CDMA技術(shù)分階段向LTE演進(jìn)過程

CDMA技術(shù)向LTE演進(jìn)的總體趨勢(shì)

LTE/EPC已成為所有CDMA網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商向4G演進(jìn)時(shí)的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。目前美國(guó)最大的CDMA運(yùn)營(yíng)商Verizon已經(jīng)開始CDMA向LTE演進(jìn)的最后一階段技術(shù)測(cè)試，并正式宣布在今年底開始商用LTE的部署。美國(guó)第二大CDMA運(yùn)營(yíng)商Sprint也開始了LTE的研究，準(zhǔn)備規(guī)劃CDMA網(wǎng)絡(luò)向LTE演進(jìn)的具體部署。

毫無疑問，已成為全球4G主流的LTE技術(shù)，將為CDMA2000運(yùn)營(yíng)商帶來更多的利潤(rùn)增長(zhǎng)機(jī)會(huì)?，F(xiàn)網(wǎng)的1X和EV-DO系統(tǒng)向LTE/EPC技術(shù)發(fā)展過程中，會(huì)存在多種演進(jìn)方式。

（1）部署LTE/EPC網(wǎng)絡(luò)，完全替代陳舊的CDMA2000網(wǎng)絡(luò)。
???
??? （2）新建LTE/EPC網(wǎng)絡(luò)，原有網(wǎng)絡(luò)做為新建網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充，逐步擴(kuò)大LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，原有網(wǎng)絡(luò)逐步退網(wǎng)。

（3）升級(jí)現(xiàn)有CDMA2000無線網(wǎng)絡(luò)和核心網(wǎng)，支持LTE/EPC的功能，所有網(wǎng)絡(luò)逐步升級(jí)改造成為L(zhǎng)TE/EPC網(wǎng)絡(luò)。

第一種方式完全拋棄原有網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行新網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模建設(shè)，顯然不切實(shí)際。對(duì)于后兩種方式，運(yùn)營(yíng)商不可避免都會(huì)考慮現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)與新建LTE/EPC網(wǎng)絡(luò)的互通、與其他運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的漫游，以及用戶在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入時(shí)，如何為用戶提供一致的業(yè)務(wù)等需求。尤其是LTE/EPC網(wǎng)絡(luò)提供的帶寬、會(huì)話控制方式與現(xiàn)有CDMA2000網(wǎng)絡(luò)差異很大，業(yè)務(wù)使用存在著潛在的風(fēng)險(xiǎn)：在LTE/EPC下的新業(yè)務(wù)，可能在CDMA2000網(wǎng)絡(luò)下無法開展。

演進(jìn)對(duì)分組核心網(wǎng)的影響

在核心網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)會(huì)話的控制方式上，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)存在以下差異：

（1）LTE/EPC能夠?yàn)橛脩敉瑫r(shí)建立到多個(gè)PDN數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的連接， 并為用戶提供多個(gè)獨(dú)立IP承載（用戶訪問不同PDN，使用不同的IP地址）；而CDMA2000網(wǎng)絡(luò)通過簡(jiǎn)單IP接入方式，僅為用戶提供到單一數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的連接。

（2）LTE/EPC提供網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起的用戶承載建立請(qǐng)求；而CDMA2000 EV-DO目前不支持網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起的承載建立請(qǐng)求，所有承載請(qǐng)求都由終端發(fā)起。

（3）LTE/EPC為用戶到每個(gè)PDN數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的連接提供QoS承載；CDMA2000網(wǎng)絡(luò)僅提供用戶會(huì)話級(jí)的QoS承載。

（4）LTE/EPC提供統(tǒng)一的PCC策略控制，包括用戶從非3GPP網(wǎng)絡(luò)接入；CDMA2000 EV-DO標(biāo)準(zhǔn)本身還沒有明確的PCC策略控制規(guī)則，而是統(tǒng)一遵從3GPP的PCC策略控制規(guī)則。

此外，用戶在CDMA2000和LTE網(wǎng)絡(luò)切換時(shí)，通常采取先斷后連的方式，這種方式影響了用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。

