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标题: 下一代GSM移动通信概述 [打印本页]

作者: admin 时间: 2014-10-13 13:34
标题: 下一代GSM移动通信概述
现代无线通信技术的飞速发展和丰富的业务运营模式给移动通信网络注入新鲜活力。在全球无线网络亟待变革的今天，对拥有83％移动用户的GSM网络而言，移动通信网络升级换代的焦点最终归结到GSM网络的升级换代问题上。到目前为止没有任何一种通信技术能像GSM技术这样深入人们的生活，并对全球经济和社会产生深刻影响。伴随着产业技术的进步和应用业务的体验浪潮，GSM网络内涵也已经不再停留在传统2G网络概念。

对绝大多数GSM运营商而言，未来他们会获得哪种技术的运营牌照、在哪个频段、以多少带宽以及采取什么业务经营模式，也许还难以确定。与此同时，现有GSM网络由于用户的快速发展急需扩容和升级；即便新技术出现后，原有GSM网络设备该如何升级和演进也是运营商在建设GSM网络时面临的难题。中兴通讯聚焦客户需求，着眼未来、持续创新，积极倡导NG-GSM下一代GSM移动通信理念。NG-GSM网络发展理念将为运营商提供清晰的设备升级和网络演进路线，实现投资保护和盈利能力提升的最大保障。

一、GSM移动通信市场发展现状

GSM1982年开始成为欧洲电信标准，1992年规模商用，截至2007年12月31日的16年里，GSM实现签约用户24 亿，占总体移动用户的83%以上，第二个10亿用户的增长仅用2年半就得以实现。现在，全球已有256个国家共758个GSM商用网在运行，每天正以152万用户的速度快速增长。到2010年全球GSM用户将达30亿，可以说，到2010之前GSM/EDGE技术仍将主导移动通信基础设施市场。

从GPRS和EDGE技术看，EDGE标准自从2000年发布以来，已经发展到EDGE第二阶段(包含于3GPP Release 4/5)，即GERAN（GSM EDGE Radio Access Network）。从无线口上的数据传输速率、链路质量控制、QoS到综合业务的承载能力等各方面来看，GERAN已经具备大部分3G通信技术的特征。并且，由于EDGE仅需要在现有的GSM网络上进行软件升级或更换部分载频就可以提供80% ITU规范的3G业务，因此升级成本相对较低。并且，从3GPP R7版本协议发展看，GSM—GPRS—EDGE—Enhanced EDGE—EDGE LTE的演进路线也逐步清晰，为EDGE网络未来发展提供了必要的规范基础。目前，EDGE/GERAN网络已经被普遍接受作为3G网络无缝覆盖的必需补充，并在世界范围得到广泛部署。全球70%以上的GPRS网络已经或者宣布要演进到EDGE网络。全球EDGE网络从2003年的19个增长到2007年6月的287个。

与此同时， HSPA、TD-SCDMA、CDMA2000和WiMAX网络也在加速部署。尤其在西欧地区，HSPA用户呈跨越式发展。在亚洲区，中国移动TD-SCDMA网络的规模部署对周边国家和区域辐射作用明显，也具备相当的世界影响力。TD-SCDMA网络已经在非洲区域实现商用。虽然部分CDMA网络运营商转向CDMA/GSM双网并存运营，但CDMA2000的用户发展仍然迅速，扩容合同数量和网络规模持续增长。此外，2007年WiMAX正式成为3G标准之一，加速了移动和固网运营商对WiMAX牌照的期待和实验网络的部署。

概括而言，2007年GSM网络以其低成本、用户多、清晰的演进路线等优势持续快速发展。但多种移动宽带技术的标准化和快速商用部署，也使GSM网络发展面临新的机遇和挑战。

二、全球GSM网络发展趋势

到目前为止，已经实现规模商用的RAN标准有GSM/GPRS/EDGE、CDMA/CDMA2000、WCDMA/HSPA、TD-SCDMA和WiMAX等。加上2009年达到商用水平的Enhanced EDGE和LTE技术等，未来的RAN将是多标准长期共存，并按照各自路径演进的格局。但是在一定时期内，各标准的成熟程度、技术优势及对各种业务的支持能力都不相同。为了业务发展的需要，运营商一方面升级原有的网络，另一方面可能会在原有的网络上叠加一个新型网络，组成一个无线集成网络，如GSM/EDGE/WCDMA、WCDMA/WLAN、EDGE/DVB-T或EDGE/WiMAX等集成网络。由于GSM持续占据市场主导地位并不断演进，考虑到对现有庞大GSM网络的投资保护和用户习惯，在可预见的10年内，未来的移动网络是一个以GSM为基础，叠加多种无线制式的无缝融合网络。因此，融合网络将是未来移动网络的发展趋势。从这一趋势来看，未来无线接入网络将更加复杂。

