WCDMA–LTE互操作原理介绍和互操作场景策略研究

1、3/16/20221 Nokia 2014 - File Name - Version - Creator - DocIDConfidentialWCDMALTE 互操作原理介绍和互操作场景策略研究Nokia Guangxi Unicom Service2015年4月3/16/20222 Nokia 2014 - File Name - Version - Creator - DocIDConfidential 互操作理论介绍-Idle态，L到W的小区重选-Idle态，W到L的小区重选-连接态，L到W的PSHO-连接态，L到W的R8盲重定向-连接态，L到W的CSFB R8盲重定向+DMCR-连

2、接态，L到W的CSFB R8盲重定向-连接态，L到W的CSFB R8盲重定向+DMCR-连接态，语音业务基于PSHO的CSFB-连接态，W到L的Fast Return 互操作场景策略-建网初期宏站CSFB建议-特殊场景下的CSFB建议-2G/4G信号良好，3G信号差的CSFB建议Content 3/16/20223 Nokia 2014 - File Name - Version - Creator - DocIDConfidential互操作互操作理论介绍理论介绍- -Idle态，L到W的小区重选概念概念小区选择： 当UE首次处于开机状态时，即启动初始小区选择功能。 UE根据其寻找小区的能力

3、，扫描E-UTRA频段中的RF信道，在每个频率上， UE只需寻找信号最强的小区即可。小区重选： 小区重选实质上是终端驻留在某个服务小区，停留适当的时间（ 1 秒钟）后，根据当前网络通信状况，找寻更适合小区并稳定驻留的过程。 通过小区重选，可以最大程度地保证空闲模式下的UE驻留在合适的小区。在空闲模式下，通过对服务小区和临近小区测量值的监控，来触发小区重选。重选触发条件的核心内容就是：存在有比服务小区更好的小区，且更好小区在一段时间内都保持最好。这样一方面UE尽量重选到更好的小区去，另一方面又保证了一定的稳定性，避免频繁的重选震荡。 小区重选分为同频（ intra-freq）、异频（ inter

4、-freq）和跨系统(inter-RAT） 3种，其中前两者是系统内的重选行为，后者是针对不同无线接入技术的重选行为。小区重选小区重选原理原理小区重选过程分为测量和重选准则判定两个部分。 终端终端触发测量触发测量，并得到服务小区和邻小区相关信号值后，才有可能进行后续重选过程的判别。可以说，测量是终端能否触发重选过程的基础。对频间对频间/RAT/RAT间重选：间重选： 在WCDMA网络中，对频间/RAT间小区重选是建立在与频内重选相同的分级基础上，由于不同RAT的测量值不同，则网络侧需要对多个RAT之间的重选进行控制，因而要实现网络控制是非常困难的。而在LTE网络中，对频间/RAT间小区重选则引

5、入了新的处理机制，即“基于绝对优先权的重选”，即为每一层分配一个优先级，从高优先级到低优先级重选及反向从低优先级到高优先级的重选均有各自的测量机制和判断机制。相同优先级不适应于inter-RAT的小区重选。3/16/20224 Nokia 2014 - File Name - Version - Creator - DocIDConfidential互操作互操作理论介绍理论介绍- -Idle态，L到W的小区重选异频/inter-RAT/inter-RAT的小区重选机制情形1：服务小区优先级低于邻小区测量测量 UE周期进行测量重选重选 在TreselectionRAT时间内：a） UE测得的Sn

6、onservingcellThreshx,high（即utraFrqThrH， UFFIM中定义）；b）且UE在当前服务小区驻留超过1s；则UE即触发异频/inter RAT的小区重选。情形2：服务小区优先级高于邻小区测量测量 如果SservingCell=Snonintrasearch（ LNCEL中定义）、或者如果终端接收到的系统消息中没有广播服务小区的参数Snonintrasearch，则UE必须对邻小区进行测量。反之则无需测量。重选重选 在TreselectionRAT时间内：a） UE测得的SservingcellThreshx,low（即utraFrqThrL， UFFIM中定义）

