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TD-SCDMA混合组网策略研究
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摘要 本文在对TD-SCDMA/WCDMA混合组网的可行性及必要性进行分析的基础上,对于混合组网的切换策略、业务承载策略、驻留策略等主要技术问题进行详细论述。

1、TD-SCDMA混合组网的必要性及可行性

1.1 TD-SCDMA混合组网的必要性

2006年中国信产部组织各大运营商进行了TD-SCDMA外场测试,从目前的测试结果来看,TD-SCDMA的试验网还处于边优化边测试的状态,一些关键的参数指标还没有明确的结论。但作为3GPP另一个标准的WCDMA,其商用网已经在欧洲运营了很长时间,同时也有大规模测试的基础。尽管目前3G牌照的发放还没有明确,但是在国家大力推动TD-SCDMA产业的背景下,对于运营商来讲,有可能先后拿到两张3G牌照。

在此情况下,WCDMA和TD-SCDMA混合组网方案将成为可选择的组网方案。因而有必要对于TD-SCDMA与WCDMA混合组网的切换策略、业务承载策略、驻留策略等技术细节进行详细的研究。

在TD-SCDMA/WCDMA的多种混合组网方案中,不同3G制式分区域组网方案具有互操作策略明确、运维简单、风险小、可执行性强的特点。

1.2 TD-SCDMA混合组网的可行性

通过对3GPP核心网、接入网等高层协议框架的研究中,我们可以看出TD-SCDMA与WCDMA高层协议框架中两者在核心网侧的协议距离很小,并且在3GPPTS25.211、25.215、25.22125.225、25.304、25.331中支持TD-SCDMA与WCDMA两种技术的双向切换与小区重选。因而TD-SCDMA与WCDMA混合组网在组网架构上具有可行性。但在终端的物理层测量有一些复杂度,比如邻频测量支持双向切换依赖于终端的能力及实现。如果是单接收机终端,因为WCDMA终端需要在压缩模式下才能进行异频测量,同样TD-SCDMA终端要在非业务时隙完成CPICH的测量。

2、TD-SCDMA混合组网的业务承载策略

TD-SCDMA/WCDMA分区域覆盖的策略情况下,理想情况需要WCDMA/TD-SCDMA/GSM三模终端为高端、漫游需求高的用户提供普遍的3G服务。TD-SCDMA与WCDMA各自在所覆盖的区域进行数据业务以及大话务的承载。2G用户的话音由GSM网络来承载。对于大量漫游需求低的用户来说,WCDMA/GSM及TD-SCDMA/GSM双模终端也可满足用户的基本需求。在有对应3G网络覆盖时,可为用户提供3G特色服务,在没有对应3G网络覆盖的区域,可用GSM提供基本语言和低速数据业务。

3、TD-SCDMA混合组网驻留策略

当运营商选择用WCDMA、TD-SCDMA与GSM网络进行混合组网的系统驻留策略时,可以先统一考虑WCDMA/TD-SCDMA均作为3G系统与2G系统的系统驻留问题。3G与GSM互操作系统驻留原则如下。

 (1)3G用户开机优先选择3G网络,2G和3G采用相同的PLMN号码;

 (2)将2G和3G用户的话务分别引导在各自网络,2G作为3G覆盖补充;

 (3)3G用户优先选择接入3G网络,空闲状态离开3G覆盖区域时重选到2G网络,一旦回到3G网络覆盖区时,再重选回3G网络;

 (4)3G用户在话音业务通话状态离开3G网络时,启动3G到2G的单向切换,直到通话结束后,再次回到3G网络覆盖区时,才重选回3G网络;

 (5)3G用户在数据业务通话状态离开3G网络时,启动3G到2G的切换,回到3G网络覆盖区时,再切换回3G网络。

从网络负荷、业务体验、切换和重选考虑,在3G网络建设初期,网络容量不是问题,引导3G用户优先选择3G网络能够有效减轻2G网络的负荷,并且可以保证注册在3G的用户能够快速直接地享受到基于3G的更加丰富多彩的业务功能,避免从GSM到WCDMA不必要的切换与漫游。因此3G用户开机应当优选3G网络。

为了保证2G用户平滑升级到3G,2G和3G将采用相同的PLMN号码。因此为了实现优选3G的策略,需要将3G设置为优先选择的无线接入技术,UE进行PLMN选择时就会优先采用WCDMA进行无线接入(如果使用独立网号则需将3G设置为归属网络)。

网络选择与重选完全在UE中实现,所有的PLMNlist均设置在USIM里,运营商可以通过设置USIM进行控制,比如归属网络、优先选择的无线接入技术等参数都是在USIM中进行设定的。

