四网协同组网中核心网演进分析

张虹， 周俊茂

（1 中国移动通信集团设计院有限公司上海分公司，上海 200060；2 中国移动通信集团上海有限公司，上海 200060）

四网协同组网中核心网演进分析

张虹1， 周俊茂2

（1 中国移动通信集团设计院有限公司上海分公司，上海 200060；2 中国移动通信集团上海有限公司，上海 200060）

本文主要探讨了无线接入多样化情况下，核心网在四网协同组网演进中的阶段性分析，可分为三大阶段：GSM/TD-SCDMA核心网融合组网，完成GSM/TD-SCDMA的共接入；PS域完成GSM/TD-SCDMA/ WLAN的融合组网，并积极向SAE演进，实现GSM/TD-SCDMA/WLAN/LTE的共接入；IMS网络真正成为接入无关的融合核心网控制网络。

四网协同；核心网；组网演进；IMS

在相当长的一段时期内，GSM、TD-SCDMA、WLAN、TD-LTE网络将长期共存，协同发展。随着移动无线接入网不断向IP化、扁平化方向演进，在GSM网络积极应用3G、4G技术，在TD-SCDMA网络应用提升网络能力的新功能，在WLAN上应用最新802.11n设备，推进GSM网络、TD-SCDMA网络向LTE FDD、TD-LTE平滑演进，是国际上共同的趋势。因此在这背景下，本论文主要探讨了核心网在多网络下共平台的建设演讲趋势，如何应对全业务竞争加剧，互联网业务的迅猛发展，提供综合接入能力来满足客户多样化需求的全业务网络。

1 核心网现状及存在问题

经过多年的发展，移动交换核心网目前由CS域、PS域和IMS域组成，现阶段各自独立组网。其中CS域内部基本完成IP化改造，实现控制、承载分离的扁平化架构；PS域实现IP承载；IMS域由试验转为商用，弥补了运营商原固定接入核心控制能力的空白。如图1所示。

虽然核心网有了一定的发展，但是还存在着一定的问题。在CS域中，TDM及未IP化设备仍在网运行，控制、承载尚未完全分离，网络架构不清晰；在PS域中，日益增长的数据流量对网络压力增大，单靠扩容PS域设备容量难以取得成效；另外对于日益增长的GPRS流量，无相应的资源管控手段；在新建的IMS域中，因为CS长期存在，IMS域初建，与CS域、PS域协同、融合发展不够。

针对这些问题，核心网需要调结构、促融合及支持全业务。IMS是未来核心网络的控制单元，与CS域长期并存，而PS域成为IMS域的接入并向SAE架构演进。在这一长期过程中，本文分析了演进的3阶段及核心网技术、架构、组网等方面的变化。

2 核心网演进阶段分析

CM-IMS是提升网络业务能力、应对全业务运营和互联网竞争的重要手段，是核心网演进的目标架构——统一融合的核心网。从长远讲，以构筑宽带、融合、开放、可运营可管理的核心控制网络是我们的目标，提升核心网在全IP环境下多业务支持能力和运营能力，以满足未来业务发展需要。

在CM-IMS成为统一融合的核心网终极目标前，还要经历引入阶段和与CS网络长期共存阶段。引入阶段CM-IMS主要实现固定接入控制，与CS域的关系是独立组网、业务互通，与PS域的关系是PS域为IMS域提供接入，会话类数据业务通过CM-IMS提供；之后会进入CM-IMS和CS网络长期共存阶段，与CS域长期共存，部分R4软交换着手升级支持ICS（IMS Centralized Services）的演进策略及网络方案，PS域仍为CM-IMS域提供IP承载，业务分担同时PS域核心网向SAE架构演进。最终CS和PS成为CM-IMS的接入网，CM-IMS成为统一融合的核心网。

跟随CM-IMS这一技术演进阶段和四网协同策略，本文确定核心网四网协同也分3阶段来探讨和分析。

2.1 阶段1：GSM/TD-SCDMA融合组网

在此阶段中，优化现有网络，全网IP化改造，GSM/TDSCDMA核心网率先融合，共组融合核心网，完成GSM、TDSCDMA的共接入。如图2所示。

GSM/TD-SCDMA融合组网是基于GSM/TD-SCDMA共核心网的一整套网络融合方案，利用GSM网络优势，实现TDSCDMA网络低成本快速建设，提高TD-SCDMA网络的服务质量及用户感受，为核心网走向统一和融合打下基础。

