2020年度LTE互操作解決方案

LTE互操作解決方

r^i

LTE互操作簡(jiǎn)介

目錄

第1章概述.........................................錯(cuò)誤!未定義書簽?

1.1LTE系統(tǒng)間互操作背景及需求...........................錯(cuò)誤!未定義書簽。

1.2LTE系統(tǒng)間互操作策略...................................錯(cuò)誤!未定義書簽。

1.3說(shuō)明..........................................................錯(cuò)誤!未定義書簽。

L4LTE系統(tǒng)間互操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)..............................錯(cuò)誤!未定義書簽。

1.4.1Intra-3GPP系統(tǒng)結(jié)構(gòu).................................錯(cuò)誤!未定義書簽。

1.4.2LTE與其它非3GPP系統(tǒng)結(jié)構(gòu).....................錯(cuò)誤!未定義書簽。

1.4.3LTE與HRPD系統(tǒng)結(jié)構(gòu).............................錯(cuò)誤!未定義書簽。

1.4.4參考點(diǎn)說(shuō)明...........................................錯(cuò)誤!未定義書簽。

第2章E-UTRAN與UTRAN之間互操作..............錯(cuò)誤!未定義書簽。

2.1E-UTRAN->UTRAN互操作............................錯(cuò)誤!未定義書簽。

2.1.1小區(qū)重選...............................................錯(cuò)誤!未定義書簽。

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2.1.2E-UTRAN至I」UTRAN重定向......................錯(cuò)誤!未定義書簽。

2.1.3PS切換.................................................錯(cuò)誤!未定義書簽。

2.2UTRAN->E-UTRAN互操作.............................錯(cuò)誤!未定義書簽。

2.2.1小區(qū)重選...............................................錯(cuò)誤!未定義書簽。

2.2.2重定向.................................................錯(cuò)誤!未定義書簽。

2.2.3PS切換.................................................錯(cuò)誤!未定義書簽。

第3章E-UTRAN與GERAN之間互操作....................錯(cuò)誤!未定義書簽。

3.1E-UTRAN->GERAN互操作............................錯(cuò)誤!未定義書簽。

3.1.1小區(qū)選擇...............................................錯(cuò)誤!未定義書簽。

3.1.2E-UTRAN->GERAN重定向......................錯(cuò)誤!未定義書簽。

3.1.3PS切換.................................................錯(cuò)誤!未定義書簽。

3.1.4CCOwithNACC......................................................錯(cuò)誤!未定義書簽。

3.1.5CCO...........................................................................錯(cuò)誤!未定義書簽。

3.2GERAN->E-UTRAN互操作............................錯(cuò)誤!未定義書簽。

3.2.1小區(qū)選擇...............................................錯(cuò)誤!未定義書簽。

3.2.2GERAN->E-UTRAN重定向......................錯(cuò)誤!未定義書簽。

3.2.3PS切換.................................................錯(cuò)誤!未定義書簽。

3.2.4CCO過(guò)程..............................................錯(cuò)誤!未定義書簽。

第4章E-UTRAN與HRPD之間互操作......................錯(cuò)誤!未定義書簽。

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4.1E-UTRAN->HRPD互操作..............................錯(cuò)誤!未定義書簽。

4.1.1小區(qū)重選...............................................錯(cuò)誤!未定義書簽。

4.1.2E-UTRAN->HRPD重定向........................錯(cuò)誤!未定義書簽。

4.1.3PS切換.................................................錯(cuò)誤!未定義書簽。

4.2HRPD->E-UTRAN互操作..............................錯(cuò)誤!未定義書簽。

4.2.1小區(qū)重選...............................................錯(cuò)誤!未定義書簽。

4.2.2重定向.................................................錯(cuò)誤!未定義書簽。

4.2.3PS切換.................................................錯(cuò)誤!未定義書簽。

第5章E-UTRAN與cdma1XRTT互操作.............錯(cuò)誤!未定義書簽。

5.1E-UTRAN->cdma1XRTT互操作......................錯(cuò)誤!未定義書簽。

5.1.1小區(qū)選擇...............................................錯(cuò)誤!未定義書簽。

5.1.2E-UTRAN->cdma1XRTT重定向................錯(cuò)誤!未定義書簽。

5.1.3PS切換.................................................錯(cuò)誤!未定義書簽。

5.2cdma1XRTT->E-UTRAN互操作.....................錯(cuò)誤!未定義書簽。

5.2.1小區(qū)選擇...............................................錯(cuò)誤!未定義書簽。

5.2.2cdma1XRTT->E-UTRAN重定向...............錯(cuò)誤!未定義書簽。

5.2.3PS切換.................................................錯(cuò)誤!未定義書簽。

概述

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知識(shí)點(diǎn)

LTE系統(tǒng)間互操作背景及需求

?LTE系統(tǒng)間互操作策略

?LTE系統(tǒng)間互操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1LTE系統(tǒng)間互操作背景及需求

由于本文涉及系統(tǒng)間互操作，有必要先對(duì)各制式系統(tǒng)的慣

用名稱做一對(duì)應(yīng)介紹：LTE對(duì)應(yīng)E-UTRAN,UMTS和

HSPA對(duì)應(yīng)UTRAN,GSM和EDGE對(duì)應(yīng)GERAN,

CDMA對(duì)應(yīng)IxRTT,后續(xù)的EVDO等技術(shù)對(duì)應(yīng)HRPD。

GERAN：任速業(yè)務(wù)

UTRAN,中任速業(yè)務(wù)

