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一种单卡双待终端的研究

IT圈 admin 67浏览 0评论

2024年8月14日发(作者:示代天)

研究与开发 

种单卡双待终端的研究 

王 莹 

(中国移动通信集团设计院有限公司北京100080) 

1 引言 

随着TD.SCDMA网络建设的日渐成熟,GSM网络资 

因此.GSM/TD.SCDMA单卡双待终端应运而生,如图l 

所示。单卡双待技术是通过终端与网络的简单修改,实现的 

两网优势互补的创新技术,可以使话音业务走GSM网络, 

数据业务走TD.SCDMA网络。一方面。将GSM网络的最佳 

源紧张、TD.SCDMA网络利用率较低和GSM/TD.SCDMA 

网络利用不均衡的问题已成为中国移动业务发展的瓶颈。 

目前中国移动数据业务的发展远远超过预期,GSM网络 

话音体验和TD.SCDMA网络的3G数据体验相结合,构筑中 

国移动在3G时代的最佳竞争力:另一方面。通过分流GSM数 

据流量,可减少数据业务对GSM网络的冲击,并有效提升 

TD.SCDMA网络的利用率,促进TD.SCDMA产业的发展。 

无线利用率半年激增15%,总利用率超过70%;但 

TD.SCDMA网络利用率只有10%。由于两网利用率不协 

调,部分城市GSM KPI已经丧失领先优势,严重影响中国 

移动的竞争力。GSM现网指标统计表明,有的城市忙时 

GSM网络的利用率甚至大于90%.其中40%的GSM资源 

被QQ等数据业务占用,导致拥塞率大幅提高,严重影响 

2 单卡双待终端与传统终端的区别 

传统终端是通过一张不能区分话音业务和数据业务 

话音质量。虽然TD.SCDMA网络在持续优化中,但是网络 

覆盖不足引发切换频繁,从而导致话音质量差、漏话多,影 

响客户体验,用户发展缓慢,分流效果不明显。如何将 

GSM网络的话音优势和TD.SCDMA网络的数据能力捆绑 

起来,提供优于竞争对手的用户体验.是促进两网均衡发 

展、走出网络运营困局的重要手段。 

图1 GSM/TD—SCDMA单卡双待终端 

电信科学 2∞2簿 囊 

的SIM卡在GSM网络中实现网络话音通话和数据传送的 

功能。在目前数据业务与日俱增、飞速发展的情况下,数据 

业务的大量资源占用已严重影响了话音质量和用户通话 

从图2可以看出: 

广东移动GSM利用率超过90%,而TD.SCDMA只 

有7%: 

感受,移动用户可能会经常遇到无法接通、掉线、不清晰等 

严重问题。与此同时.承载数据业务能力较强的 

GSM网络拥塞,半速率达26%,话音质量下降; 

数据业务占用40%的GSM资源,迫切需要分流: 

TD.SCDMA手机终端与网络配合差强人意, 

TD.SCDMA网络却由于传统SIM卡无法优先选择而导致 

利用率低下.造成了严重的网络资源浪费。 

以中国移动通信集团广东有限公司(以下简称广东移 

动)GSM网络和TD.SCDMA网络指标统计为例.对其网络 

现状进行分析,如图2所示。 

TD.SCDMA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。 

畦 

聪 

鞋 

籁 

.}jⅢ 

由以上网络指标可以看出,移动用户感受度差,投诉、 

意见增多,长期发展,将会导致大量中国移动用户的流 

失。因此,能够拥有一张可以找出数据业务与话音业务 

01 2 34 56 7 8 91011 1213141516l7l819 2O21 2223 

蛭 

It ̄q(24 h) 

(a)某BSC 24 h话音与数据资源占用比 

1 

000 

01 000 

最优资源通道。到达物尽其用、互不干扰目标的,可以同时 

在两个网络待机 ̄(U)SIM卡,就成为了移动用户网络使用 

无障碍的保证。 

单卡双待终端与传统终端的比较见表1。 

巴1 

000 

删 

O00 

胀 

000 

蝗 

000 

OOO 

O 

01 2 34 567 8 91011 121314151617181920 21 2223 

3单卡双待终端技术原理 

单卡双待是指终端使用一 ̄(U)SIM卡,可以同时在 

两个网络待机.其组网方式如图2所示。“双待”的含义 

如下。 

时 ̄J(24 h) 

