TD-LTE系统间互操作方案介绍-研究院-武欣.ppt

TD-LTE系统间互操作方案介绍-研究院-武欣.ppt

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TD-LTE系统间互操作方案介绍,研究院无线所2010年12月,TD-LTE互操作概述,1,PS域互操作方案及分析,2,主要内容,话音解决方案及分析,3,研究目的现网2/3G互操作策略LTE互操作概述,研究目的,基于我公司TDLTE商用网络部署策略，研究TDLTE与既有网络（GSM、TD-SCDMA）互操作策略和技术方案引导用户体验LTE网络带来的新业务和更高的服务质量，同时维护原有GSM、TD-SCDMA客户群的利益在LTE网络规模从小到大的发展过程中，利用既有网络进行有益补充最大化利用现有网络的覆盖和质量资源,现网2/3G互操作策略,2G覆盖,TD覆盖,CS切换,PS切换,现网2/3G互操作功能要求,重选策略：

TD2G重选终端选网策略小区重选；在2G和TD-SCDMA覆盖区，终端驻留在TD-SCDMA网络终端只有在离开TD-SCDMA的覆盖区时才进行TD-SCDMA到2G的小区重选，保持覆盖的连续性终端由2G覆盖区回到TD-SCDMA覆盖区时，应发起从2G到TD-SCDMA的小区重选，回到TD-SCDMA网络切换策略：

TD-2G话音切换2GTDPS双向切换PSCS并发业务TD-2G的切换，话音业务能够实时切换，PS域业务能够在话音业务结束之后自动恢复。

LTE互操作概述,符合互操作方案基本策略,TD-LTE系统间互操作分类,PS业务解决方案TD-LTE与GSM之间的互操作TD-LTE与TD-SCDMA之间的互操作CS业务解决方案TD-LTE提供话音：

话音业务切换方案TD-LTE不提供话音：

话音业务提供方案,互操作涉及的范围,异系统邻区测量LTE中增加了邻区优先级配置参数，因此可通过配置不同频点（TD-SCDMA）或频率组（GSM）的优先级，以控制终端立即发起对高优先级频率邻区的测量，优先接入该小区异系统小区间重选用户处于空闲态或连接态但未进行业务传输时，通过监测异系统邻区和当前小区的信号质量，选择最适合的小区驻留的过程异系统小区间切换终端在专用信道模式下（业务进行过程中），按照网络控制进行异系统邻区测量上报并在满足一定触发条件下，接入网络指定的目标异系统小区继续业务的过程,PS域互操作方案及分析,2,TD-LTE互操作概述,1,主要内容,话音解决方案及分析,3,TD-LTE与GSM互操作方案TD-LTE与TD-SCDMA互操作方案结论,TD-LTE互操作基本策略,开机选择：

开机优选TD-LTE：

在具有TD-LTE覆盖时，能够保证良好的业务质量开机优选2/3G：

若数据卡开机优选2/3G，虽然可保证总有覆盖，但用户可能认为不存在LTE覆盖，从而影响业务使用，因此不建议数据卡开机优选2/3G互操作优先级（开机优选TD-LTE）移出LTE覆盖区后，优先在TD网络驻留/继续业务（若支持TDS），若无TD网络则选择2G网络，终端一旦重新检测到LTE覆盖，则返回LTE,TD-LTE与2/3G互操作方案基本策略,TD-LTE,GSM,TD-SCDMA,无TDs覆盖时，则选择GSM驻留,无LTE和TDs网络覆盖时，选择GSM驻留,无LTE覆盖时，优选TDs网络驻留,一旦检测到LTE网络即返回LTE驻留,未检测到LTE，但检测到TDs，则接入TDs驻留,TD-LTE与2/3G互操作技术方案介绍,小区重选空闲态终端自主小区重选业务态小区重选CCOwith/withoutNACC,RRC重定向RRCRejectwithredirectionReleasewithredirectionwith/withoutSIBsPSHandover,注：

