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简述移动通信的演变范文1
【关键词】WCDMA；无线网络；优化；应用
随着经济社会的不断发展，我国的移动通信技术发展迅速，互联网技术已经渗透到我国社会的各个层面，以WCDMA无线网络技术为核心的无线通信网络目前已经得到广泛的应用和发展，人们对无线网络通信系统的要求越来越高，以致越来越多人开始研究其优化和发展，以使其能够满足用户和市场发展的需求。WCDMA无线网络技术是由3GPP依据GSM MAP核心网而制定的第三代无线通讯技术，其在现阶段无线通信市场中占据非常重要的地位。
一、WCDMA的原理
1、WCDMA技术的概述
现阶段，WCDMA技术标准是我国也是全世界范围内应用最为广泛、拥有最丰富终端种类的3G标准，在3G通信市场中占有非常重要的地位，它首先是由第三代合作伙伴计划组织提出的。WCDMA是由码分多址（CDMA）演变而来的一种国际电信联盟（ITU）标准，相比于其他通信技术，它具有容量高、功耗低、数据传输速度快、频谱效率高和成本低等特点。WCDMA的码片速率可达到3.84Mcps，载波带宽为5MHz，它主要以直接序列扩频码分多址、频分双工等方式为主。移动设备之间的数据、语音、图像、以及视频等通信过程都可以通过WCDMA得到实现，并且其速率在局域网内可达到2Mb/s，在宽带网内能够达到384Kb/s。
2、WCDMA技术的优势
（1）具有较大的系统容量。系统容量指的是系统能够提供的能够容纳的最多用户数量。相比通信市场其他技术，WCDMA具有较大的系统容量，这主要是由于其宽带网络的属性以及抗衰落能力强、功率快等特点决定的。相比于传统的2G网络技术，系统容量的增大就意味着使用WCDMA网络的成本大幅较低。
（2）具有多样化的业务类型。相比传统的移动通讯技术，WCDMA技术的业务类型更加多样化，这就决定了其为用户提供的服务种类也同样具有多样化的特点。业务种类依据接入核心网络的连接域的差异性可以分为CS域业务和PS域业务两种类型。基本语音通话业务、CS域短信业务、CS域智能网业务都属于CS域业务类型，而PS域短信业务、QQ聊天、视频通话、游戏、电子邮件、网页浏览、视频观看等都属于PS域业务类型。除此之外，WCDMA网络具有更强的兼容性，能够为用户提供多项业务同时进行的服务，如用户可以同时使用语音业务和数据业务。
（3）具有较高的数据传输速率。第二代移动通信系统提供给人们的主要是语音业务和短信业务，作为辅助业务的数据业务，其传输速率最大仅能达到384Kbps，而随着网络技术的深入发展，人们对于移动通信系统提出了更高的要求，第三代移动通信系统应用而生，WCDMA网络的出现使数据业务成为其主导业务，其传输速率最高可达2Mbps，同时它还支持数据在快速或者缓慢的环境下传输，其传输速率分别能达到144Kpbs和384Kbps，并且数据传输业务和语音通话业务等能够同时进行，在很大程度上满足了人们对现代移动通信系统的需求。
（4）具有较高的无线传输质量。在无线传输过程中容易出现频率选择性衰落和多径衰落的现象，导致无线传输质量较差。而WCDMA通信技术的出现，在一定程度上避免了类似问题的发生，其利用分集技术进行无线传输，提高了无线传输的质量。此外，WCDMA所拥有的5MHz的带宽，使其多径接受处理能力得到提升，满足了接收机分离多径分量的要求，有效避免了频率选择性衰落和多径衰落现象的发展，从而使传输信号的质量得到了保障。
二、WCDMA无线网络技术的发展现状及存在问题
