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刘晓军 现在中国联通增值业务部从事技术管理工作。1998年毕业于武汉大学电子信息学院。 张云满 高级工程师,现在中国联通增值业务部从事技术管理工作。1992年毕业于西安电子科技大学,获工学硕士学位。

导 读: 本文通过对比CDMA2000 1X 和GPRS的网络特点、向3G过渡、升级建设成本、数据业务等,阐述两种网络的优劣势。

CDMA2000 1X同GPRS同属2.5G移动通讯网络,主要为了解决提供分组数据业务而建立。下面分几个方面对CDMA2000 1X以及GPRS进行比较。

一、CDMA2000 1X相对于GPRS的网络优势

1、网络结构

CDMA2000 1X电路域和分组域结构清晰,网络结构简单。易于维护和规划。

CDMA的电路域和分组域之间只是在BSC有接口,其它地方没有任何关联。电路域和分组域的界限十分清晰。结构清晰带来的好处,一个是从电路域向支持分组升级比较简单,另一个优点是开发快,易于成熟和商用。另外在网络出现问题的时候进行定位、维护比较简单。在希望分期投资的情况下,可以初期上电路域,以后逐步升级到支持分组,升级方便,从而节约投资。

2、支持Mobile IP,增强了鉴权功能

CDMA2000 1X支持mobile IP功能,mobile IP 提供了较多的好处,其中一点就是在mobile IP中提供了非常丰富的鉴权功能,包括MN(移动网络)和FA(外地代理)之间的鉴权,MN和HA(家乡代理)之间的鉴权,FA和HA之间的鉴权。这些鉴权功能增加了系统的安全。GPRS不支持mobile IP功能。

3、支持路由优化,不会有迂回路由

通过支持路由优化,可以实现用户的业务数据直接从对端发到用户的拜访地,不用经过用户的归属地。从而避免了迂回路由的存在。

4、对IPv6的支持好,易于向IPv6发展

Mobile IP已经有了支持IPv6的标准,并且对于在IPv4向IPv6

升级过程中共存时期的一些问题有了相应的考虑。更好的提供了对IPv6的支持。

5、对企业网的支持好

CDMA 1X中要求提供对多种隧道协议的支持,这提供了对企业网的良好技术方面的支持。另外mobile IP中有home 的概念,用户可以很方便的参加home的通信。这些都提供了对企业网的良好支持。

6、对于以前的指示兼容性好,升级容易

和以前的2G网络相比,网络侧电路域改动非常小,和分组域的接口简单。只要叠加分组域即可实现升级为CDMA 1X。

7、实现灵活,易于实现运营商的特定功能

CDMA 1X的协议中很多地方都没有特定的要求、而是由运营商

来决定如何实现。而且它采用的大多是IETF的标准,技术的组合也没有特定要求。易于运营商通过特定的方法实现特定的功能。

8、易于升级到以后的全 IP

由于其协议来自IETF,有利于实现有线网络和无线网络的结合,充分利用有线网络的业务特性。使其网络平滑过渡到全 IP网络。

9、扩频、编码、功率控制等技术提升系统容量

由于采用了先进的扩频编码和功率控制技术,CDMA2000 1X可

以提供比GPRS更大的用户容量,这也是为什么所有的3G系统都基于CDMA体制的一个重要原因。GPRS是GSM体制在分组域的增强,在用户容量上存在不足。

10、覆盖大

CDMA2000 1X是用800M频段,相比900M的GSM和GPRS,可以

提供更好的空间覆盖和深度覆盖,这样在初期建网的时候,可以实现广覆盖、低容量的建网方式,待用户数量发展到一定规模之后再继续扩容,从而实现运营商网络建设的滚动发展。

11、频率资源

CDMA2000 1X占用的是全新的800M频段,频率资源丰富。而GPRS

是用的是GSM的900M频段。GSM的频率资源在很多地区本来就很缺乏,GPRS是用分组业务,每个用户占用比话音更多的频率资源,导致GPRS的频率资源进一步的匮乏,从而限制了GPRS的用户数量。

12、软切换和更软切换的使用提高话音质量,减少掉话

CDMA2000 1X采用先进的软切换和更软切换,从而降低了掉话率,提高了话音质量。再加上CDMA先进的编码和功率控制,使得用户的话音质量清晰,这些方面都使得CDMA的话音质量和GSM以及GPRS相比都有较大的提高。

13、伪随机序列扩频,增加安全性

CDMA最初是军方通信标准,逐步走向民用,先天在保密性上具有优势。先进的扩频编码和空中接口加密技术,保证了用户通信的安全。

二、向3G过渡对比

在无线接入网部分,GPRS基于TDMA,如果升级到WCDMA或者

TD-SCDMA,需要重新建设基站,只有部分配套资源,如电源等可以重新利用。

CDMA2000 1X技术正在向3G过渡,CDMA 1X EV 的研究和标准化工作正在进行,其第一个增强版本1X EV DO(HDR)已被ITU接纳为国际标准,1X EV DO标准正在制定中。1X EV DO是完全针对分组数据业务设计的无线技术,在一个1.25MHz带宽内可以提供的峰值速率为2.4Mbit/s,已达到ITU对三代系统的速率要求。使用HDR技术时,分组数据业务仍然利用分组域设备(PDSN和PCF)来处理,无需再增加网络单元。由于HDR在射频方面与CDMA 1X/IS-95完全相同,因此只需在原CDMA 1X基站中更新HDR信道板,再将软件升级即可。

