CDMA技術(shù)向LTE演進(jìn)的總體趨勢(shì)
LTE/EPC已成為所有CDMA網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商向4G演進(jìn)時(shí)的目標(biāo)網(wǎng)絡(luò),。目前美國(guó)最大的CDMA運(yùn)營(yíng)商Verizon已經(jīng)開始CDMA向LTE演進(jìn)的最后一階段技術(shù)測(cè)試,，并正式宣布在今年底開始商用LTE的部署。美國(guó)第二大CDMA運(yùn)營(yíng)商Sprint也開始了LTE的研究,，準(zhǔn)備規(guī)劃CDMA網(wǎng)絡(luò)向LTE演進(jìn)的具體部署,。
毫無(wú)疑問，已成為全球4G主流的LTE技術(shù),，將為CDMA2000運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)更多的利潤(rùn)增長(zhǎng)機(jī)會(huì)?，F(xiàn)網(wǎng)的1X和EV-DO系統(tǒng)向LTE/EPC技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，會(huì)存在多種演進(jìn)方式,。
?。?）部署LTE/EPC網(wǎng)絡(luò)，完全替代陳舊的CDMA2000網(wǎng)絡(luò),。
?。?）新建LTE/EPC網(wǎng)絡(luò)，原有網(wǎng)絡(luò)做為新建網(wǎng)絡(luò)的補(bǔ)充,，逐步擴(kuò)大LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍,，原有網(wǎng)絡(luò)逐步退網(wǎng)。
?。?）升級(jí)現(xiàn)有CDMA2000無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和核心網(wǎng),，支持LTE/EPC的功能,，所有網(wǎng)絡(luò)逐步升級(jí)改造成為L(zhǎng)TE/EPC網(wǎng)絡(luò)。
第一種方式完全拋棄原有網(wǎng)絡(luò),，進(jìn)行新網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模建設(shè),，顯然不切實(shí)際。對(duì)于后兩種方式,，運(yùn)營(yíng)商不可避免都會(huì)考慮現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)與新建LTE/EPC網(wǎng)絡(luò)的互通,、與其他運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)的漫游，以及用戶在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)接入時(shí),，如何為用戶提供一致的業(yè)務(wù)等需求,。尤其是LTE/EPC網(wǎng)絡(luò)提供的帶寬、會(huì)話控制方式與現(xiàn)有 CDMA2000網(wǎng)絡(luò)差異很大,，業(yè)務(wù)使用存在著潛在的風(fēng)險(xiǎn)：在LTE/EPC下的新業(yè)務(wù),，可能在CDMA2000網(wǎng)絡(luò)下無(wú)法開展。
演進(jìn)對(duì)分組核心網(wǎng)的影響
在核心網(wǎng)對(duì)數(shù)據(jù)會(huì)話的控制方式上,，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)存在以下差異：
?。?）LTE/EPC能夠?yàn)橛脩敉瑫r(shí)建立到多個(gè)PDN數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的連接， 并為用戶提供多個(gè)獨(dú)立IP承載（用戶訪問不同PDN,，使用不同的IP地址）,；而CDMA2000網(wǎng)絡(luò)通過(guò)簡(jiǎn)單IP接入方式，僅為用戶提供到單一數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的連接,。
?。?）LTE/EPC提供網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起的用戶承載建立請(qǐng)求；而CDMA2000 EV-DO目前不支持網(wǎng)絡(luò)側(cè)發(fā)起的承載建立請(qǐng)求,，所有承載請(qǐng)求都由終端發(fā)起,。
（3）LTE/EPC為用戶到每個(gè)PDN數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的連接提供QoS承載,；CDMA2000網(wǎng)絡(luò)僅提供用戶會(huì)話級(jí)的QoS承載,。
（4）LTE/EPC提供統(tǒng)一的PCC策略控制,，包括用戶從非3GPP網(wǎng)絡(luò)接入,；CDMA2000 EV-DO標(biāo)準(zhǔn)本身還沒有明確的PCC策略控制規(guī)則，而是統(tǒng)一遵從3GPP的PCC策略控制規(guī)則,。
此外,，用戶在CDMA2000和LTE網(wǎng)絡(luò)切換時(shí)，通常采取先斷后連的方式,，這種方式影響了用戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn),。
