TD-LTE网络2G3G4G互操作指导书V1.0

LTE网络2G&3G&4G互操作指导书内部公开

产品名称 LTE RNP 产品版本 eRAN 密级 内部公开 共25页

LTE网络2G&3G&4G优化指导书

(仅供内部使用）

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广西LTE精品网项目组

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华为技术有限公司

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2016-1-6

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一、 概述

小区具有一定的覆盖范围，当移动终端UE在系统内不断移动时，小区边缘信号质量可能会逐步降低，UE为了保持连续的通信服务，需要根据服务小区和相邻小区的信号测量结果重选或切换到信号质量更好的小区。

本文主要介绍LTE 商用网3G\\4G网络间的重选、重定向原理及参数，4G/2G间的CSFB原理，提出常见问题定位思路及优化方案，结合案例，希望通过该文档，对后续4G与各系统间互操作优化提供参考。

二、 基本概念

2.1、空闲态互操作：重选（不同优先级重选） 异系统测量触发邻区测量UE执行重选 2.1.1、重选原理

重选策略 基于优先级重选(LTE:7/TDS:4) E-UTRA频点绝对优先级：7 测量门限 一直测量LTE的RSRP 3G->4G 重选门限 LTE的RSRP>-116dBm 异系统重选 低->高的重选中，UE一直测量高优先级的信号 (E-UTRA小区最低接入RSRP门限+高优先级E-UTRA小区重选RSRP信号强度门限)*2 重选策略 基于优先级重选(LTE:7/TDS:4) UTRAN频点重选优先级:4 测量门限 LTE RSRP<-100dBm 4G->3G 重选门限 TDS RSCP>-96dBm LTE RSRP<-120dBm (异频/异系统测量启动门限+最低接收电平)*2 (服务频点低优先级重选门限+最低接收电平)*2 (UTRAN频点低优先级重选门限+最低接收电平)*2 终端从TDS重选到LTE邻区时，RNC通过系统消息SIB19下发配置的重选相关参数，从低优先级小区重选到高优先级小区时，只需关注目标小区的门限，要求目标小区的测量值要大于设定的门限值。

终端从LTE重选到TDS邻区时，ENODEB通过系统消息SIB3和SIB6下发后台配置的重选及邻区相关参数，从高优先级小区重选到低优先级小区时，UE需要等待LTE本小区信号低于异系统测量启动门限，才会触发对TDS异系统的测量，当UE测量到异系统的接收信号强度高于某一门限，且本系统的接收信号强度低于某一门限，就触发重选。

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2.1.2、重选信令

TDL到TDS重选：

1. UE 发送 RAU Request 消息给 GnGp SGSN ，发起 RAU 流程。

2. GnGp SGSN 发送 SGSN Context Request 消息给 MME ， MME 返回 SGSN Context Response 消息， 携带 MM 和 PDP 上下文， MME 启动一个定时器。

3. GnGp SGSN 向 HSS 发 送 Authentication Information Request(IMSI) ， HSS 响 应 Authentication Information Acknowledge 消息，携带 GPRS 安全向量。 4. GnGp SGSN 发起安全流程。

5. GnGp SGSN 发送 SGSN Context Acknowledge 消息给 MME 。

6. GnGp SGSN 向 PDN GW 发送 Update PDP Context Request 消息，更新 TEID 和 IP 地址，

7. PDN GW 向 GnGp SGSN 发送 Update PDP Context Response 消息，更新成功。 8. GnGp SGSN 向 HSS 发送 Update Location Request 消息更新位置。

9. HSS 发送 Insert Subsciber Data 给 GnGp SGSN ，插入签约数据，如果存在 Old SGSN ，则 HSS 向 Old SGSN 发送 Cacel Location ，并能收到 Old SGSN 的 Cacel Location ACK

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消息， GnGp SGSN 返回 Insert Subsciber Data Acknowledge 确认插入签约数据。 10. HSS 响应 Update Location Acknowledge 。 11. MME 当前面的定时器超时之后删除用户上下文。

12. GnGp SGSN 发送 RAU Accept 响应 UE ，并分配一个新的 PTMSI 。 13. UE 响应 TAU Complete 消息。

14. 在 MME 第二步启动的定时器超时之后， MME 向 Serving GW 发送 Delete Session Request 消 息删除承载上下文， Serving GW 返回 Delete Session Response 消息，删除承载成功。

15. MME 向 eNodeB 发送 UE Context Release Command 消息， 释放 S1 连接， eNodeB 返回 UE Context Release Complete ， S1 连接释放成功。

TDS到TDL重选：

1 ．UE 发送 TAU Request 消息给 MME ，发起 TAU 流程。

2 ．MME 发送 SGSN Context Request 消息给 GnGp SGSN ， GnGp SGSN 返回 SGSN Context Response 消息，携带 MM 和 PDP 上下文， GnGp SGSN 启动一个定时器。 3 ． MME 向 HSS 发送 Authentication Information Request(IMSI) ， HSS 响应

