基于均衡网络的TD—SCDMA重选机制研究

肖清华　董朝晖　黄林国

【摘 要】考虑负载均衡，引入了小区最佳无线利用率的概念。从客户感知入手，通过线性处理将小区负载和客户感知指标结合起来。在此基础上，提出了一种均衡网络的重选机制。根据优先级的不同，详细分析了TD-SCDMA和GSM系统的重选参数与准则，能够保证网络重选后小区始终处于一个负载均衡的状态。这种方法有助于解决TD-SCDMA长期运营过程中的网络驻留问题。

【关键词】TD-SCDMA GSM 小区重选 负载均衡

中图分类号：TN929.53 文献标识码：A 文章编号：1006-1010（2014）-01-

1 前言

中国移动TD-SCDMA[1]商业化运营至今，目前在网络整体上仍然存在码资源利用率低、承载数据速率不高、覆盖薄弱等问题。这一方面与TD-SCDMA本身的网络制式有关，如单站覆盖能力有限、单载波承载数据能力不高等因素；而更多地，与TD-SCDMA和GSM两张网络共同协调发展的定位、策略息息相关。中国移动技术发展路标（2012版，以下简称路标）[2]明确指出，3G网络的引入导致网络运营面临协调2G、3G两张网络共同发展的问题。两网的定位、互操作等优化策略应随着不同阶段的差异而有所变化。

关于TD-SCDMA的网络优化，已经有很多学者做了研究[3-4]，笔者本人也对TD-SCDMA做过颇多研究[5-7]。但这些研究基本上定位在单系统本身，如小区接入、HSDPA优化等，真正对TD-SCDMA和GSM互操作优化的研究很少。而根据路标的要求，目前对2G/3G互操作的工作重点在于：

（1）推进2G/3G系统间重选优化；

（2）推进2G/3G无线网融合，如开通Iur-g+接口；

（3）进一步优化2G/3G网络互操作参数。

第二条要求本身值得研究的东西并不多，因此本文将结合2G/3G网络的互操作参数，对系统间的重选进行优化。根据目标重选小区的负载进行定向重选，减少异常重选，提升客户感知。

2 重选模型和互操作参数

以TD-SCDMA为例，先列出TD-SCDMA向GSM重选的流程，如图1所示：

图1 TD-SCDMA重选至GSM流程示意图

涉及到的互操作参数如表1和表2所示：

GSM的重选与TD-SCDMA类似，服务C1和C2准则分别类似TD-SCDMA的S和R准则。

根据Qsearch_I取值，如果TD-SCDMA超过GSM接收电平值TDD_Offset，并持续一定时间（如5s），则发生重选。

3 综合指标模型

由上文的重选过程可知，无论是TD-SCDMA向GSM重选，还是GSM向TD-SCDMA重选，均是简单地考虑接收信号电平值。而对于目标重选小区的服务质量，如小区负载或客户满意度等指标均不关心，极有可能发生重选至小区负载大，重选后引入新的干扰，从而导致小区接入困难、服务质量下降等情况。

因此，可在重选准则中引入负载和客户感知的指标，综合考虑重选的门限值。对于小区负载，采用利用率来量化表示。

参照中国移动提出的TD-SCDMA码资源利用率：

（1）

（1）语音业务需要的BRU数=语音忙时话务量×4+可视电话忙时话务量×16；

（2）数据业务需要的BRU数=R4 PS忙时数据量×（1+BLER）/（8×3600）+HSDPA忙时数据量×（1+BLER）/（HSDPA码道承载能力×3600）；

（3）k=0.75。

给出最佳无线利用率的概念。即通过分析该小区的话务量以及配置信道来得出该小区的无线利用率，这样更能体现当前网络的真实负荷情况。

（2）

为方便阐述，假设重选源小区为A，且存在N个邻区，重选过程发生在这N个邻区中，则该N个小区的负荷可以分别表示为Qcelloads，i（i=1，2，…N），典型客户感知指标分别表示接入成功率Acess，i（i=1，2，…N）、掉话率Drop，i（i=1，2，…N）、呼叫建立成功率Callsetup，i（i=1，2，…N）。

对指标的处理及归类可参考笔者之前的研究[8]，小区负荷和掉话率属于逆势指标，而接入成功率与呼叫建立成功率则属于顺势指标，两者表征意义相反。混合综合指标可以处理为：

（3）

其中，，。

4 重选机制

将源小区A的N个邻区综合指标进行排列，得出不同的优先等级。综合指标值Icell，i越大，则该小区成为目标重选小区的概率也越低。按综合指标值由小到大的顺序排列成L1，L2，…，LN，并分别赋予相应的重选门槛值Tcell，i=i（i=1，2，…N）。如表3所示：

