2G/3G(GSM/WCDMA)無(wú)線組網(wǎng)研究淺談

相關(guān)專題: 無(wú)線 5G
  目前,第三代移動(dòng)通信的WCDMA技術(shù)已日趨成熟,全球已有不少國(guó)家部署了WCDMA網(wǎng)絡(luò)。隨著我國(guó)2008年奧運(yùn)會(huì)的日趨臨近,對(duì)3G的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃技術(shù)提出了非常緊迫的要求。由于我國(guó)的移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商已有龐大的2G GSM網(wǎng)絡(luò),如何在3G部署時(shí),通過(guò)2G/3G的無(wú)線組網(wǎng),保證2G和3G網(wǎng)絡(luò)的合理共存,是我國(guó)移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商面臨的主要現(xiàn)實(shí)問(wèn)題之一。本文就2G/3G組網(wǎng)面臨的
幾個(gè)主要問(wèn)題進(jìn)行分析,以期為今后的無(wú)線組網(wǎng)建設(shè)提供幫助和參考。

  一、概述

  從為3G用戶提供良好的業(yè)務(wù)服務(wù)能力來(lái)看,由于目前移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商擁有覆蓋良好的GSM網(wǎng)絡(luò),3G網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)要依托2G網(wǎng)絡(luò),在城區(qū)應(yīng)實(shí)現(xiàn)3G的連續(xù)覆蓋,這樣才能降低建網(wǎng)成本,提供業(yè)務(wù)的連續(xù)服務(wù)能力,而全網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)覆蓋以2G網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)。因此,3G無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)可以考慮以3G網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)覆蓋為目標(biāo),依托2G網(wǎng)絡(luò)提供語(yǔ)音業(yè)務(wù)的連續(xù)服務(wù)能力。

  具體2G/3G無(wú)線組網(wǎng)可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮:2G/3G共站址的可行性;2G/3G之間的相互干擾;2G/3G之間的互操作。

  二、2G/3G共站址可行性

  1.WCDMA與GSM900/GSM1800覆蓋的差異分析

  所列是WCDMA語(yǔ)音和CS64kbit/s業(yè)務(wù)、GSM900語(yǔ)音業(yè)務(wù)、GSM1800語(yǔ)音業(yè)務(wù)在不同環(huán)境下的覆蓋范圍情況。

  鏈路預(yù)算結(jié)果,密集城區(qū)的邊緣覆蓋概率取79%,普通城區(qū)的邊緣覆蓋概率取77%,郊區(qū)的邊緣覆蓋概率取74%。WCDMA上行負(fù)荷取50%。WCDMA與GSM設(shè)定相同的邊緣覆蓋概率、穿透損耗、陰影衰落標(biāo)準(zhǔn)差、天線掛高等參數(shù)。

  可以看出,在上行容量負(fù)荷為50%的情況下,WCDMA CS12.2kbit/s語(yǔ)音業(yè)務(wù)和CS64kbit/s業(yè)務(wù)的覆蓋半徑小于GSM900的覆蓋半徑,效果略好于GSM1800覆蓋半徑。

  2.2G現(xiàn)網(wǎng)站點(diǎn)情況分析

  現(xiàn)網(wǎng)的一些地區(qū)平均站距情況如下:密集市區(qū),500~600m;一般市區(qū),1.1~1.2km;郊區(qū),1.8~2.0km;高速公路,2.0~2.5km;國(guó)道,1.4~1.5km。

  以上數(shù)據(jù)是我國(guó)局部地區(qū)站距的整體統(tǒng)計(jì)平均分析結(jié)果,具有一定的代表意義。但從具體統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看,數(shù)據(jù)的方差較大。因此,涉及到特定地區(qū)的具體站址問(wèn)題時(shí),得具體情況具體分析。

  3.3G與2G共站分析

  由于目前GSM網(wǎng)絡(luò)站址的規(guī)劃和設(shè)置目的主要是通過(guò)小區(qū)分裂來(lái)滿足日益增長(zhǎng)的GSM容量需求,站址較為密集。從表2可知,在目前2G站址設(shè)置的情況下,WCDMA在上行容量負(fù)荷為50%、保證CS64kbit/s業(yè)務(wù)的連續(xù)覆蓋下與GSM共站,2G站址基本能夠滿足3G站址的數(shù)量和位置要求。

