2G_3G互操作方案思考

中国联通经过多年的网络建设，已经建立了覆盖全国的GSM/GPRS网络，为用户提供语音和低速数据业务，拥有数量庞大的用户群。随着3G网络建设，为保证在3G网络建设初期覆盖不完善的情况下，能够使用2G网络为3G用户提供基本服务，需要2G网元进行2G/3G互操作升级来支持网络演进的需求；本文将主要讨论2G/3G互操作方案。1PS域支持2G/3G双接入对现有的分组域核心网平台进行升级，使分组域核心网支持2G/3G双接入。PS在同时接入2GGERAN、3GUTRAN的场景下，能够保证2G/3G用户正常附着、激活、正常进行2G/3G系统间数据业务的重选、正常产生2G/3G话单等；并能够支持GTPV1等3G相关协议。数据业务模型：下行每附着用户平均数据流量为1100bit/s；上下行比例为1∶5，PS域的容量将根据3G业务发展需求进行扩容。23G到2G语音切换针对语音业务，应该支持WCDMA到GSM的切换。当双模终端驻留在WCDMA网络，处于通话状态时，由某种条件触发，能够切换到GSM网络并继续进行通话。例如由覆盖条件触发，当双模终端驻留在WCDMA网络，处于通话状态时，终端由GSM/WCD-MA共存区移向纯粹GSM覆盖区，当到达WCDMA边界时，WCDMA网络根据测量报告发起WCDMA到GSM的切换。3G到2G语音切换主要信令流程如图1所示。具体流程描述如下：（1）RNC根据当前小区的属性、邻近小区配置属性和对UE测量结果等信息，触发向MSC发起迁移请求消息，发起3G→2G的语音切换过程；（2）当目标GSMBSS为UE分配好无线资源以及其他资源后，将此信息通过CN转发给源RNC。CN发送RelocationCommand给源RNC；（3）RNC将GSMBSS的信息通过Uu接口Han-doverfromUTRANCommand消息发送给UE。UE从此消息中解释出GSM/BSS为其分配的无线信道资胡煜华（中国联合网络通信有限公司杭州市分公司杭州310003）摘要文章介绍了中国联通2G网元进行2G/3G互操作的功能需求描述，使现有的GSM/GPRS网设备具备2G/3G互操作功能，从而保证3G用户在GSM/GPRS网和WCDMA网中的业务使用连续性。关键词2G/3G互操作PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建源信息，接入2G系统小区；（4）当UE接入2G系统小区完成之后，CN会发送IuReleaseCommand给源RNC。RNC开始释放UE上下文、无线资源以及相关资源。3系统间重选当终端处于空闲状态时，终端优先驻留在WCDMA网络，当其移动到WCDMA覆盖区的边缘时，通过小区重选到GSM网络；如果终端驻留在GSM网络，并且移动到WCDMA覆盖区（可能也处于GSM覆盖之下），此时终端可以通过小区重选让终端重新驻留到3G网络。优选3G网络的优势是：可以让用户享受到3G丰富多彩的服务，可以减少2G容量的压力。另外采用小区重选方案而非PLMN重选方案实现系统间重选的最大优势是：重选时间短，用户体验UENodeBRNCServingCNMSCBSCRANAP1.RelocationRequiredRANAP2.PrepareHandoverMAP/EMAP/E3.HandoverRequestBSSMAPBSSMAPBSSMAPBSSMAPMAP/EMAP/ERANAPRANAPRRCBSSMAPBSSMAP4.HandoverRequestAck5.PrepareHandoverResponse6.RelocationCommand7.DCCH:inter-systemHandovercommandRRCRR8.HandoverDelect9.HandoverCompleteRRBSSMAPBSSMAPRANAPRANAPMAP/ERANAPRANAPMAP/E10.HandoverComplete11.SendEndSignalRequestMAP/E12.IuReleaseCommand13.IuReleaseComplete14.SendEndSingnalResponseMAP/EUE：用户CN：核心网RANAPradioaccessnetworkapplicationpart无线接入网络应用部分BSSBaseStationSystem基站系统BSSMAPbssmanagementapplicationpart管理应用部分RadioResourceControl无线资源控制RRC1.RelocationRequired位置更新要求2.PrepareHandover切换准备3.HandoverRequest切换请求4.HandoverRequestAck切换请求回复5.PrepareHandoverResponse切换准备回应6.RelocationCommand位置更新指令7.DCCH:inter-systemHandovercommand系统间位置更新指令8.HandoverDelect切换拆除9.HandoverComplete切换完成10.HandoverComplete切换完成11.SendEndSignalRequest发送结束信号请求12.IuReleaseCommandIu电路释放指令13.IuReleaseCompleteIu电路释放完成14.SendEndSingnalResponse发送结束信号回应注：图13G到2G语音切换流程PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建好。数据业务应支持WCDMA、GPRS系统间双向重选。系统间重选主要包括如下重选分项：（1）Idle状态下2G到3G的小区重选；（2）Idle状态下3G到2G的小区重选；（3）连接状态下终端发起的2G到3G的小区重选；（4）连接状态下网络发起的3G到2G的小区重选。