基于GSM网络的3G业务系统建设方案

发布: 2010-10-19 01:01 | 作者: | 来源: | 字体: 小中大

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　　摘要：主要探讨了基于GSM网络的3G业务系统建设方案。　　介绍了3G业务系统建设的总体构想。论述了原有业务系统的平滑过渡。着重说明了3G网络业务平台建设方案。　　经过多年的建设，中国移动已建成了庞大的GSM网络。3G时代到来之际，GSM网络不会在3G时代没有用武之地，而且也不用再建设一张全新的网络，只要基于GSM网络升级即可。　　相关通信运营商在基于GSM网络的3G业务系统建设方面较早地进行了积极的探索，以便为紧随其后的3G网络建设打下坚实的基础。　　1、3G业务系统建设的总体构想　　根据3G网络架构，其数据业务将主要由分组域承载。R4版3G网络所能提供的业务种类与GSM/GPRS网络区别不大，只是3G网络能为这些业务提供更高的速率。另外，2G网已建的大部分业务平台可以平滑地移植到3G网络，为3G用户提供服务。新业务在2G/3G网络基本上都需要增加新的网元和功能。　　因此，在建设3G业务系统时主要存在两种思路。一是在各平台新建一套系统仅为3G用户服务。这种方式结构清晰，但投资大，将来组网困难，局数据和用户数据需要调整。二是在现有平台的基础上进行升级改造，使之同时支持2G/3G用户及提供服务。这种方式投资少，符合网络发展演进的思路，但改造工作量大，可能会对现网业务造成影响。　　考虑到3G网络建设初期用户数量较少，对业务平台容量要求较小，因此对于3G业务平台的建设在原则上建议在提供与2G网络中相同的数据业务时，尽量与2G网络合用业务平台，当现有业务平台不能满足3G业务需求时再考虑新建业务平台；对于3G网络支持的独特业务需要新建业务平台。　　2、原有业务系统的平滑过渡　　下面，针对现有的主要业务平台分别提出网络演进方案。　　2.1短消息系统　　目前短消息系统多采用分布式结构，在各个本地网都有短消息中心。由于短消息业务属于基本业务，因此仍将同时为2G和3G用户所使用。　　对于短消息中心来说，由于信令网可以共用于2G和3G网络，因此短消息系统从2G网络过渡到3G网络在协议以及信令方面没有任何调整，短消息中心只需要针对局数据配置做相应调整，此外，3G核心网络侧配置到短消息中心的路由数据需新增3G用户号码段以及与短消息中心的对应关系，这样就可以支持3G网络的承载。　　因此，对于短消息中心的建设，主要是增加系统容量来满足用户的需求。3G网络增加的MSCServer通过No.7信令网直接接入现有的短消息中心，不同本地网短消息中心通过网内多对LSTP疏通信令消息，SMSC和ISMG接口保持不变。在建设中也可考虑将短消息在PS域上承载，通过无线分组业务信道下发业务。　　采用上述建设方案网络结构清晰，业务和承载相分离，既可节省投资，又可保持原有业务价值链的平滑过渡，无需SP多做额外的工作，符合目前各通信网络平稳演进的建设思路。　　2.2USSD业务　　USSD（非结构化补充数据业务）是一种基于GSM网络的新型交互式数据业务。它是在GSM的短消息系统技术基础上推出的新业务。　　目前已有的USSD系统一般与LSTP互联，实现对用户提供相关业务，用户上行采用USSD消息，下行的菜单也采用USSD消息，而最终查询信息采用短消息的形式下发。　　USSD作为非结构化补充业务，在协议和信令方面不需要做任何调整（需要调整的主要是局数据配置、3G核心网络侧配置到USSD的路由数据，需新增3G用户号码段及与USSD的对应关系）和升级软件，就可以支持3G网络的承载。　　2.3WAP网关　　WAP协议规范的发展可分为WAP1.2.1协议、WAP2.0协议和开放移动联盟（OMA）三个阶段。在2G/2.5G网络中，WAP用户使用的协议主要是WAP1.2.1，仅有少量用户使用WAP2.0。但在3G网络中，由于不同终端厂商推出的3G手机在支持WAP协议栈方面有所侧重，多数手机支持WAP 2.0协议，因此在3G时代将对使用WAP 2.0协议的用户有所侧重。　　3G网络建设之初业务量较少时，目前的WAP网关可以提供对3G手机的支持，除需考虑相关业务统计功能等问题外，无需做大的调整，但将来3GWAP业务量增加后有可能对WAP2.0逻辑网提供业务的整体能力提出新的要求，届时将会引起WAP业务网的调整和容量扩充。WAP网关在PS域基本起到一个数据接入网关的作用，可以承载MMS、KJAVA、WAP浏览、E-mail、LCS等业务。如果要考虑对内容计费的支持，则对WAP网关的性能要求是较高的。　　2.4MMS业务　　彩信业务的发展为大多数运营商看好，在3G中有可能得到进一步发展。MMS在3G阶段并未增加新特性，现网MMSC系统均同时支持2G和3G网络用户的承载。对于3G网络，需要考虑的是系统内相关业务统计功能以及需要支持DRM（数字版权管理）特性等问题，无需对现有系统进行大的改造，所以可以使用原有设备，不需要升级软件，MMSC组网结构将保持不变。　　3、3G新业务平台建设方案　　由于3G网络可提供更高的业务速率，因此未来数据业务平台将多种多样，能够从各方面（如游戏、高精度定位、图铃下载、大额支付平台、监控平台等）满足用户的需求。　　下面介绍几种典型的业务平台系统，它们被认为基本能够在3G网络下较好地提供新业务，其中除可视电话业务是3G网络下的特有业务外，其他几类均可在2.5G网络开放。目前，各业务系统共同面临的问题是相关标准和协议尚在修订和完善之中，部分平台还处于测试阶段，终端的支持能力有限。　　由于3G业务系统建设初期用户较少，同时考虑到业务平台建设对于网络承载、数据维护等方面的需求，因此一般新建设的3G业务平台会采用集中设置的方式。　　3.1IM&PS 　　IM&PS业务是指用户动态变化的、能被他人获知的状态信息，用户的状态可以被他人获知，同时能够获知他人的状态，具体包括个人和终端的可用性、通信参数、终端性能、当前的行为和位置信息。其系统结构如图1所示。

