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3G-2G系统间互操作问题故障排除指导书内部公开产品名称密级WCDMA RAN内部公开产品版本共 93 页V100R0053G-2G系统间互操作问题故障排除指导书(仅供内部使用)拟制:汤远闲、梁以业、石迎生日期：2005-9-27审核:日期：yyyy-mm-dd审核:日期：yyyy-mm-dd批准:日期：yyyy-mm-dd华为技术有限公司版权所有 侵权必究修订记录日期修订版本说明作者/修订者2005-09-271.00初稿汤远闲、梁以业、石迎生yyyy-mm-dd1.01修改XXX作者名yyyy-mm-dd1.02修改XXX作者名yyyy-mm-dd2.00修改XXX作者名注意: 每次修订都要有明确说明目 录 Table of Contents1目的和背景523G-2G系统间互操作介绍52.1系统组网图52.2PLMN选择和重选62.3小区选择和重选92.43G到2G的电路域切换流程分析152.52G到3G的电路域切换流程分析182.63G到2.5G分组域切换流程分析212.72.5G到3G分组域切换流程分析262.8CS+PS组合业务的切换3133G-2G系统间互操作数据配置313.13G到2G系统间小区重选313.22G到3G系统间小区重选353.33G到2G的电路域切换393.42G到3G的电路域切换473.53G到2.5G分组域切换503.62.5G到3G分组域切换543.7PS+CS组合业务的切换574系统间互操作问题分析584.1网元定位分析方法584.2参数配置错误引起的问题分析604.3重选和切换流程失败问题定位714.4KPI统计发现的异常问题分析814.5其它问题分析925参考文献926附录923G-2G系统间互操作问题故障排除指导书Keywords 关键词：WCDMA GSM 3G 2G 系统间互操作 切换Abstract 摘 要：本文从3G-2G互操作的实践出发，先介绍3G-2G互操作的原理，之后从各网元出发介绍3G-2G互操作需要的系统配置，最后重点分析互操作过程中遇到故障时的排除方法。从参数配置错误引起的问题、流程失败问题、KPI统计发现的异常问题和其它问题四个方面给出了问题定位的指导，希望能在实践中起到指导作用。List of abbreviations 缩略语清单：Abbreviations缩略语Full spelling 英文全名Chinese explanation 中文解释GGSNGateway GPRS Support Node网关GPRS支持节点HSDPAHigh Speed Downlink Packet Access高速下行分组接入MSCMobile Switching Center移动交换中心WCDMAWideband Code Division Multiple Access宽带码分多址1 目的和背景2G的语音、短信和电路域的低速数据业务已经广泛应用在世界的每一个角落，为了能更好的满足人类对通信的新需求，以高速数据业务、可视电话和丰富多彩的在线服务为标志的3G通信已经被推到了眼前。而在目前3G和2G的发展中，3G的WCDMA和2G的GSM/GPRS应用最为广泛，因此，在从GSM/GPRS向WCDMA演化过程中，如何做到3G和2G之间的无缝连接，这两者之间的共存互补是非常重要的一个因素。通常而言，3G网络的建设不是一蹴而就的，需要一段时间才能达到较好的覆盖和容量。在3G网络建设初期，由于其覆盖的有限性，达不到2G那么好的覆盖，3G如何更好地利用2G为用户提供无缝隙的服务，2G如何利用3G来提供给用户最新的服务，这个都是很迫切也很现实的问题。3G和2G之间如何更好地共存，在很大程度上取决于3G和2G之间的相互无缝的连接，从而使用户感觉到连续的、无所不在的服务。所谓无缝连接，这里包括3G和2G之间的重选、3G和2G之间的切换。本文系统介绍了3G-2G互操作的原理，然后介绍了各网元3G-2G系统间互操作的数据配置，最后详细分析了解决系统间互操作问题的多种思路和方法。本文最大的特点是从3G-2G互操作涉及到的所有网元出发来进行分析。2 3G-2G系统间互操作介绍2.1 系统组网图典型的3G-2G系统间互操作组网图如下：注:3G SGSN2G SGSN2G MSCGGSNHLR3G MSCNodeBRNCWCDMA 网络GSM 网络流媒体WAP表示PS域核心网网元的互联表示CS域核心网CN网元的互联2G BSCPSTN图1 3G-2G系统间互操作组网图2.2 PLMN选择和重选2.2.1 流程描述当MS开机后或在漫游中，它的首要任务就是找到网络并和网络取得联系，以获得网络的服务。MS在空闲模式下的行为可以细分为PLMN选择和重选，小区选择和重选，位置登记。这三个过程之间的关系如图所示。图2 Idle模式流程概述当MS开机后，首先应该选择一个PLMN。