TD-LTE單卡多模雙待終端技術(shù)方案

1 引言

　　由于TD-LTE采用全IP化的網(wǎng)絡(luò )體系，只有PS域，可提供高速的數據業(yè)務(wù)，但對語(yǔ)音業(yè)務(wù)的支持考慮不足；相比較而言，傳統的TD-SCDMA/GSM網(wǎng)絡(luò )已經(jīng)成熟，可提供高質(zhì)量的語(yǔ)音業(yè)務(wù)支持。而且TD-LTE的網(wǎng)絡(luò )建設遵循漸進(jìn)的過(guò)程，為保證語(yǔ)音業(yè)務(wù)的連續性，需要具備TD-LTE與傳統TD-SCDMA/GSM（GPRS）網(wǎng)絡(luò )間進(jìn)行業(yè)務(wù)轉換的能力。同時(shí)，為保證TD-LTE能夠良好地為大家所認可，TD-LTE手機提供良好的話(huà)音業(yè)務(wù)也變得很迫切和重要。有鑒于此，根據終端形態(tài)不同，業(yè)界提出了兩種不同的TD-LTE初期語(yǔ)音解決方案：CSFB方案和雙待機方案，無(wú)論哪種方案，語(yǔ)音業(yè)務(wù)均由現有的2G/3G網(wǎng)絡(luò )提供。CSFB方案以數據業(yè)務(wù)優(yōu)先，工作在TD-LTE模式，發(fā)起語(yǔ)音業(yè)務(wù)時(shí)觸發(fā)終端轉換到2G/3G模式工作。而雙待機方案能夠在TD-LTE和2G/3G網(wǎng)絡(luò )下同時(shí)待機，提供及時(shí)的數據和語(yǔ)音業(yè)務(wù)支持，獲得更好的用戶(hù)體驗。

　　2 單卡多模雙待方案技術(shù)架構

　　2.1 終端芯片組成

　　TD-LTE/TD-SCDMA/GSM（GPRS）多模雙待機手持終端是由支持TD-LTE的終端芯片，和支持GSM（GPRS）/TD-SCDMA的終端芯片共同組成的。其中，支持GSM（GPRS）/ TD-SCDMA的終端芯片為多模單待終端芯片，同一時(shí)間只工作在GSM（GPRS）模式或TD-SCDMA模式，支持TD-SCDMA HSPA功能；支持TD-LTE的終端芯片既可以是單模芯片，也可以是TD-LTE多模芯片，但僅工作在TD-LTE模式。

　　2.2 技術(shù)架構及特性

　　TD-LTE/TD-SCDMA/GSM（GPRS）多模雙待手持終端根據業(yè)務(wù)類(lèi)型自動(dòng)選擇不同的通信模塊：語(yǔ)音業(yè)務(wù)選擇注冊/建立在

　　GSM（GPRS）/TD-SCDMA雙模單待模塊，數據業(yè)務(wù)優(yōu)先選擇注冊/建立在TD-LTE模塊，若多模雙待手持終端離開(kāi)TD-LTE覆蓋區，或TD-LTE模式無(wú)法提供正常數據業(yè)務(wù)支持，則選擇在GSM（GPRS）/TD-SCDMA雙模單待模塊注冊/建立/重建數據業(yè)務(wù)。系統架構如圖1所示。

圖1 TD-LTE/TD-SCDMA/GSM（GPRS）單卡多模雙待技術(shù)架構

　　此多模雙待終端的（U）SIM卡與普通單模終端相同，雙待的兩個(gè)模式依據各自的流程操作同一（U）SIM卡的相應參數區。當兩個(gè)模式同時(shí)操作（U）SIM卡時(shí)，終端控制兩個(gè)模塊順序操作，避免沖突。當一個(gè)模式操作某參數區時(shí)，若該參數區為兩個(gè)模式共享參數區，終端能夠控制一個(gè)模式的操作不影響另一模式下的數據。