　　图1 IM&PS系统结构示意　　IM&PS系统通过不同接口实现内、外部通信：对内，IMPSServer及IMPSSAP之间通过基于内部协议的IF1接口（系统内部接口，是IMPSSAP和IMPS Server之间的通信接口，IMPS SAP和IMPS Server协同实现IMPS业务的核心功能）通信；对外，针对具体的通信对象，采用不同的接口协议通信。　　为支持新建的IM&PS系统的运行，需要对现有网络的营账、计费、结算系统及数据业务管理平台增加业务管理、计费等功能的支持。在业务量大的地区需要对WCDMA/GPRS网络进行优化和扩容。　　3.2PTT 　　PTT业务（又称PoC业务）是数据域上的对讲机业务，适用特殊行业（消防、酒店、出租车等行业）用户和企业用户（企业会议电话等业务）。其系统结构如图2所示。

　　图2 PTT系统结构示意　　IMS Core可提供IMS的CSCF（IMS框架中定义的功能网元）的主要功能，包括PoC用户注册、SIP（一项类似于HTTP的基于文本的协议）消息路由和点对点/群组的PoC呼叫控制。在PoC业务部署初期，IMSCore的功能可以集成在PoCServer中。　　PoC Server由PoC控制器和PoC媒体分发器组成：PoC控制器负责处理来自PoC终端用户的SIP消息，协商SDP参数等；PoC媒体分发器接收来自PoC控制器的媒体控制请求，根据媒体控制请求建立群组媒体转发任务。　　GLMS Server是群组列表管理服务器，功能包括：保持用户数据和用户鉴权信息；保持用户的联系列表和群组列表；允许终端通过HTTP/XML协议实现联系列表和群组管理；允许用户通过Web界面实现联系列表和群组管理，为系统管理员提供开户和用户管理操作界面。　　Presence Server/IM Server为用户提供即时消息和呈现业务。该网络结构符合IMS和OMAPoC标准框架。　　PoC功能包括：支持群组通信（群组通话、群组消息）；在通话过程中可添加/删除PoC用户；对用户的优先级、呼入/呼出等权限限制；通话过程中可查看其他用户状态（在线、下线、忙、暂时离开等状态）等。　　为支持新建的PTT系统的运行，需要对现有网络的营账、计费、结算系统增加计费等功能，而且需要对WCDMA/GPRS网络进行优化和扩容。　　3.3流媒体　　流媒体技术是指支持多媒体数据流通过网络从服务器向客户端传送、客户端边接收边播放的技术。　　流媒体技术具有实时性强、利于版权保护、不大量占用本地存储空间等特点。该技术广泛应用于多媒体点播、直播等。其系统结构如图3所示。

