摘要：目前，GSM网络已经非常庞大，逐渐构成3G网络。随着3G网络的建设以及发展，如何连接3G网络和2G网络、如何实现数据用户的无缝连接等问题逐渐受到社会的关注。尤其是对于运营商而言，经济有效同时容易演进的网络结构是快速抢占市场的关键所在。为了提高有效资源的使用率，融合2G和3G网络，把现有的大量GSM核心网软变换设备和3G核心网融合在一起，从而实现现有业务平台在3G网络中的应用。二者相结合，能够大大节省3G建设投资费用并缩短构建周期，有效地减少运行、维护、管理等方面的资源。
关键词：核心网；融合组网；工作要点
融合核心网技术方案技术分析：将同覆盖区或相邻覆盖区的无线接入网接入同一个MSC和SGSN，现有的电路域业务逐步过渡至分组域中实现，以减少系统间小区重选、位置更新和切换等操作，提高用户感知度。调整融合后的网络结构，本地网内话务经MSC间直达电路疏通，不需经GMSC等转接，减少路由迂回，减少传输资源的占用。建设融合HLR，用户号码不需划分，有利于用户数据的统一存储和集中管理。
1研究目标
2G（GSM）、3G（TD-SCDMA，以下简称TD）、4G（TD-LTE，以下简称LTE）、WLAN四网融合发展过程中如何共用核心网，提高核心网的利用率，并且深入探讨核心网在四网融合发展中的关键技术、组网场景、引入策略等问题。虽然TD是具有自主知识产权的3G技术，但不得不承认，TD综合竞争力低于主要竞争对手，短期内难以根本改变。TD制式成熟度落后于WCDMA等标准，手机终端在成本、性能、品牌等方面综合比较劣势明显，用户认可度低；在网络覆盖进度方面也落后于竞争对手。但在政策方面，政府大力支持TD发展，并鼓励向LTE演进。近年来，推动扶持TD发展的政策不断得到落实。另外，手机WiFi功能变相解禁，为WLAN分流数据流量提供前提。2009年，凡配有中国自有无线标准WAPI模块的手机可以内置WiFi功能并获得入网许可，之前一直为中国所禁用的带有WiFi功能的手机获得了变相解禁。
针对2G/TD/LTE/WLAN共存阶段的核心网组网要求，通过研究PS域融合演进、用户模型、设备能力及相关影响因素等方面，详细分析了组网方案、设备、演进等带来的影响及实施策略，考虑LTE、M2M、WLAN等新用户及新模型的引入，以及网络向I-WLAN、PCC、EPC等新架构演进的影响，分析了GPRS网络的建设方案及策略。
2核心网架构
2.1网元、接口和协议
GSM核心网网元包括MSC、MGW、HLR、SGSN、GGSN，MGW和无线网BSC经接入口A连接，经BSSAP协议处理。A接入口话务量采用TDM的方式传输，Gb接入口则负责连接SGSN和BSC，也是采用TDM方式传输。在性能方面，GSM处理BSSAP信号，3G处理RANAP信号，因为ARANAP信号较为复杂，3GMSC的性能降低。SGSN2G支持BSC、PCU接入，3G支持RNC接入，性能无区别。3G和GSM核心网网元数量一致，接入口和协议存在区别的地方，功能也得到拓展，MGW和无线的RNC经InCS接口相连接。采用RANAP协议处理。InCS接口话务量经ATM、IP方式传输。和SGSN一样，3G系统的SGSN主要工作内容在于控制业务、处理业务和转发业务，现如今SGSN可以同时和RNC、BSC连接，因为InPS接口以IP作为基础，所以在3G系统中，GTP隧道连接于SGSN和GGSN设备，通过InPS接口延伸至RNC。
2.2语音编码方式
在3G系统中，话音采用压缩编码的方式经无线接口传输，达到核心网后，以传统的方式实现码型转换，变成64K速率。新的TRFO功能能够减少码型变换的次数，以压缩的形式传达话音，能够减少核心网传送的压力，还可以提高质量，缩短语音延长时间。3G网内用户语音呼叫，当R4网络使用TRFO功能，能够使用同一个AMR编码实现通信，省去编码去编的过程。但是如果两个终端难以形成AMR编码，则需要MGW负责编码转换。所以2G核心网的MGW设备必须增加AMR编码支持的功能，从而为实现AMR和其他编码间的转换提供支撑。
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2.3用户模型分析
1）用户类型
