1.3 “三新”策略
1.3.1 “三新”策略简介
针对现有GSM/TD-SCDMA系统间重选机制不完善、网络优化和兼容性等问题,以及TD-SCDMA终端的测量精度等性能不完善等问题,中国移动推出了,“新机制、新标准、新测量”(简称“三新”)解决方案。
“新机制”是指TD-SCDMA/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2G/3G切换机制及3G重选到2G的机制无改动。
“新标准”是指与TD-SCDMA/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-SCDMA/GSM切换成功率低的问题。
“新测量”是指在提高TD-SCDMA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,以及增补和优化多个关键场景下的射频指标等多方面内容。
1.3.2 新机制——TD-GSM互操作改进方案
TD-GSM互操作包括三类:覆盖触发的互操作、业务类型触发的互操作以及负荷分担触发的互操作。新机制所改进方案重点考虑覆盖触发的互操作。
● 覆盖触发的互操作:是弥补TD-SCDMA覆盖不足的重要手段,可通过重选和切换参数设置实现,主要应用于TD-SCDMA覆盖不完善期或将来GSM退网期。
● 业务类型触发的互操作:是实现两网重点承载不同类型业务的重要手段,可通过连接状态(起呼/通话时)的切换方式实现,无法在空闲模式的重选实现。
● 负荷分担触发的互操作:是平衡两网话务的重要手段,主要通过连接状态的切换实现(负荷分担主要方式),在空闲状态可考虑通过调整小区重选参数设置,使两网驻留用户相对均衡。
1.现有TD-GSM互操作机制存在的问题
(1)2G到TD-SCDMA系统间重选启动测量参数定义不合理
表1.6给出了2G到TD-SCDMA系统间重选启动测量参数。
表1.6 2G到TD-SCDMA系统间重选启动测量参数
根据表1.6中所示的现有策略,能供选择的取值为7或8。
● 如果设置为7:终端一直进行异系统测量,对终端耗电有一定影响,且容易乒乓重选;
● 如果设置为8:当2G信号弱于-78dBm时,终端无法异系统测量,无法重新回3G。
例如,某城区道路2G信号情况:在-75dBm以上的约50%,-85dBm以上的超过86%,-94dBm以下的小于1%,若设置为8,将有约50%的道路无法重选到TD-SCDMA网络。若考虑居民楼室内覆盖,将有更多区域无法重选到TD-SCDMA网络。
(2)2G到TD-SCDMA系统间重选判决条件为相对门限
表1.7给出了2G到TD-SCDMA系统间重选判决条件。
表1.7 2G到TD-SCDMA系统间重选判决条件
无论设置何值,都无法确保TD-SCDMA信号到达一定程度选回TD-SCDMA网络。因为2G网络覆盖良好,且分布广,信号强度从-40多dBm到-90多dBm都有,现有机制是要求3G与2G信号的差值到达一定条件,同时涉及两个变量,难以优化。2G到WCDMA的判决执行采用相对和绝对门限同时满足的标准,R5版本标准中增加了电平的绝对门限。
(3)2G到TD-SCDMA为双向系统间重选,部分场景容易产生乒乓重选
当2G启动异系统测量取8(>-78dBm)时,通过合理参数设置可大大降低乒乓概率。但考虑2G信号<-78dBm的场景,需将2G启动异系统测量设为7(一直测量),此时无法通过参数设置避免乒乓效应,以现有推荐参数设置为例:2G信号≤-83dBm,TD-SCDMA信号≤-95dBm,且TD-SCDMA比2G信号<12dB内的场景下必然发生乒乓重选。
2.改进思路和原则
改进方案原则:当TD-SCDMA信号好的时,尽可能重选到TD-SCDMA网络,同时简化机制,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:改进起测条件,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。
(1)改进起测条件
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信号弱于某值的含义,将来可能应用于2G网逐步退网的场景,新方案不变化;将8~14取值对应的信号电平为[-78dBm,-54dBm]变更为[-90dBm,-66dBm]。如表1.8所示。
表1.8 2G到TD系统间重选启动测量参数改进
(2)判决机制改进
判决门限(TDD-offset)取值不变,但含义发生变化:原有含义为系统间相对电平差值判决门限,改进后含义为TD-SCDMA网络电平绝对值判决门限,表示TD-SCDMA网络电平高于某值时重选回TD-SCDMA网络,如表1.9所示。