每一项目主要信令流程为：3.1Idle状态下2G到3G的小区重选流程为：MS驻留2G小区，2G小区下发的系统广播消息中包含3G邻区参数和异系统小区重选参数；MS读取2G小区广播消息，并周期性测量本小区信号的质量；当MS测得本小区信号质量差于异系统小区搜索启动门限时，MS根据3G邻区信息开始进行3G邻区信号测量；如果MS测得3G邻区信号质量满足异系统小区重选条件时，则将重选到信号质量最好的那个3G图2连接状态下网络发起的3G到2G的小区重选UEBSSSRNS2G+3GSGSN1CellChargeOrderfromUTRAN2RoutingAreaUpdateRequest3SRNScontestRequest4SRNSContextResponse5SecurityFunctions6IuReleasecommand7IuReleasecomplete8RoutingAreaUpdateAccept9RoutingAreaUpdateCompleteC110BSSPacketFlowContextProcedure通常一个用户和UTRAN连接时,只涉及到一个RNS,此时这个RNS称为服务RNS(SRNS)1.CellChargeOrderfromUTRAN从UTRAN接受小区位置更新命令2.RoutingAreaUpdateRequest路由区下载请求3.SRNScontestRequestSRNS上下文请求4.SRNSContextResponseSRNS上下文响应5.SecurityFunctions加密功能6.IuReleasecommandIu电路释放指令7.IuReleasecompleteIu电路释放完成8.RoutingAreaUpdateAccept接受路由区下载9.RoutingAreaUpdateComplete路由区下载完成10.BSSPacketFlowContextProcedurePFC（PacketFlowContext）是BSS和SGSN之间协商的主要内容，它是在BSS内部描述QoS特性的上下文。注：PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建邻区；MS发起位置和路由更新过程（如果3G、2G邻区不属于同一位置区）。3.2Idle状态下3G到2G的小区重选流程为：根据小区重选的准则选择2G目标小区；在2G目标小区中发起连接建立过程；成功后释放原有的所有3G资源；如果目标小区仅仅支持GSM，不支持GPRS，则UE自动进入IDLE状态；如果在发起2G连接建立前流程失败，则UE继续在原3G小区驻留。3.3连接状态下终端发起的2G到3G的小区重选流程为：MS决定进行系统间切换；MS发起RRC连接建立和发送RoutingAreaUpdate请求（PTMSI，OldRA，OldPTMSISignature，UpdateType，CM）给2G+3GSGSN。SRNS应添加消息发出的位置标识后发送给2G+3GSGSN。2G+3GSGSN停止传输NPDUs给MS；安全功能有可能被实施；2G+3GSGSN通过发送RABAssignmentRequest（GTPSNDs，GTPSNUs，RLCSNDs，RLCSNUs）请求SRNS建立无线接入承载。SRNS发送RadioBearerSetupRequest（RLCSNUs）给MS。MS发送RadioBearerSetupComplete（RLCSNDs）消息回应。SRNS发送RABAssignmentResponse消息回应；数据流在2G+3GSGSN和SRNS之间恢复；数据流在SRNS和MS之间恢复；2G+3GSGSN更新MS的MMcontext。可能会分配一个新的PTMSI。MS会收到RoutingAreaUpdateAccept（PTMSI，PTMSISignature）消息。MS通过返回RoutingAreaUpdateComplete消息给SGSN来响应新的PTMSI。3.4连接状态下网络发起的3G到2G的小区重选流程为：UTRAN决定进行系统间切换；MS发送RoutingAreaUpdateRequest（oldRAI，oldPTMSISignature，UpdateType）消息给2G+3GSGSN，更新类型指示是路由区更新或周期性路由区更新。BSS应加上CellGlobalIdentity（包括小区的RAC和LAC）后发给2G+3GSGSN；2G+3GSGSN发送SRNSContextRequest（IMSI）消息给SRNS，启动一个定时器和停止传送GTPPDUs给SRNS；SRNS以SRNSContextResponse（IMSI，GTPSNDs，GTPSNUs，RLCSNDs，RLCSNUs）消息响应；安全功能有可能被实施；2G+3GSGSN发送SRNSContextAcknowledge消息给SRNS。这通知SRNS，2G+3GSGSN准备好接收数据包；部分已经传送的或者传送了但未确认的N-PDU连同最后N-PDU的下行RLC序列号和缓存的下行GTPPDU被发送给2G+3GSGSN；当（3）所描述的定时器超期，2G+3GSGSN发送IuReleaseCommand消息给SRNS。SRNS以IuRe-leaseComplete消息回应；2G+3GSGSN证实MS在新的RA。如果由于漫游限制，或签约检查失败，2G+3GSGSN拒绝路由更新。如果检查成功，2G+3GSGSN更新MM和PDP上下文和分配新的P-TMSI。返回RoutingAreaUpdateAccept（PTMSI，PTMSISignature，ReceiveNPDUNumber）消息给MS；MS返回RoutingAreaUpdateComplete（ReceiveNPDUNumber）消息给SGSN；2G+3GSGSN和BSS可以执行BSSPacketFlowContext过程。该流程图描述的是一个无损的切换过程，即切换过程中有数据包上下文的传递过程，如果是有损的切换过程，则不包含上述过程。4结束语考虑到在相当长的一