摘 要：小區(qū)重選是移動(dòng)終端能夠成功駐留在合適的小區(qū)并保證呼叫成功率的重要移動(dòng)性功能，同樣也是不同無線通信系統(tǒng)間的主要互操作行為之一。本文對(duì)具有TD-SCDMA和GSM兩種無線接入技術(shù)的雙模終端進(jìn)行異系統(tǒng)間小區(qū)重選的原理做了詳細(xì)的描述，重點(diǎn)對(duì)重選的前提，測量的觸發(fā)及重選的準(zhǔn)則進(jìn)行了分析，并給出了典型的流程圖。

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關(guān)鍵詞：TD-SCDMA;GSM;異系統(tǒng);小區(qū)重選;測量

中圖分類號(hào)：TN9295 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004373X(2008)0104103

Study of Inter-system Cell Reselection between TD-SCDMA and GSM

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YANG Wencong，XIAO Yang，YAN Liming

(Institute of Information Science，Beijing Jiaotong University，Beijing，100044，China)

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Abstract：Cell reselection is an important mobility function，which may ensure UE camping on a suitable cell successfully and guarantee the call success rate.It is also one of main inter-operation behavior between different radio communication systems.This paper makes a detailed description on the theory of dual mode terminals，which support both TD-SCDMA and GSM radio access technology，making inter-system cell reselection between the two different systems and mainly focuses on the precondition of reselection，trigger of measurement，criteria of reselection，meanwhile typical process charts is also given out.

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Keywords：TD-SCDMA;GSM;inter-system;cell reselection;measurement

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1 引 言

TD-SDCMA作為一個(gè)由我國提出的3G標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過了相當(dāng)長的一段艱苦歷程，終于走到了商用的前夕?？紤]到當(dāng)前GSM網(wǎng)絡(luò)全覆蓋、運(yùn)營良好及新網(wǎng)絡(luò)建設(shè)周期性長、費(fèi)用高等各方面因素，TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)建設(shè)必定是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，也就是說在相當(dāng)長的一段時(shí)間里，TD-SCDMA必然是局部覆蓋城區(qū)及熱點(diǎn)地區(qū)來提供3G服務(wù)，而現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)補(bǔ)充性地提供全覆蓋2G服務(wù)。

針對(duì)以上網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的特殊性，僅僅支持TD-SCDMA一種無線接入技術(shù)(Radio Access Technology，RAT)的單模終端顯然不能滿足用戶及市場的需求，而同時(shí)支持TD-SCDMA和GSM兩種無線接入技術(shù)的雙模終端就自然而然地成為2G系統(tǒng)到3G系統(tǒng)平滑過渡的橋梁。在這段時(shí)間里，在有TD-SCDMA覆蓋的情況下，雙模終端可以為用戶提供豐富的3G服務(wù)；在沒有TD-SCDMA覆蓋的情況下，雙模終端可以自動(dòng)切換到2G網(wǎng)絡(luò)，為用戶提供已有的2G服務(wù)。

雙模終端要想實(shí)現(xiàn)在TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)和GSM網(wǎng)絡(luò)間的互操作，就必須支持兩個(gè)系統(tǒng)間的小區(qū)重選和切換。小區(qū)重選是移動(dòng)臺(tái)重要的移動(dòng)性功能之一，主要是指已經(jīng)成功駐留的移動(dòng)臺(tái)，在空閑模式或CELL[CD#*2]FACH，CELL[CD#*2]PCH，URA[CD#*2]PCH幾種連接模式下，根據(jù)其對(duì)本小區(qū)和相鄰小區(qū)的測量結(jié)果，選擇并駐留到另一個(gè)更合適的小區(qū)的過程。小區(qū)重選包括系統(tǒng)內(nèi)的重選和系統(tǒng)間的重選，所謂系統(tǒng)內(nèi)的重選是指在一種無線接入技術(shù)(TD-SCDMA或GSM等)內(nèi)同頻或異頻小區(qū)間的重選，而系統(tǒng)間的重選是指兩種無線接入技術(shù)(TD-SCDMA和GSM等)間不同小區(qū)的重選。小區(qū)重選可以說是一種終端行為，通常是終端主動(dòng)發(fā)起的用戶遷移行為。重選的觸發(fā)和測量密不可分，可以說測量結(jié)果是是否觸發(fā)重選的主要判斷依據(jù)。