相比国外许多国家，我国对WCDMA无线网络技术优化的研究还处于初级阶段，相对比较落后，在很大程度上阻碍了我国无线网络技术以及网络优化软件的发展。现阶段，随着网络通讯技术的深入发展，我国已经认识到无线网络技术优化的重要意义，并开始加强研究力度，尽管取得了一些成果，但在优化的过程中也暴露出了很多问题。
第一，自动化程度较低。这是由于WCDMA无线网络技术在我国的起步较晚，加之我国对网络优化理论的引入落后于国外一些国家，在使用网络优化软件的过程中，缺乏经验和运营的历史数据，导致我国网络优化软件的使用多是人工控制。
第二，我国现阶段对无线网络的优化多是孤立进行的，缺乏对其进行全面整体的分析，导致优化后的无线网络功能较为单一，具有片面性。第三，分析数据的效率较低。这主要是因为我国现阶段的网络优化技术较为落后，数据无法实现共享，导致网络优化的重心存在于数据处理上，阻碍了我国无线网络技术优化的发展进程。
三、WCDMA无线网络优化的措施
依据近年来对WCDMA无线网络技术及其优化研究的成果，提出了以下几点具体的优化措施：
1、系统界面有待简单化
我国现存的系统优化软件的界面都比较复杂，界面查询过程中的参数过于专业化，要进行较多步骤才能最终得出查询结果，一般用户很难理解并进行使用。针对这种现象，在进行无线网络优化的过程中，要将系统界面简单化，方便用户的操作和使用，使优化的周期大大缩短，以确保无线网络系统的正常运行。
2、系统的稳定性有待提高
无线网络系统的稳定性增强了，才能确保系统的查询速度得到提升。现阶段，我国无线网络系统在查询过程中的最小查询时间粒度较短，这样虽然使导入数据更加快捷方便，但是在很大程度上影响了整体的查询速度。因此，在进行WCDMA无线网络优化的过程中，频率高低时间粒度必须要以用户的实际需求为依据进行选择，以缩短系统查询的时间[4]。与此同时，要严格检查和测试软件的设计构架，避免突发状况的发生，即使产生突发状况也能在最短的时间内对问题进行定位并解决，从根本上提升无线网络系统的稳定性。
3、覆盖范围有待拓宽
第一，室内覆盖有待于优化。首先对室内的实际覆盖情况进行分析，避免出现系统受干扰或者覆盖受限制的情况；其次要加强对室内的信号分布，尤其是室内信号分布系统所使用的多种设备有待于加强，如可以使用微蜂窝天馈系统，以增加室内的话务量、提高信号的质量。第二，公路覆盖有待于优化。随着无线通信技术的深入发展，用户对无线通信系统提出了更高的要求，尤其是在无线覆盖的范围方面，为了满足用户的这一需求，就要不断优化无线网络的公路覆盖，公路覆盖的优化可以通过使用智能天线或者新建覆盖点实现。
四、WCDMA无线网络技术的应用前景
现阶段，我国的经济快速发展，科技不断进步，通信技术趋于向移动化方向发展，并处于由单一语音业务向多种移动数据业务转换的过程中，以满足人们对无线通信技术的需求。第三代移动通信系统一经引入我国，就迅速得到广泛应用和快速发展，这是由它自身所具备的速率高、质量好、业务多的特点所决定的。尤其是WCDMA无线网络技术作为第三代移动通信系统的核心，加之其良好的兼容性，使其逐渐成为近年来人们研究的重点和热点问题。为了确保WCDMA网络系统的长期发展，为了满足逐年递增的用户数量，为了适应网络环境的复杂化，就必须要对第三代移动通信系统，尤其是WCDMA无线网络系统进行优化，不断提升无线通信的质量和范围，只有这样才能跟得上无线网络技术发展的步伐。相信未来的无线网络技术能有更加广泛的应用，无线网络优化工作也必将取得更加显著的成果。
参考文献：
[1]张日新.浅谈WCDMA无线网络建设[J].科技创新与应用，2012（5）.
