GSM網(wǎng)絡是2G網(wǎng)絡中應用最為廣泛的移動通信網(wǎng)絡,在200多個國家和地區(qū)有超過10億的GSM用戶。中國移動是目前全球最大的GSM運營商,擁有接近3億用戶容量的2G網(wǎng)絡資源及完善的覆蓋,3G網(wǎng)絡建設初期,3G網(wǎng)絡可能只限于城區(qū)的連續(xù)覆蓋,如何利用中國移動現(xiàn)有的2G網(wǎng)絡為3G用戶提供無縫的業(yè)務覆蓋、如何解決好兩網(wǎng)的互聯(lián)互通/協(xié)調(diào)發(fā)展,為用戶提供優(yōu)秀的業(yè)務質(zhì)量是3G網(wǎng)絡建設的一個關鍵性問題。因此有必要對2G/3G之間可能的組網(wǎng)方式、對2G/3G網(wǎng)絡共存涉及到的關鍵技術(shù),如網(wǎng)絡選擇策略、小區(qū)選擇和重選、切換策略等,進行一定的分析和驗證,為將來3G網(wǎng)絡的建設提供寶貴的經(jīng)驗。
2.各類業(yè)務在2G/3G網(wǎng)絡共存下的切換策略探討
2.1基本語音業(yè)務切換策略
話音業(yè)務屬于會話類業(yè)務,2G系統(tǒng)可以完全支持,效果上比3G略差,但是用戶也完全可以接受。因此,在3G網(wǎng)絡建設初期,開放3G到2G話音業(yè)務的切換,以充分利用2G網(wǎng)絡資源,彌補3G初期話音覆蓋和容量的不足。
該類業(yè)務的切換質(zhì)量和切換掉話用戶主觀感受明顯,切換成功率很重要。因此不建議開放反向切換(2G到3G的話音切換),避免交疊覆蓋區(qū)域的乒乓切換導致切換成功率下降。如果用戶回到3G覆蓋區(qū)域,本次通話仍然在2G系統(tǒng)中完成。待通話結(jié)束,通過小區(qū)重選等方式返回3G網(wǎng)絡。
2.2可視電話的降質(zhì)切換探討
可視電話也屬于會話類業(yè)務,但2G系統(tǒng)不能支持此類業(yè)務。在切換時可以考慮將此類業(yè)務轉(zhuǎn)變?yōu)锳MR業(yè)務進行切換,以保證用戶基本的語音通話。
在RNC發(fā)給CN的RABRELEASEREQUEST消息中要求釋放CS64k業(yè)務。CN收到該消息后發(fā)現(xiàn)本業(yè)務為CS64k,則下發(fā)消息將CS64修改為AMR12.2業(yè)務,CN需要對主被叫同時修改。RNC通過RB重配流程將當前業(yè)務修改為AMR,然后可以發(fā)起基于AMR業(yè)務的3G到2G的切換。當用戶重返3G覆蓋區(qū)時,同樣建議不開放2G到3G的切換,使用戶在2G網(wǎng)絡完成本次呼叫。
2.3流媒體業(yè)務的切換策略
承載網(wǎng)絡通過協(xié)商類型和協(xié)商速率來區(qū)分高速和低速業(yè)務。如果協(xié)商類型為流類,并且協(xié)商速率高于系統(tǒng)設置的速率判斷門限,則認為是高速流類業(yè)務,由于2G系統(tǒng)只能支持低速的PS業(yè)務,不能支持有保證速率要求的高速流類業(yè)務,因此此類業(yè)務不進行3G到2G的切換。在實際網(wǎng)絡運營過程中,運營商可以在提供業(yè)務時說明提供告訴業(yè)務的分布區(qū)域(即3G的覆蓋區(qū)),這樣出了指定區(qū)域發(fā)生電視點播掉話,用戶也可以理解。
如果協(xié)商類型為背景類和交互類,或者協(xié)商類型雖然為流類但是協(xié)商速率低于系統(tǒng)設置的判斷門限,則認為2G系統(tǒng)有可能能支持該類業(yè)務,按照交互類/背景類業(yè)務的方式進行處理。對于流類業(yè)務的情況,由于2G能支持較低速率的流類業(yè)務,可以通過降低QoS的方式實現(xiàn)。
2.4交互類和背景類業(yè)務的切換策略
本類業(yè)務由于具有速率小或可以忍受小速率帶寬的特點,可以將其切換到2G系統(tǒng)。從2G系統(tǒng)返回3G系統(tǒng)時建議開放2G到3G切換,以獲得較好的用戶體驗。由于GPRS能夠支持背景類和交互類業(yè)務,因此從2G回到3G系統(tǒng)基本可以恢復為原來的QoS。
