TD-LTE數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)網(wǎng)間互操作分析

張思為，柏 楊，鄧 飛/Zhang Siwei,Bai Yang,Deng Fei

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)設(shè)計(jì)院有限公司 北京 100080）

1 引言

TD-LTE（以下簡(jiǎn)稱“LTE”）是具備高速特性的第四代無線通信網(wǎng)絡(luò)，建網(wǎng)初期在覆蓋、干擾等方面存在不足，因此，在執(zhí)行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的過程中需要與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接續(xù)來保證業(yè)務(wù)的穩(wěn)定性。目前，中國(guó)移動(dòng)LTE話音采用CSFB技術(shù)，其本質(zhì)也屬于LTE與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接續(xù)實(shí)現(xiàn)話音業(yè)務(wù)。在執(zhí)行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和話音業(yè)務(wù)時(shí)，發(fā)生LTE與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的接續(xù)過程統(tǒng)稱為L(zhǎng)TE網(wǎng)間互操作，該過程與客戶感知相關(guān)，該功能的順利執(zhí)行能確保LTE網(wǎng)絡(luò)下觸發(fā)的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)在LTE網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量不佳時(shí)平滑過渡至傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)繼續(xù)執(zhí)行，隨之用戶順利從傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)返回LTE繼續(xù)業(yè)務(wù)。后文將圍繞LTE網(wǎng)間互操作展開介紹與相關(guān)案例分析。

2 LTE網(wǎng)絡(luò)互操作相關(guān)規(guī)范

根據(jù)中國(guó)移動(dòng)相關(guān)技術(shù)規(guī)范[1]，各狀態(tài)（空閑、數(shù)據(jù)、話音）LTE網(wǎng)間互操作說明如圖1所示，本文將重點(diǎn)介紹數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)連接態(tài)下LTE、TDS、GSM三網(wǎng)間互操作。

（1）LTE→傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（TDS/GSM）

由圖1可知，在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)連接態(tài)下，LTE與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)間互操作統(tǒng)稱為重定向，分為盲重定向和基于測(cè)量重定向兩類，均需要網(wǎng)絡(luò)側(cè)和終端具備相關(guān)功能點(diǎn)。

盲重定向?qū)崿F(xiàn)較簡(jiǎn)單，當(dāng)終端測(cè)量服務(wù)小區(qū)信號(hào)低于A2門限時(shí)，則上報(bào)對(duì)應(yīng)測(cè)量報(bào)告（MR），并且在此之前其他基于測(cè)量重定向的測(cè)量事件（B1/B2）對(duì)應(yīng)MR還未上報(bào)至主設(shè)備，即可觸發(fā)盲重定向。主設(shè)備根據(jù)所配置的異系統(tǒng)鄰區(qū)列表在RCC Release信令中攜帶相關(guān)異系統(tǒng)頻點(diǎn)，引導(dǎo)終端執(zhí)行網(wǎng)間互操作，至于下發(fā)TDS或GSM頻點(diǎn)，不同主設(shè)備廠家根據(jù)自有參數(shù)配置決定，后文有相關(guān)參數(shù)配置建議。盲重定向是在主設(shè)備未知終端周圍異系統(tǒng)鄰區(qū)質(zhì)量的情況下，下發(fā)RRCRelease引導(dǎo)終端執(zhí)行網(wǎng)間互操作，終端需要耗時(shí)對(duì)多個(gè)頻點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，選取質(zhì)量佳的駐留，如此對(duì)于重定向成功率有一定影響。

基于測(cè)量重定向?qū)崿F(xiàn)略復(fù)雜，但其精確度和成功率都較盲重定向高。由B1/B2兩類測(cè)量事件觸發(fā)，B2較B1引入了對(duì)當(dāng)前服務(wù)器小區(qū)信號(hào)的判斷，使得重定向更不易觸發(fā)，有效避免了“乒乓效應(yīng)”，提升了LTE的駐留時(shí)長(zhǎng)。B1/B2兩類測(cè)量事件屬于可控測(cè)量，通常與A2測(cè)量事件搭配使用，當(dāng)服務(wù)小區(qū)信號(hào)低于一定門限時(shí)，主設(shè)備才下發(fā)B1/B2測(cè)量事件，終端對(duì)測(cè)量事件中攜帶的異系統(tǒng)頻點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量。至于B1/B2中攜帶TDS或GSM頻點(diǎn)，不同主設(shè)備廠家根據(jù)自有參數(shù)配置決定，后文有相關(guān)參數(shù)配置建議。雖然基于測(cè)量重定向較盲重定向在精確度和成功率方面有優(yōu)勢(shì)，但為了終端實(shí)現(xiàn)異系統(tǒng)測(cè)量，主設(shè)備需要配置GAP。在GAP內(nèi)，終端不能執(zhí)行業(yè)務(wù)，因此對(duì)吞吐率有影響，GAP配置與吞吐率損耗說明見表1。

