2G、3G互操作优化

韩保锋

【摘要】2G＼ 3G互操作优化是在运营商3G网络之后提出的一个全新课题，主要目标是在3G网络覆盖不足的区域，让用户在业务不间断的情况下过渡到2G网络，以多2G网络作为3G网络必要的支撑和补充。本文论述了通过进行2G＼ 3G互操作的参数配置优化，使移动用户既能充分保留在3G网络上享受3G带来的优质服务，同时又要保障用户在无3G网络覆盖的区域内能够顺利过渡到2G网络上，由2G网络继续承载用户业务。2G和3G两个网络的制式不同，切换和重选算法十分复杂。日前2G ＼ 3G 互操作主要包括语音和数据业务的系统间切换和重选，存在包括触发门限、触发时间等数十个参数。参数配置复杂，加之可借鉴的成功经验较少，是开展2G＼ 3G互操作优化研究的主要难点所在。为了解具体参数设置对互操作动作的影响，课题研究过程中采用大量测试实验的方式，对比各参数设置对实际业务的影响，结合用户感知确定最终的参数配置组合。

【关键词】网络优化；互操作；参数配置

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网络还不太完善和成熟的条件下，总是存在一些覆盖空洞和覆盖边缘的场强情况，若在这些区域中现有的GSM网络覆盖较好，则可以通过使用户在TD覆盖边缘和掉话的前切入到GSM网络中，以避免掉话、掉线现象，这样就减少了系统的掉话率、提高了用户感知度，从而GSM成为TD-SCDMA网络的有效补充和辅助手段。

（2）同时，当TD网络足够好时，应使用户及时重选到TD网络，尤其对于数据业务，以保证用户对TD业务的使用及感知。同时，在2、3G共覆盖區域，可通过合理的参数设置实现2、3G网络业务的负荷分担，提升网络利用率及用户感知。

（3）如何通过合理的参数设置，保证各种场景下2G/3G互操作成功率，提升用户感知是值得深入研究的一个问题。本课题依托TD-SCDMA网络，对TD-SCDMA、GSM系统间互操作技术进行了研究、测试和优化，课题总结了优化过程中具有推广意义的优化经验，提出了一套2G/3G互操作优化方法。通过本项目的实际应用，大幅提升了各种网络KPI指标，提高了2G/3G互操作问题的处理效率。

2. 2G/3G互操作原则

2G/3G互操作参数配置的总体策略：在兼顾用户感受的情况下，使TD用户尽可能使用TD网络资源。互操作应遵循以下原则：

（1）原驻留在TD网络的UE，在没有TD覆盖或TD覆盖较弱，且2G信号较好时，UE重选或切换到2G。当UE回到TD网络覆盖区域且TD信号较为稳定后，将选回TD网络。

（2）对于语音业务，考虑到话音业务的连续性要求，确保TD到2G切换成功率。对于数据业务，在保证业务不中断的基础上，尽可能让用户驻留在TD网络。

（3）异系统重选和切换比系统内的重选和切换要复杂而且对客户影响更大，必须避免过度频繁的互操作。

3. 邻区规划、配置原则

3.1邻区规划原则。

为了做好2/3G互操作，首先我们必须做好2/3G邻区的规划工作。对于TD网络来说，邻区是一项非常基础又是非常重要的规划和优化内容。如何根据无线网络结构及终端测量能力，合理规划邻区，将邻区数量控制在合适的范围，却存在许多难题。

TD邻区规划的目的在于保证在小区服务边界的手机能及时切换到信号最佳的邻小区，以保证通话质量和网络性能。在规划的过程中应该注意到以下几个原则：

（1）互配原则。

根据各小区配置的邻区数情况及互配情况，调整邻区，尽量做到互配，即，如果小区A在小区B的邻区列表中，那么小区B也要在小区A的邻区列表中。

（2）鄰近原则。

如果两个小区相邻，那么它们要在彼此的邻区列表中。对于站点比较少的业务区（6个以下），可将所有扇区设置为邻区。

（3）百分比重叠覆盖原则。

确定一个终端可以接入的导频门限，在大于导频门限的小区覆盖范围内，如果两个小区重叠覆盖区域的比例达到一定的程度（比如20%），将这两个小区分别置于彼此的邻区列表中。

