TD-LTE数据业务网间互操作分析

张思为，柏 杨，邓 飞/Zhang Siwei,Bai Yang,Deng Fei

（中国移动通信集团设计院有限公司 北京 100080）

1 引言

TD-LTE（以下简称“LTE”）是具备高速特性的第四代无线通信网络，建网初期在覆盖、干扰等方面存在不足，因此，在执行数据业务的过程中需要与传统网络接续来保证业务的稳定性。目前，中国移动LTE话音采用CSFB技术，其本质也属于LTE与传统网络接续实现话音业务。在执行数据业务和话音业务时，发生LTE与传统网络的接续过程统称为LTE网间互操作，该过程与客户感知相关，该功能的顺利执行能确保LTE网络下触发的数据业务在LTE网络质量不佳时平滑过渡至传统网络继续执行，随之用户顺利从传统网络返回LTE继续业务。后文将围绕LTE网间互操作展开介绍与相关案例分析。

2 LTE网络互操作相关规范

根据中国移动相关技术规范[1]，各状态（空闲、数据、话音）LTE网间互操作说明如图1所示，本文将重点介绍数据业务连接态下LTE、TDS、GSM三网间互操作。

（1）LTE→传统网络（TDS/GSM）

由图1可知，在数据业务连接态下，LTE与传统网络间互操作统称为重定向，分为盲重定向和基于测量重定向两类，均需要网络侧和终端具备相关功能点。

盲重定向实现较简单，当终端测量服务小区信号低于A2门限时，则上报对应测量报告（MR），并且在此之前其他基于测量重定向的测量事件（B1/B2）对应MR还未上报至主设备，即可触发盲重定向。主设备根据所配置的异系统邻区列表在RCC Release信令中携带相关异系统频点，引导终端执行网间互操作，至于下发TDS或GSM频点，不同主设备厂家根据自有参数配置决定，后文有相关参数配置建议。盲重定向是在主设备未知终端周围异系统邻区质量的情况下，下发RRCRelease引导终端执行网间互操作，终端需要耗时对多个频点进行测量，选取质量佳的驻留，如此对于重定向成功率有一定影响。

基于测量重定向实现略复杂，但其精确度和成功率都较盲重定向高。由B1/B2两类测量事件触发，B2较B1引入了对当前服务器小区信号的判断，使得重定向更不易触发，有效避免了“乒乓效应”，提升了LTE的驻留时长。B1/B2两类测量事件属于可控测量，通常与A2测量事件搭配使用，当服务小区信号低于一定门限时，主设备才下发B1/B2测量事件，终端对测量事件中携带的异系统频点进行测量。至于B1/B2中携带TDS或GSM频点，不同主设备厂家根据自有参数配置决定，后文有相关参数配置建议。虽然基于测量重定向较盲重定向在精确度和成功率方面有优势，但为了终端实现异系统测量，主设备需要配置GAP。在GAP内，终端不能执行业务，因此对吞吐率有影响，GAP配置与吞吐率损耗说明见表1。

GAP配置主要对单用户或执行大分组数据（长数据流）业务有明显影响，这两种情况对服务小区的无线资源占用率较高，因此对于无线资源分配的变化较敏感，在GAP期间不会分配无线资源，吞吐率会受到影响。而当用户量提升后，无线资源需根据相关算法分配给多用户，当前用户未被分配无线资源时段可能与GAP重叠，因此对吞吐率的影响可忽略。

（2）传统网络（TDS/GSM）→LTE

根据图1，在数据业务连接态下，TDS与LTE间互操作由重定向实现，而GSM与LTE间互操作由重选实现（GSM在空闲态和数据业务连接态都是以重选过程实现异系统网间互操作）。

TDS至LTE只有基于测量重定向，目前现网通过在TDS现有3A测量事件中新增LTE频点使得终端进行异系统测量，当终端上报3A测量事件对应MR，即终端当前LTE邻区有满足门限的频点，触发主设备下发TDSRRC Release，其中，携带有MR中上报LTE频点信息引导终端执行网间重定向。在LTE网络下执行数据业务，会因现网覆盖、质差等因素促使业务接续至TDS网络，该过程仅起到维持业务平滑性的作用，TDS业务承载能力与LTE相差甚远，因此，在TDS下快速返回LTE就显得尤为重要，后文有相关参数配置建议。

GSM至LTE只能由重选实现网间互操作，目前现网通过在GSM现有系统消息“System Information Type 2 Quarter”中新增LTE频点使得终端执行异系统重选，在原GSM网络，该系统消息主要实现GSM到TDS重选（空闲态和数据业务连接态）。但分析现有测试数据发现，大部分省市还未在GSM系统消息中配置LTE频点。在GSM网络下，采取先从GSM重选至TDS，再由TDS重定向至LTE的方案。将TDS网络作为从GSM返回LTE的桥接，对于GSM现网基本无改动，但这样增加了返回LTE时延和信令开销，降低了返回LTE成功率，对此后文有相关参数配置建议。

