TD-LTE和LTE FDD混合組網的互操作研究

李佳俊，宋甲英

（1.中國聯合網絡通信有限公司網絡技術研究院，北京 100048；2.中國電子學會，北京 100036）

TD-LTE和LTE FDD混合組網的互操作研究

李佳俊1，宋甲英2

（1.中國聯合網絡通信有限公司網絡技術研究院，北京 100048；2.中國電子學會，北京 100036）

主要研究了TD-LTE和LTE FDD混合組網下的優選TD-LTE策略，在保障用戶體驗的同時充分利用2G/3G/4G網絡資源，并給出了TD-LTE、LTE FDD以及WCDMA基站互操作相關參數配置策略建議。

混合組網 互操作 電路域回落

1 引言

為確保業務使用在多系統間的連續性，3GPP規范對不同系統間的互操作作了較為完備的規定，可以配置TD-LTE、LTE FDD和WCDMA網絡相關參數來使終端優選網絡制式進行服務。

為了節約建設成本，TD-LTE和LTE FDD和WCDMA采用共站建設方式。在LTE建設初期，LTE的建設規模要小于WCDMA，所以LTE的覆蓋范圍也要小于WCDMA。根據目前國內情況，TD-LTE采用Band41（2.6GHz）、LTE FDD采用Band3（1.8GHz）進行混合組網，因此TD-LTE的覆蓋范圍要遠低于LTE FDD。如圖1所示：

圖1 TD-LTE、LTE FDD和WCDMA的覆蓋范圍

在上述TD-LTE與LTE FDD混合組網情況下，建議采用以下互操作方案來保障用戶體驗和網絡效率：

（1）優先選擇LTE，既充分發揮LTE業務優勢，又能在LTE初期覆蓋不足時選擇2G/3G網絡提供補充，保證用戶的良好體驗。

（2）在TD-LTE和LTE FDD之間優先選擇TDLTE，在保障用戶體驗的同時可以充分利用TD-LTE網絡資源。

（3）當UE（User Equipment，用戶設備）移出LTE覆蓋區后，優先在WCDMA網絡駐留/繼續業務；若無WCDMA網絡則選擇GSM，終端一旦重新檢測到LTE覆蓋，則返回LTE。

（4）采用CSFB（Circuit Switched Fallback，電路域回落）的語音通話結束后，快速返回回落之前終端所處的TD-LTE或LTE FDD網絡。

UE駐留策略如圖2所示。

2 小區重選優選TD-LTE

當終端處于空閑態，通過TD-LTE、LTE FDD和WCDMA的網絡設置，在有TD-LTE覆蓋時，終端根據網絡下發的小區重選參數和小區重選命令的區域優先選擇TD-LTE進行駐留。當無TD-LTE覆蓋時，終端根據網絡下發的小區重選參數和小區重選命令優先選擇LTE FDD網絡進行駐留；當無LTE覆蓋時，終端根據網絡下發的小區重選參數和小區重選命令優先選擇WCDMA網絡進行駐留；當無LTE和WCDMA覆蓋時，終端根據網絡下發的小區重選參數和小區重選命令選擇GSM網絡進行駐留。

2.1 TD-LTE基站配置

（1）配置LTE FDD異頻鄰區關系

配置LTE FDD小區為TD-LTE小區的鄰區。

（2）配置LTE FDD小區重選參數

LTE系統廣播消息中的cellReselectionPriority規定了LTE小區重選的優先級，取值范圍為1至7，取值越大則小區重選的優先級越高。配置TD-LTE小區重選優先級（cellReselectionPriority）為7，LTE FDD小區重選優先級（cellReselectionPriority）為6，WCDMA小區重選優先級（cellReselectionPriority）為3至5。

沒有同頻小區或相等優先級TD-LTE小區，TDLTE服務小區信號質量（SServingCell）＜TD-LTE服務頻點低優先級重選門限（Threshserving,low）和在TreselectionRAT時間內LTE FDD鄰區信號質量（SnonServingCell,x）＞LTE FDD小區重選門限（Threshx,low），且UE在當前小區駐留超過1s時，UE將從TD-LTE小區重選至LTE FDD小區。

