TD-SCDMA與GSM網(wǎng)絡(luò)間Iur-g接口的應(yīng)用與技術(shù)研究

 1 技術(shù)基本原理

中移動(dòng)G/T融合組網(wǎng)，經(jīng)G/T切換簡化成BSC/RNC內(nèi)部切換，BSC和RNC直接交互信令，CN和RNC連接不變，對核心網(wǎng)透明，Iur-g承載信令面。通過Iur-g接口實(shí)現(xiàn)T→G切換流程優(yōu)化，縮短切換時(shí)延，進(jìn)而提升網(wǎng)絡(luò)性能。

1.1　Iur-g接口位置(見圖1)

圖1　Iur-g接口位置圖

1.2　IIur-g基本原理(見圖2)

圖2　IIur-g基本原理圖

1.3　Iur-g接口物理層和傳輸層

物理層：Iur-g接口只支持IP傳輸(FE/GE)。

傳輸層：Iur-g控制面通過SCCP/M3UA/SCTP/IP進(jìn)行承載。接口控制面協(xié)議棧如圖3所示。

圖3　Iur-g接口控制面協(xié)議棧

Iur-g用戶面?zhèn)鬏敵休d，Iur-g不承載用戶面。

1.4　Iur-g特性流程

IIur-g切換流程是在標(biāo)準(zhǔn)2G/3G切換流程基礎(chǔ)上新增無線資源預(yù)留流程，由RNC與BSC直接交互，提前完成原本需要核心網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)的資源預(yù)留過程。為保持與核心網(wǎng)的兼容，原有的重定位流程正常進(jìn)行。具體流程如圖4所示。

圖4　Iur-g切換流程

通過以上流程交互，可以實(shí)現(xiàn)3G RNC向2G BSC的小區(qū)容量和負(fù)荷的查詢和BSC針對查詢的響應(yīng)，避免因?yàn)槟繕?biāo)小區(qū)擁塞導(dǎo)致的盲目切換。

流程說明：

(1)RNC收到UE的測量報(bào)告，結(jié)合GSM鄰區(qū)的小區(qū)容量和負(fù)荷信息，確定向某個(gè)鄰接的GSM小區(qū)進(jìn)行切換。

(2)RNC為此UE申請Iur-g接口的SCCP鏈路，并向BSC發(fā)送ENHANCED RELOCATION RESOURCE REQUEST請求，請求為本UE預(yù)留資源。

(3)BSC接收到ENHANCED RELOCATION RESOURCE REQUEST請求后，為UE分配D-RNTI，根據(jù)請求的Speech Version類型預(yù)留無線資源，并給RNC發(fā)送ENHANCED RELOCATION RESOURCE RESPONSE，同時(shí)作為可選方式，響應(yīng)消息中可以攜帶2G小區(qū)的容量和負(fù)荷信息;特殊說明，當(dāng)RNC無法獲得該切換UE的Speech Version信息時(shí)(例如UE首先進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)跨RNC切換后又需進(jìn)行系統(tǒng)間切換)，考慮到雙模終端在GSM模式下都支持FR語音編碼，此時(shí)RNC應(yīng)直接將該字段填寫為FR(對應(yīng)Speech version indication編碼為0000)，以保證資源成功預(yù)留。

(4)RNC接收到ENHANCED RELOCATION RESOURCE RESPONSE消息后，把相關(guān)資源通過空口消息Handover From Utran Command發(fā)送給UE，同時(shí)向CN發(fā)送Relocation Required消息，在消息的Old BSS to New BSS Information中添加D-RNTI信息。

(5)CN接收到Relocation Required 消息后，向BSC發(fā)送Handover Request消息。BSC完成A口資源的建立，并且根據(jù)Old BSS to New BSS Information 中D-RNTI信息與預(yù)留的空口無線資源關(guān)聯(lián)，向CN發(fā)送Handover Request Ack消息。

(6)CN接收到BSC的Handover Request Ack，向RNC發(fā)送Relocation Command消息，RNC收到Relocation Command后，通過IIur-g接口向BSC發(fā)送Relocation Commit消息。

(7)BSC收到UE的Handover Access時(shí)，若已接收到Relocation Commit，則向CN回復(fù)Handover Detect，否則等待Relocation Commit達(dá)到后，再回復(fù)Handover Detect。

(8)BSC接收到UE的Handover Complete，向CN發(fā)送Handover Complete消息，CN接收到消息后，向RNC發(fā)送Iu Release Command消息。

(9)RNC完成UTRAN資源的釋放，同時(shí)釋放IURG接口的SCCP鏈路。向CN回應(yīng)Iu Release Complete消息，流程結(jié)束。

2　技術(shù)優(yōu)勢與應(yīng)用

2.1　應(yīng)用場景

IIur-g特性適用于各種2G3G互操作場景，并優(yōu)化了相應(yīng)流程。尤其對于3G信號(hào)快衰落區(qū)域，改善效果更加明顯。利用Iur-g接口可以實(shí)現(xiàn)RNC和BSC之間的信息交互、資源預(yù)留切換(G-TD互操作)等功能。GTD之間單向交換負(fù)荷信息，GSM向TD RNC傳遞負(fù)荷信息供TD RNC進(jìn)行負(fù)載均衡，可支持立即上報(bào)、周期、事件方式上報(bào)負(fù)載信息，立即上報(bào)、修改上報(bào)容量信息。

