TD-LTE和LTE FDD混合组网的互操作研究

李佳俊，宋甲英

（1.中国联合网络通信有限公司网络技术研究院，北京 100048；2.中国电子学会，北京 100036）

TD-LTE和LTE FDD混合组网的互操作研究

李佳俊1，宋甲英2

（1.中国联合网络通信有限公司网络技术研究院，北京 100048；2.中国电子学会，北京 100036）

主要研究了TD-LTE和LTE FDD混合组网下的优选TD-LTE策略，在保障用户体验的同时充分利用2G/3G/4G网络资源，并给出了TD-LTE、LTE FDD以及WCDMA基站互操作相关参数配置策略建议。

混合组网 互操作 电路域回落

1 引言

为确保业务使用在多系统间的连续性，3GPP规范对不同系统间的互操作作了较为完备的规定，可以配置TD-LTE、LTE FDD和WCDMA网络相关参数来使终端优选网络制式进行服务。

为了节约建设成本，TD-LTE和LTE FDD和WCDMA采用共站建设方式。在LTE建设初期，LTE的建设规模要小于WCDMA，所以LTE的覆盖范围也要小于WCDMA。根据目前国内情况，TD-LTE采用Band41（2.6GHz）、LTE FDD采用Band3（1.8GHz）进行混合组网，因此TD-LTE的覆盖范围要远低于LTE FDD。如图1所示：

图1 TD-LTE、LTE FDD和WCDMA的覆盖范围

在上述TD-LTE与LTE FDD混合组网情况下，建议采用以下互操作方案来保障用户体验和网络效率：

（1）优先选择LTE，既充分发挥LTE业务优势，又能在LTE初期覆盖不足时选择2G/3G网络提供补充，保证用户的良好体验。

（2）在TD-LTE和LTE FDD之间优先选择TDLTE，在保障用户体验的同时可以充分利用TD-LTE网络资源。

（3）当UE（User Equipment，用户设备）移出LTE覆盖区后，优先在WCDMA网络驻留/继续业务；若无WCDMA网络则选择GSM，终端一旦重新检测到LTE覆盖，则返回LTE。

（4）采用CSFB（Circuit Switched Fallback，电路域回落）的语音通话结束后，快速返回回落之前终端所处的TD-LTE或LTE FDD网络。

UE驻留策略如图2所示。

2 小区重选优选TD-LTE

当终端处于空闲态，通过TD-LTE、LTE FDD和WCDMA的网络设置，在有TD-LTE覆盖时，终端根据网络下发的小区重选参数和小区重选命令的区域优先选择TD-LTE进行驻留。当无TD-LTE覆盖时，终端根据网络下发的小区重选参数和小区重选命令优先选择LTE FDD网络进行驻留；当无LTE覆盖时，终端根据网络下发的小区重选参数和小区重选命令优先选择WCDMA网络进行驻留；当无LTE和WCDMA覆盖时，终端根据网络下发的小区重选参数和小区重选命令选择GSM网络进行驻留。

2.1 TD-LTE基站配置

（1）配置LTE FDD异频邻区关系

配置LTE FDD小区为TD-LTE小区的邻区。

（2）配置LTE FDD小区重选参数

LTE系统广播消息中的cellReselectionPriority规定了LTE小区重选的优先级，取值范围为1至7，取值越大则小区重选的优先级越高。配置TD-LTE小区重选优先级（cellReselectionPriority）为7，LTE FDD小区重选优先级（cellReselectionPriority）为6，WCDMA小区重选优先级（cellReselectionPriority）为3至5。

没有同频小区或相等优先级TD-LTE小区，TDLTE服务小区信号质量（SServingCell）＜TD-LTE服务频点低优先级重选门限（Threshserving,low）和在TreselectionRAT时间内LTE FDD邻区信号质量（SnonServingCell,x）＞LTE FDD小区重选门限（Threshx,low），且UE在当前小区驻留超过1s时，UE将从TD-LTE小区重选至LTE FDD小区。

