LTE融合組網(wǎng)下FDD/TDD互操作淺析

許舟山，蔣云輝，陳寶生

（1.湖南電信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)分公司，湖南長(zhǎng)沙 410011；2.中國(guó)電信湖南分公司，湖南長(zhǎng)沙 410001）

LTE融合組網(wǎng)下FDD/TDD互操作淺析

許舟山1，蔣云輝1，陳寶生2

（1.湖南電信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)分公司，湖南長(zhǎng)沙 410011；2.中國(guó)電信湖南分公司，湖南長(zhǎng)沙 410001）

文章對(duì)LTE融合組網(wǎng)背景下的FDD/TDD互操作原理、流程進(jìn)行了分析，并在現(xiàn)網(wǎng)中進(jìn)行了多場(chǎng)景下的驗(yàn)證。同時(shí)，提出了優(yōu)化FDD/TDD互操作優(yōu)化的方向。

LTE；互操作；重選；切換

隨著TD-LTE 牌照的發(fā)放，我國(guó)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)正式邁向LTE。3GPP下的LTE制式分為FDD和TDD，其中TDD頻譜利用率高且有政策扶持，而FDD有終端豐富、峰值速率更快等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)中國(guó)電信而言，有必要對(duì)兩種制式研究，進(jìn)行融合組網(wǎng)，為用戶提供無(wú)縫的LTE數(shù)據(jù)體驗(yàn)。

1 TDD/FDD互操作流程

通常，從網(wǎng)優(yōu)角度來(lái)看，互操作主要有開(kāi)機(jī)附著、重選和切換三個(gè)過(guò)程。

1.1 初始附著

按中國(guó)電信要求，在中國(guó)內(nèi)地、中國(guó)澳門(mén)地區(qū)，終端（指上網(wǎng)卡和Mifi）應(yīng)保證每次開(kāi)機(jī)/重啟、每次飛行模式關(guān)閉、每次重選網(wǎng)絡(luò)時(shí)LTE TDD接入優(yōu)先級(jí)都高于LTE FDD。即終端任何一次初始附著，都會(huì)先搜索TDD網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)可用的情況下，優(yōu)選駐留到TDD。

1.2 空閑態(tài)重選

LTE駐留到合適的小區(qū)，在停留一定的時(shí)間后，可進(jìn)行小區(qū)重選的過(guò)程。通過(guò)小區(qū)重選，可以最大程度地保證空閑模式下的UE駐留在合適的小區(qū)。在空閑模式下，通過(guò)對(duì)服務(wù)小區(qū)和臨近小區(qū)測(cè)量值的監(jiān)控，來(lái)觸發(fā)小區(qū)重選。重選觸發(fā)條件的核心內(nèi)容就是：存在有比服務(wù)小區(qū)更好的小區(qū)，且更好小區(qū)在一段時(shí)間內(nèi)都保持最好。這樣既讓UE盡量重選到更好的小區(qū)去，又保證了一定的穩(wěn)定性，避免重選乒乓效應(yīng)。LTE中的小區(qū)重選，分為同頻的小區(qū)重選和異頻的小區(qū)重選（包括不同RAT之間的小區(qū)重選）兩種，TDD/FDD重選則為異頻重選（同eUTRAN系統(tǒng)）。與小區(qū)重選有關(guān)的參數(shù)來(lái)源于服務(wù)小區(qū)的系統(tǒng)消息SIB3、SIB4、SIB5 和 SIB8。

