由我国移动、英国Vodafone和Orange、日本NTTdocomo、德国T-Mobile、荷兰KPN以及美国Sprint七大运营商建议树立的NGMN(NextGeneration Mobile Network)安排对下一代移动通讯网络的功用、功用和整个网络架构有了开端的清晰，业界也在深化研讨其相关标准。NGMN事实上在微观层面和结构层面关于未来的移动通讯网络有所标准。全球现有最大的移动通讯网络GSM朝着NGMN开展过程中进行技能改进以习惯技能开展，具有较大的实践含义。本文论述了下一代GSM网络的演进过程中相关重要技能，以期给予业界学习含义。
移动通讯技能开展到现在，GSM不管是网络规划仍是用户规划，在全球的占有率都名列前茅，到现在为止，没有一种通讯技能能够像GSM技能这样的深化人们的日子，并对全球的经济和社会发生深远的影响。可是，跟着技能的开展，GSM不能停留在本来传统2G网络的概念上。移动通讯运营商不管从技能演进的视点，仍是有用保护网络设备的视点，都需求深化研讨NG-GSM的相关问题，然后为完成出资保护和盈余才能进步供给最大保证。文章从剖析研讨NG-GSM的必要性下手，论述了移动运营商开展NG-GSM的方针和愿景，最终从多个技能维度剖析了NG-GSM的要害技能，给现在的网络建造开展战略供给必定的学习。
研讨NG-GSM网络技能的必要性
研讨NG-GSM是契合网络开展趋势的要求
到现在为止，现已完成商用规划的无线接入体系多种多样，依照演进道路，GSM/GPRS/EDGE/WCDMA/TD-SCDMA/HSPA/LTE是一条道路，CDMA/cdma2000/EVDO是另一条道路，还包含Wi-Fi/WiMAX等无线宽带接入技能等，全体而言，未来的无线接入网体系，必将是一个多标准长时间共存，并依照各自途径演进且彼此交融的体系。在我国，现在的无线接入网体系以GSM为主，能够预见，未来的移动通讯网络是一个以GSM为根底，叠加多种无线制式的交融的网络。所以，从接入网的开展趋势来看，研讨NG-GSM相关技能是网络开展和交融的趋势要求，是认清GSM在很长一段时间内还具有重要位置的认知要求。
别的，移动通讯网络IP化必将成为一个前史趋势，原有GSM接入体系是依据TDM为根底的，研讨NG-GSM相关技能，特别是IP改造技能，必将成为一种趋势。对GSMBSS的IP化改造，对保护运营商的网络出资也具有战略含义，一起，经过IP化改造，能节约传输、进行牢靠灵敏的组网，也能给移动运营商带来实践的含义。
研讨NG-GSM是合理运用网络资源的要求
技能的开展意味着功率的进步，研讨NG-GSM能充沛发掘网络潜力，最大程度地下降移动通讯运营商的本钱开支（CAPEX）和运营本钱（OPEX），是运营商合理运用网络资源的要求。
信息产业部2007年全国通讯业开展核算公报显现，到到2007年末，我国移动GSM交流机容量净增21890万户，抵达67614万户；GSM基站净增7.3万个，抵达30.7万个；GSM载频净增92.8万个，抵达300.7万个。我国联通的GSM交流机容量新增2273.7万户，抵达1.29亿户。巨大的GSM网络规划需求咱们仔细研讨NG-GSM技能，经过多样的技能手法保护GSM设备出资，供给更为牢靠的通讯服务。
研讨NG-GSM是正视GSM用户商场的要求
GSM从1982年开端成为欧洲的电信标准，从1992年规划化商用，到2007年12月31日的16年里，GSM完成签约用户24亿，占全体移动用户的83%以上，第二个10亿用户的添加仅用2年半就得以完成。现在，全球已有256个国家共758个GSM商用网在运转，每天正以152万用户的速度快速添加，预测到2010年全球GSM用户将达30亿，GSM的用户规划在很长一段时间内将占有移动通讯用户商场的主导位置。
依据信息产业部2007年全国通讯业开展核算公报显现，到到2007年末，全国移动电话用户新增8622.8万户，抵达54728.6万户，其间除掉部分CDMA用户和小灵通用户，占绝大部分的为GSM用户。我国的移动通讯网络承载着巨大的GSM用户数量，研讨NG-GSM是正视GSM用户商场的客观要求，需求用技能的不断开展和深化来满意广阔GSM用户通讯需求的要求。
NG-GSM的开展 方针和愿景
关于具有GSM现网的移动通讯运营商，开展NG-GSM的首要方针依据如下三点。
榜首，开展NG-GSM要节约网络设备的出资（下降CAPEX）。经过NG-GSM相关技能改造，运营商要能充沛运用现有的硬件设备，并经过软件设备或部分改造支撑后续的演进技能，要能够充沛完成资源同享。
第二，开展NG-GSM要节约网络的运转保护本钱（下降OPEX）。要经过技能改造进步各个网元的运转功率，下降功耗；并经过BSSIP改造等运用高效的IP传输，来简化基站传输，下降运维本钱。