(b)BSC 24 h话音话务量 

图2广东移动GSM、TC.SCDMA网络现状分析 

表1 单卡双待终端与传统终端的比较 

方案 

策略 

单卡单待 双卡双待单号 单卡双待 

优先驻留TD—SCDMA优先驻留GSM网,数据优选CS优选GSM网,PS优选CS优先驻留GSM网,PS优先 

网,话音切 ̄;JGSM网TD—SCDMA网

只驻留一张网 

TD.SCDMA网 

同时驻留两张网 

驻留TD—SCDMA网 

同时驻留两张网 

驻留特点 

话音体验 

数据业务 

VP业务 

CS+PS业务 

只驻留一张网 

增加掉话率,增加丢话率增加丢话率 

好,同TD.SCDMA数据 变差,PS重选 

好,同GSM话音 

好,同TD—SCDMA数据 

好,同GSM话音 

好,同TD—SCDMA数据 

支持 

支持.有影响 

支持,升级网络 

不支持 

增加 

支持 

支持 

不变 

不变 

支持,升级网络 

支持 

无重选 

不变 

GSM厂I'D—SCDMA重选 

增加 

现有终端用户体验 

终端复杂度 

不支持FR的终端变差 终端方案不变,网络方案变差

简单,支持FR 简单,改软件 较复杂,支持双卡双待,较复杂,GSM/TD.SCDMA 

改软件 协议栈同时运行 

不支持VP,不需要修改 

网络复杂度 

简单,支持业务切换和简单,支持NC2 

FR 

复杂,需要支持一号双卡

终端成本 

低,改软件 低,改软件 高,两套 芷:片 低,增加天线 

辑究与开发 

两网双待:可以同时驻留在两张不同制式的网络。 

即同一终端、同一时刻,既在GSM网络上待机,同 

时又在TD—SCDMA网络上待机.可以在两张网络 

络,当TD.SCDMA网络无覆盖时,才驻留GSM网络。 

当单卡双待终端判断TD.SCDMA网络无法驻留时.在 

GSM网络发起附着流程把PS域附着到GSM网络.如果此 

上发起业务.也可以接收两张网络的寻呼。 

时GSM网络正在进行CS业务.则需要等待CS业务完成 

后才可以进行PS附着。终端周期性搜索TD—SCDMA网络, CS/PS双待:CS和PS两个域可以同时驻留在不同 

网络。即同一终端、同一时刻,CS驻留GSM网络提 

为了节电,按照GSM配置的TD.SCDMA邻区搜索 

TD.SCDMA网络 

供话音、短信等CS业务,PS驻留TD.SCDMA网络 

提供高速数据业务。 当单卡双待终端判断GSM网络无法驻留时.在 

TD.SCDMA网络发起位置更新流程,把CS域注册到 

TD.SCDMA终端设备,亦称用户设备(user equipment, 

UE),根据其用途和功能的不同可分为多种类型。终端应 

TD.SCDMA网络。GSM模块周期性搜索GSM网络。 

3.2空闲态网络重选 

根据其连接设备的不同提供相应的兼容性接口.如 

TD.SCDMA/GSM终端与TD.SCDMA/GSM网络设备的空中 

接口、USB接口、红外数据接口等。终端设备应包含能进行 

与普通双模终端不同的是,单卡双待终端的CS和PS 

分别遵循不同的重选策略。 

(1)PS重选 

无线信号收发、基带处理和高层应用运行的ME(mobile 

equipment) ̄--个或多个可拆卸、可保存数据、程序和安全 

身份识别的智 ̄(U)SIM。ME ̄(U)SIM之间通过标准的 

Cu接口相连。ME逻辑上可进一步分为更小的单元设备, 

PS正常驻留TD.SCDMA网络时,由于TD.SCDMA网 

络信号变差,PS需要重选到GSM网络,普通双模终端的 

重选过程是:当TD.SCDMA信号强度低于搜索门限时.启 

动异系统搜索,当搜到的最强GSM小区信号好于当前 

分别是负责无线接收和发送及相关功能的MT(mobile 

termination1和负责运行端到端高层应用的TEfterminal 

TD.SCDMA小区信号时,读取GSM系统消息,然后发起位 

置区更新(LAU)流程,再发起路由区更新(RAU)流程,重 

equipment)。MT和TE之间可以通过多种物理方式(有线或 

无线)实现连接。 

单卡双待终端CS/Ps分别驻留GSM和TD.SCDMA网 

络,话音走GSM网络,数据走TD.SCDMA网络。TD.SCDMA 

网络无覆盖时,PS业务驻留GSM网络:GSM网络出现故 

选到GSM网络。当TD SCDMA信号低于重选门限时,单卡 

双待终端立即在CS驻留的GSM小区发起RAU流程.从 

而简化了重选过程,节省了3 ̄9 s。 

当PS附着GSM网络,TD.SCDMA信号恢复时,普通 

障时,CS业务可以驻留TD.SCDMA网络,而普通双模终端 

只能同时驻留一个网络。 

3.1 开机驻留 

双模终端判断TD.SCDMA信号好于重选门限.先在 

TD.SCDMA网络发起LAU流程,再发起RAU流程,重选到 

TD.SCDMA网络;单卡双待终端判断TD.SCDMA信号好于 

重选门限时,只在TD.SCDMA网络发起RAU流程.PS重 

选到TD.SCDMA网络,CS仍驻留GSM网络。简化了重选 

过程,CS业务没有受到任何影响,同时也缩短了PS业务 

的时间.节省了1 2 S。 

对于单卡双待终端,开机后GSM模块以GSM Only模 

式启动网络驻留过程,TD.SCDMA模块以TD Only模式启 

动网络驻留过程.可同时驻留GSM和TD.SCDMA网络:对 

于普通双模终端,开机后优先搜索并驻留TD.SCDMA网 

定 

图3“单卡双待”方案组网方式 

(2)CS重选 

GSM网络的覆盖一般都好于TD—SCDMA网络。所以 

CS重选主要考虑在GSM网络出现故障时.将TD.SCDMA 

网络作为备份使用。 

当GSM网络长时间无信号时.直接在PS驻留的小区 

发起IAU流程,把CS驻留到TD.SCDMA网络 终端周期 

性搜索GSM网络。当GSM网络信号恢复时.重新在GSM 

网络发起LAU流程,CS驻留到GSM网络:如果驻留 

TD.SCDMA网络时,CS业务正在进行中,则等待CS业务 

I墼=l 4终端馒件结构 

完成后再重选到GSM网络。 

3.3业务态网络重选 

(1)PS业务态从TD.SCDMA重选到GsM 

普通双模终端在TD.SCDMA网络进行PS业务时,网 

络下发3A测量,当TD.SCDMA网络信号变差时.终端上报 

3A测量报告,网络下发Cell Chang Order指导终端重选到 

GSM小区,终端在GSM小区读系统消息,先发起LAU流 

程,再发起RAU流程,恢复数据传输。 

单卡双待终端TD.SCDMA模块工作在TD Only模式. 

