空闲态4G到3G/2G的互操作是如何完成的？ - 51学通信网络课堂 - 通信人值得信赖的在线交流学习平台 - Powered By EduSoho
空闲态4G到3G/2G的互操作是如何完成的？
4G到3G/2G的重选为高优先级到低优先级网络的重选。重选主要包括异系统测量和重选判决过程。
当服务小区满足异系统测量门限时启动测量，即服务小区Srxlev &= SnonIntraSearchP或者 Squal &=& SnonIntraSearchQ。
重选判决前，UE至少在LTE当前服务小区驻留1秒以上。如果LTE SIB3中提供了threshServingLowQ，则异系统重选判决时，LTE门限参考信号质量（RSRQ）的测量结果，否则参考信号强度（RSRP）的测量结果。目前主要选择参考RSRP的测量结果。
参考信号强度（RSRP）测量结果时：在TreselectionUTRA内，本服务小区S参数满足Srxlev & ThreshServingLowP，且低优先级3G/2G小区S参数满足Srxlev & ThreshX, Low，则重选至低优先级3G/2G小区。
参考LTE信号质量（RSRQ）测量结果时：在TreselectionUTRA内，本服务小区当前信号强度Squal & ThreshServingLowQ，且3G/2G小区信号强度Srxlev & ThreshX, Low ，则重选接入低优先级3G/2G小区。
后发表看法
课程内容版权均归所有&TD-LTE终端空闲态驻留优化研究
郑势1，康守强2，薛锐1，王喆1，李阳1
（1.中国移动通信集团黑龙江有限公司，黑龙江 哈尔滨 150028；
2.哈尔滨理工大学电气与电子工程学院，黑龙江 哈尔滨 150080）
收稿日期：
【摘要】如何保证TD-LTE终端尽可能长时间驻留在TD-LTE网络，减少终端从2G、3G返回TD-LTE网络的时延，是当前TD-LTE网络优化的重点。主要研究如何优化空闲态参数设置，以提升TD-LTE终端空闲状态的驻留能力。通过应用空闲态参数调整策略，多款主流TD-LTE终端更易驻留，返回时延缩短6至10秒。
【关键词】TD-LTE终端&&& 驻留&&& 重选&&& 互操作&&& 时延
中图分类号：TN929.5&&& 文献标识码：A&&& 文章编号：14)-20-
on Idle Resident Optimization of TD-LTE Terminal
ZHENG Shi1, KANG Shou-qiang2,
XUE Rui1, WANG Zhe1, LI Yang1
(1. China Mobile Group Heilongjiang Co.,
Ltd., Harbin 150028, C
2. College of Electrical and Electronic
Engineering, Harbin University of Science and Technology, Harbin 150080, China)
[Abstract]The
TD-LTE network optimization focuses on how to keep TD-LTE terminal staying in
TD-LTE network with more time and how to reduce the time delay of terminal from
2G or 3G to 4G network. The main research focuses on how to optimize the idle
parameter settings in order to enhance the resident ability of TD-LTE terminal
in idle state. By applying parameter adjustment policy in idle state, a lot of
popular TD-LTE terminals are more likely to reside and the return delay
shortens 6-10s.
words]TD-LTE terminal&&& resident&&& reselection&&& interoperability&&& time delay
