广州联通LTE项目互操作技术建议指导书Word文档格式.docx
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4.5.1LTE侧配置23
4.5.2UMTS侧FastReturn配置23
5互操作评估建议23
5.1基于测试的评估23
5.1.1PS23
5.1.2CSFB24
5.2基于OSS评估25
5.2.1PS连接态25
5.2.2CSFB26
6相关操作、配置经验28
7附件29
1绪论
目前,GERAN和UTRAN网络运营商都选择采用LTE网络作为下一代演进的网络,LTE网络的部署是一个渐进的过程,会存在LTE网络覆盖不全的问题,运营商GERAN、UTRAN网络和LTE网络将面临长期共存。
由于建网初期尚未建立PS的语音承载,从而需要利用现网的制式来实现语音呼叫。
LTE的语音技术有VoLTE、SRVCC和CSFB,广东联通当前使用CSFB技术实现语音呼叫。
为此,当前网络可能面临如下一些典型问题:
⏹LTE语音的CSFB技术需要回落到UMTS或GSM,LTE会优先回落到UMTS,但UMTS网络的覆盖不如GSM网络,会有UMST没有覆盖或者覆盖弱的场景,那么LTE应该如何正常回落到GSM。
⏹UMTS的F1频点连续覆盖,但室分场景F1覆盖不连续,此时LTE应该如何选择回落。
⏹用户回落到UMTS或GSM网络后,如何快速返回LTE网络。
⏹在同时有FDD和TDD覆盖场景用户返回LTE时,应该返回FDD还是TDD网络。
⏹原在FDD网络的用户基于负载均衡选择到TDD网络,通过CSFB回落到UMTS或GSM,但UMTS或者GSM上定义FDD优先,返回时对TDD、FDD网络如何选择。
基于以上典型问题,运营商需要考虑针对性的互操作策略,在保证原有的GERAN\UTRAN网络资源的同时,为用户提供更丰富的业务体验。
本文主要介绍LTE与UTRAN/GERAN网络互操作相关的基本原理、策略、配置,并且给出互操作评估建议,同时列举了广州联通出现的互操作问题,做为其他地市互操作技术建议的指导。
2互操作基本原理
2.1小区重选
小区重选,即UE处于空闲状态下小区的重新选择过程,是一种UE在网络侧配置情况下的自主行为。
空闲态UE在移动过程中如果从LTE网络覆盖的区域移动到IRAT覆盖的区域,或者从IRAT覆盖的区域移动到LTE覆盖区域时,UE需要进行小区重选到对应的网络。
对LTE网络和IRAT网络重叠覆盖的区域也可以通过配置特定的小区重选参数来控制UE的选网行为。
小区重选示意图如下所示:
最常见的获取重选参数的方式就是通过当前服务小区的系统消息:
系统消息\目标制式
LTE
UMTS
GSM
LTE系统消息
SIB3(服务小区重选参数)
SIB6
SIB7
SIB5(异频小区)
UMTS系统消息
SIB19
GSM系统消息
SIB2quater
SIB2
在这些系统消息或专有信令中一般给出了重选所需的频点、优先级、和门限等指示,终端在进入IDLE状态后,就根据这些信息才来决定是否启动测量并触发重选。
小区重选有两个步骤:
1)小区测量启动;
2)重选启动。
详细内容见附件。
2.2小区重定向
⏹重定向
重定向采用RRC连接释放加重定向的方式,指示UE选择目标系统小区(可以根据异系统测量或者系统配置的盲切换小区得到),可以看做是网络控制的小区重选,核心网不感知。
R8重定向命令中不携带目的小区的系统消息,只是携带频点。
R9重定向是R9协议版本才引入的新功能,E-UTRAN网络通过RIM(RANInformationManagement)流程获取到UTRAN/GERAN网络的系统消息MIB、SIB1、SIB3、SIB5、SIB7,并在重定向到GU网络的RRCConnectionRelease消息中携带相应小区的系统信息给UE,从而减小终端在接入RNC的过程中读出SIB等系统消息的时间。
⏹DMCR
DMCR(DifferedMeasurementControl)功能是让UE回落到3G网络进行呼叫期间只读取部分系统消息,而不需要在呼叫建立前读完所有的系统消息,从而减少呼叫建立时间。
