1.2 3G高速数据无线传输系统结构比较
1.2.1 系统网络结构
1.cdma2000-1x EV-DO系统网络结构
从网络结构上看,cdma2000-1x EV-DO与cdma2000-1x基本一致,两者的主要差异在于cdma2000-1x EV-DO作为数据业务专用网络,不支持电路型语音业务,因而不存在电路核心网。cdma2000-1x EV-DO的网络结构比较简单,系统仅由MS/AT、AN、AN AAA、PCF、PDSN和AAA等设备构成。cdma2000-1x EV-DO采用基于IP网的结构,不需要ANSI 41的核心网结构。设备接口方面主要包括空中接口、A8/A9接口、A10/A11接口、A12/A13接口。其中A8/A9、A10/A11接口的功能与cdma2000-1x相同,A10/A11是无线接入网和分组核心网之间的开放接口,A10用于传输PCF和PDSN之间的用户业务。A12、A13接口是新增加的,A12接口连接源AN与AN AAA,只传送信令,主要完成AN级的认证功能,同时AN AAA向AN返回AT在A8/A9、A10/A11接口需要使用的MN ID(IMSI)。A13接口也是信令接口,主要用于不同AN间切换时AT相关信息的交换。图1-2给出了cdma2000-1x EV-DO系统的组网结构。
图1-2 cdma2000-1x EV-DO系统结构框图
cdma2000-1x EV-DO网络可以看作多个逻辑实体及其相关接口的组合。逻辑实体表示某种功能或功能集合,与实现方式无关。不同逻辑实体之间通过接口相连并通过接口协议进行通信,接口协议定义了与之相连的逻辑实体之间进行通信的规则和信令集合。由此来划分,它由分组核心网(Packet Core Network,PCN)、无线接入网(Radio Access Network,RAN)和接入终端(Access Terminal,AT)三部分组成。PCN通过Pi接口与外部IP网络(如因特网)相连,Pi接口在IS-835标准中定义;RAN通过A接口与PCN相连,A接口在IS-878标准中定义;AT通过空中接口或Um接口与RAN相连,Um接口在IS-856标准中定义。
2.UMTS系统网络结构
UMTS(通用移动通信系统)是采用WCDMA空中接口技术的第三代移动通信系统。通常也把UMTS系统称为WCDMA通信系统。UMTS系统采用了与第二代移动通信系统类似的结构,包括无线接入网络(Radio Access Network,RAN)和核心网络(Core Network,CN)。其中无线接入网络处理所有与无线有关的功能,而CN处理UMTS系统内所有的话音呼叫和数据连接,并实现与外部网络的交换和路由功能。CN从逻辑上分为电路交换域(Circuit Switched Domain,CSD)和分组交换域(Packet Switched Domain,PSD)。UTRAN、CN与用户设备(User Equipment,UE)一起构成了整个UMTS系统,其系统结构如图1-3所示。
图1-3 UMTS的系统结构
从3GPP R99标准的角度来看,UMTS的陆地无线接入网络由全新的协议构成,其设计基于WCDMA无线技术。而CN则采用了GSM/GPRS的定义,这样可以实现网络的平滑过渡。此外在第三代网络建设的初期可以实现全球漫游。UMTS系统网络构成如图1-4所示。
图1-4 UMTS系统网络构成示意图
从图1-4的UMTS系统网络构成示意图中可以看出,UMTS系统的网络单元包括如下三部分:
(1)UE(User Equipment)
UE是用户终端设备,它主要包括射频处理单元、基带处理单元、协议栈模块以及应用层软件模块等。UE包括两部分:ME(Mobile Equipment),提供应用和服务;USIM(UMTS Subsriber Module),提供用户身份识别。
(2)UTRAN(UMTS Terrestrial Radio Access Network)
UTRAN,即陆地无线接入网,分为基站(Node B)和无线网络控制器(RNC)两部分。Node B是WCDMA系统的基站(即无线收发信机),包括无线收发信机和基带处理部件。通过标准的Iub接口和RNC互连,主要完成Uu接口物理层协议的处理。RNC是无线网络控制器,主要完成连接建立和断开、切换、宏分集合并、无线资源管理控制等功能。
(3)CN(Core Network)
CN,即核心网络,负责与其他网络的连接和对UE的通信和管理。它主要有以下功能节点。
● MSC/VLR是WCDMA核心网CS域功能节点;
● GMSC是WCDMA移动网CS域与外部网络之间的网关节点;
● SGSN(服务GPRS支持节点)是WCDMA核心网PS域功能节点;
● GGSN(网关GPRS支持节点)是WCDMA核心网PS域功能节点;
● HLR(归属位置寄存器)是WCDMA核心网CS域和PS域共有的功能节点。
TD-SCDMA的网络结构与UMTS没有大的差别,而TD-SCDMA、WCDMA、cdma2000三者系统的主要区别主要在物理层和关键技术上。