　　TD-LTE/TD-SCDMA/GSM（GPRS）多模雙待手持終端能夠支持GSM（GPRS）/TD-SCDMA和TD-LTE模式分別獨立通信和同時(shí)通信。

　　3 多模雙待終端模式選擇過(guò)程

　　3.1 開(kāi)機選網(wǎng)和注冊過(guò)程

　　終端開(kāi)機后，同時(shí)啟動(dòng)TD-SCDMA/GSM（GPRS）和TD-LTE兩個(gè)模式分別搜索網(wǎng)絡(luò )。

　?。?）TD-SCDMA/GSM（GPRS）模式的開(kāi)機選網(wǎng)和注冊流程與現在的TD-SCDMA/GSM（GPRS）雙模單待終端一致，終端優(yōu)先選擇TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò )，若TD-SCDMA無(wú)法提供服務(wù)，按普通雙模單待終端流程選擇GSM網(wǎng)絡(luò )，正常駐留后，發(fā)起CS域注冊流程，完成后進(jìn)入TD-SCDMA/GSM（GPRS）待機狀態(tài)（見(jiàn)圖2）。

圖2 TD-LTE/TD-SCDMA/GSM（GPRS）單卡多模雙待開(kāi)機流程

　?。?）TD-LTE模式的開(kāi)機選網(wǎng)流程與單模TD-LTE終端搜網(wǎng)機制一致，選擇合適的TD-LTE小區正常駐留后，發(fā)起PS域注冊流程，完成后進(jìn)入TD-LTE待機狀態(tài)。

　　PS和CS域注冊完成后，終端在TD-SCDMA/GSM（GPRS）模式和TD-LTE模式同時(shí)待機，并分別依據TD-SCDMA/GSM（GPRS）雙模單待終端和TD-LTE終端的技術(shù)規范，完成兩種模式空閑狀態(tài)下的移動(dòng)性管理。

　　3.2 TD-LTE丟失覆蓋過(guò)程

　　當處于空閑狀態(tài)的終端離開(kāi)TD-LTE網(wǎng)絡(luò )覆蓋區，或TD-LTE網(wǎng)絡(luò )無(wú)法提供正常PS域業(yè)務(wù)支撐時(shí)，終端將分組域轉移到正在待機的TD-SCDMA/GSM（GPRS）網(wǎng)絡(luò )下注冊。同時(shí)，終端控制TD-LTE模式進(jìn)入慢搜索狀態(tài)，或在判斷TD-LTE無(wú)網(wǎng)絡(luò )或異常情況下關(guān)閉TD-LTE模塊。

　　因多模雙待終端兩個(gè)模式同時(shí)工作，耗電比普通單待機終端高，且此時(shí)PS域業(yè)務(wù)可以在TD-SCDMA/GSM（GPRS）上進(jìn)行，TD-LTE模式關(guān)閉后或進(jìn)入慢搜索狀態(tài)后，可以利用TD-SCDMA/GSM（GPRS）模式下獲取的TD-LTE鄰區信息來(lái)重新喚醒TD-LTE模塊進(jìn)行搜索，這樣可以及時(shí)地發(fā)現LTE的覆蓋區域同時(shí)又能夠避免在無(wú)覆蓋區無(wú)謂的搜索，可以達到省電和提高服務(wù)質(zhì)量的雙重目的。

　　3.3 終端業(yè)務(wù)建立過(guò)程

　　終端發(fā)起業(yè)務(wù)時(shí)首先判斷該業(yè)務(wù)屬于CS還是PS域，選擇在相應PS或CS域注冊成功的通信模式上發(fā)起業(yè)務(wù)建立。

　　在雙待機或TD-SCDMA單待機狀態(tài)（TD-LTE丟失覆蓋）下，終端支持CS和PS域業(yè)務(wù)的并發(fā)建立/通話(huà)過(guò)程。在GSM單待機狀態(tài)（TD-LTE/TD-SCDMA丟失覆蓋）下，終端對CS和PS域并發(fā)業(yè)務(wù)的支持取決于終端和網(wǎng)絡(luò )是否支持雙傳輸模式（DTM）。