当选中了一个PLMN后，就开始选择属于这个PLMN的小区。当找到这样的一个小区后，从系统信息广播中可以知道临近小区的信息，MS就可以在所有这些小区中选择一个信号最好的小区驻留下来。接着MS会发起位置登记过程。成功后，MS就成功的驻留在这个小区中了。小区驻留的作用有4个：l 使MS可以接受PLMN广播的系统信息。l 可以在小区内发起随机接入过程。l 可以接收网络的寻呼。l 可以接收小区广播业务。当MS驻留在小区中，并登记成功后，随着MS的移动，当前小区和临近小区的信号强度都在不断变化。MS要选择一个最合适的小区，这就是小区重选过程。小区重选哪个小区是有一定规则的，这个规则会在后面详细描述。当MS重选小区，选择了另外一个小区后，发现这个小区属于另外一个LA或者RA，MS就要发起位置更新过程，使网络获得最新的MS位置信息。在系统信息SIB1中包含CN common GSM-MAP NAS system information和PS domain system information，其中存在LAC和RAC信息，MS据此知道LA或RA是否变化。如果位置登记或者更新不成功（比如当网络拒绝MS时），或者MS离开当前PLMN覆盖区，MS可以进行PLMN重选，以选择另外一个可用的PLMN。PLMN选择/重选的目的是选择一个可用的PLMN。为达到这一目的，MS会维持一个PLMN列表，这些列表将PLMN按照优先级排列，然后从高优先级向下搜索，找到具有最高优先级的PLMN。另外，PLMN选择和重选的模式有两种自动和手动。自动选网就是MS按照PLMN的优先级顺序自动的选择一个PLMN，手动选网将当前的所有可用网络呈现给用户，由用户选择一个PLMN。在这个列表中，RPLMN（registered PLMN）优先级最高。RPLMN就是上次注册成功的PLMN。在USIM卡中有两个文件，EFLOCI和EFPSLOCI，记录了RPLMN的信息。在这两个文件中，LAI（=MCC+MNC+LAC）和RAI （=LAI+RAC）中包括了MCC和MNC，就是RPLMN。无论自动选网还是手动选网，MS开机后，首先就会尝试RPLMN，成功后，就不会有后续操作。如果不成功，MS就会生成一个PLMN列表（按照优先级）：1. HPLMN；2. 在USIM文件“User Controlled PLMN Selector with Access Technology”中的PLMN；3. 在USIM文件“Operator Controlled PLMN Selector with Access Technology”中的PLMN；4. 信号质量较好的PLMN（随机排列）；5. 其他的PLMN（以信号质量从高到低的顺序排列）。在USIM卡中，文件EFIMSI记录了IMSI（MCC+MNC+MSIN），MS从中可以获取HPLMN。2)和3)分别是USIM中的文件EFPLMNwAcT和EFOPLMNwACT。4)和5)是由MS一个频率一个频率搜索得到的。MS按照上述有优先级排序的PLMN列表一个一个搜索PLMN并尝试位置登记。由于UMTS是从GSM演进过来的，但两者的接入技术截然不同（GERAN vs. UTRAN），因此对于每一个PLMN需要指明优先选用的接入技术。接入技术的优先级就在“.with Access Technology”文件中指出。如果没有指出，那么一般而言，优先选用的是GERAN。此外在下面两种情况下需要进行PLMN重选：l 在任何情况下用户均可以手动要求发起PLMN重选。l 用户登记到VPLMN的网络重选：用户因切换/漫游等原因登记到VPLMN后，由于VPLMN与HPLMN的MCC相同，只是MNC不同，MS可以判断这种情况。在这种情况下，MS会尽量回到归属网络中。采取的措施是MS周期性的查找归属网络。这个周期由USIM规定，在文件EFHPLMN中定义，从6分钟到8小时。运营商也可以禁止这个功能，此时文件EFHPLMN中的值设置为0。2.2.2 PLMN选择和重选在系统间互操作中的应用分析利用PLMN选择和重选功能，可以在无须GSM网络和WCDMA网络作任何升级的情况下实现系统间的选择和漫游功能。通过PLMN重选，用户可以由GSM网络返回WCDMA网络。要WCDMA用户在进入WCDMA网络覆盖区域时能够自动由GSM网络优选到WCDMA网络上来，可以将WCDMA网和GSM网设置为不同的PLMN，并且USIM中设置WCDMA网是HPLMN。其选择的时间可以由运营商控制。2.3 小区选择和重选2.3.1 WCDMA中的小区选择小区选择的过程大致如下：1. 小区搜索首先，如果MS存有这个PLMN的一些相关信息，比如频率，扰码等。MS就会首先使用这些信息进行小区搜索（Stored information cell selection），以较快找到网络。这些信息保存在USIM卡中或者在手机的non-volatile memory中。小区搜索的目的是找到一个小区，小区搜索的步骤如下：l 时隙同步，使用PSCH的同步码进行时隙同步。