1、2G/TD融合互操作相关技术介绍,研究院2009年8月,提纲,“三不”“三新” 2/3G重选时延优化,背景,如何认定TD发展成功？工业和信息化部对TD的发展提了两个指标，达到任何一个就可以认为TD发展成功三分天下有其一，即在中国3G用户市场占有三分之一的份额三年用户数不低于5000万目标寻求高效、便捷、成本低的方法，促进TD-SCDMA用户规模发展“三不”策略基于2G/TD融合组网，尤其是核心网融合2G用户“不换卡、不换号、不登记”迁移为TD用户,运营商携号转网场景下，TD用户是禁止携出的。因此，2G用户迁移为TD用户，是有效避免用户流失的手段之一。,SIM卡,要实现2G用户“三不”迁移到TD
2、，有以下关键技术问题： 为转网用户提供网络登陆 需为“三不”转网用户提供登录TD网络的基本能力 需为“三不”转网用户提供优先登录TD网络的能力为转网用户提供归属服务 TD网需将各号段的“三不”转网用户识别为中国移动归属用户，以按本网用户标准为之提供相同的服务能力为转网用户提供业务签约 通过TD网络为“三不转网”用户提供各类2G递延业务、已签约的PS域业务、新签约的不超过2Mbps的PS域业务 通过TD网络为“三不转网”用户提供3G CS域特色业务（如可视电话及其增值业务）和2-16Mbps的PS域业务为转网用户提供空口安全 需为“三不转网”用户提供空口信令信息的完整性保护,“三不”策略的关键技
3、术点,2G号段用户（13X、158、159）,MSC Server/SGSN（由TD一期升级）,RNC,NODE B,TD,终端,2G HLR 或 由2G升级的HLR,MSC Server/SGSN（由2G升级）,关键技术问题：为转网用户提供网络登录,为“三不”转网用户提供登录TD网络的基本能力,为“三不”转网用户提供优先登录TD网络的能力,“三不”转网用户所归属的HLR不必升级； 由TD一期融合升级的端局需增加IMSI为00/02网号的用户局数据，以保证“三不”转网用户在全网都可以登录TD网络； TD终端需支持读写SIM卡的能力；,由于TD/2G将使用同网号广播，因此无法通过PLMN优选网络
4、； 开机时，TD终端需支持通过识别无线网络制式优选TD网络的能力；非开机时，TD终端的选网流程与“三不”和SIM卡无关，为通用选网流程；,SIM卡,2G号段用户IMSI 00对应135-139号段IMSI 02对应134、158、159号段,由TD一期升级的MSS/SGSN：增加IMSI 00/02局数据,RNC,NODE B,TD终端支持读写SIM卡TD终端支持开机时通过无线网络制式优选TD网络,2G HLR不必升级,由2G升级的MSS/SGSN：已具备“三不”转网用户数据,关键技术问题：为转网用户提供归属服务,为“三不”转网用户提供中国移动归属服务,TD核心网（包括由2G升级的端局和由TD
5、一期升级的端局）应支持MHPLMN相关功能，将IMSI为00/02网号的用户都作为归属用户进行处理； TD终端和卡应支持EHPLMN相关功能，当用户IMSI网号和网络广播网号不一致时，用户能够识别网络为归属网络并正常登录；为此，首先要求SIM卡能够通过OTA更新EHPLMN列表，若SIM卡不支持存放EHPLMN列表，则要求TD终端应能够启用自身的EHPLMN列表；,SIM卡,2G号段用户IMSI 00对应135-139号段IMSI 02对应134、158、159号段,由TD一期升级的MSS/SGSN：应支持MHPLMN功能MHPLMN应包含IMSI为00/02的网号,RNC,NODE B,TD
6、终端应支持EHPLMN功能TD终端应在SIM卡不具备EHPLMN的时候启用EHPLMN列表,2G HLR 或 由2G升级的HLR,由2G升级的MSS/SGSN：应支持MHPLMN功能MHPLMN应包含IMSI为00/02的网号,SIM卡应支持EHPLMN功能SIM卡应能够通过OTA更新EHPLMN,关键技术问题：为转网用户提供业务签约,为“三不”转网用户提供业务签约,对于“三不”方式迁移的TD用户，TD网可为用户提供的业务可涵盖原GSM/GPRS网络为用户提供的全部业务。 在HLR具备3G特色业务签约能力的地区，TD网可按运营商业务开放策略和用户签约的业务能力提供可视电话及其增值业务等3G标志
