2G、3G互操作優化

韓保鋒

【摘要】2G＼ 3G互操作優化是在運營商3G網絡之后提出的一個全新課題，主要目標是在3G網絡覆蓋不足的區域，讓用戶在業務不間斷的情況下過渡到2G網絡，以多2G網絡作為3G網絡必要的支撐和補充。本文論述了通過進行2G＼ 3G互操作的參數配置優化，使移動用戶既能充分保留在3G網絡上享受3G帶來的優質服務，同時又要保障用戶在無3G網絡覆蓋的區域內能夠順利過渡到2G網絡上，由2G網絡繼續承載用戶業務。2G和3G兩個網絡的制式不同，切換和重選算法十分復雜。日前2G ＼ 3G 互操作主要包括語音和數據業務的系統間切換和重選，存在包括觸發門限、觸發時間等數十個參數。參數配置復雜，加之可借鑒的成功經驗較少，是開展2G＼ 3G互操作優化研究的主要難點所在。為了解具體參數設置對互操作動作的影響，課題研究過程中采用大量測試實驗的方式，對比各參數設置對實際業務的影響，結合用戶感知確定最終的參數配置組合。

【關鍵詞】網絡優化；互操作；參數配置

2G ＼ 3G interoperability optimization

Han Bao-feng

（Tianyuan Ruixin Communication Technology Co.， LtdXi'anShaanxi710075）

【Abstract】2G ＼ 3G interoperability optimization is in the operator after the 3G network proposed a new topic， the main goal is to cover the 3G network in the area， allowing users to uninterrupted business transition to 2G network to more than 2G network as 3G Network necessary support and supplement. This paper discusses the optimization of parameters through 2G ＼ 3G interoperability， so that mobile users can fully retain the 3G network to enjoy the benefits of 3G services， but also to protect users in the absence of 3G network coverage area can be a smooth transition To 2G network， by the 2G network to continue carrying the user business. 2G and 3G two networks in different formats， switching and re-election algorithm is very complex. Recently 2G ＼ 3G interoperability， including voice and data services between the system to switch and re-election， including the trigger threshold， trigger time dozens of parameters. Parameter configuration complex， combined with less successful experience， is to carry out 2G ＼ 3G interoperability optimization of the main difficulties. In order to understand the influence of specific parameter setting on the interoperation action， the author uses a large number of test experiments in the course of the research， compares the influence of each parameter setting on the actual business， and determines the final parameter configuration combination according to the user perception.

【Key words】Network optimization；Interoperability；Parameter configuration

1. 前言

（1）在目前TD-SCDMA網絡還不太完善和成熟的條件下，總是存在一些覆蓋空洞和覆蓋邊緣的場強情況，若在這些區域中現有的GSM網絡覆蓋較好，則可以通過使用戶在TD覆蓋邊緣和掉話的前切入到GSM網絡中，以避免掉話、掉線現象，這樣就減少了系統的掉話率、提高了用戶感知度，從而GSM成為TD-SCDMA網絡的有效補充和輔助手段。

（2）同時，當TD網絡足夠好時，應使用戶及時重選到TD網絡，尤其對于數據業務，以保證用戶對TD業務的使用及感知。同時，在2、3G共覆蓋區域，可通過合理的參數設置實現2、3G網絡業務的負荷分擔，提升網絡利用率及用戶感知。

（3）如何通過合理的參數設置，保證各種場景下2G/3G互操作成功率，提升用戶感知是值得深入研究的一個問題。本課題依托TD-SCDMA網絡，對TD-SCDMA、GSM系統間互操作技術進行了研究、測試和優化，課題總結了優化過程中具有推廣意義的優化經驗，提出了一套2G/3G互操作優化方法。通過本項目的實際應用，大幅提升了各種網絡KPI指標，提高了2G/3G互操作問題的處理效率。

2. 2G/3G互操作原則

2G/3G互操作參數配置的總體策略：在兼顧用戶感受的情況下，使TD用戶盡可能使用TD網絡資源。互操作應遵循以下原則：

（1）原駐留在TD網絡的UE，在沒有TD覆蓋或TD覆蓋較弱，且2G信號較好時，UE重選或切換到2G。當UE回到TD網絡覆蓋區域且TD信號較為穩定后，將選回TD網絡。