l 帧同步，使用SSCH的同步码实现，同时也确定了这个小区的扰码组。l 通过CPICH获得这个小区的主扰码，随后MS就可以读广播信道。显然，如果MS已经知道这个小区的一些信息，比如使用频率以及主扰码，上述步骤就可以大大加速。2. 读广播信道。MIB的调度信息是已知的，即为SIB_POS=0，SIB_REP =8。MS在SFN=0,8,16, .的无线帧可以读到MIB。读到MIB后，MS可以判断当前找到的PLMN是否就是要找的PLMN，因为在MIB中有PLMN identity域。如果是，MS根据MIB中包含的其他SIB的调度信息，找到其他的SIB并获得其内容。如果不是，MS再找下一个频率，又要从小区搜索开始这个过程。如果当前PLMN是MS要找的PLMN，MS读SIB3，取得“Cell selection and re-selection info”，在这个IE中，读Qqualmin，Qrxlevmin和Maximum allowed UL TX power（UE_TXPWR_MAX_RACH），然后按照下列公式计算：其中：表1 WCDMA小区选择参数参数说明Squal Cell Selection quality value, (dB)Not applicable for TDD cells or GSM cells.SrxlevCell Selection RX level value (dB)QqualmeasMeasured cell quality value. The quality of the received signal expressed in CPICH Ec/N0 (dB) for FDD cells. Not applicable for TDD cells or GSM cells.QrxlevmeasMeasured cell RX level value. This is received signal, CPICH RSCP for FDD cells (dBm), P-CCPCH RSCP for TDD cells (dBm) and RXLEV for GSM cells (dBm).QqualminMinimum required quality level in the cell (dB). Not applicable for TDD cells or GSM cells. (read in system information)QrxlevminMinimum required RX level in the cell (dBm). (read in system information)PcompensationMax(UE_TXPWR_MAX_RACH - P_MAX, 0) (dB)UE_TXPWR_MAX_RACHMaximum TX power level an UE may use when accessing the cell on RACH (read in system information), (dBm)P_MAXMaximum RF output power of the UE, (dBm)如果则MS认为此小区即为一个suitable cell。驻留下来，并读其他所需要的系统信息，随后MS将发起位置登记过程。如果不满足上述条件，MS读SIB11，得到邻区的主扰码和频率，可以测得邻区的Qqualmeas和Qrxlevmeas，在IE “Cell Selection and Re-selection info for SIB11/12”中，MS可以知道邻区的Maximum allowed UL TX power，Qqualmin和Qrxlevmin，这样MS可以算出邻区的Squal和Srxlev并判断邻区是否满足上述selection criteria。如果MS发现了任何一个邻区满足selection criteria，就驻留在此小区中，并读其他所需要的系统信息，随后MS将发起位置登记过程。如果MS发现没有一个小区满足selection criteria。MS就认为没有覆盖，会继续PLMN选择和重选过程。2.3.2 3G到2G系统间小区重选MS在空闲模式下，要随时监测当前小区和邻区的信号质量，以选择一个最好的小区提供服务，这就是小区重选过程（cell reselection）。在下面的规则中，MS使用Squal for FDD cells和Srxlev for TDD作为Sx。1. 如果Sx Sintrasearch，MS不执行同频测量；如果Sx Sintersearch，MS不执行异频测量；如果Sx SsearchRATn，MS不执行异系统测量；如果Sx 0的小区中，再按照下面的公式计算R：其中TOn=0。下标s表示serving cell， n表示neighbouring cell。