X与EVDO互操作探讨.doc

1X与EVDO互操作探讨目 录1互操作定义及解决方案21.1混合终端解决方案（协议A.S0008-0）21.2交叉寻呼（IWS）解决方案（协议A.S0008-A V2.0）31.3VCC（语音连续性）解决方案41.4三种方案对比42混合终端互操作方案的实现52.1互操作实现的基础和原则52.2开机选网52.3四个典型场景下两网间互操作切换62.3.1休眠状态的分组数据会话从DO到1x的切换62.3.2休眠状态的分组数据会话从1x到DO的切换82.3.3DO分组数据会话激活期间与1x的切换82.3.41x分组数据会话激活期间与DO的切换102.4混合终端方案的互操作能力103互操作总结111X与EVDO互操作探讨摘要：本文介绍了在CDMA2000-1X与EVDO共网下，实现两网间互操作的3种方案，重点对目前现网中成功应用的混合终端方案进行详细的探讨和介绍。关键词：CDMA2000-1X与EVDO网络 互操作 混合终端。 在EV-DO建网初期，按照网络发展策略，在原来CDMA2000-1X网络基础上，重点地区按1：1比例将1x基站升级到EVDO-rev.A。因此，在2G与3G网络同时存在时，通过在两网的重叠区以及覆盖边缘区进行网络间互操作，实现两网协调配合，为用户提供更好的业务体验和更高的服务质量将成为中国电信在网络运营中重点考虑的问题。本文将介绍3种行业内提出实现互操作的方案，并重点对目前较成熟，且在现网中应用的混合终端方案进行详细的探讨和介绍。1 互操作定义及解决方案1x与EV-DO互操作就是在2G、3G网络共存区域，从技术上需要解决两个网络协调配合，即2G和3G网络间寻呼、切换、以及业务连续性等问题。围绕这些问题，产生了3种互操作解决方案：混合终端、交叉寻呼和VCC（语音业务连续性）。这些方案均被高通写进了无线接入网规范中，但目前仅有混合终端方案得到了成熟的应用，其它方案由于需要对现网进行一定调整改动，因此，应用较少。1.1 混合终端解决方案（协议A.S0008-0） 图1.1-1：A.S00080中互操作解决方案的网络架构(混合终端方案)在混合终端模式下，网络侧不需要做任何软硬件的改动和调整，在互切换过程中终端起主导作用。终端开机后先在1x系统初始化并进入待机状态，再寻找到EV-DO网络，然后进入双空闲状态。至此，混合终端开始了周期交替监听两网中的1x寻呼信道和DO控制信道。当终端待机在DO 网络时，且处于DO active 态时，会周期监听1x寻呼信道，而待机在idle态时，会双网定时切换监听；在处于1x active 态时，不会监听DO网络。 图1.2-2：双模终端互操作方案示意图还有一种还有一种双模手机具有2个接收机，实现1x-DO的双接收模式。其中一个周期监听1x 寻呼，其它时候则作为接收分集使用。从而实现使DO业务不会被打断，大大提高实时数据业务的用户感受。 图1.3-3：双接收模式互操作示意图混合终端模式的优点是网络和终端侧实现简单，不需要对cdma2000-1x现网进行调整；缺点是影响数据业务的吞吐量和实时业务如VT（可视电话）、VoIP的用户感受，且较为耗费终端的电池。目前市场上的EV-DO手机基本都支持混合终端模式。采用双接收机终端进行互操作，同样不需要对cdma2000-1x现网进行调整，方案简单，可以大量节省建网成本。双接收机不足之处在于终端价格比较高，且待机时间短、耗电比较大。目前此类手机终端比较少，部分数据上网卡采用双天线提升速率。1.2 交叉寻呼（IWS）解决方案（协议A.S0008-A V2.0） 1.2-1：A.S0008A V2.0中互操作解决方案的网络架构（IWS）A.S0008-A V2.0 中在1xEV-DO Rev.A网络中增加了与MSC的A1/A1p接口，而且在AN内部增加了IWS(Interworking Solution)和SC/MM(Session Control and Mobility Management)模块。这样1X的寻呼消息可以转发到DO的AN，实现在EV-DO的空中接口上承载1X的寻呼消息，实现激活态切换和收发1X短消息，通过DO的AN进行1X的位置登记（上报的是1X的导频），实现无缝互操作。1.3 VCC（语音连续性）解决方案 1.3-1 A.S0008B V1.0中互操作解决方案的网络架构VCC方案在无线接入网中增加了A21接口，IMS核心网侧增加VCC AS功能实体，因此，要求现网1x设备升级，EV-DO网络也要部署IMS核心网。VCC方案实现了DO网的VoIP/VT业务与1x 电路域语音呼叫相互转换，满足EV-DO朝全业务网络演进的要求，使业务的连续性和继承性得到很好的保证，架构上能够比较完善地解决EV-DO与1x互操作的问题。