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??? 一、需求分析
??? 1、業務連續性需求
??? GSM網絡在經過多年的發展和建設之后，已經達到了較高的覆蓋率。在3G建設初期，3G網絡難以一步到位地實現全國連續覆蓋，同時在覆蓋區域內要達到2G那樣的覆蓋率也比較困難。在WCDMA覆蓋不到的地方，仍需要利用GSM網絡來為WCDMA用戶提供服務，保持業務的連續性需求。
??? （1）在原網絡上正在進行的業務，應盡量保持業務的連續，避免業務中斷；
??? （2）在新網絡上能夠發起業務或接收業務，如普通電話業務、短消息業務。
??? 2、優選WCDMA網絡的需求
??? 漫游到GSM網絡的WCDMA用戶僅僅能夠享受到GSM網絡所能提供的功能，而無法享受3G網絡的特有業務，如可視電話、可視會議、高速率數據等。這就導致了另外一個基本需求：在GSM、WCDMA均有覆蓋的地方，雙模手機優先選擇WCDMA網絡；如果3G用戶當前駐留在2G網絡，則要求能夠迅速返回WCDMA網絡。這就是所謂優選WCDMA網絡的需求。
??? 二、實現分析
??? 為了支持雙網配合，3GPP協議定義了相關功能。
??? 下面首先對這些功能進行簡單的介紹，然后在此基礎上討論為了實現上述兩項基本需求，GSM網絡和WCDMA網絡需要進行的配合工作。
??? 1、協議定義的相關功能
??? 在3GPP協議中，涉及到雙系統互配合的功能包括：
??? ※PLMN的選擇和重選；
??? ※3G→2G的切換；
??? ※2G→3G的切換；
??? ※2G→3G的小區重選；
??? ※3G→2G的小區重選。
??? （1）PLMN的選擇和重選
??? 在MS開機后或在漫游狀態時，其首要任務是找到網絡并與網絡取得聯系以獲得服務，PLMN選擇/重選的目的是選擇一個可用的PLMN。為達到這一目的，MS會維持一個PLMN列表，這些列表將PLMN按照優先級排列，然后從高優先級向下搜索，找到具有最高優先級的PLMN。PLMN的選擇和重選具有自動、手動兩種模式。在自動選網時，MS按照PLMN的優先級順序自動選擇一個PLMN，手動選網則將當前的所有可用網絡呈現給用戶，由用戶選擇一個PLMN。無論是自動選網還是手動選網，在MS開機后，首先嘗試RPLMN，成功之后不再有后續操作；如果不成功，MS則按照優先級生成一個PLMN列表，在這個列表中HPLMN優先級最高。由于UMTS是從GSM演進過來的，但兩者的接入技術截然不同（GERANvs.UTRAN），因此對于PLMN列表中的每個PLMN都需要指明優先選用的接入技術。接入技術的優先級是在“...withAccess Technology”文件中指出的，如果沒有指出，則優先選用GERAN。
??? 在下面兩種情況下進行PLMN重選：
??? ※在任何情況下，用戶均可手動要求發起PLMN重選；
??? ※用戶登記到VPLMN的網絡重選：用戶因切換/漫游等原因登記到VPLMN后，由于VPLMN與HPLMN的MCC相同，僅僅MNC不同，因此MS可以判斷出這種情況，并盡量回到歸屬的網絡，具體的措施是MS周期性地查找歸屬網絡（周期由USIM規定，在文件EFHPLMN中定義，范圍從6分鐘到8小時）。運營商可以禁止這項功能，此時文件EFHPLMN中的值設置為0。
??? 通過PLMN重選，用戶可由GSM網絡返回WCDMA網絡。為了實現WCDMA用戶在進入WCDMA網絡覆蓋區域時，能夠自動地由GSM網絡優選到WCDMA網絡，可將WCDMA、GSM網絡設置為不同的PLMN，并在USIM中設置WCDMA為HPLMN，其選擇的時間可由運營商控制。但是，利用PLMN重選算法可以實現網絡間的漫游，且不需要GSM網絡升級，但該功能不能很好地滿足第2項需求。
??? （2）3G到2G的切換