為了使UE更多地駐留在TD-LTE小區中，可以將（Threshserving,low）設置為較低值。

2.2 LTE FDD基站配置

（1）配置TD-LTE異頻鄰區關系

配置TD-LTE小區為LTE FDD小區的鄰區。

圖2 UE駐留策略

（2）配置TD-LTE小區重選參數

配置TD-LTE小區重選優先級（cellReselectionPriority）為7，LTE FDD小區重選優先級（cellReselectionPriority）為6，WCDMA小區重選優先級（cellReselectionPriority）為3至5。

配置異頻頻點高優先級重選門限（Threshx,high），由于對于高優先級的重選，UE是一直在測量的，沒有啟動測量的門限。UE在測量到TD-LTE鄰區達到異頻頻點高優先級重選門限時，就啟動重選至TD-LTE網絡。將（Threshx,high）設置較低，則可以使終端更多地在TD-LTE小區進行駐留。

2.3 WCDMA基站配置

（1）配置TD-LTE和LTE FDD異系統鄰區關系

配置TD-LTE小區和LTE FDD小區為WCDMA小區的鄰區。

（2）配置TD-LTE和LTE FDD小區重選參數

WCDMA廣播消息中定義了WCDMA當前服務小區和鄰小區的優先級，其中SPriority定義了當前服務小區的優先級，NPriority定義了鄰小區的優先級，SPriority和NPriority的取值范圍均為1至7，取值越大則小區重選優先級越高。WCDMA服務小區中，TD-LTE和LTE FDD小區重選鄰區信息將通過SIB19廣播消息下發給UE。配置WCDMA小區重選優先級（SPriority）為3至5，LTE FDD小區重選優先級（NPriority）為6，TD-LTE小區重選優先級（NPriority）為7。SIB19廣播消息中ThdToHigh定義了WCDMA。對于高優先級的小區重選，SIB19廣播消息中還規定了LTE高優先級小區重選門限ThdToHigh，當終端測量到LTE小區信號大于該門限時，發生WCDMA到LTE的小區重選。

由于對于高優先級TD-LTE或LTE FDD重選，UE是一直在測量的，沒有啟動測量的門限，所以UE在測量到TD-LTE或LTE FDD鄰區達到異頻頻點高優先級重選門限時，就啟動重選至TD-LTE或LTE FDD網絡。由于設置的TD-LTE小區優先級高，終端會優先從WCDMA網絡重選至TD-LTE進行駐留。同時，將配置相應的TD-LTE小區重選門限ThdToHigh（TD-LTE）設置低于LTE FDD小區重選門限ThdToHigh（LTE FDD），也更利于終端在TD-LTE網絡駐留。

3 數據業務優選TD-LTE

當終端處于數據業務連接態，終端在TD-LTE網絡進行數據業務時，通過TD-LTE網絡切換參數的設置來較難觸發TD-LTE到LTE FDD的異頻切換和TD-LTE到WCDMA的異系統切換，使得終端更多地在TD-LTE進行數據業務，當終端移出TD-LTE覆蓋區后再優先進行TD-LTE到LTE FDD的切換，保障用戶數據業務體驗；當用戶在LTE FDD網絡進行數據業務時，通過LTE FDD網絡切換參數設置，使得終端進入TD-LTE網絡覆蓋時較容易觸發LTE FDD到TD-LTE的切換，使終端可以更多地在TD-LTE進行數據業務，同時通過LTE FDD網絡切換參數設置來較難觸發TD-LTE到WCDMA的異系統切換，使得終端更多地在LTE進行數據業務；當用戶在WCDMA網絡進行數據業務時，鑒于目前網絡設備WCDMA數據業務連接態基于覆蓋切換或重定向到LTE方案成熟度較差，終端在WCDMA數據業務結束后，通過小區重選優選TD-LTE進行駐留。

3.1 TD-LTE基站配置

（1）配置LTE FDD異頻鄰區關系

配置LTE FDD小區為TD-LTE小區的鄰區。

（2）配置TD-LTE小區向LTE FDD小區切換觸發事件和參數

配置A5事件為TD-LTE小區向LTE FDD小區切換的事件，即當前TD-LTE服務小區信號質量差到一定門限Tresh1、LTE FDD信號質量高于一定門限Tresh2，發生TD-LTE到LTE FDD的切換。為了使UE在做業務時更多地選擇TD-LTE網絡，可以將A5事件中的Tresh1（TD-LTE信號質量低于一定門限）設置得較低、Tresh2（LTE FDD信號質量高于一定門限）設置得較高，這樣很難觸發TD-LTE小區到LTE FDD小區的切換。