因而， CDMA2000運(yùn)營(yíng)商向LTE/EPC演進(jìn)時(shí)，為了平滑演進(jìn),，給用戶提供一致的業(yè)務(wù)體驗(yàn),，必然需要經(jīng)過(guò)一個(gè)雙網(wǎng)并存、兩網(wǎng)互通的過(guò)渡階段,，而在這個(gè)階段核心網(wǎng)的演進(jìn)就顯得更為重要,。
作為CDMA2000網(wǎng)絡(luò)向LTE網(wǎng)絡(luò)平滑演進(jìn)的過(guò)渡階段，核心網(wǎng)要能同時(shí)管理兩個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的接入,，為用戶會(huì)話提供統(tǒng)一接入,、控制以及互操作，保持用戶在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)下的業(yè)務(wù)體驗(yàn),。同時(shí),，分組核心網(wǎng)也要能夠更加容易管理和維護(hù)，降低網(wǎng)絡(luò)管理的復(fù)雜性,，提高網(wǎng)絡(luò)部署和管理的效率,。
在向LTE演進(jìn)的最終階段，分組核心網(wǎng)需要具備更加深入的融合能力,，能夠作為一個(gè)統(tǒng)一的分組核心網(wǎng),，統(tǒng)一控制和管理各種無(wú)線接入方式，為用戶提供全面的業(yè)務(wù)服務(wù),。
分組核心網(wǎng)演進(jìn)策略分析
對(duì)CDMA2000運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，現(xiàn)有分組網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)是一個(gè)成熟的網(wǎng)絡(luò),，主要包括PDSN,、HA以及AAA。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在為大量用戶提供高速分組數(shù)據(jù)服務(wù),，如果做全網(wǎng)的改造升級(jí),，將會(huì)影響已有用戶的數(shù)據(jù)服務(wù)。因此,，利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)條件,，在現(xiàn)有分組核心網(wǎng)站點(diǎn)上疊加建設(shè)EPC核心網(wǎng)是一個(gè)比較安全和有效的方式。再此基礎(chǔ)上,，根據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展的需要,，運(yùn)營(yíng)商可以逐步擴(kuò)容和優(yōu)化LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋，進(jìn)一步融合分組核心網(wǎng),，使其成為一個(gè)多接入技術(shù)匯聚的核心網(wǎng),，逐步降低接入相關(guān)性，簡(jiǎn)化核心網(wǎng)的運(yùn)維管理,，提供資源管控能力,，一步一步朝著統(tǒng)一的分組核心網(wǎng)目標(biāo)邁進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)一張接入無(wú)關(guān)的統(tǒng)一管控的融合分組核心網(wǎng),。
運(yùn)營(yíng)商采用此方式的優(yōu)勢(shì)明顯,。
● 最大化利用現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施：現(xiàn)有分組核心網(wǎng)的傳輸,、站點(diǎn)資源仍然可以為4G網(wǎng)絡(luò)下的EPC核心網(wǎng)服務(wù)。
● 保持網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性：先進(jìn)行核心網(wǎng)的升級(jí),，再進(jìn)行無(wú)線接入技術(shù)的升級(jí),，步步為營(yíng)。
● 為用戶提供差異化的服務(wù)：通過(guò)部署新的LTE/EPC網(wǎng)絡(luò),，為新用戶提供更高速的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),，滿足高端用戶隨時(shí)隨地快捷方便地訪問網(wǎng)絡(luò)資源的需求。
● 匯聚多種接入技術(shù),，使運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)部署更加快捷,、高效、安全,。
● 融合多網(wǎng)絡(luò),，為用戶提供多種網(wǎng)絡(luò)下的無(wú)縫移動(dòng)服務(wù)，為用戶帶來(lái)更好的業(yè)務(wù)體驗(yàn),，從而增強(qiáng)運(yùn)營(yíng)商市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,。
因此， CDMA2000運(yùn)營(yíng)商可以依托現(xiàn)有的EV-DO數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò),，充分發(fā)展移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),，逐步奠定向LTE/EPC演進(jìn)的基礎(chǔ)。然后,，根據(jù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)市場(chǎng)發(fā)展的需要,，先在熱點(diǎn)地區(qū)部署LTE網(wǎng)絡(luò)，提供高速數(shù)據(jù)接入服務(wù),，吸引用戶,，滿足熱點(diǎn)地區(qū)的用戶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求。進(jìn)一步地,，可以根據(jù)LTE業(yè)務(wù)發(fā)展的情況,，逐步在大城市進(jìn)行LTE的全覆蓋部署。最后,，再進(jìn)行廣域的LTE無(wú)線覆蓋,。