当3G网络采用WCDMA与TD-SCDMA进行混合组网时,用户可以有多种网络选择的方式及系统驻留策略。由于终端的开发进度将直接影响到混合组网中系统驻留策略,以下将按TD-SCDMA/WCDMA/GSM三模终端在组网时已经可以商用和未能商用两种情况分别进行论述。

混合组网时三模终端已经能够商用。具体系统驻留策略如图1所示。

 

图1 混合组网三模终端可用情况下驻留策略

(1)在以WCDMA为主覆盖的地区中:

 * 将3G用户的话务引导在WCDMA网络中;

 *3G用户优先选择按入WCDMA网络,空闲状态离开3G覆盖区域时重选到2G网络,一旦回到3G网络覆盖区时,再重选回WCDMA网络;

 *3G用户在话音业务通话状态离开WCDMA网络时,启动3G到2G的单向切换,直到通话结束后,再次回到3G网络覆盖区时,才重选回WCDMA网络;

 *WCDMA用户在数据业务通话状态离开WCDMA网络时,启动WCDMA到2G的切换,回到WCDMA网络覆盖区时,再切换回WCDMA网络。

(2)在以TD-SCDMA为主覆盖的地区中:

 * 将3G用户的话务引导在TD-SCDMA网络中;

 *3G用户优先选择接入TD-SCDMA网络,空闲状态离开3G覆盖区域时重选到2G网络,一旦回到3G网络覆盖区时,再重选回TD-SCDMA网络;

 *3G用户在话音业务通话状态离开TD-SCDMA网络时,启动3G到2G的单向切换,直到通话结束后,再次回到3G网络覆盖区时,才重选回TD-SCDMA网络;

 *TD-SCDMA用户在数据业务通话状态离开TD-SCDMA网络时,启动TD-SCDMA到2G的切换,回到TD-SCDMA网络覆盖区时,再切换回TD-SCDMA网络。

(3)TD-SCDMA与WCDMA漫游时的驻留策略如图2所示。

 

图2 混合组网三模终端不可用时驻留策略

(4)采用优选网络的方式,可以使用户在覆盖区域内始终驻留在原制式网络中,减轻不必要的切换给网络带来的额外负荷;当系统判定由于容量、覆盖或干扰等原因,原网络制式无法接入的情况下需要发起定向重试,通过系统间切换或小区重选等方式,将3G用户终端接入到另一种制式3G网络中,保持业务的正常接入。

混合组网时三模终端在混合组网时还不能够商用时,系统驻留策略中前1、2条同混合组网时三模终端已经可以商用的情况,第3条有所不同。当三模终端在混合组网时还不能商用的情况下,3G用户在覆盖区域内始终驻留原制式网络,当漫游到另一种3G制式的网络时,3G用户切换到GSM网络,并驻留在GSM网络,当漫游回归属网络时,再重新切换回归属3G网络,并驻留在3G网络中。

4、TD-SCDMA混合组网的系统间切换策略

4.1 切换的必要性

由于在3GPPR4版本中对TD-SCDMA标准进行了定义,故WCDMA和TD-SCDMA的互通在标准上得到了保证,WCDMA与TD-SCDMA进行双网切换在标准上是可行的。WCDMA与TD-SCDMA是否要实现双网切换,需要根据WCDMA和TD-SCDMA网络定位来决定。如果TD-SCDMA和WCDMA的覆盖区域是完全分开的,比如不同的省份或城市选用不同的无线接入技术组网,则不需要实现相互的实时切换,仅实现漫游即可。当TD-SCDMA和WCDMA的覆盖区域重叠时,则需要进行双网切换。

4.2 切换方式

根据3GPP规范的定义,WCDMA和TD-SCDMA属于无线接入技术的不同模式,所以WCDMA与TD-SCDMA之间的切换必须采用异频硬切换技术,为了完成硬切换过程还需要进行异系统测量。如果WCDMA与TD-SCDMA不共用RNC,在系统间切换过程中要同时进行SRNC的迁移,如果WCDMA和TD-SCDMA共用RNC,则在系统间的切换过程中不需要进行SRNC的迁移。目前设备不支持共RNC接入方式。

对WCDMA向TD-SCDMA切换,当有必要开始切换时,WCDMARNC通知双模终端开始异频测量,双模终端进行异系统测量并上报测量结果,WCDMARNC根据测量结果判决是否开始系统间切换的信令流程。为了在进行异系统测量的同时继续保持通话,在异频测量时WCDMA系统和双模终端需启动压缩模式。

