双卡双待移动终端主辅卡倒换过程研究

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摘要：首先，分析在双卡双待系统中电路交换/分组交换 （circuit switching/packet switching， CS/PS）接入任务不能在辅卡上执行的冲突问题，设计了主辅卡倒换过程。然后，详细介绍主辅卡倒换过程的设计原则，设计辅卡收到CS接入请求时触发主辅卡倒换过程的实现流程图。最后，实现了在辅卡上发起接入任务时，将辅卡设置为主卡后再执行任务，保证接入业务的正常进行。此研究对双卡双待系统中处理对辅卡发起的接入任务具有重要意义。

关键词：

双卡双待；电路交换/分组交换接入；主辅卡倒换

中图分类号：TN929.5文献标识码：A文章编号：10053824（2013）06006804

0引言

近年来，随着我国经济的快速发展，人们生活水平不断提高，手机用户数量也迅速增长，手机已经成为人们生活中不可缺少的通信工具[1]。手机正以其易用性和便携性给人们的日常生活带来革命性的变化，使人们可以随时随地与外界保持信息的畅通。

全球经济的飞速发展和各行各业竞争的加剧，使得越来越多的人需要配置2个手机号码，但是频繁地在同一部手机上切换SIM（用户身份识别）卡或购买2部手机都会带来诸多不便。一机双号的手机应运而生，满足人们的业务需求，带来更加完美的用户体验[2]。双卡双待手机具有2个卡槽，可以同时插入2张SIM卡，用户可以根据需要选择任意卡进行业务[3]。但是在TDLTE/GSM+TDSCDMA/GSM双卡双待单通系统中有主卡与辅卡的区分，主卡进行任务时辅卡被挂起，导致某些任务只能在主卡上进行，因此主辅卡倒换过程的研究是研究该类双卡双待系统不可缺少的一部分。

1双卡双待终端介绍

1.1双卡双待终端

本文研究的是双卡双待单通系统，TDLTE/GSM+TDSCDMA/GSM（以下简称L/G+T/G）双卡组合，可以同时支持TDLTE（简称TDL）、TDSCDMA（简称TDS）、GSM/GPRS/EDGE（简称GGE）多种网络特性，支持多个相同或不同的无线接入技术同时待机，多个相同或不同的无线接入技术分时进行通信。该系统只使用了1套RF，1套baseband（基带）和1套协议栈软件来实现双卡双待效果，虽不是真正意义上的双卡双待，但是在大多数情况下，2个号码只要不是同时通话，都可以正常待机并接听电话。相比于早期出现的采用2套RF，2套baseband和2套协议栈双卡双待双通终端[4]，只使用1套RF/baseband的终端，减少了硬件成本和手机体积，不存在同频干扰问题[5]，且功耗更低。

1.2双卡双待任务冲突分析

L/G+T/G双卡双待系统采用1个射频，1个baseband和1套协议栈软件实现双待单通功能。由于最初的网络设计没有考虑1个射频接受2个载波的情况，尤其是2个不同运营商载波的情况，在同一时刻必然存在由于空口资源有限，2张卡载波接收的冲突问题[6]。

在双卡双待系统中引入主辅卡的概念。开机时，用户可以灵活地设置主辅卡，若用户不设置则默认设置先收到开机信号的卡为主卡，后收到开机信号的卡为辅卡。主卡具有使用资源的优先权，主卡的任务比辅卡任务的优先级高。当主卡在执行任务时，辅卡被挂起。辅卡在挂起时不能执行非常规任务，只有等到主卡的恢复请求后才能通过请求GAP资源或主卡主动提供GAP来完成非常规任务。当需要在辅卡上进行接入任务时，如果此时辅卡被挂起则不能响应接入请求；如果辅卡没有被挂起而进行接入任务时，可能会被主卡上的非常规任务打断而进入挂起状态。因此，CS/PS接入任务只能在主卡上进行。当需要对某张卡发起接入时，如果该卡不是主卡，则要对该卡进行主卡信息设置，即将当前的主卡设置为辅卡，当前的辅卡设置为主卡，再执行接入过程。本文将进行主卡信息设置过程定义为主辅卡倒换过程。