网络不下发3A测量.终端只能自己判断当前TD.SCDMA 

网络信号质量低于重选门限,在GSM驻留小区发起RAU 

流程,恢复数据传输。简化了重选过程,PS中断时间相比 

普通双模终端缩短3-9 S。 

(2)PS业务态从GSM重选到TD.SCDMA 

过程同空闲态。 

(3)CS业务态 

单卡双待终端工作在单模模式,不支持系统间的切 

换。当服务网络信号变差时,只能掉话后进入空闲态进行 

重选。由于CS驻留GSM网络,GSM网络的覆盖一般好于 

TD.SCDMA网络,这种场景比较少,因此目前的普通双模 

终端不支持从GSM到TD.SCDMA的切换。 

3.4 PS重选参数 

由于单卡双待终端CS驻留GSM网络。Ps的重选不影 

响CS的业务体验和性能指标。所以需要单独给单卡双待 

终端下发一套重选参数,配置的重选参数比普通双模终端 

更利于终端多使用TD.SCDMA网络。 

4单卡双待终端介绍 

4.1 硬件结构 

终端硬件结构如图4所示,具体介绍如下。 

基带芯片具备两个独立的物理层协议处理模块; 

通过统一的SIM卡代理模块解决SIM卡访问的冲 

突问题: 

物理上增加了一根天线,TD.SCDMA和GSM协议 

栈各自使用单独的天线进行数据收发.支持 

TD.SCDMA和GSM同时工作。 

4.2软件架构 

终端软件架构如图5所示,具体介绍如下。 

人机界面MMI 

适配层 

l 

NAS NAS 

RRC RR 

RLC/MAC RLC/MAC 

TD Only系统 GSM Only系统 

l T。一sc。MA物理层 GSM物理层 

图5终端软件架构 

增加适配层,协同调度TD.SCDMA和GSM两个协 

议栈。 

修改两个 议栈,使其满足CS/PS分别驻留、并行 

工作的需求。 

4.3 C8/P¥驻留GSM/TD.8CDMA的信令流程 

开机场景下.单卡双待终端CS/PS分别驻留 

GSM/TD.SCDMA网络的信令流程如图6所示,具体介 

绍如下。 

CS通过位置更新流程驻留GSM网络。PS通过 

GPRS附着流程驻留TD.SCDMA网络。 

网络寻呼与响应的流程与标准终端相同。 

究与开发 

(a)CS驻留 (b)PS驻留 

图6 CS/PS驻留GSM/TD.SCDMA网络的信令流程 

GSM模块

GSM无信号进入 

小区搜索状态 

TD.SCDMA模块 GSM模块TD—SCDMA模块 

TD.scDMA无信号I 

DMA信号丢失 

P上下文等数据 

. 

堕……. 

M模块执行RAu 

『 

TD.SCDMA 

进入搜网状态 

GSM信号正常 

)MA信号恢复 

’上下文等数据 ~ 

● 

l TD.scDMA信号恢麦 

DMA模块执行RA亘 

GSM LAU TD.SCDMA RAU 

(a)CS重选 

(b)PS熏选 

图7 CS/PS的网络选择流程 

4.4业务应用与连接选择管理 

单卡双待终端CS/PS的网络选择流程如图7所示.具 

体介绍如下。 

GSM网络:如果此时TD.SCDMA网络正在进行CS 

业务,应等待业务结束后再驻留GSM网络。 

PS优先驻留TD.SCDMA网络。终端不在TD.SCDMA 

服务区时,PS驻留GSM网络:重新进入TD.SCDMA 

服务区时,PS自动驻留TD.SCDMA网络。 

CS优先驻留GSM网络,当GSM网络覆盖不好时驻 

留TD.SCDMA网络 

当终端处于GSM网络没有信号,但TD.SCDMA网 

络信号正常状态的持续时间为7'1时.CS驻留 

TD SCDMA网络。 

4.5有效兼容现网.支持视频通话 

单卡双待终端能够有效兼容现网.可以通过简单 

升级实现视频通话,其原理结构如图8所示.具体介绍 

如下 

当GSM网络信号恢复持续时间为 时,CS驻留 

电信科学誊2o_12笨 

请求(3G) 

图8支持视频通话的原理结构 

单卡实现,满足中国移动“不换号、不换卡、不登记” 

的原则。 

6.1 与普通双模终端的拉网指标对比 

以广东珠海的单卡双待终端为例.分析其拉网指标, 

其与普通双模终端的拉网指标对比见表2。 

使用配套的单卡双待终端,对现网已有终端无 

影响。 

由表2可以看出,单卡双待终端CS话音接通率、掉话 

率均优于普通双模终端;PS平均速率、PS在3G的占比均 

优于普通双模终端,从而提升了用户体验,同时PS分流效 

果也优于普通双模终端。 

6.2网络指标分析 

只需对现网2G MSC进行少量修改即可支持视频 

通话 

支持国内、海外漫游。 

5单卡双待终端特点 

5.1 技术创新点 

选取2 500个终端用户作为数据样本,得到的单卡双 

待终端和全网KPI的对比如图9所示。 

单卡双待终端的技术创新点如下: 

