TD-SCDMA與2G融合Iur-g＋接口方案應(yīng)用研究

俞進(jìn)超

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司 北京 100080）

1 引言

中國(guó)移動(dòng)從2007年開(kāi)始TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，在短短三年時(shí)間完成了238個(gè)城市的覆蓋，取得了階段性進(jìn)展。TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、覆蓋深度及終端性能等各方面都有了長(zhǎng)足的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量也獲得了顯著提高，總體已接近2G系統(tǒng)水平。尤其值得注意的是，TD-SCDMA/2G系統(tǒng)間的切換性能業(yè)已獲得了極大提升，切換成功率從2008年僅為64%提升到目前的97.3%，這與中國(guó)移動(dòng)力推“三不三新三融合”的融合組網(wǎng)策略和理念是密不可分的?？梢哉f(shuō)，網(wǎng)絡(luò)融合是中國(guó)移動(dòng)面對(duì)當(dāng)前激烈的競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)依靠技術(shù)創(chuàng)新提升競(jìng)爭(zhēng)力的必然選擇。

盡管TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)目前總體切換質(zhì)量已經(jīng)很好，但與2G系統(tǒng)網(wǎng)內(nèi)900/1800MHz之間相比仍有一定差距。如何將現(xiàn)有切換水平再行提升，以進(jìn)一步提高TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，是本文關(guān)注的重點(diǎn)所在。本文從RNC與BSC融合的角度考慮，創(chuàng)新性地提出了改善TD-SCDMA與2G切換性能的Iur-g+接口方案（以下簡(jiǎn)稱(chēng)Iur-g+方案）。

2 Iur-g+方案

2.1 基本原理

Iur-g+方案基于標(biāo)準(zhǔn)的Iur-g接口，通過(guò)在控制面增加消息定義，使BSC和RNC直接交互切換信令，實(shí)現(xiàn)小區(qū)負(fù)荷信息的實(shí)時(shí)傳遞；另一方面，Iur-g+方案改進(jìn)切換流程，將原本需要核心網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)的BSC資源準(zhǔn)備改為由RNC直接通過(guò)Iur-g接口轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)將核心網(wǎng)處理流程與空口接入過(guò)程由串行改為并行。其原理示意圖如圖1所示。

2.2 技術(shù)特點(diǎn)分析

2.2.1 小區(qū)信息實(shí)時(shí)性增強(qiáng)，提升切換準(zhǔn)備成功率

傳統(tǒng)切換：RNC無(wú)法知道切換目標(biāo)小區(qū)負(fù)荷的實(shí)時(shí)信息，同時(shí)2G網(wǎng)絡(luò)側(cè)的資源準(zhǔn)備需要通過(guò)核心網(wǎng)來(lái)進(jìn)行傳遞，因此增加了資源阻塞的概率和時(shí)延。

Iur-g+方案：BSC和RNC直接交互切換信令，實(shí)現(xiàn)小區(qū)負(fù)荷信息的實(shí)時(shí)傳遞，有效避免GSM目標(biāo)小區(qū)無(wú)資源而導(dǎo)致的切換準(zhǔn)備失敗,提升了資源準(zhǔn)備成功率。

圖1 Iur-g+方案原理示意圖

2.2.2 切換流程優(yōu)化縮短切換時(shí)延，提升切換成功率

Iur-g+方案把核心網(wǎng)切換資源準(zhǔn)備過(guò)程和空口的切換執(zhí)行過(guò)程由串行改為并行，提前下發(fā)切換命令，縮短了TD-SCDMA到2G的切換時(shí)延，起到提升切換成功率的效果。

2.2.3 不需要核心網(wǎng)、終端做功能改動(dòng)，開(kāi)發(fā)周期較短

Iur-g+方案主要是基于信令面進(jìn)行流程優(yōu)化，使TD-SCDMA和2G在切換過(guò)程中有明確的切換指令和簡(jiǎn)潔的操作過(guò)程，對(duì)核心網(wǎng)和終端都沒(méi)有影響，僅需對(duì)相應(yīng)網(wǎng)元進(jìn)行軟件升級(jí)，改造成本較低，因此易于現(xiàn)網(wǎng)推廣實(shí)施。