7、；b）且UE在当前服务小区驻留超过1s；则UE即触发异频/inter RAT的小区重选。注：通常可定义Threshserving,low=Snonintrasearch（则测量触发时重选准则也符合，从而减少了终端无谓的测量）。3/16/20225 Nokia 2014 - File Name - Version - Creator - DocIDConfidential互操作互操作理论介绍理论介绍- -Idle态， W到L的小区重选概念概念小区选择： 当UE首次处于开机状态时，即启动初始小区选择功能。 UE根据其寻找小区的能力，扫描E-UTRA频段中的RF信道，在每个频率上， UE只需寻找信号

8、最强的小区即可。小区重选： 小区重选实质上是终端驻留在某个服务小区，停留适当的时间（ 1 秒钟）后，根据当前网络通信状况，找寻更适合小区并稳定驻留的过程。 通过小区重选，可以最大程度地保证空闲模式下的UE驻留在合适的小区。在空闲模式下，通过对服务小区和临近小区测量值的监控，来触发小区重选。重选触发条件的核心内容就是：存在有比服务小区更好的小区，且更好小区在一段时间内都保持最好。这样一方面UE尽量重选到更好的小区去，另一方面又保证了一定的稳定性，避免频繁的重选震荡。 小区重选分为同频（ intra-freq）、异频（ inter-freq）和跨系统(inter-RAT） 3种，其中前两者是系统内

9、的重选行为，后者是针对不同无线接入技术的重选行为。小区重选原理小区重选原理小区重选过程分为测量和重选准则判定两个部分。 终端触发测量，终端触发测量，并得到服务小区和邻小区相关信号值后，才有可能进行后续重选过程的判别。可以说，测量是终端能否触发重选过程的基础。对频间对频间/RAT/RAT间重选：间重选： 在WCDMA网络中，对频间/RAT间小区重选是建立在与频内重选相同的分级基础上，由于不同RAT的测量值不同，则网络侧需要对多个RAT之间的重选进行控制，因而要实现网络控制是非常困难的。而在LTE网络中，对频间/RAT间小区重选则引入了新的处理机制，即“基于绝对优先权的重选”，即为每一层分配一个优

10、先级，从高优先级对频间/RAT间小区重选则引入了新的处理机制，即“基于绝对优先权的重选”，即为每一层分配一个优先级，从高优先级到低优先级重选及反向从低优先级到高优先级的重选均有各自的测量机制和判断机制，后面会详细描述。相同优先级不适应于inter-RAT的小区重选。 3/16/20226 Nokia 2014 - File Name - Version - Creator - DocIDConfidential互操作互操作理论介绍理论介绍- -Idle态，W到L的小区重选W到L方向： inter-RAT的小区重选机制情形1：目标小区优先级高于服务小区测量测量 UE周期进行测量重选重选 在Tre

11、selection（ UE为idle态）或TreselectionPCH（UE为Cell PCH或URA PCH状态） 时间内（参数均在WCELL中定义）：a） UE测得的SrxLevNonServingCell AdjLThreshigh（在RNC的HOPL中定义）；b）且UE在当前服务小区驻留超过1s；则UE即触发inter RAT的小区重选。情形2：目标小区优先级低于服务小区测量测量 如果SrxlevServingCell（服务小区接收电平） =Sprioritysearch1（在RNC的WCELL中定义），或者SqualServingCell （服务小区接收质量） =Spriority

12、search2（在RNC的WCELL中定义） ， 则UE必须对邻小区进行测量。反之则无需测量。重选重选 在TreselectionRAT时间内：a） UE测得的SservingcellThreshx,low（即utraFrqThrL， UFFIM中定义）；b）且UE在当前服务小区驻留超过1s；则UE即触发异频/inter RAT的小区重选。注：通常可定义Threshserving,low=Snonintrasearch（则测量触发时重选准则也符合，从而减少了终端无谓的测量）。3/16/20227 Nokia 2014 - File Name - Version - Creator - DocI