7、型业务和超过2Mbps的HSPA分组域数据业务。,SIM卡,2G号段用户（13X、158、159）,MSC Server/SGSN（由TD一期升级）,RNC,NODE B,TD,终端,2G HLR升级业务签约能力,MSC Server/SGSN（由2G升级）,2G HLR,2G HLR所支持的所有业务3G CS域特色业务2-16Mbps的PS域业务,各类2G递延业务已签约的PS域业务新签约的不超过2Mbps的PS域业务,关键技术问题：为转网用户提供空口安全,为“三不”转网用户提供空口安全,TD网在空口上须对信令信息的完整性加以保护,RNC和TD终端需支持国际标准中定义的Kasumi算法，密钥为
8、IK；对此，对于使用SIM卡的“三不”转网用户： MSS/SGSN需支持将HLR下发的三元组中的Kc转换成CK、IK TD终端需支持将SIM根据RAND计算出的Kc转换成CK、IK 在空口上对信令信息的加密暂不实施；,MSS/SGSN应支持Kc转换成CK、IK,TD终端应支持Kc转换成CK、IK,TD空口应支持信令信息的完整性保护,使用IK作为密钥,“三不”迁TD对全网的技术要求,提纲,“三不”“三新” 2/3G重选时延优化,“三新”方案提出的背景,开展2/3G互操作后终端出现各种问题终端无法有效驻留TD网络系统间切换/重选网优参数复杂各终端选网差异较大原因现有系统间重选机制不完善网络优化、兼
9、容性等问题TD终端的测量精度等性能不完善,“三新”所涵盖的主要内容,新标准 指与TD/GSM互操作相关的新的标准要求，主要解决由于核心网、终端、无线网及USIM卡等设备的兼容性问题导致的TD/GSM切换成功率低的问题。,新机制 指TD/GSM互操作机制方面的创新技术要求，包含异系统启动测量条件的优化和切换选择标准的改进。主要改进2G重选到3G的机制，对原有2/3G切换机制及3G重选到2G的机制无改动。,新测量 指在提高TD终端/芯片无线射频信号的测量准确度方面的技术要求，涵盖加强终端RRM一致性要求、纠正和改进多个终端射频测量相关算法、提升终端射频测量灵敏度、增补和优化多个关键场景下的射频指标
10、等多方面内容。,新机制改进原则与思路,改进方案原则TD信号好的时候，尽可能重选到TD网络简化机制，提高重选效率，降低不必要的系统间重选改进方案改进思路起测条件改进，修订系统间重选启动测量门限的定义判决机制改进，系统间重选判决门限由相对值改为绝对值改进方案验证目的通过实践来证明改进方案的有效性,异系统启动测量门限（Qsearch_I）取值不变，但其对应的信号电平的含义发生变化0-6对应为GSM信号弱于的含义，将来可能应用于2G网逐步退网的场景，新方案不变化将814取值对应的信号电平为78，54变更为90，66,新机制主要考虑1：启测条件改进,判决门限（TDD_Qoffset）取值不变，但含义发生
11、变化现有含义为系统间相对电平差值判决门限改进后含义为TD网络电平绝对值判决门限，表示TD网络电平高于时重选回TD网络,新机制主要考虑2： 判决机制改进,北京外场（六里桥）进行的互操作性能测试情况（整机）,相同网络环境下，不同终端信号测量差距达到15dB左右，切换效果混乱,TD弱信号环境,TD强信号环境,终端测量精度主要问题,算法,无线资源管理,典型场景精度指标,校准,- 改进1项指标，新增12项指标 新增TD同频/异 频、多径等场景下的精度指标,纠正错误的协议理解 改正多项软件Bug 纠正多项算法缺陷 优化多个现有算法,提升同频/异频小区重选性能 提高同频/异频相对精度测量准确度 提升系统间重
12、选性能 提升系统间切换性能,改进校准算法 降低校准仪器偏差 提高校准映射表精细度,新测量,“新测量”能有效保障终端重选及切换的准确判断及执 行，提升终端基本性能 针对“新测量”，网络无须升级，终端须软件升级,新测量解决的主要问题,测试结果与结论“三新”方案能一定程度提升切换成功率和重选效率，符合“三新”方案的预期要求“三新”方案下的网络参数配置建议室外场景下，为保证用户话音业务质量，在TD网络建设优化初期可设置为8/7参数（配置相应的3-2切换参数，保证一定得GAP值），保证用户驻留TD网络的质量对于以数据业务为主的室内场景，如采用室内分布式系统（ TD/GSM双强场景），可采用7/5参数（P