3.2邻区配置原则。

3.2.1邻区数量配置原则。

TD添加GSM邻区的数量最大可到32个，但由于旧版本TD手机对GSM邻区数量支持能力受限制，目前一般设置不超过8个2G邻区。GSM添加TD邻区的数量最大可到32个，频点数量无限制。

3.2.2邻区关系配置原则。

（1）TD网络的GSM邻区可以是900M或1800M，但是终端在DCS1800网络支持的上行最大发射功率只能达到30dbm，而在GSM900网络中能达到33dbm；

（2）针对现网2G站点多于3G站点的实际情况，应优先配置共站的2G站点小区为邻区，同时添加第一层宏站小区为邻区。

4. 2G/3G互操作参数说明

4.1空闲状态下TD向GSM的重选。

在空闲状态下，当UE移动到TD的弱场区域时，会触发UE从TD到GSM的重选过程。其重选过程和TD本系统内的重选过程基本类似，分为触发异系统测量过程和异系统重选判决执行过程。

（1）触发异系统测量过程。

当满足以下条件时，UE根据SIB11中的异系统邻小区信息，启动对异系统小区的测量。

条件：Qmeas，s

（2）异系统重选判决执行过程。

当满足以下条件时，UE将执行异系统小区重选过程。

条件：Qmeas，n>Qmeas，s + Qhyst，s + Qoffset，n，并且持续时间Tresel。

4.2TD向GSM的切换。

（1）TD切换到GSM的过程与TD系统内的切换过程类似，分为下发测量控制、UE测量满足条件上报过程、RNC切换判决和执行切换过程。

（2）目前TD网络采用3a切换机制判决算法，即本系统服务小区电平低于某一门限值，同时异系统邻小区电平高于某一门限值。

（3）当UE测量到所在的TD服务小区的电平满足条件1，同时测量到的GSM邻小区信号电平满足条件2，并且持续时间TimeToTrigger，UE上报3a事件的测量报告。

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

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

4.3GSM向TD重选。

由于2G侧相关协议的问题，目前还不支持任何CS业务由GSM切换到TD的能力，所以从GSM向TD只有重选过程，其具体分为：空闲状态下的重选过程和PS业务中的重选过程。

GSM到TD系统间重选过程分为触发异系统测量过程和异系统重选判决执行过程。为在保证业务质量的情况下，使得用户尽量驻留TD网络，提高重选效率，降低不必要的系统间重选，2009年2月中国移动修订了《中国移动GSM系统到TD-SCDMA系统间重选技术规范》，对起测条件与判决机制进行了改进，修订了终端系统间重选启动测量门限的定义，并将系统间重选判决门限由相对值改为绝对值。

（1）触发异系统测量过程。

UE驻留在GSM小区上，当UE测量到GSM本小区的信号强度达到一定门限值（该值主要由GSM小区广播消息下发给终端的参数Qsearch_I决定）时，UE开始启动对异系统TD邻小区的测量。

（2）异系统重选判决执行过程。

UE测量的TD邻区信号强度在一定时间内大于一定门限值（该值主要由GSM小区的广播消息中下发给终端的参数TDD_Qoffset决定）时，UE将执行到TD小区的重选。