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【关键词】IMS2G/3G共号码域选择
1 IMS共号码背景
1.1 共号码问题的提出
共号码的概念由来已久,随着IMS网络的引入,共号码即成了热点研究课题。简单说,共号码是在运营商存在多张核心网络时,共享同一套码号系统,相同的码号可以同时或分别在多张核心网驻留。共号码既解决了运营商码号资源紧张的问题,又保留了用户的常用码号,对于运营商保有原有的2G/3G用户群具有极为重要的意义。
(1)广义的共号码概念
广义的共号码是指当IMS网络和PSTN、2G/3G核心网络并存时,手机用户或固定用户在不换号的情况下同时签约IMS和现有PSTN、2G/3G核心网络,双网同时在线或单网在线。广义的共号码不强制要求用户终端插SIM、USIM或ISIM卡。
(2)狭义的共号码概念
狭义的共号码是指当IMS网络和2G/3G核心网络并存时,现有手机用户同时签约CS和IMS,使用同一个E.164号码。用户既可以接入IMS域使用IMS业务,也可以接入CS域使用CS业务。用户可以双网同时在线或单网在线。狭义的共号码要求用户终端插SIM、USIM或ISIM卡。
在IMS商用初期,IMS网络与2G/3G核心网相对独立保持互通关系。若两张网络采用独立的用户编码计划,则通过码号即可判断路由走向,进而提供相应业务。但此种方式将改变用户的使用习惯,对未来融合业务的开展也具有不利的影响。所以,中国移动需要可支持策略选网的共号码方案,如图1所示:
图1 共号码概念图
本文所论述的共号码方案主要指狭义共号码概念下的解决方案。
1.2 共号码的意义
共号码将为移动运营商在以下方面带来重要的战略意义和实际意义:
(1)增强用户粘性
可以使运营商保有的2G/3G用户,不换号而直接使用IMS业务,原有用户平滑演变成IMS用户。
(2)提高用户体验
IMS业务具有宽带、多媒体等新的业务特性,而现有的2G/3G网络经过多年的优化,能为用户提供高质量的话音业务。共号码特性的引入,使得用户可以基于一定策略来选择IMS或者2G/3G来提供业务,从而能够有机地结合两张网络的优势,为用户提供更新更好的业务体验。例如:当用户在宽带接入环境下,可选择接入IMS网络进行多媒体视频通话;而当用户走出宽带覆盖时,则可选择接入2G网络进行高质量的话音通话。
(3)优化网络调度
IMS和2G/3G在相当长的一段时间内都将并存。共号码的特性使得运营商能够按照一定策略,选择将用户路由到IMS或是2G/3G网络来进行处理,实现两网之间的灵活调度。在IMS引入初期,大部分业务仍在2G/3G网络处理;随着2G/3G网络逐渐萎缩,可逐步将业务量转移到IMS网络来承担,从而实现平滑的网络演进。
(4)节省号码资源
长远来看,号码资源将越来越宝贵和紧张,如果能为用户在IMS网络和2G/3G网络中提供同一个号码,将大大提高号码资源的利用率。
由此可见,共号码特性对于移动运营商的用户发展、网络演进、业务开展等诸多方面都具有重要的积极作用,也有利于移动运营商向综合业务服务提供商的目标持续迈进。
2 共号码应用需求分析
2.1 共号码业务需求
由于目前2G/3G的CS域主要提供话音和短信、彩信业务,考虑到业务的相似性和可替代性,CS域的话音业务与IMS域的话音业务存在共号码用户的域选择问题,同时消息类业务也存在类似的域选择问题。而2G/3G的PS域主要提供IP承载能力,并不直接提供业务,与IMS域不存在共号码用户的业务选择问题。
2.2 共号码应用场景分析
现有技术中,核心网CS域与IMS域之间互通网络架构如图2所示,CS域的终端呼叫IMS域的终端将由MGCF实现互通。
图2 现有技术中CS域与IMS域通信的系统框图
而共号码的复杂之处在于,IMS本身具有与接入无关特性,用户通过任何IP连接方式都可接入IMS。因此,IMS用户可能会使用不同形态的终端和卡,IMS用户与2G/3G用户共号码时也会存在多种应用场景。以下将基于“卡”和“终端”这两个基本元素综合分析。
(1)卡
共用:用户使用同一张SIM或USIM卡接入IMS和2G/3G网络(暂不考虑ISIM卡)。
不共用:用户分别使用两张SIM或USIM卡接入IMS网络和2G/3G网络(暂不考虑ISIM卡)。
(2)终端
共用:用户使用同一个终端(即IMS+2G/3G双模终端)接入IMS和2G/3G网络。根据接入IMS网络时接入方式的不同,又可分为两类不同的双模终端:通过2G/3G网络PS域接入IMS的双模终端,即手机安装IMS客户端;通过其他宽带接入方式接入IMS的双模终端,如安装了IMS客户端支持WLAN的手机,用户通过WLAN接入IMS网络。
不共用:用户分别使用不同的终端来接入IMS和2G/3G网络。当接入2G/3G网络时,使用2G/3G手机终端;当接入IMS时,使用IMS终端,如手机客户端、PC客户端、SIP硬终端等。
综上可得出几种可能存在的应用场景,如表1所示。
继而我们可以梳理出共号码在单终端和多终端情形下,可能存在的8种应用场景,如图3所示。
3 号码方案介绍
3.1 共号码两种在线模式
(1)单待模式用