13、S:3-2门限-95dBm），使得终端更多驻留TD网络，以获得较高的数据吞吐量对于室内TD/GSM双弱场景，由于为室外宏站提供覆盖，建议参数与室外参数配置一致,“三新”方案的试验结果,“三新”终端与老终端性能对比测试测试总体情况：09年4月13日-5月7日，在北京右安门石景山测试区域， 针对3家芯片平台（联芯、展讯、T3G），4家终端厂家（中兴、宇龙、三星、华为），3家HSDPA数据卡（三星、联芯、新邮通）支持的”三新”终端与老终端进行性能对比测试,直接影响指标,提纲,“三不”“三新” 2/3G重选时延优化概述广播消息读取时延优化LAU时延优化RAU时延优化,系统间重选对网络质量的影响,7月份
14、三方测试结果表明，系统间重选成为影响接通率的主要因素用户在重选过程中长时间无法进行主被叫TD-2G重选，平均不可及时长为7-13秒2G-TD重选，平均不可及时长为4-8秒,7月份三方测试，全网TD语音接通率为96.63%,概述 广播消息读取时延优化 LAU时延优化 RAU时延优化,研究思路,减少切换、重选次数进一步加强TD连续覆盖 TD/2G共LAC组网重选时延优化,重选判决,重选完成,24秒,24秒,2.55秒,同步读2G广播消息,不可及,2G路由区更新,2G位置区更新,不可及,部分不可及,重选判决,24秒,同步读3G广播消息,不可及,24秒,3G位置区、路由区更新,不可及,重选完成,主要矛
15、盾,TD-2G重选,2G-TD重选,Total: 713秒,Total: 48秒,注: “可及”表示终端能在此段时间收到网络的CS寻呼消息;”不可及”表示不能收到CS寻呼消息 以上时延统计是基于优化好的无线网络，且排除个别终端异常表现。,优化思路,广播消息读取时延优化,位置更新时延优化,路由更新时延优化,概述 广播消息读取时延优化 LAU时延优化 RAU时延优化,广播消息读取时延分析,北京三新测试结果,注: 展讯平台测试使用的仍为老平台终端，同步能力较弱，也导致时延较长,不考虑无线环境影响，2G到3G重选时延如表中黄色所示,2G网络广播系统消息的效率较低2G系统消息广播的周期比3G长2G部分系
16、统消息在广播周期的相同位置分时复用，使得下发速度更慢 不同芯片平台实现有所差异，导致时延不同 T3G平台读完较少的系统消息就可以算成功驻留了，因而时延较短 联芯、展讯平台则需读完全部的消息，时延较长,3G到2G,2G到3G,3G网络广播系统消息的速度较快,提升空间相对较小,较长重选时延为读系统消息出现了许多坏帧，重复读取所致,概述 广播消息读取时延优化 LAU时延优化 RAU时延优化,3G-2G广播消息周期分布,以上为在8*51复帧（8*51*4.615ms = 1.88s）的周期内，各广播消息的分布从分布上看，SI2ter/SIbis/SI13/SI2quarter等系统消息有时需要分时复用
17、，广播速度可能较慢，可能需要多个1.88s（不开Ext BCCH功能，邻区较少时，需3.76秒；邻区多时，将增长至11秒左右）才能广播完毕,概述 广播消息读取时延优化 LAU时延优化 RAU时延优化,3G-2G广播消息读取时延的优化方案(1/2),终端侧,网络侧,终端读全必要的一些系统消息就算在目标小区成功驻留，即可发起后续位置和路由区更新的过程,2G网络开启Extended BCCH功能，可以提高系统消息广播的速度，但是该功能会一定程度影响2G网络AGCH接入允许信道容量，由于AGCH容量足够，影响不大,优化2G系统消息（如SI2quater）分段下发的效率，能缩减现网没实现上述终端侧解决方
18、案终端读广播消息的时延（约2s或更长）,优化方案,适用场景：idle重选，PS重选及挂断电话后的小区选择,待优化,概述 广播消息读取时延优化 LAU时延优化 RAU时延优化,(单位: s),3G-2G广播消息读取时延的优化方案(2/2),本次联芯测试采用的软件版本已经修改了SI2quater消息读取实现，即不需要读全即可发起LAU，因此测试时延比北京三新测试短；另打开和关闭Ext BCCH功能，增益较小,测试结果表明：开启Extended BCCH功能,对现网中存在的3G到2G后需要读全所有广播消息才能发起LAU的终端来说，重选时延缩短较为显著(约2s或者更长,根据不同的网络缩短值将有所差异)