4G频段高、穿透损耗大导致深度覆盖不足，当4G弱覆盖时终端需要重选至2G/3G。如何确保TD-LTE终端数据连接空闲态时尽可能驻留在TD-LTE网络，避免不必要的2G/3G重选和互操作，这对于提升4G用户感受至关重要[1]。目前TD-LTE终端主要类型有3类：双待手机类型1、双待手机类型2和CSFB（Circuit Switched Fallback，电路域回落）手机。商用TD-LTE终端大部分都支持中国移动GSM（以下简称2G）、TD-SCDMA（以下简称3G）、TD-LTE（以下简称4G）网络重选[2-4]。TD-LTE终端频繁的2G/3G重选将使耗电增加、终端发热、应用程序异常，空闲态网络图标非4G严重影响用户体验。笔者结合TD-LTE网络实践优化经验，研究TD-LTE终端空闲状态下，提升TD-LTE终端驻留能力以及缩短2G/3G重选返回时延的参数设置方法。
TD-LTE终端空闲态驻留
研究方法基于2G爱立信设备、3G华为设备、4G华为设备，提升TD-LTE终端空闲态驻留参数设置方法对于其他机型也同样适用。现网4G重选优先级6、3G重选优先级4、2G重选优先级2，TD-LTE终端会尝试驻留在优先级高的小区。
TD-LTE终端驻留能力优化
当4G服务小区信号低于门限，TD-LTE终端会启动异频和异系统的测量，此时需要满足：在小区重选时间T内4G服务小区低于门限，同时2G或3G邻区高于门限，终端才会执行重选。
按照表1中典型4G重选3G参数设置值，4G服务小区RSRP小于-90dBm或RSRQ小于-14dB启动测量；4G小区信号强度RSRP小于-120dBm且3G邻区PCCPCH
RSCP信号强度大于-98dBm，重选至3G邻区。
表1 &&&4G重选3G参数表
4G小区重选优先级
3G频点重选优先级
异系统测量启动门限
最低接收电平
异系统RSRQ测量启动门限
重选小区最小接收信号质量
服务频点低优先级重选门限
3G频点低优先级重选门限
3G最低接收电平
3G小区重选时间（1～7s）
按照表2中典型4G重选2G参数设置值，4G服务小区RSRP小于-90dBm或RSRQ小于-14dB启动测量；4G小区信号强度RSRP小于-120dBm且2G邻区BCCH RxLev信号强度大于-101dBm，重选至2G邻区。
表2 &&&4G重选2G参数表
4G小区重选优先级
异系统2G重选优先级
异系统测量启动门限
最低接收电平
异系统RSRQ测量启动门限
重选小区最小接收信号质量
服务频点低优先级重选门限
QrxLevmin最低接收电平
2G低优先级重选门限值
2G小区重选时间（1～7s）
根据4G现网测试结果表明，TD-LTE终端脱网时的RSRP为-125～-120dBm，因此重选判决门限设置为-122dBm。
2.2& 终端2G到4G重选时延优化
2G到4G重选策略具体如下：
（1）终端自主FR（Fast Return，快速回落）：终端在CSFB时保存占用的频段，挂断电话后返回4G。
（2）网络FR：语音释放后下发释放消息，携带4G的频点作为重定向频点。
（3）3G桥接重选：终端驻留2G，根据2G广播3G邻区信息返回3G，后根据3G广播的4G邻区信息返回4G。
（4）2G重选4G：终端驻留2G，根据2G广播的4G邻区信息，满足信号强度条件后直接重选回4G网络。TD-LTE终端从2G到4G重选时，TD-LTE终端需满足以下3个条件并保持5s（协议规定）重选到4G小区：
◆4G频点优先级高于2G服务小区；
◆手机解读SI2 Quater消息，提取4G频点进行扫描；
◆RSRP&-110dBm。
2G到4G重选关键参数如表3所示：
表3 &&&2G到4G重选关键参数表
2G小区优先级
4G频点绝对优先级
异系统重选时延
优先级高于2G的异系统门限
4G最小接入电平
根据测试结果，异系统重选时延5秒，协议已经固定，最小时延为5s，无法缩短，设置2G重选返回4G门限可以调整至-118dBm。
2.3& 终端3G到4G重选时延优化
空闲态3G到4G重选流程如图1所示：
图1& &3G到4G重选流程
4G频率优先级高于3G服务小区，终端一直测量4G信号强度，重选判决时间间隔内，大于高优先级邻区重选判决门限，则终端重选回4G。
根据表4典型参数设置，TD-LTE终端处于3G网络，一直测量4G小区信号强度，当4G小区RSRP满足2s的时间高于-112dBm时重选返回4G。优化缩短3G到4G的重选时延，3G侧PS域用户永久在线检测定时器及重选判决时间间隔缩短，TD-LTE终端在3G网络可以尽快进入idle态。修改4G信号强度RSRP高于-118dBm，持续1s后重选回4G。
表4 &&&3G到4G重选关键参数表
3G小区优先级
4G频点绝对优先级
PS域用户永久在线
检测定时器
高优先级邻区重选
重选判决时间间隔
验证3G网络侧添加的4G测量频点数量与重选返回时间（看到4G图标）关系，网络参数设置：重选时间2s、异系统重选门限设置为-112dBm，测试结果如表5所示：
