TD-LTE系统间互操作方案研究-for安徽培训

研究院2012年8月TD-LTE与2/3G互操作方案研究数据业务互操作方案及分析扩大规模试验LTE互操作测试规范介绍提纲LTE与2/3G互操作概述1232LTE与2/3G互操作概述终端形态导入期：终端以数据业务为主优化期：终端引入语音业务普及期：多业务规模发展•2011•2012•2013•2014•2015~数据卡、MIFI、平板电脑等数据类终端多模单待：CSFB手机双待手机（LTE+TDs/GSM和LTE/TDs+GSM）多模单待：SRVCC手机数据业务互操作话音解决方案，数据业务互操作互操作仅用于保证业务连续性，提升用户体验；不引入互操作，多模终端仍能正常驻留并进行业务•目标：以尽可能小网络改造、产业支持的代价，满足用户业务连续性、高速率的需求•考虑到不同业务的需求，数据和语音两类终端的互操作策略需统筹考虑扩大规模试验LTE互操作测试规范介绍提纲LTE与2/3G互操作概述123数据业务互操作技术方案2二阶段互操作测试结果分析互操作方案及分析2.12.2数据业务互操作方案分类以及应用情况•根据LTE与2/3G网络间是否支持互操作及对互操作功能的支持程度，LTE与2/3G系统间互操作策略存在以下3种选择实施代价空闲态简单互操作•双向重选•BSC/RNC及SGSN软件升级•需要进行网络优化•支持脱网重搜，双芯片终端需支持背景搜索•LTE业务中断约10~20s后在2/3G网络恢复；在2/3G网络建立业务时，单芯片终端需待业务结束后才能返回LTE，双芯片终端可通过连接态背景搜索返回LTE(理论分析)无互操作•支持脱网重搜和背景搜索•对网络无要求•终端有额外定制要求•Telesonia•支持脱网重搜，双芯片终端需支持背景搜索连接态深度互操作•BSC/RNC及SGSN软件升级•网络优化工作量较大•需要端到端产业支持•双向重选•2/3G现网•DoCoMo•AT&T•双向切换•切换业务中断百毫秒或数秒•LTE无覆盖后需2~5s重选至2/3G网络，返回LTE重选时延约1~2s•LTE脱网约10~20s后恢复2/3G网络信号；返回LTE需中断信号1s，返回及时性依赖于终端实现(理论分析)•中远期对深度互操作的需求未来部署语音业务解决方案时，需要升级网络及终端产业支持深度互操作LTE规模发展后，需要引导业务使用过程中尽量切换到LTE网络中，保证用户体验并提升LTE网络利用率，需要支持深度互操作•应用建议向业界明确深度互操作技术需求，推动产业界尽快支持，中远期引入•LTE与GSM之间的互操作策略由于GSM网络覆盖完善且仍存在较长的生命周期，因此可作为保证LTE连续性的基础考虑到LTE与GSM之间的业务体验落差过大，建议仅考虑无切换的简单互操作方案以尽量降低实施代价•LTE与TD-S之间的互操作策略若TD-LTE使用1.9GHz或更低频段且与TD-S共站部署，则覆盖区域内LTE与TD-S之间无互操作需求在未使用1.9GHz的区域内，鉴于TD-L主要面向数据业务，且终端形态主要为数据卡、MiFi、CPE等，建议近期考虑简单互操作方案以加快部署数据业务互操作方案建议近期方案应用建议中远期方案应用建议互操作方案及分析话音解决方案及分析提纲LTE与2/3G互操作概述123数据业务互操作技术方案2二阶段互操作测试结果分析2.12.2测试基本情况•测试目的−测试验证TD-LTE与TD-SCDMA系统间采用简单互操作方案时TD-LTE与TD-SCDMA系统间空闲态小区重选的成功率和重选时延UE在数据业务连接态下从TD-LTE系统脱网重建到TD-S系统的时延，以及不同时延要求的业务体验情况•测试范围−LTE系统厂家（4个）：诺西、阿朗、华为、爱立信−芯片厂家（3个）：中兴微（单芯片）、联芯（单芯片）、创毅视讯（双芯片）•测试时间−2012年4月18日-5月30日•测试例−TD-LTE与TD-SCDMA系统间空闲态小区重选−TD-LTE-TD-SCDMA数据业务连接态脱网重建测试−TD-LTE-TD-SCDMA数据业务连接态脱网重建测试（双芯片终端测试）•重选成功率：97.12%，失败原因主要为系统消息未解出•重选时延–TD-L到TD-S重选：平均不可及总时延为2.304~4.5s，与GSM到TD-S重选时延相当，符合预期；部分时延较长主要为RAU时延长，需进一步定位原因–TD-S到TD-L重选：平均不可及总时延为0.43~2.572s，比TD-L到TD-S的重选时延短，符合预期；部分时延较长主要为TAU时延长，需进一步定位原因•终端空闲态重选时延基本符合预期，重选性能有进一步优化空间•网络问题需进一步定位原因互操作测试结果（1/2）重选成功率中兴微联芯汇总TD-L到TD-S97.62%100.00%98.42%TD-S到TD-L96.00%95.52%95.83%空闲态重选详细测试结果互操作测试结果（2/2）•用户体验：非实时类数据业务脱网重建后业务基本可自动恢复，对用户影响不大；实时类数据业务在脱网重建时延大于30s以后，业务窗口会推出，需手动恢复业务–下载类业务：脱网重建过程中业务中断下载，重建后绝大多数情况可自动恢复连接–在线视频业务：脱网过程中，若有缓存的内容播放，则用户对脱网重建无感知；若无缓存的内容播放，则会出现缓冲状态–在线音乐类业务：业务对速率要求低，且有缓存，用户对脱网重建无感知–实时类业务：脱网重建过程业务中断，中断时延小于30s时，QQ视频/飞信视频窗口不退出，停留在脱网时刻的画面，网络重建后业务自动恢复；中断时延大于30s时，业务窗口退出，网络重建后需手动恢复业务•脱网重建时延：平均不可及总时延15.66-45.40s，主要是搜网的时延较长，不同芯片厂家的时延有一定差异LTE网络/终端诺西/中兴微阿朗/中兴微华为/联芯爱立信/联芯LTE爱立信/创毅脱网重建不可及时延（秒）18.0945.4023.6638.8715.66•数据业务连接态脱网重建不可及时延控制在30s以内，业务可自动恢复•终端脱网后搜网的性能有进一步优化空间•终端和网络目前实现的一些机制/策略有待进一步规范连接态脱网重搜详细测试结果数据业务互操作方案及分析扩大规模试验LTE互操作测试规范介绍提纲LTE与2/3G互操作概述1232测试规范介绍TD-LTE/TD-S互操作参数优化目标一：明确不同场景下LTETD-S重选判决门限ThreshX-High原则：保证终端业务接入成功率的前提下控制终端尽量驻留LTE网络TD-LTE/GSM小区重选同二阶段LTE/TD-S简单互操作方案测试，主要进行基本功能验证和性能摸底•在二阶段规模试验基础上，扩大并深化了LTE简单互操作的测试的内容，除了基本的功能、性能测试验证，还包括不同场景下，互操作参数配置优化方案的探索原则：避免乒乓效应的前提下控制终端尽量尽快返回LTE驻留目标二：摸索对应的TD-SLTE重选判决门限ThreshX-low•目标三：探索连接态相关定时器参数配置探索与ThreshX-High的最合适差值原则：在避免不必要的脱网的前提下，控制终端及时选择性能更好的网络承载业务谢谢！互操作具体方案：脱网重搜•方案介绍——单、双芯片终端必须支持的标准方案单/双芯片终端在缺失LTE覆盖发生脱网时，需要脱网重搜至新的网络驻留脱网重搜过程中，终端按照初始小区选择流程首先进行LTE全频带扫频确认无合适LTE小区可接入后，再根据终端多模能力，搜索其它网络模式小区接入驻留(空闲态)或继续业务（连接态）•脱网重搜存在的问题LTE脱网后，终端会首先尝试搜索LTE小区，因此会对LTE进行全频段扫频，再执行其它网络模式频点的搜索，因此在缺失LTE覆盖的场景下，将增加终端脱网的时间，而脱网期间，用户未接入任何网络，处于无服务状态，因此脱网时延是影响用户业务体验的重要因素•脱网重搜优化建议为提高用户业务体验，需要优化终端搜网流程，以缩短终端脱网时延。