[通信前沿] ZXG10移动通信系统平台与业务拓展 [复制链接]

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发表于 2005-1-13 16:48:00 |显示全部楼层

The Platform and Extension Services of the Mobile Communication System ZXG10
高源 Gao Yuan 卢仁华 Lu Renhua

摘要：文章先容了中兴ZXG10大型移动通信系统的结构性能和主要业务功能，包括CAMEL、预付费、MVPN、GPRS等，并描述了GSM向IMT－2000过渡的途径以及中兴通讯在这方面的努力。

关键词：移动通信智能网预付费第3代移动通信

Abstract:This article first introduces the architecture of the Zhongxing Telecom's large capacity mobile communication system ZXG10 and its available services,such as CAMEL,prepay,MVPN,GPRS and so on,then describes the evolution way for GSM to IMT－2000 and efforts made by the Zhongxing Telecom in this field.

Key words:Mobile communication IN Prepay The third generation mobile communication

1 ZXG10系统平台

ZXG10移动通信系统是中兴通讯根据GSM Phase Ⅱ＋规范设计开发的大型商用移动通信产品，包括三大部分设备：移动交换子系统(MSS)、基站子系统(BSS)及移动用户终端(MS)。图1为ZXG10综合移动通信平台的结构示意图。

　　

1.1 MSS子系统

1.1.1 MSC/VLR

　　ZXG10MSC/VLR是一个能提供30万用户的移动交换系统，其交换部分是在先进的ZXJ10(10.0)平台上设计而成的，支撑不少于30万的移动用户。中心交换网络采用64k×64k的大容量交换网，忙时试呼(BHCA)处理能力超过2 000k。A口最大可支撑1 024条E1，也可以提供STM－1内置式光接口和TCP/IP、X.25等接口。MSC同时还具有通用无线分组业务(GPRS)和非GPRS业务的协调功能和与GPRS服务节点(SGSN)的接口Gs。MSC还能提供信令转接点功能，可支撑720条以上信令链路。

1.1.2 HLR/AUC

　　ZXG10HLR/AUC采用负荷分担控制方式，交换网络采用双网主备复用，最大可支撑100万个用户量，其登记时延小于2s，信息检索时延小于1s。HLR/AUC支撑Gr接口与SGSN业务支撑节点相连，同时具有Gc接口能力，向GGSN提供移动数据用户漫游接口功能。HLR/AUC除了与SCP、MSC之间采用移动应用规程(MAP)信令链路外，还同时提供多种接口协议，满足网管和消息传输要求。

1.1.3 ZXG10－SC

　　ZXG10－SC短消息中心采用了模块式积木结构形式，可根据用户要求进行功能扩充。短消息中心能提供中文、英文等多种语种消息业务。ZXG10－SC可直接与PSTN、PDN、ISDN等网络及其他短消息实体相连接，如可支撑人工接入座席台、自动语音接入平台、语音信箱服务器及与Web服务器等相连，短消息中心处理能力达100条/s，最大可支撑100万个用户。

　　

1.2 BSS子系统

1.2.1 基站控制器(BSC)

　　ZXG10－BSC采用模块式结构，可支撑2 048个收发信机(TRX)，A口的接口能力可达512个E1，可与任何GSM标准的MSC设备互连；Abis接口为640个E1，可支撑30万个用户。

　　ZXG10－BSC可以向用户提供全速率(FR)、增强型全速率(EFR)语音编码和低速数据业务，还可提供通用无线分组业务(GPRS)中速数据业务；支撑同步切换、非同步切换、伪同步切换、预同步切换等；支撑基于C/I的同心圆组网技术。基站控制器中还应用了中兴通讯一些专有的先进功率控制和越区切换算法。

1.2.2 基站子系统(BTS)

