WCDMA三大标准版本的技术实现及差异

孙保红
　　就 WCDMA 系统标准本身而言，历经多年努力，目前已有R99、R4、R5三个版本完成定稿，其中最新的R5版本于2002年6月完成。其三个版本各有特色，主要体现在：

　　R99：接入部分主要定义了全新的5MHz每载频的宽带码分多址接入网，采纳了功率控制、软切换及更软切换等CDMA关键技术，基站只做基带处理和扩频，接入系统智能集中于RNC统一管理，引入了适于分组数据传输的协议和机制，数据速率可支持144 Kbit / s 、384 Kbit / s ，理论上可达2 Mbit / s 。基站和RNC之间采用基于ATM的Iub接口，RNC分别通过基于 ATM AAL2 的Iu-CS和AAL5的 Iu - PS 分别与核心网的CS域和PS域相连。

　　在核心网定义的过程中，R99充分考虑到了向下兼容GPRS，其电路域与GSM完全兼容，通过编解码转换器实现话音由 ATM AAL2 至64K电路的转换，以便与 GSM MSC 互通。分组域仍然采用了 GPRS SGSN 和GGSN的网络结构，相对于GPRS，增加了服务级别的概念，分组域的业务质量保证能力提高，带宽增加。

　　从系统角度来看，系统仍然采用分组域和电路域分别承载与处理的方式，分别接入PSTN和公用数据网。

　　从一般观点来看，R99比较成熟，较适用于需要立即部署网络的新运营商。同时也适用于拥有 GSM / G PRS 网络的既有移动网络运营商，因其充分考虑了对现有产品的向下兼容及投资保护，目前的商业部署全都采用了R99，其主要优点在于：1)技术成熟，风险小；2)多厂商供货环境形成；3)互联互通测试基本完成。

　　但也正因为考虑了向下兼容，R99也存在这样或那样的缺点：1)核心网因为考虑向下兼容，其发展滞后于接入网，接入网已分组化的AAL2话音仍须经过编解码转换器转化为64K电路，降低了话音质量，核心网的传输资源利用率低；2)核心网仍采用过时的TDM技术，虽然技术成熟，互通性好，价格合理，但未来存在技术过时，厂家后续开发力度不够，备品备件不足，新业务跟不上的问题，从5-10年期投资的角度来看，仍属投资浪费；3)分组域和电路域两网并行，不仅投资增加，而且网管复杂程度提高，网络未来维护费用较高，演进思路不清晰；4)网络智能仍然基于节点，全网新业务部署仍需逐点升级，耗时且成本高。

　　R4：相对于R99，R4无线接入网网络结构没有改变，改变的只是一些接口协议的特性和功能的增强，如引入直放站，解决复杂地形覆盖问题和扇区降低终端和基站的发射功率以提高容量， Node B 同步减少系统邻近小区的交调干扰，降低传输网络的成本，Iub和Iur上的AAL2连接的QoS优化、RRM(无线资源管理)的优化；Iu上RAB(无线接入承载)的QoS协商，增强的RAB支持；Iub、Iur和Iu上的传输承载过程的修改。而核心网电路域变化较大，主要体现在：1)网络由TDM中心节点交换型演进为典型的分组话音分布式体系结构；2)网络采用开放式结构，业务逻辑与底层承载相分离，话音分组化，由包方式承载， UTRAN 与核心网话音承载方式均由分组方式实现；3)由于优化了话音编解码转换器，改善了 WCDMA 系统网络内部话音分组包的时延，提高了话音质量，编解码转换有可能只需在与PSTN的公网网关上实现，同时提高了核心网传输资源的利用率；4)同时，由于话音采用统计复用方式传递，相对于 TDM64 K 静态电路带宽分配而言，可提高传输网的效率，实现网络带宽动态分配，避免TDM扩容时需反复调配2M电路的烦琐程序。

　　但R4相对于R99，也存在缺点，主要体现在：1)全新协议和技术；2)目前暂时无商业部署；3)互联互通有待测试；4)与R99业务基本相同；R5

　　于今年6月间定稿，接入网中主要引入 IP UTRAN 和 HSPDA 的概念，IP可作为 UTRAN 的信令传输和用户数据承载， HSDPA 支持高速下行分组数据接入，应用不同的技术实现手段，峰值数据速率可高达8-10 Mbps 。采纳了混和 ARQII / III 以增强分组数据信号传输的可靠性和高效性，支持RAB增强功能，对Iub/Iur的无线资源管理进行了优化，增强了UE定位功能，支持相同域内的不同RAN节点与不同CN节点的交叉连接。

　　相对于R4，R5核心网增加了IMS ( IP MULTIMEDIA SUBSYSTEM ) IP 多媒体子系统，但由于标准刚刚定稿，同时大量业务由于时间关系，不得不推后到R6考虑，故IMS域目前还无法完全取代R4分组化的CS域，支持某些传统业务和满足管制规定方面的要求，换句话说，R5仍然需要R4分组化的CS域的部署，R5只是R4的补充和满足IP多媒体业务的需求的一个版本。

摘自《通信产业报》