（2）對于語音業務，考慮到話音業務的連續性要求，確保TD到2G切換成功率。對于數據業務，在保證業務不中斷的基礎上，盡可能讓用戶駐留在TD網絡。

（3）異系統重選和切換比系統內的重選和切換要復雜而且對客戶影響更大，必須避免過度頻繁的互操作。

3. 鄰區規劃、配置原則

3.1鄰區規劃原則。

為了做好2/3G互操作，首先我們必須做好2/3G鄰區的規劃工作。對于TD網絡來說，鄰區是一項非常基礎又是非常重要的規劃和優化內容。如何根據無線網絡結構及終端測量能力，合理規劃鄰區，將鄰區數量控制在合適的范圍，卻存在許多難題。

TD鄰區規劃的目的在于保證在小區服務邊界的手機能及時切換到信號最佳的鄰小區，以保證通話質量和網絡性能。在規劃的過程中應該注意到以下幾個原則：

（1）互配原則。

根據各小區配置的鄰區數情況及互配情況，調整鄰區，盡量做到互配，即，如果小區A在小區B的鄰區列表中，那么小區B也要在小區A的鄰區列表中。

（2）鄰近原則。

如果兩個小區相鄰，那么它們要在彼此的鄰區列表中。對于站點比較少的業務區（6個以下），可將所有扇區設置為鄰區。

（3）百分比重疊覆蓋原則。

確定一個終端可以接入的導頻門限，在大于導頻門限的小區覆蓋范圍內，如果兩個小區重疊覆蓋區域的比例達到一定的程度（比如20%），將這兩個小區分別置于彼此的鄰區列表中。

3.2鄰區配置原則。

3.2.1鄰區數量配置原則。

TD添加GSM鄰區的數量最大可到32個，但由于舊版本TD手機對GSM鄰區數量支持能力受限制，目前一般設置不超過8個2G鄰區。GSM添加TD鄰區的數量最大可到32個，頻點數量無限制。

3.2.2鄰區關系配置原則。

（1）TD網絡的GSM鄰區可以是900M或1800M，但是終端在DCS1800網絡支持的上行最大發射功率只能達到30dbm，而在GSM900網絡中能達到33dbm；

（2）針對現網2G站點多于3G站點的實際情況，應優先配置共站的2G站點小區為鄰區，同時添加第一層宏站小區為鄰區。

4. 2G/3G互操作參數說明

4.1空閑狀態下TD向GSM的重選。

在空閑狀態下，當UE移動到TD的弱場區域時，會觸發UE從TD到GSM的重選過程。其重選過程和TD本系統內的重選過程基本類似，分為觸發異系統測量過程和異系統重選判決執行過程。

（1）觸發異系統測量過程。

當滿足以下條件時，UE根據SIB11中的異系統鄰小區信息，啟動對異系統小區的測量。

條件：Qmeas，s

（2）異系統重選判決執行過程。

當滿足以下條件時，UE將執行異系統小區重選過程。

條件：Qmeas，n>Qmeas，s + Qhyst，s + Qoffset，n，并且持續時間Tresel。

4.2TD向GSM的切換。

（1）TD切換到GSM的過程與TD系統內的切換過程類似，分為下發測量控制、UE測量滿足條件上報過程、RNC切換判決和執行切換過程。

（2）目前TD網絡采用3a切換機制判決算法，即本系統服務小區電平低于某一門限值，同時異系統鄰小區電平高于某一門限值。

（3）當UE測量到所在的TD服務小區的電平滿足條件1，同時測量到的GSM鄰小區信號電平滿足條件2，并且持續時間TimeToTrigger，UE上報3a事件的測量報告。

條件1：RSCP，s（TD） <= ThresholdOwnSystem - Hystersis/2

條件2：Rxlev，n（GSM） + CellIndivalOffset/2 >= ThresholdOthSys + Hystersis/2

4.3GSM向TD重選。

由于2G側相關協議的問題，目前還不支持任何CS業務由GSM切換到TD的能力，所以從GSM向TD只有重選過程，其具體分為：空閑狀態下的重選過程和PS業務中的重選過程。

GSM到TD系統間重選過程分為觸發異系統測量過程和異系統重選判決執行過程。為在保證業務質量的情況下，使得用戶盡量駐留TD網絡，提高重選效率，降低不必要的系統間重選，2009年2月中國移動修訂了《中國移動GSM系統到TD-SCDMA系統間重選技術規范》，對起測條件與判決機制進行了改進，修訂了終端系統間重選啟動測量門限的定義，并將系統間重選判決門限由相對值改為絕對值。