　　3.4 終端菜單和人機界面顯示

　　TD-LTE/TD-SCDMA/GSM（GPRS）多模雙待手持數字移動(dòng)終端的菜單中應包括模式選擇菜單和開(kāi)機默認模式菜單。其中，模式應至少包括多模雙待模式，還可以包含TD-LTE單模模式，TD-SCDMA/GSM（GPRS）雙模單待模式等。包含多種工作模式時(shí)，用戶(hù)可任意選擇工作模式并在不同的工作模式間切換。

　　此類(lèi)型終端工作在多模雙待模式時(shí)會(huì )分別顯示當前的電路域和分組域的工作模式為何種無(wú)線(xiàn)接入技術(shù)及對應的信號強度。如PS在TD-LTE模式注冊，CS在TD-SCDMA模式注冊，待機狀態(tài)下，界面示TD-LTE模式（L）及其信號強度RSRP并指明PS域工作在該模式下，同時(shí)顯示TD-SCDMA模式（H）及其信號強度RSCP并指明CS域工作在該模式下。

　　4 多模雙待終端業(yè)務(wù)過(guò)程

　　4.1 PS域數據業(yè)務(wù)

　　TD-LTE正常待機狀態(tài)下，終端優(yōu)先選擇在TD-LTE模式上發(fā)起PS域數據業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)保持過(guò)程中，若TD-LTE網(wǎng)絡(luò )覆蓋不好或丟失覆蓋，數據業(yè)務(wù)在TD-LTE模式上中斷，終端應將PS域轉移到TD-SCDMA/GSM（GPRS）雙模單待模式上注冊，成功后在該模式上重建PS域數據業(yè)務(wù)連接。同時(shí)，終端控制關(guān)閉TD-LTE模式或進(jìn)入慢搜索狀態(tài)（見(jiàn)圖3）。

圖3 TD-LTE/TD-SCDMA/GSM（GPRS）單卡多模雙待終端數據業(yè)務(wù)流程

　　TD-SCDMA/GSM（GPRS）單待機狀態(tài)（TD-LTE丟失覆蓋或無(wú)法提供正常PS服務(wù)），終端選擇在TD-SCDMA/GSM（GPRS）雙模單待模式實(shí)現數據業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)保持過(guò)程中，若TD-LTE網(wǎng)絡(luò )恢復正常覆蓋或服務(wù)能力，終端應在現有網(wǎng)絡(luò )完成業(yè)務(wù)或根據需要中斷該數據業(yè)務(wù)連接，將PS域轉移到TD-LTE模式上注冊，成功后在TD-LTE模式上重建連接，恢復該數據業(yè)務(wù)。

　　4.2 CS域語(yǔ)音和短消息業(yè)務(wù)

　　因多模雙待方案針對的TD-LTE網(wǎng)絡(luò )目前不支持語(yǔ)音業(yè)務(wù)，所有CS域業(yè)務(wù)只能在TD-SCDMA/GSM（GPRS）雙模單待模式上進(jìn)行，業(yè)務(wù)流程及行為同普通雙模單待終端。

　　4.3 CS域VP業(yè)務(wù)

　　終端發(fā)起VP業(yè)務(wù)時(shí)，判斷此時(shí)CS注冊的網(wǎng)絡(luò )模式，若為T(mén)D-SCDMA，則在該模式上發(fā)起VP業(yè)務(wù)，若為GSM模式，則提示用戶(hù)不支持該業(yè)務(wù)。

　　VP業(yè)務(wù)保持過(guò)程中，若TD-SCDMA覆蓋不好無(wú)法支撐VP業(yè)務(wù)，則依據雙模單待終端的行為方式，將VP業(yè)務(wù)回退為語(yǔ)音業(yè)務(wù)繼續進(jìn)行。