为了使UE更多地驻留在TD-LTE小区中，可以将（Threshserving,low）设置为较低值。

2.2 LTE FDD基站配置

（1）配置TD-LTE异频邻区关系

配置TD-LTE小区为LTE FDD小区的邻区。

图2 UE驻留策略

（2）配置TD-LTE小区重选参数

配置TD-LTE小区重选优先级（cellReselectionPriority）为7，LTE FDD小区重选优先级（cellReselectionPriority）为6，WCDMA小区重选优先级（cellReselectionPriority）为3至5。

配置异频频点高优先级重选门限（Threshx,high），由于对于高优先级的重选，UE是一直在测量的，没有启动测量的门限。UE在测量到TD-LTE邻区达到异频频点高优先级重选门限时，就启动重选至TD-LTE网络。将（Threshx,high）设置较低，则可以使终端更多地在TD-LTE小区进行驻留。

2.3 WCDMA基站配置

（1）配置TD-LTE和LTE FDD异系统邻区关系

配置TD-LTE小区和LTE FDD小区为WCDMA小区的邻区。

（2）配置TD-LTE和LTE FDD小区重选参数

WCDMA广播消息中定义了WCDMA当前服务小区和邻小区的优先级，其中SPriority定义了当前服务小区的优先级，NPriority定义了邻小区的优先级，SPriority和NPriority的取值范围均为1至7，取值越大则小区重选优先级越高。WCDMA服务小区中，TD-LTE和LTE FDD小区重选邻区信息将通过SIB19广播消息下发给UE。配置WCDMA小区重选优先级（SPriority）为3至5，LTE FDD小区重选优先级（NPriority）为6，TD-LTE小区重选优先级（NPriority）为7。SIB19广播消息中ThdToHigh定义了WCDMA。对于高优先级的小区重选，SIB19广播消息中还规定了LTE高优先级小区重选门限ThdToHigh，当终端测量到LTE小区信号大于该门限时，发生WCDMA到LTE的小区重选。

由于对于高优先级TD-LTE或LTE FDD重选，UE是一直在测量的，没有启动测量的门限，所以UE在测量到TD-LTE或LTE FDD邻区达到异频频点高优先级重选门限时，就启动重选至TD-LTE或LTE FDD网络。由于设置的TD-LTE小区优先级高，终端会优先从WCDMA网络重选至TD-LTE进行驻留。同时，将配置相应的TD-LTE小区重选门限ThdToHigh（TD-LTE）设置低于LTE FDD小区重选门限ThdToHigh（LTE FDD），也更利于终端在TD-LTE网络驻留。

3 数据业务优选TD-LTE

当终端处于数据业务连接态，终端在TD-LTE网络进行数据业务时，通过TD-LTE网络切换参数的设置来较难触发TD-LTE到LTE FDD的异频切换和TD-LTE到WCDMA的异系统切换，使得终端更多地在TD-LTE进行数据业务，当终端移出TD-LTE覆盖区后再优先进行TD-LTE到LTE FDD的切换，保障用户数据业务体验；当用户在LTE FDD网络进行数据业务时，通过LTE FDD网络切换参数设置，使得终端进入TD-LTE网络覆盖时较容易触发LTE FDD到TD-LTE的切换，使终端可以更多地在TD-LTE进行数据业务，同时通过LTE FDD网络切换参数设置来较难触发TD-LTE到WCDMA的异系统切换，使得终端更多地在LTE进行数据业务；当用户在WCDMA网络进行数据业务时，鉴于目前网络设备WCDMA数据业务连接态基于覆盖切换或重定向到LTE方案成熟度较差，终端在WCDMA数据业务结束后，通过小区重选优选TD-LTE进行驻留。