（1）觸發異系統測量過程。

UE駐留在GSM小區上，當UE測量到GSM本小區的信號強度達到一定門限值（該值主要由GSM小區廣播消息下發給終端的參數Qsearch_I決定）時，UE開始啟動對異系統TD鄰小區的測量。

（2）異系統重選判決執行過程。

UE測量的TD鄰區信號強度在一定時間內大于一定門限值（該值主要由GSM小區的廣播消息中下發給終端的參數TDD_Qoffset決定）時，UE將執行到TD小區的重選。

5. 2G/3G互操作優化方法

5.12G鄰區優化。

5.1.1同BCCH的2G鄰區優化。

5.1.1.1問題分析。

在優化過程中發現某些終端進行2G/3G系統間切換時，如果遇到TD小區配置多個同BCCH的鄰區的情況，則切換成功率很低。經與廠家確認，網絡下發切換控制時已經開啟了BSIC認證開關；經與終端廠家確認，部分終端在測量時僅僅依據BCCH進行，未考慮BSIC區分小區，從而終端上報的測量報告中同BCCH小區信號強度均相同，RNC無法區分信號較好的小區，只能根據RNC中配置的鄰區順序指示終端進行切換，如果序號在前的小區本身信號質量較差，則導致切換失敗。

5.1.1.2解決措施。

根據廠家的答復及網絡的實際情況，移動公司提出了如下解決措施來積極應對：

（1）措施一：提取全網配置了多個同BCCH的GSM鄰區的TD小區進行優化。刪除TD小區同BCCH的GSM鄰區，無法刪除同BCCH的GSM鄰區，則對GSM小區進行改頻；

（2）措施二：要求廠家的RNC設備在添加GSM鄰區時，設置自動檢查功能，以便添加鄰區時可以檢查出是否有相同的BCCH小區存在，如果存在，則不允許添加該鄰區；

（3）措施三：督促存在問題的終端廠家進行升級，將BSIC列入測量基準內，在測量時，同時以BCCH和BSIC為基準，提高測量的準確性。

5.1.21800MHz小區替換部分900MHz鄰區。

5.1.2.1必要性分析。

在進行2G/3G互操作優化過程中發現，2G鄰區的選擇合理與否是決定2G/3G互操作成功率的關鍵。現網優化過程中發現，由于部分900MHz頻段2G小區打開了半速率且業務量很大，或2G小區存在干擾等問題，并不適合作為TD的鄰區（早期的TD手機不支持半速率，造成2G/3G互操作成功率低；2G小區干擾大，造成2G/3G互操作成功率低）。針對此類問題，移動公司采用選擇合適的1800MHz頻段小區替換部分不合適的900MHz頻段小區作為TD鄰區的方法，來提高2G/3G互操作性能，經試驗驗證有效的提高了互操作性能。

5.1.2.2替換原則。

總結1800MHz頻段小區替換900MHz頻段小區的小規模試驗經驗，移動公司制定了如下2G鄰區篩選替換原則，并據此原則選取部分RNC進行了2G鄰區篩選替換工作。2G鄰區篩選原則如下：

5.1.2.3替換效果。

在完成試驗區域的2G鄰區優化后，密切關注對應區域的2G/3G切換成功率、掉話率等指標，防止鄰區替換后因1800MHz頻段小區覆蓋范圍縮小而引起指標波動。在替換完成后，試驗區域的CS域掉話率下降，2G/3G切換成功率提升明顯，提高了約1%，超過了98%。

5.2參數優化。

5.2.1系統間切換等待定時器優化。

5.2.1.1問題分析。

部分TD終端存在PS域系統間切換完成時間較長問題，即在進行3G->2G切換時，RNC需要很長時間才能收到2G側的反饋。對于這部分終端，若RNC設置的等待核心網下發2G側反饋的定時器時間較短，則RNC定時器超時前收不到2G側的切換成功反饋，將切換判斷為切換失敗。

5.2.1.2解決措施。

根據這一特點，推薦將“RNC側判定系統間切換失敗的等待時長定時器”參數設置為60秒，調整后對TD網絡切換成功率有明顯改善作用。

5.2.2切換失敗懲罰最大次數和切換失敗懲罰時間優化。

5.2.2.1問題分析。

在網絡優化過程中發現，常存在終端向某2G小區連續切換失敗的現象，這些終端的連續切換失敗，常占全網2G/3G切換失敗的很大一部分。經測試、分析，這種連續切換失敗通常是由于終端問題造成的。

