2G无线接入网A接口IP化策略

1、2G无线接入网A接口 IP化策略王帅宇段晓东杨光中国移动通信研究院北京 1000531 A接口 IP化方案概述A接口 IP化对网络的简化和演进具有重要意义，可以在核心网 IP化的基础上，在节省 TC、节省传输资源、可靠灵活组网、资源利用率最大化和提高服务质量等方面给运营商带 来巨大的价值。目前的3GPP国际标准对A接口的定义还很不完善， 仅仅完成了控制平面的定义。 2001 年 4 月，R5 的 3GPP 43.051-510 首次提出了 A over IP。2006 年 5 月 3GPP 发布的 R7 48.006-710引入了 SIGTRAN，首次明确提出了基于IP承载的A接口控制平面协议

2、栈。A接 口用户平面的IP化一直没有标准化。A接口的IP化涉及编解码的转换。由于目前的MGW和BSC都内置TC，一次呼叫共需要4次编解码转换，影响通话质量，并且重复的TC也占用一定成本。同时，目前A接口采用G.711编码，浪费带宽，所以在 IP化改造方案中考虑 BSC中TC的移除问题。初步建 议，BSC不保留TC功能，采用MGW中的TC实现TrFO，同一 MGW下多个BSC共享TC， 节省TC资源，由BSC终结TRAU。1.1 现网架构信令用户平甌除了采用TDM信令传输外，TDM传输方式，并且要求 PCM语音编码。还定义有基于BSS中有语音现网架构如图1所示。对于A接口信令面， IP的SIGT

3、RAN，但是A接口用户平面仅仅定义了 编解码器，在TDM承载的A接口上仅仅定义了1.2 IP传输PCM和压缩编码（1）编解码器置于核心网该架构为目标架构，如图2所示。这种架构旨在传输压缩语音编码，在A接口采用RTP/UDP/IP协议栈。与现有的BSS架构不同，该架构中将原属于 BSS的编解码器整合到核 心网中，BSS承担的编解码转换功能可以不再采用。用户平面I钝编解码器覽于核心网的架构(2) 编解码器仍保留在 BSS中这种架构中编解码器仍存在于BSS中，在A接口采用IP连接的情况下，可以传递压缩语音编解码，同时也可以传递 PCM编码，如图3所示。阳3妇解码器仍低留在中的架构在上述两种A接口 I

4、P化的架构中，TDM连接可以与IP连接并存，也可以只有IP连接 而取消 TDM 连接，可能的部署场景见表 1。萄黄按I厝化的邹畀场董场景TCE 吕SS中支持尸 连堰传谨圭捋庄编语咅 编解码支持TrFO支持TD嗣连接现状是否有雀可能场蟹1存在可能否存在可能存在可能炀景2|是存在可能存在可能荷衽可能存在可能场景3否否否否1.3技术原理为了用一种方案适配上述各种可能的部署场景，协议的制定必须保留一定的灵活性，允许编解码器灵活地部署在BSS侧或核心网侧。下面以一个实例说明技术实现的基本原理，揭示 A接口用户平面IP化的实现机制，具体过程如图4所示。BSS1MSC 1MSC2RSSZ匚1_民妙赶丫3 匕

5、三匸 StLi : .DT曲P.I h4S-我CL 1 )OoBTC (SCL )egn men I ReeAsignmFii t (Lcmpl?teach QgrjnFnt Comply.G- L-it?y c h 0 Cdkirc I c. Iid-sU s$r Plane os tab Its bed &ndtoian codling free with AolPNbo IPAolPBSS在呼叫信令开始时即通过层三消息通知核心网BSC的编解码处理能力（能否处理压缩编码等）、链路状况（是否具备 IP链路等）；主叫侧和被叫侧核心网设备结合上述信息完成带外编解码协商过程，努力协商出能够完成端到

