移动通信走向“四世同堂”——LTE网络互操作策略浅析

操作背景及需求

　　由于本文涉及系统互操作，有必要先对各制式系统侧的惯用名称做一对应介绍：LTE对应E-UTRAN，UMTS和HSPA对应UTRAN，GSM和EDGE对应GERAN，CDMA对应1xRTT，其演进至3G标准的CDMA2000则对应HRPD。

　　LTE作为新建系统，如何做到与现有网络优势互补呢？中兴通讯是一家全球领先的通信设备商，也是近年全球增速迅猛的通信解决方案提供商，我们以其解决方案为依托，介绍LTE的部署方案以及系统间互操作策略。

　　如图1所示， LTE拥有支持高速数据业务、大吞吐率和高用户容量的优势，但也面临着可用频谱资源频段过高，暂时不支持语音业务的不利局面。E-UTRAN可能在相当长的一段时间内，将只是作为核心商务区的连续覆盖，因为该区具有人口密度大，高速业务需求高的特点，而核心商务区的面积相对全覆盖，所需基站数量较少，语音业务可以由现存 GERAN或UTRAN支撑。根据同样的原理，UTRAN用于城区覆盖，GERAN的频点最低，全覆盖所需成本也是最低的。这种网络部署策略与各制式网络的特点和局限高度匹配，真正做到了扬长避短，优势互补。

　　LTE系统间互操作策略

　　在新网建设中，既要保证新引入技术可以切实提高用户体验，又要考虑现网用户业务的连续性和新系统的引入给原系统所带来的影响，同时还需要考虑LTE产业链的发展情况。在LTE网络部署的不同阶段，系统间互操作的策略分别如下：

　　●测试与小规模商用

　　任何一种新制式网络在商用之前都必须做充分的测试，目前LTE实验局遍布全球，即将拉开高速增长期的序幕。全球领先的主流运营商选择在某些大城市的核心商务区和其他热点地区引入E-UTRAN，该阶段主要为室内静态应用场景，绝大部分商用终端以数据卡形式出现，主要业务为互联网宽带接入。综上可知，此阶段对系统间互操作需求较小，此时系统通过小区重选和重定向功能来支持用户的移动性需求。

　　●逐步扩大范围

　　随着无线宽带业务的进一步发展，网络用户逐步增加，E-UTRAN覆盖范围将逐步扩充，该阶段LTE应支持语音功能，但仍以数据业务为主，终端日渐丰富，业务覆盖人口小于40%，对数据业务的系统间互操作有强烈需求。此时应考虑支持数据业务的移动性功能，包括eNB内/间切换、E-UTRAN与 UTRAN/GERAN间的分组域切换等等。

　　●大规模商用

　　随着产业链的成熟和需求的增长，E-UTRAN终将大规模部署，覆盖城市的全部区域和其他大部分区域。该阶段要求网络完全支持语音呼叫业务，LTE手机成为主要终端形态，业务覆盖人口大于70%，对语音业务和数据业务的系统间互操作有强烈需求。此时应考虑支持语音业务移动性功能。

　　网络升级策略

　　以上是针对多制式网络共存问题的LTE部署策略，但正如前文所述，系统的后向兼容是很困难的，要实现系统间互操作的硬件支持，需要升级 UTRAN/GERAN设备使之全面支持3GPP R8协议乃至后续版本，但硬件升级意味着新增成本压力以及对现网稳定性的影响。所以具体采取何种方式需要根据运营商具体情况定制解决方案。以RAN侧为立足点，中兴通讯提供几种典型方式供运营商参考：

　　●UTRAN/GERAN设备不升级

　　由于种种原因，运营商不具备网络升级条件，此时eNB设备支持前向兼容，随着LTE的部署，系统支持从E-UTRAN到UTRAN/GERAN 的小区重选、重定向、数据及语音的单向切换；由UTRAN/GERAN到E-UTRAN只支持小区重选，而且时间较长，影响用户的业务体验。

　　●UTRAN/GERAN设备全面升级

　　现网设备全面升级支持R8协议，小区重选、重定向、数据切换均可以在多制式网络中灵活实现。这需要在2G/3G的系统设备中增加广播信息、重定向（包含测量配置）及系统间切换功能。

　　●UTRAN/GERAN设备少量升级

　　运营商对现网进行选择性升级，使之支持部分R8协议功能，这样可以实现E-UTRAN和UTRAN/GERAN之间的小区重选、重定向，以及数据和语音业务的单向切换。和方案2相比，现网只需增加广播信息和重定向功能，这样在同时覆盖多种RAN的区域，LTE拥有最高的优先级，用户将优先驻留于 E-UTRAN。这种方案是在性能和投入成本之间选取的折衷方案。

　　语音业务策略

关于语音业务，上文已有介绍，但是由于现阶段的LTE语音协议刚刚冻结，E-UTRAN对语音业务的支撑力度不够，以手机形式出现的LTE终端近期也无法投入商用，所以在未来的一段时间内仍然需要UTRAN/GERAN继续支撑语音业务。所以现存的系统间语音切换，只包括由E-UTRAN向 UTRAN/GERAN的单向切换，目前的互操作策略包括SRVCC（Single Radio Voice Call Continuity）和CSFB（Circuit Switched FallBack）策略等。前者是基于IMS的系统间语音切换解决方案，旨在保证移动用户语音业务的