表2 小区重选参数参数说明Cell_selection_and_reselection_quality_measure (FDD only)Choice of measurement (CPICH Ec/N0 or CPICH RSCP) that is used to derive quality measures Qmap,n and Qmap,s, (read in system information).Qmap,nQuality of the neighbouring cell, after mapping function is applied, derived from CPICH Ec/N0 or CPICH RSCP for FDD cells, from P-CCPCH RSCP for TDD cells and from RXLEV for GSM cells. For FDD cells, the measurement that is used to derive the quality value is set by the Cell_selection_and_reselection_quality_measure information element.Qmap,sQuality of the serving cell, after mapping function is applied, derived from CPICH Ec/N0 or CPICH RSCP for FDD cells and from P-CCPCH RSCP for TDD cells. For FDD cells, the measurement that is used to derive the quality value is set by the Cell_selection_and_reselection_quality_measure information element.Qmeas_LEVQuality value. The quality value of the received signal expressed in CPICH_Ec/No or CPICH_RSCP_LEV for FDD cells as set by the Cell_selection_and_reselection_quality_measure information element, P-CCPCH_RSCP_LEV for TDD cells and RXLEV for GSM cells. Qoffset1s,nOffset value 1between the two cells considered in the evaluation (read in system information).Qoffset2s,n,Offset value 2 between the two cells considered in the evaluation (read in system information).Qhyst1sHysteresis value of the serving cell.Qhyst2sHysteresis value of the serving cell.TreselectionsTime-to-trigger for cell reselection, (s)MS首先测量当前小区的RSCP结果记录在Qmeas_LEV中。对于既有FDD，又有TDD、GSM的覆盖区域，不同无线接入技术之间的信号强度无法直接比较，需要映射为统一的标准。MS根据SIB3中的“mapping info”将Qmeas_LEV映射到Qmap中。对当前小区而言根据上述方法测得的Qmap就是Qmap,s。对邻近小区Qmap,n的测量方法是一样的。Qhyst1s在SIB3中，Qoffset1s,n在SIB11中得到。MS根据上述公式计算出Rs和Rn，选一个R最大的小区。如果在Treselection时间内，上述criteria仍然得到满足，MS就选择这个小区，驻留下来，读它的广播消息，小区重选结束。2.3.3 2G到3G系统间小区重选在空闲状态下，可以利用小区选择和重选功能实现用户进行系统间的选择功能。 但是需要指出的是：利用小区选择和重选功能从GSM系统中选择到WCDMA系统，需要GSM系统进行升级；另外，两个系统中对信号质量的衡量标准不同，因此小区选择和重选的相关参数的设置需要非常谨慎，否则可能在系统间引起不恰当的小区选择或者乒乓选择。2.3.4 GSM支持系统间的小区选择/重选过程所需的升级GSM系统需要增加或修改系统消息用于通知MS进行WCDMA邻区的小区重选。1. 修改系统消息SI2ter由于SI2和SI2bis只提供了当前驻留小区的相邻GSM小区列表，支持GSMUTRAN系统间切换后，需要把当前驻留小区的UTRAN相邻小区告诉MS。