以客戶感知度為核心2G-3G互操作優(yōu)化策略研究.doc

南京郵電大學(xué)通達學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）題 目： 以客戶感知度為核心2g/3g互操作優(yōu)化策略研究 專 業(yè)： 通信工程 學(xué)生姓名： 鄭懷松 班級學(xué)號： 07001725 指導(dǎo)教師： 姚建國 指導(dǎo)單位： 通信與信息學(xué)院無線電工程系 日期：2010年11月22日至2011年6月17日摘 要2008年4月，第三代移動通信td-scdma開始試商用，目前正處于如火如荼的建設(shè)階段。而第二代移動通信系統(tǒng)gsm有著非常龐大的用戶群，轉(zhuǎn)網(wǎng)也不是一朝之功。因此，在過渡階段，gsm/td-scdma的互操作優(yōu)化策略就成為電信運營商中中國移動的一個重要研究課題，并且該策略對用戶感知度的影響將對中國移動的市場競爭力有著重要的影響。本文在研究目前全球各個主流運營商在2g/3g過渡階段互操作策略的基礎(chǔ)上，針對中國移動面臨的實際情況，結(jié)合目前gsm設(shè)備和td-scdma設(shè)備的性能狀況及核心網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)，提出了以用戶感知度為核心的gsm/td-scdma互操作策略，旨在不影響用戶感知度的前提下，使gsm網(wǎng)絡(luò)用戶能平滑地過渡到td-scdma網(wǎng)絡(luò)。該課題的順利實現(xiàn)，將加強用戶使用3g網(wǎng)絡(luò)的主觀能動性，極大地推進td-scdma網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)進程。本文論述了以用戶感知度為核心的gsm/td-scdma互操作優(yōu)化的具體方案，詳細地描述了gsm/td-scdma互操作的具體實現(xiàn)方法，特別針對基于業(yè)務(wù)的td-scdma/gsm切換技術(shù)，以及td-scdma/gsm共lac的方案進行了深入的分析、驗證和測試，結(jié)果表明本文提出的方案能有效地提高td-scdma/gsm的性能，實現(xiàn)gsm/td-scdma網(wǎng)絡(luò)融合，改善用戶的感知度。關(guān)鍵詞：用戶感知度；gsm/td-scdma互操作；網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。abstract in april 2008, td-scdma, the third generation mobile telecommunications which is in the fully construction phase, started its commercial trail . the second generation mobile telecommunications system has a massive user group which means it is impossible to transit the network promptly. therefore, during the transition phase, the optimizing strategy for gsm/td-scdma interoperation is a very important research subject to the telecom operator, china mobile.on the basis of the interoperation strategies which are used by the main telecom operators all over the world during the transition phase from the second generation to the third one, keeping in mind the actual situations which are faced by china mobile, and combining the properties of gsm and td-scdma equipments for the present and the topology of the core network, the paper presents the gsm/td-scdma interoperation strategy with the users perceptions at the core. it aims at helping the users of the gsm transit to the td-scdma network smoothly under the premise that the users perceptions are not affected. this subjects realization will encourage the users to use the third generation network, and greatly advance the construction of the td-scdma network.the paper addresses the action points of optimizing the gsm/td-scdma interoperation with the users perceptions at the core and describes the implement method of the gsm/td-scdma interoperation in detailed, especially making a deep analysis, verification and measurement on the traffic reason handover between td-scdma and gsm and the td-scdma/gsm combination network with common lac. the result indicates that the action points presented by the paper can effectively improve the performance of td-scdma/gsm, realize td-scdma/gsm combination network, and improve the users perceptions.key