3.2 LTE FDD基站配置

（1）配置TD-LTE異頻鄰區關系

配置TD-LTE小區為LTE FDD小區的鄰區。

（2）配置LTE FDD小區向TD-LTE小區切換觸發事件和參數

配置A5事件為TD-LTE小區向LTE FDD小區切換的事件，即當前LTE FDD服務小區信號質量差到一定門限Tresh1、TD-LTE信號質量高于一定門限Tresh2，發生LTE FDD到TD-LTE的切換。為了使UE在做業務時更多地選擇TD-LTE網絡，可以將A5事件中的Tresh1（LTE FDD信號質量低于一定門限）設置得較高、Tresh2（TD-LTE信號質量高于一定門限）設置得較低，這樣很容易觸發LTE FDD到TD-LTE的切換，使終端可以更快地切換到TD-LTE小區進行服務。

4 語音業務結束后優選LTE

LTE網絡建設初期，語音采用CSFB方案回落到WCDMA網絡進行承載。當語音通話結束后，終端通過FR（Fast Return，快速返回）方案快速回落至LTE網絡，以保障有更好的用戶體驗。當終端在TD-LTE發起語音呼叫時，語音呼叫結束后FR至TD-LTE網絡，之后終端通過小區重選優選TD-LTE或數據業務優選TD-LTE來進行駐留；當終端在LTE FDD發起語音呼叫時，語音呼叫結束后FR至LTE FDD網絡，之后終端通過小區重選優選TD-LTE或數據業務優選TD-LTE來進行駐留。

5 結束語

本文給出了TD-LTE、LTE FDD、WCDMA系統小區重選、數據業務以及語音結束后優選TD-LTE方案和參數配置原則建議，在保障用戶體驗的同時還充分利用2G/3G/4G網絡資源。

[1] 韓志剛,孔力,陳國立,等. LTE FDD技術原理與網絡規劃[M]. 北京: 人民郵電出版社, 2012.

[2] SESIA S, TOUFIK I, BAKER. LTE——UMTS長期演進理論與實踐[M]. 馬霓,鄔鋼,張曉博,等譯. 北京: 人民郵電出版社, 2009.

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[5] 3GPP TS 36.331. Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Radio Resource Control (RRC); Protocol Specifi cation[S]. 2011.

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[9] 3GPP TS 36.413. Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network (E-UTRAN); S1 Application Protocol (S1AP)[S]. 2011.★

李佳俊：工程師，博士畢業于北京交通大學，現任職于中國聯合網絡通信有限公司網絡技術研究院無線技術研究部，主要從事3G和LTE移動通信系統研究工作。

宋甲英：工學博士畢業于北京交通大學，2012至2013年在新加坡南洋理工大學從事博士后研究，現任中國電子學會綠色數據中心項目組項目主管，主要研究方向為無線移動通信和無線自組織網絡的QoS管理、智能照明以及數據中心的能耗分析。

Research on Interoperability of TD-LTE/LTE FDD Hybrid Networking

LI Jia-jun1, SONG Jia-ying2

(1. China Unicom Network Technology Research Institute, Beijing 100048, China; 2. Chinese Institute of Electronics, Beijing 100036, China)

The optimum selection strategy of TD-LTE in TD-LTE/LTE FDD hybrid networking was researched in this paper. On the premise of user experience guaranteed, the strategy fully utilizes 2G/3G/4G network resources. In addition, the strategic recommendations on corresponding parameter confi guration of interoperability for TD-LTE, LTE FDD and WCDMA base stations were presented.

hybrid networking interoperability circuit switched fallback (CSFB)

10.3969/j.issn.1006-1010.2015.08.002

TN929.5

A

1006-1010(2015)08-0010-04

李佳俊,宋甲英. TD-LTE和LTE FDD混合組網的互操作研究[J]. 移動通信, 2015,39(8): 10-13.

2014-12-16

責任編輯：袁婷 yuanting@mbcom.cn