3GPP 04.18协议中SI2ter中的定义比GSM 04.08协议中的定义增加了相邻3G小区的频点信息和小区重选参数，所以需要修改SI2ter的填写方式。对BSC向基站发送的SI2ter消息。修改前，按照GSM 04.08描述SI2ter的“Rest Octets”IE中都是空闲字节（共4个字节）；修改后，按照3GPP 04.18协议的描述，SI2ter的“Rest Octets”IE长度不变，但内容修改为关于3G小区重选的相关信息。由于字节数的限制，根据协议，在每个SI2ter的实例中仅包含一个3G邻区频点的描述。 表3 SI2ter中修改字段的填写方法字段名含义填写方法SI2ter_MP_CHANGE_MARK3G测量参数是否改变修改系统消息后，下发系统消息时把第一个实例的该位取为上次发送SI2ter时该位的相反值，其他情况下该位的取值与上次发送SI2ter时相同。任何情况下，后续实例中该位的取值都与第一个实例的相同SI2ter_3G_CHANGE_MARKUTRAN小区的频点描述信息是否改变修改邻区关系后，下发系统消息时把第一个实例的该位取为上次发送SI2ter时该位的相反值，其他情况下该位的取值与上次发送SI2ter时相同。任何情况下，后续实例中该位的取值都与第一个实例的相同SI2ter_INDEX实例的编号第一个实例为0，第2个实例为1，依次类推SI2ter_COUNT实例的总数发送一次完整的3G小区重选参数和测量信息需要m个SI2ter就编为m-1UTRAN FDD DESCRIPTION3G小区频点描述只发送14比特的频点（扰码和分集指示在SI2quater中发送)2. 增加系统消息SI2quaterGSM协议没有定义SI2quater，3GPP 04.18协议增加了SI2quater的定义，其中包含更多关于小区重选、测量和报告的信息。对SI2quater消息，除Um接口公共消息头外仅有一个SI2quater Rest Octets IE，其总长度和其他2系列系统消息相同为23字节，该系统消息也包含多个实例。SI2quater的发送时机和方法与已实现的其他2系列的系统消息（SI2、SI2bis、SI2ter）相同。表4 SI2quater中关键字段的填写方法字段名含义填写方法SI2quater_INDEXSI2quater实例的序列号第一个实例编为0，第2个实例编为1，依此类推SI2quater_COUNTSI2quater实例的总数能够完整描述3G邻区关系的SI2quater消息包含的实例数减1Repeated UTRAN FDD neighbour cells具体描述UTRAN小区FDD_ARFCN：小区的频点；FDD_indic0：FDD_CELL_INFORMATION描述的扰码中是否包含0；NR_OF_FDD_CELLS：FDD_CELL_INFORMATION描述的小区数FDD_CELL_INFORMATION：按照GSM 04.08 Anex J中描述的算法对扰码集合压缩的结果，Qsearch_I空闲模式下，手机开始搜索3G小区的门限，具体含义请参见3GPP 0508协议填写“空闲模式搜索3G小区门限”Qsearch_C_Initial连接模式下，获得连接模式搜索小区门限前使用什么值作为连接模式搜索小区门限，0：使用Qsearch_I；1：始终搜索固定填为0FDD_Qoffset小区重选偏移：3G小区的平均接收电平必须比当前服务小区的大FDD_Qosffset，才可能重选3G小区填写“3G小区重选电平偏移”FDD_Qmin3G小区重选电平门限：3G小区的接收电平必须大于FDD_Qmin才有可能成为重选候选小区填写“3G小区重选电平门限”Qsearch_P分组空闲模式下，小区重选电平门限，具体含义请参见3GPP 0508协议填写“空闲模式小区重选门限”3. 修改系统消息SI33GPP 04.18协议定义的系统消息SI3的“Rest Octet”IE中增加了是否存在SI2tquater消息、手机是否应该报告UTRAN CLASSMARK CHANGE消息等信息，因此需要修改。表5 SI3中修改字段的填写方法字段名称含义填写方法3G Classmark Sending Restriction及早类标发送打开的情况下是否发送UTRAN CLASSMARK CHANGE消息，L：不发送；H：发送固定填写为LSI2quater Indicator在什么信道上发送SI2quater，0：BCCH，1：扩展BCCH固定编写为02.4 3G到2G的电路域切换流程分析支持WCDMA到GSM的切换，GSM设备可以不用升级。 3G建设初期，为了在3G覆盖区边缘保持用户业务的连续性，有必要支持WCDMA到GSM的切换。2.4.1 Intra-MSC图3 MSC内的系统间切换信令流程：WCDMA-GSM注释：RNS-A为手机切换前所在的RNS；BSS-B为手机切换后所在的BSS。