　　ZXG10－BTS基站子系统可提供宏蜂窝(室内/室外型)基站和微蜂窝基站，最大的宏蜂窝基站站点可实现8＋8＋8的配置。微蜂窝基站最大可支撑2＋2＋2的配置，最小可提供单个TRX站点配置。

　　ZXG10－BTS基站系列产品均可工作于1 800MHz频段和900MHz频段，支撑6级静态和15级动态功率控制。其接收机采用空间分集和相位分集接收，同时采用Viterbi软判决算法使分集信号合并最佳，使接收灵敏度提高到112dBm。BTS支撑星型、链型、环型和树型连接方式，可以采用全向或扇形天线。广播控制信道(BCCH)采用了载波备份，保证了该信道的可靠性。其射频部分采用了App无线电技术，提高了信号质量，增强了稳定度。通过Abis接口的空余时隙能透明地传送环境监控消息或图像，可实现无人值守。

1.2.3 操作维护中心(OMC)

　　ZXG10－OMC包括两部分：OMC－S移动交换部分的操作维护系统和OMC－R基站部分的操作维护系统。两部分既可以单独设置，也可以集成设置。

　　OMC系统可支撑本地和远端维护，支撑BTS无人值守，并采用汉化中文显示，有逼真的地理分布和机架布点、布局图形，利用PlanMasterTM网络规划优化App，通过OMC可实现对GSM网络的优化设计和规划设计。

　　OMC支撑多种接口如X.25、SS7等协议，支撑小区广播和中英文等语种短消息广播。

2 ZXG10支撑的业务功能

　　

2.1 基本业务功能和补充业务功能

　　ZXG10系统能完全提供符合GSM02.01和02.04要求的基本业务和补充业务。其基本业务包括全速率话音业务、数据业务和高质量的增强型全速率话音编码业务；补充业务主要包括用户识别类业务、呼叫转移类业务、呼叫禁止类业务、多方呼叫类业务、计费消息类业务，此外还有个人号码支撑(SPNP)、遇忙回收(CCBS)等。

　　

2.2 CAMEL实现智能业务的基石

　　面对层出不穷的新业务，快速反应能力成为运营商必要的生存手段。CAMEL(Customer Applications for Mobile Enhanced Logic)使GSM移动网实现智能化，可方便快速地开展许多新型的智能业务，一些原有的补充业务(如呼叫前转等)也可通过CAMEL实现以增大灵活性。其网络结构参见图2。

　　ZXG10系统全面支撑CAMEL PhaseⅡ规范，能提供的智能业务主要有预付费业务、移动虚拟专网业务、田园卡业务(为农村用户群提供优惠费率)、无话费或低话费手机业务(需收听广告)以及分区分时计费、呼叫屏蔽、防欺诈或恶意欠费等业务功能。此外，运营商还可以根据市场的需求通过业务生成环境(SCE)功能自行定义和开发新的业务。

　　

2.3 预付费业务

　　预付费业务是由用户在预先支付一定的费用之后获得移动服务的一种智能业务。预付费是一种“双赢”的业务，参见表1。Baskerville企业预计到，2000年全球预付费用户将达6 460万，所带来的收入将占总运营收入的14.8％。

　　预付费业务可以有多种实现方式：

(1)补充业务方式(AOC)；

(2)热计费方式(HB)；

(3)业务节点方式(SN)；

(4)智能网方式(IN)：又分为网络控制的记帐卡(300)呼叫方式和用户侧控制的CAMEL AOCC业务方式。

　　表2对比了几种实现方式的利弊，从中可以看到基于智能网方式的实现方式最为理想，可保证最小的欺诈风险并提供给预付费用户各种智能业务，可根据目的码进行限制呼叫。

2.4 移动虚拟专网(MVPN)业务

　　移动虚拟专网业务是利用公共网络为集团用户提供类似专网的服务，具有保密、易于控制等特点，而且利用公共网络可比自己架线建设节省很多成本，网络管理也由富有经验的公共网络运营商负责。虚拟专网内用户可以互相拨号(位数另定)，可不预计费或减低计费。专网内用户也可拨打专网外的用户和长途用户，实行计费；同时对群内用户可进行呼叫筛选、呼叫类别限制，使不同用户享受不同的呼叫等级。

