over中国联通23G互操作参数分场景优化测试 总结报告 17over.docx

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over中国联通23G互操作参数分场景优化测试总结报告17over

中国联通2/3G互操作参数优化测试总结报告

（2009）

中国联通集团移动网络公司

运行维护部

2009年12月

1前言

移动公司运维部网优中心于8月31日至9月18日，通过第三方测试的方式，利用三周时间对全国55个重点城市和22个抽查的非重点城市的3G网络，进行了全面细致的测试验收，实际测试证明网络基本达到商用标准，但也发现了目前3G网络存在2G/3G互操作的一些问题。

本次研究测试主要为了解决这些2G/3G互操作问题，并且研究不同场景下2G/3G的互操作策略

2互操作关键技术

2.1重选

2.1.1空闲模式下3G-2G

2.1.1.13G系统的信号质量

参考3GPP协议TS25.304，信号质量使用下式中的方法表示：

只有Squal>0且Srxlev>0时，手机才认为此小区是一个合适小区，可以驻留。

表1WCDMA系统间小区重选重要控制参数

Squal

CellSelectionqualityvalue（dB）

ApplicableonlyforFDDcells.

Srxlev

CellSelectionRXlevelvalue（dB）

Qqualmeas

Measuredcellqualityvalue.ThequalityofthereceivedsignalexpressedinCPICHEc/N0（dB）forFDDcells.CPICHEc/N0shallbeaveragedasspecifiedin[10].ApplicableonlyforFDDcells.

Qrxlevmeas

MeasuredcellRXlevelvalue.Thisisreceivedsignal,CPICHRSCPforFDDcells（dBm）andP-CCPCHRSCPforTDDcells（dBm）.

Qqualmin

Minimumrequiredqualitylevelinthecell（dB）.ApplicableonlyforFDDcells.

Qrxlevmin

MinimumrequiredRXlevelinthecell（dBm）

Pcompensation

max（UE_TXPWR_MAX_RACH–P_MAX,0）（dB）

UE_TXPWR_MAX_RACH

MaximumTXpowerlevelanUEmayusewhenaccessingthecellonRACH（readinsysteminformation）（dBm）

P_MAX

MaximumRFoutputpoweroftheUE（dBm）

2.1.1.2启动系统间测量条件和小区重选的准则

UE计算服务小区的Squal，与SIB3中的Ssearch,RAT进行比较，在Squal<=Ssearch,RAT时启动异系统测量，进行系统间小区重选过程的判决和处理。

小区重选过程的判决根据R准则进行，服务小区、邻接小区R准则度量值分别使用Rs、Rn表示：

其中：

Qmeas,s表示服务小区的测量质量；

Qhysts表示应用于服务小区的迟滞参数（参数在SIB3Cellselectionandreselectioninfo中）；

Qmeas,n表示临小区的测量质量；

Qoffsets,n表示临小区的偏置参数（参数在SIB11：

MeasurementcontrolsysteminformationInter-RATmeasurementsysteminformationInter-RATcellinfolistCellselectionandre-selectioninfo中）。

值得注意的是S准则也能触发异系统小区的测量过程，即当驻留小区的RSCP

2.1.1.3系统间小区重选过程

UE根据R准则公式计算出Rs（所有的Rs、Rn度量中的参数选用和CPICHRSCP相关的参数【即Qhyst1s、Qoffset1s,n】）和Rn（GSM根据“平均接收信号强度（RLA）”计算）。

如果是GSM小区是排名最高小区，排名结束。

如果UMTS小区是排名最高小区，检查“SIB3Cellselectionandreselectionqualitymeasure”参数是CPICHRSCP还是CPICHEc/No，如果评判依据为CPICHRSCP，则排名结束。

