浅谈3G技术系统间互操作研究方案

樊伊君

摘要：随着通信网络技术的快速发展，通信已成为当前全球发展最快的朝阳产业之一，具有自主知识产权的TD-SCDMA成为3G标准之一。本文就TD-SCDMA与GSM互操作的原则和策略进行了分析，对于系统间重选、切换和引入HSDPA之后的相关基本流程进行了描述。

关键词：3G技术；TD-SCDMA；GSM

中图分类号：TN915文献标识码：A文章编号：1673-0992（2010）06A-0062-01

一、TD-SCDMA/GSM之间的系统间互操作

TD-SCDMA的网络建设进程将是一个循序渐进、逐步取代GSM网络的过程，在相当长的一段时期内，尤其是对于已有GSM网络运营商，涉及到3G与2G网络互相配合的问题很多。如何引导用户向TD-SCDMA网络迁移，如何信守承诺为用户提供高质量的无缝覆盖以及多样化、高速率的业务体验，这是进入未来3G商用网络运营的必经之路，也是3G网络建设不同于2G网络建设的一个显著特点。因此，涉及到3G与2G系统之间的互操作方式、原则和策略对于3G运营至关重要。

针对2G到3G的互操作问题，3GPP协议对系统间互操作在测量机制、测量要求、重选/切换流程等方面进行了相关规定，涉及到具体的系统间切换算法与无线资源管理策略则未作相关定义，这也是各个系统设备厂家需重点解决的问题，RRM算法的好坏将直接影响到网络建设后的性能。

二、TD-SCDMA/GSM的系统间互操作行为包括小区选择、小区重选与切换

PLMN选择和重选的目的是选择一个可用的（能够提供正常业务的）、最好的PLMN。在UE中会维护一个PLMN列表，这些列表将PLMN按照优先级排列，然后从高优先级向下搜索，找到的自然是最高级的可用的PLMN。另外PLMN选择和重选的模式有两种：自动和手动。自动选择/重选就是UE按照PLMN的优先级顺序自动选择/重选一个PLMN，手动选择/重选就是将当前的所有可用网络呈现给用户，由用户选择一个PLMN。一般情况下都采用自动模式进行PLMN选择。当PLMN选定之后，就要进行小区选择，目的是选择属于这个PLMN中信号最好的小区。小区选择就是UE在选定的PLMN上进行小区初搜，当UE发现一个合适的小区时便进行登记注册，登记注册成功之后UE将驻留在那个小区。

三、基于连续覆盖的要求

在移动台从系统的某一个小区走到其它系统的另外一个小区的过程中，原有的通信链路所能提供的信号会越来越弱，同时移动台会发现能够提供更好通信链路的小区，这时必然会触发系统间切换。另外通信链路质量下降或受到的干扰较大，也会触发切换过程；尤其在3G网络建设初期，3G网络的覆盖会在相当时期内小于2G网络。

四、系统间互操作的原则与策略

前面描述了一些系统间互操作的基本概念，对于运营商而言，确定2G/3G系统间互操作的原则和策略至关重要，这涉及到未来TD-SCDMA网络和GSM网络的配合问题。考虑到现有2G网络的一些实际情况，为了更好地实现这种系统间的互操作，建议遵循如下原则和策略。影响最小原则：尽量减少对目前已经成熟稳定的2G系统的影响，避免2G升级工作。质量最好原则：尽可能保证提供3G用户能够有更好更优质的服务，同时利用2G网络拓展3G覆盖，保持3G用户的语音业务连续性。切换最少原则：减少切换次数，降低系统处理负担，保持业务的稳定性。

五、系统间的互操作策略有以下五方面

针对语音业务，在TD-SCDMA覆盖边缘，支持TD-SCDMA到GSM的切换，不必支持反向切换（通常系统间的切换掉话率会高于系统内切换，因此不建议反向开放GSM到TD-SCDMA的切换）。在TD-SCDMA的建网初期，其覆盖没有GSM/GPRS广泛，因此在很多没有TD-SCDMA覆盖的区域需要利用GSM/GPRS网络来拓展TD-SCDMA的覆盖，保持基本业务的连续性。在TD-SCDMA网络的发展成熟期，可以考虑基于负荷的切换（TD到GSM）。仍然引导3G用户优先选择3G网络，此时如果TD-SCDMA网络容量的问题显现，首先考虑扩容，同时从利旧方面考虑，可利用基于服务和负载的切换，平衡3G与2G之间的话务。

针对数据业务，通过支持TD-SCDMA到GSM小区重选实现TD-SCDMA到GSM/GPRS间的数据业务的平滑过渡，而一旦回到TD-SCDMA的覆盖区，PS数据业务应该立即通过重选返回到TD-SCDMA网络承载（基于数据业务的特点，用户对掉话不敏感，且返回TD-SCDMA能显著提升数据业务的速率，因此建议反向重选）。基于以上的原则和策略，下面我们详细描述系统间重选、切换等互操作流程。

六、系统间的重选流程

电路域：TD-SCDMAR4与GSM之间的系统间重选

对于从GSM到TD-SCDMAR4的重选或从TD-SCDMAR4到GSM的重选，上述流程的主要不同点在于鉴权信息的传送，从TD-SCDMAR4重选到GSM时需要进行五元组到三元组的转换并鉴权，从GSM重选到TD-SCDMAR4时需要进行三元组到五元组的转换并鉴权。

GSM/GPRS与TD-SCDMAR5之间的系统间重选

TD-SCDMAR5与R4版本在空中接口的主要区别是增加了对HSDPA的支持，HSDPA通过采用AMC和HARQ技术，引入了高阶调制(16QAM)，在基站侧增加了一个MAC-hs实体，用于数据的快速调度，可获得比R4更高的用户峰值速率和小区数据吞吐量。当支持HSDPA的终端处于空闲状态时，重选信令流程与进行的重选操作与R4中处于上述状态的终端是相同的。

七、系统间的切换流程

TD-SCDMAR4与GSM之间的系统间切换

当UE处于连接状态，如CELL-DCH状态时，由网络侧触发小区切换。可以采取基于导频或者基于质量的切换。对于跨RNC或者跨MSC间的切换，其切换流程实质是重定位流程，这会涉及到核心网的处理流程，TD-SCDMA网络是以硬切换来进行处理。首先通过向当前的MSC发送Iu重定位请求（TD-SCDMAR4到GSM），以向目标的MSC和BSC发送请求切换准备；当目标MSC完成资源分配、返回切换准备响应之后，即向UE发起切换；当UE切入到目标网络之后，目标MSC向源MSC发送切换完成以触发话路转接和资源释放。

八、总结

目前关于TD-SCDMA与GSM系统间互操作的讨论很多，TD-SCDMA与GSM之间跨系统重选和切换的方案已经基本成熟且得到了相关的验证。随着TD-SCDMA大规模的发展，这种互操作技术将进入实战阶段，将会帮助运营商更加完善其网络覆盖，并利用TD-SCDMA网络和GSM网络共同为用户提供无缝的多样化业务体验，使得未来TD-SCDMA网络具有更强大的生命力和活力。