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据InformaTelecoms统计，截至2005年8月底，全球GSM网用户已达到15亿，再过3年半的时间，全球GSM用户可增长到20亿。3G网用户也在快速增长，到2005年底为止，全球用户已达2.2亿。对传统2G移动网运营商来说，3G/2G系统间的互操作规划将对今后2G网用户规模的保持及3G网用户的增长起到关键作用。
1、互操作规划的必要性
对于3G新网络运营商，可以新建一个单一的3G无线网络。但是，对于传统2G网络运营商而言，覆盖范围广泛的网络、庞大的用户群对于3G网络来说既是优势也是限制因素。2G网络运营商既要保持其原有网络的覆盖及用户优势，又要引入3G技术，这必然会产生两种系统的相互影响。
3G/2G网络系统间的相互影响主要表现在以下方面：
（1）无线接入网络：主要是2G/3G网络间的漫游、切换等方面。
（2）业务网络：主要是智能网、业务平台、业务管理平台等。
3G建网初期，网络很难实现全国范围良好的连续覆盖，如何利用比较成熟稳定的2G网络，确保3G业务的连续性?建网中后期，如何处理大量2G用户?3G网络负荷较高时，如何利用同覆盖的2G网络?因此，要充分利用2G网络资源进行3G网络建设，减少成本、节约资源，才可极大地促进用户满意度的提高，大大提高3G网络的建设速度，使2G和3G网络协调发展，达到网络综合收益的最大化。
2、互操作规划的指导原则
3G/2G系统间互操作功能的引入是因为：在3G建设初期，3G网络难以做到全国覆盖，但是3G的业务要很好地推广和实现必须在服务区内达到成片连续覆盖，而有必要利用系统间互操作功能（如切换、漫游等）保证用户业务的连续性和可获得性。同时，在3G建设中后期，随着3G网络相对2G网络吸收话务量的增加，在一些高话务的服务区内3G网络难以承受所有的话务和业务量，有必要利用系统间互操作功能（如切换、漫游等）使2G网络承担部分3G的话务，使网络的负荷保持基本平衡。因此，必须做好3G系统间的互操作规划。
3G/2G网络之间的互操作应遵循保持网络稳定性的基本原则。3G/2G系统间的互操作规划，应遵循以下主要原则：
（1）影响最小原则：3G网络不要影响到现在GSM网络的稳定性。
（2）切换最少原则：尽量减少系统间切换发生的次数，避免频繁的系统间重选。
（3）负荷负担原则：3G网络的高频率效率可以分担一部分的2G网络的负荷，同时在3G网络负荷较高的时候，可以利用2G网络富余容量吸纳3G用户的低端业务。
（4）质量最好原则：尽量让3G用户享受3G网络的服务，利用2G网络拓展3G覆盖，保持3G用户的业务连续性。
3、国外运营商的成功经验
3.1 GSM网络向3G升级策略
Etisalat是阿联酋唯一的电信运营商，2003年12月24其3G网络于正式放号，是全球第一个2G/3G互操作的商用网络。Etisalat在2002年预商用试验中，已把3G/2G配合作为最重要的项目进行测试，并在启动3G招标之前完成GSM网络升级。阿联酋移动普及率高达95%，移动用户超过400万户（2005年6月）。根据阿联酋整个国家的经济大环境和Etisalat已有移动网络的情况，Etisalat采用的3G/2G互操作配合策略简单如下几点：
（1）空闲模式优先驻留3G；
（2）支持系统间双向漫游（双向小区重选）；
（3）语音业务3G到2G单向切换，数据业务双向切换。
从网络运营的性能统计数据来看，Etisalat采用的3G/2G互操作策略非常有效，2G/3G系统间配合良好，性能优异。用户完全感觉不出两个网络的差异，系统间切换成功率超过98%。
3.2 保持GSM网，新建3G网
PCCW/SUNDAY于2003年开始在香港建设3G网络，于2005年初正式投入商业运营。香港共有6家移动运营商，PCCW/SUNDAY是其中一家。
香港位于中国南海之滨珠江口东侧，由香港岛、九龙半岛和新界组成，总面积1092平方公里，人口接近700万，移动用户渗透率高达106%。其地形复杂，在很小的地方，特别是在维多利亚港两岸有特别多的40～50层高的写字楼林立，而且距离都很近。PCCW/SUNDAY保持原有GSM网络，并且新建3G网络。根据香港的经济和多家移动运营商及遍布复杂的网络情况，PCCW/SUNDAY采用的3G/2G互操作配合策略如下：
