目前,國際通用的CDMA標(biāo)準(zhǔn)主要是由美國國家標(biāo)準(zhǔn)委員會ANSI TIA開發(fā)頒布的。ANSI(American National Standard Institute)作為美國國家標(biāo)準(zhǔn)制訂單位,負(fù)責(zé)授權(quán)其它美國標(biāo)準(zhǔn)制訂實(shí)體,其中包括電信工業(yè)解決方案聯(lián)盟ATIS、電子工業(yè)委員會EIA以及電信工業(yè)委員會TIA。TIA主要開發(fā)IS(Interim Standards,暫定標(biāo)準(zhǔn))系列標(biāo)準(zhǔn),如CDMA系列標(biāo)準(zhǔn)IS95、IS634、IS41等。IS系列標(biāo)準(zhǔn)之所以被列為暫定標(biāo)準(zhǔn)是因?yàn)樗臅r(shí)限性,最初定義的標(biāo)準(zhǔn)有效期限是5年,現(xiàn)在是3年。除了IS系列標(biāo)準(zhǔn)之外,TIA還頒布其它類型的規(guī)范,如電信系統(tǒng)公告TSB(Telecommunications Service Bulletin)文件。TSB不是標(biāo)準(zhǔn),但可以提供與現(xiàn)存標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的信息或?qū)I(yè)界非常重要的其它事宜。TIA開發(fā)出的標(biāo)準(zhǔn)在經(jīng)ANSI所有成員同意之后即可成為ANSI的正式標(biāo)準(zhǔn)。TIA目前由9個TR委員會組成,即TR8、TR14、TR29、TR30、TR32、TR34、TR41、TR45、TR46,其中與CDMA標(biāo)準(zhǔn)關(guān)系最為密切的是TR45(移動和個人通信公用標(biāo)準(zhǔn)),它的下面包括7個子委員會,分別負(fù)責(zé)不同接口標(biāo)準(zhǔn)的制訂,如TR45.2負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)部分,TR45.4負(fù)責(zé)A接口部分,TR45.5負(fù)責(zé)空中接口等。
除了ANSI TIA之外,其他一些標(biāo)準(zhǔn)化組織和生產(chǎn)廠商對CDMA標(biāo)準(zhǔn)的制訂也起到積極作用。如CDG(CDMA發(fā)展小組)和3GPP2(負(fù)責(zé)第三代CDMA移動通信標(biāo)準(zhǔn)的制訂),先后推出了有關(guān)A接口的IOS系列標(biāo)準(zhǔn),涉及的內(nèi)容包括從窄帶的CDMA到第三代移動通信――寬帶CDMA。一批知名的通信公司如MOTOROLA、LUCENT、NORTEL、QUALCOMM等首先提出了有關(guān)CDMA標(biāo)準(zhǔn)的方案和建議,經(jīng)過多次協(xié)商討論,最終修改成為目前被普遍接受的通用標(biāo)準(zhǔn)。
1.3.1 Um接口標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展
CDMA在蜂窩系統(tǒng)中的應(yīng)用幾乎是和GSM同時(shí)被提出來的,但一直沒有得到重視,其中的主要原因在于CDMA的蜂窩系統(tǒng)必須具有高速、精確的功率控制要求,否則整個系統(tǒng)難以理想地工作甚至出現(xiàn)系統(tǒng)崩潰。功率控制技術(shù)在當(dāng)時(shí)的條件下還難以攻破,直到QUALCOMM公司解決了這一難題后這一狀況才有所變化。該解決方案主要是通過測量移動臺和基站的接收功率,利用開環(huán)和閉環(huán)相結(jié)合的功率控制方式,命令移動臺調(diào)整發(fā)射功率,使移動臺輸出的功率電平在維持適當(dāng)性能的情況下達(dá)到最小。一方面減輕了對其他用戶的干擾,同時(shí)有助于克服衰落,使得CDMA碼分多址技術(shù)應(yīng)用于蜂窩移動通信成為可能,并由此拉開了CDMA數(shù)字蜂窩移動通信系統(tǒng)蓬勃發(fā)展的序幕。
QUALCOMM公司于1990年7月公布了最早的CDMA標(biāo)準(zhǔn),經(jīng)過許多移動通信運(yùn)營商和制造廠家的協(xié)商討論,于1990年9月發(fā)布了建議標(biāo)準(zhǔn)的修訂版本,并于1990年10月公布了暫行規(guī)定,成為此后一段時(shí)間內(nèi)被廣泛認(rèn)可的主要規(guī)范。1993年7月,美國ANSI TIA再次征集各方面的建議,經(jīng)會議討論后正式將其確認(rèn)為IS95標(biāo)準(zhǔn),即“雙模式寬帶擴(kuò)頻蜂窩系統(tǒng)的移動臺-基站兼容標(biāo)準(zhǔn)”。IS95標(biāo)準(zhǔn)由此成為CDMA移動通信的核心標(biāo)準(zhǔn),世界上許多國家以此為藍(lán)本生產(chǎn)和建設(shè)碼分多址數(shù)字移動通信系統(tǒng)。