E-UTRAN：高建數(shù)據(jù)'睇

圖1.1-1多制式網(wǎng)絡(luò)覆蓋示意圖

如上圖所示，在LTE系統(tǒng)部署時(shí)，3G系統(tǒng)可能是對(duì)城市

和郊區(qū)的連續(xù)覆蓋，2G系統(tǒng)則是整個(gè)范圍的全覆蓋。為

保證用戶業(yè)務(wù)的連續(xù)性，結(jié)合LTE的進(jìn)展，需要合理設(shè)置

LTE與3G/2G系統(tǒng)的互操作原則。而且，還需要考慮如何

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最大限度的減少LTE系統(tǒng)的引入給原有的3G/2G系統(tǒng)帶來(lái)

的影響。

LTE與3G/2G互操作狀態(tài)遷移圖，如下圖所示。

CCO,Reselection

圖1.1-2E-UTRAstatesandinterRATmobilityprocedures

圖1.1-3MobilityproceduresbetweenE-UTRAandCDMA

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當(dāng)前考慮LTE與3G/2G系統(tǒng)間互操作場(chǎng)景及需求如下：

第一階段，LTE小規(guī)模應(yīng)用和測(cè)試

隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的進(jìn)一步發(fā)展，某些大城市中心區(qū)域、熱點(diǎn)

地區(qū)將會(huì)引入LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。該階段場(chǎng)景和需求情況可能

是：寬帶internet接入，主要為室內(nèi)靜態(tài)應(yīng)用，終端可能

僅僅是數(shù)據(jù)卡，對(duì)于LTE與3G/2G系統(tǒng)間互操作需求小。

在這種LTE部署的初期階段，考慮支持小區(qū)重選和重定向

功能。

第二階段，LTE逐步擴(kuò)充

隨著無(wú)線寬帶業(yè)務(wù)的進(jìn)一步發(fā)展，LTE網(wǎng)絡(luò)用戶逐步增

加，運(yùn)營(yíng)商在這個(gè)階段能夠逐步擴(kuò)充LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。該階

段場(chǎng)景和需求情況可能是：以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主，終端主要為

數(shù)據(jù)卡以及少量PDA,業(yè)務(wù)覆蓋人口小于40%,對(duì)數(shù)據(jù)業(yè)

務(wù)的系統(tǒng)間互操作有強(qiáng)烈需求。在這種LTE部署的中期階

段，考慮支持?jǐn)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)的移動(dòng)性功能。

第三階段，大規(guī)模應(yīng)用

隨著無(wú)線寬帶業(yè)務(wù)的更進(jìn)一步發(fā)展，LTE將大規(guī)模部署，

覆蓋大部分甚至全部區(qū)域。該階段場(chǎng)景和需求情況可能

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是：對(duì)包括語(yǔ)音呼叫的全業(yè)務(wù)支持，涉及各類終端（主要

為手機(jī)），業(yè)務(wù)覆蓋人口大于70%,對(duì)語(yǔ)音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)

務(wù)的系統(tǒng)間互操作有強(qiáng)烈需求。在這種LTE部署的后期階

段，考慮支持語(yǔ)音業(yè)務(wù)移動(dòng)性功能。

支持LTE與UTRAN/GERAN之間的互操作，需要對(duì)

3G/2G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)并全面支持與LTE互操作協(xié)議版

本，但網(wǎng)絡(luò)設(shè)備升級(jí)會(huì)給運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)額外的成本壓力，對(duì)

現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備穩(wěn)定性等方面也會(huì)帶來(lái)影響。采取何種方式

可能需要根據(jù)運(yùn)營(yíng)商具體情況進(jìn)行分析、定制。以下從接

入網(wǎng)角度出發(fā)，提供幾種方式以供參考：

i.3G/2G接入網(wǎng)設(shè)備不升級(jí)。由于成本或網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性等其

它原因，運(yùn)營(yíng)商不具備網(wǎng)絡(luò)升級(jí)條件，此時(shí)考慮完全

不對(duì)3G/2G接入網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行升級(jí)，那么隨著LTE部署

階段的發(fā)展，只能支持LTE到3G/2G網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)重

選、重定向、數(shù)據(jù)及語(yǔ)音的單向切換，而3G/2G到

LTE網(wǎng)絡(luò)只能支持小區(qū)重選。3G/2G到LTE網(wǎng)絡(luò)的小

區(qū)重選是采用“PLMN選擇”方式實(shí)現(xiàn)的，即LTE與

3G/2G網(wǎng)絡(luò)采用不同的PLMN,設(shè)置LTE的PLMN為

高優(yōu)先級(jí)（如SIM中設(shè)置HPLMN為L(zhǎng)TE的

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PLMN),這樣讓用戶在3G/2G與LTE網(wǎng)絡(luò)同覆蓋的

時(shí)候，空閑時(shí)會(huì)優(yōu)先在LTE的PLMN中搜索合適小區(qū)

駐留，從而優(yōu)先使用LTE網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。與下面其它兩種

方式比較，采用“PLMN選擇”方式時(shí)，由于UE是以

6分鐘的倍數(shù)(TS36.1224.4.3.3節(jié))周期性地搜索LTE網(wǎng)

絡(luò)，因此3G/2G到LTE網(wǎng)絡(luò)選擇的時(shí)間會(huì)非常長(zhǎng)，用

戶的業(yè)務(wù)體驗(yàn)可能會(huì)比較差。

2.3G/2G接入網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行少量升級(jí)。3G/2G接入網(wǎng)設(shè)備升

