淺析TD-SCDMA和GSM互操作性及對(duì)資源利用率的影響

文 牛文婧 中國移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司北京分公司

有限的GSM/GPRS/EDGE網(wǎng)絡(luò)資源已不能滿足飛速發(fā)展的移動(dòng)業(yè)務(wù)，中國移動(dòng)擴(kuò)建運(yùn)營的TD-SCDMA用以分流GSM/GPRS/EDGE業(yè)務(wù)，但實(shí)際上由于TD-SCDMA和GSM/GPRS/EDGE之間的互操作僅基于不同系統(tǒng)覆蓋信號(hào)強(qiáng)度而實(shí)施，而分流GSM/GPRS/EDGE業(yè)務(wù)主要是解決其負(fù)荷、容量，這就難以達(dá)到真正實(shí)際的業(yè)務(wù)分流目的，本文通過對(duì)TDSCDMA和GSM/GPRS/EDGE之間的互操作原理和實(shí)際網(wǎng)管數(shù)據(jù)分析，證明TD-SCDMA和GSM/GPRS/EDGE互操作標(biāo)準(zhǔn)的亟待改進(jìn)。

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，客戶對(duì)高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求不斷上升，中國移動(dòng)現(xiàn)有的GSM/GPRS/EDGE雖然提供最廣覆蓋的基本移動(dòng)業(yè)務(wù)，承載語音、短信及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，GPRS所提供的速率較低最大114kbps，EDGE網(wǎng)絡(luò)最大下行速率384kbps；這已不能滿足目前市場(chǎng)客戶需求，而TD-SCDMA/HSDPA可承載中等速率業(yè)務(wù)和部分語音業(yè)務(wù)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)最大下行速率2.8Mbps、最大上行速率384kbps；為了滿足客戶對(duì)移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)不斷上升的需求，近年來投入大量資源擴(kuò)建TD-SCDMA，以分流GSM/GPRS/EDGE的業(yè)務(wù)，緩解GSM/GPRS/EDGE網(wǎng)絡(luò)資源緊張狀況，改善移動(dòng)用戶對(duì)其數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的感知度，提高業(yè)務(wù)收入。本文將通過理論上深入分析TD-SCDMA和GSM/GPRS/EDGE其互操作對(duì)分流的作用，結(jié)合實(shí)際部分TDSCDMA和GSM/GPRS/EDGE的網(wǎng)管數(shù)據(jù)分析結(jié)果，給出現(xiàn)有的互操作規(guī)范對(duì)其改進(jìn)業(yè)務(wù)分流的影響，供相關(guān)實(shí)際工作參考應(yīng)用。

本文的結(jié)構(gòu)組織如下，首先對(duì)TD-SCDMA和GSM/GPRS/EDGE互操作原理進(jìn)行深入分析，而后對(duì)部分TD-SCDMA和GSM網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)的網(wǎng)管數(shù)據(jù)分析各自所承載的實(shí)際業(yè)務(wù)量及各自的網(wǎng)絡(luò)資源利用狀況，并進(jìn)行對(duì)比，最后給出現(xiàn)有的TD-SCDMA和GSM互操作標(biāo)準(zhǔn)存在的不足及對(duì)資源利用率的影響結(jié)論。

TD-SCDMA和GSM/GPRS/EDGE互操作原理分析

3GPP協(xié)議對(duì)TD-SCDMA和GSM/GPRS/EDGE系統(tǒng)間互操作在測(cè)量機(jī)制、測(cè)量要求、重選/切換流程等方面進(jìn)行了相關(guān)規(guī)定，互操作行為包括小區(qū)選擇、小區(qū)重選與切換，但總的都是基于手機(jī)對(duì)其小區(qū)接收信號(hào)功率或Ec/No覆蓋的測(cè)量報(bào)告決定是否進(jìn)行互操作：

其中：

QUTRAN：當(dāng)前激活小區(qū)中的頻點(diǎn)質(zhì)量.

MUTRAN：用另一單位表達(dá)的當(dāng)前激活小區(qū)中的頻點(diǎn)質(zhì)量

Mi激活的第i個(gè)小區(qū)測(cè)量的結(jié)果

NA激活的小區(qū)數(shù)量.

MBest激活的小區(qū)中最好的測(cè)量結(jié)果

W：從無線接入端到UE的參數(shù)

如果測(cè)量結(jié)果是接收信號(hào)Ec/No，則MUTRAN，Mi和MBest表示的是比率，否則若測(cè)量結(jié)果是接收信號(hào)強(qiáng)度，則MUTRAN，Mi和MBest以mW表示

由上述公式可知，TD-SCDMA和GSM/GPRS/EDGE系統(tǒng)間沒有基于各自網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷或可用網(wǎng)絡(luò)資源測(cè)量的互操作，這主要是由于當(dāng)多模終端處于TD-SCDMA和GSM/GPRS/EDGE重疊覆蓋切換區(qū)域時(shí)，控制多模終端切換的GSM/GPRS/EDGE基站控制器和TD-SCDMA基站控制器無法獲取不同網(wǎng)絡(luò)的當(dāng)前負(fù)荷及其富裕信道資源信息，如圖1所示，僅基于多模終端所測(cè)量到不同網(wǎng)絡(luò)的覆蓋信號(hào)強(qiáng)度或信號(hào)質(zhì)量決定終端是否在不同的網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行切換。這造成部分網(wǎng)絡(luò)擁塞、而部分網(wǎng)絡(luò)資源閑置，造成投資浪費(fèi)！

