TD-SCDMA与GSM网络间Iur-g接口的应用与技术研究

 1 技术基本原理

中移动G/T融合组网，经G/T切换简化成BSC/RNC内部切换，BSC和RNC直接交互信令，CN和RNC连接不变，对核心网透明，Iur-g承载信令面。通过Iur-g接口实现T→G切换流程优化，缩短切换时延，进而提升网络性能。

1.1　Iur-g接口位置(见图1)

图1　Iur-g接口位置图

1.2　IIur-g基本原理(见图2)

图2　IIur-g基本原理图

1.3　Iur-g接口物理层和传输层

物理层：Iur-g接口只支持IP传输(FE/GE)。

传输层：Iur-g控制面通过SCCP/M3UA/SCTP/IP进行承载。接口控制面协议栈如图3所示。

图3　Iur-g接口控制面协议栈

Iur-g用户面传输承载，Iur-g不承载用户面。

1.4　Iur-g特性流程

IIur-g切换流程是在标准2G/3G切换流程基础上新增无线资源预留流程，由RNC与BSC直接交互，提前完成原本需要核心网转发的资源预留过程。为保持与核心网的兼容，原有的重定位流程正常进行。具体流程如图4所示。

图4　Iur-g切换流程

通过以上流程交互，可以实现3G RNC向2G BSC的小区容量和负荷的查询和BSC针对查询的响应，避免因为目标小区拥塞导致的盲目切换。

流程说明：

(1)RNC收到UE的测量报告，结合GSM邻区的小区容量和负荷信息，确定向某个邻接的GSM小区进行切换。

(2)RNC为此UE申请Iur-g接口的SCCP链路，并向BSC发送ENHANCED RELOCATION RESOURCE REQUEST请求，请求为本UE预留资源。

(3)BSC接收到ENHANCED RELOCATION RESOURCE REQUEST请求后，为UE分配D-RNTI，根据请求的Speech Version类型预留无线资源，并给RNC发送ENHANCED RELOCATION RESOURCE RESPONSE，同时作为可选方式，响应消息中可以携带2G小区的容量和负荷信息;特殊说明，当RNC无法获得该切换UE的Speech Version信息时(例如UE首先进行系统内跨RNC切换后又需进行系统间切换)，考虑到双模终端在GSM模式下都支持FR语音编码，此时RNC应直接将该字段填写为FR(对应Speech version indication编码为0000)，以保证资源成功预留。

(4)RNC接收到ENHANCED RELOCATION RESOURCE RESPONSE消息后，把相关资源通过空口消息Handover From Utran Command发送给UE，同时向CN发送Relocation Required消息，在消息的Old BSS to New BSS Information中添加D-RNTI信息。

(5)CN接收到Relocation Required 消息后，向BSC发送Handover Request消息。BSC完成A口资源的建立，并且根据Old BSS to New BSS Information 中D-RNTI信息与预留的空口无线资源关联，向CN发送Handover Request Ack消息。

(6)CN接收到BSC的Handover Request Ack，向RNC发送Relocation Command消息，RNC收到Relocation Command后，通过IIur-g接口向BSC发送Relocation Commit消息。

(7)BSC收到UE的Handover Access时，若已接收到Relocation Commit，则向CN回复Handover Detect，否则等待Relocation Commit达到后，再回复Handover Detect。

(8)BSC接收到UE的Handover Complete，向CN发送Handover Complete消息，CN接收到消息后，向RNC发送Iu Release Command消息。

(9)RNC完成UTRAN资源的释放，同时释放IURG接口的SCCP链路。向CN回应Iu Release Complete消息，流程结束。

2　技术优势与应用

2.1　应用场景

IIur-g特性适用于各种2G3G互操作场景，并优化了相应流程。尤其对于3G信号快衰落区域，改善效果更加明显。利用Iur-g接口可以实现RNC和BSC之间的信息交互、资源预留切换(G-TD互操作)等功能。GTD之间单向交换负荷信息，GSM向TD RNC传递负荷信息供TD RNC进行负载均衡，可支持立即上报、周期、事件方式上报负载信息，立即上报、修改上报容量信息。

2.2　技术优势

2.2.1　切换时延改善

从开启和关闭IIur-g功能整体切换时延对比看，整个切换过程减少的时延很少。参考实际测试结果(见图5)。

图5　开启和关闭IIur-g功能整体切换时延对比

由于不同厂家2G/3G设备和不同终端的配合原因，造成系统间切换整体时延改善程度不明显。经过系统的优化一般可以将切换时间减少到原来用时的60%左右。

2.2.2　切换KPI改善

图6为实验局实测开启和关闭IIur-g功能情况下的切换准备成功率对比。

图6　开启和关闭IIur-g功能情况下的切换准备成功率对比

Iur-g功能可以提高资源准备成功率，是因为首先通过IIur-g口可以获得GSM邻区的负荷情况，从而可以选择更优的GSM邻区进行切换;其次资源准备请求直接通过IIur-g口进行，而减少了通过核心网的流程。但如果GSM邻区的负荷在单位测量周期内发生了较大变化，使得RNC从上一单位测量周期获取的公共测量报告结果已经无法真实描述GSM邻区的当前负荷情况，在这种情况下，根据上次的公共测量报告发起IIur-g口的无线资源请求，GSM小区有可能无法分配有效资源，从而造成切换过程中的资源准备失败，但这种情况是比较少的，而且这种情况的失败也可以通过进一步设置合理的公共测量周期或者Event-E门限来进行优化。另外，当TD所有邻接GSM小区负荷都很高时，无论Iur-g功能是否启用，资源准备失败无法完全避免。

从数据统计中可知，在开启Iur-g功能后，各种场景下切换成功率均有提升，普通场景切换成功率提升0.91%，快衰落场景切换成功率提升1.05%，2G高负荷场景切换成功率提升0.56%，高速场景切换成功提升0.95%。Iur-g功能的主要作用在于加快切换速度，切换速度的加快会有效改善在23G切换过程中出现无线信号波动较大的情况(如建筑物遮挡、高速行驶和多径效应等)出现的切换失败。

2.2.3　Iur-g优势小结

(1)切换成功率按全网和小区来考察都有一定提升。Iur-g功能开启后，系统间切换成功率都能达到99%以上。

(2)从指标观测来看，Iur-g开启，设备运行稳定正常。对于现网TD-SCDMA和GSM网络各自的接通率、寻呼成功率、拥塞率等没有影响。

(3)由于切换过程加快，同时切换成功率提升，致使掉话率还略有降低。

(4)从统计上看，Iur-g开启后Iu口准备失败次数降低。

IIur-g功能开启后由于大幅缩短了切换准备时间，因此可以有效对抗在切换准备过程中无线环境的急剧恶化而带来的切换失败，提升切换成功率，同时改善用户体验。

IIur-g功能开启的情况下，RNC侧可以通过IIur-g口获取到GSM邻区的小区容量和负荷信息，可以尽量避免由于GSM侧资源不足导致的切换准备失败，但由于现网中系统间切换Iu口资源准备成功率已经较高，因此开启前后切换准备成功率变化不是很明显。但从系统间切换时选择的目标2G小区上可以看出，IIur-g功能开启后会目标小区更加合理。

整体上，在不同的场景下，不同的芯片平台，切换成功均有较明显提升。