上述的消息都可以在用户接口、IU接口、A接口中跟踪到。RI指Radio Interface无线接口。RRC指Radio Resource Control无线资源控制。1 RNS-A向3G_MSC-A发送Relocation_Required。在该消息中带有可选的小区列表、切换原因等内容，3G_MSC-A将在可选的小区列表中选择其一作为目的位置区小区。3G_MSC-A根据位置区小区号查询目的位置区小区的位置，确定本次切换是局间切换还是局内切换。2 3G_MSC-A向BSS-B发送HO_REQUEST消息。3G_MSC-A收到切换要求后，进行相应的查表操作，发现切换目标小区是自己下属的BSS所控制的小区，于是3G_MSC-A会根据切换要求构造对应的GSM切换请求消息（Handover-Request），并将该消息发送给BSS-B。在构造该请求消息的时候，3G_MSC-A需要完成UMTS切换要求消息和GSM切换请求消息之间的映射（Interworking）。然后3G_MSC-A向BSC-B发送HO_REQUEST消息。3 BSS-B向3G_MSC-A发送HO_Request_ACK消息。BSS-B申请好无线资源并准备好电路后，BSC-B向3G_MSC-A发送该消息，消息中带有HANDOVER_COMMAND消息，3G_MSC-A将会透传给切换请求侧，即RNS-A。4 3G_MSC-A向RNS-A发送Relocation_COMMAND消息。MSC-A收到BSS-B发送来的HO_Request_Ack消息后，表明新A口的无线资源已经准备好了，手机已经可以从RNS-A切换到BSS-B使用了，此时发送切换命令消息通知手机切换。5) BSS-B向3G_MSC-A发送HO_Detect消息。此时手机已经检测到新信道，已经具备接入新的无线信道的条件，但尚未真正切入。因为本次切换是语音切换，所以话路一定要建立好才行，于是3G_MSC-A将对端时隙与刚才新申请的A接口时隙接网，使用切换过程中申请的资源继续通话。6) BSS-B向3G_MSC-A发送HO_Complete消息。新的信道已经建立，用户开始在新的业务信道里继续通话或进行其他业务。 BSS-B向3G_MSC-A上报切换完成消息。7) 3G_MSC-A向RNS-A发送Clear_Command消息。切换已经完成，3G_MSC-A向源RNS-A发Clear_Command消息，释放原来的无线资源。8）RNS-A向3G_MSC-A发送Clear_Complete消息。RNS-A释放无线资源完毕。2.4.2 Inter-MSC进行系统间切换时，如果MS只有电路域业务进行，则执行WCDMA到GSM的电路域切换流程。切换典型过程包括如下阶段：测量控制测量报告切换判决切换执行。在测量控制阶段，网络通过发送测量控制消息告诉MS进行测量的参数。在测量报告阶段，MS给网络发送测量报告消息。在切换判决阶段，网络根据测量报告做出切换的判断。在切换执行阶段，MS和网络走信令流程，并根据信令做出相应动作。对WCDMA向GSM切换，当用户处入WCDMA系统的边缘有必要开始系统间切换时，WCDMA RNC通知双模MS开始异系统测量，MS进行异系统测量并上报测量结果，RNC根据测量结果判决是否开始系统间切换信令流程。由于WCDMA的接入方式是码分多址，处于连接状态的MS在所有时间内均在指定频率工作，为了在进行异系统测量的同时继续保持通话，在异系统测量时WCDMA系统和双模MS可能需要启动压缩模式(如果UE只有一个收发信机，则必须启动压缩模式，如果UE有两个收发信机，则UE可以在不启动压缩模式的情况下对GSM小区进行测试)。WCDMA向GSM切换的信令流程如下：图4 MSC之间的系统间切换信令流程：WCDMA-GSM1 在测量的基础上UTRAN决定进行系统间切换时，SRNC发送RANAP消息“Relocation Required”给CN，要求对方系统为系统间切换做好准备；2 WCDMA CN转发此需求给GSM MSC（通过MAP/E消息“Prepare Handover”）；3 GSM MSC向BSC发“Handover Request”；4 GSM BSS为系统间切换准备好资源后，BSC回“Handover Request Ack”给GSM MSC；5 GSM MSC发送MAP/E消息“Prepare Handover Response”给WCDMA CN；6 WCDMA CN通过发送RANAP消息“Relocation Command”消息应答SRNC的初始请求；7 通过已存在的RRC连接，SRNC向MS发送“Handover From Utran Command”消息，要求MS进行从WCDMA到GSM的系统间切换；8-10 MS进行从WCDMA向GSM的切换（硬切换），MS发送“Handover Complete”消息给BSC，通知BSC切换完成，BSC发送“Handover Complete”消息给GSM MSC；11 当检测到MS在GSM覆盖范围内后，GSM MSC发送“Send End Signal Request”消息给WCDMA CN，通知WCDMA CN切换已经完成，可以释放该MS占用的WCDMA网络资源；12-14 CN发“Iu Release Command”给RNC，通知以前的SRNC释放相关资源；当WCDMA中相关承载资源释放完成后，WCDMA CN给GSM MSC回响应，切换信令流程结束。