5. 2G/3G互操作优化方法

5.12G邻区优化。

5.1.1同BCCH的2G邻区优化。

5.1.1.1问题分析。

在优化过程中发现某些终端进行2G/3G系统间切换时，如果遇到TD小区配置多个同BCCH的邻区的情况，则切换成功率很低。经与厂家确认，网络下发切换控制时已经开启了BSIC认证开关；经与终端厂家确认，部分终端在测量时仅仅依据BCCH进行，未考虑BSIC区分小区，从而终端上报的测量报告中同BCCH小区信号强度均相同，RNC无法区分信号较好的小区，只能根据RNC中配置的邻区顺序指示终端进行切换，如果序号在前的小区本身信号质量较差，则导致切换失败。

5.1.1.2解决措施。

根据厂家的答复及网络的实际情况，移动公司提出了如下解决措施来积极应对：

（1）措施一：提取全网配置了多个同BCCH的GSM邻区的TD小区进行优化。删除TD小区同BCCH的GSM邻区，无法删除同BCCH的GSM邻区，则对GSM小区进行改频；

（2）措施二：要求厂家的RNC设备在添加GSM邻区时，设置自动检查功能，以便添加邻区时可以检查出是否有相同的BCCH小区存在，如果存在，则不允许添加该邻区；

（3）措施三：督促存在问题的终端厂家进行升级，将BSIC列入测量基准内，在测量时，同时以BCCH和BSIC为基准，提高测量的准确性。

5.1.21800MHz小区替换部分900MHz邻区。

5.1.2.1必要性分析。

在进行2G/3G互操作优化过程中发现，2G邻区的选择合理与否是决定2G/3G互操作成功率的关键。现网优化过程中发现，由于部分900MHz频段2G小区打开了半速率且业务量很大，或2G小区存在干扰等问题，并不适合作为TD的邻区（早期的TD手机不支持半速率，造成2G/3G互操作成功率低；2G小区干扰大，造成2G/3G互操作成功率低）。针对此类问题，移动公司采用选择合适的1800MHz频段小区替换部分不合适的900MHz频段小区作为TD邻区的方法，来提高2G/3G互操作性能，经试验验证有效的提高了互操作性能。

5.1.2.2替换原则。

总结1800MHz频段小区替换900MHz频段小区的小规模试验经验，移动公司制定了如下2G邻区筛选替换原则，并据此原则选取部分RNC进行了2G邻区筛选替换工作。2G邻区筛选原则如下：

5.1.2.3替换效果。

在完成试验区域的2G邻区优化后，密切关注对应区域的2G/3G切换成功率、掉话率等指标，防止邻区替换后因1800MHz频段小区覆盖范围缩小而引起指标波动。在替换完成后，试验区域的CS域掉话率下降，2G/3G切换成功率提升明显，提高了约1%，超过了98%。

5.2参数优化。

5.2.1系统间切换等待定时器优化。

5.2.1.1问题分析。

部分TD终端存在PS域系统间切换完成时间较长问题，即在进行3G->2G切换时，RNC需要很长时间才能收到2G侧的反馈。对于这部分终端，若RNC设置的等待核心网下发2G侧反馈的定时器时间较短，则RNC定时器超时前收不到2G侧的切换成功反馈，将切换判断为切换失败。

5.2.1.2解决措施。

根据这一特点，推荐将“RNC侧判定系统间切换失败的等待时长定时器”参数设置为60秒，调整后对TD网络切换成功率有明显改善作用。

5.2.2切换失败惩罚最大次数和切换失败惩罚时间优化。

5.2.2.1问题分析。

在网络优化过程中发现，常存在终端向某2G小区连续切换失败的现象，这些终端的连续切换失败，常占全网2G/3G切换失败的很大一部分。经测试、分析，这种连续切换失败通常是由于终端问题造成的。

5.2.2.2解决措施。

通过对切换失败惩罚最大次数及切换惩罚时间的合理设置，规避由于部分终端原因导致的在第一次切换失败后继续连续多次发起切换导致全部失败影响切换成功率。实验结果推荐切换失败惩罚最大次数设置为1次，切换失败惩罚时间设置为10分钟，此设置保证在1次切换失败后限制终端在10分钟时间内不再向同一小区进行切换，且此惩罚机制是针对UE实现的，本小区内的其他用户不会受到影响。

