从GPRS到UMTS的演进

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1、从GPRS到UMTS的演进摘要：本文分析了从2.5G　GPRS技术到UMTS过渡的背景、过程和策略，讨论了如何在演进网络中提供高质量的多媒体数据服务，并介绍了演进过程中的一些关键技术。　　1　引言　　随着移动通信业务的迅猛发展，移动数据和多媒体通信的应用将越来越广泛，在不久的将来，甚至将超过传统的话音成为移动通信承载的主要业务。而传统的第二代GSM移动通信网络已无法适应这种新的发展趋势，为此，GSM将逐步过渡到以WCDMA为核心技术的第三代移动通信系统（UMTS）。今天，处于2.5G的GPRS技术已日渐成熟，是2G向3G过渡的重要环节。本文主要讨论如何在GPRS网络引入UMT

2、S，使演进的网络利用日臻完善的IP网来传送语音和多媒体数据业务。　　2　UMTS网络体系结构　　UMTS可分为无线接入网UTRAN(UMTSterrestrialradioaccessnetwork)和核心网CN（corenetwork）两部分，二者通过Iu接口连接。　　UMTS地面无线接口采用完全不同于目前GSM无线接口的WCDMA技术，使用新的频段、新的无线传输技术和话音编码形式，可提供高达2M的带宽。　　UMTS核心网是在GSM/GPRS基础上发展起来的全IP骨干网。从逻辑上可分为电路交换域（CS）和分组交换域（PS）。CS域是UMTS的电路交换核心网，用于支持电路数据

3、业务；PS域是UMTS的分组业务核心网，用于支持分组数据业务（GPRS）和一些多媒体业务。在UMTS中，信令控制和数据传输是分离的。　　3　GPRS网络简述　　GPRS是GSM是分组交换领域的延伸，通过在GSM网络上增加网关支持节点GGSN和服务支持节点SGSN提供分组无线服务能力，为用户提供100kbps以上的数据速率，是GSM向第三代移动通信系统平滑过渡的一个重要环节。　　GPRS基站子系统采用与GSM同样的无线调制标准、带宽、跳频规则和TDMA帧结构。而核心网部分采用IP网构架。GPRS核心网对GSM对3G的前向兼容性能够充分保护运营和移动用户的利益。　　4　从GPRS

4、到UMTS的演进过程　　4.1无线接入部分的革命　　UMTS无线接入将用全新的UTRAN（UMTS地面无线接入网）取代现有的GSM/GPRS无线接口，即在一个全新的频段上用更高频谱效率的技术构建网络。UTRAN基本的功能实体是B节点（相当于GSM的BTS）和无线网络控制器RNC（相当于GSM的BSC）。RNC和CN和B节点分别通过Iu和Iub接口连接，不同RNC由Iur接口（在GSM没有对应功能）相连。Iur的出现有其特定于移动性的原因，涉及到软交换和位置更新，在此不作详细表述。RNC内部、Iub、Iu接口采用ATM交换、传输。　　由于为3G无线接入做重新部署需耗费的巨大投资

5、和时间，同时为了使现有的网络资源得到最大限度的利用，比较经济可靠的方法是使GPRS核心网同时支持GPRS和UMTS两种接入方式，在数据业务繁忙地区首先引入UTRAN，业务量少的地方仍然维持GPRS基站子系统。　　4.2　核心网的演进　　（1）核心网演进的两种策略　　GPRS在一定程度上实现了移动IP业务，但在GPRS网络中，话音和分组数据业务分别对应于不同的网络处理节点MSC和GSN，实行话音业务和数据业务分开交换：话音经由MSC由传统的PSTN网处理，而数据则由SGSN进入分组传输网，以IP的方式传送。GPRS核心网将随着第三代系统的引入逐步过渡到以IP为主的骨干网。这个全

6、IP网在提供宽带分组数据业务的同时，以VoIP方式提供语音业务，IP成为语音、数据、信令的统一载体。　　GPRS网络的信令控制和传输不实行分离，而UMTS的网络实体功能在逻辑上可按层次分离，它在IP网上通过构建逻辑独立的信令处理服务器和业务应用服务器用于处理控制信令和业务，实现所谓的“业务/控制/交换”的逻辑分离。　　从GPRS核心网演进到第三代UMTS核心网，有两种策略，即孤岛策略和重叠策略。　　孤岛策略关注演进网络和原有网络的兼容，在升级GPRS核心网的基础上，对GPRS/GSM和UMTS使用相同的交换（MSC）和选路（GSN）机制。孤岛策略体系结构UTRAN从Iu接口接

7、入核心网，GPRS接入网通过Gb接口接入核心网。GPRS网络中的MSC必须增加与UTRAN的Iu接口，同时GSN节点应增加UMTS网络协议的处理能力，在与原有的GPRS　BSS无线接入兼容前提下，实现UTRAN接入。　　这种方案的优点是GPRS网络的操作维护功能（O&M）、服务传输机制、交换站点和系统平台等资源可得到良好的继承，兼容怀和经济性较好。然而它也存在一定的问题：在将新的WCDMA接入技术融合到现有的服务提供网络的同时，网络容量、性能和网络业务增长是否能维持良好的状态尚无法估计。　　重叠法通过现