户只在2G/3G CS域和IMS域一个网络中激活,不会同时在两个域中激活和使用业务;
(2)双待模式
用户在2G/3G CS域和IMS域两个网络中同时激活,并可根据一定策略,选择其中一个网络使用业务。
针对上述8种可能的应用场景,共号码方案应能在架构统一的方式下,灵活处理用户单待和双待两种模式。
3.2 共号码方案架构
共号码方案架构如图4所示,其关键在于以下几方面:
(1)在IMS域新增话音业务域选择服务器和消息域选择服务器以及策略数据库;
(2)HSS与HLR之间有互操作接口;
(3)短信中心与消息域选择服务器连接;
(4)智能网SCP增加锚定操作。
因共号码方案涉及业务融合和用户数据融合等多方面因素,本方案流程介绍仅作为优选方案进行说明,具体实施方案还需参考多方因素最终确定。
3.3 共号码语音解决方案
(1)单待模式语音解决方案
该类业务主要针对用户保留手机卡,插入其他终端进行鉴权和使用业务的情况。方案要点如下:
用户在CS域附着时,业务仍在CS域触发,用户位置更新成功后,无需在IMS域更新用户状态;
用户在IMS域注册时,CSCF需向域选择服务器发起第三方注册,以告知用户注册状态;
域选择服务器能及时通知HSS,此用户为共号码用户;
HSS需向HLR发起用户位置更新请求,并在HLR中增加IMS互通点MGCF的路由信息,说明此用户共号码属性(或者也可填入MGCF的MSRN号);
域选择服务器在去往CS域接续共号码用户时,需添加路由前缀。
(2)关键流程举例
CS域用户呼叫IMS域共号码用户(流程如图5所示)
IMS域用户呼叫CS域共号码用户(流程如图6所示)
(3)双待模式语音解决方案
双待模式方案中,用户可能存在多款终端,可以实现类似一号通的同振或顺振业务,也可实现基于策略选网的单域接听业务。方案要点如下:
共号码用户的所有业务都回到IMS域进行业务触发;
SCP需增加共号码用户属性,指示业务请求重定向到IMS域;
HLR需能向域选择服务器通知用户在CS域注册的信息;
域选择服务器在去往CS域接续共号码用户时,需添加路由前缀。
3.4共号码消息解决方案
(1)CS域收到向共号码用户发送的消息
CS域短消息中心(SMC)向HLR查询得到“消息域选择AS/消息AS/消息网关”的地址,然后将消息转交给“消息域选择AS/消息AS/消息网关”,由它执行域选择功能。
如果选择在CS域接收消息,“消息域选择AS/消息AS/消息网关”查询HLR获得用户所在的MSC地址,向被叫MSC Server转发消息。
如果选择在IMS域接收消息,“消息域选择AS/消息AS/消息网关”对消息进行转换,并发送到被叫S-CSCF。
(2)IMS域收到向共号码用户发送的消息
被叫S-CSCF收到消息后,通过iFC触发到“消息域选择AS/消息AS/消息网关”,“消息域选择AS/消息AS/消息网关”收到消息后执行域选择功能。
如果选择在CS域接收消息,“消息域选择AS/消息AS/消息网关”对消息进行转换,向被叫MSC Server转发消息。
如果选择在IMS域接收消息,“消息域选择AS/消息AS/消息网关”根据消息类型对消息进行转换,将消息发送UE。
4 结束语
本文分析了移动运营商引入IMS后,必须面对的共号码问题,并说明了IMS与2G/3G CS域的语音及消息类共号码解决方案。共号码对于移动运营商的用户发展、网络演进、业务开展等诸多方面都具有积极作用,对运营商向综合业务提供商迈进也具有十分重要的战略意义。
参考文献
[1]3GPP TS 23.228. IP Multimedia Subsystem(IMS) (V9.0.0)[S]. 2009.
[2]3GPP TS 24.229. IP multimedia call control protocol based on Session Initiation Protocol(SIP) and Session Description Protocol(SDP)(V9.0.0)[S]. 2009.
[3]3GPP TS 23.206. Voice Call Continuity(VCC)between Circuit Switched(CS)and IP Multimedia Subsystem(IMS)[S]. 2007.
[4]J Rosenberg,H Schulzrinne,etc. SIP:Session Initiation Protocol[R]. RFC 3261,Internet Engineering Task Force,June 2002.
[5]3GPP TR 23.806. Voice Call Continuity between Circuit Switched(CS)and IP Multimedia Subsystem(IMS) Study[R].
[6]3GPP TS 24.206. Voice call continuity between Circuit Switched(CS) and IP Multimedia Subsystem (IMS);Stage 3[S].
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