因而， CDMA2000運(yùn)營(yíng)商向LTE/EPC演進(jìn)時(shí)，為了平滑演進(jìn)，給用戶提供一致的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，必然需要經(jīng)過一個(gè)雙網(wǎng)并存、兩網(wǎng)互通的過渡階段，而在這個(gè)階段核心網(wǎng)的演進(jìn)就顯得更為重要。

作為CDMA2000網(wǎng)絡(luò)向LTE網(wǎng)絡(luò)平滑演進(jìn)的過渡階段，核心網(wǎng)要能同時(shí)管理兩個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)的接入，為用戶會(huì)話提供統(tǒng)一接入、控制以及互操作，保持用戶在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)下的業(yè)務(wù)體驗(yàn)。同時(shí)，分組核心網(wǎng)也要能夠更加容易管理和維護(hù)，降低網(wǎng)絡(luò)管理的復(fù)雜性，提高網(wǎng)絡(luò)部署和管理的效率。

在向LTE演進(jìn)的最終階段，分組核心網(wǎng)需要具備更加深入的融合能力，能夠作為一個(gè)統(tǒng)一的分組核心網(wǎng)，統(tǒng)一控制和管理各種無線接入方式，為用戶提供全面的業(yè)務(wù)服務(wù)。

分組核心網(wǎng)演進(jìn)策略分析

對(duì)CDMA2000運(yùn)營(yíng)商來說，現(xiàn)有分組網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)是一個(gè)成熟的網(wǎng)絡(luò)，主要包括PDSN、HA以及AAA。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在為大量用戶提供高速分組數(shù)據(jù)服務(wù)，如果做全網(wǎng)的改造升級(jí)，將會(huì)影響已有用戶的數(shù)據(jù)服務(wù)。因此，利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)條件，在現(xiàn)有分組核心網(wǎng)站點(diǎn)上疊加建設(shè)EPC核心網(wǎng)是一個(gè)比較安全和有效的方式。再此基礎(chǔ)上，根據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，運(yùn)營(yíng)商可以逐步擴(kuò)容和優(yōu)化LTE無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，進(jìn)一步融合分組核心網(wǎng)，使其成為一個(gè)多接入技術(shù)匯聚的核心網(wǎng)，逐步降低接入相關(guān)性，簡(jiǎn)化核心網(wǎng)的運(yùn)維管理，提供資源管控能力，一步一步朝著統(tǒng)一的分組核心網(wǎng)目標(biāo)邁進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)一張接入無關(guān)的統(tǒng)一管控的融合分組核心網(wǎng)。

運(yùn)營(yíng)商采用此方式的優(yōu)勢(shì)明顯。

● 最大化利用現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施：現(xiàn)有分組核心網(wǎng)的傳輸、站點(diǎn)資源仍然可以為4G網(wǎng)絡(luò)下的EPC核心網(wǎng)服務(wù)。

● 保持網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性：先進(jìn)行核心網(wǎng)的升級(jí)，再進(jìn)行無線接入技術(shù)的升級(jí)，步步為營(yíng)。

● 為用戶提供差異化的服務(wù)：通過部署新的LTE/EPC網(wǎng)絡(luò)，為新用戶提供更高速的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，滿足高端用戶隨時(shí)隨地快捷方便地訪問網(wǎng)絡(luò)資源的需求。

● 匯聚多種接入技術(shù)，使運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)部署更加快捷、高效、安全。

● 融合多網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供多種網(wǎng)絡(luò)下的無縫移動(dòng)服務(wù)，為用戶帶來更好的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，從而增強(qiáng)運(yùn)營(yíng)商市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

因此， CDMA2000運(yùn)營(yíng)商可以依托現(xiàn)有的EV-DO數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，充分發(fā)展移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，逐步奠定向LTE/EPC演進(jìn)的基礎(chǔ)。然后，根據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)市場(chǎng)發(fā)展的需要，先在熱點(diǎn)地區(qū)部署LTE網(wǎng)絡(luò)，提供高速數(shù)據(jù)接入服務(wù)，吸引用戶，滿足熱點(diǎn)地區(qū)的用戶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求。進(jìn)一步地，可以根據(jù)LTE業(yè)務(wù)發(fā)展的情況，逐步在大城市進(jìn)行LTE的全覆蓋部署。最后，再進(jìn)行廣域的LTE無線覆蓋。