SIB3中包含了小區(qū)同頻和異頻（包括IRAT）重選的信息；SIB4中包含了同頻小區(qū)重選有關(guān)的小區(qū)相關(guān)信息；SIB5中包含了異頻小區(qū)重選有關(guān)的小區(qū)信息，包括異頻小區(qū)列表、頻率等。其中Priority定義了異頻小區(qū)的重選優(yōu)先級(jí)區(qū)。UE基于小區(qū)頻率的優(yōu)先級(jí)，進(jìn)行小區(qū)重選。如果目標(biāo)小區(qū)的優(yōu)先級(jí)比當(dāng)前服務(wù)小區(qū)的優(yōu)先級(jí)高，并且目標(biāo)小區(qū)的S值在時(shí)間ReselectionTimer內(nèi)持續(xù)超過(guò)門(mén)限參數(shù)threshXHigh，那么不管當(dāng)前小區(qū)的S值是多少，UE都會(huì)重選到目標(biāo)小區(qū)；如果目標(biāo)小區(qū)的優(yōu)先級(jí)比當(dāng)前服務(wù)小區(qū)的低，那么只有服務(wù)小區(qū)的S值小于threshServingLow，并且目標(biāo)小區(qū)的S值大于門(mén)限參數(shù)threshXLow，而且持續(xù)的時(shí)間超過(guò)ReselectionTimer后，UE才會(huì)重選到目標(biāo)小區(qū)。FDD/TDD互操作空閑態(tài)重選流程如圖1所示。

1.3 激活態(tài)（業(yè)務(wù)態(tài)）切換

FDD/TDD激活態(tài)切換可分為X2切換和S1切換。

1）X2切換。在接到測(cè)量報(bào)告后需要先通過(guò)X2口向目標(biāo)小區(qū)發(fā)送切換申請(qǐng)，得到目標(biāo)小區(qū)反饋后才會(huì)向終端發(fā)送切換命令，并向目標(biāo)測(cè)發(fā)送帶有數(shù)據(jù)包緩存、數(shù)據(jù)包緩存號(hào)等信息的SNStatus Transfer消息，待UE在目標(biāo)小區(qū)接入后，目標(biāo)小區(qū)會(huì)向核心網(wǎng)發(fā)送路徑更換請(qǐng)求，目的是通知核心網(wǎng)將終端的業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)移到目標(biāo)小區(qū)，X2切換優(yōu)先級(jí)大于S1切換。如圖2所示。

2）S1切換，發(fā)生在沒(méi)有配置X2口的有鄰區(qū)關(guān)系的小區(qū)之間，基本流程和X2切換一致，但所有的站間交互信令都是通過(guò)核心網(wǎng)S1轉(zhuǎn)發(fā)，時(shí)延比X2稍大。如圖3所示。

2 TDD/FDD互操作驗(yàn)證

測(cè)試終端采用華為的E5375數(shù)據(jù)卡，測(cè)試軟件為CDS和Histudio，TDD基站為大唐，F(xiàn)DD基站為華為。

2.1 小區(qū)重選

2.1.1 TDD低優(yōu)先級(jí)向FDD高優(yōu)先級(jí)重選

配置大唐TDD小區(qū)重選優(yōu)先級(jí)為3(低)，F(xiàn)DD小區(qū)重選優(yōu)先級(jí)為6（高）。UE開(kāi)機(jī)后接入到TDD小區(qū)，待UE進(jìn)入空閑態(tài)以后，移動(dòng)UE使UE逐漸遠(yuǎn)離TDD服務(wù)小區(qū)向FDD小區(qū)移動(dòng)，使UE進(jìn)入FDD主覆蓋小區(qū)，移動(dòng)過(guò)程中觀察UE測(cè)量到的TDD和FDD小區(qū)RSRP值，當(dāng)UE測(cè)量到FDD目標(biāo)小區(qū)的RSRP值滿足重選門(mén)限一定時(shí)間后，即觸發(fā)低優(yōu)先級(jí)到高優(yōu)先級(jí)的重選。CDS軟件中事件和信令如圖4所示。