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Authentication Information Answer 消息，携带 EPS 安全向量。 4 ． MME 发起安全流程。

5 ． MME 发送 SGSN Context Acknowledge 消息给 GnGp SGSN 。

6 ． MME 选择了一个 Serving GW ，向 Serving GW 发送 Create Session Request 消息，创建承载。

7 ． Serving GW 向 PDN GW 发送 Modify Bearer Request 消息，更新信令面和用户面的 IP 和 TEID 以及 RAT 。

8 ． PDN GW 向 PCRF 发起 IP-CAN 会话修改，通知 RAT 的变化， PCRF 可能重新下发 QoS 等信息。

9 ． PDN GW 返回 Modify Bearer Response 给 Serving GW ，更新成功。 10 ． Serving GW 向 MME 发送 Create Session Response 消息，创建承载成功。 11 ． MME 向 HSS 发送 Update Location Request 消息更新位置。

12 ．如果该消息置 了 Single Registration Indication 指示 ，则发送 Cancel Location Request 给 GnGp SGSN ，否则不发送该消息给 SGSN 。 GnGp SGSN 等待前面的定时器超时之 后删除用户上下文。 GnGp SGSN 响应 Cancel Location Acknowledge 给 HSS 。 13 ． HSS 响应 Update Location Answer ，该消息里包含了签约数据。 14 ． MME 发送 TAU Accept 响应 UE ，并分配一个新的 GUTI 。 15 ． UE 响应 TAU Complete 消息。

2.2连接态互操作：重定向（基于测量和盲重定向）

异系统A2测量触发邻区测量（B1事 件）基站下发重定向命令 （携带TDS频点）触发盲切换A1A2事件 基站下发重定向命令（携带TDS频点） 2.2.1、重定向原理

重定向策略 3G->4G 测量门限 重定向门限 异系统重定向 4G->3G 重定向策略 启动异系统测量门限 停止异系统测量门限 2016-1-6

重定向策略采用3A事件 TDS RSCP<-40dBm LTE RSRP>-115dBm A2+B1事件 LTE RSRP<-118dBm LTE RSRP〉-115dBm 3A切换出本系统门限 3A切换出对端系统门限 异系统切换触发事件类型:B1事件 异系统A2 RSRP触发门限+异系统A1A2幅度迟滞 异系统A1 RSRP触发门限-异系统A1A2幅度迟滞 第5页, 共25页

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LTE网络2G&3G&4G互操作指导书内部公开 异频异系统盲切换 A1A2事盲切换门限 LTE RSRP<-121dBm 件 RSRP门限+UTRAN切换幅度迟滞 重定向门限 TDS RSCP>-97dBm 基于覆盖的UTRAN RSCP触发门限 系统间数据业务重定向过程主要包括连个动作：启动异系统测量、重定向判决；三个阶段：异系统测量、重定向至异系统、数据业务恢复。

终端根据网络下发的异系统测量控制消息启动异系统测量；网络根据终端上报的异系统测量报告选择目标小区频点，或在没有测量报告的情况下随机选择某邻区频点；终端收到网络下发的RRC Release消息后执行重定向。

LTE重定向至UTRAN：当 LTE 网络基于覆盖、负荷、业务、移动速度等原因，无法为 UE

继续提供满足 Qos 质量的服务时， 此时需要考虑将 UE 切换到其他网络系统。 在 LTE 部署初期， 可以考虑采用重定向方式支持。 该功能主要是将 UE 先从 E-UTRAN 网络中释放， 通过 RRC 释放消息 （ RRC Connection Release ） 的 redirectionInformation 信息中携 带 UTRAN 频点信息，通知 UE 重定向到 UTRAN 网络中。这样， UE 回到 Idle 状 态后， 根据 LTE 网络侧指示的 UTRAN 频点信息， 在 UTRAN 小区重新发起接入。

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2.2.2、重定向信令

LTE到TDSCDMA基于测量的重定向

1、eNodeB给UE下发测量控制，即RRC Connection Reconfiguration消息（带异系统测量事件的配置）

2、当测量的信号质量满足异系统事件门限时，UE向eNodeB发送异系统测量报告； 1、 eNodeB进行重定向判决并向UE发送携带重定向信息的RRC connection Release消息； 2、 第4步到第16步与LTE到3G重选流程相同；

17、MME向eNodeB发送UE context Release Command消息，释放S1连接，eNodeB返回UE Context Release Complete,S1连接释放成功；

18、路由区更新结束后，UE向GnGp SGSN发起Service Request消息；

19、GnGp SGSN向RNC发起RAB Assignment Request消息；RNC返回RAB Assignment Response消息

20、RAB建立以后，GnGp SGSN向PGW/GGSN发起UPDATE PDP Context Request; PGW/GGS回复UpdatePDP Context Response,更新SGSNDe地址和TEID信息；重新建立数据传送隧道。 （盲重定向与基于测量重定向类似，盲重定向下发RRC connection Release消息前未收到测量报告；4G到2G重定向与4G到3G重定向原理和流程类似；）