經(jīng)過多年的開發(fā)修訂,以IS95為代表的窄帶CDMA系列標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)日趨完善。IS95系列標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展先后經(jīng)歷了IS95、IS95A、TSB74、IS95B(ANSI95)、IS2000、IS2000A等多種標(biāo)準(zhǔn)。需要補(bǔ)充說明的是TSB74是與IS95A有關(guān)的TSB文件,是在IS95A的基礎(chǔ)上增加了14.4kb/s速率組、指配或切換到PCS頻段、MIN/IMSI共存等內(nèi)容。作為第三代移動通信標(biāo)準(zhǔn)之一的IS2000及IS2000A完全兼容IS95標(biāo)準(zhǔn),也就是說現(xiàn)有的IS95系統(tǒng)可以平滑過渡到第三代移動通信。
1.3.2 A接口標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展
作為基站子系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)之間的接口,A接口標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范性和透明度至關(guān)重要,它決定著CDMA設(shè)備制造廠家能否獨(dú)立地開發(fā)基站設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。對于CDMA系統(tǒng)的運(yùn)營商來說,他們同樣要求開放的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),開放的A接口為CDMA系統(tǒng)提供了競爭環(huán)境。CDMA A接口標(biāo)準(zhǔn)的形成過程與其它標(biāo)準(zhǔn)最大的不同點(diǎn)在于,它是在各廠家已經(jīng)開發(fā)出商用產(chǎn)品之后,通過談判協(xié)商而形成的,經(jīng)歷了一個相當(dāng)復(fù)雜的過程。各標(biāo)準(zhǔn)制訂組織和生產(chǎn)廠家為A接口標(biāo)準(zhǔn)的制訂做了大量細(xì)致的工作。
現(xiàn)在支持開放的CDMA A接口的標(biāo)準(zhǔn)有兩個,即IS634系列和IOS系列。
1991年,Motorola公司提出了一個A+接口,并提交給美國國家標(biāo)準(zhǔn)委員會ANSI審議,該接口為支持CDMA和其它空中接口起到很大的促進(jìn)作用。但由于當(dāng)時(shí)的A+接口只是GSM系統(tǒng)A接口的一個簡單翻版,錯誤甚多,幾乎沒有什么可操作性。而且由于當(dāng)時(shí)沒有其它公司愿意開放該接口,因此A+接口一直被放置在美國國家標(biāo)準(zhǔn)委員會中。直至1995年7月,由于一批大的運(yùn)營商強(qiáng)烈要求開放A接口,美國標(biāo)準(zhǔn)委員會通過了基于Motorola A+建議的IS634 RevO。雖然該標(biāo)準(zhǔn)的可操作性不強(qiáng),但畢竟是在許多廠家共同協(xié)商后才達(dá)成的,從此當(dāng)時(shí)的幾個主要的CDMA設(shè)備生產(chǎn)廠家走向共同開發(fā)A接口的道路。由于IS-634 Rev.0存在許多邏輯錯誤和缺陷,1995年12月對其修正后成為TSB-80。該接口支持基站中的多種語音編碼器并以電路中繼模式和SS7消息傳送MSC和BSS間的語音和信令。IS634A版本于1998年6月完成并出版,1998年10月ANSI投票并最終于1999年3月以ANSI/EIA-634B的名義出版。IS634A具有A、B兩種結(jié)構(gòu),其中A結(jié)構(gòu)中引入了A3和A7接口,用于支持不同BSC之間的軟切換。
IS634A版本所涉及的范圍相當(dāng)廣泛,它不僅支持CDMA,而且支持AMPS、NAMPS和TDMA。因此該標(biāo)準(zhǔn)不可避免的包含了許多不適合CDMA運(yùn)作的多種選項(xiàng)、消息和參數(shù)。事實(shí)上只有CDMA運(yùn)營者才關(guān)心并有計(jì)劃地實(shí)施IS634A。但另一方面,就CDMA應(yīng)用而言,IS634A有點(diǎn)過于“松散”而難以實(shí)施。為了定義一個僅為CDMA應(yīng)用,更實(shí)際并更具有可操作性的A接口規(guī)范,1997年由美國Sprint PCS牽頭,聯(lián)合CDMA工業(yè)界的LUCENT、Motorola、NORTEL及QUALCOMM等公司,在吸收TSB80的基礎(chǔ)上,制訂了Sprint PCS IOS V2.0a。這一IOS互操作規(guī)范屬于內(nèi)部文件,Sprint PCS于1998年10月將其提交給CDMA發(fā)展組CDG作為公開的行業(yè)規(guī)范。
IOS系列標(biāo)準(zhǔn)得到了眾多廠家的認(rèn)可,也使得該系列標(biāo)準(zhǔn)得到迅速發(fā)展,趨于完善,目前已經(jīng)發(fā)展到IOS2.X、IOS3.X、IOS4.O、IOS5.O等多個版本。CDG IOS2.X包括V2.O、V2.1、V2.2,均基于Sprint PCS IOS V2.0a,并支持如下功能:8kb/s EVRC聲碼器;在呼叫建立過程中支持完整的業(yè)務(wù)選擇談判;電路型數(shù)據(jù)(9.6/14.4kb/s)和傳真;短消息業(yè)務(wù);話音加密;BSC間硬切換(同一廠家的BSC間的軟切換可用其內(nèi)部協(xié)議支持)。