級(jí)支持部分與LTE互操作協(xié)議，該方式能夠支持LTE

與3G/2G網(wǎng)絡(luò)之間的雙向小區(qū)重選、重定向，以及

LTE到3G/2G網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)及語(yǔ)音的單向切換。這種方

式在3G/2G接入網(wǎng)中僅增加廣播信息以及到LTE重定

向功能(包含測(cè)量配置)。經(jīng)過(guò)在3G/2G網(wǎng)絡(luò)中優(yōu)選

LTE參數(shù)的設(shè)置，在LTE與3G/2G網(wǎng)絡(luò)同覆蓋區(qū)域，

使Idle狀態(tài)的用戶優(yōu)先駐留于LTE網(wǎng)絡(luò)中，優(yōu)先使用

LTE網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

3.3G/2G接入網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行全面升級(jí)。3G/2G接入網(wǎng)設(shè)備全

面升級(jí)支持與LTE互操作協(xié)議，這樣能夠支持LTE與

3G/2G網(wǎng)絡(luò)之間的小區(qū)重選、重定向、數(shù)據(jù)的靈活自由

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切換，以及當(dāng)前協(xié)議定義的LTE到3G/2G網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)音

單向切換。對(duì)于3G/2G網(wǎng)絡(luò)到LTE的語(yǔ)音切換，將根

據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展而支持。此方式需要3G/2G接入網(wǎng)除了增

加廣播信息、重定向部分（包含測(cè)量配置），還有系

統(tǒng)間切換部分。

下表對(duì)上述幾種可能的方式進(jìn)行了對(duì)比說(shuō)明。

表1.1-1LTE與3G/2G系統(tǒng)間互操作的幾種選擇方式對(duì)比

3G/2G接入網(wǎng)設(shè)備3G/2G接入網(wǎng)設(shè)備3G/2G接入網(wǎng)設(shè)備

不進(jìn)行升級(jí)進(jìn)行少量升級(jí)進(jìn)行全面升級(jí)

功能LTE->3G/2G小區(qū)重選JLTE->3G/2G小區(qū)重選VLTE->3G/2G小區(qū)重選J

LTE->3G/2G重定向VLTE->3G/2G重定向VLTE->3G/2G重定向J

LTE->3G/2GPS切換JLTE->3G/2Gps切換JLTE->3G/2Gps切換J

LTE->3G/2G語(yǔ)音切換，LTE->3G/2G語(yǔ)音切換VLTE->3G/2G語(yǔ)音切換J

3G/2G->LTE小區(qū)重選V3G/2G->LTE小區(qū)重選J3G/2G->LTE小區(qū)重選V

3G/2G->LTE重定向X3G/2G->LTE重定向V3G/2G->LTE重定向J

3G/2G->LTEPS切換X3G/2G->LTEPS切換X3G/2G->LTEPS切換J

3G/2G->LTE語(yǔ)音切換X3G/2G->LTE語(yǔ)音■切換X3G/2G->LTE語(yǔ)音切換X

（當(dāng)前標(biāo)準(zhǔn)不完善，后續(xù)根

據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展而支持）

共同點(diǎn)均涉及核心網(wǎng)設(shè)備升級(jí)

3G/2G網(wǎng)絡(luò)不需要任何改動(dòng)RNC/BSS增加廣播信息和RNC/BSS增加廣播信息、

RNC/BSS設(shè)備重定向信息（包含測(cè)量配重定向信息（包含測(cè)量配

需要的升級(jí)改置）置）、系統(tǒng)間切換流程處理

動(dòng)

對(duì)用戶、運(yùn)營(yíng)運(yùn)營(yíng)商需要有多個(gè)無(wú)無(wú)

商要求PLMN,用戶需要更換

SIM卡

系統(tǒng)間切換速LTE->3G/2G切換速度快；LTE->3G/2G切換速度快；LTE->3G/2G切換速度快；

度3G/2G->LTE經(jīng)過(guò)HPLMN3G/2G->LTE經(jīng)過(guò)小區(qū)重3G/2G->LTE切換速度快

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選擇，速度非常慢選或重定位，速度較慢

1.2LTE系統(tǒng)間互操作策略

在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的不同階段或不同網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成分層結(jié)構(gòu)的情

況下，常常會(huì)因?yàn)橐恍┰蚨M(jìn)行系統(tǒng)間切換，這些系統(tǒng)

間切換的出發(fā)點(diǎn)不同，所要達(dá)到的目的也可能不同。如為

保證業(yè)務(wù)連續(xù)性基于鏈路質(zhì)量的切換、為保證網(wǎng)絡(luò)負(fù)載均

衡基于負(fù)荷的切換等。以下針對(duì)LTE系統(tǒng)間的幾種切換策

略進(jìn)行說(shuō)明。

?基于鏈路質(zhì)量的切換：當(dāng)一個(gè)用戶在LTE系統(tǒng)中進(jìn)行

了呼叫并移動(dòng)到LTE系統(tǒng)的邊緣，此時(shí)其無(wú)線鏈路質(zhì)

量變差，如果用戶駐留的E-UTRAN小區(qū)有同覆蓋的

UTRAN/GERAN小區(qū)（按照網(wǎng)絡(luò)規(guī)戈U情況，E-UTRAN

小區(qū)大多是包含在已有UTRAN/GERAN小區(qū)覆蓋范圍

內(nèi)），根據(jù)系統(tǒng)間測(cè)量結(jié)果或盲切換實(shí)現(xiàn)E-UTRAN到

UTRAN/GERAN的切換。

?基于負(fù)荷的切換：當(dāng)LTE系統(tǒng)負(fù)荷較高，滿足進(jìn)行系

統(tǒng)間負(fù)荷均衡的條件時(shí)，如果有用戶接入LTE系統(tǒng)，

則LTE系統(tǒng)能夠?qū)⑵渲概傻経TRAN/GERAN小區(qū)中。

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如果LTE系統(tǒng)的負(fù)荷繼續(xù)增加，達(dá)到了進(jìn)行負(fù)荷控制

