試論3G無線通信技術(shù)

摘 要：3G無線通信技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣泛，給人們的生活帶了很大便利。本文概述了3G無線通信技術(shù)相關(guān)理論知識(shí)，研究了3G無線通信技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，介紹了3G無線通信技術(shù)的關(guān)鍵組成部分以及其具體的應(yīng)用情況，希望能夠?yàn)?G無線通信技術(shù)的研究提供一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：3G；無線通信；應(yīng)用；GPRS

中圖分類號(hào)：TN929.5

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展以及通信技術(shù)的快速進(jìn)步，3G無線通信技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了實(shí)質(zhì)性的突破，從根本上提高了人們的通信水平。3G無線通信技術(shù)的研究也越來越受到廣大學(xué)者和專家的高度重視，成為通信技術(shù)的重要的研究課題之一，對(duì)于3G無線通信技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步起到至關(guān)重要的作用。

1 3G無線通信技術(shù)概述

3G無線通信技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)頻譜的高效利用，有效的提高系統(tǒng)的容量，提高終端之間的數(shù)據(jù)傳輸速率和傳輸質(zhì)量，具有良好的核心網(wǎng)絡(luò)IP控制和交換技術(shù)，能夠高質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)移動(dòng)無線Internet訪問、實(shí)時(shí)電話語音視頻、多媒體系統(tǒng)以及相關(guān)業(yè)務(wù)。

按照國際電聯(lián)的相關(guān)技術(shù)要求規(guī)定，3G無線通信技術(shù)通常情況下分為無線接地入網(wǎng)以及核心網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)主要的組成部分。按照IMT2000中定義，對(duì)于無線接入網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)而言，具有很多種不同的實(shí)現(xiàn)的技術(shù)支持和不同的技術(shù)方法，通常情況下主要包括單載波TDMAEDGE、多載波CDMA 2000以及DS-WCDMA等技術(shù)，但是這些不同的技術(shù)在實(shí)現(xiàn)無線接入網(wǎng)絡(luò)過程中是不能夠?qū)崿F(xiàn)真正意義上的兼容的。所以說，在進(jìn)行建設(shè)3G通信網(wǎng)絡(luò)的過程中，移動(dòng)運(yùn)營商就必須要能夠充分的利用自身現(xiàn)有的通信資源，充分選考慮現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)制式，從而制定合理的無線網(wǎng)絡(luò)接入方式。

移動(dòng)運(yùn)營商在制定了合理的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方式以后，所有的無線網(wǎng)絡(luò)接入方式的相關(guān)的技術(shù)準(zhǔn)則多必須能夠與CN實(shí)現(xiàn)相互兼容的使用，而且核心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)必須要滿足多媒體、語音以及數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)的發(fā)展情況，這些業(yè)務(wù)的發(fā)展都是基于IP的技術(shù)，終端之間的連接以及通信技術(shù)以及無線接入技術(shù)RAN和CN設(shè)備組網(wǎng)之間的業(yè)務(wù)傳送也都是基于IP的。因此，針對(duì)這些業(yè)務(wù)的不同類型以及相關(guān)技術(shù)的使用情況來分析，我們能夠定義3G無線通信系統(tǒng)是基于IP技術(shù)的一種多媒體的應(yīng)用系統(tǒng)，其使用了高速的無線接入方式以及端到端的接入形式實(shí)現(xiàn)功能。

2 3G無線通信技術(shù)關(guān)鍵組成部分

一般來說，我們可以從通信技術(shù)的層面去進(jìn)行理解，3G無線通信技術(shù)主要的關(guān)鍵組成部分為核心網(wǎng)絡(luò)、無線接入網(wǎng)絡(luò)以及3G終端設(shè)備三個(gè)部分。而根據(jù)實(shí)際的3G無線通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用以及運(yùn)營商的商業(yè)使用角度定義，3G無線通信技術(shù)主要的關(guān)鍵組成部分可以分為四個(gè)部分：無線接入網(wǎng)絡(luò)及終端、3G電路域分組域核心網(wǎng)絡(luò)、3G的RAN/CN網(wǎng)絡(luò)的分組傳送網(wǎng)絡(luò)以及3G的系統(tǒng)應(yīng)用及支撐平臺(tái)。

2.1 無線分組網(wǎng)關(guān)設(shè)備（GGSN/PDSN）

無線分組網(wǎng)關(guān)設(shè)備（GGSN/PDSN）其主要的應(yīng)用時(shí)為移動(dòng)運(yùn)營商提供移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，保證移動(dòng)運(yùn)營商能夠滿足市場上不通用戶的不同需求，這種解決方案是由Cisco公司研究而來的一種服務(wù)技術(shù)。這種網(wǎng)關(guān)設(shè)備主要能夠?qū)崿F(xiàn)的功能是GGSN/PDSN，通過使用硬件平臺(tái)結(jié)合軟件技術(shù)集成工作，這種情況下除了能夠?qū)崿F(xiàn)GGSN/PDSN的功能之外，還能夠?yàn)樾袠I(yè)提供Cisco IOS增值的軟件功能，比如Security、MPLS VPN以及MPLS等。無線分組網(wǎng)關(guān)設(shè)備具有良好的路由功能，因此，GGSN/PDSN此種解決方案能夠?yàn)殡娦啪W(wǎng)絡(luò)以及數(shù)據(jù)通信行業(yè)的發(fā)展提供十分高的可靠性與安全性。

2.2 無線接入網(wǎng)絡(luò)RAN的分組傳輸網(wǎng)絡(luò)