1.4 三种方案对比互操作方案混合终端解决方案交叉寻呼解决方案VCC解决方案混合终端双接收机IWSVOIP/VT 与1X语音切换终端耗电高高低低EV-DO网络进行1x登记不支持不支持支持支持EVDO网络接收1x寻呼支持，但对吞吐量和实施业务有影响支持，不影响业务使用支持支持，将电路域语音转换成分组域VOIP语音1x网络进行EV-DO登记不支持不支持不支持支持1x网络接收EVDO寻呼不支持不支持支持支持，将分组域VOIP语音转换成电路域语音EV-DO网络下收发短信息不支持，终端回到1x网络收发短信不支持，终端回到1x网络收发短信支持支持对现网影响无无需调整需调整产品情况成熟，所有终端支持终端少，价格贵未有未有，应用前景好2 混合终端互操作方案的实现2.1 互操作实现的基础和原则在混合终端方案下，为了更好实现2G与3G网络的互操作，需要终端侧和网络侧遵循以下的几点基础和原则：1）本方案由终端自行判断完成互操作，起主导作用；2）在1xEV-DO与1X两网的重叠覆盖区，数据业务优选在DO网络开展，语音业务优选在1X网络开展；3）混合终端在1X网络和DO网络，应该具有相同的标识（IMSI），实现R-P会话在两网之间的切换，保证PPP链路连续性；4）空闲或休眠状态下，混合终端同时监听DO/1X的寻呼和系统消息；当混合终端处于1X网络中的数据业务Active状态时不监听DO的寻呼信道；当处于DO网络中的数据业务Active状态时需要周期性监听1X网络的语音寻呼；5）在混合覆盖区边缘，混合终端只支持1xEV-DO 与1X 两网之间的休眠切换；如果分组数据会话处于激活态，必须先转移到休眠态，然后发起两网之间的休眠切换，最后在目标网络中激活分组数据会话，从而完成两网之间的激活切换。2.2 开机选网 图2.2-1 混合终端开机选网状态转移混合终端开机选网过程及各阶段终端状态：1) 混合终端先搜索并捕获CDMA2000 1x 网络，进入CDMA2000 1x 空闲状态。2) 然后根据系统选择算法（hash），搜索和捕获EVDO 网络，随后进入EVDO 空闲状态。3) 若混合终端此时发起EVDO 分组数据呼叫、收到EVDO 系统寻呼消息或其他需要作出响应的控制信道消息，则混合终端开始接入系统，并建立业务连接。4) 在EVDO 休眠态和激活态，若混合终端发起CDMA2000 1x 呼叫、收到CDMA2000 1x 系统寻呼消息或其他需要响应的公共信道消息，则混合终端立即中止当前在EVDO 网络的处理，转而接入到CDMA2000 1x 网络。5) 在接入EVDO 系统期间，混合终端不监听CDMA2000 1x 系统寻呼消息或开销消息；当混合终端发起CDMA2000 1x 呼叫时，混合终端将切换到CDMA2000 1x 网络，开始接入过程。6) 在CDMA2000 1x 分组数据会话的激活态或在CDMA2000 1x 通话期间，混合终端不搜索EVDO 网络。 2.3 四个典型场景下两网间互操作切换混合终端除了在空闲态周期交替监听两网的寻呼外，当在激活态和休眠态下，混合终端将根据两网络信号变化情况进行互操作切换，具体包括有下述4个典型场景：1. 休眠状态的分组数据会话从DO 到1x 的切换；2. 休眠状态的分组数据会话从1x 到DO 的切换；3. DO分组数据会话激活期间与1x的切换； 4.1x分组数据会话激活期间与DO的切换。2.3.1 休眠状态的分组数据会话从DO到1x的切换 Dormant状态下从EVDO切换到1X的触发条件是：1、AT丢失了EVDO系统；2、AT在EVDO系统尝试建立连接失败，会转到1X系统进行呼叫尝试。3、到达EVDO 覆盖边缘且CDMA2000 1x信号强度足够时（大于-15dBm） 2.3.1-1休眠状态的分组数据会话从DO到1x的切换具体切换过程如下：a.当混合终端开始向1x 系统切换时，MS/AT 向目标BS/PCF 发Ogigination 消息，将DRS 字段置0，并要求对方回层二证实。上述消息由空口的接入信道发送给目标BS/PCF；b. 基站对起呼消息进行确认应答；c. 目标PCF 向PDSN 发送A11 注册请求消息，请求建立A10 连接，该消息的PANID 字段取值为起呼消息上传的ANID；d. PDSN 建立A10 连接，通过A11 注册应答消息进行确认。至此，完成从EVDO 向CDMA2000 1x 的休眠切换；e. PDSN 向源PCF 发送A11 注册更新消息，初始化A10 连接释放；f. 源PCF 用注册更新应答消息确认；g. 源PCF 向PDSN 发送A11 注册请求消息，置Lifetime=0，请求释放A10连接；h. PDSN 返回A11 注册应答消息，确认释放A10 连接。2.3.2 休眠状态的分组数据会话从1x到DO的切换 图2.3.2-1：休眠状态的分组数据会话从1x到DO的切换（已建立EVDO 空口会话）在CDMA2000 1x 分组数据会话的休眠态，都会先进行1X信号搜索，然后进行关联DO系统搜索，要求从CDMA2000 1x 网络切换到EVDO 网络。