words: the users perception；gsm/td-scdma interoperation,；network optimal.ii目 錄第一章 緒論11.1當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀概述11.1.1td-scdma和gsm網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀11.1.2td-scdma網(wǎng)絡(luò)將擔(dān)重任11.1.3國外運營商2g/3g互操作成功經(jīng)驗21.2論文選題背景及意義31.3論文內(nèi)容結(jié)構(gòu)3第2章 td-scdma/gsm互操作機制42.1 td-scdma/gsm互操作概述42.1.1 td-scdma/gsm組網(wǎng)結(jié)構(gòu)42.1.2 td-scdma/gsm的系統(tǒng)間互操作基本行為52.2 td-scdma/gsm互操作的原則62.3 td-scdma/gsm互操作的基本策略62.4 td-scdma/gsm互操作的流程72.4.1 td到gsm重選過程72.4.2 gsm到td重選過程92.4.3 td到gsm小區(qū)切換16第3章 以用戶感知度為核心的2g/3g互操作方案分析173.1 概述173.2 語音優(yōu)先接入g網(wǎng)策略173.3 2g/3g位置區(qū)規(guī)劃方案18第4章 2g/3g切換性能研究204.1 基于業(yè)務(wù)系統(tǒng)間切換概述204.2 基于業(yè)務(wù)系統(tǒng)間切換策略分析204.2.1基于業(yè)務(wù)系統(tǒng)間切換策略協(xié)議流程204.2.2 異系統(tǒng)測量策略214.2.3 基于業(yè)務(wù)系統(tǒng)間切換策略對于呼叫流程的影響224.3 測試環(huán)境234.3.1 網(wǎng)絡(luò)拓撲234.3.2 測試區(qū)域覆蓋244.4 驗證結(jié)果分析254.4.1 路測結(jié)果分析254.4.2 kpi指標(biāo)分析264.5 timetotrigger對流程的影響274.6 結(jié)論28第5章 改善用戶感知度的2g/3g共lac的性能研究295.1 共lac下互操作概述295.2共lac下互操作性能改善295.2.1 共lac下重選時延改善305.2.2 共lac下呼叫不可達性能改善315.2.3共lac/rac下ps 2g/3g切換性能影響315.2.4共lac對位置更新數(shù)目的影響325.3共lac下td尋呼能力研究335.3.1 gsm尋呼能力理論容量335.3.2td-scdma尋呼能力理論容量335.3.3性能驗證分析365.5結(jié)論39結(jié)束語.40致 謝.40參考文獻:42南京郵電大學(xué)通達學(xué)院2011屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）第一章 緒論1.1當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀概述1.1.1td-scdma和gsm網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀現(xiàn)階段中國移動已建成全球覆蓋面最廣、運行穩(wěn)定、網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量較高的的gsm網(wǎng)絡(luò)；但gsm在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)支撐上存在短板，理論上一個edge用戶的最高速率可達236.8 kbps，但實測數(shù)據(jù)和理論數(shù)據(jù)相差甚遠，無法支撐大數(shù)據(jù)量業(yè)務(wù)的需求；但gsm網(wǎng)絡(luò)支持的并發(fā)用戶接入能力較強，gsm網(wǎng)絡(luò)單載頻可以支持71個并發(fā)數(shù)據(jù)用戶（實測數(shù)據(jù)，平均每用戶4.36kbps的下載速率）。 td網(wǎng)絡(luò)已覆蓋省、市一級城市，隨四期工程的建設(shè)，td覆蓋面將更廣，但td技術(shù)和wcdma和cdma的成熟度還存在一定差距；td網(wǎng)絡(luò)在帶寬上有一定提升，但用戶接入能力較弱；以r5版本為例，最多可接入用戶數(shù)6個，單載波最大吞吐量為1.68m，實際測試速率1.40m左右；若打開下行伴隨信道復(fù)用開關(guān)，并將上行接入速率設(shè)置為16kbps，則最大接入用戶數(shù)為12個；在室分場景應(yīng)用了hsdpa mx技術(shù)，可以保障每個載波在接入12個用戶的情況下單用戶速率達到200kbps以上。 1.gsm網(wǎng)絡(luò) 充分挖掘gsm網(wǎng)絡(luò)潛能，將其作為語音業(yè)務(wù)和窄帶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（wap、短信），數(shù)據(jù)下行推送業(yè)務(wù)（12580前向產(chǎn)品、手機報、手機證券）、部分高價值數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)（彩鈴、全曲下載和彩信）的承載通道。 2.td網(wǎng)絡(luò)不斷完善td網(wǎng)絡(luò)覆蓋和提升td網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，將td網(wǎng)絡(luò)作為gsm網(wǎng)絡(luò)在業(yè)務(wù)熱點區(qū)域容量補充，起話音疏忙作用；考慮td網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)并發(fā)接入用戶能力弱于gsm，但速率高于gsm的現(xiàn)狀，建議在業(yè)務(wù)附加值高的熱點區(qū)域部署td網(wǎng)絡(luò)，提供穩(wěn)定的數(shù)據(jù)無線傳輸，為高附加值數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)提供支撐，如無線視頻監(jiān)控、手機支付等。1.1.2td-scdma網(wǎng)絡(luò)將擔(dān)重任中國移動的gsm網(wǎng)絡(luò)承載了超過6億用戶的話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，支撐了過去十多年間中國移動的高速發(fā)展。