此外，随着运营商的资本整合和业务发展，移动固网融合（FMC）已经成为移动网络发展的必然趋势。从FMC的成因看，业务融合是网络融合的真正驱动力。今天移动网络所提供的内容正在从文本转变为图片和视频等多媒体形式。人们越来越习惯通过QQ、MSN、Skype聊天，通过eBay购物，通过Google搜索，通过iTunes下载音乐，他们对带宽的要求越来越高，无论固定宽带网络还是无线宽带网络都需要为用户提供更高的带宽。用户需要基于IP的业务，推动了网络的IP化发展。传统的Internet应用本身都是基于IP的应用，随着GSM、3G等移动网络的迅猛发展，移动设备的IP化将是不可阻挡的趋势。宏观上看，BSS IP化适应网络演进，对保护运营商网络投资具有战略意义。微观上看，BSS IP化可以在核心网已经IP化的现状下，从节省TC、节省传输、可靠灵活组网、资源利用率最大化和提高服务质量等方面给运营商带来巨大的价值。因此，IP应用急需移动化，移动网络也需要IP化，IP化是移动网络演进的必备条件，这种发展趋势不是某个运营商和设备商能够引导和控制的。

GSM网络发展的终极目标是为全人类提供无障碍的自由移动通信。这个目标决定GSM网络不仅要具备融合和平滑演进的特征，还需满足更低TCO、快速实施、更高效应用和更可持续发展等特性。因此，运营商在建设GSM网络时，根据不同的应用场景，对网络提出高效传输、提高频谱利用率和节能环保等要求。在资源逐渐紧张的社会发展进程中，对一切资源的高效利用成为GSM网络设计和发展的必然趋势。

技术的快速进步和现实的传统网络永远是一个需要妥协的矛盾，对原有投资的保护和对新技术的平滑支持是必须得到满足的需求。对于移动运营商来说，所面对的一方面是GSM网络持续快速扩容的压力和面临多种3G无线技术选择、技术竞争不足和投资回报风险，而另一方面是发展壮大原有网络、面向未来的战略诉求，以奠定网络持续发展的基石。因此，运营商需要更高效、融合和能够平滑演进的解决方案。

三、聚焦NG-GSM下一代移动通信

移动网络的升级演进最终聚焦为GSM网络如何升级演进的问题。综上分析，新一代的GSM网络即NG-GSM（Next Generation GSM）的关键构成要素已经具备，概括为以下四点。

首先，下一代GSM网络能完成对资源，主要包括无线资源、传输资源和能源资源，的全动态分配和调度，是智能高效的GSM网络。这里涵盖若干关键技术，比如频谱增强利用技术、新型信道分配算法、资源池（POOL）和智能功率控制技术等。该特征是GSM网络继续经济、便捷地为全人类提供优质且可持续发展服务的首要保证。

第二点是软件无线电特征。传统意义上采用不同技术的网络是通过不同硬件设备实现的。这样实现的代价高昂，阻碍了新技术的应用步伐，也同样阻碍了原有技术设备投资的持续利用。下一代GSM网络设备能通过真正的统一硬件平台实现多种无线技术，如Enhanced EDGE、UMTS、WiMAX和LTE等的平滑融合和演进，保护原有投资的同时灵活面向未来。

第三点是IP化特征，即通信设备和传输设备的协议和承载IP化，包括内部交换和外部传输。业务发展驱动网络发展，固网移动融合是全球移动通信网络的发展方向。移动通信网络的IP化不是单纯在承载层面实现IP化，而是协议体系和交换机制都基于IP分组架构。

第四点是定制化特征。下一代GSM网络设备物理形态具备模块化和小型化特点，物理接口、功能模块和软件选择丰富多样，容量、体积大小和特性具备明显的定制化特征。定制化特征是无线接入网络融入多种应用场景和灵活升级演进的重要前提。

事实上西欧高端运营商如法电等虽然早就部署了UMTS网络并升级到HSPA，但是对原有GSM网络的升级一直在进行，例如IP化改造和支持EDGE等。可见，新技术的产生不会在短期内取代拥有庞大网络分布的GSM技术。下一代GSM网络为GSM网络演进的多种可能路径提供了硬件和软件基础，实现提升原有网络质量和最大化保护原有投资的节能环保演进方案。GSM网络将根据不同的地区和应用环境，沿着某种运营模式和路线演进和发展。增强型EDGE技术、UMTS和LTE只是为下一代GSM网络升级提供了其中某一种可能。