表3 重选门槛参数

等级 L1 L2 L3 …… LN

Tcell，i（dB） 1 2 3 …… N

根据重选的方向，可以分为TD-SCDMA向GSM重选、GSM向TD-SCDMA重选两种情况。

4.1 TD-SCDMA向GSM重选

（1）由表1的重选参数可知，当TD-SCDMA服务小区的电平值Srx≤Ssearch，rat时，终端启动对GSM邻区的测量。

（2）按上所述，将这些邻区按Icell，i由小到大的顺序排列成L1，L2，…，LN。

（3）根据S准则的情况，TD-SCDMA和GSM所有邻区均需要满足：

Srx=Qrxlevmeas-Qrxlevmin-Pcom>0 （4）

其中，Pcom=max（P-P_MAX，0），P为终端实际最大发射功率，P_MAX为终端允许的最大发射功率。endprint

（4）计算新的R准则：

Rs（TDS）=Qmeas，s+Qhyst，s （5）

Rn（GSM）=Qmeas，n-Qoffsets，n-Tcell，i，i=1，2，…N

（6）

（5）其服务小区在Treselection时间内如果满足：

Rn（GSM）>Rs（TDS） （7）

则重选至GSM邻区。

（6）如果以上小区不止一个，则可以将TD-SCDMA重选至其中的任何一个。优先地，可以重选至Tcell，i最小的那个小区。

4.2 GSM向TD-SCDMA重选

GSM向TD-SCDMA重选的过程相对更简单。

（1）按照减轻GSM网络负荷、优先驻留TD-SCDMA小区的原则，在典型场景下，设定Qsearch_I=7、TDD_Offset=1～3，即长期启动对TD-SCDMA小区的测量。

（2）计算在Treselection持续时间内，满足以下要求的TD-SCDMA邻区：

ΔSr=Srx_TDS-Srx_GSM-Tcell，i>TDD_Offset，i=1，2，…N （8）

（3）如果以上小区不止一个，则可以将GSM重选至其中的任何一个。优先地，可以重选至Tcell，i最小的那个小区。

5 结束语

TD-SCDMA与GSM的混合组网及互操作是网络运营过程中长期面临的一个重要问题，尤其面对TD-SCDMA覆盖不足，如何更好地迁移至GSM网络且考虑网络的负载均衡是比较棘手的问题。本文从小区最佳无线利用率、客户感知的目标角度出发，通过线性处理方式，提出一种新的重选方式，能够更好地兼顾重选过程中的网络负载均衡问题。

参考文献：

[1] 罗建迪，汪丁鼎，肖清华，等. TD-SCDMA无线网络规划设计与优化（第3版）[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2010.

[2] 中国移动通信集团公司. 中国移动技术发展路标[Z]. 2011.

[3] 帅农村，黄继宁，王立军. TD-SCDMA位置区划分方法分析[J]. 移动通信， 2009（10）： 75-77.

[4] 李军. TD-SCDMA系统中HSDPA、R4和GSM动态承载控制策略的研究和测试[J]. 移动通信， 2010（20）： 71-74.

[5] 肖清华，吴林海. 3G与2G系统间的干扰协调研究[J]. 移动通信， 2010（16）： 21-24.

[6] 肖清华，周玉波，朱东照，等. TD-SCDMA小区接入异常综合分析[J]. 邮电设计技术， 2011（11）： 50-53.

[7] 肖清华，朱东照，楼隼，等. TD-HSDPA的数据业务优化分析[J]. 邮电设计技术， 2012（5）： 50-55.

[8] 陈建刚，肖清华，汪伟. 基于客户感知的无线网络选址评估方法[J]. 移动通信， 2012（13）： 36-39.★endprint

（4）计算新的R准则：

Rs（TDS）=Qmeas，s+Qhyst，s （5）

Rn（GSM）=Qmeas，n-Qoffsets，n-Tcell，i，i=1，2，…N

（6）

（5）其服务小区在Treselection时间内如果满足：

Rn（GSM）>Rs（TDS） （7）

则重选至GSM邻区。

（6）如果以上小区不止一个，则可以将TD-SCDMA重选至其中的任何一个。优先地，可以重选至Tcell，i最小的那个小区。

4.2 GSM向TD-SCDMA重选

GSM向TD-SCDMA重选的过程相对更简单。

（1）按照减轻GSM网络负荷、优先驻留TD-SCDMA小区的原则，在典型场景下，设定Qsearch_I=7、TDD_Offset=1～3，即长期启动对TD-SCDMA小区的测量。