CS话务统计KPI通过对比单卡双待试点终端单用 

户接通率、掉话率与2G、3G全网的接通率、掉话率 

对比体现:PS话务统计KPI通过对比使用单卡双 

通过技术创新,使GSM和TD.SCDMA两个模块可 

同时工作: 

解决了两套天线问的干扰问题: 

成本和功耗增加小.便于推广: 

只需进行网络的简单修改.若不开展视频通话业 

待终端前后全网指标的变化来体现。 

6月的数据代表单卡双待终端使用前,9月的数据 

代表单卡双待终端使用后。 

南图8可 看出,话音体验效果良好。单卡双待终端 

CS的话音接通率、掉话率指标与2G全网相当.优于3G 

全网指标,验证了用户话音体验;PS全网指标在单卡双待 

终端试用后没有发生变化,达到预期。 

6.3单卡双待规模终端试点用户问卷调查 

选取问卷调查数据样本1 665个,得到的问卷调查结 

果如图10所示。 

务,网络侧则无需任何改造。 

5.2功能创新点 

单卡双待终端在满足中国移动现有GSM和 

TD.SCDMA相关技术和设备规范(包括无线、核心网和终 

端等)的基础上,新增了以下功能: 

终端驻留行为方式有变化: 

终端互操作行为方式有变化: 

终端选网的切换门限可以不同。 

由图l0可以看出,单卡双待终端应用的整体满意度 

高,有97%的终端用户接受并愿意使用;终端用户话音 

业务体验优于或等同于之前手机体验的比例达到92%; 

6 单卡双待终端应用情况说明 

磷究与 开发 

SIM卡接口:Master模块控制真实SIM卡。芯片外部仅需 

4条数据线和一个转换开关,该方案已经得到了验证。 

目前.中国移动TD.LTE试验网尚未投入商用, 

减少终端脱网、分流GSM网络数据,提升TD.SCDMA网络 

利用率等优点.还可以实现GSM/TD.SCDMA两张网络的 

互相备份。 

后续TD.LTE/TD.SCDMA/GSM单卡多待终端研究的关 

键点为以下两方面。 

TD.LTE/TD.SCDMA/GSM单卡多待终端仍处于实验阶段。 

相信在不久的将来,伴随着中国移动TD.LTE网络的日益 

成熟,单卡多待终端会逐渐走人人们的生活。 硬件方面:由LTE模块主控SIM卡,通过向GSM/ 

TD.SCDMA模块模拟出一个标准SIM接口来实现 

8 结束语 

通过本文研究可知,只使用一 ̄(U)SIM卡,CS优先驻 

留GSM网络.PS优先驻留TD.SCDMA网络.可实现数据 

业务向TD.SCDMA网络的迁移,提升用户业务感知的单卡 

双待终端研究符合网络发展需求.其具有同时提升用户的 

多个芯片模块共享访问SIM卡。 

软件方面:实现SIM访问互斥机制和优先级控制机制。 

现有的TD.LTE/TD。SCDMA/GSM多模单卡的方案包括 

TD.SCDMA/GSM芯片和TD。LTE芯片,下一步可以将 

TD.LTE、TD.SCDMA/GSM芯片集成在一起,从而实现单芯 

片方案。 

话音/数据业务体验.避免GSM/TD.SCDMA网络重选。有效 

Research on Single Card with Multi-Standby Terminal 

Wang Ying 

(China Mobile Group Design Institute Co.,Ltd.,Beijing 100080,China) 

Abstract The fast development of data service leads to the exhausting GSM resource and unbalanced network utilization of 

GSM/TD—SCDMA,which become the bottle neck of CMCC’S service development.In order to realize the perfect coupling and 

complementary strengths of these two networks,improve the user experiences of voice and data services,a new model of single 

SIM card with dual-standby mobile terminal is proposed in this article.It give a brief analysis on the future single SIM card with 

multi—standby terminal for GSM/TD-SCDMA/TD—LTE. 

Key words GSM,TD—SCDMA,single SIM card dual—standby,terminal 

自 ’9k业 自 自 专妊j 9 r夸 9 9妇夸 —§ r— 。 妇r,囱 ・—窜妊窜kr § kr r坐夸 窖 -—9 —9 -—窜 , ・,奎 — ‘} 妊 业船 

(收稿日期:2012-03-01) 

坐—9 9妊r —9 —9 —§ 

简讯・ 

Orange签约国际矿业巨头力拓 

性能,并进一步有效整合全球资源。借助两家企业长达 

10年的合作伙伴关系,该合约将进一步满足力拓集团业务 

开发需求,提升弹性与灵活性。Orange Business Services将 

提供各种WAN服务,包括卫星接入和网络管理,并为互联 

网网关和流量优化提供保障。这些服务将在一种专用的服 

务管理架构下提供,以得到全球咨询与项目管理的支撑。并 

提供全球网络与安全服务 

日前,国际矿业集团力拓(Rio Tinto)与Orange 

Business Services签署了一份为期5年的合约,Orange 

Business Services将为力拓集团遍布世界的280多个经营 

点提供全球网络与安全服务。 

Orange Business Services能够在全球范围内提供服 

通过服务目录和订单管理门户进行支持。 

过去l0年中.全球采矿业经历了巨大变化,包括并购 

整合、法规变化以及对深矿的开采。为管理这些变化并在 

此基础上保障运营,Orange等通信服务提供商不仅需要具 

有强大的全球覆盖能力,还要能提供高度安全可靠的服务 

务、网络和安全,这是成功牵手力拓的重要因素。力拓需要 

服务提供商能够提供灵活性和弹性较强的服务,以便支持 

其动态的全球业务模式,并不断降低运营成本。 

这份新合约将为力拓集团巩固IT基础设施,提升网络 

水平,以便保证业务的连续性。 

2024年8月14日发(作者:示代天)