進入2010年，用戶規(guī)模的持續(xù)增長，智能手機普及，移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)流量爆漲；同時，中國移動正面臨著其它運營商的用戶和業(yè)務(wù)分流，用戶arpu和mou均存在停滯甚至下滑現(xiàn)象。這都讓中國移動感受到了前所未有的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。gsm網(wǎng)絡(luò)面臨著巨大壓力的同時，中國移動td網(wǎng)絡(luò)經(jīng)過四年多的建設(shè)，完成了全部地級市以上的覆蓋，正在擔(dān)負起用戶和業(yè)務(wù)持續(xù)發(fā)展的重任。市場競爭的壓力以及現(xiàn)實的網(wǎng)絡(luò)條件都促成我們?nèi)ニ伎歼@樣一個問題：能否利用好，如何利用好td-scdma網(wǎng)絡(luò)分擔(dān)gsm網(wǎng)絡(luò)的壓力？從2010年年中開始，中國移動與華為等幾家主要的td-scdma網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商合作，意在將深圳、廈門、蘇州、洛陽、杭州等幾個城市打造td-scdma網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量與用戶感知領(lǐng)先城市。通過長時間的分析和實踐，答案是肯定的。要解決gsm網(wǎng)絡(luò)負荷分擔(dān)、為gsm網(wǎng)絡(luò)分流降壓，首先要在網(wǎng)絡(luò)層面提升gsm/td-scdma雙網(wǎng)的互操作性能，提升td-scdma網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)分流比，其次是要解決gsm單模用戶向雙模用戶遷移的問題，本文重點就雙網(wǎng)的互操作性能提升進行闡述。1.1.3國外運營商2g/3g互操作成功經(jīng)驗1、gsm 網(wǎng)絡(luò)向3g 升級策略etisalat作為阿聯(lián)酋唯一的電信運營商，于2003年12月24日其3g 網(wǎng)絡(luò)正式放號，是全球第一個2g/3g 互操作的商用網(wǎng)絡(luò)。etisalat 在2002 年預(yù)商用試驗中，已把3g/2g 配合作為最重要的項目進行測試，并在啟動3g 招標(biāo)之前完成gsm網(wǎng)絡(luò)升級。阿聯(lián)酋移動普及率高達95%，移動用戶超過400萬戶（2005年6月）。 根據(jù)阿聯(lián)酋整個國家的經(jīng)濟大環(huán)境和etisalat 已有移動網(wǎng)絡(luò)的情況，etisalat 采用的3g/2g 互操作配合策略有如下幾點：（a）空閑模式優(yōu)先駐留3g；（b）支持系統(tǒng)間雙向漫游（雙向小區(qū)重選） ；（c）語音業(yè)務(wù)3g 到2g 單向切換，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)雙向切換。從網(wǎng)絡(luò)運營的性能統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，etisalat 采用的3g/2g 互操作策略非常有效，2g/3g 系統(tǒng)間配合良好，性能優(yōu)異。用戶完全感覺不出兩個網(wǎng)絡(luò)的差異，系統(tǒng)間切換成功率超過 98%。2、保持gsm 網(wǎng)，新建3g 網(wǎng)pccw/sunday 于 2003 年開始在香港建設(shè) 3g 網(wǎng)絡(luò)，于2005年初正式投入商業(yè)運營。香港共有6家移動運營商，pccw/sunday 是其中一家。香港位于中國南海之濱珠江口東側(cè)，由香港島、九龍半島和新界組成，總面積1092平方公里，人口接近700萬，移動用戶滲透率高達106%。其地形復(fù)雜，在很小的地方，特別是在維多利亞港兩岸有特別多的4050 層高的寫字樓林立，而且距離都很近。pccw/sunday 保持原有g(shù)sm網(wǎng)絡(luò)，并且新建3g 網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)香港的經(jīng)濟和多家移動運營商及遍布復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)情況，pccw/sunday 采用的 3g/2g互操作配合策略如下：（1）空閑模式優(yōu)先駐留3g；（2）支持系統(tǒng)間雙向漫游（3g 到 2g 小區(qū)重選，2g 到3g小區(qū)重選）；（3）語音業(yè)務(wù)3g 到2g 單向切換，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)雙向切換。1.2論文選題背景及意義從上述技術(shù)發(fā)展和國外成功經(jīng)驗來看，隨著td-scdma網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)規(guī)模逐步擴大和投入商用，電信運營商需要經(jīng)營、維護td-scdma和gsm二個系統(tǒng)。對于3g新網(wǎng)絡(luò)運營商，可以新建一個單一的3g無線網(wǎng)絡(luò)。但是，對于我國傳統(tǒng)的gsm網(wǎng)絡(luò)運營商中國移動，擁有廣覆蓋的gsm/gprs網(wǎng)絡(luò)和非常龐大的移動用戶群，因此在建設(shè)3g 網(wǎng)絡(luò)時，除了需要考慮如何基于現(xiàn)有g(shù)sm 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)發(fā)展td-scdma網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)模式之外，同時還需要考慮gsm/td-scdma兩個系統(tǒng)以何種關(guān)系并存的問題?，F(xiàn)有龐大的移動用戶資源對現(xiàn)有g(shù)sm 運營商中國移動來講是最寶貴的財富，td-scdma網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)應(yīng)該能夠?qū)τ脩舻挠绊懡档阶畹?。因此要充分考慮gsm用戶如何平滑的向td-scdma網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)移，同時也要保留這些轉(zhuǎn)網(wǎng)用戶的gsm業(yè)務(wù)能力。