某国某运营商配置过R9CSFB+DMCR场景,因为有部分手机必须要读取SIB11/12才能发起接入,所以打开DMCR确保flashCSFB的触发率,从效果来看,至少30%的用户在开启之后可以正常进行FLASHCSFB。
这30%的用户时延增益在600ms左右,如果开启R8+DMCR场景,理论分析优化点主要在不需要读取SIB11/12消息,和该系统消息调度相关,优化时延在百毫秒级别。
华为R14SPC535及之后版本都支持DMCR功能。
⏹盲与非盲
盲:
不用先测量的重定向到目标小区。
非盲:
基于小区测量的切换或基于频点测量的重定向到目标小区。
具体内容见附件。
2.3L2U的PSHO
HO是UE处于连接态下移动性管理的重要方面,主要用于随着UE的移动,与当前小区连接的信道质量变差,而相邻的小区信号变强,为了能够保证正常的业务功能而进行的。
PSHandover是一种网络侧控制的PS业务切换,用于保持业务的连续性。
根据不同的通信技术,主要分成两种类型,即系统内切换和系统间切换;
根据服务小区与邻区的频点的差别,又分为同频切换和异频切换;
根据切换前是否经过了测量临区质量的过程,又分为基于测量的切换和基于非测量的切换。
切换流程见附件。
2.4CSFB
CSFB是一种利用现有3G/2G的CS域来承载LTE语音业务的一种方案,其过程是在LTE发起语音业务的时候,通过重定向或者PS切换回落到3G/2G来进行语音呼叫,其主要是在LTE的建网初期,由于IMS方案尚不成熟或未部署的一种替代方案。
CSFB回落过程示意图如下所示:
和数据业务类似,CSFB的R8重定向命令中不携带目的小区的系统消息,只是携带频点;
CSFB的R9重定向通过RIM流程获取到UTRAN/GERAN网络的系统消息,并在重定向到GU网络的RRCConnectionRelease消息中携带相应小区的系统信息给UE,从而减小终端在接入RNC的过程中读出SIB等系统消息的时间。
但同时也要注意CSFB与重定向、PSHO的关系:
即CSFB是触发重定向或者PSHO的一种方式。
具体流程见附件。
3互操作总体策略
3.1联通GUL网络信息
3.1.1GUL频段覆盖状态
制式
频段
覆盖状况
LTE网络信息
L2600(TDD)
用于热点覆盖
1800(FDD)
连续覆盖
UMTS网络信息
U2100
U900
宏站:
F1、F2、F3连续覆盖。
室分:
存在异频组网。
GSM网络信息
G1800
大城市全网连续覆盖,小城市热点覆盖
G900
大城市非连续覆盖,郊区连续覆盖
3.1.2联通网络场景描述
场景1:
⏹UMTSF1连续覆盖,室内外同频。
⏹UMTS多载波组网且业务分层。
场景2:
⏹UMTSF1室外连续覆盖,室内外异频组网。
3.2各种策略的对比
各种策略对比如下表所示,分别列出了各个状态下的策略可能性进行对比优缺点:
状态
互操作策略
优点
缺点
广州联通测试数据参考
推荐
空闲态
重选
重选策略单一不需要对比
L2U:
20.899s
U2L:
7.837s
L2G:
69.592s
连接态
A:
切换
B:
重定向
A:
用户面终端时延较小,流媒体保证流畅性。
B:
对现网UMTS或GSM无特殊功能要求。
需要核心网支持PSHO特性。
当前尚不存在支持L2G的商用手机。
用户面中断时延相对较大。
L2U切换:
229ms
L2U重定向:
1034ms
推荐A
测量重定向
盲重定向
失败可能性小。
时延相对较小。
需要维护邻区,增加测量时延。
相对更容易接入失败。
NULL
R8重定向
R9重定向
终端要求低,部署方便。
时延相对R8重定向小。
相比R9重定向时延大。
需要支持RIM流程。
U2L基于业务切换
U2L空闲态重选
用户PS业务感知更好,返回LTE更快速。
当前版本策略成熟可用。
RAN16版本以下此策略还不成熟。
返回LTE更慢。
CSFB
基于切换CSFB
基于重定向的CSFB
用户面中断时延较小。
需要核心网支持PSHO。
