从网络规划、优化的角度谈2G/3G互操作

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2G的语音、短信和电路域的低速数据业务已经广泛应用在世界的每一个角落，为了能更好的满足人类对通信的新需求，以高速数据业务、可视电话和丰富多彩的在线服务为标志的3G通信已经呈现在眼前。在建网初期，基于平滑过渡的原因考虑，TD系统并不能够保证完全的连续覆盖，那么如何利用完全成熟的2G网络为用户提供无缝服务，2G如何利用TD网络给用户提供最新服务就成为了一个迫切的现实的问题，中国移动集团公司领导在TD工作会议上指出“中国移动TD的成败关键在2G/3G互操作，2G/3G互操作是今后两网融合的重要手段，决定了集团公司今后技术发展方向”，对所有采用3G的网络来说，系统间配合问题在2G向3G演进的过程中长期存在，2G/3G网络互操作规划成功与否关键在于能否采用合适的互操作规划策略。在中国移动集团公司的推动下，TD-SCDMA与GSM网络之间的互操作已经取得了长足的进展，本文从组网方案的选择、互操作规划原则与实践经验等方面，对2G/3G互操作问题做一些探讨。

一、组网方案的选择

        互操作组网方案的选择是一个系统工程，必须与设备的支持能力、软件版本、各个网元的连接方式等各个方面都有关系。在中国移动TD-SCDMA一期网络建设中，典型的3G-2G系统间互操作组网图如下：

TD-SCDMA一期系统间互操作组网图

        在这个阶段考虑到TD-SCDMA网络还不是很成熟，GSM网络还没有全面升级，许多网元还不支持3G相关特性，同时考虑到3G网络的建设不影响现网2G用户的原则，TD-SCDMA与GSM分别建设各自的核心网，TD与GSM网络互为EH-PLMN，空闲状态双向小区重选，TD-SCDMA到GSM单向话音切换，分组域业务双向切换。在该方案中TD←→GSM双向均通过小区重选实现，速度快，但对GSM设备需要一定改动，支持广播TD邻小区相关信息，业务保持过程中TD→GSM可切换，能够保证终端两网之间漫游和业务连续性，可通过小区重选的参数设置实现对TD网络的优选。
        通过一期网络的建设，TD产业水平取得了长足的进步，在芯片、终端、设备等方面与WCDMA的差距在逐年缩小，而业务功能也在不断完善，产品质量也得到了显著提升。在近期中国移动公布的未来3年TD-SCDMA网络发展策略中，明确提出在2009采用2G/3G融合的方式进行核心网络建设，支持客户在“三不”方式（不换号、不换卡、不登记）下通过更换终端即可享受TD网络服务，引入“新机制、新标准、新测量”的互操作规范，改善2G/3G互操作性能；适时引入HSUPA等新技术，积极开展2G/3G无线网络融合研究；2010年继续深入推进2G/3G融合组网，积极推动无线网络融合；进一步完善2G/TD互操作功能，力争达到WCDMA与GSM互操作水平，2011年继续提高2G/TD无线网络的融合组网水平，持续提高2G/3G互操作质量，力争接近或达到GSM900和1800的互操作水平。也就是说，移动集团在未来3年内都将2G/3G互操作做为一个持续的重要项目进行操作，对互操作的要求也从TD-SCDMA、GSM两张网，过渡到2G和3G是一张网，3G网络的建设是根据业务发展的需求，是对现有2G网络数据业务承载能力的增强，是2G网络的升级。因此，在这个背景下，必须考虑2G/TD网络的全面融合，通过融合组网可以最大程度地方便客户，降低其使用TD的门槛，并能改善TD业务质量，提升客户业务体验。因此，在后续的规划中我们必须考虑2G和TD-SCDMA使用同一个PLMN时的问题与策略。
二、互操作规划原则
        3G/2G网络之间的互操作应遵循保持网络稳定性的基本原则。3G/2G系统间的互操作规划，应遵循以下主要原则：
        （1）影响最小原则：3G网络不要影响到现在GSM网络的稳定性。
        （2）切换最少原则：尽量减少系统间切换发生的次数，避免频繁的系统间重选。
        （3）负荷负担原则：3G网络的高频率效率可以分担一部分的2G网络的负荷，同时在3G网络负荷较高的时候，可以利用2G网络富余容量吸纳3G用户的低端业务。
        （4）质量最好原则：尽量让3G用户享受3G网络的服务，利用2G网络拓展3G覆盖，保持3G用户的业务连续性。
        针对以上原则，在具体规划上一定要注意以下几个方面的内容：
        第一，选择合适的网络结构和产品。
        在这方面中国移动集团已经有很好的规划，主要原则是采用TD与GSM共核心网的融合网络结构，通过2G或现网HLR改造为2G/3G融合HLR，支持TD特色业务，实现2G用户在“三不”情况下，更换GSM/TD双模终端即可使用TD网络服务；电路域统一遵循2G语音IP承载改造后的话务网组织原则；分组域采用统一的接口承载方式，采用相同的广播网号；对2G或TD现网软交换MSC和SGSN进行升级改造，支持同时接入2G和TD无线网；同时对业务支撑系统、业务平台、网管系统进行融合改造调整，2G业务支撑系统与TDBOSS融合，TD特色业务平台和2G业务平台支持客户基于TD网络接入使用各项2G业务，支持原2G号段客户使用TD特色业务，网管系统改造支持管理2G/3G融合网元，支持新的管理统计需求。
        第二，减少跨系统相邻小区配置。
        考虑到GSM作为TD-SCDMA的延伸覆盖，一方面TD-SCDMA→GSM的邻区要保证TD-SCDMA用户在覆盖盲区顺利切换到2G网络，让在2G网络的TD-SCDMA用户能尽快重选到TD-SCDMA网络，另一方面为了提高手机电池的使用时间，又要尽量减少跨系统的测量。考虑到目前中国移动的GSM网络已经有良好的覆盖，因此总体上建议TD-SCDMA配置GSM的相邻小区的数目不要太多。
        第三，切实做好规划区域的深度覆盖。
        上海试验网城区室外已经实现了大面积的良好覆盖，但是由于TD-SCDMA的频段特性，在室内，特别是底楼，TD-SCDMA网络的覆盖还很不理想，现网RRC链接请求次数的统计表明，目前网络中因为跨RAT的小区选择和重选的RRC链接请求占总RRC链接请求的50%以上，对网络的负荷带来很大的影响，同时也对客户使用3G网络带来很大的负面影响。而TD-SCDMA网络的大量数据业务，又主要发生在室内，因此我们必须切实做好规划区域的深度覆盖，来保证3G的健康发展。

