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CDMA与LTE数据互操作的切换方案的讨论与分析

时间:02-29 来源:3721RD 点击:

前言

  由于技术产业链和业务发展的诸多因素,目前全球主要移动运营商先后提出了向LTE长期演进的发展方向,尤其是原CDMA阵营的主要运营商也都放弃CDMA技术的长期演进路线,选择了LTE。高通公司也宣布放弃UMB技术,而转向LTE。

  目前,全球CDMA网络运营商都在积极研究CDMA网络演进到LTE的方案与策略,各种演进方案都还在研究与讨论中,3GPP/3GPP2等标准化机构也已经开始了相应技术标准的研究与讨论。目前,在国际标准中讨论的热点是CDMA/LTE语音互操作方案和CDMA/LTE数据互操作方案,其中数据互操作主要有优化切换和非优化切换两种方案。

  现有的CDMA/LTE数据互操作方案主要基于3GPP TS23.402提出的网络架构,需要将CDMA HRPD无线网络升级为eHRPD网络,并将eHRPD网络接入到EPC核心网。

  3GPP和3GPP2对E-UTRAN和eHRPD的切换机制都有相应的规范定义。3GPP定义的切换总体方案是在规范TS23.402中,规范中定义了E-UTRAN和eHRPD的双向切换,包括E-UTRAN到eHRPD的激活态切换和空闲态切换,以及eHRPD到E-UTRAN的激活态切换和空闲态切换。

  3GPP2的规范主要也是基于3GPP所定义的互操作架构,对于CDMA网络中需要修改的内容主要在C.S0087、A.S0022和 X.S0057中。其中C.S0087主要定义了eHRPD与E-UTRAN互操作中空中接口部分的内容,A.S0022主要定义了eHRPD与E- UTRAN互操作中A接口部分的内容,X.S0057主要定义了eHRPD与E-UTRAN互操作中核心网部分的内容。本文主要讨论C.S0087中空中接口技术方案。

  优化切换

  优化切换流程

  为了实现CDMA/LTE之间优化切换方案,在HRPD空口协议连接层内增加一个新协议层SAP(Signaling AdaptaTIon Protocol信令适配层)。当eAT/UE处于隧道模式时,eAT/UE侧eHRPD信令通过SAP路由至LTE-eHRPD隧道,具体协议栈结构如下图所示。

图1 CDMA/ LTE优化切换空口协议栈结构

  从上图可以看出,如果eAT/UE驻留在eHRPD网络中,则空口协议仍然按照原有的空口协议来处理,即为上图红线框里的协议栈。如果eAT/UE 驻留在LTE网络中,需要切换到eHRPD网络时,需要提前通过E-UTRAN空口协商eHRPD连接参数与会话参数,这时eAT/UE就需要通过E- UTRAN空口将信令传送到eNB,再到MME,从MME通过S101接口接到eHRPD网络,进行参数协商,这个工作模式称为隧道模式。具体的切换流程主要有3个步骤,如下图所示:

图2 CDMA/ LTE优化切换主要过程

  CDMA/LTE优化切换的主要过程:

  预注册过程

  预注册过程就是终端在E-UTRAN区域内将eHRPD注册过程(UATI申请,会话配置协商等)通过LTE-eHRPD之间的隧道提前完成,这样就缩短了LTE-eHRPD的切换时间,满足实时业务的切换时延要求。预注册在空中接口中的主要过程有:

  ◆ eAT/UE移动到E-UTRAN预注册区域(PreRegistration Zone)时,OMP公共参数PreregistrationAllowed = 1,发起预注册过程;

  ◆ eAT/UE建立到eHRPD网络的隧道,eAT/UE通过信令隧道与eHRPD网络进行UATI的分配,协议参数的配置协商,建立会话。

  上述预注册过程中,需要说明的是,OMP是eHRPD的广播信息,eAT/UE要去侦听的前提是终端已经被LTE网络决定做eHRPD网络的预注册,这样终端才会去侦听OMP消息,当然OMP消息是通过隧道S101接口传递到LTE网络,并通过E-UTRAN空口下发给eAT/UE。

  eAT/UE通过E-UTRAN空口消息可以获得的eHRPD网络参数主要有:eHRPD网络系统时间,搜索窗,邻区频段、PN等。3GPP定义了预注册区域,当eAT/UE在不同的预注册区之间移动时,需要重新分配UATI。

  切换准备过程

  切换准备过程的信令流程如下图所示:

图3 CDMA/ LTE优化切换准备过程

eAT/UE中的E-UTRAN协议根据LTE空口下发的测量门限决定是否发起或停止eHRPD测量;
  ◆ eHRPD空口协议设置HRPDMeasEnabled参数,并根据该参数值判断是否进行eHRPD导频测量;

  ◆ E-UTRAN协议根据测量结果决定是否进行切换。

切换执行过程

  对于CDMA/LTE切换主要涉及到两种状态的切换,一种是激活态的切换(AcTIve Handoff),一种是空闲态的切换(Idle Handoff)。

  激活态切换

  当eAT/UE在LTE网络中处于业务连接状态下,并且E-UTRAN决定让eAT/UE切换到eHRPD网络时,eAT/UE经过切换准备过程之后,将进行激活态切换,具体切换操作主要包括:

  a) eAT/UE通过隧道发送连接请求(Connection Request)给eHRPD网络,并附带路由更新消息(RUM);

  b) eHRPD通过隧道发送业务信道分配消息(TCA)给eAT/UE,并提供初始功率基准(HRPDOpenLoopParams消息)和反向信道静默时间参数(HRPDSilencePeriodParams消息)给eAT/UE;

c) eAT/UE使用eHRPD

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