否则需要对所有的UMTS小区根据CPICHEc/No进行第二次排名选择排名最高的小区，所有的Rs、Rn度量中的参数选用和CPICHEc/No相关的参数。

如果排名最高的小区比当前服务小区排名高的时间超过Treselection秒，手机进行小区重选，选择这个小区驻留下来，读它的广播消息，小区重选结束。

注：

Rs、Rn度量中和CPICHRSCP相关的参数：

Qhyst1s、Qoffset1s,n

Rs、Rn度量中和CPICHEc/No相关的参数：

Qhyst2s、Qoffset2s,n

Qhyst1s、Qhyst2s参数在SIB3/4中；

Qoffset1s,n、Qoffset2s,n参数在SIB11/12中；

2.1.2空闲模式下2G-3G

移动台选择小区后，在各种条件不发生重大变化的情况下，移动台将停留在所选的小区中，同时移动台开始测量邻近小区的BCCH载频的信号电平，记录其中信号电平最大的6个相邻小区，并从中提取出每个相邻小区的各类系统消息和控制信息。

在满足一定的条件时移动台将从当前驻留的小区迁移到另一个小区，这个过程是GSM系统内小区重选。

当允许系统间小区重选时，需要配置邻接3G小区的信息，广播消息中添加SYSTEMINFORMATIONTYPE2quater信息。

★注意：

SI2ter信息中‘SI2terRestOctet’信息提供了UTRAN小区信息和3G测量参数信息。

参考TS04.1810.5.2.33a。

详细过程参考：

TS05.08第6.6.5节。

2.1.2.1启动系统间测量条件

Qsearch_I定义了系统间测量的门限和启动条件：

如果Qsearch_I<=7并且GSM信号质量RLA_C

或者

如果Qsearch_I>=8并且GSM信号质量RLA_C>Qsearch_I指示功率，启动系统间测量

2.1.2.2系统间小区重选过程

如果小区重选列表包含了3G的频点信息，手机至少每5秒更新一次服务小区和6个最强非服务GSM小区的接收电平。

重选一个合适UMTS小区的条件：

∙接收的UMTSRSCP比服务小区的RLA和所有其它适合非服务GSM小区的接收电平大FDD_Qoffset，即：

RSCP>RLA+FDD_Qoffset。

∙测量到的UMTS小区的Ec/No>=FDD_Qmin且

∙RSCP>=FDD_RSCP_threshold（★该条件经常被忽略，考虑到现有手机终端的情况，本次不考虑）

∙上述条件全部满足并保持5s

如果距离上次重选在15秒内，FDD_Qoffset应该加上5dB；小区重选在MS选择了一个GSM小区后的5秒内不能进行。

其中：

FDD_RSCP_threshold＝Qrxlevmin+Pcompensation+10dB,如果这两个参数无效，则不进行此项评估；

FDD_Qmin、FDD_Qoffset在服务小区的BCCH上广播；

2.1.2.3小区重选测量参数设置――优选3G

2.1.2.3.1GSM参数设置

∙Qsearch_I设置为7，意思为无条件进行异系统测量。

在无邻接WCDMA小区的GSM小区中，Qsearch_I可以设置为15，以拒绝进行异系统测量，避免多余的耗电。

∙为了尽可能地切换到WCDMA系统，因此保证避免乒乓切换的基础上应当宽松地设置其它重选条件，如FDD_Qoffset可以设置为0=-（表示经常性重选）。

∙FDD_Qmin是个绝对值，设置为默认值（-12dB）。

表2GSM系统间小区重选重要控制参数

Parametername

Description

Range

Bits

Channel

Qsearch_I

Searchfor3Gcellsifsignallevelisbelow（07）orabove（815）threshold

0=-98dBm,1=-94dBm,…,

6=-74dBm,7=（always）

8=-78dBm,9=-74dBm,…,

14=-54dBm,15=（never）.

Defaultvalue=（never）.

0-15

4

BCCHD/L

FDD_Qoffset

AppliesanoffsettoRLA_Cforcellreselectiontoaccesstechnology/modeXXX（oneormore）

0=-（alwaysselectacellifacceptable）,

1=-28dB,2=-24dB,…,15=28dB.

Defaultvalue=0dB.

0-15

4

BCCHD/L

FDD_Qmin

AminimumthresholdforEc/NoforUTRANFDDcellre-selection,

0=-20dB,1=-6dB,2=-18dB,3=-8dB,4=-16dB,5=-10dB,6=-14dB,7=-12dB.

