IS95A,对整网建设提出了一个明确要求:建设增强型IS95A网络。这里的增强型主要体现在几个方面:对无线智能网的支持能力、机卡分离和国际漫游、向1xRTT系统平滑演进以及对分组数据业务的支持等。
1. 智能网业务
增强型IS95A网络对智能网的要求是SCPSSP之间要提供开放接口,即要符合我国CDMA行标《YD/T xxxx-xxxx 800MHZ CDMA数字蜂窝移动通信网无线智能网第一阶段技术要求》以及《YD/T xxxx-xxxx 800MHZ CDMA数字蜂窝移动通信网无线智能网预付费业务技术要求》等。这样就能使不同厂家的设备互联互通,并且先期必将开放预付费业务。
为什么要提出这样一个要求,是源于智能网的发展历程。在通信平台建立后,在实现基本的语音业务时提供一些附加功能以吸引更多的用户,是一个很自然的想法。这是移动网上各种补充业务的由来。当需要的补充业务很多,或者补充业务的实现对硬件设备(主要是指交换机)的容量和能力提出更多挑战时,将交换功能和控制功能相分离的思想便自然而然地诞生
了,这也就是智能网建立的核心思想。但智能网的实现最初并没有一个统一的标准,包括要实现什么样的功能以及如何实现这些功能,这是各设备商相互竞争发展的结果,也和技术的发展有关。比如早期的智能网在实现时是在交换机外再附加一个处理器设备,交换机和处理器之间需要语音中继线路相连,智能功能触发的同时还要将语音信号送到智能平台。现在国内移动网(比如GSM网)上开放的智能业务,其实现平台的一大限制就是同一个厂家的SSP设备只能和相同厂家的SCP设备相连
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国外CDMA网络的智能网相关标准发展有两个阶段,WIN Phase1IS-771,于19994月制定。该标准定义了基本的基于IS-41WIN message/triggers及呼叫增值业务,但IS-771没有对Pre-paid charging(PPC)呼叫流程进行定义和规范。2000年提出WIN Phase 2标准IS-826IS-826清楚定义了PPC的呼叫流程,包括主叫、被叫、IS-41网中漫游、功能交互、计费和智能外设(IP)等。IS-826为预付费提供了开放的工业标准,据此PPC服务平台可在不同厂家间进行互联。
前述我国CDMA行业的智能网标准与IS-771IS-826相对应,分别规定了WIN Phase1技术要求和PPC业务技术要求。该标准现已全部制定完毕,处于审批过程中。
现在提供CDMA产品的各厂商对WIN标准(IS-771IS-826)的满足程度不一而同,并且是否全部满足我国的相关标准,还需要进一步的测试。
对智能网的要求成为联通建设CDMA网络的重点要求之一。
智能网业务包括预付费、被叫付费、来话筛选、语音控制、智能移动拨号、VPN等,目前在国内使用最广泛的业务是预付费业务。固定网络中使用的200卡、300卡等,移动系统中的"神州行电话充值卡"等都属于预付费业务。
2. 机卡分离
原国内电信长城CDMA网(现已归入联通)用户使用的手机都是机卡不分离的,这与GSM网相比是一个明显的不足。一方面用户的使用灵活性受到限制,如果用户想要更换一个新款手机时,就必须更换用户号码;另一方面也不利于移动终端的发展,CDMA手机的样式远少于GSM手机,价格也高于GSM手机。因此联通要求新建的CDMA网络支持机卡分离模式。
CDMA中识别用户身份的号码是MIN、识别ME的号码是ESN。机卡一体时,在网络侧对这
两个号要进行联合检测,以判定用户合法身份。机卡分离时有两种解决方式:一、使用新的用户号码UIM-ID代替ESN号码在空中传递。二、在空中消息中同时传递ESNUIM-ID
第一种方式对网络设备改动最小,只需要在原来使用ESN的地方使用UIM-ID即可。带来的问题是对于只支持ESN方式的国家,比如美国,这类手机不能使用。第二点是对于ME的鉴权如何执行,因为ESN不再在空中传送。但这点对于网络建设暂时可以不考虑。因为从GSM网的运营经验来讲,目前也没有对GSM手机进行鉴权的处理(现网上还没有EIR在运行)。还有一个技术问题是UIM-IDESN不等长的问题,ESN32位,由关于天人合一的论文CDG组织发放;UIM-ID56位,由运营商分配,这需要各运营商统一分配以便UIM-ID唯一可以识别。
第二种情况下,需要在空中消息中增加处理内容,并且网络侧需要支持对ESNMSID(移动用户识别号码-可以使用现行的旋动MIN,也可以使用以后的IMSI)的重新匹配处理。这种情况下网络设备的改动多些。
支持机卡分离的标准有两个,IS-820规定手机侧ME刘桂苏UIM间的接口,该标准同时支持现有的ESN方式。网络侧的标准是IS808UIM-ID的方案是在对IS820IS808的附录中定义的,这个方案中提出了一个UIM-ID Usage Indicator,用来在UIM-IDESN操作模式间切
换。出台UIM-ID的解决方案也是包括中国联通在内的运营商推动的结果。
3. 国际漫游
现有CDMA系统使用的用户识别码是MINMIN沿袭了AMPS系统的编码方式,但MIN中没有国家代码,因此现有CDMA用户在不同国家的运营商网络间无法实现自动漫游。一个临时性的解决方法是需要漫游的两个运营商间自定义用户号码识别。但在未定义运营商网络中,用户仍不能漫游。
