CDMA與LTE數(shù)據(jù)互操作的空中接口的討論與分析

前言

　　由于技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈和業(yè)務(wù)發(fā)展的諸多因素，目前全球主要移動運營商先后提出了向LTE長期演進的發(fā)展方向，尤其是原CDMA陣營的主要運營商也都放棄CDMA技術(shù)的長期演進路線，選擇了LTE。高通公司也宣布放棄UMB技術(shù)，而轉(zhuǎn)向LTE。

　　目前，全球CDMA網(wǎng)絡(luò)運營商都在積極研究CDMA網(wǎng)絡(luò)演進到LTE的方案與策略，各種演進方案都還在研究與討論中，3GPP/3GPP2等標(biāo)準(zhǔn)化機構(gòu)也已經(jīng)開始了相應(yīng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究與討論。目前，在國際標(biāo)準(zhǔn)中討論的熱點是CDMA/LTE語音互操作方案和CDMA/LTE數(shù)據(jù)互操作方案，其中數(shù)據(jù)互操作主要有優(yōu)化切換和非優(yōu)化切換兩種方案。

　　現(xiàn)有的CDMA/LTE數(shù)據(jù)互操作方案主要基于3GPP TS23.402提出的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，需要將CDMA HRPD無線網(wǎng)絡(luò)升級為eHRPD網(wǎng)絡(luò)，并將eHRPD網(wǎng)絡(luò)接入到EPC核心網(wǎng)。

　　3GPP和3GPP2對E-UTRAN和eHRPD的切換機制都有相應(yīng)的規(guī)范定義。3GPP定義的切換總體方案是在規(guī)范TS23.402中，規(guī)范中定義了E-UTRAN和eHRPD的雙向切換，包括E-UTRAN到eHRPD的激活態(tài)切換和空閑態(tài)切換，以及eHRPD到E-UTRAN的激活態(tài)切換和空閑態(tài)切換。

　　3GPP2的規(guī)范主要也是基于3GPP所定義的互操作架構(gòu)，對于CDMA網(wǎng)絡(luò)中需要修改的內(nèi)容主要在C.S0087、A.S0022和 X.S0057中。其中C.S0087主要定義了eHRPD與E-UTRAN互操作中空中接口部分的內(nèi)容，A.S0022主要定義了eHRPD與E- UTRAN互操作中A接口部分的內(nèi)容，X.S0057主要定義了eHRPD與E-UTRAN互操作中核心網(wǎng)部分的內(nèi)容。本文主要討論C.S0087中空中接口技術(shù)方案。

　　優(yōu)化切換

　　優(yōu)化切換流程

　　為了實現(xiàn)CDMA/LTE之間優(yōu)化切換方案，在HRPD空口協(xié)議連接層內(nèi)增加一個新協(xié)議層SAP（Signaling AdaptaTIon Protocol信令適配層）。當(dāng)eAT/UE處于隧道模式時，eAT/UE側(cè)eHRPD信令通過SAP路由至LTE-eHRPD隧道，具體協(xié)議棧結(jié)構(gòu)如下圖所示。

圖1 CDMA/ LTE優(yōu)化切換空口協(xié)議棧結(jié)構(gòu)

　　從上圖可以看出，如果eAT/UE駐留在eHRPD網(wǎng)絡(luò)中，則空口協(xié)議仍然按照原有的空口協(xié)議來處理，即為上圖紅線框里的協(xié)議棧。如果eAT/UE 駐留在LTE網(wǎng)絡(luò)中，需要切換到eHRPD網(wǎng)絡(luò)時，需要提前通過E-UTRAN空口協(xié)商eHRPD連接參數(shù)與會話參數(shù)，這時eAT/UE就需要通過E- UTRAN空口將信令傳送到eNB，再到MME，從MME通過S101接口接到eHRPD網(wǎng)絡(luò)，進行參數(shù)協(xié)商，這個工作模式稱為隧道模式。具體的切換流程主要有3個步驟，如下圖所示：

圖2 CDMA/ LTE優(yōu)化切換主要過程

　　CDMA/LTE優(yōu)化切換的主要過程：

　　預(yù)注冊過程

　　預(yù)注冊過程就是終端在E-UTRAN區(qū)域內(nèi)將eHRPD注冊過程（UATI申請，會話配置協(xié)商等）通過LTE-eHRPD之間的隧道提前完成，這樣就縮短了LTE-eHRPD的切換時間，滿足實時業(yè)務(wù)的切換時延要求。預(yù)注冊在空中接口中的主要過程有：

　　◆ eAT/UE移動到E-UTRAN預(yù)注冊區(qū)域（PreRegistration Zone）時，OMP公共參數(shù)PreregistrationAllowed = 1，發(fā)起預(yù)注冊過程；

　　◆ eAT/UE建立到eHRPD網(wǎng)絡(luò)的隧道，eAT/UE通過信令隧道與eHRPD網(wǎng)絡(luò)進行UATI的分配，協(xié)議參數(shù)的配置協(xié)商，建立會話。

　　上述預(yù)注冊過程中，需要說明的是，OMP是eHRPD的廣播信息，eAT/UE要去偵聽的前提是終端已經(jīng)被LTE網(wǎng)絡(luò)決定做eHRPD網(wǎng)絡(luò)的預(yù)注冊，這樣終端才會去偵聽OMP消息，當(dāng)然OMP消息是通過隧道S101接口傳遞到LTE網(wǎng)絡(luò)，并通過E-UTRAN空口下發(fā)給eAT/UE。

　　eAT/UE通過E-UTRAN空口消息可以獲得的eHRPD網(wǎng)絡(luò)參數(shù)主要有：eHRPD網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時間，搜索窗，鄰區(qū)頻段、PN等。3GPP定義了預(yù)注冊區(qū)域，當(dāng)eAT/UE在不同的預(yù)注冊區(qū)之間移動時，需要重新分配UATI。

　　切換準(zhǔn)備過程

　　切換準(zhǔn)備過程的信令流程如下圖所示：

圖3 CDMA/ LTE優(yōu)化切換準(zhǔn)備過程