在核心网部分,GPRS核心网络与3G分组域核心网络可以实现平滑升级与演进。3G分组核心网络的整体构架与GPRS的核心网络保持一致,仅在无线网络接口、网络协议等进行了更新。并能够保持向下兼容。CDMA的核心网络部分电路域和分组域的基本构架都保持不变,仅需进行简单的更新。在核心网络部分二者基本都可以保持平滑过渡。 以上只是功能部分,如果由于用户业务能力的提高或者用户的数量的增长,除了升级之外,必要的扩容和增加设备也是必不可少的,具体依赖于目前网络的设备能力。

三、 网络速度对比

与电路型数据业务下移动用户长时间独占一定的无线资源不同

的是,在分组数据业务下,所有的移动用户共享无线资源,并且每个用户只在有业务数据传送时才动态的申请和占用无线资源,因此采用分组数据方式可以做到“永远在线。如GPRS的峰值速率为115.2kbit/s,CDMA 1X系统的峰值速率为153.6kbit/s,因此与电路型数据业务相比,分组数据业务更适用于支持移动Internet业务。但另一方面,由于在分组业务下,多个移动用户共享一定的无线资源,因此尽管分组业务可以有较高的峰值业务速率,但在用户进行数据传送期间内的平均业务速率仍然较低,而平均业务速率与峰值业务速率的比值也成为衡量系统技术的一项重要指标。从近年来的试验来看,GPRS的平均业务速率可以达到20kbit/s-40kbit/s,CDMA 1X的平均业务速率为70kbit/s-80kbit/s。相比较而言,CDMA2000 1X技术较GPRS技术成熟。如果网络用户数量增加到一定程度,导致频率资源的问题更加突出,那么每个GPRS用户可以使用的带宽将进一步的降低。

四、 升级建设成本对比

IS-95系统是世界上最早的CDMA移动系统,已在世界范围内进行了10多年的试验和运营,现已被证明是十分稳定的系统。 CDMA2000 1X系统继承了IS-95系统在组网、系统优化方面的经验,并进一步对业务速率进行了扩展,同时通过引入一些先进的无线技术,进一步提升了系统容量。

CDMA2000 1X系统在空中接口方面完全向下兼容IS-95系统。在核心网络方面,CDMA2000 1X系统继续使用IS-95系统的核心网作为其电路域来处理电路型业务,如话音业务和电路型数据业务,同时在系统中新增加分组域设备(PDSN和PCF)来处理分组数据业务。因此在建设CDMA2000 1X系统时,原有的IS-95的网络设备可以继续使用,只要新增加分组域设备即可。在基站方面,由于IS-95与1X的兼容性,可以做到仅更新信道板,并将系统软件升级,即可将IS-95基站升级为CDMA 1X基站。联通在CDMA网络建设中就采用了这种升级方案。由于CDMA2000 1X系统具有良好的兼容性,因此现在已有多家厂商可以提供CDMA 1X的商用设备。实际测试结果表明,对于话音业务,1X系统的容量是IS-95系统的1。6倍。

GPRS基站部分可以在GSM基站的基础上通过软件升级,在核心网中,需要增加服务GPRS支持节点SGSN、网关GPRS支持节点GGSN、分组控制单元PCU等。

无线空中接口部分,GPRS需要新建;CDMA 1X如果采用同样的频段可以实现软件升级,如果采用不同的频段,需要更换射频模块。

总的来看,在从2G到2.5G的升级中,从CDMA IS-95A到CDMA2000 1X要比从GSM到GPRS更简便、平滑,投资应该更少。

WCDMA的主要运营商将会来自于现在的GSM运营商,对于GSM运营商来说,理想的演进方式是GSM→GPRS→EDGE/WCDMA,即首先通过GPRS建立全新的分组域核心网络,再引入EDGE/WCDMA提高业务速率。但由于GPRS在近期的试验结果不是很好,因此对WCDMA的推广会产生一定的影响。同时由于WCDMA在开发中发现的问题较多,使得WCDMA的商用计划一再推迟。

在第二部分已经介绍了CDMA2000 1X以及GPRS向3G的过渡,不再赘述。具体的投资分析,由于设备价格的不确定,因此很难给出具体的数据,但是从操作的简易性以及升级平滑等方面,CDMA 1X无疑占据着优势。

五、 移动数据业务开展对比

GPRS的平均业务速率可以达到20kbit/s-40kbit/s,CDMA 1X的平均业务速率为70kbit/s-80kbit/s,可以说,从速率上讲,他们对业务开展的影响并不大,同属于低速数据业务,基本上CMDMA 1X可以提供的数据业务,GPRS同样可以提供。在业务平台上,两者都可以基于JAVA,CDMA 1X同时也支持BREW。由于BREW是高通在自己的芯片上开发的手机操作系统+平台,在效率上会高一些。

总之,技术并不是CDMA2000 1X同GPRS在移动数据业务竞争中的主要矛盾,业务的吸引力、内容的丰富性、移动数据价值链的策略、同SP的合作等等才是竞争的关键。


 
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