TD-SCDMA和GSM網(wǎng)絡(luò)各自所承載的實(shí)際業(yè)務(wù)量分析

圖1 控制TD-SCDMA和GSM無線資源的基站控制器之間的互通狀況示意圖

前面原理上分析了TD-SCDMA和GSM/GPRS/EDGE系統(tǒng)間互操作原理，下面通過以某地市分公司的GSM/GPRS/EDGE網(wǎng)絡(luò)和TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)管中取出的教委小區(qū)為例分析如圖2所示，同一地點(diǎn)同一區(qū)域、同一時(shí)間段的2G/3G各承載的負(fù)荷、網(wǎng)絡(luò)資源利用狀況，資源利用狀況對(duì)比分析：

在教委小區(qū)GSM/GPRS/EDGE網(wǎng)絡(luò)中承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信號(hào)的PDCH信道，圖3上圖表示在17：00～18：00這一小時(shí)平均被占用15次，而圖3下圖表示在17：00～18：00這一小時(shí)由于該小區(qū)資源緊張讓已占用傳送數(shù)據(jù)信號(hào)的PDCH被清空中斷達(dá)67次。

在教委小區(qū)TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)中承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信號(hào)的BRU信道資源，圖4左上角圖表示在17：00～18：00這一小時(shí)上行平均被占用3.75次，而圖4右上角圖表示在17：00～18：00這一小時(shí)該小區(qū)資源196個(gè)BRU信道資源還遠(yuǎn)遠(yuǎn)富裕,僅占用了1.9%；圖4左下角圖表示在17：00～18：00這一小時(shí)上行平均被占用6.1次，而圖4右下角圖表示在17：00～18：00這一小時(shí)該小區(qū)資源400個(gè)BRU信道資源還非常富裕，僅占用了1.5%。

由此可見，雖然在教委小區(qū)同一地點(diǎn)、同一區(qū)域、有TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)同時(shí)覆蓋，但由于網(wǎng)絡(luò)之間不能基于負(fù)荷均衡切換，多數(shù)業(yè)務(wù)停留在2G網(wǎng)絡(luò)上，造成網(wǎng)絡(luò)擁塞，部分?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)信息傳送被迫中斷!

另外下面從較長時(shí)間一周分析對(duì)比同區(qū)域不同網(wǎng)絡(luò)之間的承載業(yè)務(wù)量的狀況。圖5和圖6是庫充站點(diǎn)的TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)和GSM網(wǎng)絡(luò)自2011年6月27日至2011年7月03日周7天內(nèi)各自的網(wǎng)絡(luò)資源占用狀況。由圖6可知，每晚18：00～22:00將被占用傳送數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的GSM網(wǎng)內(nèi)的PDCH信道資源不同程度地被迫中斷清空；而圖5卻表明同樣的時(shí)間范圍內(nèi)，在同一地點(diǎn)同一區(qū)域覆蓋的TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的上、下行BRU信道資源大量富裕，僅占用不到2%。

與上述的教委小區(qū)一樣，盡管在同地點(diǎn)、同區(qū)域有2G及3G多網(wǎng)同時(shí)覆蓋，用于承載業(yè)務(wù)信號(hào)，但由于2G-3G網(wǎng)絡(luò)之間緊基于覆蓋切換而不能基于負(fù)荷均衡切換，多數(shù)業(yè)務(wù)停留在2G網(wǎng)絡(luò)上，造成網(wǎng)絡(luò)擁塞，同樣再次證明實(shí)際部分?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)信息被迫中斷!這和前面的2G/3G互操作理論上分析一樣，其互操作僅限于滿足覆蓋的需求，而對(duì)于網(wǎng)絡(luò)之間負(fù)荷的均衡沒有太多的影響，總的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)資源利用率不高。

圖2 教委小區(qū)2G/2G覆蓋示意圖

圖3 教委小區(qū)GSM網(wǎng)絡(luò)資源及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳送狀況示意圖

圖4 教委小區(qū)TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)資源及數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)傳送狀況示意圖

圖5 庫充站一周的TD網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)資源利用狀況示意圖

圖6 庫充站一周的GSM網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)資源利用狀況示意圖

總結(jié)

由上述TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)和GSM互操作原理上分析和實(shí)際各自網(wǎng)絡(luò)承載的業(yè)務(wù)量分析可知，雖然為了分流GSM業(yè)務(wù)量的TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)已投入運(yùn)營，由于目前的TD-SCDMA和GSM網(wǎng)絡(luò)互操作僅基于覆蓋對(duì)分流GSM的業(yè)務(wù)量的作用不大，TD-SCDMA和GSM網(wǎng)絡(luò)互操作規(guī)則有待于急需改進(jìn)，以達(dá)到真正的分流2G業(yè)務(wù)，增強(qiáng)總的資源利用，改善用戶感知度、提升收益率。