的條件時(shí)，則對(duì)于已經(jīng)在LTE系統(tǒng)中保持呼叫的用

戶，能夠?qū)⑵淝袚Q到UTRAN/GERAN小區(qū)中，以保證

LTE系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此時(shí)的切換能夠根據(jù)盲切換來(lái)實(shí)

現(xiàn)。在LTE建設(shè)初期，用戶相對(duì)較少，網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷較

低，一般不會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞的情況，不需要考慮LTE

系統(tǒng)間的負(fù)荷均衡和負(fù)荷控制。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)大，

用戶數(shù)量迅速增加，網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷達(dá)到一定程度，可能出

現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞的情況。此時(shí)能夠先考慮經(jīng)過(guò)LTE系統(tǒng)內(nèi)

部切換等方式實(shí)現(xiàn)負(fù)荷均衡。當(dāng)LTE網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模部

署、覆蓋大多數(shù)用戶時(shí)，此時(shí)才需要考慮LTE系統(tǒng)過(guò)

載時(shí)的負(fù)荷控制，可經(jīng)過(guò)系統(tǒng)間切換的方式，由

UTRAN/GERAN系統(tǒng)來(lái)分擔(dān)LTE系統(tǒng)的負(fù)荷。

?基于業(yè)務(wù)的切換：當(dāng)一個(gè)用戶在LTE系統(tǒng)中發(fā)起一個(gè)

語(yǔ)音呼叫，而LTE系統(tǒng)無(wú)法提供IMS類型VOIP業(yè)務(wù)

時(shí)，能夠考慮將用戶切換到同覆蓋的UTRAN/GERAN

系統(tǒng)中，采用電路域來(lái)承載用戶的語(yǔ)音業(yè)務(wù)。

?基于UE移動(dòng)速度的切換：在LTE小區(qū)和

UTRAN/GERAN小區(qū)構(gòu)成了HCS結(jié)構(gòu)（分層的小區(qū)結(jié)

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構(gòu)）的情況下，為避免對(duì)快速移動(dòng)的用戶進(jìn)行頻繁的

切換操作，LTE系統(tǒng)能夠?qū)⒃撚脩羟袚Q到覆蓋較大的

UTRAN/GERAN小區(qū)中。

?基于用戶簽約屬性的切換：根據(jù)不同用戶的簽約信

息，在異系統(tǒng)切換的時(shí)候可能存在限制某些用戶切換

到某個(gè)異系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。核心網(wǎng)經(jīng)過(guò)S1接口SPID信息告

知eNodeB該用戶相關(guān)的簽約信息標(biāo)識(shí)，eNodeB根據(jù)

該標(biāo)識(shí)映射為預(yù)先定義的不同策略。

?總體策略：在GSM、UMTS、LTE混合組網(wǎng)的場(chǎng)景

下，優(yōu)先選擇LTE網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)LTE網(wǎng)絡(luò)信號(hào)質(zhì)量不好，

或負(fù)荷較高時(shí)，依據(jù)終端能力，CS業(yè)務(wù)盡量?jī)?yōu)選切換

到GSM網(wǎng)絡(luò)，PS業(yè)務(wù)盡量?jī)?yōu)選切換到UMTS網(wǎng)絡(luò)。

1.3說(shuō)明

本文主要從接入網(wǎng)角度描述系統(tǒng)間切換功能。系統(tǒng)間互操

作還需要相關(guān)各個(gè)網(wǎng)元、其它系統(tǒng)的支持：

1.eNB需要支持系統(tǒng)間測(cè)量（包括測(cè)量GAP）功能；移

動(dòng)性相關(guān)的判決算法將在RRM算法文檔中說(shuō)明，不在

本文檔中體現(xiàn)；

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2.EPC支持系統(tǒng)間互操作功能；

3.UTRAN/GERAN.CDMA支持與LTE系統(tǒng)間互操作功

能；

4.暫不包含與核心網(wǎng)相關(guān)的修改升級(jí)的具體分析；

5.UE需要支持雙模操作；

6.暫不考慮小區(qū)重選專用優(yōu)先級(jí)（E-UTRAN到其它

RAT,或其它RAT至ljE-UTRAN）；

7,暫不包含與核心網(wǎng)相關(guān)IdlemodeSignallingReduction

（ISR）功能的系統(tǒng)間切換描述；

8.3Gpp內(nèi)系統(tǒng)間切換，只考慮SGSN支持3GPPR8接口

（S3/S4接口）的情況，暫不考慮SGSN支持Gn/Gp接

口的情況。

1.4LTE系統(tǒng)間互操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.4.1Intra-3Gpp系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

EPS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相對(duì)于UMTS系統(tǒng)的變化主要體現(xiàn)為以下兩

個(gè)方面：一是全I(xiàn)P的扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，而是支持多種

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3GPP、非3GPP無(wú)線系統(tǒng)的接入，如GERAN/UTRAN、

E-UTRAN、WLAN、WiMAX、cdma等。

下圖給出了非漫游場(chǎng)景下，UE經(jīng)過(guò)E-UTRAN接入EPC

核心網(wǎng)的系統(tǒng)架構(gòu)。其中，PDN-GW可經(jīng)過(guò)SGi接入運(yùn)營(yíng)