2.5 2G到3G的电路域切换流程分析GSM系统为支持GSM向WCDMA的系统间切换，GSM MSC和GSM BSS均需要作较大的升级。一般来说，没有必要支持这种切换功能，因为： 由于2G网络已经完成良好的覆盖，无需借助系统间切换功能保持业务的连续性 要支持这种切换，2G网络必须升级 同时系统间切换的成功率也不如GSM系统内切换成功率高，应尽量避免这种形式的切换2.5.1 Intra-MSC图5 MSC内的系统间切换信令流程：GSM-WCDMA注释：BSS-A为手机切换前所在的BSS；RNS-B为手机切换后所在的RNS。上述的消息都可以在用户接口、IU接口中跟踪到。RI指Radio Interface无线接口。RRC指Radio Resource Control无线资源控制1 BSS-A向3G_MSC-A发送HO_Required。在该消息中带有可选的小区列表、切换原因等内容，3G_MSC-A将在可选的小区列表中选择其一作为目的位置区小区。3G_MSC-A根据位置区小区号查询目的位置区小区的位置，确定本次切换是局间切换还是局内切换。2 3G_MSC-A向RNS-B发送Relocation_REQUEST消息。3G_MSC-A直接RNS-B发送Relocation_REQUEST消息，申请无线资源。3 RNS-B向3G_MSC-A发送Relocation_Request_ACK消息。RNS-B申请好无线资源并准备好上下文及端点后，RNS-B向3G_MSC-A发送该消息，消息中带有HANDOVER_COMMAND消息，3G_MSC-A将会透传给切换请求侧，即BSS-A。4 3G_MSC-A向BSS-A发送HO_COMMAND消息。3G_MSC-A收到RNS-B发送来的Relocation_Request_Ack消息后，表明新Iu口的无线资源已经准备好了，手机已经可以从BSS-A切换到RNS-B使用了，此时发送切换命令消息通知手机切换。5 RNS-B向3G_MSC-A发送Relocation_Detect消息。此时手机已经检测到新信道，已经具备接入新的无线信道的条件，但尚未真正切入。因为本次切换是语音切换，所以话路一定要建立好才行，于是3G_MSC-A将对端时隙与刚才新申请的Iu接口时隙接网，使用切换过程中申请的资源继续通话。6 RNS-B向3G_MSC-A发送Relocation_Complete消息。新的信道已经建立，用户开始在新的业务信道里继续通话或进行其他业务。 RNS-B向3G_MSC-A上报切换完成消息。7 3G_MSC-A向BSS-A发送Clear_Command消息。切换已经完成，3G_MSC-A向源BSS-A发Clear_Command消息，释放原来的无线资源。8 BSS-A向3G_MSC-A发送Clear_Complete消息。BSS-A释放无线资源完毕。2.5.2 Inter-MSC对GSM向WCDMA切换，GSM小区有WCDMA邻区时，测量控制信息通过系统消息下发，双模MS在空闲时隙进行异系统测量并上报测量结果，BSC根据测量结果判决是否开始系统间切换信令流程。由于GSM系统是时分多址，异系统测量在空闲时隙进行，GSM系统不存在支持压缩模式的问题。GSM向WCDMA切换的信令流程如下：图6 MSC之间的系统间切换信令流程：GSM-WCDMA1 在测量的基础上GSM BSS决定进行系统间切换时，BSC发送“Handover Required”消息给GSM MSC，要求对方系统为系统间切换做好准备；2 GSM MSC转发此需求给WCDMA CN（通过MAP/E消息“Prepare Handover”）；3 WCDMA CN向RNC发“Relocation Request”；4 WCDMA UTRAN为系统间切换准备好资源后，RNC回“Relocation Request Ack”给WCDMA CN；5 WCDMA CN发送MAP/E消息“Prepare Handover Response”给GSM MSC；6 GSM MSC通过发送“Handover Command”消息应答BSC的初始请求；7 通过已存在的无线连接，BSC向MS发送“Inter-System to UTRAN Handover Command”消息，要求MS进行从GSM到WCDMA的系统间切换；8-10 MS进行从GSM向WCDMA的切换（硬切换），切换完成后，MS发送“Handover Complete”消息给RNC，通知RNC切换完成，RNC发送“Relocation Complete”消息给WCDMA CN；11 当检测到MS在WCDMA覆盖范围内后，WCDMA CN发送“Send End Signal Request”消息给GSM MSC，通知GSM MSC切换已经完成，可以释放该MS占用的GSM网络资源；12-14 GSM MSC发“Clear Command”给BSC，通知以前的BSC释放相关资源；当GSM BSS中相关承载资源释放完成后，GSM MSC向WCDMA CN回响应，切换信令流程结束。