13、DConfidential互操作理论介绍互操作理论介绍- -连接态，L到W的PSHO说明： 1 ）当UE所测量到的LTE本小区RSRP值高于Th1 门限值时（即LNCEL： threshold1如=90即90-140=-50dbm） ，则eNB只要求 UE对本小区进行测量； 2）当UE所测量到的LTE本小区RSRP值低于Th1 门限值时，则eNB要求UE开始启动对其他小区的同频测量； 3）当UE所测量到的LTE本小区RSRP值低于Th2w门限值时（即LNCEL： threshold2Wcdma如=80即80-140=-60dbm） ，则 eNB要求UE开始启动对W网络相应小区的测量； 4）此时

14、若UE所测量到的LTE本小区RSRP值高于Th2a门限值时（即LNCEL： threshold2a如=89即89-140=-51dbm） ，则eNB 要求UE停止对W网络的测量； 5）若UE所测量到的LTE本小区RSRP值继续降低，一旦符合B2事件门限即当LTE小区的RSRP值低于b2Threshold1Utra=50 （即50-140=-90dbm） 且测量到的W小区RSCP值高于b2Threshold2UtraRscp=20（即20-119=-99dbm） 时，即会触发从L到W的PSHO流程。3/16/20228 Nokia 2014 - File Name - Version - Cre

15、ator - DocIDConfidential互操作理论介绍互操作理论介绍- -连接态，L到W的R8盲重定向 L到W的R8盲重定向： A2事件触发过程如下1） eNB给UE发送测量控制（包括A2等事件） ： 当UE attach LTE网络时， eNB会下发RRCconnectionReconfig消息，其中有相应的测量控制信息（如measID=4的测量。 其中测量内容是对LTE本小区进行测量，事件是A2事件，门限值如为40（即threshold4， 40-140=-100dbm） ） 。2）由于A2事件触发，则UE上报测量报告： 当UE attach LTE网络后， UE已经处于连接态。此

16、时UE已经启动了对LTE本小区的测量（如A2事件的测量）。如果UE当前的RSRP值已经低于所定义的A2事件即th4门限值（如40即40-140=-100dbm） 且经过一定的时间后（即a2TimeToTriggerRedirect如40ms时间后）仍能满足此要求，则UE会上报相应的测量报告，其中包括LTE本小区的RSRP值。此时即A2事件触发了。 此测量报告中LTE本小区的RSRP值为40，即40-140=-100dbm， 符合A2事件的门限值，则A2事件触发。3） eNB触发从L到W的R8盲重定向： 当eNB收到UE的A2事件测量报告后， eNB即会给UE下发RRCConnectionRel

17、ease消息， 其中包括了W小区相应频点信息，则L到W的R8盲重定向即触发。4） UE成功登录W网络： 之后UE即在W网络下登录，完成后续的LU及RA更新流程，则重定向流程完成。3/16/20229 Nokia 2014 - File Name - Version - Creator - DocIDConfidential互操作理论介绍互操作理论介绍- -连接态，L到W的CSFB R8盲重定向+DMCR CSFB R8盲重定向盲重定向+DMCR 对此功能，则是在原来CSFB R8盲重定向基础上增加WCDMA网络的DMCR功能即可。所以对LTE的网络配置完全同CSFB R8盲重定向，而对新增的D

18、MCR功能则如下描述。 DMCR原理：原理： DMCR为为WCDMA网络中的网络中的功能功能 当终端在读取W小区的系统信息块（即SIB）时，对SIB3，若网络侧开启了此DMCR功能，则SIB3中会有“Deferredmeasurement control reading support” IE字段，若终端是Rel7或newer UEs，则终端会因为此字段而在最初接入网络的RACH流程之前即跳过读取SIB11 、 SIBbis和SIB12等的数据，即终端无需读取这样的SIB数据即可通过RACH信道发送RRC connection request、 cell update或URA update等消