商網(wǎng)絡(luò)，類似于UMTS系統(tǒng)中的GGSN實(shí)體，MME則類

似于SGSN控制面，S-GW類似于SGSN實(shí)體的用戶面。

PCRF實(shí)體負(fù)責(zé)經(jīng)過(guò)Gx接口為PDN-GW提供相關(guān)的測(cè)量

控制與計(jì)費(fèi)規(guī)則。

圖1.4-13Gpp接入EPS非漫游架構(gòu)

上圖所示的是S-GW和PDN-GW分離時(shí)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，它

們之間的參考點(diǎn)是S5接口，由于EPC核心網(wǎng)支持多種接

入方式，因此，S-GW與PDN-GW除支持GTP移動(dòng)性協(xié)

議之外，常常還需要支持MobileIP協(xié)議。當(dāng)前的3Gpp標(biāo)

準(zhǔn)中，定義了S5接口既能夠采用GTP協(xié)議，也能夠采用

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PMIP協(xié)議。在設(shè)備實(shí)現(xiàn)時(shí)，為了方便，還能夠采用S-GW

與PDN-GW合一的實(shí)現(xiàn)方案，此時(shí)，S5接口將被看作內(nèi)

部接口。

用戶除能夠經(jīng)過(guò)E-UTRAN接入PDN-GW外，還能夠經(jīng)過(guò)

GERAN/UTRAN接入EPC核心網(wǎng)(連接至S-GW),最

終錨定至PDN-GWo由于射頻原因，UE在從E-UTRAN

切換至GERAN/UTRAN時(shí)，當(dāng)前要求UE錨定的PDN-

GW不變，以保證業(yè)務(wù)的無(wú)縫體驗(yàn)。

1.4.2LTE與其它非3GPP系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

為了支持多種非3Gpp接入網(wǎng)接入統(tǒng)一的EPC核心網(wǎng)，能

夠?qū)⑵浞譃榭尚欧?GPP接入和不可信非3GPP接入兩大

類。對(duì)于可信非3Gpp接入，UE將直接經(jīng)過(guò)非3Gpp接入

網(wǎng)鏈接至PDN-GW,如果是不可信非3GPP接入，UE則

需要經(jīng)過(guò)歸屬網(wǎng)絡(luò)可信任的ePDG(evolvedPDG)網(wǎng)關(guān)連

接至PDN-GW實(shí)體。

下圖給出了非漫游情形下，UE經(jīng)過(guò)非3GPP接入EPC核

心網(wǎng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。

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圖1.4-2非3Gpp采用S2a/S2b接口接入EPS（非漫

游）

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圖1.4-3非3Gpp采用S2c接口接入EPS網(wǎng)絡(luò)(非漫

游)

S2a與S2b接口之間的主要區(qū)別在于，S2a接口對(duì)應(yīng)可信非

3Gpp接入，S2b接口對(duì)應(yīng)不可信非3Gpp接入。S5接口能

夠基于GTP協(xié)議或PMIP協(xié)議。

1.4.3LTE與HRPD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

對(duì)于E-UTRAN與cdmaHRPD網(wǎng)絡(luò)之間的切換優(yōu)化，在

標(biāo)準(zhǔn)中提供了如下架構(gòu)：在MME和HRPDAN之間添加

了直接接口51()1,基于隧道協(xié)議，透?jìng)鹘K端與目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的

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信息交互。經(jīng)過(guò)源網(wǎng)絡(luò)的透?jìng)?，終端發(fā)起到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)的重

新附著和承載建立過(guò)程，這樣能夠保證切換過(guò)程對(duì)于源和

目的網(wǎng)絡(luò)的影響最小，耦合性最小和業(yè)務(wù)中斷時(shí)間最小。

I~u3

圖1.4-4E-UTRAN與cdmaHRPD網(wǎng)絡(luò)的切換優(yōu)化

當(dāng)前，在標(biāo)準(zhǔn)中提供了E-UTRAN至HRPD網(wǎng)絡(luò)的細(xì)化切

換流程和HRPD到E-UTRAN的高層的切換流程。為了減

小切換時(shí)業(yè)務(wù)中斷時(shí)間，提升用戶體驗(yàn)，3Gpp在切換過(guò)

程中，提出了預(yù)注冊(cè)階段的概念，這個(gè)過(guò)程是在決定進(jìn)行

切換之前完成的，完成時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，當(dāng)然，這個(gè)過(guò)程根

據(jù)網(wǎng)絡(luò)的特性能夠選擇需要或不需要。

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1.4.4參考點(diǎn)說(shuō)明

EPS網(wǎng)絡(luò)新增了一系列網(wǎng)元實(shí)體，從而增加了相應(yīng)的參考

點(diǎn)，各參考點(diǎn)簡(jiǎn)要描述如下：

1.Sl-MME：E-UTRAN和MME之間的控制平面參考

點(diǎn),用于各種控制信令的傳輸，基于S1-AP協(xié)議。

2.Sl-U：E-UTRAN與S-GW間的用戶平面隧道參考點(diǎn)，

也能夠用在切換的時(shí)候，額N偶的B間的通路切換，

基于GTP-U協(xié)議。

3.X2：兩個(gè)eNodeB之間的參考點(diǎn)，用于支持移動(dòng)性及用

戶平面的隧道特征，與S1基于相同的用戶平面。

4.S3：MME與2G/3GSGSN之間的參考點(diǎn)，用于不同的

3GPP接入時(shí)，交換空閑和激活狀態(tài)的用戶信息和承載

信息，基于GTP-C協(xié)議。

5.S4:S-GW與2G/3GSGSN之間的參考點(diǎn)，執(zhí)行相關(guān)控

制和移動(dòng)性管理功能。若直接隨到?jīng)]有建立，S4將提

供用戶平面的隧道。該接口既能夠只有信令面接口

(GTP-C),也能夠包括用戶面的接口(GTP-U)o如

果作為信令面的接口，采用GTPV2協(xié)議。如果沒(méi)有采

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用“DirectTunnel（直接隧道）”機(jī)制,該參考點(diǎn)能夠