按照這種分階段方式向LTE網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)，CDMA2000運(yùn)營(yíng)商完全可以先進(jìn)行分組核心網(wǎng)的融合演進(jìn)。

CDMA2000分組核心網(wǎng)向EPC演進(jìn)方案

在小規(guī)模部署LTE網(wǎng)絡(luò)時(shí)，運(yùn)營(yíng)商可以利用已有的分組核心網(wǎng)站點(diǎn)建設(shè)新的EPC核心網(wǎng)。通過利用原有核心網(wǎng)站點(diǎn)的傳輸網(wǎng)絡(luò)，部署MME、Serving GW 和PDN GW設(shè)備連接無線接入網(wǎng)和已有的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，并部署HSS設(shè)備，統(tǒng)一管理用戶的簽約信息，做到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一鑒權(quán)和統(tǒng)一授權(quán)。

如圖1所示，第一階段的核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)是原有網(wǎng)絡(luò)和新建網(wǎng)絡(luò)并存，共享相同的站點(diǎn)和傳輸資源。

圖1? LTE第一階段演進(jìn)的核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)

通過疊加建設(shè)EPC核心網(wǎng)，開展統(tǒng)一的PCC策略控制，以及統(tǒng)一的用戶簽約數(shù)據(jù)信息管理，便于CDMA2000運(yùn)營(yíng)商更加有效地開展高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，新建網(wǎng)絡(luò)不會(huì)影響原有網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，保障運(yùn)營(yíng)商穩(wěn)定開展新網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。在分組核心網(wǎng)，首先進(jìn)行業(yè)務(wù)管理信息的融合。然后，根據(jù)LTE無線網(wǎng)絡(luò)部署的要求，利用已有的IP承載網(wǎng)絡(luò)，直接將LTE無線接入網(wǎng)連接到現(xiàn)有的核心網(wǎng)，加快LTE網(wǎng)絡(luò)的工程部署進(jìn)度。

這個(gè)時(shí)期，新建網(wǎng)絡(luò)滿足新業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的發(fā)展需要。隨著LTE業(yè)務(wù)的逐步發(fā)展，LTE的覆蓋范圍將會(huì)逐步擴(kuò)大，用戶數(shù)和吞吐量也會(huì)逐步上升。此時(shí)，可以依托現(xiàn)有的分組核心網(wǎng)進(jìn)行第二階段的擴(kuò)容。

如2圖所示，第二階段的核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)是為了配合LTE基站的大規(guī)模城區(qū)覆蓋，進(jìn)行核心網(wǎng)的數(shù)據(jù)面融合。

圖2? LTE第二階段演進(jìn)的核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)

當(dāng)LTE的無線信號(hào)覆蓋整個(gè)城區(qū)時(shí)，運(yùn)營(yíng)商可以為雙模終端用戶提供跨CDMA2000 EV-DO和LTE網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)性服務(wù)。此時(shí)分組核心網(wǎng)可以添加新的設(shè)備HSGW或者在已有EPC設(shè)備的基礎(chǔ)上升級(jí)HSGW。PDN GW可以作為新的用戶會(huì)話管理錨點(diǎn)與HA融合，統(tǒng)一管理用戶在CDMA2000 EV-DO與LTE網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)性，進(jìn)一步降低網(wǎng)絡(luò)OPEX。

在核心網(wǎng)部署完畢后，運(yùn)營(yíng)商可以從容地改造以及升級(jí)原有的CDMA2000 EV-DO無線接入網(wǎng)到eHRPD網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供到EPC網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一接入和管理，增強(qiáng)用戶在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)使用的一致性，從而更加平滑向LTE大規(guī)模部署階段演進(jìn)。此時(shí)，作為特色業(yè)務(wù)，運(yùn)營(yíng)商可以利用現(xiàn)有的1X網(wǎng)絡(luò)，為高速數(shù)據(jù)用戶提供語音業(yè)務(wù)。