图1 核心网现状图

GSM/TD-SCDMA融合组网主要包含：

(1) 核心网网络组织的融合。软交换要进行IP化改造，“GSM话音IP承载”，为GSM/TD-SCDMA提供统一的网络组织，并为无缝融入后续演进的网络做准备。

(2) 核心网设备的融合。软交换要支持TDSCDMA的接入，为GSM/TD-SCDMA提供统一的移动性管理和业务处理能力。

(3) 核心网向业务支撑系统提供区分GSM/TDSCDMA的计费信息。

(4) 核心网向网管系统提供区分GSM/TD-SCDMA的接入信息。

图2 核心网阶段1融合组网图

图3 核心网阶段2融合组网图

为了快速规模实施GSM/TD-SCDMA融合组网，并关注网络安全性，可引入MSC/SGSN Pool组网，将物理多局环境变为逻辑单局环境。

2.2 阶段2：四网协同组网

以软交换为主已建的CS域核心网致力于话音解决方案，是中国移动赖以生存的盈利基础，将长期运营；解决固网接入的CM-IMS网络与CS业务互通、与PS业务分担，积极为统一控制的终极核心网架构做准备。此阶段中，可以重点关注PS域的变化。

对于日益增长的数据流量，首先针对现网无相应的资源管控手段PS域要引入PCC。PCC架构可以解决现网无线资源瓶颈突出，网络资源管控的需求；另外还可以满足市场策略/业务发展需求，及早有效解决网络资源和用户业务质量保障的平衡问题，还能支持区分品牌用户的市场策略，提供分级客户服务体验，进一步推出灵活差异化资费套餐；不论是T+W，还是IMS支持的全业务，都需要及早从网络架构整体保障业务QoS的策略控制，PCC可以满足公司全业务运营战略和网络演进技术发展需求。

同时，WLAN是中国移动蜂窝网的重要补充，是进入宽带市场的有效手段，GSM/TDSCDMA+WLAN深度融合，可以实现用户通过WLAN接入使用GSM/TD-SCDMA的PS域业务，有效分流GSM/ TD-SCDMA数据流量。

另外，LTE是中国移动的未来，随着LTE网络的建设，核心网PS域需要向SAE演进，满足日益增长的IP数据流量需求。

图4 核心网阶段三网融合组网图

因此阶段2核心网PS域积极演进发展，实现GSM/TD-SCDMA/WLAN/LTE共接入，如图3所示。

2.3 阶段3： IMS网络真正成为接入无关的融合核心网

在此阶段，IMS不断演进接近终级目标网，最终IMS网络完成了业务控制和承载控制/承载的分离，提供了接入无关的核心控制。CS演进为mAGCF，CS域逐步退化为CM-IMS的一个接入网络；另外PS演进为MME/SGSN Serving-GW，随着HSPA和LTE技术的成熟，CM-IMS能够基于PS域为移动用户提供包含话音的各种多媒体业务。同时，IMS的核心控制可以被各种业务共享，开放的业务架构为业务的快速部署提供了条件。

此时的IMS支持固定，移动，宽带，FMC融合以及后续的演进，支持全业务运营，企业，家庭，个人业务的融合和灵活应用，如图4所示。

3 小结

核心网四网协同的阶段性，分为3大阶段：

阶段1：核心网存在CS域，PS域及新引入的CM-IMS域，GSM/TD-SCDMA核心网率先融合，共组融合核心网，完成GSM、TD-SCDMA的共接入。

阶段2：核心网CS域、PS域与IMS域长期共存，3个域积极融合、业务互通。PS域完成GSM/TDSCDMA/WLAN的融合组网，并积极向SAE演进，实现GSM/TD-SCDMA/WLAN/LTE的共接入。

阶段3：IMS网络真正成为接入无关的融合核心网控制网络。

[1]（法）皮埃尔（Lescuyer，P），（法）蒂埃里（Lucidarme，T）著.演进分组系统(EPS)：3G UMTS的长期演进和系统结构演进[M].北京：机械工业出版社，2009.

[2] 沈嘉，索士强，全海洋著. 3GPP长期演进（LTE）技术原理与系统设计[M]. 北京：人民邮电出版社，2008年11月.

[3] 黄韬，刘韵洁，张智江，刘申建著. LTE/SAE移动通信网络技术[M]. 北京：人民邮电出版社，2009年7月.

[4] 3GPP TS 23.401： GPRS Enhancement for LTE Access[S].

[5] 3GPP TS 23.402： Architecture Enhancements For Non-3GPP access[Z].

Evolution analysis of the core network with the four-network coordination

ZHANG Hong1, ZHOU Jun-mao2

(1 China Mobile Group Design Institute Co., Ltd. Shanghai Branch, Shanghai 200060, China; 2 China Mobile Group Shanghai Co., Ltd., Shanghai 200060, China)

This article mainly discusses the periodic development of the core network with the wireless access of diversif i ed cases (GSM/TD-SCDMA/WLAN/LTE).The core network of four networks fusion of wireless access, can be divided into three stages: GSM/TD-SCDMA core network fusion network, completes the GSM/TD-SCDMA common access. PS domain fi nishes GSM/TD-SCDMA/WLAN network of fusion, and actively to SAE enhancement, realize GSM/TD-SCDMA/WLAN/LTE common access. IMS network becomes a real access control network of the independent of the converged network.

four-network coordination; IMS; the fusion core network

TN929.5

A

1008-5599（2013）08-0008-04

2013-05-29