  三、2G/3G組網(wǎng)干擾分析

  在WCDMA的建設(shè)過(guò)程中,將存在較多的與現(xiàn)有GSM基站共站址的情況,下面重點(diǎn)介紹共站址建設(shè)情況下系統(tǒng)隔離度的要求。

  WCDMA和GSM共站的干擾,主要需要考慮GSM1800基站發(fā)射對(duì)WCDMA基站接收的干擾。GSM900的頻段和WCDMA的頻段相差很遠(yuǎn),正常工程中要求滿足的水平隔離很容易滿足GSM900和WCDMA共站的隔離度要求。同樣,WCDMA基站發(fā)射對(duì)GSM1800基站接收的干擾,由于頻段的間隔較大,隔離度要求并不高,正常工程的水平隔離也比較容易滿足。

  對(duì)于GSM1800基站發(fā)射對(duì)WCDMA基站接收的共站干擾,以WCDMA基站靈敏度下降0.1dB為基準(zhǔn)考慮,所需要的隔離度要求表3所列。

  注:此處研究的WCDMA接收頻段為WCDMA核心頻段(1920~1980MHz)。

  對(duì)符合新版本的GSM1800基站,所需的隔離度要求較低,正常工程所需的水平隔離就能夠滿足要求。對(duì)只符合舊版本的GSM1800基站,所需的隔離度要求較高,需要考慮采取疊加濾波器的方式達(dá)到要求,否則WCDMA會(huì)損失一定的容量。實(shí)際工程中,也發(fā)現(xiàn)一些按照舊版本協(xié)議要求設(shè)計(jì)的GSM1800基站的雜散指標(biāo)優(yōu)于新版本協(xié)議要求,因此,在確定基站共站址隔離度要求時(shí)應(yīng)以實(shí)測(cè)為準(zhǔn)。

  四、2G/3G互操作

  1.網(wǎng)絡(luò)選擇及重選

  3G網(wǎng)絡(luò)投入使用后,存在3種可能的網(wǎng)絡(luò)選擇方式:優(yōu)選3G網(wǎng)絡(luò)、優(yōu)選2G網(wǎng)絡(luò)和無(wú)優(yōu)先級(jí)。

  從網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷角度看,優(yōu)選3G網(wǎng)絡(luò)可以有效分擔(dān)2G網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷,提高3G網(wǎng)絡(luò)的利用效率。此外,如果空閑模式下雙模終端優(yōu)先駐留2G網(wǎng)絡(luò),當(dāng)發(fā)起3G特有業(yè)務(wù)時(shí)需要發(fā)起從2G到3G小區(qū)的重定向,一方面這將增加接入過(guò)程的時(shí)延、增加處理能力的要求,而且成功率有待驗(yàn)證;另一方面需要2G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí),增加重定向的算法和信令處理,將對(duì)2G網(wǎng)絡(luò)造成較大沖擊,現(xiàn)網(wǎng)質(zhì)量可能存在風(fēng)險(xiǎn)。

  綜合以上比較和分析,3G建設(shè)初期,3G用戶應(yīng)主要優(yōu)先選擇3G網(wǎng)絡(luò),并一直保持在3G網(wǎng)絡(luò)。這種方式可以保證注冊(cè)在3G的用戶能夠快速直接地享受到基于3G的更加豐富多彩的業(yè)務(wù)功能,避免從GSM到WCDMA不必要的切換與漫游。在3G建設(shè)初期,網(wǎng)絡(luò)容量不是問(wèn)題,引導(dǎo)3G用戶優(yōu)先選擇3G網(wǎng)絡(luò)能夠有效減輕2G網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷;在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展成熟期,仍然引導(dǎo)3G用戶優(yōu)先選擇3G網(wǎng)絡(luò),此時(shí)如果網(wǎng)絡(luò)容量問(wèn)題顯著,將考慮擴(kuò)容,同時(shí)可利用基于服務(wù)和負(fù)載的切換平衡3G與2G之間的話務(wù)。

  2.系統(tǒng)間的切換

  鑒于2G系統(tǒng)連續(xù)覆蓋和3G系統(tǒng)初期覆蓋的客觀狀況,為減少對(duì)2G現(xiàn)網(wǎng)的影響,提高切換成功率,減少信令交互,建議采用如下3G/2G系統(tǒng)間互操作的策略。

