CDMA網絡演進與聯通業務模式探討

2019-11-03 09:13:25

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供稿：網友

中國聯通技術部標準規范處鄒欣

　　同前幾年業界爭談3G移動通信的火爆局面相比，近幾年關于3G移動通信的宣傳、討論低調和理性了許多。國際上，3G牌照發放受阻，應用市場前景不太明朗，再加上電信行業的發展普遍不景氣，面對這些嚴峻的市場現實，運營商和制造商對第三代移動通信的建設展開了再思考，技術發展戰略也由此變得務實而現實。畢竟3G通信只是為用戶提供了更高的數據速率的技術，它實現數據、話音、圖像的初步結合，人類要實現“3W”全球無縫通信，隨心所欲的高速通信業務的理想還有漫長的路要走。

　　目前在通信業發展處于低谷之時，有關各方也在積極準備、積蓄力量，為3G大規模商用未雨綢繆。國家3G專家組的試驗和評估繼續緊鑼密鼓地進行，國內外設備廠商對3G研發已部分產品化，更重要的是，隨著cdma 1X和GPRS網絡的投入使用，業務的頻繁推出，分組數據業務和用戶得到了催發和培育，這些都為3G移動通信網大規模應用提供了條件。

　　3G技術主要分為cdma2000和WCDMA兩大陣營，本文著重介紹cdma2000的系列技術標準、網絡部署、業務應用以及中國聯通在cdma 1X網上的業務情況。

一、CDMA標準演進

　　高通公司最先將軍用碼分多址通信技術轉化為民用移動通信技術，自確立IS-95空中標準后，為繼續延續兼容性要求，TIA和3GPP2組織陸續推出cdma 1X、EV/DO、EV/DV技術制式，以滿足不斷增長的語音和分組數據服務的需求。

　　cdma 1X引入反向導頻、相干解調、前向快速功控、Turbo碼、分集發射、長交織和輔助導頻等新技術，在IS-95Ａ基礎上極大地提高了系統容量和系統性能，同時由于可支持前后向峰值數據速率達153.6kbit/s和307.2kbit/s的數據業務，業務支持能力有了明顯的提高。1999年3GPP2陸續出版了C.S.0001（IS-2000）系列規范，規定了物理層、MAC層、LAC層、層3信令等空中接口協議。IS-2000的Rel.A、Rel.B兩個版本分別支持153.6kbit/s和307.2kbit/s數據業務。

　　繼cdma 1X推出后，為了提供更高數據速率的技術，高通公司提出HDR（High Data Rate）技術，并作為3GPP2 HRPD（High Rate Packet Data）標準于2000年12月發布了空中接口C.S.0024（IS8560）版本。由于HRPD是專門提供高速數據業務的“DATA ONLY”技術，因此又稱為“EV/DO”。EV/DO可提供前向達2.4Mbit/s，反向153.6Kbit/s的高速數據業務，它不支持話音，也不需要MSC、HLR等設備的再投入。EV/DO對前向鏈路進一步改進，采用時分復用方式，前向實現了全功率發射，同時又在頻段、帶寬、碼片速率、Tubro碼等方面沿用了原1X技術，既提高數據吞吐量，改善了分組域QoS，又充分考慮了平滑升級問題，與1X網絡最大限度設備共享，保護了運營商設備投資。

　　考慮提供更高速率的數據業務支持實時視頻業務的需要，3GPP2在征集多種技術方案的基礎上，最終確定了EV/DV技術標準。在EV/DV Ph1階段，1.25MHz帶寬前向峰值速率可達3.1Mbit/s，反向速率高于1Mbit/s，與WCDMA 5MHz帶寬峰值速率HSDPA的10.8Mbit/s相比擬處于相同的數量級。目前EV/DV空中接口規范C.S.OOOX-C(IS-2000-C)和A接口規范A.S.001X-A(IOS4.3)已發布，計劃今年底發布C.S.000X-D版本空中接口和IOS5.0 A接口規范。EV/DV是同載頻實現話音和數據的技術，可提供高速的實時數據/話音同傳業務。EV/DV可提供快速呼叫建立、通用安全算法、ip多媒體和廣播信道、端到端QoS 保證以及簽約速率等功能。

二、CDMA網絡結構演進

　　1．CDMA IS-95網絡結構

　　傳統的CDMA IS-95A網絡結構除包括基站（BS）、移動交換中心（MSC）、歸屬位置寄存器（HLR）、拜訪位置寄存器(VLR)外，還包括支持智能業務的業務交換點(SSP)、業務控制點(SCP)、智能外設(IP)等設備，此外為提供電路型數據業務還包括消息中心(MC)、短消息實體(SME)、互操作功能（IWF）等網元節點。

　　2．cdma 1X網絡結構

　　IS-95A演進到cdma 1X網絡，其核心網的電路域部分和IS-95保持一致，但為了滿足分組數據業務，僅需新增PCF（分組控制功能）、PDSN（分組數據服務節點）、AAA（認證、授權和計費）和HA（歸屬代理）等分組域網元，增加A8、A9、A10、A11接口處理BSC-PCF和PCF-PDSN之間的業務及信令消息。此外為支持數據業務，還需新建PDE和MPC定位業務和WAP網關等業務平臺設備。