gsm網(wǎng)絡(luò)在經(jīng)過了10多年的建設(shè)和發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)整體覆蓋率已達到99%以上。在td-scdma網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，網(wǎng)絡(luò)很難實現(xiàn)全國范圍良好的連續(xù)覆蓋，利用比較成熟穩(wěn)定的2g網(wǎng)絡(luò)，確保3g業(yè)務(wù)的連續(xù)性。建網(wǎng)中后期，3g網(wǎng)絡(luò)負荷較高時，利用同覆蓋的2g網(wǎng)絡(luò)。因此，要充分利用2g網(wǎng)絡(luò)資源進行3g網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，減少成本、節(jié)約資源，才可極大地促進用戶滿意度的提高，大大提高3g網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)速度，使2g和3g網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)發(fā)展，達到網(wǎng)絡(luò)綜合收益的最大化。1.3論文內(nèi)容結(jié)構(gòu)全文由六部分組成，第一章是緒論部分，首先，描述了移動通信技術(shù)中g(shù)sm和td-scdma的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了td網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中存在優(yōu)勢和問題，提出了gsm網(wǎng)絡(luò)向td-scdma網(wǎng)絡(luò)互操作的必要性，并介紹了國外運營商關(guān)于2g/3g網(wǎng)絡(luò)互操作的成功實踐經(jīng)驗; 其次，闡述了本論文的研究方向，內(nèi)容包括選題背景和對互操作優(yōu)化的意義。作者在第二章主要對gsm網(wǎng)絡(luò)與td-scdma互操作概述，包括組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，和系統(tǒng)間的互操作行為。以及gsm網(wǎng)絡(luò)與td網(wǎng)絡(luò)互操作原則、基本策略、流程的介紹。第三章主要對以客戶感知度為核心的條件下，闡述了語音優(yōu)先接入g網(wǎng)策略、2g/3g位置區(qū)規(guī)劃方案兩種技術(shù)手段。第四章、第五章分別對以用戶感知度為核心的gsm/td-scdma互操作策略中的兩個具體策略進行深入的分析，并通過引用圖表進行研究及驗證，其中第四章針對的是基于業(yè)務(wù)的gsm/td-scdmad的切換的方案進行了詳細的論述，第五章討論了針對gsm/td-scdma 共lac的方案對于用戶感知度的影響。最后一部分對全文進行了總結(jié)。44第2章 td-scdma/gsm互操作機制2.1 td-scdma/gsm互操作概述td-scdma向gsm/gprs的系統(tǒng)間切換與系統(tǒng)內(nèi)的切換不同。由于td-scdma和gsm/gprs采用不同的無線接入技術(shù)，所以表征通信質(zhì)量的導(dǎo)頻接收功率門限值應(yīng)該有差別。基于覆蓋的系統(tǒng)間切換時，只有當(dāng)原3g小區(qū)質(zhì)量比較差，而目標(biāo)2g小區(qū)質(zhì)量提高到一定程度時才會考慮切換，原因在于向2g系統(tǒng)的切換會導(dǎo)致ue在原3g小區(qū)中可以享受到的高速率、多種組合的業(yè)務(wù)不能申請（見圖1）。圖1 td/gsm互操作策略2.1.1 td-scdma/gsm組網(wǎng)結(jié)構(gòu)（mgw：媒體網(wǎng)關(guān)；mss：移動交換子系統(tǒng)）圖 2.1 td-scdma/gsm組網(wǎng)2.1.2 td-scdma/gsm的系統(tǒng)間互操作基本行為1、小區(qū)選擇plmn（public land-mobile network公眾陸地移動電話網(wǎng)）選擇和重選的目的是選擇一個可用的(能夠提供正常業(yè)務(wù)的)、最好的plmn。在ue（user equipment）中會維護一個plmn列表，這些列表將plmn按照優(yōu)先級排列，然后從高優(yōu)先級向下搜索，找到的自然是最高級的可用的plmn。另外plmn選擇和重選的模式有兩種:自動和手動。自動選擇/重選就是ue按照plmn的優(yōu)先級順序自動選擇/重選一個plmn，手動選擇/重選就是將當(dāng)前的所有可用網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)給用戶，由用戶選擇一個plmn。一般情況下都采用自動模式進行plmn選擇。當(dāng)plmn選定之后，就要進行小區(qū)選擇，目的是選擇屬于這個plmn中信號最好的小區(qū)。小區(qū)選擇就是ue在選定的plmn上進行小區(qū)初搜，當(dāng)ue發(fā)現(xiàn)一個合適的小區(qū)時便進行登記注冊，登記注冊成功之后ue將駐留在那個小區(qū)2、小區(qū)重選當(dāng)ue在當(dāng)前服務(wù)小區(qū)不能滿足駐留條件，或系統(tǒng)廣播消息通知當(dāng)前小區(qū)被阻時，ue就要觸發(fā)小區(qū)重選過程，即通過測量重新選擇一個合適的小區(qū)進行駐留。ue的狀態(tài)分為空閑狀態(tài)和連接狀態(tài)，連接狀態(tài)又分為cell-fach、cell-pch、ura-pch、cell-dch四種狀態(tài)，通常所說的小區(qū)重選是指ue處于idle模式下的小區(qū)重選，當(dāng)ue在連接狀態(tài)時，這時的小區(qū)重選屬于切換過程。3、切換在移動通信系統(tǒng)中，當(dāng)呼叫中的ue從一個小區(qū)移動到另一個小區(qū)，或由于無線傳輸、業(yè)務(wù)負荷量調(diào)整、激活操作維護、設(shè)備故障等原因，為了保證通信的連續(xù)性，系統(tǒng)要將該ue與舊的小區(qū)建立的聯(lián)系轉(zhuǎn)移到新的小區(qū)上。這就是常說的“切換”。切換均由網(wǎng)絡(luò)側(cè)控制。