（1）空闲模式优先驻留3G；
（2）支持系统间双向漫游（3G到2G小区重选，2G到3GPLMN重选）；
（3）语音业务3G到2G单向切换，数据业务双向切换。
4、3G系统间的互操作规划和推荐策略
4.1 3G系统间的互操作规划
为了解决2G/3G网络之间的覆盖延伸和负载均衡，有必要进行3G系统间互操作规划。此规划包括以下几个主要规划过程：
（1）用户在系统间的迁移规划；
（2）系统间切换规划；
（3）用户在系统间的驻留规划；
（4）用户对网络的选择及重选规划。
具体规划过程如图1所示：
图1 3G系统间的互操作规划过程
4.2 3G系统间规划的切换具体流程
3G系统间规划的语音业务和分组业务的切换具体流程如下：
（1）语音业务切换流程
语音业务的切换流程如图2所示：
3G MSC先用MAP AC3发起到2G MSC的对话请求，2G MSC如果支持GSM R99协议，则对话成功；否则，3GMSC发起对话协商过程（2GMSC回支持的MAPAC为AC2，3GMSC以MAPAC2发起第二次对话请求），并视协商结果决定执行方式。
（2）对分组业务切换流程
目标SGSN会与源SGSN联系，如果源和目标SGSN都支持3G则采用GTPV1，如果2G SGSN不支持3G，则采用GTPV0。在这种情况下，某些服务可能会被降级，2G SGSN会将它不能处理的PDP contexts降级。
4.3 3G系统间的互操作的策略
对于3G系统间的互操作规划的主要过程，我们有以下几点推荐策略：
（1）用户迁移策略
通常有如下三种2G用户向3G网的迁移方案：
◆升级现网HLR的方式
◆采用信令路由寄存器（SRR）的方案
◆采用智能网方案或无条件前转方案
以上三种方案中，第一种方案：升级现网HLR无论从成本上和以后网络扩容发展都是较好的选择。这样，用户申请3G业务，只需要直接增加3G签约数据，用户不必更换SIM卡，客户不需要去营业厅办理，通过语音电话IVR方式即可办理。漫游限制用于区分普通用户与3G用户，防止“用户直接购买3G手机，不签约就享受3G服务，对3G网络造成冲击”，从而保证3G网络可规划、可管理。
（2）系统间切换策略
系统间切换包括电路域的3G网、2G网的如何切换及分组域的3G网、2G网的如何切换?从协议来看，无论是电路域还是分组域，设备都可以支持两张网间的双向切换。
基于网络的匹配性和侧重性，并且考虑到用户的发展和网络的演进，我们推荐系统间切换方案为：电路域系统间切换为3G网到2G网的单向切换；而分组域系统间切换为3G和2G间的双向切换，网络承载速率自适应调整；GSM网络无需升级。
由于在3G网络建设初期，3G网络较2G网络属于弱势网络，而且原有2G网话音用户的数量和重要性，这对电路域用户的切换以3G/2G系统间切换对2G网络的影响最小、高的切换成功率、尽量少的信令交互为重点。对于电路域系统间切换，只需要把3G中对SC的所有信令完全适配成2G网的格式。对2G的MSC，该切换相当于普通的GSM的局间切换，从而使得3G/2G配合对2G网络的影响最小。目前在2G覆盖质量良好的情况下，没有必要将正在2G系统中进行的通话通过系统间的切换转移到3G系统。采用这种方式，2G系统不用改动，还可以避免频繁的乒乓切换，也减少了3G和2G系统间的信令交互。
分组域系统间的切换要求不那么严格，只需用户能尽可能使用3G网络，从而用户可以更多地体验3G宽带承载网络提供的优质服务。同时传输等量的用户数据，也可以降低运营商承载网络占用的成本。分组域系统间的切换有两种具体实现方案：通过小区重选过程实现；通过异系统小区重选的指令实现，这两种方案都均可以选择。
◆通过小区重选过程实现
3G和2G网分别配置必要的邻区和重选条件信息，并通过系统信息广播，由终端判决并发起的切换“重选”过程，而针对特定终端的重选测量和判决过程则不予干预。
（3）用户在系统间驻留策略