19、息，这样当发生小区选择或小区重选时即加快了建立时间。 DMCR功能激活的结果：功能激活的结果： 当终端登录到WCDMA网络后，由于有此DMCR功能，则UE的接入时延降低了（即登录W网络时间更快了）。3/16/202210 Nokia 2014 - File Name - Version - Creator - DocIDConfidential互操作理论介绍互操作理论介绍- -连接态，L到W的CSFB R8盲重定向基于重定向的CSFBCSFB到3G/2G 3G/2G （ Release 8Release 8） 当LTE收到CS呼叫请求时会立即将终端重定向到3G/2G邻小区 不进行测量（盲重定向

20、） 终端断开LTE网络连接，回到空闲模式，按指定频点重新搜索接入3G/2G网络，发起CS呼叫 重定向过程中PS业务会中断系统实现简单，仅需在MME和2G/3G MSC 之间增加接口不需要 IMS！已经广泛商用，终端普遍支持需激活feature CSFB to WCDMA or GSM via Redirect3/16/202211 Nokia 2014 - File Name - Version - Creator - DocIDConfidential互操作理论介绍互操作理论介绍- -连接态，L到W的CSFB R8盲重定向+DMCRL L到W W的CSFB R8CSFB R8盲重定向+ +D

21、MCRDMCR对此功能，则是在原来CSFB R8盲重定向基础上增加WCDMA网络的DMCR功能即可。DMCRDMCR原理：原理： DMCRDMCR为为WCDMAWCDMA网络中的功能网络中的功能激活feature（Fast HSPA Mobility)， 此feature是由LK控制，在此feature之下还有很多子feature(subfeature)，此处所提到的DMCR（ Deferred measurement control reading）即是其中一个sub-feature之一。 其功能是当进行小区选择/重选（ cell selection/re-selection）时可加快建立的

22、时间。DMCR功能激活的结果功能激活的结果： 当终端登录到WCDMA网络后，由于有此DMCR功能，则UE的接入时延降低了（即登录W网络时间更快了）。3/16/202212 Nokia 2014 - File Name - Version - Creator - DocIDConfidential互操作理论介绍互操作理论介绍- -连接态，语音业务基于PSHO的CSFB说明从eNB来看， CS fallback的触发是从MME接收到的。依据feature是否激活及UE能力， eNB决定哪种类型的CSFB将要执行。依据此feature， eNB检查UE的B1 事件测量是否支持。若UE支持此B1 事件

23、测量，则eNB开始要求测量且对B1 事件的监控timer开始启动，若监控时间内UE测量到了合适的小区则基于PSHO方式的CSFB启动。否则若UE不支持B1 事件、或监控时间内 UE没有测量到合适的小区，则eNB即触发基于重定向方式的CSFB流程。另若PSHO流程失败，则也会触发基于重定向方式的CSFB流程。3/16/202213 Nokia 2014 - File Name - Version - Creator - DocIDConfidential互操作理论介绍互操作理论介绍- -连接态，W到L的Fast Return 指示终端在完成CSFB呼叫后直接重选回LTE网络多模终端在完成呼叫后可

24、以迅速从3G/2G返回LTE 网络3G/2G 网络在Channel Release /Reconfiguration 消息中增加 Cell SelectionIndicator，提供LTE 邻小区信息3G中的触发条件为：- CS呼叫释放（主要针对CSFB）- Cell_DCH 状态转换为Cell_FACH/Cell_PCH / URA_PCH- HSDPA 状态转换为 DCH2G中的触发条件为：- TCH释放（主要针对CSFB）3/16/202214 Nokia 2014 - File Name - Version - Creator - DocIDConfidential互操作理论介绍互操作

25、理论介绍- -连接态，W到L的Fast Return W到L方向的Fast Return功能： 对此功能，相应信令流程如下：流程说明： 1 ） UE向MME发送TAU 请求； 2） 如果MME中UE context指示UE在suspended状态， MME通知S-GW和P-GW重新激活UE的EPS承载。如果步骤1 中NAS消息触发的流程向S-GW激活了Modify Bearer Request消息，将被认定为resume暗示。 S-GW将Modify Bearer request发送给P-GW。 P-GW和S-GW应清除suspend状态，并向MME发送Modify Bearer respon

