3G_4G系統(tǒng)間互操作技術(shù)探討

1、 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化3G/4G系統(tǒng)間互操作技術(shù)探討呂邦國(guó)（吉林吉大通信設(shè)計(jì)院股份有限公司，長(zhǎng)春 130012）摘 要 本文對(duì)4G引入后的空閑態(tài)重選、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)互操作方案進(jìn)行了分析和研究。提出了面向4G商用網(wǎng)絡(luò)的3G/4G互操作測(cè)量制定原則和相關(guān)建議。關(guān)鍵詞 小區(qū)重選；重定向；測(cè)量中圖分類號(hào) TN929.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 1008-5599（2014）08-0053-04DOI:10.13992/ki.tetas.2014.08.01213G/4G 系統(tǒng)間互操作需求分析2.1 小區(qū)重選4G 系統(tǒng)中引入了重選優(yōu)先級(jí)的概念，網(wǎng)絡(luò)可為不 同頻點(diǎn)或頻率組配置不同的優(yōu)先級(jí)（取值 0 7），通過 系

2、統(tǒng)廣播消息下發(fā)。不同優(yōu)先級(jí)的頻點(diǎn)，其重選方法不 同。通過配置各頻點(diǎn)的優(yōu)先級(jí)，網(wǎng)絡(luò)能更方便地引導(dǎo)終 端重選到高優(yōu)先級(jí)的小區(qū)駐留達(dá)到均衡網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷、提升 資源利用率、保障 UE 信號(hào)質(zhì)量等作用。小區(qū)重選可以分為測(cè)量控制階段和重選執(zhí)行階段， 系統(tǒng)廣播下發(fā)鄰區(qū)配置及測(cè)量重選參數(shù)，終端根據(jù)測(cè)量 啟動(dòng)準(zhǔn)則進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)測(cè)量結(jié)果滿足重選判決準(zhǔn)則時(shí)， 終端自行決定重選并開始執(zhí)行。2.1.1 測(cè)量控制階段UE 成功駐留后，將持續(xù)測(cè)量本小區(qū)的信號(hào)電平 （Srxlev）或信號(hào)質(zhì)量（后文以信號(hào)電平為例），并將測(cè) 量結(jié)果與同頻起測(cè)門限（Sintrasearch）和異頻起測(cè)門 限（Snonintrasearch） 比 較，

3、作 為 是 否 啟 動(dòng) 鄰 區(qū) 測(cè) 量 的判決條件。參數(shù) Snonintrasearch 配置過高會(huì)導(dǎo)致異系統(tǒng)測(cè)量目 前 中 國(guó) 移 動(dòng) 運(yùn) 營(yíng) GSM、TD-SCDMA、TD-LTE 3 張網(wǎng)絡(luò)，由于覆蓋能力不同、建設(shè)程度不同、業(yè) 務(wù)承載定位不同，這 3 張網(wǎng)絡(luò)必將長(zhǎng)期共存。合理的系 統(tǒng)間互操作策略，可以提高網(wǎng)絡(luò)效率、降低網(wǎng)絡(luò)成本、 保障用戶感知，實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)的協(xié)同發(fā)展。在制定系統(tǒng)間互 操作策略時(shí)，應(yīng)該結(jié)合網(wǎng)絡(luò)的不同發(fā)展時(shí)期，從覆蓋需 求、終端需求、業(yè)務(wù)需求等多方面綜合考慮。2互操作技術(shù)原理3G/4G 系統(tǒng)間互操作技術(shù)屬于移動(dòng)性管理的范疇，按照 RRC 的連接狀態(tài)，可以分為空閑態(tài)互操作和數(shù)據(jù) 業(yè)

4、務(wù)連接態(tài)互操作兩類。空閑態(tài)互操作主要通過 UE 的 小區(qū)重選來實(shí)現(xiàn)，是終端的自主行為 ；連接態(tài)互操作技 術(shù)較多，常用的方案為切換和重定向，必須由網(wǎng)絡(luò)側(cè)控 制而進(jìn)行。收稿日期 ：2014-06-2853·2014年 第8期·經(jīng) 驗(yàn) 與 交 流EXPERIENCE AND EXCHANGE TELECOM ENGINEERING TECHNICS AND ST ANDARDIZA TION 啟動(dòng)過早，終端耗電多 ；配置過低會(huì)導(dǎo)致異系統(tǒng)測(cè)量啟動(dòng)過晚，可能引起測(cè)量不及時(shí)而重選失敗，因此需要結(jié) 合當(dāng)時(shí)的無線條件和互操作策略合理配置。2.1.2 重選判決階段不同優(yōu)先級(jí)小區(qū)的重選判決也是

