2G与3G之间互操作

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1、互操作规划过程

　　为了解决2G和3G系统间的覆盖延伸和负载均衡，有必要进行2G和3G系统间互操作规划。系统间的互操作规划步骤如图1所示，具体包括以下4个方面：一是用户在系统间的迁移规划；二是系统间切换规划；三是用户在系统间的驻留规划；四是用户对网络的选择及重选规划。

　　在2G和3G系统间，语音业务和分组业务的切换流程如下。

　　（1）语音业务切换流程

　　语音业务的切换流程如图2所示。

　　3G MSC先用MAP AC3发起到2G MSC的对话请求，2G MSC如果支持GSM R99协议，则对话成功；否则，3G MSC发起对话协商过程（2G MSC回送支持的MAP AC为AC2，3G MSC以MAP AC2发起第二次对话请求），并视协商结果决定执行方式。

　　（2）分组业务切换流程

　　目标SGSN与源SGSN联系。如果源SGSN和目标SGSN都支持3G，则采用GTPV1；如果2G SGSN不支持3G，则采用GTPV0。在这种情况下，某些服务可能会被降级，如2G SGSN会将它不能处理的PDP Contexts降级。

图1　2G和3G系统间的互操作规划步骤


图2　语音业务的切换流程


2、用户迁移策略

　　2G用户向3G网络的迁移方案一般有三种：一是升级现网HLR；二是采用信令路由寄存器（SRR）；三是采用智能网或无条件前转。

　　在以上三种方案中，无论是从成本还是从后期网络的扩容来看，第一种方案都是较好的选择。在第一种方案中，当用户申请3G业务后，只需要直接增加3G签约数据，不必更换SIM卡，不需要去营业厅办理，通过IVR方式即可办理。漫游限制用于区分普通用户与3G用户，防止“用户直接购买3G手机，不签约就享受3G服务，对3G网络造成冲击”，从而保证3G网络的可规划、可管理。

3、系统间切换策略

　　系统间切换包括电路域及分组域的2G和3G系统间的切换两个方面。从协议来看，无论是电路域还是分组域，设备都能支持两张网间的双向切换。

　　基于网络的匹配性和侧重性，并且考虑到用户的发展和网络的演进，推荐系统间的切换方案为：电路域系统间切换为3G网络到2G网络的单向切换；分组域系统间切换为3G与2G系统间的双向切换，网络承载速率自适应调整；GSM网络无需升级。

　　由于在3G网络建设初期，3G网络相对于2G网络属于弱势网络，且原有2G网络的用户数量较多，因此对于电路域用户的切换应以对2G网络的影响最小、切换成功率高、尽量少的信令交互为重点。即只需把3G网络中对SC的所有信令完全适配成2G网络的格式，这样对于2G网络的MSC，该切换相当于普通的GSM局间切换，从而使得2G和3G系统间的配合对2G网络的影响最小。另外，在2G覆盖质量良好的情况下，没有必要将正在2G系统中进行的通话通过系统间的切换转移到3G系统，这样可以避免频繁的乒乓切换，减少3G和2G系统间的信令交互。

　　分组域系统间的切换要求不那么严格，只需使用户尽可能多地利用3G网络。这样一方面可使用户更多地体验3G网络宽带承载网络提供的优质服务；另一方面，当传输等量的用户数据时，可以降低运营商承载网络占用的成本。

　　分组域系统间的切换有两种具体的实现方案。一是通过小区重选过程实现。此时，2G和3G系统间分别配置必要的邻区和重选条件信息，并通过系统信息广播，由终端判决并发起切换“重选”过程，而针对特定终端的重选测量和判决过程则不予干预。二是通过异系统小区重选指令实现，3G网络根据终端的测量报告进行判决，并通过异系统小区重选指令命令终端重选动作。

4、用户在系统间驻留策略

　　用户驻留在不同系统的方案与系统间的切换方案直接相关。语音业务和分组业务有不同的驻留策略。一般来说，当用户处于不同系统网络的边界时，可以选择驻留在原系统或新系统，但根据用户对业务的不同体验及网络连续性覆盖的可能性，同时参考系统间的切换方案，推荐以下用户驻留方案。