在传统网络实现与LTE网间互操作较在LTE网络实现网间互操作难度更大，LTE从无到有，网络建设和参数优化等可按部就班，循序渐进，而传统网络需要在现有已成熟的网络上增加新功能点、配置新参数，并且还需保证现网正常运作，确为一项复杂工作。

（3）TDS→GSM

传统TDS网络具备数据业务连接态下PS业务切换功能（Cell Change Order，CCO），该功能点使得终端在TDS网络下测量邻区GSM信息，并获取相关GSM系统消息，加速TDS到GSM的切换过程，触发该切换的测量事件也为3A。根据现有测试数据，已有部分省市开启了LTE数据业务连接态PS业务切换功能，与TDS的类似，详见后续案例分析。

3 案例分析

案列1：XX市LTE到TDS基于测量重定向，由测量事件B1触发，一次完整重定向相关信令截图说明如下。

图2所示为B1测量事件信令解析，携带TDS频点（虚线框）。图3所示为触发LTERRCRelease的B1测量事件对应MR，携带满足测量门限的TDS频点（线框）。图4所示为主设备下发的LTERRCRelease，携带之前MR中上报的TDS频点信息（线框）。

案列2：XX市LTE系统内重定向，相关信令截图说明如下。

图5所示为在主设备下发的LTE RRC Release中携带LTE频点，现网用户重定向至LTE网络。

经核实，该功能为LTE异频互操作，类似于LTE异频切换，但与常规LTE异频切换在性能上有明显差异，会对用户感知造成影响。常规切换可实现空口资源接力，即原小区资源在UE接入目标小区并分配了相关资源后才释放，业务不会中断，而重定向则先切断原小区资源，然后UE再接入目标小区，在此期间业务中断。

案列3：XX市数据业务连接态 LTE切换至GSM，相关信令截图说明如下。

图6所示为主设备下发的切换命令，携带目标GSM小区系统消息（虚线框），随后终端切换至GSM网络。

4 LTE网间互操作参数配置建议

以提升客户感知为目的，结合LTE现网测试数据归纳总结，网间互操作参数配置相关建议从以下3个方面展开。

（1）LTE→传统网络（TDS/GSM）

盲重定向，较基于测量重定向过程简单，但终端须通过测量筛选目标频点，时延高、成功率偏低是其缺陷，对主设备所配置的异系统邻区准确性要求较高以及异系统邻区空口质量变化较敏感，因此，建议在人口密集区域减少盲重定向配置以提升客户感知。根据目前现网参数配置情况，应优先配置LTE至TDS盲重定向，该类重定向触发较LTE至GSM盲重定向容易。

基于测量重定向，较盲重定向在时延和成功率方面都有所改善，但其对吞吐率的影响不容忽视，建议精细化配置A1闭测门限可减少主设备配置不必要的异系统测量GAP，降低对吞吐率的影响。异系统测量事件（B1/B2）为可控测量事件，虽然B2测量事件等效于“A2+B1”，但B1相较于B2来说，无本服务小区判决门限，因此，在LTE覆盖存在空洞区域，使用B1可促使终端较容易进入异系统接续当前业务，而在LTE覆盖较连续区域，使用B2可提升LTE驻留时长。与盲重定向类似，应优先配置LTE至TDS基于测量重定向。

（2）传统网络（TDS/GSM）→LTE

GSM现网应配齐LTE重选参数，确保参数的完整性，使得在GSM网络下能执行LTE重选而不需要TDS网络作为桥接。

TDS至LTE是基于测量重定向，LTE较TDS为高优先级网络，在TDS网络下应始终开启LTE测量，建议配置3C测量事件使得终端更易返回LTE，若使用3A测量事件，将TDS服务小区门限设置为小于0，即可达到与3C相同的效果。

（3）其他互操作参数配置建议

设置网络和LTE各频段优先级，根据优先级配置对应测量事件。在同等条件下，所设置的优先级越高，配套参数效果使得终端越容易驻留在该小区或网络。优先级以及测量事件配置建议如下。

为确保用户尽量驻留LTE网络，将优先级最高的5、6、7分配于LTE，其中，室外D/F频段和室分E频段可根据不同目的选择不同优先级，以室分系统尽量吸收业务为目的，可配置E优先级高于D和F，以控制室分系统信号外泄为目的，可配置D和F优先级高于 E。 根据 3GPP 规范[2～4]，A3、A4、A5 分别用于 LTE 系统内同频（A3、A5）、异频（A4、A5）测量，为保证空闲态和连接态的一致性，建议在已确定优先级的两小区间互操作（切换）参数配置为：同频/同优先级切换使用“A2+A3”，优先级低到高使用“A2+A4”，优先级高到低使用“A2+A5”。

5 结束语

本文就网络侧参数优化中LTE网络与传统网络（TDS/GSM）间互操作进行了详细介绍，主要从各类网间互操作相关基础知识及其性能、集团明文规范以及3GPP协议两方面展开，并以近期自动路测数据作为具体案例进行了详细分析，结合与各主设备厂家的交流成果，针对现网问题提出了优化整改建议。为后续LTE网间互操作优化工作指出了研究方向。

[1]中国移动TD-LTE重点优化参数配置指导手册[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.