3 現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試案例分析

基于Iur-g+方案的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，為推動(dòng)其現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)用，中國(guó)移動(dòng)于2009年分兩階段對(duì)中興、華為同廠家RNC、BSC設(shè)備分別在四川、湖南等地開(kāi)展了Iur-g+方案現(xiàn)網(wǎng)試點(diǎn)工作。

試點(diǎn)以驗(yàn)證Iur-g+方案性能為主，重點(diǎn)關(guān)注打開(kāi)Iur-g+接口功能（以下簡(jiǎn)稱(chēng)Iur-g+功能）后TD-SCDMA/2G切換時(shí)延及切換成功率等關(guān)鍵指標(biāo)的改善效果。

下面選取湖南吉首試點(diǎn)情況為例，對(duì)測(cè)試的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

3.1 測(cè)試環(huán)境

測(cè)試地點(diǎn)選定在市區(qū)人民中路路段的TD-SCDMA與2G共覆蓋區(qū)域，如表1所示，現(xiàn)網(wǎng)具備快衰落、高負(fù)荷、高速移動(dòng)等典型場(chǎng)景條件。測(cè)試區(qū)域網(wǎng)絡(luò)全部采用中興設(shè)備，RNC和BSC位于同一機(jī)房，通過(guò)網(wǎng)線基于IP接口連接。測(cè)試選取了聯(lián)芯/T3G/展訊三款主流芯片平臺(tái)的終端各10部。

3.2 測(cè)試數(shù)據(jù)分析

3.2.1 切換時(shí)延分析

從 圖2中， 開(kāi) 啟Iur-g+功能后，聯(lián)芯/T3G/展訊三款主流芯片平臺(tái)的切換準(zhǔn)備時(shí)延從380ms左右減少為20ms左右，切換過(guò)程總體時(shí)延從大于1000ms縮短到61～700ms，平均縮短340ms。從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，三款芯片平臺(tái)在Iur-g+功能打開(kāi)前的整體時(shí)延和打開(kāi)后的時(shí)延提升性能方面表現(xiàn)相當(dāng)，說(shuō)明了Iur-g+方案對(duì)不同TD-SCDMA終端時(shí)延提升效果的一致性。

表1 吉首測(cè)試區(qū)域網(wǎng)絡(luò)規(guī)模

圖2 各芯片平臺(tái)切換時(shí)延對(duì)比

3.2.2 準(zhǔn)備成功率分析

以本次測(cè)試區(qū)域內(nèi)某切換點(diǎn)為例，設(shè)定UE在TD 10393小區(qū)欲進(jìn)行切換。根據(jù)測(cè)量報(bào)告，切換目標(biāo)小區(qū)44383和44382都滿足切換門(mén)限，其中小區(qū)44383 的信號(hào)質(zhì)量?jī)?yōu)于44382，因此44383為切換首選小區(qū)。各鄰區(qū)容量和負(fù)荷信息如圖3所示。

圖3 10393小區(qū)2G鄰區(qū)容量和負(fù)荷信息

從圖3中可以看出，該時(shí)刻2G鄰區(qū)中小區(qū)44383負(fù)荷較重，小區(qū)44382負(fù)荷較輕。在未啟用Iur-g+功能的情況下，RNC因無(wú)法實(shí)時(shí)獲得2G鄰區(qū)的負(fù)荷信息，會(huì)直接向信號(hào)質(zhì)量較好的44383發(fā)起切換，此時(shí)資源準(zhǔn)備失敗的概率將大大增加；而在Iur-g+功能開(kāi)啟的情況下，RNC可以通過(guò)公共測(cè)量流程周期性獲取2G鄰區(qū)的負(fù)荷信息，從而可以從測(cè)量報(bào)告中有目的地選擇信號(hào)質(zhì)量相對(duì)較好但負(fù)荷較輕的44382作為目標(biāo)小區(qū)，降低資源準(zhǔn)備失敗的概率。