用户驻留在不同的系统的方案，与系统间的切换方案直接相关。语音业务和分组业务有不同的驻留策略。一般来说，当用户处于不同系统网络的边界时，可以选择仍然驻留原系统或新的系统，但根据用户对业务体验的不同及网络连续性覆盖的可能性，并且由以上系统间的切换方案，我们推荐以下用户驻留方案。
◆对于语音业务
当双模UE驻留在3G网络，处于通话状态，由3G/2G同覆盖区移向纯粹2G覆盖区，当到达3G边界时，3G网络根据测量报告发起3G到2G的切换，边界处的2G网络应支持3G到2G的系统间切换。当双模UE驻留在2G网络，处于通话状态，由纯粹2G覆盖区进入3G/2G同覆盖区时，网络采取控制措施避免系统间切换的发生，当通话结束，UE处于空闲状态的时候，通过PLMN重选或小区重选，驻留到3G网络上来。
◆对于分组业务
由2.5G（GPRS）/3G同覆盖区移向纯粹2.5G覆盖区，当到达2.5G边界时，由3G网络或者双模UE发起小区重选，让双模UE小区重选到2.5G网络。当双模UE驻留在2.5G网络，由纯粹2.5G覆盖区移向2.5G/3G同覆盖区，当到达3G边界时，双模UE发起小区重选，驻留到3G网络上。
组合业务的切换需要2.5G（GPRS）网络也支持组合业务。GPRS网络通过DTM（DualTransferMode）技术支持“电路+分组”组合业务。如果组合业务需要进行3G向2G的系统间切换时，可以让CS域业务切换到2G系统中，切换成功之后RNC通知SGSN释放PS业务。
（4）网络选择及重选策略
对于3G系统间不同网络选择与系统间的切换方案密切相关。3G网络投入运营后，用户对于网络的选择和重选有3种可能的方案：优选3G网络、优选2G网络和无优先级。3种不同选择方案的优劣如表1所示。
表1 3种不同选择方案的优劣比较
从网络负荷角度看，优选3G网络可以有效分担2G网络的负荷，提高3G网络的利用效率。此外，如果空闲模式下双模终端优先驻留2G网络，那么当发起3G特有业务时需要发起从2G到3G小区的重定向，一方面这会增加接入过程的时延、增加处理能力的要求，而且成功率有待验证；另一方面需要2G网络进行系统升级，增加重定向的算法和信令处理，会对2G网络造成较大冲击，现网质量可能存在风险。
根据上面的比较和分析，我们推荐：在3G建设初期，3G用户应主要优先选择3G网络，并一直保持在3G网络。这种方式可以保证注册在3G的用户能够快速直接地享受到基于3G的更加丰富多彩的业务功能，避免从2G到3G不必要的切换与漫游。在3G建设初期，网络容量不是问题，引导3G用户优先选择3G网络能够有效减轻2G网络的负荷；在网络发展成熟期，仍然引导3G用户优先选择3G网络，此时如果网络容量问题显著，将考虑扩容，同时可利用基于服务和负载的切换平衡3G与2G之间的话务。
但在网络选择遵循上述原则的前提下，还存在一个3G网络利用率最大化的问题。比如，为了达到双模用户优选3G的目的，理想做法是只要3G信号满足最低的导频强度要求，立即重选到3G网络，就可达到3G网络最大化的要求。但是因为终端（人、车）运动的随机性，手机并不能保证能持续接收到满足最低强度要求的导频信号，在这种情况下就可能会出现终端迅速重选到2G网络的情况。随着无线信号的衰落变化，在2G/2G之间进行乒乓重选的可能性增加。这不仅对被叫寻呼的成功率有影响，而且如果终端此时发起呼叫，也会出现接通率不高，异常掉话等问题。
为了提高系统间切换的成功率，有必要根据无线传播环境的不同，在特定地区适当地提前启动系统间切换的压缩模式测量和切换执行过程，以避免由于信号的突然衰落而导致异常掉话。否则，按照常规做法，只有当信号衰减到某一绝对门限以下才启动切换的准备和执行过程，如果此时遇到拐角或严重的遮挡，就很容易发生掉话。
综上所述，应该一方面强调3G用户优先享用3G服务，尽可能提高3G网络的利用率并提供3G的优质服务这一指导原则，同时又引入一定的灵活性，以改进终端用户的体验，真正做到客户满意度的最大化。
5、结论
综上可知，3G/2G网络的互操作规划，是3G商用过程最重要的步骤。对所有采用3G的网络来说，系统间配合问题在2G向3G演进的过程中长期存在，2G/3G网络互操作规划成功与否关键在于能否采用合适的互操作规划策略。
◆通过异系统小区重选的指令实现
3G网络根据终端的测量报告进行判决，并通过异系统小区重选的指令命令终端的重选动作。