6、端TrFO的编解码；主叫侧核心网将推荐的 A接口编解码和链路类型返回给无线侧；无线侧根据自身能力完成编解码和链路类型的选定后，将选定结果反馈给核心网； 被叫侧完成与主叫侧类似的过程；完成上述过程后，A接口用户平面可以选择为 IP连接，并传递压缩语音编码。2 A接口 IP化方案对协议的修改A接口 IP化涉及对原有基本协议的大量修改，主要体现在以下方面。2.1 A接口信令面的修改（1）指配过程为支持基于IP承载的A接口，BSC与MGW需要交换IP地址等信息，并进行码型协商，这些处理由呼叫过程中的指配过程完成。BSSAP中的指配请求消息和指配完成消息需要进行扩展以支持上述操作。在指配请求消息中增加两

7、个信元：Tran sport Layer Address和Speech SDP In formation。在指配完成消息中增加两个信元：Tran sport Layer Address 和 SpeechSDP In formation list 。（2）切换过程在切换过程中，目标 BSC与MGW需要交换IP地址等信息并进行码型协商，BSSAP的切换请求消息和切换请求响应消息需要进行扩展以支持上述操作。在切换请求消息中增加两个信元： Tran sport Layer Address 禾口 Speech SDP In formati on list 。 Tran sport Layer Addre

8、ss 是BSC和MGW 需要交换的传输层信息，Speech SDP Informationlist是BSC和MGW 需要交换的会话描述信息。（3）码型修改在通话过程中，无线情况变化时，需要通知MGW及时插入TC,以免因语音包的丢失导致用户感受变差。目前标准的BSSAP信令不支持这一功能，需要新增消息。（4）动态编解码上报在A over IP改造后，由于 TC资源上移到 MGW，MGW必须能够识别用户面编解 码类型的转变，并启动编解码的转换操作。尤其对于TrFO呼叫，MGW在发现用户平面编解码类型转变后，需要能够插入 TC。2.2 A接口用户平面用户平面包含语音业务和数据业务两部分，具体的协议栈

9、如下。（1语音业务语音业务用户平面协议栈如图5所示。净荷FE /GE /PoS fEI 擡口净荷RTPRTFUDPIPIPMAC / PPPMAC I PPPBSCMGW陆洛音一务用户平面初放栈对于EFR/FR/HR语音编解码而言，语音净荷直接按ETSI TS 101 318的规定封装在RTP中，并且承载在 UDP/IP上。对于AMR编解码而言，RTP载荷按 RFC 3267的规定封 装在RTP中，并且承载在 UDP/IP上。IP采用的具体物理承载方式及相应链路层协议不作 限定，如果采用以太网承载，则链路层为MAC协议；如果采用PoS或IPoE1承载，则链路层为PPP。（2）数据业务数据业务用

10、户平面协议栈如图6所示。I i ZV.H oM4个 72 bitV 110WIRTPRTPUDPUDPIPFE IGE /PoS接口IPMAC i PPPMAC 1 PPPBSCMGW图6数据业务用户平面如X栈数据域电路业务按 72 bit的V.110帧的净荷格式在 A接口上传送，BSS将4个72 bit 的V.110帧直接封装到一个 RTP中发送给 MGW。由MGW完成RAA和R2的速率适配后 转交给IWF功能处理。在 MGW到BSS的相反方向上对等处理。72 bit V.110帧的格式定义可参见3GPP 48.060协议，由标准的80 bit V.110帧（参见ITU-T V .110协议

11、）去除 用于同步的全0字节后得到。2.3 Me 接口Me接口的变化主要是扩展 SDP信息支持，以便在核心网支持所有的2G编解码。2.4 Nb 接口用户平面A接口 IP化后，Nb接口需要传输 GSM的压缩编码。对单速率的 GSM编码 和多速率的编码处理方式有所不同，单速率编码在Nb接口采用UP透明模式，多速率编码在Nb接口采用UP支持模式。单速率编码具体的报文封装方式 Nb接口和A接口方式相同，直接采用 RTP封装语音 报文的方式。多速率编码需要 2G侧的MGW完成不带UP封装方式（A接口）到带UP封 装方式（Nb接口）的转换。数据业务采用 Nb UP支持模式封装。3 BSS引入分析和建议IP化是无线接入网的发展方向，规模庞大的2G网络仍然在不断高速发展，应大力推动无线接