面向融合网络的单卡多连接手机客户端

CMGD-GZ LIUYAQI 中国移动科技创新成果推广材料 完成单位：中国移动通信集团广东有限公司 成果名称：面向融合网络的单卡多连接手机客户端 成果研究类别：超前研究 /新产品开发 成果专业类别：其它 2 CMGD-GZ LIUYAQI 目录 一、项目背景和意义 二、技术实现方案 三、技术方案的关键点、难点和创新点 四、成果应用后主要效能分析 五、项目推广方式建议 六、项目推广投资和软硬件需求 3 CMGD-GZ LIUYAQI 项目背景 网络现状及存在问题 广东移劢 GSM利用率超过 90%，而 TD只有 7% GSM网络拥塞，半速率达 26%，语音质量下降 数据业务占用 40%的 GSM资源，迫切需要分流 TD手机终端与网络配合差强人意， TD用户体验不好，难以起到业务分流作用 数据业务不支持切换，且重选性能差 2/3G重选过程容易引发手机假活 终端异系统邻区测量能力不足 WLAN热点较少、缺少融合认证手段，需要加大建设力度 网络现状 GSM网络利用率超过 90%，半速率达 26%， 40的 GSM资源被数据占用； TD网络现行 KPI指标无法真实反映客户感知 4 CMGD-GZ LIUYAQI 项目背景 数据业务历年投资安排 2007年 2008年 2009年 2010年 无线侧投资 11.4亿 15.9亿 11.9亿 34.8亿 核心网侧投资 0.6亿 2.2亿 2.8亿 2.4亿 总计 12亿 18.1亿 14.7亿 37.2亿 20072010年，累计在数据业务方面的投资达到 82亿元。在各年新增载波中，针对数据业务需求的载波比例分别逐年上升， 2010年广东公司数据业务载频投入已超过 50%。 5 CMGD-GZ LIUYAQI 项目背景 数据业务投入产出与无线资源占用对比 数据业务投入、产出与无线资源占用情况失衡。以 2009年为例，数据业务占用 28%无线信道资源，收入仅占总收入 7% 2009年数据业务流量增幅高达 81%，而数据业务收入同比 2008年增长 7.8%；预计 2010年数据业务流量和收入增长幅度也将维持该比例 2G网络扩容速度无法满足数据业务的高速增长 数据业务无线信道占比与投资收入占比23%6%12%28%7%9%0%5%10%15%20%25%30%35%无线信道占比 收入占比 投资占比2 0 0 8 年数据业务 2 0 0 9 年数据业务0 . 0 2 70 . 0 0 60 . 0 0 00 . 0 1 00 . 0 2 00 . 0 3 0G S M TD无线主设备每比特投资元/ b i t 对于数据业务而言， GSM网络投资成本高，承载效率低。与 TD网络相比， GSM每比特投入是 TD的 4倍以上。 6 CMGD-GZ LIUYAQI 项目背景 融合网络动态资源分配机制重大技术攻关项目 领导组（组长：徐龙总经理） 副组长：洪小勤副总经理、王征宇副总经理、高志兴副总经理、刘尧根副总经理 成员：公司各参与部门和市公司领导、合作伙伴领导 联合工作组 组长、副组长 市 场 部 数 据 部 规 划 技 术 部 客 户 服 务 部 网 络 部 终 端 营 销 中 心 网 管 维 护 中 心 工 程 建 设 中 心 网 络 优 化 中 心 产 品 研 发 中 心 深圳 东莞 佛山 珠海 江门 公司 华为 技术 有限 公司 中兴 通讯 股份 有限 公司 爱 立 信 公 司 诺 西 公 司 手机 芯片 厂商 为了在新的竞争形势下探索有效利用网络资源的机制，广东公司成立了由徐龙总经理担任组长，公司各相关部门、市公司和相关设备、终端厂商参加的技术攻关项目组，开展技术攻关工作。 7 CMGD-GZ LIUYAQI 四大研究方向 2G/TD互操作性能优化 研究 Iur-g+、共 LAC等技术对 2G/TD切换和互操作性能的改善 融合网络网络基于业务的动态资源分配机制研究 研究 2G/TD/WLAN网络的定位，建立适合广东现网的融合网络动态资源分配机制的业务模型 2G/TD/WLAN融合认证体系的研究 研究 WLAN与 2G/TD网络的深度融合的相关技术，建立 2G/TD/WLAN融合认证机制 融合网络劢态资源分配机制技术攻关项目的研究方向和阶段 单卡多连接手机客户端 是融合网络劢态分配机制攻关项目的研究重点 面向融合网络的单卡多连接手机客户端技术的实现 