5.2.3PS域TD至GSM切换门限优化。

5.2.3.1问题分析。

在日常处理投诉过程中，经常有用户反映上网速度慢，针对此问题，移动公司采用了如下方法进行优化。

5.2.3.2解决措施。

为了使PS域用户更多驻留在TD网络，提升用户在速率方面的感知，降低了TD至GSM的PS域切换门限，切换门限降低后，TD至GSM切换次数明显减少，数据流量增加，用户反应“上网慢的数量”有所减少，但是对掉线率有一定负面影响。调整后的PS域3G-2G切换参数如表5所示。

5.1.2.3替换效果。

5.2.43G-2G切换/重选参数与2G-3G重选参数联合优化。

5.2.4.1必要性分析。

（1）在优化过程中发现，3G-2G切换/重选参数的设置需和2G-3G重选参数的设置联合优化，否则可能会出现参数设置不合理，UE频繁进行2G/3G互操作问题，下面以一个示例进行说明。

图1给出了用户在小范围内移动，3G-2G切换、2G-3G重选参数合理配置下CS域2G/3G互操作示意图，在此设置中，UE在IDLE模式下重选回TD的门限与3G-2G切换门限存在4.5dB的保护带宽，保证了UE不会挂机后立刻重选回TD（合理配置下UE操作见图1）。

（2）图2给出了用户在小范围内移动，3G-2G切换、2G-3G重选参数不合理配置下CS域2G/3G互操作示意图。用户在进行CS业务过程中会频繁在2G/3G系统间操作，增加了2G/3G系统的负担，出现拥塞的可能性增大（参数设置不合理下UE操作见图2）。

5.2.4.2联合优化原则。

针对此问题，移动公司提出了3G-2G切换/重选参数和2G-3G重选参数联合优化的原则，制定了3G-2G切换/重选门限和2G-3G重选门限之间合理保护带宽的标准。若3G-2G CS/PS域切换门限与2G-3G重选门限间保护带宽不满足要求，则根据场景需要修改3G-2G CS/PS域切换门限或提高2G回3G的重选门限，以满足保护带宽要求。若3G-2G 重选门限与2G-3G重选门限间保护带宽不满足要求，则根据场景需要修改3G-2G 重选门限或2G-3G重选门限，以满足保护带宽要求（3G-2G切换/重选门限与2G-3G重选门限保护带宽见图3）。

5.2.4.3优化效果。

以上优化方法在部分区域进行了优化试验，优化后无效的2G/3G互操作明显减少。为了保证居民区附近PS用户尽量使用TD网络，在居民区优化中尽量降低TD到2G的切换门限，从而可以降低2G到TD的重选门限，保证合理的保护带宽。

6. 结束语

2G＼ 3G互操作优化中，参数设置优化固然重要，但是邻区配置也需要充分重视。临区配置优化核查工作本身并不复杂，但是把握好邻区配置原则，根据网络变化优化邻区配置还需要特别关注。尤其是在修改2G或者3G数据时，一定要及时更新对端数据，否则将造成切换或重选问題，引发用户投诉及网络指标恶化等。

参考文献

[1]李世鹤.TD-SCDMA第三代移动通信系统标准.北京：人民邮电出版社，2003.

[2]杨文聪，肖扬，闫丽明.TD-SCDMA/GSM异系统间小区重选的研究.《现代电子技术》，2008.

[3]高瞻，陈贤亮.TD-SCDMA/GSM双模系统两模式间小区选择的研究.《通信技术》，2008.

[4]尚鹏，李小文，陈贤亮.TD-SCDMA/GSM双模终端切换问题的研究.《通信技术》，2008.

[5]李伟平，黄帮明.基于分组业务流的TD-SCDMA/GSM系统间小区重选机制研究.《移动通信》，2010.