　　

2.5 PlanMasterTM功能

　　规划大师(PlanMasterTM)是中兴通讯自主研制的蜂窝网络规划与优化App，填补了国内在该领域的空白。经信息产业部鉴定，该App技术达到国内领先水平。PlanMasterTM充分考虑了中国复杂的地形地貌和建筑特色以及频率使用情况，采用了适合中国实际情况的电磁传播模型和参数。通过安徽、河北等地的实际工程应用，PlanMasterTM的功能和使用效果已得到用户的充分肯定。

　　PlanMasterTM可提供的主要功能有：

显微分析功能，对规划区进行覆盖，对干扰及话务量进行分析，对重点区域可进行细化分析；

可对电波传播模型进行分析，不仅适用于常用的Okumura－Hata模型和Cost－231模型，还可提供基于实测数据的模型修正；

提供覆盖分析报告图、同频/邻频干扰分析报告图、站点最佳分布图、频率规划图及话务量分布图等；

提供分层显示和管理化测试数据，预测优化前后网络覆盖、干扰情况变化；

支撑智能双层(IUO)、多重频率复用(MRP)等高级频率复用技术。

　　

2.6 GPRS业务

　　近年来，数据业务(特别是分组数据业务)正以超乎预计的速度快速增长，移动与数据业务相结合更可提供随时随地的信息接触。GPRS业务正是在这种情况下应运而生。它可在现有覆盖完善的GSM网络上叠加一个分组数据交换网。GPRS具有非常出色的业务特性，允许多个用户共享信道，可按流量计费，特别适合那些长时间、小流量、突发性数据传输需要。先前，许多大有潜力的应用如车辆自动定位跟踪、移动办公、网上冲浪、高速公路收费、无线个人数字助理(PDA)、无线收款机(POS)等，因缺少合适的传输手段而不能有效开展，有了GPRS作为数据通信手段，这些应用将得到快速推广。

　　由于GPRS具有非常高的资源利用率和出色的业务特性，不仅能在其上开发许多新应用，而且一些传统的业务如短消息，甚至话音业务本身都可融入GPRS中，可取得更高的效率。所以GPRS不单纯是一种无线数据业务，还可称得上是一种具有战略意义的新兴业务。基于这样的认识，中兴通讯投入了极大的力量进行GPRS的研究开发工作，所取得的成果可以用来帮助现有的移动运营商在不久的未来获得更强的竞争力。

　　通过在网络中引入少量新的实体SGSN、CGSN以及BSC上增加的GPRS接口单元，再加上对系统App的升级，ZXG10可为用户提供GPRS业务功能。中兴通讯的解决方案可按业务量平滑引入GPRS业务，既考虑到运营商初期能以最小的投资引入无线分组数据业务，又兼顾到GPRS的平滑扩容能力以及GPRS骨干网在3G时代的生存能力。

　　ZXG10－SN(SGSN)支撑与MSC的互操作接口，具有200Mbit/s的数据吞吐能力；支撑A、B、C这3类用户和匿名接入。GN(GGSN)与SN之间的接口Gn可采用高速以太网接口，可提供2条100Mbit/s以太网接口。ZXG10－GN可提供多种接口能力与外部对接，如TCP/IP、X.25、DDN、ATM等，还可提供用户屏蔽和地址翻译等功能以及Q3网管接口功能。

3 迎接即将到来的3G时代

　　随着电信运营市场的开放，在未来的几年中，电信市场将逐步走出垄断和政府管制，并增加更多的自由竞争。这必将加快新技术的应用，促使3G时代的提早到来。这是因为新加入者往往需要采用先进的新技术才更有可能在竞争中获得优势，而且由于没有旧设备的包袱，新加入者往往也更乐于采用新兴技术。在设备制造方面，竞争更加激烈，国际上著名的电信设备制造商都把2001年作为提供初级3G设备的最早日期，这些因素可能会使3G技术在2004年前在中国获得商业应用。