研究与开发 

种单卡双待终端的研究 

王 莹 

(中国移动通信集团设计院有限公司北京100080) 

1 引言 

随着TD.SCDMA网络建设的日渐成熟,GSM网络资 

因此.GSM/TD.SCDMA单卡双待终端应运而生,如图l 

所示。单卡双待技术是通过终端与网络的简单修改,实现的 

两网优势互补的创新技术,可以使话音业务走GSM网络, 

数据业务走TD.SCDMA网络。一方面。将GSM网络的最佳 

源紧张、TD.SCDMA网络利用率较低和GSM/TD.SCDMA 

网络利用不均衡的问题已成为中国移动业务发展的瓶颈。 

目前中国移动数据业务的发展远远超过预期,GSM网络 

话音体验和TD.SCDMA网络的3G数据体验相结合,构筑中 

国移动在3G时代的最佳竞争力:另一方面。通过分流GSM数 

据流量,可减少数据业务对GSM网络的冲击,并有效提升 

TD.SCDMA网络的利用率,促进TD.SCDMA产业的发展。 

无线利用率半年激增15%,总利用率超过70%;但 

TD.SCDMA网络利用率只有10%。由于两网利用率不协 

调,部分城市GSM KPI已经丧失领先优势,严重影响中国 

移动的竞争力。GSM现网指标统计表明,有的城市忙时 

GSM网络的利用率甚至大于90%.其中40%的GSM资源 

被QQ等数据业务占用,导致拥塞率大幅提高,严重影响 

2 单卡双待终端与传统终端的区别 

传统终端是通过一张不能区分话音业务和数据业务 

话音质量。虽然TD.SCDMA网络在持续优化中,但是网络 

覆盖不足引发切换频繁,从而导致话音质量差、漏话多,影 

响客户体验,用户发展缓慢,分流效果不明显。如何将 

GSM网络的话音优势和TD.SCDMA网络的数据能力捆绑 

起来,提供优于竞争对手的用户体验.是促进两网均衡发 

展、走出网络运营困局的重要手段。 

图1 GSM/TD—SCDMA单卡双待终端 

电信科学 2∞2簿 囊 

的SIM卡在GSM网络中实现网络话音通话和数据传送的 

功能。在目前数据业务与日俱增、飞速发展的情况下,数据 

业务的大量资源占用已严重影响了话音质量和用户通话 

从图2可以看出: 

广东移动GSM利用率超过90%,而TD.SCDMA只 

有7%: 

感受,移动用户可能会经常遇到无法接通、掉线、不清晰等 

严重问题。与此同时.承载数据业务能力较强的 

GSM网络拥塞,半速率达26%,话音质量下降; 

数据业务占用40%的GSM资源,迫切需要分流: 

TD.SCDMA手机终端与网络配合差强人意, 

TD.SCDMA网络却由于传统SIM卡无法优先选择而导致 

利用率低下.造成了严重的网络资源浪费。 

以中国移动通信集团广东有限公司(以下简称广东移 

动)GSM网络和TD.SCDMA网络指标统计为例.对其网络 

现状进行分析,如图2所示。 

TD.SCDMA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。 

畦 

聪 

鞋 

籁 

.}jⅢ 

由以上网络指标可以看出,移动用户感受度差,投诉、 

意见增多,长期发展,将会导致大量中国移动用户的流 

失。因此,能够拥有一张可以找出数据业务与话音业务 

01 2 34 56 7 8 91011 1213141516l7l819 2O21 2223 

蛭 

It ̄q(24 h) 

(a)某BSC 24 h话音与数据资源占用比 

1 

000 

01 000 

最优资源通道。到达物尽其用、互不干扰目标的,可以同时 

在两个网络待机 ̄(U)SIM卡,就成为了移动用户网络使用 

无障碍的保证。 

单卡双待终端与传统终端的比较见表1。 

巴1 

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3单卡双待终端技术原理 

单卡双待是指终端使用一 ̄(U)SIM卡,可以同时在 

两个网络待机.其组网方式如图2所示。“双待”的含义 

如下。 

时 ̄J(24 h) 