采用RRC重定向的方式也是互操作的手段之一，未在上图中标注,系统间重选、切换状态转移,TD-LTE与2/3G互操作技术方案,技术方案原理-1,空闲态空闲态小区重选：

终端自主进行异系统邻区测量和重选判决过程RRC连接建立过程中RRCReject：

当服务小区负荷较高时，系统可拒绝该RRC连接建立请求，并在拒绝消息中指示终端尝试异系统（用于3G到LTE）,时延：

秒级,RRC连接建立前,RRC连接建立后-方案1,空闲态小区重选：

终端自主释放连接，其余同上业务态小区重选：

支持终端控制和网络控制两种方式RRCreleasewithredirection（R8）:

网络发起RRCrelease消息，并携带异系统邻区频点，（可要求终端测量，网络根据测报决策；也可网络直接配置，终端不测量）指示终端在该频点的异系统邻区重新接入（可用于LTE到2G/3G,2G/3G到LTE）RRCreleasewithredirectionwithSIBs（R9）:

R8版本的优化，RRCrelease消息可携带多个邻区的频率及邻区系统广播，以加速终端在目标网络的驻留,技术方案原理-2,CCO（Cellchangeorder）withoutNACC:

网络控制的切换，终端根据测量控制上报测量报告，由网络下发切换命令（与现有TD到GSM数据业务互操作方式相同）CCOwithNACC（Networkassistedcellchange）：

与CCO过程类似，源网络增加RIM（RanInformationManagement）过程，获取GSM/GPRS邻区的系统信息SI/PSI，并在CellChangeOrderFromUTRAN/E-UTRAN消息中携带这些SI/PSI信息，以加速终端完成切换过程。

CCO时延：

2秒左右NACC时延：

300700ms,RRC连接建立后方案-2,技术方案原理-3,PSHandover：

源网络下发切换命令前，目标网络已完成资源预留，可以进一步减少终端切换失败概率同时缩短切换时延,切换准备阶段,切换执行阶段,时延：

小于300ms,RRC建立后方案-3,TD-LTE与GSM互操作PS域解决方案,业务态连续性分析-TD-LTE-GPRS/EDGE,CCOwithNACC和RRCreleasewithredirectionwithSIBs（R9）方案均通过RIM流程向终端下发SIB信息，以加速终端接入目标小区，两方案区别在于：

前者要求终端必须进行异系统测量，而后者可选，可以不进行；前者CCO消息下发的小区是唯一的，而后者终端在目标网络需要对多小区进行搜索、测量,考虑到两方案改造量较大，后续将根据实验中实际性能决定PS域业务是否使用,业务态连续性分析-GPRS/EDGE-TD-LTE,分析比较,难度：

GSM现网系统内和系统间尚未使用NC2模式，需提前要求,TD-LTE与TD-SCDMA互操作PS域解决方案,业务态连续性分析-TD-LTE-TD-SCDMA,分析比较TD-LTE-TD-SCDMA,业务态连续性分析-TD-SCDMA-TD-LTE,分析比较TD-SCDMA-TD-LTE,结论,TD-LTEGPRS/EDGEPS域互操作方案策略空闲态支持双向小区重选连接态LTE到EDGE：

支持CCOwithoutNACC（RRCreleasewithredirectionwithSIBs及CCOwithNACC需据性能测试结果决定是否采用）EDGE到LTE：

支持终端控制的小区重选NC0及网络控制的小区重选NC2TD-LTETD-SCDMAPS域互操作方案策略空闲态支持双向小区重选,连接态支持双向PSHO,TD-LTEPS域互操作技术方案总结,话音解决方案及分析,3,PS域互操作方案及分析,2,主要内容,TD-LTE互操作概述,1,方案介绍CSFB实现方案分析与比较结论,标准化方案3GPP,研究方案,产业方案VoLGAForum,标准化方案3GPP,SRVCC：