??? 切換的典型過程包括：測量控制→測量報告→切換判決→切換執行。在測量控制階段，網絡通過發送測量控制消息通知MS進行測量的參數；在測量報告階段，MS向網絡發送測量報告消息；在切換判決階段，網絡根據測量報告做出切換判斷；在切換執行階段，MS和網絡執行信令流程，并根據信令做出相應動作。
??? 對于WCDMA向GSM切換來說，在用戶處，入WCDMA系統的邊緣有必要開始系統間切換時，WCDMARNC通知雙模MS開始異系統測量，MS進行異系統測量并上報測量結果，RNC則根據測量結果判決是否開始系統間的切換信令流程。由于WCDMA的接入方式屬于碼分多址方式，因此處于連接狀態的MS在所有時間內均在指定頻率工作，為了在進行異系統測量的同時繼續保持通話，在異系統測量時WCDMA系統和雙模MS可能需要啟動壓縮模式。如果UE只有一個收發信機，則必須啟動壓縮模式；如果UE有兩個收發信機，則UE可以在不啟動壓縮模式的情況下對GSM小區進行測試。
??? 在系統間切換信令的流程中，GSM切換的A接口HandoverRequest消息中包含了CellIdentifier（Serving）信元，該信元填寫了MS原服務小區的信息，由于WCDMA切換到GSM時該信元中填寫的是RNC小區信息，這就要求GSMBSC在對Handover Request消息的Cell Idenntifier（Serving）信元解碼時必須支持Cell Identification Discriminator為1000（0x04）的小區標示格式，能夠正確地對消息進行解碼。GSM R98版本不能識別該信元，必須打補丁。為了避免對2G軟件進行補丁操作，也可由3G MSC以2G側可識別的格式填寫Cell Identifier（Serving）信元。
??? 總之，3GPP支持WCDMA到GSM的切換，GSM設備無須進行大規模的軟件升級。
??? （3）2G到3G的切換
??? 為了支持2G系統到3G系統的切換，GSM設備必須對BSS和NSS側設備進行升級，使它們支持3GPPR99系列協議。
??? BSS設備必須能夠支持關于WCDMA臨近小區的配置；支持將異系統臨近小區信息、異系統測量控制信息下發給UE，也就是支持連接狀態下新的系統消息MeasurementInformation的下發；支持對新的測量報告MR和增強型測量報告EMR的解碼；支持異系統的相關切換算法；支持向異系統發起切換請求；支持對異系統應答的系統間切換命令InterSystemTo UTRAN Handover Command的處理，并正確地發送給UE。
??? NSS設備應該能夠支持關于異系統臨近小區的配置，異系統切換信令的處理。
??? 也就是說，為了支持該功能，GSM設備需要進行較大的修改。
??? （4）3G到2G的小區重選
??? 協議支持異系統之間的小區重選，可以在RNC配置GSM臨近小區和相關的漫游參數，這些參數通過系統消息下發給UE，以實現3G到2G系統的無縫漫游。
??? 3G到2G的漫游不需要GSM系統作任何修改。
??? （5）2G到3G的小區重選
??? 需要對基于GSMR98版本的BSS軟件代碼作一點小的修改，使BSS支持對3G鄰區和相關漫游參數的系統消息的廣播。具體地講，由BSC支持系統消息2quater的下發，該系統消息是R99協議的新增消息，同時修改系統消息2ter和系統消息3。該方案可以實現2G、3G異系統小區間的小區重選，對3G、2G的網號（PLMN）是否相同或不同沒有要求。
??? 2、系統間互操作實現方案
??? 通過上面分析可以看出，為了實現上述需求，同時避免對現有GSM作較大的改動，需要GSM、WCDMA網絡的支持。
??? （1）WCDMA→GSM的切換；
??? （2）WCDMA→GSM的小區重選；
??? （3）GSM→WCDMA的小區重選。