(b)BSC 24 h话音话务量 

图2广东移动GSM、TC.SCDMA网络现状分析 

表1 单卡双待终端与传统终端的比较 

方案 

策略 

单卡单待 双卡双待单号 单卡双待 

优先驻留TD—SCDMA优先驻留GSM网,数据优选CS优选GSM网,PS优选CS优先驻留GSM网,PS优先 

网,话音切 ̄;JGSM网TD—SCDMA网

只驻留一张网 

TD.SCDMA网 

同时驻留两张网 

驻留TD—SCDMA网 

同时驻留两张网 

驻留特点 

话音体验 

数据业务 

VP业务 

CS+PS业务 

只驻留一张网 

增加掉话率,增加丢话率增加丢话率 

好,同TD.SCDMA数据 变差,PS重选 

好,同GSM话音 

好,同TD—SCDMA数据 

好,同GSM话音 

好,同TD—SCDMA数据 

支持 

支持.有影响 

支持,升级网络 

不支持 

增加 

支持 

支持 

不变 

不变 

支持,升级网络 

支持 

无重选 

不变 

GSM厂I'D—SCDMA重选 

增加 

现有终端用户体验 

终端复杂度 

不支持FR的终端变差 终端方案不变,网络方案变差

简单,支持FR 简单,改软件 较复杂,支持双卡双待,较复杂,GSM/TD.SCDMA 

改软件 协议栈同时运行 

不支持VP,不需要修改 

网络复杂度 

简单,支持业务切换和简单,支持NC2 

FR 

复杂,需要支持一号双卡

终端成本 

低,改软件 低,改软件 高,两套 芷:片 低,增加天线 

辑究与开发 

两网双待:可以同时驻留在两张不同制式的网络。 

即同一终端、同一时刻,既在GSM网络上待机,同 

时又在TD—SCDMA网络上待机.可以在两张网络 

络,当TD.SCDMA网络无覆盖时,才驻留GSM网络。 

当单卡双待终端判断TD.SCDMA网络无法驻留时.在 

GSM网络发起附着流程把PS域附着到GSM网络.如果此 

上发起业务.也可以接收两张网络的寻呼。 

时GSM网络正在进行CS业务.则需要等待CS业务完成 

后才可以进行PS附着。终端周期性搜索TD—SCDMA网络, CS/PS双待:CS和PS两个域可以同时驻留在不同 

网络。即同一终端、同一时刻,CS驻留GSM网络提 

为了节电,按照GSM配置的TD.SCDMA邻区搜索 

TD.SCDMA网络 

供话音、短信等CS业务,PS驻留TD.SCDMA网络 

提供高速数据业务。 当单卡双待终端判断GSM网络无法驻留时.在 

TD.SCDMA网络发起位置更新流程,把CS域注册到 

TD.SCDMA终端设备,亦称用户设备(user equipment, 

UE),根据其用途和功能的不同可分为多种类型。终端应 

TD.SCDMA网络。GSM模块周期性搜索GSM网络。 

3.2空闲态网络重选 

根据其连接设备的不同提供相应的兼容性接口.如 

TD.SCDMA/GSM终端与TD.SCDMA/GSM网络设备的空中 

接口、USB接口、红外数据接口等。终端设备应包含能进行 

与普通双模终端不同的是,单卡双待终端的CS和PS 

分别遵循不同的重选策略。 

(1)PS重选 

无线信号收发、基带处理和高层应用运行的ME(mobile 

equipment) ̄--个或多个可拆卸、可保存数据、程序和安全 

身份识别的智 ̄(U)SIM。ME ̄(U)SIM之间通过标准的 

Cu接口相连。ME逻辑上可进一步分为更小的单元设备, 

PS正常驻留TD.SCDMA网络时,由于TD.SCDMA网 

络信号变差,PS需要重选到GSM网络,普通双模终端的 

重选过程是:当TD.SCDMA信号强度低于搜索门限时.启 

动异系统搜索,当搜到的最强GSM小区信号好于当前 

分别是负责无线接收和发送及相关功能的MT(mobile 

termination1和负责运行端到端高层应用的TEfterminal 

TD.SCDMA小区信号时,读取GSM系统消息,然后发起位 

置区更新(LAU)流程,再发起路由区更新(RAU)流程,重 

equipment)。MT和TE之间可以通过多种物理方式(有线或 

无线)实现连接。 

单卡双待终端CS/Ps分别驻留GSM和TD.SCDMA网 

络,话音走GSM网络,数据走TD.SCDMA网络。TD.SCDMA 

网络无覆盖时,PS业务驻留GSM网络:GSM网络出现故 

选到GSM网络。当TD SCDMA信号低于重选门限时,单卡 

双待终端立即在CS驻留的GSM小区发起RAU流程.从 

而简化了重选过程,节省了3 ̄9 s。 

当PS附着GSM网络,TD.SCDMA信号恢复时,普通 

障时,CS业务可以驻留TD.SCDMA网络,而普通双模终端 

只能同时驻留一个网络。 

3.1 开机驻留 

双模终端判断TD.SCDMA信号好于重选门限.先在 

TD.SCDMA网络发起LAU流程,再发起RAU流程,重选到 

TD.SCDMA网络;单卡双待终端判断TD.SCDMA信号好于 

重选门限时,只在TD.SCDMA网络发起RAU流程.PS重 

选到TD.SCDMA网络,CS仍驻留GSM网络。简化了重选 

过程,CS业务没有受到任何影响,同时也缩短了PS业务 

的时间.节省了1 2 S。 

对于单卡双待终端,开机后GSM模块以GSM Only模 

式启动网络驻留过程,TD.SCDMA模块以TD Only模式启 

动网络驻留过程.可同时驻留GSM和TD.SCDMA网络:对 

于普通双模终端,开机后优先搜索并驻留TD.SCDMA网 

定 

图3“单卡双待”方案组网方式 

(2)CS重选 

GSM网络的覆盖一般都好于TD—SCDMA网络。所以 

CS重选主要考虑在GSM网络出现故障时.将TD.SCDMA 

网络作为备份使用。 

当GSM网络长时间无信号时.直接在PS驻留的小区 

发起IAU流程,把CS驻留到TD.SCDMA网络 终端周期 

性搜索GSM网络。当GSM网络信号恢复时.重新在GSM 

网络发起LAU流程,CS驻留到GSM网络:如果驻留 

TD.SCDMA网络时,CS业务正在进行中,则等待CS业务 

I墼=l 4终端馒件结构 

完成后再重选到GSM网络。 

3.3业务态网络重选 

(1)PS业务态从TD.SCDMA重选到GsM 

普通双模终端在TD.SCDMA网络进行PS业务时,网 

络下发3A测量,当TD.SCDMA网络信号变差时.终端上报 

3A测量报告,网络下发Cell Chang Order指导终端重选到 

GSM小区,终端在GSM小区读系统消息,先发起LAU流 

程,再发起RAU流程,恢复数据传输。 

单卡双待终端TD.SCDMA模块工作在TD Only模式. 