假设混合终端之前已经在EVDO 网络注册过，具体切换步骤如下：a. 位置更新操作指示AT进行AN 的更新；b目标AN发送A9连接建立消息，请求建立A8连接(启动TA8-setup定时器)；c目标PCF向PDSN 发送A11 注册请求消息，请求建立A10 连接；d. PDSN 返回A11 注册应答消息，确认建立与目标PCF 的A10 连接；ePDSN 向源PCF 发送A11 注册更新消息，初始化与源PCF 的A10 连接释放；f. 源PCF 返回注册更新应答消息；g. 目标PCF 向PDSN 发送A11 注册请求消息，置Lifetime0,请求PDSN 释放A10 连接;h. PDSN 发送A11 注册应答消息，关闭与源PCF 的A10 连接；i. 目标PCF 向目标AN 发送A9 连接释放完成消息，拆除A8 连接（关闭TA8-setup定时器）。备注：1）如果跨越了HRPD 移动边界，目标AN 会收到源AN 通过A13 接口发送来的HRPD 会话信息 ；2）假设混合终端事先未在EV_DO网络中建立会话，则需重新按照DO接入流程进行会话建立。2.3.3 DO分组数据会话激活期间与1x的切换DO 分组数据会话激活期间接到MS/AT的互操作要求，DO将立即进入休眠状态（释放A8/A9口），在10钟内如果1x通话完成，则DO自动恢复到激活态，否则PDSN侧将发起断开PPP连接命令（释放A10/11口）。分组数据会话激活期间期间DO与1x互操作包括以下两种方式：1）DO 分组数据会话激活期间MS/AT 语音呼叫；2）分组数据会话激活期间从DO到1x的切换。这两种切换的触发条件分别如下：1）有来自1X 的寻呼；2）DO激活集导频强度和-7dB 大于4s 且1x 导频强度大于T_Add（-13dBm）；1、DO 分组数据会话激活期间MS/AT 语音呼叫混合终端在与EVDO 网络进行数据通信时，会周期性的切换到CDMA20001x 网络，监听其前向公共信道，以接收CDMA2000 1x 话音寻呼消息。如果终端接收到语音寻呼，则挂起DO 的数据业务转到1x 进行语音呼叫，语音结束后再回到DO 网络继续数据传输。 图2.3.3-1：DO 分组数据会话激活期间期间的语音被叫a. MS/AT 处于激活HRPD 分组数据会话状态；b. CDMA2000 1x 基站通过寻呼信道发送包含MS/AT 地址信息的寻呼消息，AT 收到该消息后，若用户决定继续HRPD 会话，则MS/AT 保持现状，若用户决定进行切换到1x 系统，则进行下列步骤；c. MS/AT 停止与AN 之间的通信，AN 没有收到任何MS/AT 的信息后确定连接已经丢失；dg. 源PCF 发起停止计费；h. MS/AT 向BS 发送寻呼响应消息 ；i. BS 建立业务信道；j. BS 向MS/AT 发送振铃消息；k. MS/AT 响应呼叫时，会发送一条连接次序消息；l. 如果终端及1x 系统支持并发业务，并且MS/AT 选择切换到1x 的分组数据系统，则MS/AT 启动与1x 系统之间的并发分组数据业务，否则结束呼叫流程；mp. 源BS/PCF 与PDSN 建立A10 连接；.q. 此时，分组数据会话成功地从HRPD 系统转换到1x 系统；ru. 如果1x-PCF 和DO-PCF 不是同一个物理网元，则PDSN 发起与DO-PCF 之间A10 连接的终止。2、分组数据会话激活期间从DO到1x的切换混合终端不支持EVDO 直接向CDMA2000 1x 的激活切换。在EVDO 激活态，当混合终端离开EVDO 网络或EVDO 信号较弱且CDMA2000 1x 信号较强时，混合终端在搜索到CDMA2000 1x 网络时，立即先转移到EVDO 休眠态，然后发起向CDMA2000 1x的休眠切换，最后在CDMA2000 1x网络上建立分组数据会话（即空闲态下DO与1x的切换）。2.3.4 1x分组数据会话激活期间与DO的切换混合终端不支持CDMA2000 1x 直接向EVDO的激活切换。在CDMA2000 1x激活态，当混合终端离开CDMA2000 1x 网络或CDMA2000 1x 信号较弱且EVDO信号较强，混合终端先转移到CDMA2000 1x休眠态，然后发起向EVDO 的休眠切换，最后在EVDO 网络上建立分组数据会话（即空闲态下1x与DO的切换）。2.4 混合终端方案的互操作能力 经过前面全面探讨及介绍后，现对混合终端互操作能力进行小结如下：类别测试项能力业务影响备注网络间切换休眠态下EVOD网切换至1x网络OK-触发条件： 1）AT丢失了EVDO系统 2）AT在EVDO系统尝试建立连接失败，会转到1X系统进行呼叫尝试 3）到达EVDO 覆盖边缘且CDMA2000 1x信号强度足