LTE与2G/3G网络融合部署策略探究

3GPP WCDMA是第三代移动通信系统主流技术，在全世界有着成功的商用。在不改变系统网络结构的前提下，通过引入64QAM、MIMO、DualCell技术，系统可以演进到HSPA+，最高支持84Mbit/s速率。LTE是3GPP R8技术，以OFDM为核心的宽带无线多媒体网络，其上、下行峰值速率分别达到50、100Mbit/s。据GSA统计，LTE技术已经超越当年的HSPA，创下了新技术商用部署速度的新记录；截至2011年10月12日，已有21个国家或地区的35个LTE网络投入商用。

LTE的商用进程虽然迅速，但目前LTE尚不能满足所有运营商的特定需求，需要继续完善以支持多种应用。近期看，采用在HSPA基础上引入HSPA+的平滑演进措施，可以在网络改造投入和网络效能之间寻求最佳平衡点，以最小代价逼近LTE水平；长远看，HSPA+最终不能替代LTE。就技术而言，LTE采用的多载波技术OFDM，相对于HSPA沿用的WCDMA的单载波直序扩频技术有着天生的优点，特别是在对大的系统带宽支持上(超过10M频率带宽条件下)，WCDMA技术的MIMO、信道均衡、多用户检测、多径衰落均衡以及终端设计都很复杂。

1 数据业务的互操作

LTE与2G/3G数据互操作，要求开机优选LTE，移出LTE覆盖区后，优先在WCDMA网络驻留/继续业务，若无WCDMA网络则选择2G网络，终端一旦重新检测到LTE覆盖，则返回LTE；具体实现包括终端选择与网络侧控制2种方案。

1.1 UE自主选择网络的数据切换

对于运营商而言，最简单的切换方式是同时维护2张网络，现网业务还保持在现有的2G/3G网络上，新的高带宽业务由LTE网络提供。2张网独立运营和维护，由新的2G/3G/LTE多模终端决定选择哪张网来提供所需的业务。每张网有自己独立的IP地址规划。当终端检测到一个更为合适的网络时，就主动脱离现有网络，注册到新的网络里来，建立新的会话来获得更好的服务。但这种脱离原网、重新注册进新网的切换方式会带来几十秒的业务中断时间，带给用户不好的业务体验。

终端自主选择网络的切换方式最简单，易于实施，但切换中IP连接在原网络里被断掉，切换完成后再在目标网络里重建，业务中断时间较长，用户体验比较差。这种方式一般在试验网里使用。

1.2 网络侧控制的数据切换

为了更好地保持业务的连续性、降低业务中断时间、提升用户体验，3GPP定义了几种由网络侧控制的切换机制：小区重选、重定向、PS切换和NACC。运营商可以基于自己的基础网络情况和网络演进策略作出不同的选择。图1示出的是LTE/3G/2G系统间重选、切换状态转移示意图。

1.2.1 小区重选

基站侧指导终端对服务小区和邻小区频点进行测量，配置切换触发门限；终端根据测量结果，自行决定是否重选进新的小区驻留。之后发起TAU或者RAU位置更新流程，注册到网络里来。如果终端频繁在LTE覆盖边缘移动，会产生大量位置更新信令，给系统设备带来极大的信令负荷，造成空口资源消耗。为了减少这种位置更新信令，3GPP引入了ISR(减少空闲模式的信令)的方案，将相邻的2G/3G的路由区和EPS的跟踪区设定为等效区，让终端在2个网络进行双注册，这样终端在这2个系统边界徘徊时，就不再需要发起注册及位置更新流程。

对于空闲状态的终端，为了确保业务发起时有合适可用的网络，终端需要通过小区重选的方式选择合适的网络进行驻留。

对于连接状态的终端，终端在移出LTE覆盖时为了保证业务不中断或者终端进入LTE覆盖时为了获得更好的服务，终端需要完成不同接入系统之间的切换。基站侧(eNB、RNC、BSC)指导终端对服务小区和邻小区们进行测量，设定测量上报事件触发条件；终端根据基站侧指示对本小区和邻小区进行测量，当上报事件触发条件满足时，终端向基站侧发送测量报告。主服务小区的改变可通过重定向、网络辅助小区重选NACC、PS切换来完成。

1.2.2 重定向

如果终端和网络不支持Inter-RAT的PS切换或者NACC，基站侧根据测量报告指示终端选择新的小区。重定向机制的业务中断时间相对较长(2~6s)，因为终端需要先向目标小区获取系统信息。

1.2.3 网络辅助小区重选NACC

NACC只应用于从LTE到GERAN的切换，在网络或终端不支持PS切换的情况下，用以尽量减少业务切换到GERAN目标小区的时延。EUTRAN通过MME和SGSN之间的交互获得目标小区的系统信息，并把系统信息提供给终端，这样终端就可以更快接入到目标小区恢复业务承载。在不支持PS切换的情况下，NACC能更好地支持一些对时延和丢包率比较敏感的基于TCP的业务。NACC机制的业务中断时间相对较快(500ms~2s)。

1.2.4 PS切换

PS切换的优点是中断时间较快(500ms~1s)。网络侧根据终端测量报告作出切换判决，并在发起实际切换前帮助终端