5、不同的，核心思路 是在高優(yōu)先級(jí)的小區(qū)信號(hào)質(zhì)量達(dá)到一定門限時(shí)，終端盡 量駐留在高優(yōu)先級(jí)小區(qū)而不是低優(yōu)先級(jí)小區(qū)。通過差別 化的策略，達(dá)到不同頻點(diǎn)不同系統(tǒng)的精細(xì)化調(diào)控。具體 原則如下。（1）對(duì)于重選優(yōu)先級(jí)等于當(dāng)前服務(wù)載頻的鄰小區(qū)， 基于 R 準(zhǔn)則進(jìn)行重選判定。當(dāng)鄰小區(qū) Rn 值大于服務(wù)小 區(qū) Rs 值，并持續(xù)時(shí)間超過重選時(shí)延（Treselection）時(shí)， 觸發(fā)向鄰小區(qū)的重選流程。（2）高優(yōu)先級(jí)小區(qū)重選判決準(zhǔn)則為在一段時(shí)間 (Treselection-EUTRA) 內(nèi)，高優(yōu)先級(jí)鄰區(qū)的信號(hào)質(zhì)量（Snonservingcell）大于小區(qū)參數(shù)高優(yōu)先級(jí)小區(qū)重選閾 值（Threshx,high） 時(shí)， 觸 發(fā)

6、 向 高 優(yōu) 先 級(jí) 鄰 小 區(qū) 的 重 選流程。（3） 低 優(yōu)先級(jí)小 區(qū)重選 判決準(zhǔn)則 為在一 段時(shí)間 (Treselection-EUTRA) 內(nèi)， 服 務(wù) 小 區(qū) 的 信 號(hào) 質(zhì) 量 Servingcell 小 于 閾 值 Threshserving,low 并 且 低 優(yōu) 先 級(jí) 鄰 區(qū) 的 信 號(hào) 質(zhì) 量 Snonservingcell,x 大 于 Threshx,low。2.1.3 重選執(zhí)行階段在終端執(zhí)行重選的過程中，用戶無法進(jìn)行主被叫， 各系統(tǒng)重選執(zhí)行時(shí)延分析如圖 1 所示。2.2 連接態(tài)互操作連接態(tài)互操作有多種具體實(shí)現(xiàn)方案，不同方案設(shè)備 實(shí)現(xiàn)流程不同，涉及網(wǎng)元及具體操作也不同。

7、由于數(shù)據(jù) 業(yè)務(wù)可容忍一定程度的時(shí)延或中斷，應(yīng)用層可發(fā)起數(shù)據(jù) 重傳改善用戶數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)體驗(yàn)，因此可以降低對(duì)系統(tǒng)間互 操作的依賴程度，建議考慮較簡(jiǎn)單的互操作技術(shù)如 R8RRC 重定向方案。R8 RRC 方案的基本原理為網(wǎng)絡(luò)發(fā) 起 RRC 連接釋放，消息僅攜帶目標(biāo)小區(qū)頻點(diǎn)，終端需 自行完成小區(qū)搜索 ；RRC 釋放消息下發(fā)的同時(shí)源小區(qū) 會(huì)刪除用戶所有資源，若流程失敗終端不可返回源小區(qū)。 具體流程如圖 2 所示。連接態(tài)互操作的主要過程可以分為測(cè)量配置下發(fā)、 終端上報(bào)測(cè)量報(bào)告、互操作判決、互操作執(zhí)行。測(cè)量配置下發(fā) ：連接態(tài)下，網(wǎng)絡(luò)通過專屬信令向 UE 下發(fā)測(cè)量配置（Measurement Configurat

8、ion）信息， 如 RRCConnectionReconfiguration 消息中可攜帶，測(cè) 量配置信息中攜帶測(cè)量對(duì)象和上報(bào)配置。按照觸發(fā)類型 上報(bào)配置分為事件觸發(fā)上報(bào)和周期觸發(fā)上報(bào)。事件觸發(fā) 上報(bào)配置包括事件種類和相關(guān)門限值和時(shí)延，TD-LTE 系統(tǒng)內(nèi)的同頻 / 異頻測(cè)量事件有 5 種。圖1 各系統(tǒng)重選執(zhí)行時(shí)延分析圖2 具體流程54·2014年 第8期·經(jīng) 驗(yàn) 與 交 流EXPERIENCE AND EXCHANGE 電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化（1）事件 A1 ：服務(wù)小區(qū)測(cè)量值（RSRP 或 RSRQ）大于門限值。（2）事件 A2 ：服務(wù)小區(qū)測(cè)量值（RSRP 或 RSRQ）