彻底的解决方式是采用与GSM系统一样的国际移动用户识别码IMSI,现在的网络设备不能支持。CDMA网络协议IS41-D也不支持IMSI的传送。现已有完全IMSI解决方案的协议--IS-751
过渡的解决方案是采用基于MINIMSIIMSI的后10位编号与MIN完全一致,同时在这10MIN方式的编号中,取2位作为运营商识别码。这个识别码由北美IFAST组织统一分配,中国联通分配的IF号码是09。这样可以满足目前CDMA用户识别码全球统一。使用这种方式的限制是对每个运营商来讲,他的用户编码容量就减少了100倍(因为只有8位数字可用)
,并且对于没有加入IFAST组织的成员,仍无法实现漫游。支持基于MINIMSI的国际漫游协议是IS-807
现阶段拥有CDMA钢筋混凝土产品的设备提供商,大都支持基于MINIMSI。对于完全IMSI的支持,将根据新的标准IS-751来实现。
4. 1xRTT系统的过渡
增强型IS95A系统应能够平滑地过渡到1xRTT系统。这里的平滑过渡是指网络结构无需变化,现有网络设备改动最小,能充分利用IS95A的设备资源。提出这点要求,既是基于CDMA网络将来在提供分组数据业务的能力上不能输于GSM系统的GPRS,也是基于CDMA系统本身技术上的优势。
移动通信系统3G的主要标准--WCDMACDMA2000TD-SCDMA等,都是基于CDMA的多址方式。对于GSM系统,要演进到WCDMA系统,在空中接口,提供TDMA方式的无法同时支持CDMA的多址方式;在BSC侧,支持传统电路交换的结构也难以同时提供大量分组交换的能力。因此GSM系统的BSS部分在WCDMA系统中将会全部更换。平滑过渡对TD-SCDMA系统不是问题。
对于CDMA系统,从CDMAONE系统(空中接口采用IS95A)到CDMA2000(单载波1xRTT阶段),就有可能采用非常便捷的方法实现过渡--只改动BSS系统中与分组数据处理相关的模块即可。原因有三点:其一,CDMAONECDMA2000的空中标准都是CDMA方式,不同的只是逻辑信道分配;其二,CDMA2000在规范制定时就考虑了系统的后向兼容性,从无线频段分配到协议消息的处理过程等,都可与CDMAONEIS95A系统兼容。其三,CDMAONE的设备开发时间晚于GSM系统,因而有机会使用更先进的技术使BSS部分同时支持电路交换的业务和分组交换的业务。
现有厂家的CDMAONE设备中,有的只需简单地增加一块信道处理板和一块分组控制板就可以实现1xRTT系统,比如大唐和北电的CDMA系统,而且与原有的IS95A系统可以共用其余系统设备。这点是GSM转铁蛋白系统向3G演进时无法实现的。
在向1xRTT系统的演进中,支持IS95A1xRTT的手机可以自由地在IS95A1xRTT系统中使用。网络的选择对用户透明。
5. 对分组数据业务的支持
对分组数据业务的支持有两个方面:在网络侧,PDSN(分组数据业务点)拥有什么样的IP业务;在无线侧,如何分配语音业务和分组数据业务的比例。
PDSN类似于GSM系统中的SGSNGGSN,功能是提供分组数据的呼叫建立以及分组数据包的交换。各厂家在实现1xRTT系统时都需要提供PDSN设备,但PDSN设备支持的IP功能有所不同。基本要求是Simple IP功能,这是分组数据业务接入InternetIntranet必须的功能。更多的IP业务将提供用户使用数据业务更多的便利,包括Mobile IPL2TPIPSecIP Security等。Mobile IP使用户可以跨越PDSN使用数据业务,L2TPIPSec为用户或企业提供VPDN(虚拟专网)服务。IP Security可为网络设置防火墙或者为个人用户设置设置不同的QoS级别。在无线侧如何分配语音业务资源和数据业务资源,这主要是个运营策略的问题,但与用户特征和设备容量有关。
分组数据业务的出现引起的一个问题是如何将容量一定的无线资源在语音呼叫和数据呼叫间分配。在IS95A阶段,一个业务信道的承载能力是9.6kb/s。对语音呼叫和数据呼叫都使用这样一个信道,包括14.4kb/s的数据业务也是使用一个9.6kb/s的信道。但在分组数据业务出现后,系统能为用户提供的业务等级变多了,比如在RC4的配置方式下,用户可以使
用的分组数据速率可以为9.6, 19.2, 38.4, 76.8, 153.6等五个等级。这时系统要预先设定语音业务和数据业务的分配比例。如果按任意方式分配时,举个简单的例子,比如一个小区内如有两个用户同时使用153.6kb/s的信道,该小区的这个载频就难以再为其他用户提供服务。(因为这时两个用户要占用32个信道,而在1xRTT系统中,单载频单扇区的信道容量一般也就在这个数左右)。
解决这个问题,就是要为语音和数据业务分配合适的比例,既能满足目前用户对语音和数据业务的需求、又可以引导用户对分组数据业务的使用。最终落实的问题是建立一个用户数据呼叫的模型。对语音呼叫已有传统模型相对应,比如BHCA1.5Holding Timing60s

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