下面將分別詳細(xì)介紹TD-SCDMA到GSM及GSM到TD-SCDMA小區(qū)重選的原理。

2 TD-SCDMA到GSM的小區(qū)重選

2.1 小區(qū)重選的前提

對(duì)于TD-SCDMA到GSM的小區(qū)重選有一個(gè)重要的前提條件，就是需要網(wǎng)絡(luò)將GSM小區(qū)配置成TD-SCDMA小區(qū)的一個(gè)相鄰小區(qū)。舉例說明，假定小區(qū)A是當(dāng)前TD-SCDMA無線系統(tǒng)下的一個(gè)小區(qū)，小區(qū)B是GSM無線系統(tǒng)下的一個(gè)小區(qū)，要想實(shí)現(xiàn)UE從小區(qū)A到小區(qū)B的重選，需要在TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)端將GSM小區(qū)B配成小區(qū)A的一個(gè)相鄰小區(qū)。當(dāng)UE在小區(qū)A開機(jī)后，UE會(huì)在該小區(qū)進(jìn)行同步，同步成功后會(huì)讀取小區(qū)A的系統(tǒng)廣播消息并嘗試注冊。網(wǎng)絡(luò)會(huì)在系統(tǒng)信息塊(System Information Block，SIB)中將配置的GSM鄰小區(qū)的相關(guān)信息廣播給UE，具體包括GSM小區(qū)的小區(qū)ID，基站識(shí)別碼(BSIC)，BCCH絕對(duì)無線頻率信道號(hào)(Absolute Radio Frequency Channel Number，ARFCN)等信息。UE在收到相關(guān)GSM鄰小區(qū)的信息后就會(huì)在滿足一定條件的情況下對(duì)其進(jìn)行測量。

2.2 測量的觸發(fā)

當(dāng)UE成功駐留一個(gè)TD-SCDMA小區(qū)后，就有可能對(duì)其相鄰的GSM小區(qū)進(jìn)行周期性測量，目的就是為小區(qū)重選做準(zhǔn)備。測量是否觸發(fā)主要是由SsearchRAT和Sx共同決定。SsearchRAT是進(jìn)行系統(tǒng)間測量的一個(gè)門限值，在SIB3中廣播；Sx是小區(qū)選擇接收信號(hào)功率等級(jí)值，由下面的公式計(jì)算得出：

的測量。如果SIB3中沒有廣播SsearchRAT參數(shù)的值，則需要始終周期性地對(duì)GSM鄰小區(qū)進(jìn)行測量。

由此可見，只有在TD-SCDMA小區(qū)的接收功率小于一定門限值之后，也就是說信號(hào)質(zhì)量變差到一定程度時(shí)，才會(huì)對(duì)相鄰的GSM小區(qū)進(jìn)行測量。UE會(huì)根據(jù)測量結(jié)果做是否觸發(fā)小區(qū)重選的判斷，只有當(dāng)小區(qū)重選準(zhǔn)則滿足時(shí)才會(huì)真正觸發(fā)小區(qū)重選。

2.3 小區(qū)重選準(zhǔn)則

對(duì)于小區(qū)重選，可以分為使用分層小區(qū)結(jié)構(gòu)(Hierarchical Cell Structure，HCS)和不使用分層小區(qū)結(jié)構(gòu)兩種情況，對(duì)于HCS的情況較為復(fù)雜，暫不做考慮。對(duì)于不使用HCS的情況，小區(qū)重選的判斷基于小區(qū)等級(jí)準(zhǔn)則R。

小區(qū)等級(jí)準(zhǔn)則R定義如下：

UE通過對(duì)所有相鄰小區(qū)(包括TD-SCDMA內(nèi)部的同頻小區(qū)和異頻小區(qū)及GSM鄰小區(qū))進(jìn)行測量，分別計(jì)算出他們的Rn值，只有滿足以下3個(gè)條件，才會(huì)觸發(fā)TD-SCDMA小區(qū)到GSM小區(qū)的重選：

(1) GSM鄰小區(qū)滿足駐留條件，即Sx>0，Sx的計(jì)算與公式(1)類似，其中Qrxlevmeas是GSM小區(qū)的平均接收信號(hào)等級(jí)RLA[CD#*2]C/dBm，Qrxlevmin和UE[CD#*2]TXPWR[CD#*2]MAX[CD#*2]RACH等參數(shù)在SIB11中廣播；

(2) GSM鄰小區(qū)的等級(jí)Rn最高，且Rn>Rs并持續(xù)Treselections秒，其中s表示服務(wù)小區(qū)，n表示鄰小區(qū)，Treselections為小區(qū)重選遲滯時(shí)間，在SIB3中廣播。若在Treselections在超時(shí)前所監(jiān)控的最好的GSM鄰小區(qū)發(fā)生變化，即Rn最高的小區(qū)發(fā)生變化，則應(yīng)當(dāng)重啟Treselections；