接下來，隨著LTE無線信號(hào)向更廣域的地區(qū)進(jìn)行覆蓋，分組核心網(wǎng)可以進(jìn)行更深入的數(shù)據(jù)面融合，進(jìn)一步降低網(wǎng)絡(luò)的OPEX。

在第三階段，分組核心網(wǎng)的數(shù)據(jù)面完全融合，為運(yùn)營(yíng)商提供一個(gè)多種無線技術(shù)統(tǒng)一接入，統(tǒng)一管控的分組核心網(wǎng)，如圖3所示。

圖3? LTE第三演進(jìn)階段的核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)

這個(gè)階段，LTE業(yè)務(wù)已經(jīng)稱為主流業(yè)務(wù)，原有網(wǎng)絡(luò)充分利舊后，可以在EPC網(wǎng)絡(luò)中融合原有網(wǎng)絡(luò)的接入功能，更進(jìn)一步降低網(wǎng)絡(luò)CAPEX和OPEX。

隨著高實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)的開展，EPC核心網(wǎng)提供與原有CDMA2000網(wǎng)絡(luò)的無縫切換，為用戶提供更好的無逢移動(dòng)性服務(wù)。同時(shí)，運(yùn)營(yíng)商可以進(jìn)一步減少分組核心網(wǎng)的設(shè)備維護(hù)，提高新設(shè)備的增值服務(wù)能力。

而且隨著用戶數(shù)據(jù)流量的加大，可以考慮將分組核心網(wǎng)下沉，采用分布式方式部署分組核心網(wǎng)，使分組核心網(wǎng)站點(diǎn)更加貼近承載網(wǎng)站點(diǎn)。這種方式，可以為運(yùn)營(yíng)商節(jié)省承載網(wǎng)絡(luò)的傳輸資源，最大化利用已有的IP承載傳輸網(wǎng)絡(luò)，全面降低新網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的TCO。

最后，隨著LTE網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋，用戶的所有業(yè)務(wù)都將在無線寬帶網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行，此時(shí)的分組核心網(wǎng)可以進(jìn)一步升級(jí)，滿足用戶的語音業(yè)務(wù)連續(xù)性要求。

在第四階段，運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)全面演進(jìn)4G階段，分組核心網(wǎng)也演進(jìn)到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的階段，如圖4所示。

圖4? LTE第四演進(jìn)階段的核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)

在該階段，用戶通過LTE網(wǎng)絡(luò)使用各種多媒體業(yè)務(wù)，同時(shí)為了提供更好的業(yè)務(wù)體驗(yàn)，運(yùn)營(yíng)商可以結(jié)合IMS網(wǎng)絡(luò)，通過升級(jí)EPC網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供到傳統(tǒng)1X域語音業(yè)務(wù)的連續(xù)性服務(wù)，使原有1x網(wǎng)絡(luò)能夠更好的與LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，為用戶提供增值服務(wù)。

CDMA2000運(yùn)營(yíng)商向LTE無線技術(shù)演進(jìn)的過程中，從全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)過渡到完全的分組網(wǎng)絡(luò)。在這個(gè)過程中，運(yùn)營(yíng)商逐步依托現(xiàn)有分組核心網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)LTE業(yè)務(wù)發(fā)展需要，分階段進(jìn)行核心網(wǎng)絡(luò)的管理面、控制面、數(shù)據(jù)面的融合，滿足了網(wǎng)絡(luò)平滑發(fā)展建設(shè)的要求，同時(shí)也最大化地節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的投資。在這個(gè)過程中，運(yùn)營(yíng)商一方面不斷地為用戶提供更加完善的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)和服務(wù)，另一方面也在為網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和管理全面降低TCO，滿足了運(yùn)營(yíng)商未來分組核心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求，從而在向LTE演進(jìn)的過程中，實(shí)現(xiàn)了用戶、運(yùn)營(yíng)商雙贏的目標(biāo)。