对TD-SCDMA向WCDMA的切换,由于TD-SCDMA系统采用的是TDD工作模式,所以TD-SCDMA系统和双模终端无需采用压缩模式来进行异频测量,这是与WCDMA向TD-SCDMA切换的区别之处,而其切换流程与WCDMA向TD-SCDMA切换时基本一致。

4.3 切换策略

WCDMA与TD-SCDMA的网间(异频)切换有以下策略供选择。

 (1)制定一定的优先级,在重叠的区域,WCDMA/TD-SCDMA双模终端一开机,先附着到主覆盖网络上,如果主覆盖网络容量达到一定百分比,则触发切换或小区重选到另一种3G制式的网络上;

 (2)对于不同的用户,处理方式可以不同,如对服务质量高的用户优先使用负荷较低的网络;

 (3)根据接收到的导频信号电平的高低,来选择终端开机时附着到哪个网上以及何时触发切换;

 (4)WCDMA/TD-SCDMA双模终端处于通话(CS域或PS域)过程中且位于两网边界处时,由WCDMA区域移动到两网重叠的区域,进行语音或低速数据业务时不发生切换;

 (5)WCDMA/TD-SCDMA双模终端处于通话(CS域或PS域)过程中且位于两网边界处时,由WCDMA区域移动到两网重叠的区域,进行高速数据业务时触发切换;

 (6)在进行系统间切换时还需要考虑切换业务的特点:两种制式提供的CS域业务服务质量基本相同,由于CS域掉话用户感受明显,所以CS域业务对切换成功率要求较高,而PS域业务掉话用户感受不明显,且PS域业务掉话后会自动重新进行连接。因此在切换策略各有侧重点,CS域业务以尽可能保证切换成功率为主,PS域业务以尽可能保证用户带宽为主。

当运营商选择用WCDMA、TD-SCDMA与GSM网络进行混合组网的切换策略时,可以先统一考虑WCDMA/TD-SCDMA均作为3G系统与2G系统的切换问题。原则如下。

 (1)电路域:支持3G到2G的切换,不支持2G到3G的切换;

 (2)分组域:支持3G到2.5G的切换(即小区重选),支持2.5G到3G的切换(即小区重选);

 (3)CS和PS业务分别设置3G/2G切换参数。

 CS与PS分离的系统间切换策略是用尽量少的系统间切换来获得最好的3G体验。对于CS域业务,采用单向切换;对于PS域业务,采用双向的小区选择重选。系统间切换将会中断3G特有业务的连续性;在热点和高业务密度区域部署连续的WCDMA覆盖,只在3G网络边缘才触发系统间切换;同时,采用3G到2G的单向切换大大减少切换次数。在初始阶段,尽量简化3G/2G切换,以减小对于现有2G网络的冲击和影响,2G网络仅仅作为3G网络的补充。

5、小区选择/重选策略

 

图3 混合组网的电路域切换策略

 

图4 混合组网的分组域切换策略

当运营商选择用WCDMA、TD-SCDMA与GSM网络进行混合组网的切换策略时,可以先统一考虑WCDMA/TD-SCDMA均作为3G系统与2G系统的小区重选问题。原则如下。

空闲模式下利用小区重选实现系统间的漫游和重选,并按照以下策略实施。

 (1)UE只有在离开3G的覆盖区时才进行3G到2G的小区重选,保持覆盖的连续性;

 (2)一旦回到3G覆盖区,UE就发起从2G到3G的小区重选;

 (3)当考虑到WCDMA与TD-SCDMA之间互操作时遵循以下原则:

 * TD-SCDMA与WCDMA共同覆盖的地区,应尽量减少TDD/FDD双模的切换和小区重选;

 *在这两个网络设置上,在网络重选的参数上可设置主覆盖网络为高优先级,在网络重选的参数上设置小区重选配置,使得双模终端尽可能驻留在主覆盖网络;

 *对于TD-SCDMA覆盖非重点城市,WCDMA覆盖重点城市的情况下,可以优先让UE驻留在TD-SCDMA小区或者WCDMA小区;

 *对于TD-SCDMA覆盖非重点城市,WCDMA覆盖重点城市的情况下,在WCDMA、TD-SCDMA覆盖交叠的地方,考虑TD-SCDMA向WCDMA的小区选择重选;

 * 这些重选策略可以通过设置邻小区关系、或者设置小区选择重选参数来实现。

在空闲模式下,可以通过小区或网络重选实现不同网络间的漫游。网络重选的前提是TD-SCDMA和WCDMA混合组网时分别分配不同的PLMN-ID。因为网络重选有一定的时滞,故建议通过小区重选的方式实现不同网络间的漫游。小区选择重选策略,也可以参考切换准则。

 
来源:中国联通网站

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