9、小于門限值。（3）事件 A3 ：鄰小區(qū)測(cè)量值優(yōu)于服務(wù)小區(qū)測(cè)量值 一定門限值。（4）事件 A4 ：鄰小區(qū)測(cè)量值大于門限值。（5） 事 件 A5 ：服 務(wù) 小 區(qū) 測(cè) 量 值 小 于門 限 1， 同 時(shí) 鄰小區(qū)信道質(zhì)量大于門限 2。異技術(shù)測(cè)量事件有 2 種 ：（1）事件 B1 ：異技術(shù)鄰小區(qū)信道質(zhì)量大于門限。（2）事件 B2 ：服務(wù)小區(qū)信道質(zhì)量小于門限 1，同時(shí) 異技術(shù)鄰小區(qū)信道質(zhì)量大于門限 2。測(cè)量上報(bào) ：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)條件滿足測(cè)量配置時(shí)，終端上報(bào) 測(cè)量報(bào)告。互操作判決及執(zhí)行 ：網(wǎng)絡(luò)根據(jù)收到的測(cè)量報(bào)告來決 定是否進(jìn)行互操作。當(dāng)需要發(fā)起互操作時(shí)，由網(wǎng)絡(luò)側(cè)下 發(fā)相關(guān)的信令執(zhí)行。以 R8 RRC 重定向?yàn)槔?/p>

10、涉及的測(cè)量事件包括 A2 和 B2，測(cè)控流程如下。（1）網(wǎng)絡(luò)首先下發(fā) A2 測(cè)量事件 ：當(dāng) 4G 服務(wù)小區(qū) 質(zhì)量下降到 T1 時(shí)。（2）當(dāng)網(wǎng)絡(luò)收到 A2 事件對(duì)應(yīng)的測(cè)量報(bào)告時(shí)，下發(fā) B2 測(cè)量控制消息 : 當(dāng) 4G 服務(wù)小區(qū)質(zhì)量下降到 T2，且3G 鄰區(qū)質(zhì)量高于 T3。（3）當(dāng)網(wǎng)絡(luò)收到 B2 測(cè)量報(bào)告時(shí)，基于測(cè)量結(jié)果執(zhí) 行重定向，并下發(fā)重定向消息。此外，網(wǎng)絡(luò)還可以 同時(shí)下發(fā)第 2 個(gè) A2 測(cè)量事件 ：4G 服 務(wù) 小 區(qū) 質(zhì) 量 下 降 到 T4，T4 可 以 選 擇 為 服 務(wù) 小 區(qū)網(wǎng)絡(luò)的最低接入門限，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)未收到 B2 測(cè)量報(bào)告時(shí)， 如果已經(jīng)收到了此 A2 的測(cè)量報(bào)告，則執(zhí)行盲重定向，

11、 隨機(jī)選擇 3G 鄰區(qū)頻點(diǎn)下發(fā)盲重定向消息。33G/4G 互操作策略及參數(shù)配置建議3.1 空閑態(tài)互操作建議4G 到 3G 的重選應(yīng)配置為高優(yōu)先級(jí)到低優(yōu)先級(jí)網(wǎng)絡(luò) 的重選，涉及的重選參數(shù)包括異系統(tǒng)啟測(cè)門限、本系統(tǒng) 判決門限、異系統(tǒng)判決門限和重選遲滯時(shí)間。3G 到 4G 的重選應(yīng)配置為低優(yōu)先級(jí)到高優(yōu)先級(jí)網(wǎng)絡(luò)的重選，涉及 的重選參數(shù)包括異系統(tǒng)判決門限和重選遲滯時(shí)間。4G 與 3G 空閑態(tài)重選參數(shù)典型取值建議如表 1 所示。3.2 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)連接態(tài)互操作參數(shù)取值建議3.2.1 4G 到 3G 網(wǎng)絡(luò)連接態(tài)互操作互操作方案可以是基于測(cè)量的重定向，也可以是盲 重定向?；跍y(cè)量的重定向涉及的測(cè)量事件包括 A2 和

12、 B2 ；盲重定向涉及的測(cè)量事件僅包括 A2。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)收到 觸發(fā)異系統(tǒng)測(cè)量的 A2 測(cè)量報(bào)告時(shí)，下發(fā) B2 測(cè)量控制消 息 ；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)收到 B2 測(cè)量報(bào)告時(shí)，基于測(cè)量結(jié)果下發(fā)重定 向消息 ；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)未收到 B2 測(cè)量報(bào)告，但收到盲重定向的 A2 測(cè)量報(bào)告時(shí)，隨機(jī)選擇鄰區(qū)下發(fā)盲重定向消息。3.2.2 3G 到 4G 連接態(tài)互操作互操作方案僅為基于測(cè)量的重定向，測(cè)量事件為 3C 或 3A。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)收到 3A 或 3C 測(cè)量報(bào)告時(shí)，基于測(cè) 量結(jié)果下發(fā)重定向消息。3G/4G 連接態(tài)互操作參數(shù)典型配置如表 2 所示。表1 4G與3G空閑態(tài)重選參數(shù)取值建議55·2014年 第8期·重選方向異系