1.3双卡双待协议栈架构设计

根据双模协议栈的设计思路对L/G+T/G双卡双待单通系统的协议栈结构进行设计。为保证双卡双待终端的单卡业务不受影响，设计中保持TDL，TDS和GGE协议栈原来的独立架构，在对等层之间增加交互接口以支持双卡双待业务。基于此原则设计的协议栈架构如图1所示。

1）协议应用层模块（PA），实现AT指令接口，通过对层3功能的调用来完成协议栈对（U）SIM卡的操作控制；

2）多模非接入层模块（NAS），实现TDL/TDS/GGE多模双待高层协议中非接入层功能；

3）接入层模块（AS）。AS由LDL接入层模块（EAS）、TDS接入层模块（UAS）和GGE接入层模块（GAS）组成，分别实现LTD，TDS和GGE接入层功能以及模式间的互操作功能。AS还包括TDL，TDS和GGE的层1控制模块，实现对物理层任务的控制和调度。L1G同时调动和控制GRR1和GRR2的任务。AS控制并完成主辅卡倒换过程。

2主辅卡倒换过程研究

主辅卡倒换过程由AS控制发送控制命令。辅卡的AS接收到NAS发送的接入请求时，向新主卡（当前辅卡）的次模AS和新辅卡（当前主卡）的支持模式AS发送主卡信息更新请求，并等待确认。新辅卡和新主卡的次模在收到新主卡主模的主卡信息更新请求后，通知相应的底层（L1G/MAC）进行主卡信息设置，并等待底层的确认信息。底层完成主卡信息设置后给相应的AS回复确认信息。新主卡在收到所有的主卡信息更新确认后，通知新主卡的底层进行主卡信息设置，底层回复确认后，主辅卡倒换过程完成。主辅卡倒换简单示意图如图2所示。

2.1主辅卡倒换原则设计

本小节介绍主辅卡倒换过程的设计原则。

1）AS收到NAS的接入请求时，判断当前的卡信息，若当前卡是辅卡，则进行主辅卡倒换；若不是，直接处理接入请求。

2）AS判断需要进行主辅卡倒换时，延时处理接入请求信号，并记录当前任务的状态，然后向新辅卡所有模式和新主卡次模的AS发送主卡信息更新请求。

3）新主卡发送完主卡信息更新请求后，进入等待主卡信息更新确认wait状态。在该状态下，新主卡只处理主卡信息更新消息。当收到另一张卡的挂起请求消息时直接丢弃，其他消息延迟。

4）新辅卡和新主卡的次模收到主卡信息更新请求时，记录当前任务状态后进入wait状态；然后分别给底层发送主卡信息设置请求。

5）新辅卡和新主卡的次模在wait状态只处理底层的确认信息，其他信息延迟。

6）新辅卡和新主卡的次模收到底层的主卡信息设置确认信息后，分别给对应的AS回复主卡信息更新确认信息，然后跳出wait状态。并根据之前保存的状态，继续执行任务或回到idle状态。

7）新主卡在收到所有模式的主卡信息更新确认后，再发送主卡信息设置给自己的底层，通知主卡信息改变。收到底层的确认信息后，跳出wait状态，主辅卡倒换过程完成。

8）新主卡跳出wait状态后，直接进入idle状态。然后先挂起辅卡，根据之前保存的状态，如果有非常规任务要执行，则先挂起辅卡再执行任务，否则直接进入idle状态。

2.2主辅卡倒换流程设计

本小节以2张卡都在idle状态，L/G卡为辅卡，ERRC为主模，T/G卡为主卡，URRC为主模，NAS在ERRC上发起CS接入，触发主辅卡倒换过程为例设计主辅卡倒换实现流程，其他场景下的主辅卡倒换过程可以根据该场景进行设计，在此不再赘述。流程图如图3所示。