目前考虑通过缩短LTE扫频时间来实现；而LTE小区若能在广播中下发周边LTE邻区、2/3G邻区的频点信息，终端也可以在脱网重搜时优先针对这些频点进行测量，以提升终端脱网重搜效率脱网重搜技术方案互操作具体方案：背景搜索•方案介绍——工信部对单、双芯片终端无互操作时为实现2/3G返回LTE要求的非标准方案单、双芯片终端由2/3G网络返回LTE网络时，按照设定的搜索周期对LTE全网的所有频段进行测量，一旦搜索到合适的LTE小区就立刻返回双芯片终端空闲态和连接态都需支持背景搜索单芯片终端空闲态需支持背景搜索，连接态难度较大，因此未做要求•背景搜索存在问题目前终端在进行背景搜索时，一般对LTE全网所有频段进行测量，选择接收信号功率最好的小区接入，导致终端背景搜索耗时长、发热量大、功耗高•背景搜索优化建议为提高终端背景搜索效率，减小功耗，可以考虑在2/3G小区能广播中下发周边LTE邻区的频点信息，终端在进行背景搜索时可仅针对这几个频点进行测量，可有效提升终端背景搜索效率背景搜索技术方案TDs覆盖GSM覆盖小区重选到GSM小区重选回LTETD-LTE覆盖小区重选到TDs小区重选回LTE简单互操作具体方案：空闲态重选对用户体验的影响执行重选时用户无法支持主被叫频繁重选导致终端耗电增加待机时间缩短对现有2/3G网络的影响需软件升级LTE覆盖区内所有2/3G现网无线设备：2/3G小区广播中支持LTE邻区重选优先级等新参数的配置单芯片终端空闲态唯一可用互操作技术方案，必须升级2/3G现网设备实现简单互操作具体方案：空闲态重选方案概述•用户空闲态•只能通过小区重选与2/3G系统间小区重选区别•LTE系统引入优先级概念，不同系统小区配置不同优先级，通常配置LTETDsGSM，以保证数据业务尽可能在LTE进行，提升用户业务体验−LTE或TDs小区的优先级配置可精确至频点，GSM小区可精确至一段频率范围内的一组频点流程描述•测量控制阶段系统广播下发邻区配置及测量重选参数；终端根据测量启动及重选判决准则，进行测量和决定重选•重选执行阶段此过程用户无法进行主被叫LTE系统eNB2/3G系统BSC/RNCLTE覆盖1.1测量控制（系统广播消息广播邻区配置及测量、重选相关参数）2.重选执行2/3G覆盖多模终端1.2终端测量并决定重选测量控制阶段重选执行阶段UE在目标小区的同步驻留-路由区、位置区更新完成注：图以终端由LTE接入2/3G网络为例CN各系统测量启动及重选判决准则优先级简介由于LTE广播周期短，信令交互效率高，因此终端接入LTE的重选时延短，理论值仅750毫秒简单互操作具体方案：空闲态重选方案性能及改造分析重选时延性能分析用户不可及时延与目标小区同步读系统消息位置/路由/跟踪区更新测量2~4秒2~4秒LTE-GSM4~8秒可优化至3~6秒测量不计入重选时延理论值:750ms1~2秒2~3秒LTE-TDs3~5秒可优化至2~5秒100+150毫秒500毫秒左右GSM/TDs-LTE系统间移动性改造需求改造方式实现难度无线网核心网LTE2/3GGSM/TDsTD-LTE2/3G现网不支持至LTE的空闲态重选：现网广播不支持LTE邻区、测量、重选优先级、重选参数配置2G：软件升级所有LTE覆盖区域内的BSC3G：软件升级所有LTE覆盖区域内的RNCSGSN--低TD-LTEGSM/TDs方案不涉及2/3G现网，无需改造--低--现网设备改造分析：2/3G无线设备需软件升级支持LTE邻区及重选相关参数的广播•设备支持情况较好，LTE及3G设备均已支持且已测试，2G设备已支持尚未测试•单芯片数据终端已普遍支持LTE与TDs间的小区重选，但尚未完成LTE与GSM间小区重选功能的开发产业支持情况深度互操作具体方案：连接态切换概述•终端在专用信道模式下（业务连接态下），按照网络的控制进行异系统邻区测量上报并在满足一定触发条件下，接入网络指定的目标异系统小区继续数据传输的过程切换：连接态互操作方案•切换有多种具体实现方案，流程不同，涉及网元及具体操作也不同，目前LTE