通过LTE网络提供基于IMS的话音业务，支持LTE话音与2G/3G的互操作,VolGA方案：

终端通过LTE接入2G/3G网络的CS域提供话音业务,CSFallback：

开机优选LTE，需要话音业务时，由LTE重选至2G/3G,优选2G/3G方案：

开机优选2G/3G，需要数据业务时，视情况重选至LTE,话音业务不通过LTE提供（LTE纯数据）,话音业务通过LTE提供,TD-LTE互操作CS域业务技术方案,多模双待：

终端同时驻留2G/3G和LTE网络，话音业务通过2G/3G提供，数据业务通过LTE或2G/3G提供,终端实现方案,SRVCC方案基本原理及分析,基本原理,在LTE覆盖内采用基于IMS的VoLTE方案，当呼叫过程中用户移动出LTE覆盖范围时，进行向2G/TD电路域的切换以支持话音连续性,用户体验,呼叫建立时延优于现网，语音质量接近传统话音质量数据业务性能好语音和数据业务可并发,优势,业界均认可SRVCC为话音解决方案的目标方案标准化终端，成本相对较低，漫游能力好,挑战,性能尚需优化，需尽快完成优化方案的标准化切换过程复杂，可能降低切换成功率方案部署依赖于eSRVCC成熟及LTE网络大规模覆盖，提供时间相对较晚,CSFB解决方案基本原理及性能分析,基本原理LTE网络不提供话音业务时，利用2G/TD网络提供话音的方案终端空闲态驻留在LTE，呼叫建立前需先回落至2G/TD，由2G/TD电路域提供语音具体技术方案有多种，性能和复杂度存在差异用户体验主被叫均需回落至2G/TD网络后才能接续，呼叫建立时延增长，呼叫成功率可能低降低每次CSFB过程中涉及两段不可主被叫时间段，影响接通率和用户感受与用户业务模型相关，通话频次越高，CSFB越频繁，影响用户体验越大,注1：

以上相关数据为仿真结果，假设重选至GERAN不进行LAU和鉴权，选择的MSC为MME注册SGs接口对应的MSC注2：

表中话音业务建立总时延以移动用户到固定UE的呼叫业务的单端建立时延，若LTE用户之间通话则时延需加倍注3：

在TDS建立呼叫时需增加读取SIB7（实时变化消息）的时间640ms，而在GSM系统内以及CSFB到TD流程中无需读取,CSFB解决方案优劣势探讨,漫游方案，互联互通能力好：

CSFB为3GPP标准方案，无论漫游来访或出访均可使用该方案保证网间漫游受到国际认可，为绝大多数运营商采纳：

绝大多数国际运营商均选择该方案作为LTE支持话音之前的过渡方案方案性能不过多依赖于终端芯片实现：

与双待方案相比，运营商更能把握方案性能,性能方案性能有待进一步验证：

CSFB流程增加业务呼叫建立时间，尽管标准中提出了多种优化方案且理论分析效果有提升，但具体性能仍有待测试验证两网协同规划难度大，引发性能进一步下降：

TA与LA无法具有严格的对应关系来保证MME通过TA选择正确LA，因此只能启用RoamingRetry功能，该功能会导致CSFB性能至少恶化1s以上若回落到GSM网络，则无法支持话音和数据业务并发：