(3) UE在TD-SCDMA小區(qū)駐留時(shí)間超過1 s。

當(dāng)以上準(zhǔn)則滿足時(shí)，在UE觸發(fā)到GSM小區(qū)重選之前，UE應(yīng)嘗試去讀取GSM小區(qū)的BSIC及SI3，以便確認(rèn)目標(biāo)小區(qū)是否是適合重選的小區(qū)，具體包括所屬的PLMN是否是已選PLMN(Selected PLMN)，歸屬PLMN(Home PLMN)或等價(jià)PLMN(Equivalent PLMN)及其所在位置區(qū)是否在“禁止位置區(qū)列表”中或者該小區(qū)已經(jīng)被阻(bar)等信息。如果目標(biāo)小區(qū)不屬于以上PLMN，或者存在于“禁止位置區(qū)列表”中， 或者已經(jīng)被bar掉了，UE應(yīng)立即停止向其的重選，否則立刻發(fā)起重選。當(dāng)重選成功后，UE應(yīng)立即在GSM小區(qū)上發(fā)起位置更新進(jìn)行注冊，通知網(wǎng)絡(luò)其當(dāng)前所處的位置區(qū)。

對(duì)于處于CELL[CD#*2]FACH，CELL[CD#*2]PCH或URA[CD#*2]PCH等狀態(tài)下的UE，小區(qū)重選的準(zhǔn)則與空閑模式下的類似，只是小區(qū)重選滯后值應(yīng)使用Qhysts，F(xiàn)ACH和Qhysts，PCH，小區(qū)重選遲滯時(shí)間應(yīng)使用Trselections，F(xiàn)ACH和Trselections，PCH。

2.4 流程圖

圖1為從TD-SCDMA小區(qū)到GSM小區(qū)重選的簡單流程圖。示意圖以TD-SCDMA側(cè)RRC(無線資源控制層)，L1(物理傳輸層)，GSM側(cè)RRM(無線資源管理層)及兩種系統(tǒng)共用的MM(移動(dòng)性管理層)為對(duì)象。

3 GSM到TD-SCDMA的小區(qū)重選

3.1 小區(qū)重選的前提

要實(shí)現(xiàn)GSM到TD-SCDMA的小區(qū)重選，同樣需要將TD-SCDMA的小區(qū)配置成GSM小區(qū)的相鄰小區(qū)。當(dāng)UE成功駐留在GSM小區(qū)后，會(huì)去讀取該小區(qū)的系統(tǒng)信息(System Information，SI)。網(wǎng)絡(luò)會(huì)在SI2quater和/或SI2ter中將配置的相鄰TD-SCDMA小區(qū)信息廣播給UE，具體包括小區(qū)的頻點(diǎn)，小區(qū)參數(shù)值及相關(guān)測量門限值。UE在收到相關(guān)小區(qū)信息后會(huì)將所有的相鄰TD-SCDMA的小區(qū)頻點(diǎn)保存到3G小區(qū)列表中(該列表最多可存96個(gè)3G小區(qū))，并根據(jù)測量門限值發(fā)起對(duì)TD-SCDMA鄰小區(qū)的測量。

3.2 測量的觸發(fā)

UE對(duì)TD-SCDMA鄰小區(qū)的測量主要根據(jù)SI3廣播的測量門限參數(shù)Qsearch[CD#*2]I進(jìn)行觸發(fā)。Qsearch[CD#*2]I的定義如表1所示。若Qsearch[CD#*2]I設(shè)置為0~6，則當(dāng)GSM服務(wù)小區(qū)的平均接收信號(hào)等級(jí)RLA[CD#*2]C小于該門限時(shí)應(yīng)觸發(fā)對(duì)TD-SCDMA鄰小區(qū)的測量；若Qsearch[CD#*2]I設(shè)置為8~14，則當(dāng)RLA[CD#*2]C大于該門限時(shí)應(yīng)觸發(fā)對(duì)TD-SCDMA鄰小區(qū)的測量；若Qsearch[CD#*2]I設(shè)置為7，則應(yīng)始終對(duì)TD-SCDMA鄰小區(qū)進(jìn)行測量而不考慮RLA[CD#*2]C的大??；若Qsearch[CD#*2]I設(shè)置為15，則始終不進(jìn)行測量。