　　5 單卡多模雙待技術(shù)面臨的挑戰

　　在終端技術(shù)實(shí)施方面，因采用單卡方案，（U）SIM卡部分與普通單?；螂p模單待終端相同，并且（U）SIM卡模塊通常都已經(jīng)具備沖突處理機制，可以防止出現兩個(gè)模式同時(shí)訪(fǎng)問(wèn)（U）SIM的情況。雙待機通信模塊采用雙芯片方案，各模式芯片本身較獨立，不涉及主要芯片級的改動(dòng)。

　　在網(wǎng)絡(luò )改造方面，因目前網(wǎng)絡(luò )系統架構CS域和PS域工作網(wǎng)元相互獨立，能夠實(shí)現以不同的業(yè)務(wù)域觸發(fā)不同模式的待機和工作，不需對網(wǎng)元做復雜的升級或改造。

　　但此方案終端性能方面的表現很大程度上依賴(lài)于終端的具體實(shí)施，主要性能挑戰在于以下幾個(gè)方面：

　?。?）終端耗電性能

　　●雙待機狀態(tài)：兩種模式同時(shí)與兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )保持同步，除終端底電流外，兩種模式的芯片和射頻模塊耗電疊加。

　　●PS或CS域單業(yè)務(wù)保持狀態(tài)：一種模式進(jìn)入通話(huà)狀態(tài)，另一種模式保持待機，此時(shí)待機模塊電流相對通話(huà)狀態(tài)可忽略不計，耗電無(wú)明顯增加。

　　●PS和CS域業(yè)務(wù)并發(fā)保持狀態(tài)：兩種模式同時(shí)工作與網(wǎng)絡(luò )保持交互，通話(huà)電流為兩種模式的疊加。

　?。?）終端射頻性能

　　●雙待機狀態(tài)：兩種工作模式按照各自的DRX周期非連續接收網(wǎng)絡(luò )下行數據，兩種模式在同一時(shí)刻接收數據的概率較低，干擾影響基本可忽略。

　　●PS或CS域單業(yè)務(wù)保持狀態(tài)：一種模式連續接收/發(fā)送，另一種模式僅非連續接收網(wǎng)絡(luò )下行數據，干擾影響不明顯。

　　●PS和CS域業(yè)務(wù)并發(fā)保持狀態(tài)：兩種模式同時(shí)接收/發(fā)送數據，一方的發(fā)送會(huì )對另一方的接收產(chǎn)生干擾，影響解調性能，從而嚴重影響PS或CS的業(yè)務(wù)質(zhì)量。尤其是TD-LTE模式工作在2.3GHz，而TD-SCDMA模式工作在2GHz或GSM工作在800MHz（3倍頻干擾）時(shí)，因頻段間隔窄，干擾影響不能忽視，需要通過(guò)計算和測試驗證進(jìn)行分析。

　　6 結束語(yǔ)

　　單卡多模雙待機方案結合TD-LTE新技術(shù)和傳統成熟2G/3G的網(wǎng)絡(luò )覆蓋優(yōu)勢，在提供高速數據業(yè)務(wù)的同時(shí)，提供高質(zhì)量的語(yǔ)音業(yè)務(wù)，能夠解決在TD-LTE的發(fā)展初期僅支持PS域業(yè)務(wù)的不足。多模雙待終端是TD-LTE向全網(wǎng)IP發(fā)展過(guò)程中多樣化TD-LTE終端形態(tài)中的一種，其在業(yè)務(wù)體驗、網(wǎng)絡(luò )改造和實(shí)施、產(chǎn)品可商用時(shí)間等方面具有較強的優(yōu)勢，在TD-LTE商用部署初期，盡早推動(dòng)多模雙待終端的實(shí)施和驗證，有利于確保獲得滿(mǎn)意的用戶(hù)體驗。來(lái)源電信網(wǎng)技術(shù))