26、se； 3） 进行NAS消息流程。3/16/202215 Nokia 2014 - File Name - Version - Creator - DocIDConfidential互操作场景互操作场景介绍介绍- -连接态，W到L的Fast Return W到L方向的Fast Return功能： 对此功能，相应信令流程如下：流程说明： 1 ） UE向MME发送TAU 请求； 2） 如果MME中UE context指示UE在suspended状态， MME通知S-GW和P-GW重新激活UE的EPS承载。如果步骤1 中NAS消息触发的流程向S-GW激活了Modify Bearer Request消

27、息，将被认定为resume暗示。 S-GW将Modify Bearer request发送给P-GW。 P-GW和S-GW应清除suspend状态，并向MME发送Modify Bearer response； 3） 进行NAS消息流程。相应相应featurefeatureRAN2067RAN2067： LTE LTE InterworkingInterworkingRAN2717RAN2717： Smart LTE Smart LTE layeringlayering3/16/202216 Nokia 2014 - File Name - Version - Creator - DocIDCo

28、nfidential3G-4G快速返回：（柳州、北海开启Fast Return后，重选附着到LTE仅需1S左右）互操作场景互操作场景介绍介绍- -连接态，W到L的Fast Return案例 3/16/202217 Nokia 2014 - File Name - Version - Creator - DocIDConfidential 互操作理论介绍-Idle态，L到W的小区重选-Idle态，W到L的小区重选-连接态，L到W的PSHO-连接态，L到W的R8盲重定向-连接态，L到W的CSFB R8盲重定向+DMCR-连接态，L到W的CSFB R8盲重定向-连接态，L到W的CSFB R8盲重定向

29、+DMCR-连接态，语音业务基于PSHO的CSFB-连接态，W到L的Fast Return 互操作互操作场景场景策略策略-建网初期宏站CSFB建议-特殊场景下的CSFB建议-2G/4G信号良好，3G信号差的CSFB建议Content 3/16/202218 Nokia 2014 - File Name - Version - Creator - DocIDConfidential目前CSFB的主要策略有R8盲重定向，基于测量重定向、R9盲重定向、基于测量PSHO几种，其中PSHO和R9盲重定向的时延最短，大约比R8盲重定向短1s左右，比R8+DMCR短大约0.5s左右。但R9盲重定向需要核心网

30、、对端RNC及终端配合，配合难度极高，因此初期建网不建议实施；PSHO需要精确的邻区配置，易导致CSFB失败测试结果：测试结果：在无线覆盖环境良好区域进行测试，基于PSHO的CSFB时延比R8盲重定向的时延短0.56 s。 10月28日簇12拉网测试：R8盲重定向的CSFB成功率92.6% 6.5s，PSHO成功率89% 6.4s。本次专项优化后，诺基亚CSFB成功率提到98.45%策略策略建议建议：由于建网初期，邻区添加不完整，而且PS切换流程复杂，比U系统内成功率低2%，无法保证切换成功率，易掉话（呼叫流程复杂，增加故障点）所以建议现阶段CSFB语音回落采取R8忙重定向方式；等到网络覆盖、容量趋于稳定时，再重新进行全网测试评估，验证两种方式时延及成功率，依据测试结果进行调整。互操作场景互操作场景策略策略- -建网初期宏站CSFB建议3/16/202219 Nokia 2014 - File Name - Version - Creator - DocIDConfidential互操作场景互操作场景策略策略- -特殊场景下的CSFB建议场景：场景：现网某些热点或是室内区域中WCDMA网络会采取双载波或是异频的方式来分流和减少干扰，在此场景下，就会面临CSFB频点的选择问题。策略：策略：采用PSHO CSFB+