　　图3 流媒体系统结构示意　　组网时需要建设流媒体内容服务器、内容缓存分发服务器、用户终端适配能力数据库等。流媒体业务对用户终端的要求主要有以下几个方面：　　●支持能力信息上报；　　●支持接入带宽设置（可选）；　　●支持3GPP规定的编/解码格式和文件格式；　　●支持3GPP推荐的RTSP/RTP/RTCP传输机制，能够进行播放、暂停、停止控制；　　●能够接收直播和点播方式。　　3.4可视电话网关　　可视电话是一种集图像、语音、数据于一体的多媒体通信业务，可以实现人们面对面的沟通，用户在通话的同时可以看到对方的图像。可视电话属于3G特有业务，3GPP在PS上实现可视电话业务的方法与IP网相比不会有太大的差异。目前，PS上的多媒体业务并没有实现，只是因为带宽的稳定性以及无线网络的QoS等问题不能得到很好的解决。在3G网络，MSC都可支持可视电话业务并以3G-H.324M标准实现。　　3G可视电话系统结构如图4所示。

　　图4 可视电话系统结构示意　　在3G网络中，可视电话业务可分为3G移动用户间和3G移动用户与Internet、PSTN等网上的多媒体设备之间的可视电话业务两种。对于3G网络上3G-H.324M终端之间的可视电话业务，由3G网络设备直接提供，其主要涉及的网元为发端MSC、收端HLR、收端MSC等。　　在图4中，3G可视电话业务如果需要和Internet/PSTN上的多媒体设备互联，需要引入以下网元：　　●VIG。指的是3G可视电话网关，用于实现3G手机和IP网络可视终端、固定可视终端、ISDN/专线可视终端的互通。　　●MCU。在IP网上的多点控制单元，实现多方的可视会议功能。　　●TK。也称网守，用于完成对端点接入网络的控制和地址翻译服务。　　3.5高精度定位平台　　依据技术发展的趋势，要求3G通信网络支持3GPPTS23.171规定的位置业务操作方式。在WCDMA网络中，为了实现定位业务需要在网络侧增加GMLC（位置服务网关）和SMLC（位置计算单元）两个网络实体：GMLC是WCDMA网络中提供移动位置业务的核心实体，可以是单独的物理设备，也可以集成在MSC中；SMLC功能是集成在RNC中的，由RNC对各种位置信息进行收集和计算，并把位置评估的结果通过Iu接口向MSC报告。　　定位业务平台与GSM/WCDMA网络设备之间交互信息的承载可通过No.7信令网实现。由于信令网在2G、3G网络中可以共用，因此为了实现对3G用户的定位业务，需要新建的RNC、MSC、HLR、GMSC在软件功能上支持3GPPTS23.171规定的定位业务操作方式；同时，也需要对LSP进行软件升级，增加相应的业务处理和管理模块，以便能够从3GGMLC获得位置信息，并以标准格式发送给相应的SP/CP。通用数据存放在通信运营商数据管理平台，特性数据存放在定位业务平台。　　定位业务平台组网结构如图5所示。

　　图5 定位业务平台组网结构示意　　在WCDMA系统中，由于网络承载能力的提高以及终端显示的改进，位置业务信息将不局限于文本形式，图像、文本、声音以及媒体流等都可能成为信息载体，这不仅使信息提供更准确，而且还将吸引更多的用户使用位置业务。　　4、结束语　　目前，运营商已在不同程度上拥有无线数据业务及相关管理平台。部分运营商，原有的2.5G平台已经有了大量的内容，如何将这些内容平滑移植到3G平台上将是非常关键的。在3G平台中，业务是由不同厂商开发的，每个系统均有可能有各自的用户、计费和鉴权管理，那么如何将这些平台集成起来，形成完整的、统一的平台，具有统一的用户模型、集成的流程、集成的业务管理，是在3G业务平台建设规划中必须要考虑的问题。 ----《通信世界》