2.2 td-scdma/gsm互操作的原則3g/2g系統(tǒng)間互操作功能的引入是因為：在3g建設(shè)初期，3g網(wǎng)絡(luò)難以做到全國覆蓋，但是3g的業(yè)務(wù)要很好地推廣和實現(xiàn)必須在服務(wù)區(qū)內(nèi)達到成片連續(xù)覆蓋，而有必要利用系統(tǒng)間互操作功能（如切換、漫游等）保證用戶業(yè)務(wù)的連續(xù)性和可獲得性。同時，在3g建設(shè)中后期，隨著3g網(wǎng)絡(luò)相對2g網(wǎng)絡(luò)吸收話務(wù)量的增加，在一些高話務(wù)的服務(wù)區(qū)內(nèi)3g網(wǎng)絡(luò)難以承受所有的話務(wù)和業(yè)務(wù)量，有必要利用系統(tǒng)間互操作功能（如切換、漫游等）使2g網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)部分3g的話務(wù)，使網(wǎng)絡(luò)的負荷保持基本平衡。因此，必須做好3g系統(tǒng)間的互操作規(guī)劃。3g/2g網(wǎng)絡(luò)之間的互操作應(yīng)遵循保持網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性的基本原則。3g/2g系統(tǒng)間的互操作規(guī)劃，應(yīng)遵循以下主要原則：（1） 影響最小原則：3g網(wǎng)絡(luò)不要影響到現(xiàn)在gsm網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性。（2） 切換最少原則：盡量減少系統(tǒng)間切換發(fā)生的次數(shù)，避免頻繁的系統(tǒng)間重選。（3） 負荷負擔(dān)原則：3g網(wǎng)絡(luò)的高頻率效率可以分擔(dān)一部分的2g網(wǎng)絡(luò)的負荷，同時在3g網(wǎng)絡(luò)負荷較高的時候，可以利用2g網(wǎng)絡(luò)富余容量吸納3g用戶的低端業(yè)務(wù)。（4） 質(zhì)量最好原則：盡量讓3g用戶享受3g網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)，利用2g網(wǎng)絡(luò)拓展3g覆蓋，保持3g用戶的業(yè)務(wù)連續(xù)性。2.3 td-scdma/gsm互操作的基本策略針對語音業(yè)務(wù)，在td-scdma覆蓋邊緣，支持td-scdma到gsm的切換，不必支持反向切換（通常系統(tǒng)間的切換掉話率會高于系統(tǒng)內(nèi)切換，因此不建議反向開放gsm到td-scdma的切換）n在td-scdma的建網(wǎng)初期，其覆蓋沒有g(shù)sm廣泛，因此在很多沒有td-scdma覆蓋的區(qū)域需要利用gsm網(wǎng)絡(luò)來拓展td-scdma的覆蓋，保持基本業(yè)務(wù)的連續(xù)性n在td-scdma網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展成熟期，可以考慮基于負荷的切換（td到gsm）。仍然引導(dǎo)3g用戶優(yōu)先選擇3g網(wǎng)絡(luò)，此時如果td-scdma網(wǎng)絡(luò)容量的問題顯現(xiàn)，首先考慮擴容，可利用基于服務(wù)和負載的切換，平衡3g與2g之間的話務(wù)。l針對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，通過支持td-scdma到gsm小區(qū)重選實現(xiàn)td-scdma到gsm間的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的平滑過渡，而一旦回到td-scdma的覆蓋區(qū)，ps數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)該立即通過重選返回到td-scdma網(wǎng)絡(luò)承載（基于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的特點，用戶對掉話不敏感，且返回td-scdma能顯著提升數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的速率，因此建議反向重選）l對于雙模終端的駐留問題，當(dāng)ue處于開機或者空閑狀態(tài)時，通過usim和小區(qū)廣播信息的設(shè)置，引導(dǎo)3g用戶優(yōu)先選擇3g網(wǎng)絡(luò)，避免給2g網(wǎng)絡(luò)帶來額外的負荷，引導(dǎo)優(yōu)質(zhì)客戶盡可能“遷移”到3g網(wǎng)絡(luò)上?；谝陨系脑瓌t和策略，下面我們詳細描述系統(tǒng)間重選、切換等互操作流程。2.4 td-scdma/gsm互操作的流程2.4.1 td到gsm重選過程1.異系統(tǒng)測量觸發(fā)門限本小區(qū)測量到的p-ccpch rscp qmeas,s+qhyst,s+qoffset,n 并且持續(xù)時間大于tresel。 圖2.2 td-gsm的重選信令流程圖ue從td執(zhí)行小區(qū)重選過程到gsm后，首先在gsm中解gsm的系統(tǒng)消息，ue在2g網(wǎng)絡(luò)中發(fā)起channel_request請求消息和location_updating_request, gsm網(wǎng)絡(luò)側(cè)的msc收到ue過來的位置區(qū)更新請求后回應(yīng)初始直傳消息，要求用戶回應(yīng)相應(yīng)的imsi或tmsi信息。ue回應(yīng)初始直傳消息，隨后msc向ue下發(fā)鑒權(quán)和加密請求，ue回應(yīng)鑒權(quán)和加密請示消息。另外，在gsm網(wǎng)絡(luò)中是沒有啟用加密算法的，而td網(wǎng)絡(luò)一般是啟用了加密算法的。因此在進行重選測試前，要在td的核心網(wǎng)cn中關(guān)閉其加密信息，否則重選到gsm網(wǎng)絡(luò)因加密過程無法通過導(dǎo)致重選失敗。所以在msc下發(fā)的加密算法消息ie中包含cipheringmode:no-used這個字段。核心網(wǎng)向ue下發(fā)tmsi_reallocation_command消息，ue回tmsi_reallocation_complete消息。msc收到ue的tmsi_reallocation_complete消息后向ue下發(fā)location_updating_accept消息，ue回location_updating_complete消息，直至此，ue完成tdgsm的空閑重選過程。