　　到2003年，中国的GSM用户将达到1亿左右，如何确保巨量的设备投资成功过渡到3G时代是每一个运营商和制造商必须关心的课题。所幸的是，GSM是一套不断发展完善的技术体制，随着新技术不断应用到现有网络中，GSM网络正朝着智能化、宽带化、分组化方向不断发展。以数据通信为例，在传统的9.6kbit/s电路交换型数据业务基础上，近年来又相继发展出高速电路交换数据业务(HSCSD)、通用无线分组数据业务(GPRS)和增强型数据业务(EDGE)，这些新业务提供了GSM向3G演进的清晰途径。HSCSD是电路交换型数据业务，资源利用率不高，需绑定4个时隙才能提供56kbit/s，在目前无线信道比较紧张的情况下，较难取得大面积成功；EDGE可提供384kbit/s，但采用全新的8PSK调制方式，设备升级代价过高，所以也难取得成功；相比之下，GPRS可以实现多用户共享信道，按流量计费，提供QoS保证，以及高达115kbit/s的速率，这些优异的业务特性使GSM运营商得以通过GPRS开发大量新的增值业务，为向3G过渡积累经验和资金。综合上述分析，在中国市场，GSM将很可能按图3所示的红色路径向下一代通信系统演进。

　　在现有基础上引入3G有两种方式：一种是独立建设一套新的网络设施，与现有网络通过关口局互连；另一种是在GSM核心网基础上逐步引入新的无线设备，并逐步扩大分组核心网的应用。前一种引入方式对现有网络的影响最小，但投资太大；后一种方式在经济上更为可取。新一代的移动通信系统将逐步引入到GSM网络中，共享已经建成的庞大GSM核心网络基础设施，并在无线设备上保持与GSM的兼容性，用户可通过多模手机接入GSM网络或新的3G网络。由于3G比2G最重要的增强是在高速数据通信方面，而对中国这样一个幅员广阔、城乡差距大的国家，初期对高速数据业务的需求将主要集中在部分地区，如办公写字楼、居民区等。所以，预计3G将以孤岛方式引入到现有GSM网络中，用户可在办公楼、居民区等地方享受高速的3G数据业务，而在其它地区仍可使用话音业务和中低速的数据业务。图4显示了这种过渡方式。

　　为了支撑新的3G设备和业务，GSM核心网将逐步升级，这种升级将是平滑和自然的。现在CAMEL PhaseⅢ、GPRS PhaseⅡ等GSM规范的制定工作已基本转入第3代合作项目(3GPP)组织，因此在规范制定中就已充分考虑了GSM网络同3G设备的兼容性。ZXG10系统全面符合最新的GSM规范，可提供CAMEL、GPRS、HSCSD、GSM定位等重要的新业务。中兴通讯业已加入该组织，这进一步为其技术的平滑演进提供了保证。

　　除此以外，中兴通讯还在下一代移动通信的许多关键技术方面进行了广泛深入的研究，并已取得重要成果，特别是在App无线电、智能天线、低噪声线性功放、ATM交换机、IP技术等领域，中兴通讯的研究在国内名列前茅，所取得的研究成果不仅成功地应用到了现有的ZXG10上，也为3G提供了充分的技术准备。中兴通讯将以其强大的技术开发和服务支撑能力，一如既往地帮助客户从GSM时代顺利地过渡到3G时代。

编辑概况：
高源，深圳市中兴通讯股份有限企业移动事业部系统设计工程师，博士。浙江大学毕业。

　　卢仁华，深圳市中兴通讯股份有限企业移动事业部系统设计高级工程师。东南大学毕业。

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