13、統(tǒng)啟測(cè)門限本系統(tǒng)判決門限異系統(tǒng)判決門限重選遲滯時(shí)間室外 4G 到室外 / 室分 3GRSRP -100 dBmRSRP -120 dBm比現(xiàn)網(wǎng) 3G 到 2G 重選的 3G 門 限高 2 3 dB12 s室外 / 室分 3G 到室外 4GN/AN/ARSRP -116 dBm同 3G 系統(tǒng)內(nèi)室分 4G 到室外 / 室分 3GRSRP -100 dBmRSRP -116 dBmRSCP -85 dBm12 s室外 / 室分 3G 到室分 4GN/AN/ARSRP -112 dBm同 3G 系統(tǒng)內(nèi)經(jīng) 驗(yàn) 與 交 流EXPERIENCE AND EXCHANGE TELECOM ENGINEERIN

14、G TECHNICS AND ST ANDARDIZA TION 重定 向與切換 來實(shí)現(xiàn)， 在小區(qū) 選擇 和重選過 程中，終 端可以 根 據(jù) 系統(tǒng) 廣 播 信 息中 頻 點(diǎn) 優(yōu) 先 級(jí) 信 息結(jié) 合 各 頻 點(diǎn)小 區(qū) 覆 蓋 電 平 信 息進(jìn) 行 不 同 系統(tǒng) 的 改 變 操 作。PS 域的互操作在初期可以 采用 RRC 重定向的方式實(shí)現(xiàn)， 在 LTE 部署中后期可以通過切 換 等 技術(shù) 基 于 業(yè) 務(wù)類 型 和 負(fù) 荷 進(jìn)行系統(tǒng)選擇。2G/3G/4G 之間的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同 在 4G 網(wǎng)絡(luò)部署初期可以只基于 覆蓋、業(yè)務(wù)需求進(jìn)行，在 4G 網(wǎng) 絡(luò)部署中后期三網(wǎng)間基于業(yè)務(wù)需表23G/4G連接態(tài)互操作參數(shù)

15、取值建議4總結(jié)求、負(fù)荷、用戶分級(jí)的網(wǎng)間協(xié)同策略實(shí)現(xiàn)同樣關(guān)鍵。在后續(xù)的研究工作中需要對(duì)各種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)策略進(jìn)行驗(yàn)證，并力 圖提高網(wǎng)絡(luò)間選擇與重選、切換的效率，保障服務(wù)體驗(yàn)。3G/4G 之間的網(wǎng)絡(luò)協(xié)同可以通過小區(qū)選擇與重選、Deep insight into 3G/4G inter-RAT mobility management technologyLV Bang-guo(Jilin JLU Communication Design Institute Co., Ltd., Changchun 130012, China)AbstractThis paper investigates the inte

16、r-RAT mobility management solution for 4G, such as cell reselection, RRCconnection release with redirection. It also proposes a 4G commercial network suitable principles of3G/4G mobility management and some suggestions about related parameters conguration.cell reselection; RRC connection release wit

17、h redirection; measurementKeywordsNewsBIRTV視頻學(xué)院首秀安徽廣播電視7月24日，BIRTV視頻學(xué)院首期班在安徽廣播電視臺(tái)正式開課。中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長(zhǎng)、上海移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用促進(jìn)中心主任、創(chuàng)業(yè)公社聯(lián)合創(chuàng)始人兼執(zhí)行社長(zhǎng)李易應(yīng)邀主講了視頻學(xué)院的第一課，報(bào)告主題為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)全球發(fā)展趨勢(shì)及中 國(guó)的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。BIRTV組委會(huì)工作人員到會(huì)介紹了即將于8月舉辦的BIRTV2014的主題及籌備情況。BIRTV視頻學(xué)院是由 BIRTV組委會(huì)與中廣互聯(lián)聯(lián)合打造的一個(gè)全新交流與培訓(xùn)平臺(tái)，BIRTV作為全球知名的廣播電視展覽會(huì)之一，通過此舉將進(jìn) 一步加強(qiáng)與各地廣電業(yè)界的深入交流，密切把握行業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)，并通過邀請(qǐng)業(yè)界頂級(jí)專家與廣電同行的交流，為更切實(shí)地推動(dòng) 行業(yè)的發(fā)展發(fā)揮進(jìn)一步的作用。56·2014年 第8期·4G A2 測(cè)量事件 1（觸發(fā)異系統(tǒng)測(cè)量）本系統(tǒng)判決門限（含門限遲滯值）-110 dBm門限遲滯值2 dB 或 3 dB觸發(fā)時(shí)間320 ms