2.4.2 gsm到td重選過程1. gsm到td的重選原理由于2g側(cè)相關(guān)協(xié)議的問題，目前還不支持任何cs業(yè)務(wù)由gsm切換到td網(wǎng)絡(luò)的能力，所以從gsmtd的過程只有重選過程，其具體分為：空閑狀態(tài)下的重選過程和進行ps業(yè)務(wù)時的重選過程。無論ue處于空閑狀態(tài)還是連接狀態(tài)下的ps業(yè)務(wù)過程中，從gsm重選到td網(wǎng)絡(luò)過程所用的參數(shù)是相同的。2.老機制下的gsm到td系統(tǒng)間重選機制啟動異系統(tǒng)小區(qū)測量過程：初始終端駐留在gsm小區(qū)上，當(dāng)終端測量到gsm本小區(qū)的信號強度達到一定門限值q-search-i(啟動異系統(tǒng)小區(qū)測量的門限，該值在gsm小區(qū)的廣播消息中下發(fā)給終端，可由運營商配置)時，終端開始啟動對異系統(tǒng)tdscdma鄰小區(qū)的測量。qsearch_i的取值范圍是：0,15。表 2.1 舊機制測量tdd-offset數(shù)值對應(yīng)的信號電平門限(dbm)含義0負無窮always,表示負無窮大，即ue始終重選到td網(wǎng)絡(luò)1-28同理2-24同理3-20同理4-16同理5-12同理6-8同理7-4同理80同理94同理108同理1112同理1216同理1320同理1424同理1528同理小區(qū)重選判決執(zhí)行過程：終端測量td鄰區(qū)的p-ccpch rscp與2g服務(wù)小區(qū)的rssi（received signal strength indicator接收信號的強度指示）的差值連續(xù)5秒大于tdd_offset時，將執(zhí)行2g到td的系統(tǒng)間重選。該參數(shù)在實際網(wǎng)優(yōu)中需重點優(yōu)化和調(diào)整，不同場景可以有不同的取值。該值的取值范圍為0,15。該取值必須參考實際網(wǎng)絡(luò)的td和2g信號的差值、qsearch_i值來設(shè)置。表 2.2 舊機制重選tdd-offset數(shù)值對應(yīng)的信號電平門限(dbm)含義0負無窮always,表示負無窮大，即ue始終重選到td網(wǎng)絡(luò)1-28同理2-24同理3-20同理4-16同理5-12同理6-8同理7-4同理80同理94同理108同理1112同理1216同理1320同理1424同理1528同理3.新機制下的gsm到td系統(tǒng)間重選機制改進機制下測量門限qsearch-i的含義和取值范圍不變，但其對應(yīng)的信號范圍的含義發(fā)生變化（與原有機制相比，新機制中qsearch-i取值為814時對應(yīng)的信號門限發(fā)生了變化，其他值對應(yīng)的信號門限保持不變）。新的技術(shù)要求如下：表 2.3 新機制測量qsearch_i取值改進后對應(yīng)的信號電平門限（dbm）含義0-98gsm信號低于-98dbm時，啟動對td小區(qū)測量1-94與0的含義類似，門限做相應(yīng)調(diào)整2-90與0的含義類似，門限做相應(yīng)調(diào)整3-86與0的含義類似，門限做相應(yīng)調(diào)整4-82與0的含義類似，門限做相應(yīng)調(diào)整5-78與0的含義類似，門限做相應(yīng)調(diào)整6-74與0的含義類似，門限做相應(yīng)調(diào)整7正無窮一直測量td小區(qū)8-90gsm信號高于-90dbm時，啟動對td小區(qū)測量9-85與8的含義類似，門限做相應(yīng)調(diào)整10-80與8的含義類似，門限做相應(yīng)調(diào)整11-75與8的含義類似，門限做相應(yīng)調(diào)整12-70與8的含義類似，門限做相應(yīng)調(diào)整13-65與8的含義類似，門限做相應(yīng)調(diào)整14-60與8的含義類似，門限做相應(yīng)調(diào)整15負無窮不測量td小區(qū)改進機制下判決門限（tdd-offset）取值不變，但含義發(fā)生變化。改進后含義為td網(wǎng)絡(luò)電平絕對值判決門限，表示td網(wǎng)絡(luò)電平高于時重選回td網(wǎng)絡(luò)。具體含義如下：表 2.4新機制重選tdd-offset數(shù)值對應(yīng)的信號電平門限(dbm)含義0-105啟動對td小區(qū)的測量后，只要td信號電平高于-105dbm就重選至td網(wǎng)絡(luò)。1-102同理2-99同理3-96同理4-93同理5-90同理6-87同理7-84同理8-81同理9-78同理10-75同理11-72同理12-69同理13-66同理14-63同理15-60同理4.空閑狀態(tài)下gsm到td的重選信令圖此過程與ue在td系統(tǒng)內(nèi)跨cn重選時的信令過程基本上是一致的。圖 2.3idle狀態(tài)gsm-td 重選5 .ue由gsm到td的ps業(yè)務(wù)重選信令圖 圖 2.4ps業(yè)務(wù)gsm-td 重選a). ue在做ps業(yè)務(wù)時從gsm重選到td網(wǎng)絡(luò)的過程中，當(dāng)路由區(qū)和位置區(qū)更新均完畢的時候，此時需要恢復(fù)業(yè)務(wù)，則ue會發(fā)起cm_service_request（請求業(yè)務(wù)如電路交換連接、短信業(yè)務(wù)等）請求消息。b).直到ue發(fā)radiobearer_setup_complete 消息和iu口的rab（radio access bearer無線接入承載）_assignment_response消息后，業(yè)務(wù)的相關(guān)資源才分配完畢。之后ue進入業(yè)務(wù)交互過程。2.4.3 td到gsm小區(qū)切換語音通話狀態(tài)下，td-scdma網(wǎng)絡(luò)切換到2g網(wǎng)絡(luò)通過以下3個步驟完成。1.測量：rnc下發(fā)測量控制及gsm網(wǎng)絡(luò)鄰區(qū)信息，ue測量與處理結(jié)果并上報。2.判決：rnc/cn基于測量進行切換判決和資源的申請與分配。3.執(zhí)行：cn/rnc/node b/ue共同執(zhí)行切換相關(guān)信令流程和測量控制的更新。目前常用的系統(tǒng)間與切換相關(guān)的測量事件是3a 事件和2d+3a/3c 事件。3a ：目前使用的頻率質(zhì)量低于某固定門限，其他系統(tǒng)載頻信號質(zhì)量高于某固定門限，準(zhǔn)備切換到其他系統(tǒng)。