表5 &&&3G测量频点数量返回时延
返回时延/s
3G向4G重选快慢与3G侧配置的4G频点数有关，配置4G的D/F频段3个频点需要20～25s，4～5个频点需要30～90s，6个频点时测试部分终端无法返回。小包心跳业务随4G智能终端安装软件数量增加而增加，TD-LTE终端重选至3G网络后很难保持在空闲态。TD-LTE终端在重选过程中，若有小包业务发起，如微信、QQ心跳包周期为15s左右，则终端需等待下一个空闲间隔才能重选返回4G，导致终端驻留3G难以返回4G。精简3G测量4G的频点数量，准确配置3G到4G的邻区关系，可以减少3G重选回4G的时长3～8s。
4G空闲态驻留策略和效果
3.1& 空闲态参数调整
（1）将异系统测量启动门限设置小于-110dBm，启动重选测量。
（2）3G到4G重选关键参数：重选判决时间间隔缩短至1s。
（3）3G侧分场景PS域用户永久在线检测定时器设置，缩短时延3～5s。
（4）优化减少3G侧4G频点配置，准确配置邻区关系。
（5）4G小区重选至2G/3G门限，重选门限由-120dBm调整为-122dBm，减小4G重选至2G/3G的概率。
（6）终端在2G/3G一直测量4G，重选4G判决门限由-112dBm调整为-118dBm，使终端更容易重选回4G。
2G/3G/4G系统间空闲态参数调整如图2所示：
图2 &&&2G/3G/4G系统间空闲态参数调整
TD-LTE回落关键参数
针对TD-LTE网络覆盖初期，回落关键参数取值建议如表6所示：
表6 &&&TD-LTE回落关键参数取值
异系统测量启动门限
最低接收电平
服务频点低优先级重选门限
PS域用户永久在线
检测定时器
高优先级邻区重选
3G侧配置4G频点数量
优先级高于2G的异系统门限
3.3& 4G返回时延缩短效果
通过信令跟踪获取不同TD-LTE终端的空闲态返回时延。其中，三星Note2、三星Note3、iPhone
5s（港版A1530）、华为D2、HTC 8088、索尼M35T等终端空闲态重选回4G网络时延缩短6～10s，提升效果明显，具体如表7所示：
表7 &&&4G返回时延缩短
4G终端品牌
3G到4G重选时延缩短/s
iPhone 5s/5c
4&& 结束语
TD-LTE终端处于空闲态时，终端显示非4G网络标识严重影响用户体验，因此需研究如何通过实施空闲态参数调整策略来增强TD-LTE终端驻留，避免TD-LTE终端过早重选至2G/3G网络。通过利于TD-LTE终端驻留的参数策略，使TD-LTE终端尽快重选回4G网络，本文研究内容和方法对于提升TD-LTE用户体验具有重要的意义。
参考文献：
[1] 沈嘉,索士强,全海洋,等. 3GPP长期演进（LTE）技术原理与系统设计[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2008.
[2] 张同须. LTE现状及未来发展综述[J]. 电信工程技术与标准化, 2010(11): 1-6.
[3] 刘爱力. 中国移动：做强TD产业 完善业务应用模式[J]. 世界电信, 2013(3): 19.
[4] ,,. TD-LTE商用初期业务部署策略[J]. 电信技术, 2012(7): 16-18.
[5] 曹晶,岑曙炜,张真桢. [J]. 移动通信, 2014(3): 38-41.★
郑势：硕士毕业于哈尔滨理工大学，现任中国移动通信集团黑龙江有限公司网络管理部优化工程师，中国移动集团3G、4G优化专家。
康守强：博士毕业于白俄罗斯国立大学，现任哈尔滨理工大学副教授、硕士生导师，主要研究方向为非平稳信号处理技术。&
薛锐：毕业于哈尔滨工业大学，现任中国移动通信集团黑龙江有限公司网络管理部无线优化专家。
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答连接态4G到3G/2G的互操作方案可以是基于测量的重定向，也可以是盲重定向。基于测量的重定向需要终端支持。
终端在4G网络进入数据业务连接态后，网络首先下发LTE系统内同频和异频测量控制消息。当多模终端上报系统内A2测量报告后（该A2测量事件为触发网络下发测量控制消息的事件），网络下发异系统测量控制消息（B1或B2事件）以及盲重定向的A2测量控制消息，终端收到测量控制消息后启动异系统测量。
当多模终端未能满足系统内切换条件，且上报了B1或B2事件测量报告时，eNodeB根据测量报告中异系统频点信息下发重定向命令。
若终端不支持异系统测量，但上报了盲重定向的A2事件测量报告；或终端支持异系统测量，未上报B1或B2事件测量报告，但上报了盲重定向的A2事件测量报告时，eNodeB随机选择邻区频点下发盲重定向命令。