第三，开展NG-GSM要供给更强的话音事务和数据事务的承载才能。经过技能改造特别是运用NG-GSM要害技能来进步网络容量，进步网络功用。
经过NG-GSM相关技能的开展，最终抵达的网络结构示意图（NG-GSM网络开展愿景），如图1所示。愿景图给咱们展示的网络构架和技能有如下几个特色。
图1 NG-GSM 网络愿景图
榜首，网络根本完成全IP化（含核心网和基站接入体系）。
第二，基站接入体系出现散布化、同享化和多模化特色，能够选用BBU+RRU、载波资源池或许多模基站等不同方法来接入且各有特色。BBU+RRU方法具有很大灵敏性，并给网络建造带来便利。载波资源池能依据不同掩盖区域的需求，会集调度载波资源，并能使不同区域同享整个载波资源，节约载波装备。运用多模基站，能经过共柜、模块混插、一体化规划等方法，同一基站能够支撑2G和3G/WiMAX网络。
第三，网络表现更强的语音事务、数据事务承载才能。经过去搅扰技能、分集兼并技能、选用高阶调制编码等等来发掘用户容量潜力，进步话音事务质量和数据事务传输速率。
NG-GSM的要害技能
NG-GSM的要害技能包含话音事务承载才能增强技能（选用编码技能、联合发送和搅扰按捺等多种手法增强小区掩盖或许容量）、数据事务承载才能增强技能（包含EDGEEvolution等技能强化数据事务传送才能），还包含多种基站组网技能、软件无线电等。
语音事务承载才能增强技能
选用ARM-HR半速率添加网络容量。GSM半速率技能，是指经过运用GSM06.20标准的语音编码方法，将Um无线链路语音编码速率由12.2kbit/s降为5.6kbit/s，运用一个GSM时隙承载两路话音事务的技能。半速率技能能够抵达进步无线网络容量的意图，但对话音质量存在必定的影响。
经过网络实验，注册半速率功用后，半速率信道承载话务才能显着，最多时可多承载70％的话务量，网络全体承载才能显着增强，拥塞率下降显着（实验的本地网BSC1的拥塞率由0.45%降至0%），掉话率略有上升（上升0.1%至0.15%），但经参数调整后有必定回落，可满意全网掉话率优异目标。
全体而言，在非密布城区，敞开半速率功用，能使网络承载话务才能有显着进步，拥塞率显着下降。敞开半速率不会对GPRS等无线数据事务发生影响，反而因为无线话务信道资源的进步，使GPRS等无线数据事务信道的需求得到进一步满意。
选用发信机相干联合（DualPowerCombiningTransmission，DPCT)技能。运用DPCT能有用增强下行链路发射增益，经过软件装备，将两个发射机作为一个逻辑的发射机运用，也便是两个发射机在同一时间宣布相同的突发脉冲，经过合路器，构成方法上的一个载波，然后得到比单TRX多2.5～3dB的发射增益。
选用DPCT能扩展基站掩盖半径，特别适用于乡村或许市郊初级建网阶段，使得组网愈加的灵敏。在建网初期，用户不多，选用DPCT能进步发射增益，完成掩盖增强，在网络建造中后期，容量扩展后，可将两个DPCT载频作为两个独立的载频运用，既处理了建网初期的掩盖问题，又能够滑润过渡处理后期的容量问题，为运营商动态平衡网络容量和掩盖供给了挑选，全体下降了CAPEX。
选用下行延时分集发射（DelayDiversityTransmission，DDT)技能。下行延时分集发射，和DPCT不一样，它依据不增大发射功率而抵达改进掩盖意图。它除了改进基站掩盖外，还能够改进网络容量。其作业原理便是使两个发信机在短时延内发射相同信号，两个发信机当作一个“虚拟发信机”来运用，使下行信号增强。手机端接纳到两个不同搅扰状况但内容相同的有用信号，经过组成算法取得附加的3dB下行增益，然后进步了网络掩盖规模，能够完成20%乃至30%以上的增强掩盖。运用该技能能有用改进服务质量，下降网优本钱，且无需对终端进行改动。
选用上行4路分集接纳（FourWayDiversityReceiving，FWDR)技能。上行4路分集接纳便是对4个端口上的接纳信号进行组合处理，以取得更好的信号。因为信号经过更多的途径抵达基站，因而能够增强上行链路预算，即进步基站的接纳灵敏度。它相关于两路分集有2～3dB的增益。
该技能不光能够增强上行链路的增益，还能够下降移动终端的发射功率，添加其待机时间。选用4路分集接纳技能能够增强掩盖间隔，改进通讯质量，下降网优本钱。若4路分集和DPCT或许下行发射分集一起运用，可使基站完成超远掩盖。