3.1 TD-LTE基站配置

（1）配置LTE FDD异频邻区关系

配置LTE FDD小区为TD-LTE小区的邻区。

（2）配置TD-LTE小区向LTE FDD小区切换触发事件和参数

配置A5事件为TD-LTE小区向LTE FDD小区切换的事件，即当前TD-LTE服务小区信号质量差到一定门限Tresh1、LTE FDD信号质量高于一定门限Tresh2，发生TD-LTE到LTE FDD的切换。为了使UE在做业务时更多地选择TD-LTE网络，可以将A5事件中的Tresh1（TD-LTE信号质量低于一定门限）设置得较低、Tresh2（LTE FDD信号质量高于一定门限）设置得较高，这样很难触发TD-LTE小区到LTE FDD小区的切换。

3.2 LTE FDD基站配置

（1）配置TD-LTE异频邻区关系

配置TD-LTE小区为LTE FDD小区的邻区。

（2）配置LTE FDD小区向TD-LTE小区切换触发事件和参数

配置A5事件为TD-LTE小区向LTE FDD小区切换的事件，即当前LTE FDD服务小区信号质量差到一定门限Tresh1、TD-LTE信号质量高于一定门限Tresh2，发生LTE FDD到TD-LTE的切换。为了使UE在做业务时更多地选择TD-LTE网络，可以将A5事件中的Tresh1（LTE FDD信号质量低于一定门限）设置得较高、Tresh2（TD-LTE信号质量高于一定门限）设置得较低，这样很容易触发LTE FDD到TD-LTE的切换，使终端可以更快地切换到TD-LTE小区进行服务。

4 语音业务结束后优选LTE

LTE网络建设初期，语音采用CSFB方案回落到WCDMA网络进行承载。当语音通话结束后，终端通过FR（Fast Return，快速返回）方案快速回落至LTE网络，以保障有更好的用户体验。当终端在TD-LTE发起语音呼叫时，语音呼叫结束后FR至TD-LTE网络，之后终端通过小区重选优选TD-LTE或数据业务优选TD-LTE来进行驻留；当终端在LTE FDD发起语音呼叫时，语音呼叫结束后FR至LTE FDD网络，之后终端通过小区重选优选TD-LTE或数据业务优选TD-LTE来进行驻留。

5 结束语

本文给出了TD-LTE、LTE FDD、WCDMA系统小区重选、数据业务以及语音结束后优选TD-LTE方案和参数配置原则建议，在保障用户体验的同时还充分利用2G/3G/4G网络资源。

[1] 韩志刚,孔力,陈国立,等. LTE FDD技术原理与网络规划[M]. 北京: 人民邮电出版社, 2012.

[2] SESIA S, TOUFIK I, BAKER. LTE——UMTS长期演进理论与实践[M]. 马霓,邬钢,张晓博,等译. 北京: 人民邮电出版社, 2009.

[3] 肖清华,毛卓华,凌文杰,等. TD-LTE容量能力综合分析[J]. 邮电设计技术, 2012(4): 36-40.

[4] 3GPP TS 36.304. Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); User Equipment (UE) Procedures in Idle Mode[S]. 2010.

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

[6] 3GPP TS 25.304. User Equipment (UE) Procedures in Idle Mode and Procedures for Cell Reselection in Connected Mode[S]. 2011.

[7] 3GPP TS 25.331. Radio Resource Control (RRC); Protocol Specifi cation[S]. 2012.

[8] 3GPP TS 23.272. Technical Specifi cation Group Services and System Aspects; Circuit Switched (CS) Fallback in Evolved Packet System (EPS)[S]. 2011.

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

李佳俊：工程师，博士毕业于北京交通大学，现任职于中国联合网络通信有限公司网络技术研究院无线技术研究部，主要从事3G和LTE移动通信系统研究工作。

宋甲英：工学博士毕业于北京交通大学，2012至2013年在新加坡南洋理工大学从事博士后研究，现任中国电子学会绿色数据中心项目组项目主管，主要研究方向为无线移动通信和无线自组织网络的QoS管理、智能照明以及数据中心的能耗分析。

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混合组网的互操作研究[J]. 移动通信, 2015,39(8): 10-13.

2014-12-16

责任编辑：袁婷 yuanting@mbcom.cn