网络不下发3A测量.终端只能自己判断当前TD.SCDMA 

网络信号质量低于重选门限,在GSM驻留小区发起RAU 

流程,恢复数据传输。简化了重选过程,PS中断时间相比 

普通双模终端缩短3-9 S。 

(2)PS业务态从GSM重选到TD.SCDMA 

过程同空闲态。 

(3)CS业务态 

单卡双待终端工作在单模模式,不支持系统间的切 

换。当服务网络信号变差时,只能掉话后进入空闲态进行 

重选。由于CS驻留GSM网络,GSM网络的覆盖一般好于 

TD.SCDMA网络,这种场景比较少,因此目前的普通双模 

终端不支持从GSM到TD.SCDMA的切换。 

3.4 PS重选参数 

由于单卡双待终端CS驻留GSM网络。Ps的重选不影 

响CS的业务体验和性能指标。所以需要单独给单卡双待 

终端下发一套重选参数,配置的重选参数比普通双模终端 

更利于终端多使用TD.SCDMA网络。 

4单卡双待终端介绍 

4.1 硬件结构 

终端硬件结构如图4所示,具体介绍如下。 

基带芯片具备两个独立的物理层协议处理模块; 

通过统一的SIM卡代理模块解决SIM卡访问的冲 

突问题: 

物理上增加了一根天线,TD.SCDMA和GSM协议 

栈各自使用单独的天线进行数据收发.支持 

TD.SCDMA和GSM同时工作。 

4.2软件架构 

终端软件架构如图5所示,具体介绍如下。 

人机界面MMI 

适配层 

l 

NAS NAS 

RRC RR 

RLC/MAC RLC/MAC 

TD Only系统 GSM Only系统 

l T。一sc。MA物理层 GSM物理层 

图5终端软件架构 

增加适配层,协同调度TD.SCDMA和GSM两个协 

议栈。 

修改两个 议栈,使其满足CS/PS分别驻留、并行 

工作的需求。 

4.3 C8/P¥驻留GSM/TD.8CDMA的信令流程 

开机场景下.单卡双待终端CS/PS分别驻留 

GSM/TD.SCDMA网络的信令流程如图6所示,具体介 

绍如下。 

CS通过位置更新流程驻留GSM网络。PS通过 

GPRS附着流程驻留TD.SCDMA网络。 

网络寻呼与响应的流程与标准终端相同。 

究与开发 

(a)CS驻留 (b)PS驻留 

图6 CS/PS驻留GSM/TD.SCDMA网络的信令流程 

GSM模块

GSM无信号进入 

小区搜索状态 

TD.SCDMA模块 GSM模块TD—SCDMA模块 

TD.scDMA无信号I 

DMA信号丢失 

P上下文等数据 

. 

堕……. 

M模块执行RAu 

『 

TD.SCDMA 

进入搜网状态 

GSM信号正常 

)MA信号恢复 

’上下文等数据 ~ 

● 

l TD.scDMA信号恢麦 

DMA模块执行RA亘 

GSM LAU TD.SCDMA RAU 

(a)CS重选 

(b)PS熏选 

图7 CS/PS的网络选择流程 

4.4业务应用与连接选择管理 

单卡双待终端CS/PS的网络选择流程如图7所示.具 

体介绍如下。 

GSM网络:如果此时TD.SCDMA网络正在进行CS 

业务,应等待业务结束后再驻留GSM网络。 

PS优先驻留TD.SCDMA网络。终端不在TD.SCDMA 

服务区时,PS驻留GSM网络:重新进入TD.SCDMA 

服务区时,PS自动驻留TD.SCDMA网络。 

CS优先驻留GSM网络,当GSM网络覆盖不好时驻 

留TD.SCDMA网络 

当终端处于GSM网络没有信号,但TD.SCDMA网 

络信号正常状态的持续时间为7'1时.CS驻留 

TD SCDMA网络。 

4.5有效兼容现网.支持视频通话 

单卡双待终端能够有效兼容现网.可以通过简单 

升级实现视频通话,其原理结构如图8所示.具体介绍 

如下 

当GSM网络信号恢复持续时间为 时,CS驻留 

电信科学誊2o_12笨 

请求(3G) 

图8支持视频通话的原理结构 

单卡实现,满足中国移动“不换号、不换卡、不登记” 

的原则。 

6.1 与普通双模终端的拉网指标对比 

以广东珠海的单卡双待终端为例.分析其拉网指标, 

其与普通双模终端的拉网指标对比见表2。 

使用配套的单卡双待终端,对现网已有终端无 

影响。 

由表2可以看出,单卡双待终端CS话音接通率、掉话 

率均优于普通双模终端;PS平均速率、PS在3G的占比均 

优于普通双模终端,从而提升了用户体验,同时PS分流效 

果也优于普通双模终端。 

6.2网络指标分析 

只需对现网2G MSC进行少量修改即可支持视频 

通话 

支持国内、海外漫游。 

5单卡双待终端特点 

5.1 技术创新点 

选取2 500个终端用户作为数据样本,得到的单卡双 

待终端和全网KPI的对比如图9所示。 

单卡双待终端的技术创新点如下: 

CS话务统计KPI通过对比单卡双待试点终端单用 

户接通率、掉话率与2G、3G全网的接通率、掉话率 

对比体现:PS话务统计KPI通过对比使用单卡双 

通过技术创新,使GSM和TD.SCDMA两个模块可 

同时工作: 