GSM网络支持业务并发代价大研发进展实现方案多且不唯一，影响产业进程：

存在多种CSFB优化方案，运营商之间态度存在分歧，一定程度影响了方案的成熟保证网间漫游要求终端尽可能多的支持各种方案：

当各运营商部署CSFB方案不同时，要求终端尽可能多的支持各种方案以保证网间漫游，终端实现难度增大网络改造现网核心网设备改造范围大：

支持CSFB功能，对现网MSC功能改造较大,面临挑战,方案优势,优选2/3G驻留解决方案基本原理及分析,基本原理终端开机默认驻留2/3G网络，在有数据业务请求时，根据一定推送策略适时推至传输能力更高的LTE网络承载终端忽略LTE网络下发的重选参数，在数据业务完成后，主动返回至2/3G网驻留,数据业务推送机制,用户体验话音业务基本同2/3G，若存在数据业务时，采用CSFB到2/3G飞信等长期在线业务仍在2/3G，避免影响话音业务体验数据业务建立初期增加接入时延或中断传输约24秒若优选GSM驻留，可视电话无法支持,优势适用于以话音为主的用户，话音业务提供方式简单，用户体验较好,挑战需定制终端支持优选网络策略以及推送机制，后续策略改变难以升级终端仍需支持CSFB业内尚处于研究阶段，产业支持情况较差,多模双待终端基本原理及分析,基本原理终端支持双待，语音业务通过2/3G承载数据业务优先利用LTE承载，无覆盖时通过2/3G承载,用户体验话音业务体验同2/3G支持语音和承载类业务并发待机时间相对较短、终端体积大和成本偏高,优势对现网影响小，改造少可兼顾话音和数据业务体验2/3G终端的主流企业已有类似产品，无需标准化支持时间相对较早,双待机终端能够提供良好的用户业务体验，支持时间早且对网络改造需求小，为尽早抢占LTE先机，建议尽快推动双待终端的成熟双待终端建议首选单卡形式，若终端实现困难，可用双卡同号方式实现,挑战非标准化终端，需要推动终端厂家支持双待，存在主流厂商不支持该类形态终端的可能待机功耗及互干扰方面存在一定缺陷，需终端厂家优化设计方案，成本偏高方案性能主要取决于终端,TD-LTE话音解决方案总结以引入建议,结论,TD-LTEGSM/TD-SCDMACS域话音业务互操作方案策略SRVCC为TD-LTE话音解决的目标方案过渡方案中建议双待机方案先行，抢占市场先机CSFB视双待终端推广情况及CSFB的性能和产业化情况，择机引入优选2/3G方案有待进一步探索考虑到GSM网络具有更好的话音能力，建议SRVCC和CSFB能够以GSM为切换/回落目标网络,TD-LTE话音互操作技术方案总结,感谢聆听！

请各位领导、专家批评指正!

BACK-UP邻小区定义及测量相关参数,SIB6中下发UTRAN邻区及相关配置信息频点：

UTRA-CarrierFreq优先级：

UTRA-CellReselectionPriority重选门限：

ThreshX-High,ThreshX-Low接收信号最小值：

QRxlevmin重选至UTRAN判决时间：

TreselectionUTRA,SI2Quarter下发服务小区相关配置信息服务小区优先级：

GERAN_PRIORITY异系统测量启动门限：

Thresh_priority_search重选门限：

Thresh_GSM_low基于优先级的迟滞：

Hysteresis（H_Prio）重选门限：

ThreshX-high，ThreshX-low接收信号最小值：

Qrxlevmin重选判决时间：

T_reselection,SIB7中下发GERAN邻区及相关配置信息频点：

geran-BCCH-FrequencyGroup优先级：

geran-CellReselectionPriority重选门限：

ThreshX-High,ThreshX-Low接收信号最小值：

Qrxlevmin重选至GERAN判决时间：

TreselectionGERAN,LTE系统,GSM系统,SI2Quarter下发TD-LTE邻区信息及黑名单TD-LTE邻区频点：

EARFCN优先级：

E-UTRAN_Priority禁止小区（黑名单方式）:

RepeatedE-UTRANNotAllowedCellsstruct每载频被禁止小区的PCID：

RepeatedE-UTRANPCIDtoTAmapping,在SIB19中下发服务小区相关配置信息服务小区优先级：

Priority异系统测量启动门限：

Thresh_priority_search重选门限：

Thresh_serving_low接收信号最小值：

Qrxlevmin重选门限：

ThreshX-high，ThreshX-low,在SIB19中下发TD-LTE邻区信息及黑名单TD-LTE邻区频点：

EARFCN测量带宽：

MeasurementBandwidth优先级：

E-UTRAN_Priority每载频被禁止的PCID列表：

Blacklistedcellsperfreqlist,TDs系统,BACK-UP小区重选测量启动及判决（TD-LTE到异系统）,异系统测量启动异系统频率优先级高于服务小区，或异系统频率优先级低于/等于服务小区，且服务小区SServingCell=Snonintrasearch（Snonintrasearch：