终端收到重定向命令后，执行重定向流程。
满足A2测量事件上报的条件为：持续TimeToTriger时间，服务小区测量值满足一定门限。
B1测量事件上报条件为：持续TimeToTriger时间，异系统邻区测量值满足一定门限。
B2测量事件上报的条件为：持续TimeToTriger时间，服务小区测量值满足一定门限和异系统邻区满足一定门限。
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今日搜狐热点大唐移动TD-LTE与2G/3G互操作技术 架起多网络沟通桥梁[图]
C114讯 随着的大面积铺开，将面临、TD-SCDMA、TD-多网协同组网的情况。由于这三种网络制式的成熟度、支持速率以及建设速度等存在着明显差异，因此，网络覆盖越来越趋于复杂。这也就意味着需进一步解决网络间互操作的问题，为用户提供更快更好的体验。
作为我国国内最早一批型通信企业，不仅见证了中国移动跨越式的网络发展，更深深地参与到其中。从TD-SCDMA时期的数万台TD建设，到继续承建TD-LTE商用网络，大唐移动不仅在技术产品的延续性上拥有先发优势，更拥有丰富的经验和专业的研发技术团队，能够提供全方位的解决方案，助力运营商应对网络互操作难题。
一、大唐移动网络和终端互操作策略
在网络发展的不同阶段或不同网络系统构成分层结构的情况下，常常会因为一些原因而导致系统间互操作的产生。为保证用户业务的连续性，在LTE网络建设过程中需要合理设置LTE与2G/系统的互操作原则，最大限度的减少LTE系统引入给原有网络系统带来的影响。
伴随着终端的多模化和网络多制式化，大唐移动从网络和终端的角度提出了三个方面的互操作策略：系统优先级设置策略、空闲态重选策略和连接态切换策略。
1、系统优先级设置策略
大唐移动系统优先级设置策略是指在GSM、TD-SCDMA、LTE混合组网的场景下，优先选择LTE网络，在保证用户业务感知的前提下，尽量使用户驻留在LTE网络。而当LTE网络信号质量不好，或负荷较高时，依据终端能力，CS业务尽量优选切换到GSM网络，PS业务尽量优选切换到TD-SCDMA网络。在驻留网络覆盖不足时，选择驻留到其它覆盖较好的网络，如GSM，保证数据业务的连续性。
2、空闲态重选策略
空闲态重选策略则包括多种情况。如果当前驻留的系统与终端预设的优先驻留系统一致，那么终端优先在当前驻留的系统内进行小区重选，只有当前系统的服务小区信道质量较差时，才启动对低优先级异系统小区的测量，在获得低优先级异系统小区的测量值之后，再进行重选评估操作。而如果当前驻留的系统与终端预设的优先驻留系统不一致，那么终端始终执行异系统小区测量，直到在优先驻留系统中找到一个可以驻留的小区并完成重选和驻留。评估目标小区是否适合驻留时，采用时间和质量双门限进行判断，即目标小区测量质量持续大于质量门限的时间超过预设时间门限。此外，在执行异系统小区测量时，规定考虑的优先级原则从高到低为：LTE，TD-SCDMA，GSM。
3、连接态切换策略
通常引起网络切换的主要影响因素包括覆盖、业务质量（速率、等）及网络负荷、终端移动性等。大唐移动连接态切换策略针对这些影响因素进行了规范，以确保充分发挥网络效率，维护网络的连续性。
从业务角度考虑，由于GSM/TD-SCDMA/TD-LTE分别拥有适合自身的承载业务，因此，在终端申请业务链接时，普通业务和高速率数据业务优先选择LTE网络，只有覆盖或者QoS不能保证时进入TD-S或者GSM网络；中低速率数据业务也可优先选择TD-SCDMA网络，降低LTE网络的负载；话音业务优先选择TD-SCDMA网络和GSM网络；组合业务则按照要求最高的业务选择网络。
同时，大唐移动还建议根据各网络制式自身的特点计数器，如PRB、码道、时隙等，以此来判断网络负荷的大小，并根据测量结果做出相应的业务分流。当小区或者系统的负荷超过门限时，可以考虑向具备承载能力的其它网络分流部分业务，进行系统间负荷；数据业务优先由TD-LTE网络和TD-SCDMA网络之间进行分担，话音业务则在TD-SCDMA网络和GSM网络之间分担。
此外，考虑到终端移动性引起的切换通常与网络建设策略相关，因此大唐移动建议可以针对不同终端的移动性部署适合的网络策略。例如在网络设计时，尽量减少移动时系统间的切换和重选，降低失败的几率；使用小区合并技术减少对终端移动性的影响；扩大切换带减少切换的失败率；避免让高速移动的终端接入微蜂窝（比如、微小区）等。
二、大唐移动系统间数据业务互操作
在TD-LTE网络建设初期，网络信号较差或没有网络覆盖的区域较多，UE可以在移动过程中实现TD-LTE与TD-SCDMA、GSM网络切换，减少移动网络掉话率，提升用户满意度。