推荐B
基于测量CSFB
基于盲CSFB
相对更容易失败。
GU2L的Fastreturn
GU2L重选
返回4G速度快,延长在LTE驻留时间
GU需要支持Fastreturn功能。
返回4G慢
U2Lfastreturn:
0.572s
U2L重选:
3G弱覆盖特殊场景:
基于测量的重定向到3G无法测量到符合条件的3G后盲重定向到2G
基于盲重定向到3G接入失败后重新搜网接入
弱覆盖场景下,如果盲重定向失败UE重新搜网时间非常长,且成功率较低。
14.456s
21.418s
3.3互操作整体策略
如下图所示为互操作的整体策略和各个制式状态转移图,具体策略内容描述见下面小节。
3.3.1空闲态策略
3.3.1.1策略内容
采用基于优先级的重选,优先级LTE>
UMTS>
GSM,UE优先驻留LTE,其次UMTS,最后GSM。
在LTE的FDD和TDD间,基于优先级重选,FDD优先级大于TDD优先级。
⏹L->
GU的重选:
Ø
场景1:
UMTSF1连续覆盖下,UE驻留在LTE时,当移出LTE覆盖区,基于优先级重选到UMTSF1或GSM900。
场景2:
室分场景下F1不连续覆盖,增加室分频点F2为LTE的UMTS邻频点。
⏹GU->
L的重选:
UE驻留在GU任一频点时,当进入LTE覆盖区,基于优先级重选到LTE。
U的各个频点同时配置LTEFDD1800/TDD2600的邻频点。
3.3.1.2相关案例
1)3G重选至4G时,友商MMETAU不进行QOS重协商,导致LTE用户沿用3GQOS,上下行速率低。
⏹问题场景
UE返回LTE(重选,FastReturn)。
⏹问题现象
观察终端上下行峰值速率低,下行低于20M,上行低于2M。
⏹解决方案建议
友商MME开发支持U2LQOS重协商MME版本。
2)终端处于空闲态时从3G返回4G慢问题。
UE在2/3G,进入LTE覆盖区域,不能及时返回LTE。
终端在3G处于空闲态且有4G网络覆盖时,不能返回到4G网络。
修改联通LTE小区频点,与电信不同,解决电信同频干扰导致UE重选回LTE慢问题。
3.3.2连接态策略
GU:
F1连续覆盖,采用L2U的盲PSHO到F1。
室分场景下,识别有F1覆盖时采用L2U的盲PSHO到F1;
不存在F1覆盖但存在F2/F3频点,采用基于测量的重定向到F2/F3;
LTEFDD1800/2100、TDD2600策略相同。
LTEPS连接态在没有UMTS或UMTS弱覆盖时推荐向GSM的盲重定向。
备注:
目标频点配置盲重定向优先级32。
L:
在RAN16版本以下UMTS基于业务的切换不成熟,暂不推荐打开;
在RAN16版本以后推荐基于业务的切换。
建议在广州进行验证。
3.3.3CSFB策略
3.3.3.1策略内容
CSFB的策略流程图如下所示:
GUCSFB:
大部分区域,UMTS的F1载波连续覆盖的站点,UE驻留在LTE时,发起语音业务,推荐L2U的盲重定向CSFB到UMTS的F1载波。
对于UMTS的F1载波非连续覆盖区域的站点,采用L2U测量的重定向CSFB,同时建议打开L2G的CSFB功能。
对于没有UMTS覆盖的区域,推荐使用L2G的盲重定向CSFB。
L:
激活UMTS的Fastreturn功能。
在GSM核心网支持信道释放消息中携带CSFB指示信息后建议GSM使用G->
L的Fastreturn;
否则建议GSM不打开FastReturn,仅通过频点优先级重选回LTE。
3.3.3.2相关案例
1)FastReturn过程中,友商MME回复错误寻呼拒绝原因值,导致MSC在UE返回LTE完成联合位置更新后,MSC没有再次发送寻呼,导致寻呼失败。
4GUE在FastReturn过程中,UE做MT呼叫。
被叫无响应,提示“被叫无法接通”。
友商解决MME回复错误寻呼拒绝原因值,导致MSC在UE返回LTE,完成联合位置更新后,MSC没有再次发送寻呼的问题,同时华为MSC开通转口寻呼功能。
2)核心网侧进行TAC区和LAC区的映射