　　3．EV/DO網絡結構

　　EV/DO網絡的接入網AN相當于1X系統中的基站子系統BSS，PCF與原1X的PCF基本作用相同。網絡主要增加SC/MM和接入鑒權兩個功能。其中SC/MM位于AN中。對1X EV/DO Phase 1網絡結構新增接口有：A12、A13接口，它用于無線接入認證和AN間切換時信息的交互。日本KDDI支持EV/DO Phase 2的網絡結構新增了A12、A13、A14、A15、Ax接口。

　　4．EV/DV網絡結構

　　EV-DV網絡結構與1X相同，完全后向兼容1X和IS-95。

　　從IS-95到cdma 1X，再升級到EV/DO和EV/DV來看，cdma2000標準演進十分平滑。升級到cdma 1X網絡時，運營商僅需增加載頻射頻部件和升級軟件，同時構建分組域網絡即可。過渡到EV/DV，網絡結構也基本同1X一致，即使是專項提供數據業務的EV/DO，也僅需增改BTS/BSC，增加AN-AAA，分組域、電路域設備都不需要改動。由此可見，CDMA網絡后向兼容的設計理念使運營商設備的投資受到了最大程度的保護。

三、cdma2000網絡全球應用狀況

　　截止到2003年1季度，全球CDMA用戶達1.5億，其中4400萬為cdma2000用戶。主要分布在亞太的中、日、韓和美洲的美、加、巴西等國家，因此CDMA部署的地區是我國和除歐洲外的主要經貿國家。

　　2000年10月，韓國推出了全球第一個cdma2000 1X網絡，接著在2002年1月28日，又首次推出了商用的cdma2000 EV/DO服務。在韓國運營商帶動下，日本KDDI也于2002年4月提供cdma 1X服務，并于今年春季開通cdma2000 EV/DO實驗網。迄今為止全球共有47家1X網絡投入商用和21個網絡即將部署。而EV/DO網絡也開通了4家，此外還有3家實驗網絡。

　　CDMA網絡主要提供WAP瀏覽、定位業務、電子郵件、java應用程序下載、BREW程序下載、視頻業務、電子交易類業務。隨著人們對移動數據業務需求的迅猛增長，移動數據業務的滲透率日益提高。CDMA數據業務占業務收入比重逐步提高，同時也為ARPU值的提高做出了重大貢獻。

　　在日本KDDI和韓國SKT、KTF、LGT等運營商cdma2000大量商用的同時，歐洲運營商紛紛調低WCDMA商用預期，WCDMA和cdma 2000在最初的3G商用化競爭中，在網絡部署、用戶數量還是支持服務方面，cdma 2000都略好于WCDMA。以日本為例，NTTDoCoMo于2001年10月推出名為“FOMA”的3G商用化服務，其用戶數量增長速度緩慢，截至到2002年10月僅發展了14萬用戶。與此相對照，KDDI于2002年3月推出cdma 2000商用網絡，到2002年9月，其3G服務用戶增加到250萬。

四、中國聯通業務開展模式

　　中國聯通經過三期網絡建設，cdma1X容量將由3500萬增至5000萬，同時CDMA用戶量也高于1000萬。在IS-95網絡上中國聯通已提供補充業務，包括短信等低速電路型數據業務以及VPN、預付費等智能業務。在此基礎上，2003年3月中國聯通又整體推出了cdma 1X網絡所支持的業務，主要有WAP瀏覽、多媒體郵件、BREW/JAVA軟件下載、定位服務、短消息收發、無線上網卡等業務。聯通新時空推出統一的CDMA無線數據業務“聯通無限(U-Max)”品牌，憑借1X網絡無可比擬的高速數據傳輸優勢傾力推出“彩e”、“互動世界”、“神奇寶典”、“掌中寬帶”、“定位之星”及“聯通在信”等嶄新服務，為用戶提供溝通和娛樂體驗，從而大大地豐富了CDMA網絡的業務。

　　“聯通無限(U-Max)”品牌旗下分別提供如下服務：“彩E”使手機除了發送短信，還能發送圖片、音樂、視頻、動漫等多媒體信息，并可以同電子郵箱通信、支持5000漢字以內的長文本和多媒體附件互傳；“掌中寬帶”可以借助手機實現隨時隨地的高速無線上網；“互動視界”可以用手機進行“一鍵上網”；“神奇寶典”可從網上下載各種應用軟件，實現手機升級；“定位之星”提供位置查詢、交通導航、找朋友等位置服務，靠手機即可精確定位，精確度可達5至50米。

　　從CDMA技術標準提出到網絡部署，由國際上業務應用和中國聯通的網上服務可見，CDMA系列技術具有平滑的過渡，后向兼容的網絡設計，穩定而成熟的標準，豐富的業務提供能力以及低廉的升級投資等特點，這些特征將會吸引越來越多的運營商考慮使用CDMA部署3G移動通信網絡。

----《通信世界》