2d ：當(dāng)前使用的頻率質(zhì)量低于某確定門限。3c ：另一系統(tǒng)載頻信號質(zhì)量高于某固定門限。td-scdma 網(wǎng)絡(luò)切換到2g 網(wǎng)絡(luò)鄰區(qū)配置有3 種策略：(1)td-scdma 覆蓋邊緣或不連續(xù)區(qū)域內(nèi)的小區(qū)配置2g 鄰區(qū)；(2)td-scdma和2g重疊覆蓋區(qū)域內(nèi)的所有2 g小區(qū)都配置td-scdma鄰區(qū)；(3)配置gsm1800到td-scdma小區(qū)單向鄰區(qū)（td-scdma的鄰區(qū)中不配置gsm1800小區(qū)）。第3章 以用戶感知度為核心的2g/3g互操作方案分析3.1 概述現(xiàn)階段的2g/3g互操作的主要目的是采用2g網(wǎng)絡(luò)來彌補3g網(wǎng)絡(luò)覆蓋的不足，從而在3g網(wǎng)絡(luò)覆蓋較差的地方保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性，提高用戶的感知度。目前，2g/3g互操作中出現(xiàn)的td-scdma網(wǎng)絡(luò)重選到2g網(wǎng)絡(luò)失敗，td-scdm a網(wǎng)絡(luò)切換到2g網(wǎng)絡(luò)成功率低，用戶在td-scdma信號良好時無法登錄td-scdma網(wǎng)絡(luò)等，這些問題將不同程度地影響用戶的感知。在2g / 3g互操作中存在的問題主要是參數(shù)配置，在需要切換或者重選的場景中，由于小區(qū)誤配或者參數(shù)配置錯誤的原因，導(dǎo)致用戶無法切換、重選到合適的鄰區(qū)中,或者由于切換、重選的時機不對，導(dǎo)致切換、重選失敗等情況。所以互操作主要是要解決2g和3g混合組網(wǎng)過程中碰到的網(wǎng)絡(luò)駐留、小區(qū)選擇、小區(qū)重選、切換，以及用戶接入控制和轉(zhuǎn)網(wǎng)策略等問題。原則：（1）用戶感受最好原則（2）網(wǎng)絡(luò)改動最少原則3.2 語音優(yōu)先接入g網(wǎng)策略采用語音業(yè)務(wù)由2g網(wǎng)絡(luò)承載，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)由td無線網(wǎng)絡(luò)承載的策略。方案1：語音業(yè)務(wù)優(yōu)先接入g網(wǎng)方案描述：ue空閑時，優(yōu)先駐留t網(wǎng)。ue發(fā)起呼叫時，由rnc識別業(yè)務(wù)類型，如果是語音業(yè)務(wù)，則直接通過rrc（radio resource control 無線資源控制）connection reject消息攜帶gsm target info信息給ue，重定向ue到g網(wǎng)發(fā)起語音業(yè)務(wù)。如果ue搜索不到g網(wǎng)小區(qū)或g網(wǎng)擁塞，則ue重回t網(wǎng)二次發(fā)起rrc connection request，此時，t網(wǎng)不再進行重定向。 方案分析： 優(yōu)點:對現(xiàn)網(wǎng)影響較小，對gsm網(wǎng)絡(luò)沒有任何影響，可以繼承語音業(yè)務(wù)在gsm網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)品質(zhì)。對用戶的影響程度小，語音業(yè)務(wù)與先前g網(wǎng)沒有差別，掉話率等指標(biāo)無影響。 缺點: 呼叫時延增加，由于ue從t網(wǎng)重定向到g網(wǎng)，需要在g網(wǎng)重新同步，相對單純從g網(wǎng)接入或從t網(wǎng)接入，呼叫時延會增加。對網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃要求t網(wǎng)與g網(wǎng)同覆蓋，否則，t網(wǎng)rnc在選擇target gsm小區(qū)時，無法確定重定向目標(biāo)小區(qū)。必須共核心網(wǎng)建設(shè)，由于語音被叫也必須由g網(wǎng)承載，但由于尋呼是從t網(wǎng)下發(fā)，尋呼響應(yīng)從g網(wǎng)上來，必須同核心網(wǎng)才能達到目的。方案2：基于業(yè)務(wù)的切換方案方案描述：ue優(yōu)先駐留t網(wǎng)，發(fā)起呼叫時，首先在t網(wǎng)接入，然后根據(jù)rab （radio access bearer無線接入承載）指派攜帶的信息“service handover”的取值，確定是否把業(yè)務(wù)切換到gsm網(wǎng)絡(luò)。針對語音，需要盡快切換到g網(wǎng)。 方案分析：優(yōu)點:現(xiàn)有終端協(xié)議支持程度較好；可以較好地均衡兩個網(wǎng)絡(luò)的負荷；缺點:由于語音業(yè)務(wù)較多，此策略將導(dǎo)致發(fā)生較多的2g/3g系統(tǒng)間切換，對2g/3g切換成功率提出了非常高的要求，否則會影響用戶感受。3.3 2g/3g位置區(qū)規(guī)劃方案由于網(wǎng)絡(luò)尋呼移動臺的同一尋呼消息會在許多小區(qū)中發(fā)送，因此lac區(qū)域覆蓋范圍過大，會導(dǎo)致尋呼信道負荷過重，同時增加iub接口（rnc和node b之間的接口，用來傳輸rnc和node b之間的信令以及來自無線接口的數(shù)據(jù)）上的信令流量。另外，過載的尋呼消息如果在msc的重發(fā)次數(shù)內(nèi)仍沒有發(fā)出將被丟棄，這樣會導(dǎo)致在服務(wù)區(qū)內(nèi)的開機用戶不能被尋呼到（用戶不在服務(wù)區(qū)）問題。lac區(qū)域的上限（區(qū)域能支持的最多小區(qū)數(shù)）主要受到尋呼信道的帶寬限制。反之，如果lac區(qū)域規(guī)劃過小，那么會造成用戶在移動過程進行頻繁的位置更新，從而增加系統(tǒng)的信令流量。在td-scdma與gsm共plmn的情況下，采用共lac區(qū)和td-scdma獨立lac區(qū)各有利弊，需要根據(jù)當(dāng)?shù)鼐W(wǎng)絡(luò)和資源情況進行權(quán)衡。