5.2.2.2解決措施。

通過對切換失敗懲罰最大次數及切換懲罰時間的合理設置，規避由于部分終端原因導致的在第一次切換失敗后繼續連續多次發起切換導致全部失敗影響切換成功率。實驗結果推薦切換失敗懲罰最大次數設置為1次，切換失敗懲罰時間設置為10分鐘，此設置保證在1次切換失敗后限制終端在10分鐘時間內不再向同一小區進行切換，且此懲罰機制是針對UE實現的，本小區內的其他用戶不會受到影響。

5.2.3PS域TD至GSM切換門限優化。

5.2.3.1問題分析。

在日常處理投訴過程中，經常有用戶反映上網速度慢，針對此問題，移動公司采用了如下方法進行優化。

5.2.3.2解決措施。

為了使PS域用戶更多駐留在TD網絡，提升用戶在速率方面的感知，降低了TD至GSM的PS域切換門限，切換門限降低后，TD至GSM切換次數明顯減少，數據流量增加，用戶反應“上網慢的數量”有所減少，但是對掉線率有一定負面影響。調整后的PS域3G-2G切換參數如表5所示。

5.1.2.3替換效果。

5.2.43G-2G切換/重選參數與2G-3G重選參數聯合優化。

5.2.4.1必要性分析。

（1）在優化過程中發現，3G-2G切換/重選參數的設置需和2G-3G重選參數的設置聯合優化，否則可能會出現參數設置不合理，UE頻繁進行2G/3G互操作問題，下面以一個示例進行說明。

圖1給出了用戶在小范圍內移動，3G-2G切換、2G-3G重選參數合理配置下CS域2G/3G互操作示意圖，在此設置中，UE在IDLE模式下重選回TD的門限與3G-2G切換門限存在4.5dB的保護帶寬，保證了UE不會掛機后立刻重選回TD（合理配置下UE操作見圖1）。

（2）圖2給出了用戶在小范圍內移動，3G-2G切換、2G-3G重選參數不合理配置下CS域2G/3G互操作示意圖。用戶在進行CS業務過程中會頻繁在2G/3G系統間操作，增加了2G/3G系統的負擔，出現擁塞的可能性增大（參數設置不合理下UE操作見圖2）。

5.2.4.2聯合優化原則。

針對此問題，移動公司提出了3G-2G切換/重選參數和2G-3G重選參數聯合優化的原則，制定了3G-2G切換/重選門限和2G-3G重選門限之間合理保護帶寬的標準。若3G-2G CS/PS域切換門限與2G-3G重選門限間保護帶寬不滿足要求，則根據場景需要修改3G-2G CS/PS域切換門限或提高2G回3G的重選門限，以滿足保護帶寬要求。若3G-2G 重選門限與2G-3G重選門限間保護帶寬不滿足要求，則根據場景需要修改3G-2G 重選門限或2G-3G重選門限，以滿足保護帶寬要求（3G-2G切換/重選門限與2G-3G重選門限保護帶寬見圖3）。

5.2.4.3優化效果。

以上優化方法在部分區域進行了優化試驗，優化后無效的2G/3G互操作明顯減少。為了保證居民區附近PS用戶盡量使用TD網絡，在居民區優化中盡量降低TD到2G的切換門限，從而可以降低2G到TD的重選門限，保證合理的保護帶寬。

6. 結束語

2G＼ 3G互操作優化中，參數設置優化固然重要，但是鄰區配置也需要充分重視。臨區配置優化核查工作本身并不復雜，但是把握好鄰區配置原則，根據網絡變化優化鄰區配置還需要特別關注。尤其是在修改2G或者3G數據時，一定要及時更新對端數據，否則將造成切換或重選問題，引發用戶投訴及網絡指標惡化等。

參考文獻

[1]李世鶴.TD-SCDMA第三代移動通信系統標準.北京：人民郵電出版社，2003.

[2]楊文聰，肖揚，閆麗明.TD-SCDMA/GSM異系統間小區重選的研究.《現代電子技術》，2008.

[3]高瞻，陳賢亮.TD-SCDMA/GSM雙模系統兩模式間小區選擇的研究.《通信技術》，2008.

[4]尚鵬，李小文，陳賢亮.TD-SCDMA/GSM雙模終端切換問題的研究.《通信技術》，2008.

[5]李偉平，黃幫明.基于分組業務流的TD-SCDMA/GSM系統間小區重選機制研究.《移動通信》，2010.