  (1)對(duì)于語(yǔ)音業(yè)務(wù)

  可先要求支持3G到2G的切換,不要求支持2G到3G的切換。目前在2G覆蓋質(zhì)量良好的情況下,沒(méi)有必要將正在2G系統(tǒng)中進(jìn)行的通話通過(guò)系統(tǒng)間的切換轉(zhuǎn)移到3G系統(tǒng)。

  采用這種方式,2G系統(tǒng)不用改動(dòng),還可以避免頻繁的乒乓切換,也減少了WCDMA和GSM系統(tǒng)間的信令交互。

  如果支持電路域從2G到3G的切換,GSM MSC和GSM BSS均需要作較大的升級(jí)。對(duì)GSM BSS需要升級(jí)支持系統(tǒng)間切換時(shí)的測(cè)量控制、切換判決以及切換信令流程;對(duì)GSM MSC,需要升級(jí)支持相關(guān)信令消息。

  具體情況為:當(dāng)雙模UE駐留在3G網(wǎng)絡(luò),處于通話狀態(tài),由3G/2G同覆蓋區(qū)移向純粹GSM覆蓋區(qū),當(dāng)?shù)竭_(dá)3G邊界時(shí),3G網(wǎng)絡(luò)根據(jù)測(cè)量報(bào)告發(fā)起3G到2G的切換,邊界處的2G網(wǎng)絡(luò)應(yīng)支持3G到2G的系統(tǒng)間切換。當(dāng)雙模UE駐留在2G網(wǎng)絡(luò),處于通話狀態(tài),由純粹2G覆蓋區(qū)進(jìn)入3G/2G同覆蓋區(qū)時(shí),網(wǎng)絡(luò)采取控制措施避免系統(tǒng)間切換的發(fā)生(只需2G網(wǎng)絡(luò)不支持2G到3G的切換),當(dāng)通話結(jié)束,UE處于空閑狀態(tài)的時(shí)候,通過(guò)PLMN重選或小區(qū)重選,駐留到3G網(wǎng)絡(luò)上來(lái)。

  (2)對(duì)于分組業(yè)務(wù)

  由2.5G(GPRS)/3G同覆蓋區(qū)移向純粹2.5G覆蓋區(qū),當(dāng)?shù)竭_(dá)2.5G邊界時(shí),由3G網(wǎng)絡(luò)或者雙模UE發(fā)起小區(qū)重選,讓雙模UE小區(qū)重選到2.5G網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)雙模UE駐留在2.5G網(wǎng)絡(luò),由純粹2.5G覆蓋區(qū)移向2.5G/3G同覆蓋區(qū),當(dāng)?shù)竭_(dá)3G邊界時(shí),雙模UE發(fā)起小區(qū)重選,駐留到3G網(wǎng)絡(luò)上。2G協(xié)議本身也支持網(wǎng)絡(luò)發(fā)起的小區(qū)重選,但是目前設(shè)備通常不支持這個(gè)功能。

  分組業(yè)務(wù)從2.5G到3G的小區(qū)重選與IDLE模式下的小區(qū)重選流程完全一致。

  組合業(yè)務(wù)的切換需要2.5G(GPRS)網(wǎng)絡(luò)也支持組合業(yè)務(wù)。GPRS網(wǎng)絡(luò)通過(guò)DTM(Dual Transfer Mode)技術(shù)支持“電路+分組”組合業(yè)務(wù),目前尚沒(méi)有設(shè)備廠家的GPRS設(shè)備支持該技術(shù)。如果組合業(yè)務(wù)需要進(jìn)行3G向2G的系統(tǒng)間切換時(shí),可以讓CS域業(yè)務(wù)切換到2G系統(tǒng)中,切換成功之后RNC通知SGSN釋放PS業(yè)務(wù)。

  五、結(jié)束語(yǔ)

  2G/3G間的共同組網(wǎng)還涉及到覆蓋策略、容量負(fù)荷分擔(dān)、2G系統(tǒng)改造等諸多問(wèn)題,在具體操作和實(shí)現(xiàn)過(guò)程中也非常復(fù)雜,仍需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究和實(shí)踐。

----《通信世界》

作者:丁海煜   

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