Defaultvalue=-12dB.

0-7

3

BCCHD/L

2.1.2.3.2避免乒乓重选方法

WCDMAGSM的启动条件：

Qqual

GSMWCDMA的条件：

Qqual（EcIo）>FDD_Qmin&&Qrxlev（RSCP）>Qrxlevmin+10

3G系统要求在信号质量低于Qqualmin+Ssearch,RAT时启动小区重选，并对比WCDMA和GSM信号的信号强度，发现GSM小区的信号强度好过WCDMA信号强度超过一定的时间，则驻留到GSM小区。

一般情况下，当在WCDMA小区边缘，WCDMA信号强度都比较弱

了，因此可以认为一旦启动系统间小区重选，重选到GSM的所有条件都满足。

为了杜绝频繁的小区重选，从GSMWCDMA的条件来看，在3G边缘区域，GSM网络设置的FDD_Qmin最好比Qqualmin+Ssearch,RAT高Δ。

如下图所示：

2.2切换

2.2.1CS3G-2G

●信令流程图

RNC向UE发送异系统切换执行

UE上报异系统小区测量信息

RNC下发异系统测量控制消息

UE触发2D事件的测量报告

●信令流程说明

（1）UE在WCDMA系统的某小区边缘向外移动的过程中，当满足RNC配置的2D事件上报条件时，UE上报测量报告（MeasurementReport），报告2D事件发生，说明当前WCDMA小区信号质量较差，需要寻找其它频率或其它系统的信号源；

（2）RNC将启动压缩模式，进行对异频或异系统进行测量。

下发无线链路重配置准备（RLRECONFIGPREPARE）消息要求NODEB准备启动压缩模式；

（3）NODEB准备好资源后回无线链路重配置完成（RLRECONFIGREADY）消息给RNC；

（4）RNC下发物理信道重配置（PHYSICALCHANNELRECONFIG）消息给UE，准备启动压缩模式；

（5）RNC在确认UE收到PHYSICALCHANNELRECONFIG消息后，向NODEB下发无线链路重配置确认（RLRECONFIGCOMMIT）消息；

（6）UE根据新的配置数据完成相关配置后，向RNC回物理信道重配置完成（PHYSICALCHANNELRECONFIGCOMPLETE）消息，表示压缩模式已启动完成；

（7）RNC下发测量控制（MeasurementControl）消息，让UE进行异系统测量；

（8）UE上报测量报告（MeasurementReport），报告各GSM小区的测量值及确认情况；

（9）经判断满足切换条件，RNC发起迁移请求（RelocationRequired）消息给核心网；

（10）在GSM侧分配好相关资源后，核心网向RNC下发迁移响应（RELOCATIONCOMMAND）消息；

（11）RNC下发切换响应（HANDOVERFROMUTRANCOMMAND）消息给UE，要求UE进行异系统切换；

（12）在UE接入GSM网络后，核心网下发Iu口释放（IURELEASECOMMAND）消息通知RNC释放UE在WCDMA系统的资源

（13）RNC响应Iu释放（IURELEASECOMPLET）消息给核心网；然后再释放NODEB的无线资源。

2.2.2PS3G-2G

信令流程图

RNC向UE发送异系统切换执行

UE上报异系统小区测量信息

RNC下发异系统测量控制消息

UE触发2D事件的测量报告

信令流程说明

（1）UE在WCDMA系统的某小区边缘向外移动的过程中，当满足RNC配置的2D事件上报条件时，UE上报测量报告（MeasurementReport），报告2D事件发生，说明WCDMA系统本频率的信号质量较差，需要寻找其它频率或其它系统的信号源；

（2）UE，NODEB完成压缩模式启动；

（3）RNC下发测量控制（MeasurementControl）消息，让UE进行异系统测量；

（4）UE上报GSM小区的测量报告（MeasurementReport）消息，包括GSM小区测量值、确认情况等；

（5）经判断满足切换条件，RNC发起迁移流程，下发异系统小区切换（CELLCHANGEORDERFROMUTRAN）消息给UE，让UE侧发起小区重选过程切换到GSM系统中；