19、,建议：建议现网未开启Ext BCCH功能的设备，逐步打开该功能；建议摩托、Nokia尽快支持该功能,Extended BCCH功能开启对读取广播消息时延影响的测试结果：,概述 广播消息读取时延优化 LAU时延优化 RAU时延优化,2G-3G广播消息周期分布,系统消息的广播周期（SIB-REP）典型设置值为640ms（鼎桥、大唐）、1280ms（中兴、普天、爱立信，实现举例如上图，即128帧完成一轮的广播）,概述 广播消息读取时延优化 LAU时延优化 RAU时延优化,2G-3G广播消息读取时延优化方案,SIB-PEP=640ms,SIB_REP=1280ms,邻区个数,广播周期,读广播消息时延
20、,本次T3G测试结果比北京三新测试的时延短，主要是本次测试采用了新平台终端，性能(同步性能)更好,测试结果表明：系统广播消息周期由1280ms缩短至640ms，读广播消息的平均时延减少约100-300ms,优化方案,网络侧,通过网络优化的方式尽可能精减配置的邻区个数，尽可能减少系统消息分段数目，减少不必要下发的系统消息(eg. SIB15、SIB18)，从而减小系统消息广播周期(SIB-REP，目前现网典型值有两种：640ms、1280ms),测试结果,适用场景：idle重选，PS重选及挂断电话后的小区选择,终端性能，特别是同步性能，对重选时延的影响较大,概述 广播消息读取时延优化 LAU时延
21、优化 RAU时延优化,LAU时延优化研究思路,综合方案,设备配置,流程优化,组网实施,切换通话中进行位置更新用户签约数据分集传送取鉴权集和插入用户数据并行,通过2/3G融合组网将大量的局间位置更新变为局内位置更新通过MSC Pool解决2/3G融合组网的困境，扩大局内位置更新的有效范围，降低位置更新平均时延,概述 广播消息读取时延优化 LAU时延优化 RAU时延优化,核心网设备配置优化,概述 广播消息读取时延优化 LAU时延优化 RAU时延优化,核心网组网实施建议（1/2）,2G/TD共核心网组网优点：除了能解决TD建设的成本、运维等多方面问题，显著优化2G/TD互操作的成功率和时延，同时将大
22、量局间的重选/切换和位置更新转化为局内（局内位置区更新的时延要比局间短）,难点1：RNC的线覆盖区域远大于BSC，融合组网会时RNC的归属如何设置？是基于同覆盖范围还是互操作的量？若简单将TD MSC与一个同覆盖的2G MSC融合，将不能满足该TD MSC与另外同覆盖2G MSC融合的效果,难点2：如果要达到2/3G同覆盖共交换机的目的，需将原RNC分割为2个RNC分别接入2个融合的MSC ，或者将2个RNC分别接入2个融合MSC,则都会增加TD系统内局间位置更新,概述 广播消息读取时延优化 LAU时延优化 RAU时延优化,2G MSC/SGSN,TD,2G MSC/SGSN,2G,45%同覆
23、盖,55%同覆盖,2G/TD MSC/SGSN,2G,2G,2G,TD,TD,局间切换/位置更新,2G/TD MSC/SGSN,2G,2G,2G,2G,TD,TD,2G MSC/SGSN,2G MSC/SGSN,2G/TD MSC/SGSN,2G/TD MSC/SGSN,局间切换/位置更新,核心网组网实施建议（2/2）,方案1：大容量MSC/SGSN,Pool,2G/TD MSC/SGSN,方案2：MSC/SGSN Pool 可将平均位置更新时间缩短6-14%,2G/TD MSC/SGSN,建议:1）现阶段小范围应用，完善网管维护手段和工具，积累和丰富运维经验；2）推进A/Iu接口IP化，为大
24、规模部署MSC Pool奠定基础,2G/TD MSC/SGSN,概述 广播消息读取时延优化 LAU时延优化 RAU时延优化,RAU过程对CS业务的影响,3G-2G RAU过程对CS业务有影响,2G-3G RAU过程对CS业务无影响,RAU过程中，终端主叫，由于PS和CS信令可以并行处理，RAU过程不影响主叫，终端处理电话同时继续RAU RAU过程中，终端被叫，如果LAU已完成，由于PS和CS信令可以并行处理，RAU过程终端可被寻呼，终端处理电话同时继续RAU,RAU过程中，终端主叫，终端停止RAU过程，先处理电话，完成后重新发起RAURAU过程中，终端被叫，如果终端处于PS传输状态，此时终端不