??? 其中，（1）、（2）項不需要GSM網絡作任何改動，第（3）項則需要對GSM接入網的軟件系統進行少許修改。
??? 需要說明的是，實現需求2可以通過2G到3G的小區重選功能，也可以通過2G到3G的系統間切換功能實現，本文建議采用前者。這是因為前者實現起來簡單得多，可避免對GSM網絡軟件進行大量修改，同時也可避免由于可能的切換不成功而導致業務中斷或在切換過程中帶來的信令負荷。
??? 通過上述功能，我們就可以實現：
??? （1）當雙模UE駐留在WCDMA網絡，處于電路域連接狀態，由GSM/WCDMA共存區移向純粹GSM覆蓋區，當到達WCDMA邊界時，WCDMA網絡根據測量報告發起WCDMA到GSM的切換。
??? 當雙模UE駐留在GSM網絡，處于連接狀態，由純粹GSM覆蓋區進入GSM/WCDMA共存區時，繼續保持在2G網絡直到通話結束。當通話結束，UE進入空閑狀態，可通過從2G到3G的小區重選方式迅速返回WCDMA網絡。
??? （2）當雙模UE駐留在WCDMA網絡，處于分組域連接狀態，由GPRS/WCDMA共存區移向純粹GPRS覆蓋區，當到達WCDMA邊界時，WCDMA網絡進行網絡側發起的小區重選，讓雙模UE小區重選到GPRS網絡。
??? 當雙模UE駐留在GPRS網絡，處于數據傳送狀態，由純粹GPRS覆蓋區移向GPRS/WCDMA共存區，在移動過程中，UE可以發起從2G到3G的小區重選，實現到WCDMA網絡的切換。
??? （3）當UE處于空閑狀態時，如果UE駐留在WCDMA網絡，當其移動到WCDMA覆蓋區的邊緣時，可通過3G到2G的小區重選漫游到GSM網絡；如果UE目前駐留在GSM網絡，并且移動到WCDMA覆蓋區（也依然處于GSM覆蓋之下），此時UE可以通過從2G到3G的小區重選駐留到3G網絡。
??? 三、提高系統間互操作質量的途徑
??? 評價系統間互操作質量的好壞主要體現在，雙模終端能否平滑地從一個網絡遷移到另一個網絡，而不出現掉網或斷話現象。實現平滑遷移的關鍵在于如何調整好GSM、WCDMA的信號配合關系，GSM網絡經過長期的優化，信號分布已趨于合理，因此優化調整工作應主要集中在WCDMA側。
??? 具體調整原則如下：
??? ■避免WCDMA覆蓋區的邊界區信號突然衰落。如果信號突然衰落區域在WCDMA邊界，則建議進行網絡優化，增加信號強度或者重選引入WCDMA信號。該原則也適用于WCDMA內部異頻切換處的信號配合。
??? ■避免WCDMA邊界與GSM小區邊界的重疊。如果在WCDMA邊界處GSM覆蓋較好，則有利于WCDMA向GSM的成功切換，相反若WCDMA邊界設置不當，在進行切換時，GSM網絡信號強度不夠，則增大了異系統測量失敗或信令交互失敗的可能，從而導致掉話。
??? ■WCDMA覆蓋區內部盡量完成信號的連續覆蓋，減少信號盲區和弱區，尤其要避免人流較多處的信號盲區和弱區。WCDMA信號在這些地點往往突然衰落，來不及進行系統間的測量和切換，導致系統切換失敗概率較高。通過提高覆蓋率，可將系統間的切換盡量推向3G覆蓋區的邊緣，減少系統間的切換次數。
??? ■WCDMA網絡的邊界應盡量選擇在人流密度小的區域，避免邊界發生在人流密度較高的區域（車站、碼頭等）。這樣既可減少系統間切換的次數，也避免了因處理能力不足而使信令交互延時/失敗，最終導致切換掉話。
??? 此外，可根據具體環境，優化WCDMA的測量和切換算法的相關參數，進一步提高系統間的切換成功率。
??? 四、小結
??? 一個擁有GSM網絡的運營商在建設WCDMA網絡時，可利用系統間的互操作功能，實現依托2G網絡拓展3G覆蓋、節省投資的目的。需要指出的是，這種雙網之間的互操作必須保持在一個合理的限度之內，確保不對現網的穩定運營造成影響，同時也不應對新網品牌的樹立造成負面影響
工商網監
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