（2）计算在Treselection持续时间内，满足以下要求的TD-SCDMA邻区：

ΔSr=Srx_TDS-Srx_GSM-Tcell，i>TDD_Offset，i=1，2，…N （8）

（3）如果以上小区不止一个，则可以将GSM重选至其中的任何一个。优先地，可以重选至Tcell，i最小的那个小区。

5 结束语

TD-SCDMA与GSM的混合组网及互操作是网络运营过程中长期面临的一个重要问题，尤其面对TD-SCDMA覆盖不足，如何更好地迁移至GSM网络且考虑网络的负载均衡是比较棘手的问题。本文从小区最佳无线利用率、客户感知的目标角度出发，通过线性处理方式，提出一种新的重选方式，能够更好地兼顾重选过程中的网络负载均衡问题。

参考文献：

[1] 罗建迪，汪丁鼎，肖清华，等. TD-SCDMA无线网络规划设计与优化（第3版）[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2010.

[2] 中国移动通信集团公司. 中国移动技术发展路标[Z]. 2011.

[3] 帅农村，黄继宁，王立军. TD-SCDMA位置区划分方法分析[J]. 移动通信， 2009（10）： 75-77.

[4] 李军. TD-SCDMA系统中HSDPA、R4和GSM动态承载控制策略的研究和测试[J]. 移动通信， 2010（20）： 71-74.

[5] 肖清华，吴林海. 3G与2G系统间的干扰协调研究[J]. 移动通信， 2010（16）： 21-24.

[6] 肖清华，周玉波，朱东照，等. TD-SCDMA小区接入异常综合分析[J]. 邮电设计技术， 2011（11）： 50-53.

[7] 肖清华，朱东照，楼隼，等. TD-HSDPA的数据业务优化分析[J]. 邮电设计技术， 2012（5）： 50-55.

[8] 陈建刚，肖清华，汪伟. 基于客户感知的无线网络选址评估方法[J]. 移动通信， 2012（13）： 36-39.★endprint

（4）计算新的R准则：

Rs（TDS）=Qmeas，s+Qhyst，s （5）

Rn（GSM）=Qmeas，n-Qoffsets，n-Tcell，i，i=1，2，…N

（6）

（5）其服务小区在Treselection时间内如果满足：

Rn（GSM）>Rs（TDS） （7）

则重选至GSM邻区。

（6）如果以上小区不止一个，则可以将TD-SCDMA重选至其中的任何一个。优先地，可以重选至Tcell，i最小的那个小区。

4.2 GSM向TD-SCDMA重选

GSM向TD-SCDMA重选的过程相对更简单。

（1）按照减轻GSM网络负荷、优先驻留TD-SCDMA小区的原则，在典型场景下，设定Qsearch_I=7、TDD_Offset=1～3，即长期启动对TD-SCDMA小区的测量。

（2）计算在Treselection持续时间内，满足以下要求的TD-SCDMA邻区：

ΔSr=Srx_TDS-Srx_GSM-Tcell，i>TDD_Offset，i=1，2，…N （8）

（3）如果以上小区不止一个，则可以将GSM重选至其中的任何一个。优先地，可以重选至Tcell，i最小的那个小区。

5 结束语

TD-SCDMA与GSM的混合组网及互操作是网络运营过程中长期面临的一个重要问题，尤其面对TD-SCDMA覆盖不足，如何更好地迁移至GSM网络且考虑网络的负载均衡是比较棘手的问题。本文从小区最佳无线利用率、客户感知的目标角度出发，通过线性处理方式，提出一种新的重选方式，能够更好地兼顾重选过程中的网络负载均衡问题。

参考文献：

[1] 罗建迪，汪丁鼎，肖清华，等. TD-SCDMA无线网络规划设计与优化（第3版）[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2010.

[2] 中国移动通信集团公司. 中国移动技术发展路标[Z]. 2011.

[3] 帅农村，黄继宁，王立军. TD-SCDMA位置区划分方法分析[J]. 移动通信， 2009（10）： 75-77.

[4] 李军. TD-SCDMA系统中HSDPA、R4和GSM动态承载控制策略的研究和测试[J]. 移动通信， 2010（20）： 71-74.

[5] 肖清华，吴林海. 3G与2G系统间的干扰协调研究[J]. 移动通信， 2010（16）： 21-24.

[6] 肖清华，周玉波，朱东照，等. TD-SCDMA小区接入异常综合分析[J]. 邮电设计技术， 2011（11）： 50-53.

[7] 肖清华，朱东照，楼隼，等. TD-HSDPA的数据业务优化分析[J]. 邮电设计技术， 2012（5）： 50-55.

[8] 陈建刚，肖清华，汪伟. 基于客户感知的无线网络选址评估方法[J]. 移动通信， 2012（13）： 36-39.★endprint