（6）UE接入到GSM小区后，如果不需要恢复PDP上下文，则RNC会直接收到IU接口释放（IURELEASECOMMAND）消息，如果需要恢复PDP上下文，则从源RNC获取SRNS上下文（SRNSCONTEXT）信息，源RNC会收到IU接口SRNS上下文请求（SRNSCONTEXTREQUEST）消息；

（7）RNC响应SRNS上下文响应（SRNSCONTEXTRESPONSE）消息给核心网；

（8）核心网向RNC发SRNS数据传输响应（SRNSDATAFORWARDCOMMAND）消息，让用户面开始传输数据；

（9）完成数据传输之后，核心网向RNC下发IU口释放响应（IURELEASECOMMAND）消息让RNC释放此UE；

（10）RNC向核心网回Iu口释放完成（IURELEASECOMPLETE）消息，然后释放NODEB的无线资源。

2.2.3PS2G-3G

1）PS2G->3G切换的完整信令流程图：

●信令流程图

●信令流程说明

（1）UE通过小区重选，选择了UTRAN的小区，UE在UTRAN小区重选发起RRC连接建立过程（RRCConnectSetupRequest）；建立原因为异系统小区重选（INTERRATCELLRESELECTION）；

（2）RRC连接建立完成之后，UE主动发起初始直传（INITDT）过程，建立IU接口的连接，之后UENAS层和CNNAS层通过DT过程进行消息交换；

（3）CN通过IU接口向RNC发送RAB指配（RABASSIGNMENTREQUEST）消息，要求RNC分配相关资源；

（4）RNC分配相关资源，并通过无线链路重配置准备（RLRECFGPREPort）消息通知NODEB

（5）RNC发送RB建立请求（RBSetupReq）消息给UE；

（6）UE响应RB建立完成（RBSETUPCOMPLETE）消息给RNC；

（7）RNC向CN响应RAB指配完成（RABASSIGNMENTRESPONSE）消息，业务面承载建立完成；

2.3时延分析

2.3.1CS3G->2G

CS3G->2G切换典型过程包括如下阶段：

异频测量控制->测量报告处理->切换判决->切换执行。

在测量控制阶段，网络通过发送测量控制消息告诉MS进行测量的参数，并要求MS和NodeB启动压缩模式进行异系统测量。

在测量报告阶段，MS给网络发送测量报告消息。

在切换判决阶段，网络根据测量报告做出切换的判断。

在切换执行阶段，MS和网络走信令流程，并根据信令做出相应动作

CS3G->2G切换过程信令流程图如下，包括：

异系统测量阶段，切换准备阶段和切换执行阶段。

CS3G->2G切换信令流程图（异系统测量阶段）

切换执行后，信令流程如下图所示，分别为切换准备阶段和切换执行阶段，

在异系统测量阶段，UE根据2D门限触发2D事件的测量报告的上报，RNC收到后，对于需要使用压缩模式进行异系统测量的UE，分别让NodeB和UE启动压缩模式。

然后RNC下发异系统测量控制，让UE进行异系统测量，RNC根据测量报告进行异系统切换判决，之后转入切换准备阶段。

切换时延的信令面统计的开始点为RNC发送RANAP消息“RelocationRequired”发起系统间切换请求。

GSM系统准备完成后，WCDMACN通过发送RANAP消息“RelocationRequired”应答SRNC的系统间切换请求。

此时SRNC向MS发送“HandoverFromUtranCommand”消息（即图上的Inter-SystemHandoverCommand），要求MS进行从WCDMA到GSM的系统间切换。