CDG IOS V3.X的最新版本V3.1于1999年4月出版。V3.X均基于IS634A,與V2.2相比增加了如下主要功能:引入了采用分組模式的A3、A7接口;支持不同廠家BSC間的軟切換;更多的OMC功能。
3GPP2負(fù)責(zé)制訂支持第三代CDMA移動通信CDMA-2000的IOS標(biāo)準(zhǔn)。3G-IOS V4.0已于1999年10月完成,它支持CDMA-2000的1X RTT。3G-IOS V4.0在CDG IOS V3.1的基礎(chǔ)上增加了支持高速分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和支持Mobile IP業(yè)務(wù)等功能。3G-IOS V5.0由3GPP2于1999年12月完成并支持CDMA2000 3X RTT。
1.3.3 網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展
網(wǎng)絡(luò)接口是網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)各功能實(shí)體之間以及與其他通信網(wǎng)絡(luò)之間的接口的總稱。相對于A接口來說,網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)準(zhǔn)的制訂過程比較簡單。目前通用和網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)準(zhǔn)主要為IS-41系列,這套標(biāo)準(zhǔn)是由ANSI TIA授權(quán)LUCENT公司貝爾實(shí)驗(yàn)室制訂的。IS-41系列標(biāo)準(zhǔn)在其發(fā)展過程中,主要產(chǎn)生了IS-41A、IS-41B、IS-41C、ANSI-41、IS-41D等幾個版本。與IS41B有關(guān)的TSB文件有TSB41、TSB51、TSB56、TSB64、TSB65等,其中除TSB56之外,均已經(jīng)在1996年修訂并加入到IS-41C版本,使IS-41C成為一個相對完善的版本。不久之后,美國國家標(biāo)準(zhǔn)委員會接收其為正式的網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)準(zhǔn),成為ANSI-41標(biāo)準(zhǔn)。
IS-41C由六部分組成:功能概述;切換消息流程;自動漫游消息流程;操作、管理和維護(hù)消息流程;信令實(shí)現(xiàn)程序。
除了上述的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)之外,還有一些標(biāo)準(zhǔn)主要用于完善CDMA移動通信網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)功能,如數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、計(jì)費(fèi)、無線智能網(wǎng)WIN等方面的標(biāo)準(zhǔn),共同構(gòu)成了龐大的網(wǎng)絡(luò)接口標(biāo)準(zhǔn)體系。
數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)類包括:IS-99,有關(guān)傳真和異步數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的標(biāo)準(zhǔn);IS-657,用于描述分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);
IS-707,包括無線鏈路協(xié)議RLP、傳真、異步數(shù)據(jù)及分組數(shù)據(jù)等各種業(yè)務(wù);IS-658,描述網(wǎng)絡(luò)互通功能IWF。
計(jì)費(fèi)類標(biāo)準(zhǔn)主要是IS-124。
無線智能網(wǎng)WIN的標(biāo)準(zhǔn)主要有:IS-771,無線智能網(wǎng)第一階段的標(biāo)準(zhǔn);PN4287,描述了基于無線智能網(wǎng)的預(yù)付費(fèi)標(biāo)準(zhǔn);PN4289,用于無線智能網(wǎng)第二階段的標(biāo)準(zhǔn)。
1.3.4 我國CDMA標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展
我國目前采用的CDMA標(biāo)準(zhǔn)主要是向美國標(biāo)準(zhǔn)靠攏,同時(shí)結(jié)合我國的實(shí)際情況。如空中接口在美國的標(biāo)準(zhǔn)中注重CDMA與AMPS雙模兼容,而在我國則沒有這種需求,因此其頻率、基本頻道的設(shè)置及IMSI等方面都需要進(jìn)行修改;在A接口上,美國的標(biāo)準(zhǔn)兼容了多種制式,而在我國只需要其中的CDMA一種;同樣網(wǎng)絡(luò)接口IS-41系列標(biāo)準(zhǔn)也需要進(jìn)行必要的修改。
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