為了節(jié)省UE電池電量，對(duì)TD-SCDMA鄰小區(qū)的測量周期應(yīng)小于對(duì)GSM服務(wù)小區(qū)測量的周期。

3.3 小區(qū)重選準(zhǔn)則

UE從GSM到TD-SCDMA的小區(qū)重選準(zhǔn)則為：當(dāng)TD-SCDMA鄰小區(qū)P-CCPCH信道上測得的接收信號(hào)碼功率(RSCP)的值與GSM服務(wù)小區(qū)及所有GSM鄰小區(qū)的RLA[CD#*2]C值的差值均大于TDD[CD#*2]Qoffset并持續(xù)5 s以上，則立刻觸發(fā)系統(tǒng)間小區(qū)重選。該準(zhǔn)則可由式(3)表示。

其中TDD[CD#*2]Qoffset是GSM服務(wù)小區(qū)與TD-SCDMA鄰小區(qū)之間的偏移量/dB，具體取值如表2所示，若TDD[CD#*2]Qoffset設(shè)置為0，則始終都觸發(fā)重選而不必考慮TD-SCDMA小區(qū)P-CCPCH上RSCP與GSM小區(qū)RLA[CD#*2]C的大小。

當(dāng)UE滿足該準(zhǔn)則，在觸發(fā)到TD-SCDMA鄰小區(qū)重選之前，UE應(yīng)嘗試讀取目標(biāo)小區(qū)的MIB，SIB1和SIB3，目的有兩個(gè)：其一，同樣是為了獲取目標(biāo)小區(qū)是否是適合重選的小區(qū)，包括對(duì)PLMN，位置區(qū)等信息的考查；其二，是為了獲取Qrxlevmin，UE[CD#*2]TXPWR[CD#*2]MAX[CD#*2]RACH等相關(guān)參數(shù)，來判斷目標(biāo)小區(qū)是否滿足Sx>0的條件。若SIB1和SIB3讀取成功，UE當(dāng)且僅當(dāng)以上兩條件均滿足的情況下，重選才會(huì)被立即觸發(fā)。若SIB1和SIB3未讀取成功，UE同樣應(yīng)嘗試發(fā)起重選。當(dāng)然，重選的成功率將不能保證，因?yàn)橛锌赡苣繕?biāo)小區(qū)已經(jīng)被bar掉，或者由于當(dāng)前GSM服務(wù)小區(qū)信號(hào)質(zhì)量非常差，雖然滿足重選準(zhǔn)則，但由于目標(biāo)小區(qū)信號(hào)也不是很好，以至于Sx<0的情況發(fā)生。不論如何，當(dāng)重選一旦成功，UE應(yīng)立即主動(dòng)發(fā)起位置更新進(jìn)行注冊。

對(duì)于有多個(gè)TD-SCDMA鄰小區(qū)滿足重選準(zhǔn)則時(shí)，UE應(yīng)選擇RSCP值較高的小區(qū)嘗試發(fā)起小區(qū)重選。

3.4 流程圖

圖2為從GSM小區(qū)到TD-SCDMA小區(qū)重選的簡單流程圖。示意圖以GSM側(cè)RRM(無線資源管理層)，L1(物理傳輸層)，TD-SCDMA側(cè)RRC(無線資源控制層)及兩種系統(tǒng)共用的MM(移動(dòng)性管理層)為對(duì)象。

4 結(jié) 語

TD-SCDMA商用在即，由于諸多因素的影響，TD-SCDMA與GSM兩張網(wǎng)絡(luò)將在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)長期并存。這就要求雙模終端既能在TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)無覆蓋的地方無縫地重選到GSM網(wǎng)絡(luò)以保證業(yè)務(wù)的連續(xù)性，又能在有TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方無縫地從GSM網(wǎng)絡(luò)重選回TD小區(qū)以便為用戶提供高速的3G服務(wù)。由此可見，系統(tǒng)間的小區(qū)重選是在TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)與GSM網(wǎng)絡(luò)共存的情況下，既能為用戶盡可能地提供3G服務(wù)，又能保證呼叫成功率的重要手段之一。

參 考 文 獻(xiàn)

［1］3GPP TS 25.304 V.5.9.0 User Equipment(UE) Procedures in Idle Mode and Procedures for Cell Reselection in Connected Mode，2005.

［2］3GPP TS 05.08 V.8.23.0 Radio Subsystem Link Control，2005.

［3］3GPP TS 04.18 V.8.27.0 Radio Resource Control Protocol，2006.

注：“本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文?！?/p>