研究手机终端侧多网驻留和资源选择机制，与网络侧资源分配机制配合提供完整的2G/TD/WLAN融合网络端到端动态资源分配解决方案 研究重点 已完成 网络 基础 融合 终端 项目背景 融合网络动态资源分配机制重大技术攻关项目 8 CMGD-GZ LIUYAQI 目录 一、项目背景和意义 二、技术实现方案 三、技术方案的关键点、难点和创新点 四、成果应用后主要效能分析 五、项目推广方式建议 六、项目推广投资和软硬件需求 9 CMGD-GZ LIUYAQI 技术实现方案 融合手机客户端技术方案对比 方案 单卡多连接 单卡单待 双卡双待单号 策略 CS优先驻留 G网 PS优先驻留 T网 CS同时驻留 G和 T网 PS优先驻留 T网 优先驻留 T网 语音切到 G网 优先驻留 G网 数据优选 T网 CS优选 G网 PS优选 T网 驻留特点 同时驻留两张网 同时驻留两张网 只驻留一张网 只驻留一张网 同时驻留两张网 话音体验 好，同 GSM语音 好，同 GSM语音 同 GSM语音，增加掉话率 同 GSM语音，增加丢话率 好，同 GSM语音 数据业务 好，同 TD数据 好，同 TD数据 好，同 TD数据 变差， PS重选 好，同 TD数据 VP业务 支持，改网络 支持 支持 支持，改网络 支持 CS+PS业务 支持 支持 支持，有影响 不支持 支持 G/T重选 无重选 无重选 增加 增加 不变 现有终端用户体验 不变 不变 不支持 FR的终端变差 终端方案不变 ,网络方案变差 不变 终端复杂度 较复杂， G/T协议栈同时运行 较复杂， G/T协议栈同时运行， CS双活 简单，支持 FR 简单，改软件 较复杂，支持双卡双待，改软件 网络复杂度 2G MSC改造后支持 VP 复杂，核心网支持双活 简单，支持业务切换和 FR 简单，网络方案要支持 NC2 复杂，需要支持一号双卡 终端成本 低，增加天线 低，增加天线 低，改软件 低，改软件 高，两套芯片 优选方案 综合评估单卡单待、单卡多连接、双卡双待单号等解决方案， 支持优先驻留的单卡多连接方案 在手机终端侧实现和网络侧的改造两方面可以取得较好的平衡 10 CMGD-GZ LIUYAQI 技术实现方案 单卡多连接方案实现语音走 GSM，数据走 TD网络 GSMTD( U ) S I MT / G 定制终端（单卡双待）TD - R ANGER ANH LRSGSNM SCGGSNM SC / PST N语音优选GSM数据优选TDC M N ET1、同时提升用户的语音 /数据业务体验； 2、避免 G/T重选，有效减少终端脱网； 3、分流 GSM数据，提升 TD利用率； 4、可以实现 G/T两张网络互相备份； 1、终端修改较大， GSM和 TD两个模块并行工作，增加终端成本、耗电； 2、支持 VP业务需要网络升级 优点 问题 “单卡多连接优先驻留” 方案 使用一张（ U） SIM卡； CS/PS分别驻留 GSM/TD； 语音走 GSM，数据走 TD； TD无信号时 PS驻留 GSM； GSM无信号时 CS驻留 TD； 单卡多连接优先驻留 方案只使用一张 (U)SIM卡， CS优先驻留 G网， PS优先驻留 TD网，可实现数据业务向 TD网络迁移，提升用户业务感知。 该方案需通过改造现网 MSC支持视频通话； 11 CMGD-GZ LIUYAQI 技术实现方案 手机终端从双芯片到单芯片的演进 双芯片方案 单芯片方案 双芯片方案及其智能机方案实现简单，但成本高功耗大，不适合大规格商用。综合考虑功耗、成本、规模商用等因素， 目前采用单芯片方案较优 ； 增加一套 GSM系统 硬件成本增加 8$ 待机功耗增加 2mA （达到 6mA） 增加一根天线 成本增加 1$ 待机功耗增加 0.4mA（达到 4.4mA） 双芯片智能机方案构 增加一套 GSM系统 硬件成本增加 8$ 待机功耗增加 2mA （达到 6mA） 1 2 34 5 67 8 9* 0 #Me m o ryBaseBand(TD /G SM)RFPAMe m o ryBa seBa nd(G SM )RFPALCDW IFI/WAPIModuleAPMe m o ryRFPARF WLAN 12 CMGD-GZ LIUYAQI 技术实现方案 网络通过改造支持 VP 目标方案需对现网 2G MSC进行改造即可支持视频通话（ VP），对现有 TD终端无影响。 