异系统启动测量门限）重选判决准则重选至高优先级RAT（优先级按频率设置，一般无同优先级的异系统邻区）优先级高的RAT满足：

终端测量到的异系统信号强度SnonServingCell,x持续TreselectionRAT时间均大于Threshx,high，且UE已在当前小区驻留1s以上重选至低优先级RAT服务小区所在频率、系统内、外高优先级邻区的测量值均不满足上述准则，且在TreselectionRAT时间内，SServingCellThreshserving,low，且存在低优先级异系统邻区信号强度SnonServingCell,x大于Threshx,low，重选时应保证UE已在当前小区驻留1s以上,BACK-UP小区重选测量启动及判决（GSM到异系统）,异系统测量启动异系统频率优先级高于服务小区，或异系统频率优先级低于/等于服务小区，服务GSM小区RLA_C低于Thresh_priority_search重选判决准则重选至高优先级RAT高优先级异系统小区的S_non-serving_xxx持续T_reselection大于Thresh_xxx，向高优先级重选重选至低优先级RAT当前小区及系统内小区的S_serving低于Thresh_serving_low时，满足以下条件时可进行重选：

1.低优先级异系统频率的S_non-serving_xxx持续T_reselection大于Thresh_xxx2.如果没有小区满足条件1，且S_non-serving_xxx大于S_serving+hysteresis（H_Prio）重选时应保证UE已在GSM小区驻留5s以上,BACK-UP小区重选测量启动及判决（TD-SCDMA到异系统）,异系统测量启动异系统频率优先级高于服务小区，或异系统频率优先级低于/等于服务小区，且Srxlev-ServingCell=Sprioritysearch1或Squal-ServingCell=Sprioritysearch2，则UE需要进行低优先级inter-RAT层的测量重选判决准则重选至高优先级RAT在Treselection时间间隔内，高优先级异系统强度Srxlev-nonServingCell,x大于Threshx,high重选至低优先级RAT在Treselection时间间隔内，Squal-ServingCell0，或Srxlev-ServingCellThreshserving,low，并且低优先级异系统强度Srxlev-nonServingCell,x大于Threshx,low,BACK-UPCSFBtoGERAN方案性能比较,理想情况下，RRCRedirectionwithSIB（R9）性能在各方案中最优，CCOwithoutNACC由于需要进行异系统测量，并不可忽略系统消息读取时间，因此性能最差，CCOwithNACC由于在LTE进行测量后接入2/3G建立话音，时延较长，用户体验较差,注1：

以上LTE相关数据为QC仿真结果；注2：

假设重选至GERAN不进行LAU和鉴权，选择的MSC为MME注册SGs接口对应的MSC；注3：

表中话音业务建立总时延以移动用户到固定UE的呼叫业务的单端建立时延，若LTE用户之间通话则时延需加倍,BACK-UPCSFBtoUTRAN方案性能比较,理想情况下，采用RRCReleasewithSIB（R9）后，话音建立时延与3G内呼叫基本接近。

采用RRCReleasewithoutSIBs（R8）和PSHO方案的性能较差,注1：

E2E（End-to-end）NAS流程指以移动到固定UE的呼叫为例，从CMServiceRequest开始到ConnectAck结束的过程；注2：

以上LTE相关数据为QC仿真结果注3：

假设重选至GERAN不进行LAU和鉴权，选择的MSC为MME注册SGs接口对应的MSC注4：

表中话音业务建立总时延以移动用户到固定UE的呼叫业务的单端建立时延，若LTE用户之间通话则时延需加倍,