UMTS與GSM 移動性管理探討

2019-11-03 09:25:00

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供稿：網友

北電徐東升

　　UMTS 和GSM 兩個網絡之間的移動性管理包括空閑模式下和連接模式下的管理。空閑模式下的移動性過程對終端用戶來說是不知不覺中完成的, 因而空閑模式下的移動性對UMTS網絡的建設和未來兩個網絡管理不會有實質的影響。

　　但在連接模式下的UMTS移動特性卻和GSM截然不同, 例如CDMA技術下的軟切換可以利用其他小區的強干擾信號獲得軟切換增益, 對正在進行的業務尤其是高速數據業務有著至關重要且硬切換無法超越的優勢。優秀的連接模式下UMTS和GSM間移動管理意味著要保證業務在兩個網絡的小區間順暢切換,無掉話并且不會影響兩個網絡的運營質量。

　　UMTS/GSM間切換的場景分析

　　GSM網絡經過10年以上的建設和優化, 已經是一個覆蓋相當完善, 運行穩定的網絡, 對于UMTS投入使用的初期, 可能會有以下情形導致兩網間切換。

　　場景1.初期出于成本控制的考慮UMTS 網絡只進行熱點覆蓋,UMTS 覆蓋的不連續性導致UMTS覆蓋的空洞,在空洞區發生與GSM的切換。

　　場景2.考慮到遠郊,農村地區的業務需求基本已話音為主,控制投資可以從這些地區入手。利用完善的GSM覆蓋作為UMTS網的延續。這樣在遠郊兩個網絡的交界處發生切換。

　　場景3.初期在城市部署UMTS時, 沒有考慮室內的UMTS覆蓋, 或者就打算用已有的室內GSM覆蓋代替UMTS室內覆蓋以節省用于室內UMTS覆蓋的投資。這樣每一個缺少UMTS覆蓋的建筑就像一個個孤島,隨著用戶的進進出出不斷的發生硬切換。

　　場景4.采用基于網絡間負荷平衡的UMTS/GSM切換算法,在兩個網絡重疊覆蓋區,在某一時刻只要UMTS小區的負荷達到了預設的門限值且下層GSM網負荷低于預設門限, 就將一部分用戶切換至下層的GSM小區,反之亦然。

　　UMTS/GSM切換的分析

　　在UMTS和GSM網絡間的切換為硬切換, 即在與新小區的無線連接建立之前原有的連接已經被釋放掉。因而評估兩網間的切換行為, 一個很重要的指標就是切換的成功率, 這一點同評估GSM小區間切換一致, 另外由于UMTS是基于WCDMA接入技術和面向語音數據混合業務的網絡, 因而還需要考慮兩網間切換對UMTS網絡容量, 穩定性及對業務質量的影響。

　　3G/2G 硬切換成功率

　　從技術角度, 成功完成一個UMTS/GSM間的硬切換的前提是RNC要從周圍相鄰的若干個GSM小區中確定一個最合適的小區作為切換對象。通常有兩種辦法解決, 一種是根據網絡預定的設置進行兩個網絡間的盲切換, 另一種是啟動3GPP規范定義的壓縮模式 ( ComPRess Mode )進行測量

　　在實際情況下通常一個UMTS小區周圍會有若干個GSM小區, 因而很難通過盲切換的方式確定適當的目標小區,這樣就導致無法通過盲切換的辦法進行至2G小區的硬切換, 而壓縮模式的測量由于其自身的特點也會對CDMA切換成功率,網絡容量和業務質量造成相當的影響。

　　UMTS網絡容量, 穩定性及QOS

　　上面談到了啟用壓縮模式會對UMTS網絡容量和業務質量有明顯的影響。除此之外, 對場景1,2,3 引起的UMTS至GSM間切換, 如果用戶在3G網絡上使用的是較高速率的PS域業務, 由于GPRS網絡只能提供低帶寬且“盡力而為”的QOS能力, 用戶會非常明顯的感受到業務質量的下降。

　　對于場景4而言, 其切換不是用于覆蓋因素而是基于UMTS小區的負荷到達了擁塞的程度。當UMTS小區的業務量到達切換觸發點時:

　　第一,為執行GSM目標小區的確定, 必須使用壓縮模式進行測量,而壓縮模式的啟動會進一步加重UMTS小區的負荷甚至阻塞小區, 從而導致測量失敗。

　　第二,基于負荷切換成功的前提是對方的網絡沒有擁塞。也就是說在決定切換以前,兩個網絡間應該交流相關小區的負荷情況。3GPP 已經考慮到了此種需要并在R5的規范中定義了標準的方法。在UMTS和GSM產品滿足R5規范以前, 沒有其他的標準方法可以在多廠商的環境下使用。

　　第三, RNC必須決定切換什么樣的業務和多少用戶至GSM才能達到緩解UMTS小區阻塞的目的。從無線承載的角度, 高數據的無線承載( RAB )比低速的RAB 會占用更多的無線資源。如果切換的業務選擇是語音業務, 則需要切換很多的語音用戶才相等于釋放一個高數據承載占用的資源, 可以想象在瞬間切換這么多用戶的行為是很劇烈的, 而且至少要求GSM小區有很多空閑的信道來支持, 這將對兩個網絡都是一個挑戰; 若切換對象是高速率的無線承載, 由于GPRS實際上無法支持如此之高的數據業務,那么事實上是以犧牲高級用戶的滿意度為代價。

　　UMTS/GSM切換的分析結論及對UMTS/GSM移動性管理的建議

　　通過以上分析可以看出,UMTS和GSM在連接模式下的移動性完全不同于單系統間的切換,這是由于UMTS和GSM采用了完全不同的接入技術所致,兩個網絡間的切換并不像想象中的那樣平滑而有效。

　　由此,為保證建設一個性能可靠穩定,用戶滿意的UMTS網絡,運營商應盡量減少兩個網絡間的切換行為。最重要的就是采用合適的UMTS網絡建設策略來限制切換發生的可能性,平衡好投資成本與網絡性能的關系。在上述四種會發生UMTS/GSM移動性場景中, 我們建議限制場景1,3, 4的發生。具體的建議是:

　　● 在城市中密集城區,中心城區,部分近郊應建立連續覆蓋的UMTS網絡,避免熱點覆蓋再利用GSM過渡的策略,避免在城區中出現UMTS覆蓋空洞

　　● 在初期就應考慮采用合理的手段對寫字樓,大商場,飯店等關鍵的建筑進行UMTS室內覆蓋。這些地區對業務的推廣和用戶滿意度至關重要

　　● 在初期不采用基于負荷或業務分類的UMTS/GSM移動性管理,這種策略會人為的增加切換的可能性,其負面效益會大于預期的結果。

　　
摘自　網絡通信產品商貿網

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