25、能监听PCH信道，将收不到CS寻呼,重选后能否不进行RAU过程?,能否使得3G-2G RAU过程对CS业务无影响?,研究思路,PS Attach 策略分析,BSC开启联合寻呼,概述 广播消息读取时延优化 LAU时延优化 RAU时延优化,2G下RAU过程不可被寻呼问题分析,技术原理,优缺点,支持情况,空闲状态：BSC将寻呼消息从PCH信道上发送给MS; PS传输状态：BSC将寻呼消息在PACCH信道和PCH信道上均发送一遍给手机，从而使得终端在RAU过程（PS传输态）也能收到CS寻呼,网络侧：大部分厂家都已支持,仅需要进行现网BSC软件激活或升级，摩托/Nokia还不支持终端侧：升级对终端无特殊
26、要求，GSM/TD双模终端，主流GSM芯片平台的终端普遍支持,优点：开启BSC联合寻呼功能，无需调整网络结构，仅需BSC软件升级，代价小，风险低缺点：会增加一定的BSC联合寻呼处理负荷,BSC联合寻呼,建议 2G网络开启BSC联合寻呼功能,能否使得3G-2G RAU过程对CS业务无影响?,概述 广播消息读取时延优化 LAU时延优化 RAU时延优化,PS Attach过程对RAU的影响,优势,用户数据业务响应速度较快符合TD网络CS和PS业务同时在线，用户数据响应速度快的发展目标,劣势,GSM网络下RAU更新次数较多,GSM网络下RAU更新次数较少，重选时间短，快速驻留，CS业务响应速度快,每次
27、发起PS业务前，均要进行PS Attach增加了数据业务时延,优势,劣势,支持情况,重选后能否不进行RAU过程?,开机不进行 PS Attach,开机即进行 PS Attach,建议 鉴于BSC联合寻呼能解决3G-2G RAU过程不可及的问题，对开机是否进行PS Attach暂不做统一要求,概述 广播消息读取时延优化 LAU时延优化 RAU时延优化,总结(1/2),进展情况09年4月：网络部与研究院成立联合项目组09年5月：针对重选过程中各个环节逐一分析研究优化方案09年6-7月：在四川、广东、河北、天津、福建几省进行现网无线侧、核心网侧优化方案验证测试结果TD到2G重选不可及时延缩短了40%
28、-50%（约3-6秒），2G到TD重选不可及时延缩短了15%-20%（约1秒）主要缩短了TD-2G重选时延,基本达到2G-TD重选时延水平,测试统计结果基于优化好的无线网络环境，且排除了个别终端的异常表现；不同的终端或不同的网络,重选时延优化的效果有所差异,总结(2/2),舒晶 研究院无线所,pOXLp7v0djZKylHSJr3WxBmHK6NJ2GhiBeFZ7R4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGshLs50cLmTWN
29、60eo8Wgqv7XAv2OHUm32WGeaUwYDIAWGMeR4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGtgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGshLs50cLmTWN60eo8Wgqv7XAv2OHUm32WGeaUwYDIAWGMeR4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGZ7R4I30kA1DkaGhn3XtKknBYCUDxqA7FHYi2CHhI92tgKQcWA3PtGshLs50cLmTWN60eo8Wgqv7XAv2OHUm32WGeaUwYDIAWGMes02GshLs50cLmTWN60eo8Wgqv7XAv2OHUm32WGeaUwYDIAWGMes02dLPqafkFGlzcvv2YiRQYHbhR8AI1LKULh3xvjDzkEAMGr8xbwF1bH1oIM30E7xp,