參數(shù)配置見(jiàn)表1。

表1 TDD低優(yōu)先級(jí)向FDD高優(yōu)先級(jí)重選配置表

參數(shù)配置見(jiàn)表2。

表2 TDD高優(yōu)先級(jí)向FDD低優(yōu)先級(jí)重選配置表

2.1.2 TDD高優(yōu)先級(jí)向FDD低優(yōu)先級(jí)重選

置大唐TDD小區(qū)重選優(yōu)先級(jí)為6， FDD小區(qū)重選優(yōu)先級(jí)為3。

UE開(kāi)機(jī)后接入到TDD小區(qū)，待UE進(jìn)入空閑態(tài)以后，移動(dòng)UE使UE逐漸遠(yuǎn)離TDD服務(wù)小區(qū)向FDD小區(qū)移動(dòng)，使UE進(jìn)入FDD主覆蓋小區(qū)，移動(dòng)過(guò)程中觀察UE測(cè)量到的TDD和FDD小區(qū)RSRP值，當(dāng)UE測(cè)量到的TDD服務(wù)小區(qū)RSRP值低于本小區(qū)重選信道要求+異頻測(cè)量門(mén)限，且測(cè)量到的FDD目標(biāo)小區(qū)RSRP值大于(低優(yōu)先級(jí)小區(qū)重選信道要求+服務(wù)頻點(diǎn)門(mén)限)，即觸發(fā)重選。

重選測(cè)量啟動(dòng)條件：本小區(qū)的RSRP <= 小區(qū)選擇最低接收電平 + 異頻測(cè)量啟動(dòng)門(mén)限 +Pcompensation

重選觸發(fā)條件：本小區(qū)的RSRP < 小區(qū)選擇最低接收電平 +服務(wù)頻點(diǎn)低優(yōu)先級(jí)重選門(mén)限+Pcompensation目標(biāo)小區(qū)的RSRP > 小區(qū)選擇最低接收電平 + E-UTRAN頻點(diǎn)低優(yōu)先級(jí)重選門(mén)限 +Pcompensation

CDS軟件中事件和信令如圖5所示。

2.2 激活態(tài)切換

2.2.1 TDD/FDD相同優(yōu)先級(jí)X2切換

配置大唐TDD和FDD站點(diǎn)優(yōu)先級(jí)相同。配置A1、A2、A3事件門(mén)限，進(jìn)行基于相同頻率優(yōu)先級(jí)的X2切換。

UE開(kāi)機(jī)后接入到TDD-LTE小區(qū)并發(fā)起數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。移動(dòng)UE遠(yuǎn)離TDD-LTE小區(qū)并進(jìn)入至鄰FDDLTE小區(qū)，觀察CDS軟件上的TDD和FDD小區(qū)的RSRP值，當(dāng)達(dá)到A2事件門(mén)限后觸發(fā)異頻測(cè)量，再達(dá)到A3事件門(mén)限后，UE上報(bào)A3事件的測(cè)量報(bào)告后即觸發(fā)同優(yōu)先級(jí)X2切換。

事件和信令如圖6所示。

參數(shù)配置見(jiàn)表3。

表3 TDD/FDD相同優(yōu)先級(jí)X2切換配置表

2.2.2 TDD低優(yōu)先級(jí)向FDD高優(yōu)先級(jí)X2切換

配置大唐TDD站點(diǎn)小區(qū)頻率優(yōu)先級(jí)為3， FDD站點(diǎn)小區(qū)頻率優(yōu)先級(jí)為6。配置A1、A2、A4事件門(mén)限，進(jìn)行高頻率優(yōu)先級(jí)的X2切換。

UE開(kāi)機(jī)后接入到TDD-LTE小區(qū)并發(fā)起數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。移動(dòng)UE遠(yuǎn)離TDD-LTE小區(qū)并進(jìn)入至鄰FDDLTE小區(qū)，觀察CDS軟件上的TDD和FDD小區(qū)的RSRP值，當(dāng)達(dá)到A2事件門(mén)限后觸發(fā)異頻測(cè)量，再達(dá)到A4事件門(mén)限后，UE上報(bào)A4時(shí)間的測(cè)量報(bào)告后即觸發(fā)高頻率優(yōu)先級(jí)的X2切換。