用于傳輸用戶面數(shù)據(jù)，采用GTPV1協(xié)議。

6.S5：S-GW與PDN-GW之間的參考點(diǎn)，用于支持這兩

個(gè)網(wǎng)關(guān)實(shí)體之間的承載管理及用戶平面的隧道，該參

考點(diǎn)應(yīng)用于S-GW和PDN-GW分設(shè)，S-GW建立到

PDN-GW的連接過(guò)程以及在用戶移動(dòng)性管理中S-GW

重定位過(guò)程。該參考點(diǎn)基于GTPV2協(xié)議，類似于

SGSN與GGSN之間的Gn節(jié)點(diǎn)。

7.S6a：MME和HSS之間的參考點(diǎn)，用于為用戶接入提

供認(rèn)證和授權(quán)，基于IETF定義的Diameter協(xié)議。

8.Gx：PDN-GW與PCRF之間的參考點(diǎn)，支持從PCRF

向EPC提供策略控制和計(jì)費(fèi)規(guī)則的傳輸，基于

Diameter協(xié),議。

9.S8：vPLMN中S-GW和hPLMNo中PDN-GW之間的

參考點(diǎn)，支持從PCRF向EPC提供策略控制和計(jì)費(fèi)規(guī)

則的傳輸，基于Diameter協(xié)議。

io.S9：hPCRFID和vPCRF之間的參考點(diǎn)，用于為漫游地

傳輸QoS策略與計(jì)費(fèi)控制信息，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的本地疏

導(dǎo)功能。該參考點(diǎn)可類比于漫游場(chǎng)景下的Gx接口。

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11.S10：兩個(gè)MME之間的參考點(diǎn)，主要用于MME之間

的移動(dòng)性管理，例如MME間的負(fù)載重分配，以及

MME之間的信息傳輸，基于GTPv2協(xié)議。

12.Sil：MME與S-GW之間的參考點(diǎn)，支持承載管理，

如用戶附著或業(yè)務(wù)請(qǐng)求等，基于GTPv2協(xié)議。

13.S12：UTRAN與S-GW之間的參考點(diǎn)，用于UTRAN

和S-GW之間用戶平面數(shù)據(jù)的隧道傳輸，基于GTP-U

協(xié)議，類似于UTRAN與SGSN的lu-PS/Gn-U接口。

14.S13：MME與EIR之間的參考點(diǎn)，用于UE標(biāo)識(shí)符校

驗(yàn)流程，基于Diameter協(xié)議。

15.Rx：PCRF與AF之間的參考點(diǎn)，用于為PCRF提供業(yè)

務(wù)動(dòng)態(tài)信息，基于Diameter協(xié)議。例如，對(duì)于IMS網(wǎng)

絡(luò)，AF即是指P-CSCF,Rx接口即為PCRF與P-CSCF

之間的接口。

16.SGi：PDN-GW與PDN之間的參考點(diǎn)，其中，PDN能

夠是外部公共數(shù)據(jù)網(wǎng)，也能夠是內(nèi)部私有數(shù)據(jù)網(wǎng)，例

如為運(yùn)營(yíng)商的IMS網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)，該參考點(diǎn)是UMTS

系統(tǒng)中Gi參考點(diǎn)的演進(jìn)。

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17.S101：為MME與HRPDAN之間的接口，用于實(shí)現(xiàn)E-

UTRAN與HRPD網(wǎng)絡(luò)之間的預(yù)注冊(cè)、會(huì)話維持及切換

功能。其中，E-UTRAN至HRPD之間經(jīng)過(guò)S101隧道

傳輸?shù)腍RPD空中接口消息定義在3GPP2協(xié)議

C.S0087-0中。

18.S103參考點(diǎn)：為S-GW與HSGW（HRPD服務(wù)網(wǎng)關(guān)）

之間的接口，用于從E-UTRAN到HRPD之間切換時(shí)的

下行數(shù)據(jù)傳送。S103參考點(diǎn)隧道的建立由S101借口的

信令流程提供。

第2章E-UTRAN與UTRAN之間互操作

知識(shí)點(diǎn)

E-UTRAN->UTRAN互操作

?UTRAN->E-UTRAN互操作

2.1E-UTRAN->UTRAN互操作

2.1.1小區(qū)重選

小區(qū)重選對(duì)于網(wǎng)絡(luò)側(cè)而言，只需要E-UTRAN配置SIB用

于小區(qū)重選參數(shù)即可，如相關(guān)門限、定時(shí)器參數(shù)、測(cè)量偏

置等。其它操作都在UE側(cè)完成。

在實(shí)現(xiàn)上，小區(qū)重選需要考慮小區(qū)優(yōu)先級(jí)。優(yōu)先級(jí)是按頻

點(diǎn)區(qū)分的，相同載頻的優(yōu)先級(jí)相同，CSG小區(qū)頻點(diǎn)的優(yōu)先

級(jí)最高，小區(qū)優(yōu)先級(jí)也就是對(duì)應(yīng)載波的頻點(diǎn)優(yōu)先級(jí)。

小區(qū)重選的原則首先選擇高優(yōu)先級(jí)的E-UTRAN小區(qū)，依

次為同頻E-UTRAN小區(qū)、同優(yōu)先級(jí)異頻E-UTRAN小

區(qū)、低優(yōu)先級(jí)E-UTRAN小區(qū)、3G小區(qū)、2G小區(qū)。該優(yōu)