在广州地区前期已经注意到需要配置同一位置LAC、TAC的映射,通过TAC-LAC映射,在CSFB回3G后,UE可以不用先发起LAU流程,从而可以节省接入时间。
3)MSCServer未开通MTRF功能,导致部分4G用户被叫时暂时无法接通。
UE在MSC边界时,采用重定向的MT呼叫,回落至不同MSC不同LA。
大致场景如下图所示:
被叫无响应,显示“被叫无法接通”。
进行MTRF功能开通,广州现网所有MSC已经开通完成。
3.3.4T/F协同策略
1)策略概述
TDD/FDD协同相当于异频互操作,FDD优先级高,TDD优先级低,TDD热点覆盖,FDD连续覆盖。
主要策略内容如下图所示:
⏹手机从GU返回时会回到TDD还是FDD
单模终端:
回手机支持的制式。
双模终端:
只有TDD覆盖,就回TDD;
只有FDD覆盖,就回FDD;
TDD/FDD都存在,依据2G/3G配置策略回FDD或TDD。
⏹空闲态TDD/FDD重选
在进入TDD/FDD覆盖时依终端能力分别选网到TDD/FDD。
基于频率优先级的选网,优先选择FDD。
空闲态重选基本过程可用下图描述:
⏹终端和技术不成熟
连接态时如果UE不支持测量,则会进行盲重定向;
若支持测量且支持切换,则会进行基于测量的切换;
若支持测量但不支持切换,则会进行基于测量的重定向。
若终端不具备测量能力,同时配置了LTE和3G邻区,盲重定向时,优先选择LTE网络。
在RAN16版本以下UMTS基于业务的切换不成熟,暂不推荐打开。
2)负载均衡
负载均衡,就是要本小区与不同频点邻区之间负载趋于平衡,通过判断本小区的负载高低,基于小区间负载信息交互,选择合适的目标邻区和本区用户,从负载较高的小区转移到负载较轻的小区。
具体流程如下图所示:
⏹用户基于负载均衡选择TDD网络,打电话以后回到U,但U上定义FDD优先,手机挂机回T还是F?
会返回FDD,如果返回FDD后不满足均衡条件,会根据下图所示过程重新均衡。
⏹处于空闲态的用户是否可以实现负载均衡?
空闲态用户不会参与负载均衡,同理当用户挂断电话返回FDD处于空闲态时也不会参与。
3.3.5特殊场景策略
1)跨RNC的FastReturn策略
在部署CSFB业务后,很多运营商都希望能在CSFB呼叫结束后,终端可以尽快返回LTE网络(fastreturn),这就需要RNC和BSC可以识别出一个CS呼叫到底是GU本地发起的还是通过CSFB发起的。
为了更好的满足这个需求,协议上从25.413a40和48.008a40中分别新增定义了UTRAN和GERAN网络识别CSFB呼叫的标准方法:
当一个CSFB呼叫结束时,MSC在Iu接口/A接口呼叫释放消息中通知RNC/BSC该呼叫为CSFB呼叫,后续RNC/BSC就可以根据相关算法决定如何将终端快速返回到LTE网络。
在跨Iur口场景,UE从源RNC移动到目的RNC后,如果SRNC仍然是源RNC,由于协议上规定目的RNC小区绝对优先级、LTE邻区频点和对应的绝对优先级不能传递到SRNC,SRNC不能根据上述准则判决、下发LTE邻区频点。
当SRNCMML命令SETUCORRMALGOSWITCH下的参数HoSwitch的位域HO_UMTS_TO_LTE_FAST_RETURN_SWITCH取值为ON,并且,SRNCMML命令SETUALGORSVPARA命令下的参数RsvSwitch4的比特位RESERVED_SWITCH_4_BIT15取值为1时,SRNC在RRCCONNECTIONRELEASE消息携带目的RNC小区的所有LTE邻区频点;
否则,RRCCONNECTIONRELEASE消息不携带LTE频点。
CSFB用户从源RNC移动到目的RNC,并且SRNC是目的RNC,目的RNC无法识别CSFB用户,只能在CS业务释放时通过MSC在IURELEASECOMMAND携带的“EndOfCSFB”指示进行判决,如果MSC不支持在IURELEASECOMMAND携带“EndOfCSFB”指示,则该特性不生效。
场景策略:
⏹如果RNC之间没有迁移,则需要RNC开启一个增强参数:
SRNCMML命令SETUCORRMALGOSWITCH下的参数HoSwitch的位域HO_UMTS_TO_LTE_FAST_RETURN_SWITCH取值为ON,且SRNCMML命令SETUALGORSVPARA命令下的参数RsvSwitch4的比特位RESERVED_SWITCH_4_BIT15取值为1。
现网RNCSPH535不支持,SPH538后支持。
⏹如果RNC之间进行了迁移,需要核心网支持如下功能:
对于UTRAN网络,当一个CSFB呼叫结束时,MSC发送IURELEASECOMMAND时,携带EndOfCSFB信元通知RNC该呼叫为CSFB呼叫。
对于GERAN网络,当一个CSFB呼叫结束时,MSC发送CLEARCOMMAND给BSC,携带CSFBIndication信元通知BSC该呼叫为CSFB呼叫。
⏹MSCCS10.0(V200R010C00)和GERAN/UTRANR15版本开始支持该功能。
2)跨MSCPOOL的CSFB策略
网络部署初期,使用CSFB方案为用户提供语音服务,用户在附着到EPS网络的同时,会附着到CS(CircuitSwitched)网络的某个VMSC(VisitedMobileSwitchingCenter)Server下。
当用户做被叫进行语音业务时,如果在呼叫接通前由原来附着到的源侧MSCServer漫游到邻近的目标侧MSCServer上,呼叫会失败。
若提供被叫漫游前转特性(MTRF),通过在源侧MSCServer上将呼叫重新路由到目标侧MSCServer的方式,使呼叫能够继续接续,从而提高呼叫成功率。
需要开启MTRF功能。
3)CSFB时3G弱覆盖策略
理论分析LTE基于盲重定向的CSFB到3G失败依靠终端自主选网场景时延较长,实际测试验证和理论分析一致,所以CSFB时3G弱覆盖策略为:
LTE基于测量的重定向CSFB到3G无法测量到符合条件的3G,盲重定向到2G。
4)智能终端回落后存在后台程序或“心跳”数据快速返回LTE策略
用户回落到UMTS或GSM网络后,有些智能手机运行后台程序或“心跳”数据包,使得手机无法正常进入IDLE态,需要制定策略保证此类用户回落UMTS后从其连接态快速返回LTE网络。
⏹通过CSFB回落用户,华为R14SPC535版本已经支持有PS业务也可以快速fastreturn返回LTE。
⏹RAN16以下版本用户连接态回落到3G之后,只能通过IDLE态或PCH态重选回LTE,用户不能在DCH态快速返回LTE,针对智能手机的后台程序或“心跳”数据的运行场景,有EFD特性使此类用户进入PCH态,可以保证在PCH态让用户快速返回LTE。
⏹RAN16以后版本除了可以使用以上方法快速返回LTE外,还支持U2L的基于业务的切换,也可以保证此场景下用户快速反回LTE。
5)电信4G终端(不支持UMTS)装入联通卡回落2G策略
如果有用户购买了电信的终端,又想使用联通的4G服务,此时该终端是不支持联通的3G业务的,需要考虑从4G回落2G的策略。
此场景下有些终端会出现自主搜网回落到2G的情况,但属于终端自主的优化实现为非标准流程。
建议部署L2G的CSFB,否则此场景无法实现正常通话。
3.3.6互操作策略的演进
在SRAN7.0实现L和GU之间的CS域和PS域的互操作功能,CS域通过CSFB(含FlashCSFB)来完成LTECS业务的建立需求,PS域通过L和GU的PSHO/重定向来实现PS业务的跨制式移动性管理。
FlashCSFB需要RNC支持RIM流程,需要MME和SGSN支持透传RIM消息。
SRAN8.0针对VOLTE的演进,支持SRVCC特性的VOLTE业务的移动性管理。
运营商需要部署IMS系统,在MSC和MME之间需要引入SV接口,用以支持SRVCC切换处理,MME需要处理语音的SRVCC切换和非语音的PS切换。
此系统中还需要支持语音业务以及支持VOLTE的UE。
SRAN9.0和SRAN10.1主要是针对这些大
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