事件和信令如圖7所示。

圖7 TDD低優(yōu)先級(jí)向FDD高優(yōu)先級(jí)X2切換信令圖

參數(shù)配置見(jiàn)表4。

表4 TDD低優(yōu)先級(jí)向FDD高優(yōu)先級(jí)X2切換配置表

2.2.3 TDD高優(yōu)先級(jí)向FDD低優(yōu)先級(jí)X2切換

配置大唐TDD站點(diǎn)小區(qū)頻率優(yōu)先級(jí)為6， FDD站點(diǎn)小區(qū)頻率優(yōu)先級(jí)為3。配置A1、A2、A5事件門(mén)限，進(jìn)行低頻率優(yōu)先級(jí)的X2切換。

UE開(kāi)機(jī)后接入到TDD-LTE小區(qū)并發(fā)起數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。移動(dòng)UE遠(yuǎn)離TDD-LTE小區(qū)并進(jìn)入至鄰FDDLTE小區(qū)，觀察CDS軟件上的TDD和FDD小區(qū)的RSRP值，當(dāng)達(dá)到A2事件門(mén)限后觸發(fā)異頻測(cè)量，再達(dá)到A5事件門(mén)限后，UE上報(bào)A5時(shí)間的測(cè)量報(bào)告后，觸發(fā)低頻率優(yōu)先級(jí)的X2切換。

CDS軟件中事件和信令如圖8所示。

圖8 TDD高優(yōu)先級(jí)向FDD低優(yōu)先級(jí)X2切換信令圖

參數(shù)配置見(jiàn)表5。

表5 TDD高優(yōu)先級(jí)向FDD低優(yōu)先級(jí)X2切換配置表

2.2.4 TDD/FDD相同優(yōu)先級(jí)S1切換

配置大唐TDD和FDD站點(diǎn)優(yōu)先級(jí)相同。配置A1、A2、A3事件門(mén)限，進(jìn)行基于相同頻率優(yōu)先級(jí)的切換。配置切換開(kāi)關(guān)為S1切換。

UE開(kāi)機(jī)后接入到TDD-LTE小區(qū)并發(fā)起數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。移動(dòng)UE遠(yuǎn)離TDD-LTE小區(qū)并進(jìn)入至鄰FDDLTE小區(qū)，觀察CDS軟件上的TDD和FDD小區(qū)的RSRP值，當(dāng)達(dá)到A2事件門(mén)限后觸發(fā)異頻測(cè)量，再達(dá)到A3事件門(mén)限后，UE上報(bào)A3時(shí)間的測(cè)量報(bào)告后即觸發(fā)同優(yōu)先級(jí)S1切換。

CDS軟件中事件和信令如圖9所示。

圖9 TDD/FDD相同優(yōu)先級(jí)S1切換信令圖

參數(shù)配置見(jiàn)表6。

表6 TDD/FDD相同優(yōu)先級(jí)S1切換配置表

2.2.5 TDD低優(yōu)先級(jí)向FDD高優(yōu)先級(jí)S1切換

配置大唐TDD站點(diǎn)小區(qū)頻率優(yōu)先級(jí)為3， FDD站點(diǎn)小區(qū)頻率優(yōu)先級(jí)為6。配置A1、A2、A4事件門(mén)限，進(jìn)行高頻率優(yōu)先級(jí)的S1切換。配置切換開(kāi)關(guān)為S1切換。

UE開(kāi)機(jī)后接入到TDD-LTE小區(qū)并發(fā)起數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。移動(dòng)UE遠(yuǎn)離TDD-LTE小區(qū)并進(jìn)入至鄰FDDLTE小區(qū)，觀察CDS軟件上的TDD和FDD小區(qū)的RSRP值，當(dāng)達(dá)到A2事件門(mén)限后觸發(fā)異頻測(cè)量，再達(dá)到A4事件門(mén)限后，UE上報(bào)A4時(shí)間的測(cè)量報(bào)告后即觸發(fā)高頻率優(yōu)先級(jí)的S1切換。