按照這種分階段方式向LTE網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)，CDMA2000運(yùn)營(yíng)商完全可以先進(jìn)行分組核心網(wǎng)的融合演進(jìn),。
CDMA2000分組核心網(wǎng)向EPC演進(jìn)方案
在小規(guī)模部署LTE網(wǎng)絡(luò)時(shí),，運(yùn)營(yíng)商可以利用已有的分組核心網(wǎng)站點(diǎn)建設(shè)新的EPC核心網(wǎng)。通過(guò)利用原有核心網(wǎng)站點(diǎn)的傳輸網(wǎng)絡(luò),，部署MME,、Serving GW 和PDN GW設(shè)備連接無(wú)線接入網(wǎng)和已有的業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)，并部署HSS設(shè)備，統(tǒng)一管理用戶的簽約信息,，做到兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)統(tǒng)一鑒權(quán)和統(tǒng)一授權(quán),。
如圖1所示，第一階段的核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)是原有網(wǎng)絡(luò)和新建網(wǎng)絡(luò)并存,，共享相同的站點(diǎn)和傳輸資源,。
圖1 LTE第一階段演進(jìn)的核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)
通過(guò)疊加建設(shè)EPC核心網(wǎng)，開展統(tǒng)一的PCC策略控制,，以及統(tǒng)一的用戶簽約數(shù)據(jù)信息管理,，便于CDMA2000運(yùn)營(yíng)商更加有效地開展高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，新建網(wǎng)絡(luò)不會(huì)影響原有網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性,，保障運(yùn)營(yíng)商穩(wěn)定開展新網(wǎng)絡(luò)建設(shè),。在分組核心網(wǎng)，首先進(jìn)行業(yè)務(wù)管理信息的融合,。然后,，根據(jù)LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)部署的要求，利用已有的IP承載網(wǎng)絡(luò),，直接將LTE無(wú)線接入網(wǎng)連接到現(xiàn)有的核心網(wǎng),，加快LTE網(wǎng)絡(luò)的工程部署進(jìn)度。
這個(gè)時(shí)期,，新建網(wǎng)絡(luò)滿足新業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)的發(fā)展需要,。隨著LTE業(yè)務(wù)的逐步發(fā)展，LTE的覆蓋范圍將會(huì)逐步擴(kuò)大,，用戶數(shù)和吞吐量也會(huì)逐步上升,。此時(shí)，可以依托現(xiàn)有的分組核心網(wǎng)進(jìn)行第二階段的擴(kuò)容,。
如2圖所示，第二階段的核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)是為了配合LTE基站的大規(guī)模城區(qū)覆蓋,，進(jìn)行核心網(wǎng)的數(shù)據(jù)面融合,。
圖2 LTE第二階段演進(jìn)的核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)
當(dāng) LTE的無(wú)線信號(hào)覆蓋整個(gè)城區(qū)時(shí)，運(yùn)營(yíng)商可以為雙模終端用戶提供跨CDMA2000 EV-DO和LTE網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)性服務(wù),。此時(shí)分組核心網(wǎng)可以添加新的設(shè)備HSGW或者在已有EPC設(shè)備的基礎(chǔ)上升級(jí)HSGW,。PDN GW可以作為新的用戶會(huì)話管理錨點(diǎn)與HA融合，統(tǒng)一管理用戶在CDMA2000 EV-DO與LTE網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)性,，進(jìn)一步降低網(wǎng)絡(luò)OPEX,。
在核心網(wǎng)部署完畢后，運(yùn)營(yíng)商可以從容地改造以及升級(jí)原有的CDMA2000 EV-DO無(wú)線接入網(wǎng)到eHRPD網(wǎng)絡(luò),，為用戶提供到EPC網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一接入和管理,，增強(qiáng)用戶在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)使用的一致性，從而更加平滑向LTE大規(guī)模部署階段演進(jìn)。此時(shí),，作為特色業(yè)務(wù),，運(yùn)營(yíng)商可以利用現(xiàn)有的1X網(wǎng)絡(luò)，為高速數(shù)據(jù)用戶提供語(yǔ)音業(yè)務(wù),。