解决了两套天线问的干扰问题: 

成本和功耗增加小.便于推广: 

只需进行网络的简单修改.若不开展视频通话业 

待终端前后全网指标的变化来体现。 

6月的数据代表单卡双待终端使用前,9月的数据 

代表单卡双待终端使用后。 

南图8可 看出,话音体验效果良好。单卡双待终端 

CS的话音接通率、掉话率指标与2G全网相当.优于3G 

全网指标,验证了用户话音体验;PS全网指标在单卡双待 

终端试用后没有发生变化,达到预期。 

6.3单卡双待规模终端试点用户问卷调查 

选取问卷调查数据样本1 665个,得到的问卷调查结 

果如图10所示。 

务,网络侧则无需任何改造。 

5.2功能创新点 

单卡双待终端在满足中国移动现有GSM和 

TD.SCDMA相关技术和设备规范(包括无线、核心网和终 

端等)的基础上,新增了以下功能: 

终端驻留行为方式有变化: 

终端互操作行为方式有变化: 

终端选网的切换门限可以不同。 

由图l0可以看出,单卡双待终端应用的整体满意度 

高,有97%的终端用户接受并愿意使用;终端用户话音 

业务体验优于或等同于之前手机体验的比例达到92%; 

6 单卡双待终端应用情况说明 

磷究与 开发 

SIM卡接口:Master模块控制真实SIM卡。芯片外部仅需 

4条数据线和一个转换开关,该方案已经得到了验证。 

目前.中国移动TD.LTE试验网尚未投入商用, 

减少终端脱网、分流GSM网络数据,提升TD.SCDMA网络 

利用率等优点.还可以实现GSM/TD.SCDMA两张网络的 

互相备份。 

后续TD.LTE/TD.SCDMA/GSM单卡多待终端研究的关 

键点为以下两方面。 

TD.LTE/TD.SCDMA/GSM单卡多待终端仍处于实验阶段。 

相信在不久的将来,伴随着中国移动TD.LTE网络的日益 

成熟,单卡多待终端会逐渐走人人们的生活。 硬件方面:由LTE模块主控SIM卡,通过向GSM/ 

TD.SCDMA模块模拟出一个标准SIM接口来实现 

8 结束语 

通过本文研究可知,只使用一 ̄(U)SIM卡,CS优先驻 

留GSM网络.PS优先驻留TD.SCDMA网络.可实现数据 

业务向TD.SCDMA网络的迁移,提升用户业务感知的单卡 

双待终端研究符合网络发展需求.其具有同时提升用户的 

多个芯片模块共享访问SIM卡。 

软件方面:实现SIM访问互斥机制和优先级控制机制。 

现有的TD.LTE/TD。SCDMA/GSM多模单卡的方案包括 

TD.SCDMA/GSM芯片和TD。LTE芯片,下一步可以将 

TD.LTE、TD.SCDMA/GSM芯片集成在一起,从而实现单芯 

片方案。 

话音/数据业务体验.避免GSM/TD.SCDMA网络重选。有效 

Research on Single Card with Multi-Standby Terminal 

Wang Ying 

(China Mobile Group Design Institute Co.,Ltd.,Beijing 100080,China) 

Abstract The fast development of data service leads to the exhausting GSM resource and unbalanced network utilization of 

GSM/TD—SCDMA,which become the bottle neck of CMCC’S service development.In order to realize the perfect coupling and 

complementary strengths of these two networks,improve the user experiences of voice and data services,a new model of single 

SIM card with dual-standby mobile terminal is proposed in this article.It give a brief analysis on the future single SIM card with 

multi—standby terminal for GSM/TD-SCDMA/TD—LTE. 

Key words GSM,TD—SCDMA,single SIM card dual—standby,terminal 

自 ’9k业 自 自 专妊j 9 r夸 9 9妇夸 —§ r— 。 妇r,囱 ・—窜妊窜kr § kr r坐夸 窖 -—9 —9 -—窜 , ・,奎 — ‘} 妊 业船 

(收稿日期:2012-03-01) 

坐—9 9妊r —9 —9 —§ 

简讯・ 

Orange签约国际矿业巨头力拓 

性能,并进一步有效整合全球资源。借助两家企业长达 

10年的合作伙伴关系,该合约将进一步满足力拓集团业务 

开发需求,提升弹性与灵活性。Orange Business Services将 

提供各种WAN服务,包括卫星接入和网络管理,并为互联 

网网关和流量优化提供保障。这些服务将在一种专用的服 

务管理架构下提供,以得到全球咨询与项目管理的支撑。并 

提供全球网络与安全服务 

日前,国际矿业集团力拓(Rio Tinto)与Orange 

Business Services签署了一份为期5年的合约,Orange 

Business Services将为力拓集团遍布世界的280多个经营 

点提供全球网络与安全服务。 

Orange Business Services能够在全球范围内提供服 

通过服务目录和订单管理门户进行支持。 

过去l0年中.全球采矿业经历了巨大变化,包括并购 

整合、法规变化以及对深矿的开采。为管理这些变化并在 

此基础上保障运营,Orange等通信服务提供商不仅需要具 

有强大的全球覆盖能力,还要能提供高度安全可靠的服务 

务、网络和安全,这是成功牵手力拓的重要因素。力拓需要 

服务提供商能够提供灵活性和弹性较强的服务,以便支持 

其动态的全球业务模式,并不断降低运营成本。 

这份新合约将为力拓集团巩固IT基础设施,提升网络 

水平,以便保证业务的连续性。 

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