1）NAS发送CS建立请求RR_EST_REQ给ERRC，判断当前的卡信息为辅卡，则延迟处理CS接入请求。然后保存当前状态并分别向GRR2，URRC和GRR1发送RR_MASTER_UPDATE_REQ，ERRC_GRR_MASTER_UPDATE_REQ和ERRC_URRC_MASTER_UPDATE_REQ原语请求，进入主卡信息更新状态，然后进入wait状态等待确认信息；

2）GRR2，URRC和GRR1收到主卡信息更新请求后，保存当前状态并进入wait状态，然后分别发送MPH_SWITCH_REQ，UMAC_MASTER_CHANGE_REQ和MPH_SWITCH_TO_SLAVE_REQ原语给UMAC和L1G进行主卡信息设置；

3）UMAC和L1G收到主卡信息设置请求后，分别进行主卡信息设置，然后回复MPH_SWITCH_CNF，UMAC_MASTER_CHANGE_CNF和MPH_SWITCH_TO_SLAVE_CNF确认信息给GRR2，URRC和GGR1；

4）GRR2，URRC和GRR1收到UMAC和L1G的主卡信息设置确认后，分别向ERRC回复主卡信息更新确认信息RR_MASTER_UPDATE_CNF，ERRC_GRR_MASTER_UPDATE_CNF和ERRC_URRC_MASTER_UPDATE_CNF；

5）ERRC收到所有的主卡信息更新确认后，给EMAC发送EMAC_MASTER_CHANGE_REQ进行主卡信息设置；

6）ERRC收到EMAC的主卡信息设置，确认EMAC_MASTER_CHANGE_CNF，跳出wait状态，进入idle状态；

7）ERRC发送GRR_SUSPEND_REQ，URRC_SUSPEND_REQ给GRR1和URRC，挂起辅卡，然后处理延迟的CS接入请求信息；

8）ERRC在处理完CS接入请求后回到idle状态，然后发送GRR_RESUME_REQ，URRC_RESUME_REQ给GRR1和URRC，恢复辅卡。

3结语

双卡双待移动终端一直是无线通信领域中的重要研究课题，保证双卡上的业务正常进行更是研究双卡双待终端的基本原则。

TDLTE+GSM/TDSCDMA+GSM双卡双待终端融合了2G和3G网络的优势，必将给用户带来更加完美的业务体验，同时也符合市场发展的需求[7]。本文在双模的基础上分析了双卡双待系统主辅卡CS/PS接入任务冲突情况，并设计了主辅卡倒换过程的实现流程，实现了在辅卡上的发起接入任务时，将辅卡设置为主卡后再执行任务，保证了接入业务的正常进行。这对研究在双卡双待系统中对辅卡发起接入任务的处理具有重要意义。

参考文献：

[1]朵灏，刘臻，田云飞.LTE多模终端技术研究[J].电信网技术，2012，4（6）：3842.

[2]宋丽娜，李文宇，王小旭，等.TDLTE单卡多模双待终端技术方案[J].电信网技术，2011，8（5）：6771.

[3]CHEN Yujou，ATTAR R，MA Jun，et al.Performance comparison of cdma2000 1x and LTE for voice service[J].Mobile Networks and Applications，2005，19（8）：9195.

[4]BOBBA S，THORP T，AINGARANL K，et al.IC power distribution challenges[EB/OL].（20011119）[20130720].http：///xpls/abs_all.jsp？arnumber=968729&tag=1.

[5]MAM M，GUNAWAN E.Performance of CDMAbased MAC protocol for integerated voice/data wireless network[J].Electionics Letters，2000，36（17）：14911492.

[6]MUGEN P，WENBO W.A framework for investigating radio resource management algorithms in TDSCDMA systems[J].IEEE Communications Magazine， 2005，43（6）：1218.

[7]彭木根，王文博.无线资源管理与3G网络规划优化[M].北京：人民邮电出版社，2008.

作者简介：

赵建川（1987），女，重庆人，硕士研究生，主要研究方向为移动通信，Email：；段红光（1969），男，高级工程师，主要从事移动通信中高层协议以及移动通信产品的开发和研究。