接下來(lái),，隨著LTE無(wú)線信號(hào)向更廣域的地區(qū)進(jìn)行覆蓋，分組核心網(wǎng)可以進(jìn)行更深入的數(shù)據(jù)面融合,，進(jìn)一步降低網(wǎng)絡(luò)的OPEX,。
在第三階段，分組核心網(wǎng)的數(shù)據(jù)面完全融合,，為運(yùn)營(yíng)商提供一個(gè)多種無(wú)線技術(shù)統(tǒng)一接入,，統(tǒng)一管控的分組核心網(wǎng)，如圖3所示,。
圖3 LTE第三演進(jìn)階段的核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)
這個(gè)階段,，LTE業(yè)務(wù)已經(jīng)稱為主流業(yè)務(wù)，原有網(wǎng)絡(luò)充分利舊后,，可以在EPC網(wǎng)絡(luò)中融合原有網(wǎng)絡(luò)的接入功能,，更進(jìn)一步降低網(wǎng)絡(luò)CAPEX和OPEX。
隨著高實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)的開展,，EPC核心網(wǎng)提供與原有CDMA2000網(wǎng)絡(luò)的無(wú)縫切換,，為用戶提供更好的無(wú)逢移動(dòng)性服務(wù)。同時(shí),，運(yùn)營(yíng)商可以進(jìn)一步減少分組核心網(wǎng)的設(shè)備維護(hù),，提高新設(shè)備的增值服務(wù)能力。
而且隨著用戶數(shù)據(jù)流量的加大,，可以考慮將分組核心網(wǎng)下沉,，采用分布式方式部署分組核心網(wǎng)，使分組核心網(wǎng)站點(diǎn)更加貼近承載網(wǎng)站點(diǎn),。這種方式,，可以為運(yùn)營(yíng)商節(jié)省承載網(wǎng)絡(luò)的傳輸資源，最大化利用已有的IP承載傳輸網(wǎng)絡(luò),，全面降低新網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的TCO,。
最后，隨著LTE網(wǎng)絡(luò)的全面覆蓋,，用戶的所有業(yè)務(wù)都將在無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行,，此時(shí)的分組核心網(wǎng)可以進(jìn)一步升級(jí)，滿足用戶的語(yǔ)音業(yè)務(wù)連續(xù)性要求,。
在第四階段,，運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)全面演進(jìn)4G階段,，分組核心網(wǎng)也演進(jìn)到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的階段，如圖4所示,。
圖4 LTE第四演進(jìn)階段的核心網(wǎng)結(jié)構(gòu)
在該階段,，用戶通過(guò)LTE網(wǎng)絡(luò)使用各種多媒體業(yè)務(wù)，同時(shí)為了提供更好的業(yè)務(wù)體驗(yàn),，運(yùn)營(yíng)商可以結(jié)合IMS網(wǎng)絡(luò),，通過(guò)升級(jí)EPC網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供到傳統(tǒng)1X域語(yǔ)音業(yè)務(wù)的連續(xù)性服務(wù),，使原有1x網(wǎng)絡(luò)能夠更好的與LTE網(wǎng)絡(luò)結(jié)合,，為用戶提供增值服務(wù)。
CDMA2000運(yùn)營(yíng)商向LTE無(wú)線技術(shù)演進(jìn)的過(guò)程中,，從全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡到完全的分組網(wǎng)絡(luò),。在這個(gè)過(guò)程中，運(yùn)營(yíng)商逐步依托現(xiàn)有分組核心網(wǎng)絡(luò),，根據(jù)LTE業(yè)務(wù)發(fā)展需要,，分階段進(jìn)行核心網(wǎng)絡(luò)的管理面、控制面,、數(shù)據(jù)面的融合,，滿足了網(wǎng)絡(luò)平滑發(fā)展建設(shè)的要求，同時(shí)也最大化地節(jié)省了網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)的投資,。在這個(gè)過(guò)程中,，運(yùn)營(yíng)商一方面不斷地為用戶提供更加完善的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)和服務(wù)，另一方面也在為網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)和管理全面降低TCO,，滿足了運(yùn)營(yíng)商未來(lái)分組核心網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需求,，從而在向LTE演進(jìn)的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)了用戶,、運(yùn)營(yíng)商雙贏的目標(biāo),。