先級(jí)順序也可由運(yùn)營(yíng)商根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行配置。

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重選到新小區(qū)的條件主要滿足：1、在時(shí)間

TreselectionRAT內(nèi)，新小區(qū)信號(hào)強(qiáng)度高于服務(wù)小區(qū)；2、

UE在以前服務(wù)小區(qū)駐留時(shí)間超過(guò)Iso其中

TreselectionRAT為小區(qū)重選定時(shí)器，對(duì)于每一種RAT的每

一個(gè)目標(biāo)頻點(diǎn)或頻率組，都定義了一個(gè)專用的小區(qū)重選定

時(shí)器，當(dāng)在E-UTRAN小區(qū)中評(píng)估重選或重選到其它RAT

小區(qū)都要應(yīng)用小區(qū)重選定時(shí)器。

為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間小區(qū)重選需要在

SystemInformationBlockType3中酉己置s-NonlntraSearch（系

統(tǒng)間測(cè)量觸發(fā)門限）。E-UTRAN至！JUTRAN的小區(qū)重選

參數(shù)，主要在SystemInformationBlockType6中配置，包含

UTRAN小區(qū)頻點(diǎn)信息和UTRAN鄰小區(qū)相關(guān)信息等。

主要配置參數(shù)如下表所示。

表2.1-1E-UTRAN到UTRAN的小區(qū)重選主要參數(shù)

主要參數(shù)說(shuō)明

carrierFreqUTRAN下行頻點(diǎn)

cellReselectionPriorityUTRAN小區(qū)重選優(yōu)先級(jí)

重選到比服務(wù)頻點(diǎn)優(yōu)先級(jí)高的UTRAN小區(qū)

threshX-High

頻點(diǎn)的高門限

重選到比服務(wù)頻點(diǎn)優(yōu)先級(jí)低的UTRAN小區(qū)

threshX-Low

頻點(diǎn)的低門限

q-RxLevMinUTRAN小區(qū)中所需要的最小接收電平

p-MaxUTRA上行最大允許傳輸功率

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q-QualMinUTRANFDD小區(qū)重選條件的最小質(zhì)量要求

t-ReselectionUTRAUTRAN小區(qū)重選定時(shí)器值

在中速狀態(tài)下的UTRAN小區(qū)重選時(shí)間比例

t-ReselectionUTRA-SF-Medium

因子

在高速狀態(tài)下的UTRAN小區(qū)重選時(shí)間比例

t-ReselectionUTRA-SF-High

因子

2.1.2E-UTRAN至！JUTRAN重定向

當(dāng)LTE網(wǎng)絡(luò)基于覆蓋、負(fù)荷、業(yè)務(wù)、移動(dòng)速度等原因，無(wú)

法為UE繼續(xù)提供滿足Qos質(zhì)量的服務(wù)時(shí)，此時(shí)需要考慮

將UE切換到其它網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在LTE部署初期，能夠考慮

采用重定向方式支持。該功能主要是將UE先從E-

UTRAN網(wǎng)絡(luò)中釋放，經(jīng)過(guò)RRC釋放消息(RRC

ConnectionRelease)的redirectioninformation信息中攜帶

UTRAN頻點(diǎn)信息，通知UE重定向到UTRAN網(wǎng)絡(luò)中。這

樣，UE回到Idle狀態(tài)后，根據(jù)LTE網(wǎng)絡(luò)側(cè)指示的

UTRAN頻點(diǎn)信息、，在UTRAN小區(qū)重新發(fā)起接入。

E-UTRAN到UTRAN重定向過(guò)程如下圖所示。

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圖2.1-1E-UTRAN至I」UTRAN網(wǎng)絡(luò)重定向

2.1.3PS切換

E-UTRAN到UTRAN的PS切換過(guò)程，用于連接狀態(tài)下

UE移動(dòng)性，被分為兩個(gè)階段：準(zhǔn)備階段和執(zhí)行階段。

一.準(zhǔn)備階段：

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TargetSourceTargetServingTarget

RNCMMESGSNGWServingGW

圖2.1-2準(zhǔn)備階段

E-UTRAN到UTRAN的PS切換準(zhǔn)備階段過(guò)程描述：

1源側(cè)eNB根據(jù)RRM算法（基于覆蓋、負(fù)荷、業(yè)務(wù)、

移動(dòng)速度等原因），判決發(fā)起E-UTRAN到UTRAN

的PS切換過(guò)程。

2源側(cè)eNB發(fā)送HandoverRequired消息（攜帶無(wú)線相

關(guān)信息）給源側(cè)MME,以請(qǐng)求核心網(wǎng)在目標(biāo)系統(tǒng)建

立資源。

3源側(cè)MME經(jīng)過(guò)消息中切換類型判斷為E-UTRAN到

UTRAN的系統(tǒng)間切換。MME發(fā)起切換資源分配過(guò)

程，發(fā)送ForwardRelocationRequest消息給目標(biāo)

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SGSNo消息內(nèi)容包括MME相關(guān)信息（如IMSL

MME的Address和TEID）以及HandoverRequired消

息攜帶信息（如SourcetoTargetTransparent

Container）。

4目標(biāo)SGSN判斷S-GW是否需要改變。如果S-GW需

要改變，那么SGSN將選擇出一個(gè)目標(biāo)S-GW,并發(fā)