对于分组域的用户模型，传统的只有2G用户。随着网络的发展和用户类型的增加，我们有必要对分组域的用户类型进行更新。根据接入核心网的无线网络的不同，我们可以分为2G用户、TD用户、LTE用户和WLAN用户；根据使用习惯不同，在TD用户中又可以区分出TD用户和TD数据卡用户，在2G/TD用户中可以区分出M2M用户；另外考虑到PCC架构的引入，还可以区分出PCC用户模型。
2）用户参数
PS域用户模型关键参数分为控制层的信令面参数和连接层的业务面参数，表示用户行为对网络的影响。首先受特定业务市场环境的影响，不同地区的话务模型会有所不同，特别是像上海这种特大型城市，部分参数取值会偏高，而在高话务模型的作用下，设备处理能力会受到比较明显的影响；另外对于不同类型的用户，特别是新引入的用户类型，其关键参数会有所不同，我们需要针对不同的用户进行参数的更新及增补。众所周知，PS域关键性能指标包括附着用户数、PDP用户数和流量等各项参数。PCC的引入使得对数据业务的管控得到了提升，而GGSN启用PCEF功能后，将会带来性能下降及容量缩水，因此我们增加了PCC用户的模型。
3组网策略
3.1融合阶段
阶段一（引入阶段）：在TD-LTE发展的初期，网络覆盖、终端成熟度、SAE产品成熟度及运营经验有待提升，应尽量避免对现有网络造成影响；该阶段应独立部署SAEGGSN，集中设置，支持LTE网络与2G/TD网络基于传统Gn接口进行互操作。阶段二（TD-LTE商用阶段）：在TD-LTE发展的中期，网络覆盖、终端及SAE产品较为成熟，应推动SAE与现有网络的融合，以利于维护管理和信令优化；该阶段应推动2G/TD分组域和SAE网络逐步融合组网，同时升级2G/TD分组域核心网支持SAE特性，提升网络能力。因此，整个SGSN融合演进策略总结如下：1）升级部分SGSN到SGSN/MME融合节点，并组成SGSN/MME融合POOL；2）POOL内所有SGSN升级改造为融合SGSN/MME节点并加入到融合的SGSN/MMEPOOL中，实现全POOL的全融合；3）进而全网实现融合POOL。
在初期扩容就考虑设备具备演进功能，在演进过程中，逐步实现融合价值，并且降低后期复杂度，这样完美地配合LTE的发展及LTE用户数量的增加，核心网实现了平滑的融合演进。
对于2G/TD与WLAN的协调发展中，核心网总的目标是在统一认证的基础上，实现终端通过WLAN接入2G/TDPS域业务，并且在远期实现业务的连续性。在现网引入I-WLAN过程中，对核心网PS域的GGSN设备和网络需求都会有影响。对设备性能的影响：引入I-WLAN之后，由于I-WLAN用户的流量远大于普通2/3G用户，在设备总流量一定的情况下，可能会减小设备的PDP容量。
3.2融合效果
在融合组网阶段，核心网PS域设备的扩容建设策略针对不同扩容阶段，选择合理组网场景，计算出网络需求容量，选取合适设备平台。对于GPRS设备，利用退旧与兼顾演进原则，具体如下：1）设备选择：SGSN+MME、GGSN+SGW/PGW，并兼顾I-WLAN及PCC；2）演进方向：现网SGSNPOOL->部分SGSN升级SGSN/MME并组成融合POOL->POOL内全融合->全网融合；3）平滑演进：随LTE用户的增长，分步骤平滑演进。先升级少量SGSN到融合SGSN/MME（可选部署少量独立不融合的MME），后逐步增加升级融合节点；4）不同厂商配合：一个POOL内使用同一厂商核心网设备便于统一操作维护管理。无线设备可根据厂商配比、无线划区等因素综合考虑；5）在商用前试点。
综上所述，文章针对四网共存阶段的核心网组网要求，首先分析了PS域融合演进思路，其次对用户模型深入分析，分析了用户类型及关键参数，最后分析了LTE、WLAN融入对核心网组网策略的影响。
参考文献
[1]唐升敢.EPC核心网融合组网分析[J].信息通信,2014,06:226-228.
[2]吴敏,张明浩.核心网融合组网策略研究[J].电子技术,2013,07:83-87+82.
[3]易曼.2G和3G核心网融合组网策略研究[J].移动通信,2012,Z1:126-128.
论文作者:李有成
论文发表刊物:《基层建设》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/29
标签：用户论文; 核心网论文; 网络论文; 设备论文; 阶段论文; 模型论文; 策略论文; 《基层建设》2017年第14期论文;