GAP配置主要對(duì)單用戶或執(zhí)行大分組數(shù)據(jù)（長(zhǎng)數(shù)據(jù)流）業(yè)務(wù)有明顯影響，這兩種情況對(duì)服務(wù)小區(qū)的無線資源占用率較高，因此對(duì)于無線資源分配的變化較敏感，在GAP期間不會(huì)分配無線資源，吞吐率會(huì)受到影響。而當(dāng)用戶量提升后，無線資源需根據(jù)相關(guān)算法分配給多用戶，當(dāng)前用戶未被分配無線資源時(shí)段可能與GAP重疊，因此對(duì)吞吐率的影響可忽略。

（2）傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（TDS/GSM）→LTE

根據(jù)圖1，在數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)連接態(tài)下，TDS與LTE間互操作由重定向?qū)崿F(xiàn)，而GSM與LTE間互操作由重選實(shí)現(xiàn)（GSM在空閑態(tài)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)連接態(tài)都是以重選過程實(shí)現(xiàn)異系統(tǒng)網(wǎng)間互操作）。

TDS至LTE只有基于測(cè)量重定向，目前現(xiàn)網(wǎng)通過在TDS現(xiàn)有3A測(cè)量事件中新增LTE頻點(diǎn)使得終端進(jìn)行異系統(tǒng)測(cè)量，當(dāng)終端上報(bào)3A測(cè)量事件對(duì)應(yīng)MR，即終端當(dāng)前LTE鄰區(qū)有滿足門限的頻點(diǎn)，觸發(fā)主設(shè)備下發(fā)TDSRRC Release，其中，攜帶有MR中上報(bào)LTE頻點(diǎn)信息引導(dǎo)終端執(zhí)行網(wǎng)間重定向。在LTE網(wǎng)絡(luò)下執(zhí)行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，會(huì)因現(xiàn)網(wǎng)覆蓋、質(zhì)差等因素促使業(yè)務(wù)接續(xù)至TDS網(wǎng)絡(luò)，該過程僅起到維持業(yè)務(wù)平滑性的作用，TDS業(yè)務(wù)承載能力與LTE相差甚遠(yuǎn)，因此，在TDS下快速返回LTE就顯得尤為重要，后文有相關(guān)參數(shù)配置建議。

GSM至LTE只能由重選實(shí)現(xiàn)網(wǎng)間互操作，目前現(xiàn)網(wǎng)通過在GSM現(xiàn)有系統(tǒng)消息“System Information Type 2 Quarter”中新增LTE頻點(diǎn)使得終端執(zhí)行異系統(tǒng)重選，在原GSM網(wǎng)絡(luò)，該系統(tǒng)消息主要實(shí)現(xiàn)GSM到TDS重選（空閑態(tài)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)連接態(tài)）。但分析現(xiàn)有測(cè)試數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，大部分省市還未在GSM系統(tǒng)消息中配置LTE頻點(diǎn)。在GSM網(wǎng)絡(luò)下，采取先從GSM重選至TDS，再由TDS重定向至LTE的方案。將TDS網(wǎng)絡(luò)作為從GSM返回LTE的橋接，對(duì)于GSM現(xiàn)網(wǎng)基本無改動(dòng)，但這樣增加了返回LTE時(shí)延和信令開銷，降低了返回LTE成功率，對(duì)此后文有相關(guān)參數(shù)配置建議。

在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)與LTE網(wǎng)間互操作較在LTE網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)間互操作難度更大，LTE從無到有，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和參數(shù)優(yōu)化等可按部就班，循序漸進(jìn)，而傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)需要在現(xiàn)有已成熟的網(wǎng)絡(luò)上增加新功能點(diǎn)、配置新參數(shù)，并且還需保證現(xiàn)網(wǎng)正常運(yùn)作，確為一項(xiàng)復(fù)雜工作。