　　（1）语音业务

　　当双模UE驻留在3G网络中并处于通话状态，由2G和3G网络同覆盖区移向2G网络覆盖区并到达3G网络边界时，3G网络根据测量报告发起3G到2G的系统间切换，边界处的2G网络应支持3G到2G的系统间切换。当双模UE驻留在2G网络中并处于通话状态，由2G网络覆盖区进入2G和3G网络同覆盖区时，网络采取控制措施避免系统间切换的发生，当通话结束，UE处于空闲状态时，通过PLMN重选或小区重选，驻留在3G网络。

　　（2）分组业务

　　由2.5G（GPRS）和3G网络同覆盖区移向2.5G网络覆盖区并到达2.5G网络边界时，由3G网络或者双模UE发起小区重选，让双模UE小区重选到2.5G网络。当双模UE驻留在2.5G网络，由纯粹2.5G网络覆盖区移向2.5G和3G网络同覆盖区并到达3G网络边界时，双模UE发起小区重选，驻留在3G网络。

　　（3）组合业务

　　此时需要2.5G（GPRS）网络支持组合业务。GPRS网络通过DTM（Dual Transfer Mode）技术支持“电路+分组”组合业务。如果组合业务需要进行3G向2G网络切换时，可以让电路域业务切换到2G网络中，切换成功之后RNC通知SGSN释放PS业务。

5、网络选择及重选策略

　　网络选择及重选策略与系统间的切换方案密切相关。3G网络投入运营后，用户对于网络的选择和重选有优选3G网络、优选2G网络和无优先级三种可能的方案。三种选择方案的比较见表1。

表1　三种选择方案的比较



　　从网络负荷角度来看，优选3G网络方案可以有效分担2G网络的负荷，提高3G网络的利用率。但是在空闲模式下，双模终端应优先驻留在2G网络，那么当发起3G网络特有业务时需要发起从2G到3G网络小区的重定向。这样一方面将增加接入过程的时延和处理能力的要求，而且成功率有待验证；另一方面需要2G网络进行系统升级，增加重定向的算法和信令处理，这将对2G网络造成较大冲击，现网质量可能存在风险。因此我们推荐的方案如下。

　　在3G建设初期，网络容量不是问题，3G用户应优先选择3G网络，并一直驻留在3G网络。这种方式可以保证在3G网络注册的用户能够快速直接地享受基于3G丰富多彩的业务功能，避免从2G到3G网络不必要的切换与漫游；在网络发展成熟期，仍然引导3G用户优先选择3G网络，此时如果网络容量问题显著，可考虑扩容，同时可利用基于服务和负载的切换平衡2G与3G网络之间的话务。

　　但在网络选择遵循上述原则的前提下，还要考虑3G网络利用率最大化的问题。比如，为了达到双模用户优选3G的目的，理想的做法是只要3G信号满足最低的导频强度要求，立即重选到3G网络，从而达到3G网络最大化的要求。但是因为终端运动的随机性，手机并不能保证能持续接收到满足最低强度要求的导频信号。在这种情况下，随着无线信号的衰落变化可能会出现终端迅速重选到2G网络的情况，致使2G和3G网络之间进行乒乓重选的可能性增加。这不仅对被叫寻呼的成功率有影响，如果终端此时发起呼叫，也会出现接通率不高、异常掉话等情况。

　　为了提高系统间切换的成功率，有必要根据不同的无线传播环境，在特定地区适当提前启动系统间切换的压缩模式测量和切换执行过程，以避免信号突然衰落导致异常掉话。否则，按照常规的做法，只有当信号衰减到某一绝对门限以下时才启动切换的准备和执行过程，如果此时遇到拐角或严重的遮挡，就很容易发生掉话。

6、结束语

　　2G和3G网络的互操作规划是3G网络商用过程中最为重要的步骤，而且系统间的配合问题将伴随2G向3G网络演进的过程长期存在，因此在2G和3G网络的互操作规划过程中一定要注意选择合适的互操作规划策略。