        第四，做好LAC区的划分。

        由于网络寻呼移动台的同一寻呼消息会在许多小区中发送，因此LAC区域覆盖范围过大，会导致寻呼信道负荷过重，同时增加Iub接口上的信令流量。另外，过载的寻呼消息如果在MSC的重发次数内仍没有发出将被丢弃，这样会导致在服务区内的开机用户不能被寻呼到（用户不在服务区）问题。LAC区域的上限（区域能支持的最多小区数）主要受到寻呼信道的带宽限制。反之，如果LAC区域规划过小，那么会造成用户在移动过程进行频繁的位置更新，从而增加系统的信令流量。在TD-SCDMA与GSM共PLMN的情况下，采用共LAC区和TD-SCDMA独立LAC区各有利弊，需要根据当地网络和资源情况进行权衡。由于在TD网络建设初期的覆盖效果没有GSM覆盖的效果好，手机可能会发生频繁的系统间重选，GSM与TD混合组网在同PLMN下采用共LAC区后系统间重选不需要位置区的更新，可降低网络侧的信令负荷，同时初期TD用户较少，这样在对同一LAC区下的纯粹GSM用户进行呼叫的同时也要在对应的RNC下进行寻呼，大大增加了RNC的信令负荷，同时3G用户的寻呼也会在2G网络下发，对GSM也增加了信令负荷，可能导致GSM的LAC区进一步减小，随着3G用户的增多，GSM LAC区可能需要重新规划，对现网GSM会造成一定的负面影响。当TD-SCDMA与GSM分别划分不同LAC区时，可以根据两个系统的用户分布差异和各自的用户容量增长趋势来设置LAC区，但是在TD网络建设的初期阶段，由于TD用户进行频繁的2G/3G系统间重选，会增大位置更新的信令负荷；在TD网络成熟后，TD可以做到连续覆盖，GSM与TD网间的小区重选较少，由于系统间重选导致的位置更新信令流量压力影响较小。

三、互操作邻区配置

        互操作时2G和TD-SCDMA网络之间的邻区配置是现场工程师碰到的主要工作内容，根据目前设备情况，2G和TD-SCDMA网络之间的邻区配置还有一些限制条件，主要是目前GSM在同一个BSC中只能配置3个TD-SCDMA主频点作为邻区，每个GSM小区都至少配置1个TD-SCDMA相邻小区。根据工程实践，并考虑上面互操作规划的基本原则，在互操作邻区配置方面可以遵循以下原则进行：

TD→GSM室外相邻小区配置规则

        配置GSM邻区的数目不宜太多，一般建议为6个左右；

        与本TD-SCDMA小区同站址的GSM小区配置为相邻小区；

        与本TD-SCDMA小区周围第一层的GSM邻区，优先配置正对小区为相邻小区；

        第一层以外只配置个别TD-SCDMA小区覆盖范围内信号很强的GSM邻区配置成邻区关系（无法通过优化解决）；
        
        对于DCS1800的相邻小区，只配置同站点小区。

TD→GSM室内相邻小区配置规则

        在相邻小区频点太多的情况下，TD-SCDMA室内分布系统只配置GSM室外单向相邻小区（克服GSM在同一个BSC中只能配置3个TD-SCDMA主频点作为邻区的问题）；

        对于DCS1800的相邻小区，只配置同站点小区。

GSM→TD相邻小区配置规则

        主要配置TD-SCDMA室外站点作为GSM的相邻小区（克服GSM在同一个BSC中只能配置3个TD-SCDMA主频点作为邻区的问题）；

        对于室外站点的相邻小区关系按照TD-SCDMA双向化的方法进行配置；

        DCS1800可配置同位置的GSM 900小区的TD-SCDMA相邻小区为DCS1800的单向相邻小区；

        对于室外有6个主频点的TD-SCDMA相邻小区，需要针对GSM不同的BSC，挑选相邻小区关系最多的3个主频点所对应的TD-SCDMA小区作为GSM的相邻小区；

        每个GSM小区（含DCS1800）都至少配置1个TD-SCDMA相邻小区。

        根据以上规则，TD-SCDMA与GSM网络的邻区关系如下图所示。

TD-SCDMA与GSM网络的邻区关系

四、结束语
        TD-SCDMA网络的建设过程是一个循序渐进的过程，虽然当前TD/GSM互操作问题已经解决了不少，但是互操作工作是一件长期的工作，并且伴随着TD网络和业务的进一步发展，在TD/GSM互操作方面还会出现大量新的问题，也有可能改变文中陈述的观点与原则，但大唐移动将本着与时俱进的态度，持续跟踪与关注TD-SCDMA与GSM的互操作相关问题，为TD-SCDMA用户提供高质量的通信。