由于在td網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期的覆蓋效果沒有g(shù)sm覆蓋的效果好，手機可能會發(fā)生頻繁的系統(tǒng)間重選，gsm與td混合組網(wǎng)在同plmn下采用共lac區(qū)后系統(tǒng)間重選不需要位置區(qū)的更新，可降低網(wǎng)絡(luò)側(cè)的信令負荷，同時初期td用戶較少，這樣在對同一lac區(qū)下的純粹gsm用戶進行呼叫的同時也要在對應(yīng)的rnc下進行尋呼，大大增加了rnc的信令負荷，同時3g用戶的尋呼也會在2g網(wǎng)絡(luò)下發(fā)，對gsm也增加了信令負荷，可能導(dǎo)致gsm的lac區(qū)進一步減小，隨著3g用戶的增多，gsm lac區(qū)可能需要重新規(guī)劃，對現(xiàn)網(wǎng)gsm會造成一定的負面影響。當(dāng)td-scdma與gsm分別劃分不同lac區(qū)時，可以根據(jù)兩個系統(tǒng)的用戶分布差異和各自的用戶容量增長趨勢來設(shè)置lac區(qū)，但是在td網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的初期階段，由于td用戶進行頻繁的2g/3g系統(tǒng)間重選，會增大位置更新的信令負荷；在td網(wǎng)絡(luò)成熟后，td可以做到連續(xù)覆蓋，gsm與td網(wǎng)間的小區(qū)重選較少，由于系統(tǒng)間重選導(dǎo)致的位置更新信令流量壓力影響較小。第4章 改善用戶感知度的基于業(yè)務(wù)的2g/3g切換性能研究4.1 基于業(yè)務(wù)系統(tǒng)間切換概述基于業(yè)務(wù)系統(tǒng)間切換是指，在用戶業(yè)務(wù)建立成功后，根據(jù)用戶的業(yè)務(wù)類型，將用戶切換往gsm系統(tǒng)。具體而言，由cn根據(jù)用戶業(yè)務(wù)類型、用戶的類型，在下發(fā)的rab assignment req 中帶下service handover字段，其中指定了該用戶該業(yè)務(wù)類型是否要切換往gsm。根據(jù)協(xié)議25.4131，service handover取值有以下幾種：should be handed over to gsm：即從nas非接入層看來，該rab應(yīng)當(dāng)盡可能切換至gsm；should not be handed over to gsm：即從nas非接入層看來，該rab應(yīng)當(dāng)盡量保持在umts（universal mobile telecommunications system通用移動通訊系統(tǒng)）；shall not be handed over to gsm：即請求的rab應(yīng)當(dāng)從不切換到gsm。這意味著，utran不應(yīng)當(dāng)對該用戶發(fā)起到gsm的切換，除非該rab已經(jīng)被釋放；在外場開局中，在工程優(yōu)化未達到開通條件時，可以開啟基于業(yè)務(wù)的切換策略，即對漫游來訪td用戶開啟語音業(yè)務(wù)切換到gsm網(wǎng)絡(luò)的策略，對本地用戶則不開啟切換，從而提升用戶感知。前期的實驗室測試結(jié)果表明，基于業(yè)務(wù)切換的功能能夠在不影響呼叫時延的情況下，將語音用戶切換到2g系統(tǒng)。本章內(nèi)容是在外場進一步驗證基于業(yè)務(wù)切換功能，在真實場景下的切換、重選性能，并深入考察該功能對于振鈴時延、重選時延、切換時用戶感受的影響。4.2 基于業(yè)務(wù)系統(tǒng)間切換策略分析4.2.1基于業(yè)務(wù)系統(tǒng)間切換策略協(xié)議流程基于業(yè)務(wù)系統(tǒng)間切換(service based intersystem handover)有幾個關(guān)鍵的點：在cn下發(fā)給rnc的rab assignment request中，包含service handover字段。rnc根據(jù)該字段，決定是否發(fā)起基于業(yè)務(wù)切換流程。無論發(fā)起該流程與否，rab指派流程需要按照正常的流程建完。即，必須按照正常流程建完rab后，方可發(fā)起切換。對于gsm鄰區(qū)的測量及上報的時機，協(xié)議中沒有涉。圖 4.1基于業(yè)務(wù)系統(tǒng)間切換流程4.2.2 異系統(tǒng)測量策略 為保證終端能有充分的時間測量異系統(tǒng)信號，同時又避免給信令流程引入更多的復(fù)雜性。推薦在rab assignment req時，下發(fā)異系統(tǒng)測量。終端上報報告后，在rab assignment res后，才能觸發(fā)切換。信令流程圖如下：圖 4.2異系統(tǒng)測量信令流程4.2.3 基于業(yè)務(wù)系統(tǒng)間切換策略對于呼叫流程的影響基于業(yè)務(wù)切換時，不同的切換時間點將導(dǎo)致切換發(fā)生在振鈴前，或者振鈴后，從而影響振鈴時延，導(dǎo)致用戶感受不一致。以一個mmc呼叫為例，如圖4.3所示。對于主叫而言，在建完rab后，需要等待對端回alerting，該段時延設(shè)為t1。通常該段時延會包括對端建立承載，以及alerting通過核心網(wǎng)回到主叫側(cè)的時延。在對端為pstn（public switched telephone network公共交換電話網(wǎng)絡(luò)）的情況下，該時延t1較短，對端為移動終端的情況下，會較長。對于被叫，則在建好承載后直接回alerting。這個時延(t2)通常在200ms，而切換的重定位時延起碼大于200ms，因此該時間點對被叫不會產(chǎn)生影響。圖 4.3 mmc呼叫流程4.3 測試環(huán)境4.3.1 網(wǎng)絡(luò)拓撲 選定的測試rnc其核心網(wǎng)為獨立的3g msc，與2g msc分離，拓撲結(jié)構(gòu)如下。圖 4.4 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)拓撲圖4.3.2 測試區(qū)域覆蓋 在此，引用文獻提供的測試結(jié)果見表4.1，得td與gsm場強分布狀況。從統(tǒng)計看，場景一、二的td覆蓋大于-80dbm區(qū)域大于90%，但場景一-70dbm以上場強的比例更大。gsm覆蓋場景一基本在-60以上，而場景二則有32.78%區(qū)域低于-75dbm。表 4.1 測試區(qū)域場強分布測量信號區(qū)間場景一場景二比例(%)比例(%)td(rscp)-95,-90)0.470.40-90,-80)6.609.31-80,-70)28.8940.95-70,0)64.0449.34gsm(rxlevel)-94,-75)0.0032.78-75,-60)0.3013.96-60,-47)99.7047.24-47,0)0.006.024.4 驗證結(jié)果分析4.4.1 路測結(jié)果分析 在此，我引用文獻中，通過pelot pioneer的無線網(wǎng)絡(luò)綜合測試軟件