四、中兴通讯NG-GSM下一代移动通信解决方案

2006年—2007年，中兴通讯在下一代GSM网络开发上投入了强大的研发力量，聚焦未来、持续创新、具备多项NG-GSM核心技术和独特竞争力产品。

在研发高效智能GSM网络方面，中兴通讯于2007年首先提出GSM智能基带池概念，并将资源池的POOL理念应用于分组数据业务机制和TC编解码单元等多个处理模块的资源调配机制，提升系统资源利用率30％以上。此外，中兴通讯在节能核心技术方面处业界领先。中兴通讯将话务优先级分配与载频智能下电技术相结合，采用智能功控系列技术，大幅降低基站的24小时平均功耗。对S666站型，以24小时内1/3时间满负荷，1/3时间50%负荷，1/3时间25%负荷的话务分布为例，采用智能功控技术后节省电力消耗40％以上。并且，智能功控技术激活时间段、话务量统计时间粒度以及上下电的高低门限值均可在后台设置，运营商可根据实际话务分布情况灵活控制。此外，中兴通讯的室外站太阳能供电、传输复用比提升、AMR语音增强、按时隙调配信道、自动频率分配、TrFO和Flex等关键技术实现NG-GSM网络高效智能资源分配。

在软件无线电技术研发上，中兴通讯2008年推出规模商用版软件无线电SDR多载波系列基站。采用统一硬件平台的SDR多载波基站可实现

GSM/EDGE/Enhanced EDGE/UMTS/CDMA/WiMAX的无缝融合和未来向LTE的平滑演进，是NG-GSM网络的硬件核心技术。中兴通讯在SDR方面已获得多项研发专利，尤其在功放效率和无线资源管理等关键技术上。同时，中兴通讯GSM基站控制器iBSC与UMTS RNC采用相同硬件平台，支持各种移动技术平滑升级演进，可与RNC、UNC等AP控制器融合成统一物理网元，兼容多种授权无线接入技术（GSM/EDGE/WCDMA/TD-SCDMA等）和非授权无线接入（WiFi、WiMAX）。

此外，中兴通讯GSM IP产品在2007年已经实现全球规模商用。中兴通讯于2003年研究开发IP统一硬件架构平台，IP核心网产品早在2004年已经实现商用。在IP化方面，目前中国的GSM网络已经基本完成了核心网的IP化改造，在此基础上，GSM网络的IP化需要通过BSS的IP化得以最终实现。在IP BSS应用方面，目前已在全球20多个国家规模商用的ZXG10 iBSC的硬件架构即基于中兴通讯全IP统一平台。它与中兴V3核心网产品、IMS和RNC等产品采用完全相同的硬件架构，共享机架、机框和17种单板。该iBSC支持Abis/Gb/A over IP。除了基站控制器，GSM系列宏基站均支持FE接口。另外，中兴通讯还推出一款轻薄型IP微微基站，相当于一本书大小、重量仅2kg。该基站采用Abis over IP技术，提供以太网和ADSL接口，可直接采用网线或ADSL电话线连接，通过公网Internet与iBSC建立连接实现通信。中兴通讯独有的自内而外全IP分组软交换架构和系列产品真正在无线接入层实现FMC。

与此同时，中兴通讯在下一代GSM网络产品中设计了丰富的定制模块，如IP微微基站S8001根据家庭、企业和公共场所不同，提供WiFi接入、无线网关、以太网和ADSL接口可选功能；模块化基站M8206提供太阳能供电、60W高功放广覆盖和IP连接等可选功能；基站控制器根据组网结构和传输资源情况，可提供BSCplus、uBSC等解决方案。这些定制功能通过在现有设备基础上进行简单硬件和软件组合升级即可实现，为下一代GSM网络深入渗透覆盖、提供丰富的业务应用和平滑演进提供技术保证。

五、结束语

2008年，UMTS和WiMAX商用步伐加快，LTE技术的发展也会成为热点。但对绝大多数GSM运营商而言，拥有庞大用户群的GSM网络如何扩容升级、平滑融合演进并可持续发展仍将是移动网络发展讨论的核心主题。经过2006年技术研发储备期和2007年预商用试验期，NG-GSM下一代网络诸多关键技术开始进入成熟应用阶段。2008年将是值得期待的软件无线电和无线IP接入应用年。伴随着智能动态分配技术的发展和应用，以及业务驱动的定制功能的开发，NG-GSM下一代GSM网络将如一朵新生奇葩，在新技术不断涌现的移动通信领域灿烂盛开。

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