基于此，大唐移动系统间数据业务互操作从空闲态小区重选、数据业务连接态互操作、以及数据业务连接态重定向三方面出发，有效的实现不同用户间多种业务的分流，避免网络资源浪费，提高网络资源利用率。
1、TD-LTE与TD-SCDMA、GSM空闲态小区重选
图 1.& 2G/空闲态态互操作示意图
大唐移动空闲态互操作方法主要是小区重选，当UE处于空闲状态时，可以基于频点重选优先级、小区信道质量等因素进行Inter-RAT的小区重选。小区重选的意义在于，当系统侧和终端侧都支持小区重选的情况下，可以根据既定策略配置各小区的网络驻留优先级，使终端在特定区域驻留到高优先级网络。比如在LTE初期覆盖不足的情况下，将LTE驻留优先级提高，这样既保证了在LTE覆盖不到的区域能利用GSM网络提供补充，又能在有LTE覆盖区域充分发挥新系统的作用。
2、TD-LTE与TD-SCDMA数据业务连接态互操作
在LTE网络规模逐步扩大的过程中，需要利用既有网络进行有益补充，并引导用户体验LTE网络带来的信业务和更高的服务质量。在没有LTE覆盖的地方，需要把数据业务从LTE网络转移到TD-SCDMA网络；相反方向，需要将TD-SCDMA系统的PS业务卸载到LTE系统，减轻TD-SCDMA网络的数据流量负担，充分发挥LTE高带宽的优势。大唐移动连接态互操作方法主要包括PS handover和重定向两种。
图 2.& 3G/4G连接态互操作示意图
PS handover可以根据目标网络的接纳能力将LTE系统的PS业务切换到目标网络，从而保证用户数据业务的连续性，提高业务体验。PS HO双向切换，可以使UE继续保持连接态，用户数据业务不中断，并且对3G现网改造影响小。
重定向方式是指eNB在释放RRC连接时，可以在RRC Connection Release消息中指示重定向频点（单一频点）。UE优先在此频点上执行小区选择，选择合适的小区驻留，然后开始小区重选过程。如果UE需要发起业务，或者执行TAU/RAU过程，则立即接入到驻留小区。R8的重定向只指示目标频点。为了缩短UE接入目标RAT的时延，R9对重定向作了优化，在RRC Connection Release消息中同时指示重定向频点上的邻小区PCI列表，以及各个邻小区对应的系统信息。
在连接状态下，支持事件性测量B1,B2事件的配置。对于连接态，当出现终端无LTE覆盖时，终端可以通过配置的B1事件，不考虑TD-LTE服务小区本身的信道质量，只要某个3G邻小区的信道质量达到门限要求则UE立即上报，触发互操作使终端转移到TD-SCDMA系统。终端也可以通过配置的B2事件，同时考虑服务小区和3G邻小区的信道质量，保证LTE覆盖薄弱时及时通过B2事件测量上报触发终端转移到TD-SCDMA系统。LTE初期是热点覆盖，覆盖范围比3G小，所以考虑到本服务小区的信道质量对数据业务感知的影响，建议采用B2事件测量。
3、TD-LTE与GSM数据业务连接态重定向
为了使用户获得更好的体验，终端会尽可能的占用性能更好的4G网络。因此，在4G网络的边缘性能较差且没有3G覆盖的地方，需要把数据业务从LTE网络转移到GSM网络，以保证用户的基本要求。
大唐移动TD-LTE与GSM数据业务连接态重定向是通过RRC release消息携带目标小区信息，UE根据目标小区信息重新发起接入。网络发起RRC release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（GSM）重新接入。UE在数据业务连接态，服务小区信号过差，且没有其他合适的LTE或3G小区可接入时，通过盲重定向，控制终端从LTE连接态转移到GSM空闲态。UE在数据业务连接态，由网络控制将E-中处于连接状态的UE，重定向到GSM，并且使UE进入空闲状态。终端在脱网状态下进行2G系统测量并选择一个合适的小区和频点，向GSM网络发起接入请求。
因此，TD-LTE网络与2G/3G网络间的互操作技术可以看作是TD-LTE网络与2G/3G网络之间的沟通桥梁，可以避免由网络覆盖限制带来的终端接入受限，同时还可充分挖掘各个网络的资源，尽可能地提高网络容量。
目前，大唐移动的TD-SCDMA和TD-LTE网络已经覆盖全国大多数省市，除了拥有全方位的解决方案以外，大唐移动的设备也早已通过了中国移动研究院的，全面支持三网间互操作，并且在现网中全面开启应用。在未来网络覆盖越来越趋于复杂，速率越来越宽的发展趋势下，大唐移动将助力运营商解决网络间互操作问题，为用户带来更新的业务和更好的使用体验。
& &来源：C114中国通信网
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