表1.9 判决门限的改进
(3)乒乓重选有效减少
借鉴WCDMA与2G互操作降低乒乓重选的经验,确保“2G网络下的重选到TD-SCDMA的绝对门限”需比“TD-SCDMA网络下的触发异系统测量门限”高4dB,如图1.16所示。通过参数优化,适当增大重选迟滞时间,同时进一步完善终端测量精度等性能。
图1.16 重选参数优化
3.改进方案的改造要求
网络侧:2G网络无须升级,只是参数对应的含义或范围发生变更,个别厂家需打补丁修改网络管理的参数含义值显示。3G网络设备无须改造。
终端侧:对GSM终端无影响。TD-SCDMA/GSM双模终端支持新方案,软件需升级,芯片平台软件需修改,不涉及硬件内容。芯片新版本正式发布后,终端进行软件版本升级,无须进行其他工作。
4.新机制技术方案
(1)新机制下的GSM到TD-SCDMA系统间重选过程
1)启动异系统小区测量过程
初始终端驻留在GSM小区上,当终端测量到GSM本小区的信号强度达到一定门限值〔启动异系统小区测量的门限,该值主要由GSM小区广播消息下发给终端的参数Qsearch_I(可由运营商配置)决定,终端在此基础上增加一个固定的偏置量〕时,终端开始启动对异系统TD-SCDMA邻小区的测量。
2)小区重选判决执行过程
假定终端测量的TD-SCDMA邻区信号强度为Rtd-scdma,在一定时间内,当Rtd-scdma的值大于TDD_offset(系统间重选判决的绝对门限值,该值在GSM小区的广播消息中下发给终端,可由运营商配置)时,终端将执行到TD-SCDMA小区的重选。
(2)新机制下的相关参数的含义
1)启动异系统测量门限Qsearch_I
终端启动异系统测量门限,在网络下发的启动门限参数Qsearch_I对应信号电平门限的基础上增加一个固定的偏置量,具体定义如下:
● 当Qsearch_I=8~14时,原对应的门限加上-12dB〔例如,当Qsearch_I=8时,旧机制下终端启动异系统测量门限为-78dBm,新机制下终端启动异系统测量门限为-78dBm+(-12dB)=-90dBm〕;
● 当Qsearch_I取其他值时,终端启动异系统测量门限含义不变。
新机制下终端启动异系统测量对应的信号门限含义如下表1.10所示。
表1.10 Qsearch_I在新机制下的信号电平门限及含义
2)判决门限TDD_offset
判决门限(TDD_offset)取值不变,但含义发生变化。改进后含义为TD-SCDMA网络电平绝对值判决门限,表示TD-SCDMA网络电平高于某值时重选回TD-SCDMA网络。具体含义如表1.11所示。
表1.11 TDD_offset在新机制下的信号电平门限及含义
1.3.3 新测量——TD-SCDMA终端射频精度改进方案
1.终端射频测量所存在的问题及分析
终端对无线信号测量是2G/3G重选/切换的基础,重选/切换启动和判决均依赖准确的射频信号测量结果,终端只有获得了准确的测量结果才有可能正确完成小区选择、重选、切换和系统间切换等操作。无论是新机制还是老机制,测量都必须准确,否则将导致重选/切换失败率高,重选/切换效果混乱,如图1.17所示。
图1.17 2/3G重选/切换流程
在实验室条件下,单小区、同频、异频、多径环境和GSM下测量TD-SCDMA等几种测量值与真实值比较存在3~4dB偏差,终端间平均偏差6~7dB。在外场环境下,本小区测量、邻小区测量和GSM下测量TD-SCDMA等几种测量平均值与真实值比较存在3~5dB偏差,终端间平均偏差7~8dB,且在弱信号情况下,偏差进一步增大。终端测量不准引起的主要问题包括:导致终端2G/3G互操作表现差异较大,终端重选/切换失败概率增加和无法正常拨打或接听电话。
在影响测量精度的因素中,直接因素包括:终端器件及天线、终端设备校准以及射频算法;间接因素包括:人体感应与手持、无线环境、精度指标的参考体系以及测量方法与检验手段。
2.新测量所包含的主要内容
新测量的主要内容如图1.18所示。
在算法方面,“新测量”主要纠正了错误的协议理解,改正了多项软件Bug,纠正了多项算法缺陷,并且优化了多个现有算法;在无线资源管理方面,“新测量”提升了同频/异频小区重选性能,提高了同频/异频相对精度测量准确度,提升了系统间重选性能,同时提升了系统间切换性能;在校准方面,“新测量”改进了校准算法,降低了校准仪器偏差,并且提高了校准映射表精细度。
“新测量”有效地保障了终端重选及切换的准确判断及执行,提升终了端基本性能。针对“新测量”,网络无须升级,终端需要对软件进行升级。
图1.18 新测量的主要内容