CDS軟件中事件和信令如圖10所示。

參數(shù)配置見(jiàn)表7。

表7 TDD低優(yōu)先級(jí)向FDD高優(yōu)先級(jí)S1切換配置表

2.2.6 TDD高優(yōu)先級(jí)向FDD低優(yōu)先級(jí)S1切換

配置大唐TDD站點(diǎn)小區(qū)頻率優(yōu)先級(jí)為6，F(xiàn)DD站點(diǎn)小區(qū)頻率優(yōu)先級(jí)為3。配置A1、A2、A5事件門(mén)限，進(jìn)行低頻率優(yōu)先級(jí)的S1切換。配置切換開(kāi)關(guān)為S1切換。

UE開(kāi)機(jī)后接入到TDD-LTE小區(qū)并發(fā)起數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。移動(dòng)UE遠(yuǎn)離TDD-LTE小區(qū)并進(jìn)入至鄰FDDLTE小區(qū)，觀察CDS軟件上的TDD和FDD小區(qū)的RSRP值，當(dāng)達(dá)到A2事件門(mén)限后觸發(fā)異頻測(cè)量，再達(dá)到A5事件門(mén)限后，UE上報(bào)A5事件的測(cè)量報(bào)告即觸發(fā)低頻率優(yōu)先級(jí)的S1切換。

CDS軟件中事件和信令如圖11所示。

參數(shù)配置表如表8所示。

表8 TDD高優(yōu)先級(jí)向FDD低優(yōu)先級(jí)S1切換表

3 FDD/TDD互操作結(jié)論

按中國(guó)電信目前的終端策略（網(wǎng)卡和Mifi），開(kāi)機(jī)時(shí)無(wú)論FDD/TDD小區(qū)優(yōu)先級(jí)如何設(shè)置，均優(yōu)先通過(guò)TDD附著到網(wǎng)絡(luò)。

在重選的場(chǎng)景下，TDD配置為低優(yōu)先級(jí)更有利于UE順利重選至FDD；在切換的場(chǎng)景下，TDD配置為低優(yōu)先級(jí)能使終端更快的切換至FDD網(wǎng)絡(luò)；如果TDD配置為高優(yōu)先級(jí)，UE開(kāi)機(jī)后會(huì)優(yōu)先接入TDD。

通過(guò)X2接口進(jìn)行切換的時(shí)延遠(yuǎn)低于S1接口時(shí)延，現(xiàn)網(wǎng)中應(yīng)盡可能配置為X2切換。

4 結(jié)束語(yǔ)

在FDD/TDD融合組網(wǎng)的場(chǎng)景下，根據(jù)運(yùn)營(yíng)商的組網(wǎng)策略，F(xiàn)DD與TDD之間的互操作可以通過(guò)設(shè)置不同的切換門(mén)限、 不同的小區(qū)優(yōu)先級(jí)，來(lái)進(jìn)行針對(duì)性的優(yōu)化，以提升用戶感知。

[1] 沈嘉，索士強(qiáng)，等. 3GPP長(zhǎng)期演進(jìn)（LTE）技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M] .北京：人民郵電出版社，2008.

[2] StefaniaSesia. LTE-UMTS長(zhǎng)期演進(jìn)理論與實(shí)踐[M] . 北京：人民郵電出版社，2009.

Briefly on FDD/TDD interoperability under LTE fusion networking

XU Zhou-shan1, JIANG Yun-hui1, CHEN Bao-sheng2
(1.Hunan Telecom , Network Operation and Maintenance Branch , Changsha , Hunan , China 410011;
2.China Telecom , Hunan Branch , Changsha , Hunan , China 410001）

This paper analyzes the FDD/TDD interoperable principle and process under the background of LTE fusion networking and the multi-scenario verification is also made. At the same time, it puts forward the direction for the FDD/TDD interoperability optimization.

LTE; interoperability; re-selection; switch

10.3969/j.issn.2095-7661.2014.02.006】

TN929.5

A

2095-7661(2014)02-0026-06

2014-05-06

許舟山（1975-），男，湖南岳陽(yáng)人，湖南電信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行維護(hù)分公司工程師，研究方向：數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)優(yōu)化。