3.2G/3G網(wǎng)絡業(yè)務承載分配策略
3.12G/3G組網(wǎng)方案
在2G和3G網(wǎng)絡共存的情況下,有三種可選擇的組網(wǎng)方案:
對于以上三種方案,綜合考慮其利弊得失,建議采用方案二進行3G網(wǎng)絡的建設。對于建網(wǎng)初期,3G覆蓋范圍較小,只需要對小范圍內(nèi)的2G網(wǎng)絡進行升級就可以達到2G、3G之間的漫游,在使風險盡量小的情況下最大限度地保證了3G用戶的服務質(zhì)量。
3.2基于用戶級別的業(yè)務承載分配策略
接入策略
在3G網(wǎng)絡建成以后,3G用戶可以接入3G或2G網(wǎng)絡,而2G用戶只能接入2G網(wǎng)絡,不能接入3G網(wǎng)絡。
對于方案二,在2G、3G的共有覆蓋區(qū)域,要禁止持雙模終端的2G用戶嘗試登陸3G網(wǎng)絡,以免給3G網(wǎng)絡帶來一些額外的信令交互和負荷,這可以通過核心網(wǎng)在手機入3G網(wǎng)絡進行位置更新時拒絕UE的請求來實現(xiàn)。
網(wǎng)絡選擇策略
3G用戶可以有多種網(wǎng)絡選擇方式,分別是優(yōu)選3G網(wǎng)絡、優(yōu)選2G網(wǎng)絡和無優(yōu)先級。建議對3G用戶采用優(yōu)選3G網(wǎng)絡的方式。要實現(xiàn)這種方式,對于2G、3G同PLMN的情況,可以在USIM卡中指定3G為優(yōu)先接入的無線接入技術(shù)來實現(xiàn),而對于異PLMN的情況,則只要在USIM卡中指定HPLMN為3G的PLMN即可。
如果采用優(yōu)選2G網(wǎng)絡或無優(yōu)先級的方式,在目前2G覆蓋良好的情況下,3G用戶可能會長時間駐留2G網(wǎng)絡。當發(fā)起業(yè)務的時候,2G系統(tǒng)判定是3G特有業(yè)務的情況下需要發(fā)起定向重試,以便將手機切換到3G網(wǎng)絡,保持業(yè)務的正常接入。采用這一過程無論從協(xié)議的角度或是各廠家的實現(xiàn)來看目前都未有定論,需要現(xiàn)網(wǎng)2G系統(tǒng)需要做出較大的升級,并且增加2G跟3G的信令交互次數(shù),增大2G系統(tǒng)的負荷,實現(xiàn)的風險較大。同時,采用該方式會使用戶從終端的網(wǎng)絡或天線標識發(fā)現(xiàn)自己長時間處于2G網(wǎng)絡,給用戶造成3G網(wǎng)絡覆蓋差的誤解。
采用優(yōu)選3G網(wǎng)絡的方式可以使3G用戶在3G覆蓋區(qū)域內(nèi)始終駐留在3G網(wǎng)絡,減輕給2G網(wǎng)絡帶來的額外負荷,當終端離開3G覆蓋區(qū)域的時候,可以通過系統(tǒng)間切換或小區(qū)重選等方式駐留到2G網(wǎng)絡,保證業(yè)務的連續(xù)性。對這種方式,在網(wǎng)絡運營的初期,網(wǎng)絡容量充裕的情況下,完全可行;至于中后期,用戶增長迅速,容量受限的情況下,運營商可以采取增加載頻,采用發(fā)射分集等技術(shù)增加相應的容量。即使在容量一時無法增加時,也可利用接入定向重試、系統(tǒng)間負荷均衡或基于測量的系統(tǒng)間切換等技術(shù)將2G系統(tǒng)可承擔的AMR12.2K和PS低速業(yè)務切換到2G系統(tǒng),以保證3G系統(tǒng)的服務質(zhì)量和平穩(wěn)運行。
3.3基于業(yè)務的均衡策略
小區(qū)重選策略
基于3G的用戶應該盡可能的駐留在3G網(wǎng)絡中,享受3G網(wǎng)絡提供優(yōu)質(zhì)服務的考慮。在3G網(wǎng)絡負荷正常的情況下,只要3G網(wǎng)絡的質(zhì)量能滿足最低業(yè)務速率的需要既可以駐留。出于同樣的考慮,在2G網(wǎng)絡中3G小區(qū)重選門限應該小于2G小區(qū)的重選門限,使駐留在2G網(wǎng)絡中的3G用戶可以比較容易地重選回3G網(wǎng)絡。當3G網(wǎng)絡負荷偏高時,系統(tǒng)需要自動對小區(qū)選擇門限進行調(diào)整,適當調(diào)高3G小區(qū)的選擇門限,使部分3G用戶選擇到2G網(wǎng)絡中以減輕3G網(wǎng)絡的負荷。
