面向WCDMA网的传输网络建设

1、WCDMA系统结构

　　WCDMA系统主要由无线接入网络(UTRAN)和核心网(CN)组成。UTRAN主要由基站Node B和无线网络控制器RNC来组成，其主要是负责处理与无线接入相关的功能，而CN主要由电路域的移动交换中心/拜访位置寄存器MSC/VLR及关口移动交换中心GMSC和分组域的服务GPRS支持节点SGSN及网关GPRS支持节点GGSN等组成，其主要负责处理语音呼叫及数据连接与外部网络的交换与路由等功能。基本结构如图1所示。


图1　R4基本网络结构

　　1.1　R4基本网络结构

　　R4版本中CS域的功能实体包括有：MSC服务器、MGW、VLR、HLR、AuC、EIR等，在实际应用中一些功能可能会结合到同一个物理实体中，如MSC/VLR、HLR/AuC等，使得某些接口成为内部接口。MSC服务器和MGW共同完成MSC功能，其中：MSC服务器仅用以处理信令，媒体网关(MGW)用于处理用户数据。对应的GMSC也分成GMSC服务器和MGW。

　　1.2　WCDMA传输接口及带宽

　　1.2.1　WCDMA业务侧接口及带宽

　　WCDM业务侧的接口及带宽如表l所示。

表1　WCDMA业务侧接口及带宽

接口名称	接口说明	接口类型/带宽
Iub	Node B至RNC之间	IMA n×E1和STM-1接口
Iur	RNC至RNC之间	El/STM-1
Iu-PS	RNC至MSC	E1/STM-l
Iu-CS	SGSN之间	ATM/STM-4 ATM
Iu-CS	RNC至MGW之间	E1/STM-1的TDM接口
Iu-PS	RNC至SGSN之间	GE/FE接口
PSTN网关接口		E1/STM-1的TDM接口
数据网网关接口		STM-1/4的ATM、POS和FE

　　1.2.2　与2G或2.5G系统传输带宽的比较

　　3G基站到基站控制器之间提供的接口为可选的2Mbit/s和155Mbit/s，而传统的2G提供的都是2Mbit/s的接口。另外，从业务颗粒而言，对于3G业务而言，除了2Mbit/s之外，还可提供N×2Mbit/s的业务。因此，3G新业务的引入对于传输网的带宽需求相对2G或2.5G系统而言增加很多。

　　1.3　传输网络承载的业务

　　1.3.1　面向3G的传输网承载的主要业务

　　3G网络建成后，需要本地传输网承载的主要业务有以下几大类。

　　(1)以2G、3G电路网为主要承载网络的移动话音业务；

　　(2)以CMNET为主要承载网络的各种固定数据业务；

　　(3)以GPRS、3G分组域网络和CMNET为主要承载网络的移动数据业务；

　　(4)同步、信令和网管等支撑网所需电路；

　　(5)企业内部信息化所需的传输电路等。

　　1.3.2　与2G或2.5G系统承载业务的比较

　　在3G业务中，除了传统的语音业务外，最主要的业务是数据类业务，如多媒体流、通用上网、消息类服务、定位服务和基于商务和个人的特有服务等等。由此表明，在3G传输网络的承载业务中，不但要承载已有的2G或2.5G的业务，而且要承载新型高速的3G业务，即不但要求高带宽，而且要求高的带宽利用率和强大的多业务处理能力；既要有严格保证业务质量的TDM方式，又要有充分利用带宽和传输效率的分组方式如ATM和FE/GE等。

　　从上面的描述中我们看到，3G网络相对于2G网络而言，不但在带宽需求、业务种类等方面，而且在网络的传输接口上都有着与2G网络截然不同的特性，而所有这些特性将对于如何建设合理、高效和安全的3G传输网络起着至关重要的作用。

2、3G传输网络建设规划

　　2.1 3G传输网络带宽需求计算

　　话务模型：以WCDMA商用初期的10O万用户系统建设为例。

　　假设负载为70%、话音业务80%、数据业务20%(数据业务包括高速通用上网、E-mail、Telnet/FTP、多媒体短信、移动办公、位置业务等)。

　　RNC-Node B带宽计算

　　总带宽：W总=N×(U×W2×c+V×W3)。

　　参数说明：

　　N为配置的小区数量，如3扇区，且4载频/扇区，则N为12；

　　U为每小区配置的话音用户数量，可取50；

　　W2为话音用户的数据速率取12.2kbit/s，其他数率7.95kbit/s，4.75kbit/s；

　　c为话音激活因子，取为0.5～0.67(一般取0.67)；

　　V为每小区配置的数据用户数量，取值范围1～5；

　　W3为数据用户的数据速率，按不同区域边缘允许接入模型64kbit/s，128kbit/s，144kbit/s可选；

　　a为El上ATM的用户数据的传输效率，一般取为0.7kbit/s；

　　WE1为每路E1的传输速率，E1为2048kbit/s。

　　举例如下。

　　(1)总带宽：W总=N×(U×W2×c+V×W3)

　　3×2=6载频基站：

　　W总1=6×(610k×0.67+144k)=3316k

　　W总1=6×(610k×0.67+144k×5)=6762.2k

　　W总2=6×(610k×0.67+384k×5)=13972.2k

　　3×1=3载频基站：

　　W总1=3×(610k×0.67+144k)=1347k

　　W总1=3×(610k×0.67+144k×5)=3381.1k

　　W总1=3×(610k×0.67+384k×5)=6986.1k

　　(2)单根El链路的有效带宽；Wlink=a×WE1。

　　公式中：a为E1上ATM的用户数据的传输效率，一般取为0.7kbit/s；

　　WE1为每路E1的传输速率，E1为2048kbit/s。

　　Wlink=0.7×2048kbit/s=1433.6kbit/s

　　(3)根据前述两个公式可得El配置原则

　　NE1=总带宽/单位链路带宽=Wtotal/Wlink

　　公式中：NE1是需要El的数目

　　3×2=6载频基站：

　　NE11(1个144kbit/s数据用户)=Wtotall/Wlink=3316kbit/s/1433.6kbit/s　=3

　　NE12(5个144K数据用户)=Wtotal2/Wlink=6762.2kbit/s/1433.6kbit/s=5

　　NE13(5个384kbit/s数据用户)=Wtotal3/Wlink=13972.2kbit/s/1433.6kbit/s=10

　　3×1=3载频基站：

　　NE11(1个144k数据用户)=Wtotal1/Wlink=1347kbit/s/1433.6kbit/s=1

　　NE12(5个144k数据用户)=Wtotal2/Wlink=3381.1kbit/s/1433.6kbit/s=3　　

　　NE13(5个384数据用户)=Wtotal3/Wlink=6986.1kbit/s/1433.6kbit/s=5

　　1×1=1载频基站：

　　NE11(1个144K数据用户)=Wtotal1/Wlink=447kbit/s/1433.6kbit/s=1

　　NE12(5个144K数据用户)=Wtotal2/Wlink=845kbit/s/1433.6kbit/s=1

　　NE13(5个384数据用户)=Wtotal3/Wlink=1774kbit/s/1433.6kbit/s=2

　　(4)结论(见表2)

表2　3G传输网络带宽需求