無線接入網(wǎng)絡(luò)RAN的分組傳輸網(wǎng)絡(luò)通常情況下具體指的是把在BSCs（或RNCs）之間的信息流，BTS（或Node B）的信息流送到匯聚節(jié)點(diǎn)和BSCs（或RNCs）之間，除此之外還包括MSC之間的信息流傳輸組成部分。無線接入網(wǎng)絡(luò)RAN的分組傳輸網(wǎng)絡(luò)包括從把在關(guān)于UMTS的主要的傳輸前進(jìn)中，具有能夠?qū)崿F(xiàn)兼容性的能夠?qū)崿F(xiàn)多功能的網(wǎng)絡(luò)階段，比如R99/R4/R5，從而能夠?qū)τ诰W(wǎng)絡(luò)的傳送方案進(jìn)行多目標(biāo)的分組優(yōu)化，能夠?yàn)镽AN網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)化為IP/MPLS的網(wǎng)絡(luò)提供技術(shù)上的支持。

在CDMA中通過無線接入網(wǎng)絡(luò)過程中，必須要做到充分的考慮其主要的傳輸?shù)耐緩胶头绞?，?xRTT階段到1xEV-DO階段最后傳輸?shù)?xEV-DV階段，這種傳輸?shù)耐緩绞腔贗P交換路由的無線接入網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)的主要工作步驟。為了更好的滿足運(yùn)營商對(duì)于無線接入網(wǎng)絡(luò)傳輸網(wǎng)絡(luò)可靠性以及高質(zhì)量的要求，在開始進(jìn)行無線接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)過程中必須要進(jìn)行設(shè)備性能的考慮，進(jìn)行設(shè)備可靠性傳輸性能驗(yàn)證，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)級(jí)傳輸?shù)目捎眯院涂煽啃缘膶?shí)驗(yàn)驗(yàn)證，必須要滿足相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求；為了更好的滿足運(yùn)營商對(duì)于設(shè)備經(jīng)濟(jì)性能的要求，在進(jìn)行無線接入網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)過程中要充分的考慮運(yùn)營商所有的運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)的資源，具體根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)，選擇相應(yīng)合理的技術(shù)提高無線接入網(wǎng)絡(luò)分組傳輸網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)濟(jì)性能和網(wǎng)絡(luò)寬帶性能。

2.3 3G核心網(wǎng)絡(luò)及IP傳送網(wǎng)絡(luò)

無論是3GPP還是3GPP2，它們所定義的核心網(wǎng)絡(luò)最終必將是全分布式的、全I(xiàn)P多媒體網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。這種核心網(wǎng)絡(luò)方案將具備標(biāo)簽交換MPLS，服務(wù)質(zhì)量，流量管理TM，流量工程TE以及虛擬專用網(wǎng)VPN的功能，以便在同一網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上為3G網(wǎng)絡(luò)的不同業(yè)務(wù)子網(wǎng)（如語音、數(shù)據(jù)、多媒體、信令子網(wǎng)等等）、不同的服務(wù)質(zhì)量要求的應(yīng)用提供相應(yīng)的服務(wù)質(zhì)量級(jí)別。在網(wǎng)元級(jí)、網(wǎng)絡(luò)級(jí)分別實(shí)現(xiàn)控制界面、數(shù)據(jù)界面的不間斷轉(zhuǎn)發(fā)（SSO/NSF）機(jī)制，以充分保證IP網(wǎng)絡(luò)的高可靠可用性要求。

2.4 面向3G的信令傳輸解決方案（SIGTRAN）

信令網(wǎng)絡(luò)主要的功能是為語音網(wǎng)絡(luò)以及通訊終端網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)提供技術(shù)支持的一種無線通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)，通常情況下用在SS7網(wǎng)絡(luò)組件之間實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)消息、網(wǎng)絡(luò)控制以及傳送、呼叫信令的相關(guān)功能。

隨著移動(dòng)3G用戶數(shù)量的快速增長，TCAP技術(shù)正在逐漸被應(yīng)用，而且取得了不錯(cuò)的應(yīng)用效果，例如實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量的計(jì)量，短信流量的計(jì)算等，這和現(xiàn)在正在使用普通的電路交換信號(hào)的無線接入網(wǎng)絡(luò)明顯不能滿足現(xiàn)在用戶的需求，并且網(wǎng)絡(luò)的傳輸信號(hào)的效率比普通的較低，在使用的過程中的價(jià)格要比較高，并且不能夠使用較為變化的情況。但是如果運(yùn)用信令網(wǎng)關(guān)ITP就能夠的發(fā)揮以及利用IP傳輸?shù)母哔|(zhì)量以及良好的擴(kuò)展性能，能夠?yàn)樾帕罹W(wǎng)絡(luò)提供SS7oIP的全面的技術(shù)支持和解決方案。在這種SS7oIP的現(xiàn)代無線通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)模式下，信令網(wǎng)關(guān)通常情況下主要依據(jù)IETF的相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行使用，并且能夠支持新一代的信令網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)崿F(xiàn)混合網(wǎng)絡(luò)的使用，確保運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)的能夠滿足用戶的需求進(jìn)行不斷的優(yōu)化以及發(fā)展。

3 結(jié)束語

3G無線通信技術(shù)的發(fā)展伴隨著信息技術(shù)的進(jìn)步以及通信技術(shù)的發(fā)展，市場規(guī)模及應(yīng)用范圍也逐步擴(kuò)大。因此，在今后3G無線通信技術(shù)的研究過程中，應(yīng)該做到通信技術(shù)的創(chuàng)新，探究新的通信技術(shù)方法，提高3G無線通信技術(shù)的應(yīng)用程度，為3G無線通信技術(shù)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

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作者單位：上海市公安局楊浦分局，上海 200090