2.6 3G到2.5G分组域切换流程分析支持3G到2.5G的分组域切换，GSM BSS无须更改。GSM SGSN和WCDMA SGSN之间采用标准的程序协商GTP的版本。GTP协议的后向兼容可确保GSM/WCDMA的兼容性。目标GSM SGSN会与源WCDMA SGSN联系。如果源和目标SGSN都支持3GPP R99则采用GTP v1；如果GSM SGSN不支持，则采用GTP v0。在这种情况下，某些服务可能会被降级。目标GSM SGSN会将它不能处理的PDP contexts（例如Real time PDP contexts）降级。如果HLR也不支持3GPP R99 MAP版本，MAP infoRetrievalContext版本则回退为v2。如果用户是WCDMA用户，则所在的HLR必定支持MAP v3。2.6.1 Intra-SGSN当MS的无线接口从UTRAN接口向GSM接口切换时发生，UTRAN接口与GSM接口连接在同一个SGSN上。图7 UMTS到GSM的SGSN内的系统间切换(分组域)1 MS从UTRAN切换至支持GSM接口的小区。2 MS发起路由更新请求。3,4 2G+3GSGSN 向SRNS发送 SRNS Context Request (IMSI) 消息，SRNS收到此请求消息，开始停发并缓存下行数据，同时将数据报的序列号(GTPSNDs，GTPSNUs，PDCP-SNDs，PDCPSNUs)通过SRNS Context Response 消息通知SGSN。 5 执行安全流程(可选)。6,7 2G+3GSGSN 向SRNS发送SRNS Data Forward Command消息，通知SRNS可以开始将缓存的数据发回给SGSN，SRNS转发缓存数据。8 缓存数据转发完毕，2G+3GSGSN 释放Iu连接。9 如果是联合路由更新且为IMSI附着或者位置区发生了改变，2G+3GSGSN 向VLR发送位置更新消息。10 如果VLR中的用户数据未经过HLR证实，新侧VLR通知HLR删除旧侧VLR的用户数据，并且在新侧VLR插入用户。11 新侧VLR分配新的VLR TMSI通知SGSN。12 2G+3GSGSN 检查用户是否漫游受限，如果允许，2G+3GSGSN可分配新的PTMSI，发送Routeing Area Update Accept 消息通知MS。 13 MS可向SGSN发送Routeing Area Update Complete (Receive NPDU Number) 消息，通知SGSN在确认模式下已收到的数据报的序号。SGSN将此序号后的数据报继续向MS转发。14 如果MS接受了VLR TMSI，2G+3GSGSN 将向新侧VLR发送TMSI Reallocation Complete 消息。15 2G+3GSGSN 和 BSS 可选BSS Packet Flow Context 流程，建立BSS Packet Flow。如果MS是CAMEL用户，则会触发以下流程: CAMEL_GPRS_Routeing_Area_Update_Session 和CAMEL_GPRS_Routeing_Area_Update_Context。2.6.2 Inter-SGSNUMTS到GSM的SGSN之间的分组域的系统间切换，执行流程见下图：图8 UMTS到GSM的SGSN之间的系统间切换(分组域)1 MS（MS处于非Cell-DCH状态）或UTRAN（MS处于Cell-DCH状态或者Cell_FACH状态）决定发起分组域的系统间切换。使MS切换到一个支持GSM的新小区中，同时停止MS与网络间的数据传输。2 MS向2G-SGSN发起路由区更新请求，更新类型将指明路由区更新或者联合RA/LA更新或者带IMSI附着的联合RA/LA更新，BSS在将消息送到SGSN之前将收到消息中加入所在小区的带RAC和LAC的小区全球标识（CGI）。3 新2G-SGSN向老的3G-SGSN发送SGSN Context Request消息获取MM and PDP contexts，老的3G-SGSN验证MS的PTMSI签名，如果成功则老的SGSN启动一个定时器。如果老的SGSN不认识该MS，则会回应一个适当的错误原因。4 如果切换之前MS处在PMM-CONNECTED状态，旧的3G-SGSN向SRNS发送SRNS Context Request消息，SRNS收到