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TDSCDMA到LTE基于测量的重定向

1、 RNC给UE下发Measurement Control消息（携带异系统测量事件的配置）；

2、 当测量的信号质量满足异系统事件门限时，UE向RNC发送异系统Measurement Report

消息；

3、 RNC进行重定向判决并向UE发携带重定向信息的RRC connection Release消息； 4、 第4步岛第19步与3G到4G重选流程相同； 20、UE向MME发起业务请求Service Request消息；

21 MME向eNodeB发起业务请求Initial context setup消息,用于建立无线连接和S1连接；

22、eNodeB向UE发送RAB Bearer Estabilishment消息，和UE之间建立无线承载； 23、UE发送上行数据；

24、eNodeB向MME回复Initial Context Setup Complete消息，携带eNodeB地址； 25、MME向serving GW发起Modify bearer Request(保含eNodeB地址)；Serving GW向PDN GW发送Modify bearer Request消息，更新RAT等信息；

26、如果动态部署了PCC，PDN GW与PCRF之间完成IP-CAN Session Modification流程，通知RAT的改变；

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27、PDN GW向 Serving GW 返回Modify bearer response消息；SGW向MME回复Modify bearer respons消息； TDS到TDL的切换流程

1 ． Source RNC 发送 Relocation Required message 消息给 Old GnGp SGSN ，发起 Handover 流程。 RNC 请求核心网在 Target eNodeB ， New MME 和 Serving GW 建立资源。 source SRNC 将 Relocation Type 设为“ UE Involved ”，在“ Source RNC To Target RNC Transparent Container ”信元中包含切换所需的必要信息，如安全相关函数以及 RRC protocol context information ( 包括 MS Capabilities).

2 ． Old GnGp SGSN 发送 Forward Relocation Request 给 New MME ，携带了 MM 和 PDP 上下文的 信息，并指示了是直接转发还是间接转发。 MME 把 PDP 上下文转换成 EPS 承载上下文。

3 ． New MME 选择一个 Serving GW ， New MME 发送一条 Create Session Request 消息给 Serving GW ，请求建立承载。 Serving GW 发送 Create Session Response 消息返回给 New MME 。

4 ． New MME 发送 Handover Request 消息给 Target eNodeB 以创建承载。 Target

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eNdoeB 创建 UE 上下文，包含 ERAB 信息，安全上下文，并分配无线资源，然后返回 Handover Request Acknowledge 消息给 New MME 。

5 ． 如果 Old GnGp SGSN 指定间接转发方式，那么 New MME 向 Serving GW 发送 Create Indirect Data Forwarding Tunnel Request 。 Serving GW 返回 Create Indirect Data Forwarding Tunnel Response ，携带用于数据转发的 Serving GW DL TEID 。 6 ． New MME 发送一条 Forward Relocation Response 消息给 Old GnGp SGSN ，携带用于数据 转发的 Target eNdoeB 的 IP 和 TEID 。

7 ． Old GnGp SGSN 发送一个 Relocation Command 消息到 Source RNC 。 8 ． Source RNC 发送 RRC message —— HO from UTRAN Command 给 UE ，指示 UE 开始切换到目标 eNodeB 。

9 ． 在切换过程中没有 RAN 上下文转发， Old GnGp SGSN 发起 Forward SRNS Context 到 New MME ， New MME 返回 Forward SRNS Context Acknowledge 。 10 ．在 UE 成功地同步到目标小区后，就发送一条 Handover to E-UTRAN Complete 消息到 Target eNodeB ，切换上行路径到目标侧。

11 ． Target eNdoeB 发送一条 Handover Notify 消息给 New MME ，通知 MME UE 已经切换过来。

12 ． New MME 发送 Forward Relocation Complete 消息到 Old GnGp SGSN 。 MME 启动定时器。 Old GnGp SGSN 相应地发送一条 Forward Relocation Complete Acknowledge 给 New MME 。

13 ． New MME 发送一条 Modify Bearer Request 消息给 Serving GW ，携带 Target eNodeB 分配 给 S1-U 的 IP 和 TEID 。

14 ． Serving GW 发送 Modify Bearer Request 更新 TEID 和 IP 和 APN-AMBR ， PDN GW 更新它的上 下文，并返回 Modify Bearer Response 。此时下行通道切换到目标侧。如果动态 PCC 部 署了， PDN GW 发起 IP-CAN 会话修改通知 PCRF 改变的信息，如 RAT 的改变。 15 ． Serving GW 发送一条 Modify Bearer Response 消息给 New MME ，更新成功。 16 ．当 Old GnGp SGSN 收到 Forward Relocation Complete 后，清除所有与 Source RNC 相关的 资源并发起 Iu release 流程。 17 ． UE 发起 TAU 。

18 ．如果 UE-AMBR 或 APN-AMBR 有改变，那么 New MME 触发 Subscribed QoS

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