（3）TDS→GSM

傳統(tǒng)TDS網(wǎng)絡(luò)具備數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)連接態(tài)下PS業(yè)務(wù)切換功能（Cell Change Order，CCO），該功能點(diǎn)使得終端在TDS網(wǎng)絡(luò)下測(cè)量鄰區(qū)GSM信息，并獲取相關(guān)GSM系統(tǒng)消息，加速TDS到GSM的切換過程，觸發(fā)該切換的測(cè)量事件也為3A。根據(jù)現(xiàn)有測(cè)試數(shù)據(jù)，已有部分省市開啟了LTE數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)連接態(tài)PS業(yè)務(wù)切換功能，與TDS的類似，詳見后續(xù)案例分析。

3 案例分析

案列1：XX市LTE到TDS基于測(cè)量重定向，由測(cè)量事件B1觸發(fā)，一次完整重定向相關(guān)信令截圖說明如下。

圖2所示為B1測(cè)量事件信令解析，攜帶TDS頻點(diǎn)（虛線框）。圖3所示為觸發(fā)LTERRCRelease的B1測(cè)量事件對(duì)應(yīng)MR，攜帶滿足測(cè)量門限的TDS頻點(diǎn)（線框）。圖4所示為主設(shè)備下發(fā)的LTERRCRelease，攜帶之前MR中上報(bào)的TDS頻點(diǎn)信息（線框）。

案列2：XX市LTE系統(tǒng)內(nèi)重定向，相關(guān)信令截圖說明如下。

圖5所示為在主設(shè)備下發(fā)的LTE RRC Release中攜帶LTE頻點(diǎn)，現(xiàn)網(wǎng)用戶重定向至LTE網(wǎng)絡(luò)。

經(jīng)核實(shí)，該功能為L(zhǎng)TE異頻互操作，類似于LTE異頻切換，但與常規(guī)LTE異頻切換在性能上有明顯差異，會(huì)對(duì)用戶感知造成影響。常規(guī)切換可實(shí)現(xiàn)空口資源接力，即原小區(qū)資源在UE接入目標(biāo)小區(qū)并分配了相關(guān)資源后才釋放，業(yè)務(wù)不會(huì)中斷，而重定向則先切斷原小區(qū)資源，然后UE再接入目標(biāo)小區(qū)，在此期間業(yè)務(wù)中斷。

案列3：XX市數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)連接態(tài) LTE切換至GSM，相關(guān)信令截圖說明如下。

圖6所示為主設(shè)備下發(fā)的切換命令，攜帶目標(biāo)GSM小區(qū)系統(tǒng)消息（虛線框），隨后終端切換至GSM網(wǎng)絡(luò)。

4 LTE網(wǎng)間互操作參數(shù)配置建議

以提升客戶感知為目的，結(jié)合LTE現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)歸納總結(jié)，網(wǎng)間互操作參數(shù)配置相關(guān)建議從以下3個(gè)方面展開。

（1）LTE→傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（TDS/GSM）

盲重定向，較基于測(cè)量重定向過程簡(jiǎn)單，但終端須通過測(cè)量篩選目標(biāo)頻點(diǎn)，時(shí)延高、成功率偏低是其缺陷，對(duì)主設(shè)備所配置的異系統(tǒng)鄰區(qū)準(zhǔn)確性要求較高以及異系統(tǒng)鄰區(qū)空口質(zhì)量變化較敏感，因此，建議在人口密集區(qū)域減少盲重定向配置以提升客戶感知。根據(jù)目前現(xiàn)網(wǎng)參數(shù)配置情況，應(yīng)優(yōu)先配置LTE至TDS盲重定向，該類重定向觸發(fā)較LTE至GSM盲重定向容易。

基于測(cè)量重定向，較盲重定向在時(shí)延和成功率方面都有所改善，但其對(duì)吞吐率的影響不容忽視，建議精細(xì)化配置A1閉測(cè)門限可減少主設(shè)備配置不必要的異系統(tǒng)測(cè)量GAP，降低對(duì)吞吐率的影響。異系統(tǒng)測(cè)量事件（B1/B2）為可控測(cè)量事件，雖然B2測(cè)量事件等效于“A2+B1”，但B1相較于B2來說，無本服務(wù)小區(qū)判決門限，因此，在LTE覆蓋存在空洞區(qū)域，使用B1可促使終端較容易進(jìn)入異系統(tǒng)接續(xù)當(dāng)前業(yè)務(wù)，而在LTE覆蓋較連續(xù)區(qū)域，使用B2可提升LTE駐留時(shí)長(zhǎng)。與盲重定向類似，應(yīng)優(yōu)先配置LTE至TDS基于測(cè)量重定向。