2.2　技術(shù)優(yōu)勢

2.2.1　切換時(shí)延改善

從開啟和關(guān)閉IIur-g功能整體切換時(shí)延對比看，整個(gè)切換過程減少的時(shí)延很少。參考實(shí)際測試結(jié)果(見圖5)。

圖5　開啟和關(guān)閉IIur-g功能整體切換時(shí)延對比

由于不同廠家2G/3G設(shè)備和不同終端的配合原因，造成系統(tǒng)間切換整體時(shí)延改善程度不明顯。經(jīng)過系統(tǒng)的優(yōu)化一般可以將切換時(shí)間減少到原來用時(shí)的60%左右。

2.2.2　切換KPI改善

圖6為實(shí)驗(yàn)局實(shí)測開啟和關(guān)閉IIur-g功能情況下的切換準(zhǔn)備成功率對比。

圖6　開啟和關(guān)閉IIur-g功能情況下的切換準(zhǔn)備成功率對比

Iur-g功能可以提高資源準(zhǔn)備成功率，是因?yàn)槭紫韧ㄟ^IIur-g口可以獲得GSM鄰區(qū)的負(fù)荷情況，從而可以選擇更優(yōu)的GSM鄰區(qū)進(jìn)行切換;其次資源準(zhǔn)備請求直接通過IIur-g口進(jìn)行，而減少了通過核心網(wǎng)的流程。但如果GSM鄰區(qū)的負(fù)荷在單位測量周期內(nèi)發(fā)生了較大變化，使得RNC從上一單位測量周期獲取的公共測量報(bào)告結(jié)果已經(jīng)無法真實(shí)描述GSM鄰區(qū)的當(dāng)前負(fù)荷情況，在這種情況下，根據(jù)上次的公共測量報(bào)告發(fā)起IIur-g口的無線資源請求，GSM小區(qū)有可能無法分配有效資源，從而造成切換過程中的資源準(zhǔn)備失敗，但這種情況是比較少的，而且這種情況的失敗也可以通過進(jìn)一步設(shè)置合理的公共測量周期或者Event-E門限來進(jìn)行優(yōu)化。另外，當(dāng)TD所有鄰接GSM小區(qū)負(fù)荷都很高時(shí)，無論Iur-g功能是否啟用，資源準(zhǔn)備失敗無法完全避免。

從數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)中可知，在開啟Iur-g功能后，各種場景下切換成功率均有提升，普通場景切換成功率提升0.91%，快衰落場景切換成功率提升1.05%，2G高負(fù)荷場景切換成功率提升0.56%，高速場景切換成功提升0.95%。Iur-g功能的主要作用在于加快切換速度，切換速度的加快會(huì)有效改善在23G切換過程中出現(xiàn)無線信號(hào)波動(dòng)較大的情況(如建筑物遮擋、高速行駛和多徑效應(yīng)等)出現(xiàn)的切換失敗。

2.2.3　Iur-g優(yōu)勢小結(jié)

(1)切換成功率按全網(wǎng)和小區(qū)來考察都有一定提升。Iur-g功能開啟后，系統(tǒng)間切換成功率都能達(dá)到99%以上。

(2)從指標(biāo)觀測來看，Iur-g開啟，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定正常。對于現(xiàn)網(wǎng)TD-SCDMA和GSM網(wǎng)絡(luò)各自的接通率、尋呼成功率、擁塞率等沒有影響。

(3)由于切換過程加快，同時(shí)切換成功率提升，致使掉話率還略有降低。

(4)從統(tǒng)計(jì)上看，Iur-g開啟后Iu口準(zhǔn)備失敗次數(shù)降低。

IIur-g功能開啟后由于大幅縮短了切換準(zhǔn)備時(shí)間，因此可以有效對抗在切換準(zhǔn)備過程中無線環(huán)境的急劇惡化而帶來的切換失敗，提升切換成功率，同時(shí)改善用戶體驗(yàn)。

IIur-g功能開啟的情況下，RNC側(cè)可以通過IIur-g口獲取到GSM鄰區(qū)的小區(qū)容量和負(fù)荷信息，可以盡量避免由于GSM側(cè)資源不足導(dǎo)致的切換準(zhǔn)備失敗，但由于現(xiàn)網(wǎng)中系統(tǒng)間切換Iu口資源準(zhǔn)備成功率已經(jīng)較高，因此開啟前后切換準(zhǔn)備成功率變化不是很明顯。但從系統(tǒng)間切換時(shí)選擇的目標(biāo)2G小區(qū)上可以看出，IIur-g功能開啟后會(huì)目標(biāo)小區(qū)更加合理。

整體上，在不同的場景下，不同的芯片平臺(tái)，切換成功均有較明顯提升。