未来移动通信系统中的软件无线电技术

运营商有了统一的目标系统模型，它们可以通过不同的途径演进到第三代系统。采用模块化结构，不同的无线接入方式和网络模块，通过合适的方法都可以安排到未来的系统中去。

　　总之，这样的模块化结构，有两个主要特点：

* 把RAN划分成依赖于射频(RD)和独立于射频(RI)的两个部分。

* 在固定网和接入网之间定义了一个统一的接口(即Iu接口)。

未来移动系统的设计思想

图3.支持软件无线电的系统划分

　　ITU和ETSI都认为采用单一的无线接入技术不能满足未来移动通信的要求。而软件无线电被认为是解决多种接入方式的长远方案。很显然，要把软件无线电的概念用于下一代移动系统中，把系统分成RI和RD两部分是一个先决条件.

　　 　　从图3中可以看出，在第三代通信系统中，把依赖于射频的功能块（RD）从UMTS核心网中分离出来，放置在MT和BTS部分，而在无线接入系统和核心网内提供最大的通用性和射频独立性。

　　要达到射频独立的目标，系统控制协议(如：呼叫处理、移动性管理和切换控制等)要用统一的方式来定义。这些协议应具有通用性，其消息的参数应该有足够的灵活性，以满足不同的空中接口的要求。这些通用的系统控制协议可以承载与射频有关的信息，但是必须用独立于射频的方式去承载它们。

　　另外，UMTS固定网子系统也应该是通用的，它的各组成部分必须与射频无关。通过把大多数依赖于射频的功能分离到无线接入部分(即：MT和RAN)，当需要支持一个新的无线接口时，只需对MT和RAN的射频依赖模块进行软件更新，而对固定网和终端几乎不需做任何修改，这样就大大削弱了各个功能模块之间的耦合程度。

　　在图3的结构中，对MT和RAN上的RI/RD接口定义后，RI和RD部分可以独立开发。当要增加新的需求时，更新只集中在RI部分，而不影响RD部分；为了支持不同的无线接入方式，RD功能集的更新也不影响RI部分，当然，这种更新只有在新的RD功能集符合已定义的RI/RD接口的情况下才能实现。这样就提供了一个模块化的、灵活的、面向未来的设计思路。

　　RD和RI部分的划分以及RI/RD接口的定义，保证了软件无线电的概念可被用于支持不同的无线接入方案(如：WCDMA，TD-CDMA等)，而它们在UMTS网络中，有公用的核心网。RD功能块可用软件配置到需要的无线接入方案，而对RI功能的影响非常小。支持软件无线电的协议结构

　　在系统结构中，假定软件存贮于核心网内一个专用的业务中心，根据一定的控制协议，可以把软件下载到接入网的射频独立部分或移动终端。对于支持软件无线电的协议结构的讨论将集中在两个接口Uu和Iu上。

图4.UMTS网络协议结构

　　图4表示了UMTS协议的框架结构。在这个结构中，接入网和核心网分离的目的在于在接入功能和核心网功能之间建立一个明确的分界。这种分界在UMTS中非常重要，这样可以保证接入网和核心网的独立发展，同时允许特定的接入网接入到不同类型的核心网。

　　在此协议框架结构中，引入了接入层和非接入层的概念。接入层负责与接入有关的功能，可以看成UE与CN间的传输通道，它包括嵌入接入网的所有层，与接入网相连的UE和CN的底层部分。非接入层执行典型的UE-CN过程，如呼叫处理和移动性管理等，这对接入层是透明的。接入层通过业务接入点（SAP）向非接入层提供业务。在这些业务中，有UE与CN间的控制信令的信令连接和用户数据的无线承载。

　　根据上面的框架结构，控制软件下载到接入网的协议应该在接入层，而控制下载到UE的协议应该在非接入层。

　　在接入层内，为了处理软件下载，应定义CN和RAN之间的软件无线网络应用协议（SRNAP）。此协议需要有寻址能力，以便对可以执行软件更新的物理实体进行寻址。在应用中，对协议的区分也是必要的，这样可以在同一个物理实体内寻址不同的软件模块。

　　在非接入层内，应用层上除了包括传统的呼叫处理和移动性管理实体外，还应包括软件无线电控制协议实体，它负责建立和维护用户平面内用于实际文件传输（软件下载）的资源，还应能够执行命令来激活已经存在的软件模块。这样就保证了系统极大的灵活性并使之独立于具体的物理实现。 　　软件下载时，在接入网内，Iu接口上的传输层可以用基于ATM平台的IP协议来实现。下载大文件时，要用AAL5作为专用于软件无线电的协议结构的ATM适配层。在无线接口上，要定义一个点到多点的无线信道，以保证在任何网络中软件下载的可行性。因为在文件传输中没有非常严格的时延限制，所以为了充分利用无线资源，此信道上的传输层应该使用数据包传输机制。业务与应用

从GSM的发展过程来看，它最初的目标是支持具有广大市场前途的数字语音业务和附加业务，在没有明朗的数据