选用上行搅扰按捺兼并（InterferenceRejectionCombining，IRC）技能。上行搅扰按捺兼并IRC能够认为是一种更高档的分集接纳功用，它能够改进上行的质量，进步上行信号的增益。国内现网测验标明，IRC在密布城区可供给上行C/I增益进步3到5个dB。IRC在希望信号与搅扰信号同步时的作用作用最好，从技能完成上来说，IRC依据对各分集支路上噪声协方差矩阵的估量，这个矩阵求逆后被用来核算需求的矩阵。
IRC消除从不同天线上接纳的相干噪声，假如噪声间不相干，那么IRC的功用跟一般的MRC是差不多的。因为技能特色，IRC技能适用于高话务密度区，密布城区因用户很多，话务量大而选用严密频率复用，导致搅扰严峻，而首要的搅扰来自同频搅扰和网外搅扰，IRC能运用技能特色，对这些有相关性的搅扰进行消除兼并。
数据事务承载才能增强技能-EDGEEvolution
EDGEEvolution技能能够经过对现有根底设施的软件进行晋级改造，然后将数据传输速率进步到现在的3倍，并且将显着改进推迟、增强掩盖规模并进步频谱功率。GSM网络的这一更高数据功用将作为对高速WCDMA/HSPA网络的重要弥补，以满意对数据带宽和移动性日益添加的需求。（如图2所示，双载波、32QAM的EDGEevolution峰值速率能抵达1Mbit/s。）。
图2 GPRS、EDGE 和不同进程的EDGE Evolution 的峰值速率
EDGEEvolution称做EDGE演进技能或EDGE增强技能，它其实是一系列新技能的合集，这些新技能将使EDGE的单用户理论速率抵达1Mbit/s(现8timeslotEDGE理论速率为384kbit/s)。这些技能集首要包含手机接纳分级 (MSRD、双天线除扰 (DAIC)、下行双载频绑缚 (DDC)、GERAN上行功用演进 (HUGE)、符号周期削减、更高阶调制和Turbo编码 (RED HOT)、推迟削减（Latency reduction）等。
BSSIP化
跟着网络技能的开展，全网IP化将成为必然趋势，现在，通讯运营商在交流侧大部分完成了IP化，包含对汇接局和端局的IP化改造。下一步的作业是对BSS进行IP改造。GSM在开始对接口进行界说的时分，首要的接口协议为TDM，跟着IP化的开展和GSM新技能的引进，有必要评论在2G引进IP承载的可行性。所谓对BSS进行IP化，首要是运用IP作为传输协议，接口包含Abis接口、A接口和Gb接口，如图3所示。
图3 BSS IP 化网络结构示意图
对基站体系接口进行IP化改造，对网络运营商带来的优点也是清楚明了的，BSSIP后，能进步话音事务的事务质量，并能有用下降网络本钱，节约传输资源并简化传输规划。基站体系IP化，能简化保护办理的难度，有利于最终一公里的多种组网方法，便于运营商依据事务需求选用多样手法树立接入体系。
现在，移动运营商对BSSIP进行改造，也面临一些问题。比方，BSS设备IP兼容性问题，触及现网BSC、BTS替换改造，现网Abis口很多存在的E1TDM点到点衔接带来的传输改造问题，IP网元的同步问题、功用办理问题，IP化今后关于网元的IP资源规划和办理，IP/MPLS专网的办理，网络安全性问题，后续网络演进的战略和过程等。
多样的基站技能
载波池技能
因为某些基站忙闲时间话务量差异很大，比如写字楼基站，白日话务很忙，晚上很闲暇，住宅小区刚好相反，处理此类问题的较好的方法是树立载波池。载频池体系是在光纤直放站根底上，添加切换、监控等单元构成，能为闲暇的基站供给射频搭载，归纳网管中心在网络上指配信号链路，实时或守时调度载频资源到高通讯需求区域，以吸收该区域话务。
载波池体系起到了构成载频储藏和同享的频率运用形式，其动态装备方法也突破了传统的频率固定装备形式，关于实践工程建造有很重要的含义。
多模基站
在未来，移动通讯接入网必将是多制式共存的接入网络，将运用多种具有不同掩盖规模和容量的空中接口技能，如WCDMA、GSM、EDGE、WLAN、WiMAX或TD-SCDMA等。但是，空中接口资源的稀缺是运营商有必要长时间面临的问题。会集统一办理不同的资源，是运营商最大功率运用这些资源的要害。
无线网络开展的未来方向将是支撑多形式接入的无线网络。在这样的网络中，多种不同的接入技能有必要无缝地整合在单一的无线接入网中，而终端用户无须知道当时需求用那种方法接入网络。以GSM为根底的多模基站能够满意不同的运营商的网络演进和交融的需求，多模基站的使用，能有用下降运营商的多模组网本钱。
智能基站
未来的基站将是一个智能化的实体，将完成即插即用，革除繁复的数据装备、网络规划和优化。BTS将在BSC的操控下，主动进行数据装备，并且在运转过程中依据频点的搅扰状况和邻接小区的作业状况，主动进行频点优化和邻接小区的参数优化等。智能化基站的使用，将削减人为的干涉，下降对保护人员的水平和数量需求，下降运维本钱。