3G網(wǎng)絡負荷過大時,RNC會采用如下順序降低網(wǎng)絡的負荷,降速(先PS業(yè)務后CS業(yè)務)、降低服務質(zhì)量(增加業(yè)務的BLER)、同覆蓋頻間盲切、軟切換狀態(tài)下的強切、系統(tǒng)間切換。當3G網(wǎng)絡過載時,新接入的AMR業(yè)務都會嘗試定向重試到2G網(wǎng)絡中。
系統(tǒng)切換策略
對于同時運營WCDMA系統(tǒng)和GSM系統(tǒng)的運營商,實現(xiàn)WCDMA系統(tǒng)和GSM系統(tǒng)的無縫漫游尤其是呼叫過程中的切換是其必然要求。但在呼叫過程中的系統(tǒng)間切換對用戶的業(yè)務是有限制的,即只能是WCDMA系統(tǒng)和GSM系統(tǒng)都能支持的業(yè)務。WCDMA系統(tǒng)能提供的業(yè)務比GSM系統(tǒng)要豐富的多,如可視電話、PS384k業(yè)務GSM系統(tǒng)就不能提供,所以在WCDMA到GSM的切換要受到業(yè)務的限制。
當WCDMA系統(tǒng)負荷較高時,需要和2G系統(tǒng)進行系統(tǒng)間負荷均衡,可以通過定向重試將新接入用戶指派到GSM系統(tǒng)中,或者將3G系統(tǒng)中保持呼叫的用戶切換到GSM系統(tǒng)。
在WCDMA小區(qū)和GSM小區(qū)構(gòu)成了HCS結(jié)構(gòu)(分層的小區(qū)結(jié)構(gòu))的情況下,為避免對快速移動的用戶進行頻繁的切換操作以及其對WCDMA小區(qū)中其他用戶的沖擊,WCDMA系統(tǒng)可將其切換到覆蓋較大的GSM小區(qū)中(如GSM900小區(qū))。
4.中興通訊2G/3G融合解決方案
1. 3G MSC自動適配2G MSC
現(xiàn)階段,在2G/2.5G和3G之間的切換還存在很多問題。3GPP只制定了R99版本的3G/2G之間的切換,因此,要求對原有的2G網(wǎng)絡進行升級為R99才能夠支持系統(tǒng)間的切換。而升級原有的網(wǎng)絡,對于移動運營商來講是個巨大的風險。為解決以上問題,中興通訊可以采取3G的MSC兼容不同廠家2G的MSC,對2G的MSC做相應的適配,使2G的MSC可以不升級,大大降低運營商在建網(wǎng)初期的風險。
2. 智能小區(qū)重選
當3G網(wǎng)絡負荷偏高時,中興通訊WCDMA網(wǎng)絡能夠自動對小區(qū)選擇門限進行調(diào)整,適當調(diào)高3G小區(qū)的選擇門限,使部分3G用戶選擇到2G網(wǎng)絡中以減輕3G網(wǎng)絡的負荷。該過程根據(jù)網(wǎng)絡負荷自動執(zhí)行并且可逆。
3. 基于負荷的系統(tǒng)間均衡
當WCDMA系統(tǒng)負荷較高,滿足進行系統(tǒng)間負荷均衡的條件,如果有用戶接入WCDMA系統(tǒng),中興通訊WCDMA系統(tǒng)支持通過定向重試將其指派到GSM系統(tǒng)中。如果WCDMA系統(tǒng)的負荷繼續(xù)增加,達到了進行負荷控制的條件,則中興通訊WCDMA系統(tǒng)可以將在系統(tǒng)中保持呼叫的用戶,通過切換將其切換到GSM系統(tǒng)中以保證WCDMA系統(tǒng)的安全。
中興通訊是目前業(yè)界移動網(wǎng)絡產(chǎn)品最豐富的廠家,積累了大量的移動網(wǎng)絡的開發(fā)經(jīng)驗,已形成WCDMA、GSM、cdma2000、TD-SCDMA、PHS等全網(wǎng)解決方案。中興通訊已經(jīng)對2G、3G系統(tǒng)之間的業(yè)務承載分配、切換、干擾等進行了深入的研究,完成了系統(tǒng)分析、仿真和測試工作,形成完整的2G/3G融合解決方案。中興通訊有信心同中國運營商一起建設世界一流的3G精品網(wǎng)絡。