需要注意的是，如果2G鄰區(qū)負(fù)荷在單位測(cè)量周期內(nèi)發(fā)生了較大變化，根據(jù)上次公共測(cè)量報(bào)告發(fā)起的無(wú)線資源請(qǐng)求，2G小區(qū)有可能無(wú)法分配有效資源，從而造成資源準(zhǔn)備失敗。從大話務(wù)場(chǎng)景切換統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，5085次的Iur-g+接口資源準(zhǔn)備請(qǐng)求共有13次失敗。另外，當(dāng)2G相鄰小區(qū)負(fù)荷都很高時(shí)，無(wú)論Iur-g+功能是否啟用，資源準(zhǔn)備失敗無(wú)法完全避免，這同樣也是Iur-g+功能開(kāi)啟后依然存在資源準(zhǔn)備失敗的原因之一。

3.2.3 切換成功率分析

圖4 不同場(chǎng)景切換成功率對(duì)比

從圖 4中可知，在開(kāi)啟Iur-g+功能后，快衰落場(chǎng)景提升2.04%，高速場(chǎng)景提升1.20%，大話務(wù)場(chǎng)景提升0.83%，普通場(chǎng)景切換成功率提升1.05%；不難看出，在深衰場(chǎng)景及高速場(chǎng)景，切換成功率提升更為顯著。

圖5所示為T(mén)D 10303小區(qū)發(fā)生切換的C3切換點(diǎn)所在區(qū)域（快衰落場(chǎng)景）的局部覆蓋圖。從圖上可以看出，C3切換點(diǎn)附近由于樓宇的遮擋存在一個(gè)快衰落情形，PCCPCH RSCP場(chǎng)強(qiáng)由-75dBm左右快速衰落到-95dBm以下，如圖5黑框中色標(biāo)由綠轉(zhuǎn)黃的區(qū)域。

10303小區(qū)2/3G切換的系統(tǒng)門(mén)限配置為-85dBm，在Iur-g+功能關(guān)閉狀態(tài)下，終端上報(bào)異系統(tǒng)切換的測(cè)量報(bào)告后，由于快衰落的存在，可能會(huì)出現(xiàn)由于切換準(zhǔn)備時(shí)間較長(zhǎng)而導(dǎo)致終端無(wú)法收到切換執(zhí)行命令的情況。在Iur-g+功能開(kāi)啟狀態(tài)下，由于切換準(zhǔn)備時(shí)延縮短了350ms以上，切換執(zhí)行命令可以在鏈路質(zhì)量變差之前下發(fā)到終端，因此提升了切換成功率。10303小區(qū)在Iur-g+功能開(kāi)啟和關(guān)閉情況下的切換成功率對(duì)比數(shù)據(jù)充分驗(yàn)證了這一點(diǎn)。

3.3 測(cè)試結(jié)論

通過(guò)前面對(duì)具體測(cè)試案例的分析，綜合其他地區(qū)的測(cè)試數(shù)據(jù)，可以認(rèn)為：Iur-g+方案優(yōu)化了TD-SCDMA到2G的切換流程，平均縮短切換時(shí)延226～458ms，不同測(cè)試場(chǎng)景下切換成功率均有所提高，總體切換成功率提升0.17%～3.66%。試點(diǎn)結(jié)果與前期理論分析吻合，達(dá)到了預(yù)期效果。Iur-g+接口現(xiàn)已具備條件，可考慮在現(xiàn)網(wǎng)進(jìn)行部署。

4 應(yīng)用方案建議

圖5 TD 10303小區(qū)跨系統(tǒng)切換區(qū)域覆蓋圖

鑒于華為、中興產(chǎn)品比較成熟，現(xiàn)階段可以對(duì)這兩個(gè)廠家的產(chǎn)品進(jìn)行部署，具體規(guī)?？梢愿鶕?jù)實(shí)際需求情況確定。

4.1 部署要求

部署范圍：Iur-g+接口應(yīng)選擇在TD-SCDMA和2G網(wǎng)絡(luò)有共同覆蓋區(qū)域的范圍內(nèi)進(jìn)行部署，對(duì)于TDSCDMA網(wǎng)絡(luò)尚未覆蓋或近期無(wú)覆蓋規(guī)劃的區(qū)域，暫不考慮。