MS收到切换指令后停止在WCDMA的通话，发起从WCDMA向GSM的切换（硬切换）。

完成后MS发送“HandoverComplete”消息给BSC，通知BSC切换完成，BSC发送“HandoverComplete”消息给GSMMSC。

然后GSMMSC通知WCDMACN切换已经完成，CN发“IuReleaseCommand”给RNC，至此WCDMA中相关承载资源释放。

因此CN发“IuReleaseCommand”给RNC作为切换时延的信令面结束点。

CS3G->2G信令面切换时延从流程上可以分3段：

1.异系统测量阶段

此阶段为UE触发2D事件后，进行异系统测量的过程。

开始点为UE根据2D门限触发2D事件的测量报告的上报，结束点为RNC收到满足异系统切换判决条件的异系统测量报告。

2.切换准备阶段

此阶段为RNC发起系统间切换后的准备阶段。

开始点为RNC发送RANAP消息“RelocationRequired”给CN，发起系统间切换请求。

结束点为GSMBSC资源准备完成后，WCDMACN通过发送RANAP消息“RelocationRequired”应答SRNC的系统间切换请求。

3.切换执行阶段

此阶段为UE具体执行异系统切换的过程，包括空口执行和资源释放两个过程。

开始点为SRNC向MS发送“HandoverFromUtranCommand”消息，结束点为CN发“IuReleaseCommand”消息给RNC释放资源。

分析空口执行过程为：

（1）SRNC向MS发送“HandoverFromUtranCommand”消息的空口时延。

其中下行可能发生丢包/重传，将导致100ms级时延增量。

（2）UE切入2G的处理时延，即UE收到切换指令至完成切入2G并发送HandoverComplete消息。

而资源释放过程则是GSMBSC收到HandoverComplete消息后，CN发“IuReleaseCommand”消息给RNC释放资源

4.用户面时延分析

CS3G->2G切换用户面时延为MS收到切换指令“HandoverFromUtranCommand”后停止在WCDMA的通话，到2G接入，完成从WCDMA向GSM的切换，再恢复语音的时间。

可见用户面时延要比信令面时延要小。

2.3.2PS3G->2G切换

1.切换过程

PS3G->2G切换典型过程跟CS3G->2G切换相似，包括：

异频测量控制->测量报告处理->切换判决->切换执行。

区别在于RNC收到UE上报的测量报告后，RNC下发CELLCHANGEORDERFROMUTRAN消息给UE，让UE侧发起小区重选过程切换到GPRS。

2.信令流程

PS3G->2G切换过程信令流程图如下，包括：

异系统测量阶段和切换执行阶段。

PS3G->2G切换信令流程图1（异系统测量阶段）

切换执行后，信令流程如下图所示，分为切换执行阶段和GSM处理阶段。

PS3G->2G切换信令流程图2（切换执行阶段和GSM处理阶段）

异系统测量阶段与CS3G->2G切换的一致，请参考上面的分析。

切换执行阶段的信令面开始点为RNC发送“CellChangeOrderfromUTRAN”消息给UE，UE侧收到“CellChangeOrderfromUTRAN”指令后则发起小区重选过程切换到GPRS，做2GCS位置区、PS路由区更新。

核心网再给RNC发SRNSDATAFORWARDCOMMAND消息，让SRNS转发已缓存的用户面数据，完成后核心网给RNC下发IURELEASECOMMAND让RNC释放此UE。

最后以RNC给核心网回IURELEASECOMPLETE消息作为信令面结束点，此时UE已经不在WCDMA系统内。

GSM处理阶段为WCDMA系统内释放该UE的资源后，GSM继续完成路由区更新、位置区更新，最后恢复数传。

3.信令面切换时延分析

PS3G->2G信令面切换时延从流程上可以分3段：

1.异系统测量阶段

此阶段为UE触发2D事件后，进行异系统测量的过程。

开始点为UE根据2D门限触发2D事件的测量报告的上报。

结束点为RNC收到满足异系统切换判决条件的异系统测量报告。

2.切换执行阶段

此阶段为UE收到“CellChangeOrderfromUTRAN”指令后切换到GPRS的过程。

其中包括RNC向GPRS转发PDP上下文过程。

这一阶段开始点为RNC下发“CellChangeOrderfromUTRAN”指令，结束点为核心网给RNC下发IURELEASECOMMAND让RNC释放此UE的资源。

3.GSM处理阶段

此阶段为WCDMA系统内释放该UE的资源后，GSM继续完成路由区更新、位置区更新，最后恢复数传。

其开始点为WCDMA系统内释放UE资源，RNC给核心网回IU