送CreateBearerRequest消息（如IMSLSGSN的

Address和TEID,PDNGW的Address和TEID）給

該目標(biāo)S-GW,用以在目標(biāo)側(cè)建立業(yè)務(wù)承載。

目標(biāo)S-GW分配本地資源，并返回CreateBearer

Response消息（如S-GW的Address和TEID）給目

標(biāo)SGSN。

5目標(biāo)SGSN發(fā)送RelocationRequest消息（如IMSL

安全信息，RAB建立列表，SourceRNCtoTarget

RNCTransparentContainer）給目標(biāo)RNC,請(qǐng)求建立

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源。

目標(biāo)RNC根據(jù)RelocationRequest消息中信息分配資

源，并返回RelocationRequestAcknowledge響應(yīng)消息

（如TargetRNCtoSourceRNCTransparent

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Container,RAB建立成功/失敗列表）給目標(biāo)

SGSNo

6如果為'indirectforwardingJ而且S-GW改變，目標(biāo)

SGSN發(fā)送CreateBearerRequest消息（如RNC的

Address和TEID）給目標(biāo)S-GW,用以建立數(shù)據(jù)反傳

承載，從而建立數(shù)據(jù)反傳通道。如果沒(méi)有Direct

Tunnel,那么消息中攜帶的為SGSN的Address和

TEIDo

目標(biāo)S-GW返回CreateBearerResponse響應(yīng)消息（如

S-GW的Address和TEID）給目標(biāo)SGSNo

7目標(biāo)SGSN返回ForwardRelocationResponse響應(yīng)消

息（如SGSN的Address和TEID,TargettoSource

TransparentContainer,RAB建立的信息，數(shù)據(jù)反傳的

Address和TEID,S-GW是否改變）給源側(cè)MME。

8如果使用iindirectforwarding）,為建立數(shù)據(jù)反傳通

道，源側(cè)MME將發(fā)送CreateBearerRequest消息

（如數(shù)據(jù)反傳的Address和TEID）給S-GW。S-GW

返回CreateBearerResponse響應(yīng)消息（S-GW數(shù)據(jù)反

傳的Address和TEID）給源側(cè)MME。

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二.執(zhí)行階段

Source?Target?SourceTargetServingTargetPDN

UEHSS

eNodeBRNCMMESGSNGWServingGWGW

ilinkUserPlane

————UplinkandDowspy?.------------

.1.Hand。、erCommand

2.HOfronE-UTRANCommand

、一,

LL.-UTRANluAccess_Prpj：edu.reis

4a.HaneovertoUTRAfJCompkKe

iSendingof；DownlinkUserPlanePDU

(jplinkdatai—————------------------

i

K)ssibleiIfDirectFonwardingapplies

-------------------->

LIfIndiiectForwadingapplies

<-----------<iaTargetSGSNincaseDirectTinnelisnotus

5.RelocaiionComplete卜

6.ForwardRelocationCornjilete

6a.ForwarcRelocationCom)leteAcknowkdge

7.UpdateBeirerRequest

FoServingGWrel)cationSteps7,8and9,8.UpdateEearerReqjest

anjthefollowingIJserPlanepathwillbey(A)

FandledbyTargetServingGWfa.UpdateBearerResponse

.9.UpdateBearerResponsc

UplinkandDovnlinkUserPlaneFDUs(ViaTargetSGSNifDirectTiinnelisnotus

<------------------->刈

10RouteingAreaLpdateprocedure

11.DeleteBeaerRequest

-11b.ReleastResources、B)

1a.DeleteBearerResponse_

12.DeleteBear?r

?--------------------------------------A

圖2.1-3執(zhí)行階段

E-UTRAN至I」UTRAN的PS切換執(zhí)行階段過(guò)程描述:

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1源側(cè)MME完成準(zhǔn)備階段后，向eNodeB發(fā)送

HandoverCommand消息(如TargettoSource

TransparentContainer,E-RAB前傳列表信息)。

2源側(cè)eNodeB根據(jù)HandoverCommand消息內(nèi)容，發(fā)

送HOfromE-UTRANCommand消息給UE,通知

UE切換到目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。UE將掛起上行數(shù)據(jù)傳輸。

3Voido

4UE移動(dòng)到目標(biāo)UTRANlu(3G)系統(tǒng)而且執(zhí)行切換，

向目標(biāo)RNC返回HandovertoUTRANComplete響應(yīng)

消息。在目標(biāo)系統(tǒng)建立的承載，UE將恢復(fù)之前掛起

的上行數(shù)據(jù)傳輸。

如果源側(cè)eNodeB與目標(biāo)RNC之間直連，源側(cè)數(shù)據(jù)

將直接前轉(zhuǎn)到目標(biāo)RNCo如果源側(cè)eNodeB與目標(biāo)

RNC之間不存在直連，那么源側(cè)數(shù)據(jù)將經(jīng)過(guò)

eNodeB、S-GW、SGSN前轉(zhuǎn)到目標(biāo)RNC。

5目標(biāo)RNC返回RelocationComplete給目標(biāo)SGSN,

以指示目標(biāo)RNC完成從E-UTRAN到RNC的切換。

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6目標(biāo)SGSN收到該消息后，說(shuō)明UE已經(jīng)切換到目標(biāo)

側(cè)了，這時(shí)向源側(cè)MME發(fā)送ForwardRelocation

Complete消息（如S-GW是否改變）。源側(cè)MME將

啟動(dòng)定時(shí)器，用于監(jiān)測(cè)源側(cè)eNB釋放，如果S-GW

改變的話，還有源側(cè)S-GW釋放。

MME也會(huì)給目標(biāo)SGSN回ForwardRelocation

CompleteAcknowledge消息。在'indirect

forwarding