部署條件：現(xiàn)階段可以在TD-SCDMA/2G同廠家RNC、BSC之間基于共MSC組網(wǎng)環(huán)境進(jìn)行Iur-g+接口部署，MSC Pool組網(wǎng)條件暫不考慮，待后續(xù)試點(diǎn)驗(yàn)證后再行部署。

部署場(chǎng)景：Iur-g+接口應(yīng)選擇在TD-SCDMA快衰落、GSM高負(fù)荷以及高速移動(dòng)等場(chǎng)景重點(diǎn)部署，對(duì)普通城區(qū)可根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)實(shí)際需求選擇部署。

4.2 組網(wǎng)方案

4.2.1 設(shè)備改造要求

現(xiàn)網(wǎng)RNC、BSC需要進(jìn)行軟件升級(jí)支持Iur-g+方案，并能提供IP協(xié)議接口，對(duì)于尚不具備條件的，需增加基于FE/GE的IP接口板。核心網(wǎng)及BTS、Node B設(shè)備無(wú)需進(jìn)行軟硬件升級(jí)和改造。OMC軟件需升級(jí)到RNC、BSC配套版本，并與上層網(wǎng)管進(jìn)行北向接口對(duì)接。

4.2.2 承載方案

Iur-g+接口基于IP的方式通過(guò)站點(diǎn)CE路由器和IP專(zhuān)網(wǎng)進(jìn)行承載，實(shí)現(xiàn)RNC與BSC之間的互聯(lián)。

（1）IP接口配置原則。RNC、BSC設(shè)備應(yīng)配置1對(duì)IP接口，且優(yōu)先采用負(fù)荷分擔(dān)方式。

（2）IP互聯(lián)方式。Iur-g+接口與同機(jī)房的電路域設(shè)備共用CE路由器，不同場(chǎng)景的連接要求分別如下：

* 同地市RNC、BSC互聯(lián)。

同機(jī)房RNC、BSC通過(guò)本機(jī)房CE實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，不同機(jī)房RNC、BSC經(jīng)本機(jī)房CE接入后，通過(guò)本地市的匯聚CE或IP專(zhuān)網(wǎng)AR實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。

* 不同地市RNC、BSC互聯(lián)。

RNC、BSC經(jīng)過(guò)CE接入后，通過(guò)IP專(zhuān)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。

（3）VPN及IP地址分配。Iur-g+接口通過(guò)VPN由IP專(zhuān)網(wǎng)承載，并與Iu-CS共用VPN。Iur-g+接口的IP地址應(yīng)遵循中國(guó)移動(dòng)IP地址分配相關(guān)辦法，與Iu-CS共同規(guī)劃。

5 結(jié)束語(yǔ)

Iur-g+方案是中國(guó)移動(dòng)提升TD網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的一項(xiàng)創(chuàng)新課題，從規(guī)范編制到現(xiàn)網(wǎng)部署其間只用了不到一年的時(shí)間，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)和論證，其已具備良好的實(shí)施條件。Iur-g+方案充分展現(xiàn)了中國(guó)移動(dòng)發(fā)展TD事業(yè)的決心和堅(jiān)持2/3G網(wǎng)絡(luò)融合發(fā)展的思路。在后續(xù)工作中，中國(guó)移動(dòng)還會(huì)對(duì)跨MSC組網(wǎng)環(huán)境和RNC、BSC異廠家配對(duì)的Iur-g+方案繼續(xù)進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證，全面促進(jìn)TD/2G網(wǎng)絡(luò)融合。

TD與2G網(wǎng)絡(luò)融合是一個(gè)伴隨網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)而不斷完善、不斷創(chuàng)新的過(guò)程，從目前的Iur-g+方案到未來(lái)更充分的深度融合還有很長(zhǎng)的路要走，需要我們繼續(xù)探尋其中的科學(xué)規(guī)律。讓我們同心協(xié)力，攜手奮進(jìn)，共同開(kāi)創(chuàng)TD事業(yè)發(fā)展的新局面。