HLR 2G MSC 3G MSC 3G MSC 2G MSC GERAN 主叫用户 被叫用户 2. VP呼叫请求 TDRAN GERAN TDRAN 3. VP寻呼请求 (2G) 主叫用户 1. 3G LAU 被叫用户 4. 终端确认支持 VP 5. 3G LAU 6.注销位置区登记，取被叫路由信息 7. VP寻呼请求 8. 建立 VP呼叫 VP主被叫 实现 方案 切换至 3G 切换至 3G 13 CMGD-GZ LIUYAQI 目录 一、项目背景和意义 二、技术实现方案 三、技术方案的关键点、难点和创新点 四、成果应用后主要效能分析 五、项目推广方式建议 六、项目推广投资和软硬件需求 14 CMGD-GZ LIUYAQI 技术创新点 终端软硬件架构支持单卡多连接 增加一根 GSM天线， TD和 GSM模块使用 单独的天线进行数据收发 增加 适配层 ，协同调度两个协议栈， 支持语音业务和数据业务分别驻留 、并行工作 硬件架构 软件架构 人机界面 MMI 适配层 TD协议栈 TD 物理层 GSM 物理层 NAS RLC / MAC NAS R R RRC RLC / MAC GSM协议栈 硬件增加一根天线，软件通过适配层实现双栈并行工作 基带芯片 RF RF PA PA DSP-GSM DSP-TD TD天线 GSM天线 15 CMGD-GZ LIUYAQI 技术创新点 通过 RNC下发专用重选参数，扩大分流效果 网络侧修改 RNC升级支持扩展系统消息下发 普通终端 NodeB RNC 标准重选门限 -94dbm 单卡多连接终端 专用重选门限 -98dbm 系统消息下发 扩展系统消息下发 专用重选门限仅需考虑数据业务质量，可设置更低，延伸 TD小区“软覆盖”半径，扩大单卡多连接终端的分流效果。 标准重选门限需要同时考虑语言和数据的业务质量。 标准重选参数集 1 专用重选参数集 2 16 CMGD-GZ LIUYAQI 单卡多连接终端技术难点 成本、功耗、双天线干扰控制及终端配置模式兼容 终端配置模式 两套天线同时工作，在相近频段将会产生干扰 通过天线布置和保证隔离度可控制干扰 待机功耗 终端成本控制 单基带方案： BOM成本增加约 1USD（增加一根天线以及少量器件） 双系统方案： BOM成本增加约 5USD（增加一套 GSM套片 及天线） 由于 CS/PS两个协议栈并行工作，待机功耗评估增加 25%左右 以华为 T2281工程样机为例， 1000 mAh电池，单待方案待机时间 200小时，双待方案待机时间预计 150小时 双天线干扰控制 兼容现有的配置策略（ GSM Only，TD only，自动双模） 增加一种双待模式 17 CMGD-GZ LIUYAQI 项目推广方式建议 一、项目背景和意义 二、技术实现方案 三、技术方案的关键点、难点和创新点 四、成果应用后主要效能分析 五、项目推广方式建议 六、项目推广投资和软硬件需求 18 CMGD-GZ LIUYAQI 成果整体效能分析 类型 一级指标 二级指标 单位 效能值 计算方法 直接产生效能 网络质量提升 网络覆盖率提升 百分比 10% RSCP每增加10dB，将会增加 20%左右的覆盖面积，目前大多数城市的重选门限通常都定在 -93dB左右，在保证 PS业务掉话率达标的前提下，可以将单卡多连接终端的重选门限下调至 -98db左右，这样就相当于增加了 10%的覆盖面积， 网络故障率下降 百分比 故障处理及时性 百分比 数据业务质量 百分比 其他 其他 TD网络语音业务质量 百分比 9.2% (单卡多连接终端MOS值 -TD全网平均MOS值 )/TD全网平均 MOS 19 CMGD-GZ LIUYAQI 项目推广方式建议 一、项目背景和意义 二、技术实现方案 三、技术方案的关键点、难点和创新点 四、成果应用后主要效能分析 五、 项目推广方式建议 六、项目推广投资和软硬件需求 20 CMGD-GZ LIUYAQI 项目推广方式建议 引入策略 推广 重点目标区域 从 GSM数据流量分流及终端可发放性角度考虑，单卡多连接终端的发放可重点关注 GSM拥塞严重且拥有大量数据业务使用量大的工薪阶层、打工者和学生人群的区域。 第一步，下发少量单卡多连接终端进行内部用户试用，升级 RNC实施参数下发，确保单卡多连接的技术可行性和网