（2）傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（TDS/GSM）→LTE

GSM現(xiàn)網(wǎng)應(yīng)配齊LTE重選參數(shù)，確保參數(shù)的完整性，使得在GSM網(wǎng)絡(luò)下能執(zhí)行LTE重選而不需要TDS網(wǎng)絡(luò)作為橋接。

TDS至LTE是基于測(cè)量重定向，LTE較TDS為高優(yōu)先級(jí)網(wǎng)絡(luò)，在TDS網(wǎng)絡(luò)下應(yīng)始終開啟LTE測(cè)量，建議配置3C測(cè)量事件使得終端更易返回LTE，若使用3A測(cè)量事件，將TDS服務(wù)小區(qū)門限設(shè)置為小于0，即可達(dá)到與3C相同的效果。

（3）其他互操作參數(shù)配置建議

設(shè)置網(wǎng)絡(luò)和LTE各頻段優(yōu)先級(jí)，根據(jù)優(yōu)先級(jí)配置對(duì)應(yīng)測(cè)量事件。在同等條件下，所設(shè)置的優(yōu)先級(jí)越高，配套參數(shù)效果使得終端越容易駐留在該小區(qū)或網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)先級(jí)以及測(cè)量事件配置建議如下。

為確保用戶盡量駐留LTE網(wǎng)絡(luò)，將優(yōu)先級(jí)最高的5、6、7分配于LTE，其中，室外D/F頻段和室分E頻段可根據(jù)不同目的選擇不同優(yōu)先級(jí)，以室分系統(tǒng)盡量吸收業(yè)務(wù)為目的，可配置E優(yōu)先級(jí)高于D和F，以控制室分系統(tǒng)信號(hào)外泄為目的，可配置D和F優(yōu)先級(jí)高于 E。 根據(jù) 3GPP 規(guī)范[2～4]，A3、A4、A5 分別用于 LTE 系統(tǒng)內(nèi)同頻（A3、A5）、異頻（A4、A5）測(cè)量，為保證空閑態(tài)和連接態(tài)的一致性，建議在已確定優(yōu)先級(jí)的兩小區(qū)間互操作（切換）參數(shù)配置為：同頻/同優(yōu)先級(jí)切換使用“A2+A3”，優(yōu)先級(jí)低到高使用“A2+A4”，優(yōu)先級(jí)高到低使用“A2+A5”。

5 結(jié)束語

本文就網(wǎng)絡(luò)側(cè)參數(shù)優(yōu)化中LTE網(wǎng)絡(luò)與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)（TDS/GSM）間互操作進(jìn)行了詳細(xì)介紹，主要從各類網(wǎng)間互操作相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)及其性能、集團(tuán)明文規(guī)范以及3GPP協(xié)議兩方面展開，并以近期自動(dòng)路測(cè)數(shù)據(jù)作為具體案例進(jìn)行了詳細(xì)分析，結(jié)合與各主設(shè)備廠家的交流成果，針對(duì)現(xiàn)網(wǎng)問題提出了優(yōu)化整改建議。為后續(xù)LTE網(wǎng)間互操作優(yōu)化工作指出了研究方向。

[1]中國(guó)移動(dòng)TD-LTE重點(diǎn)優(yōu)化參數(shù)配置指導(dǎo)手冊(cè)[EB/OL].http://wenku.baidu.com/view/addd0f4259eef8c75ebfb319.htm l.

[2]3GPPTS 36.331.Evolved Universal TerrestrialRadio Access(E-U-TRA);Radio Resource Control(RRC);Protocol specification(Release 10)[S].2009.

[3]3GPP TS 25.331.Technical Specification Group Radio Access Network;Radio Resource Control(RRC);Protocol Specification(Release 11)[S].2011.

[4]3GPP TS 36.306.Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA);UE Radio Access Capabilities(Release 8)[S].2012.