系统间切换实现方案分析报告.docx

1、系统间切换实现方案分析报告系统间切换实现方案分析报告项目名称RNC 2.1 RRM项目文档编号DTM 0.301.531 PAR版 本 号V1.0.0作 者王玲 张雷 李勇 王定伟版权所有大唐移动通信设备有限公司本资料及其包含的所有内容为大唐移动通信设备有限公司(大唐移动)所有,受中国法律及适用之国际公约中有关著作权法律的保护。未经大唐移动书面授权，任何人不得以任何形式复制、传播、散布、改动或以其它方式使用本资料的部分或全部内容，违者将被依法追究责任。文档更新记录日期更新人版本备注2005-4-15王玲V0.1.0创建2005-5-10王玲V0.2.0根据评审意见修改2005-5-11王玲V1

2、.0.0修改版本2005-5-27王玲V1.0.0更正文档名称、版本号、页眉目 录1 引言 41.1 编写目的 41.2 预期读者和阅读建议 41.3 参考资料 41.4 缩写术语 42 特性描述 53 特性需求原由 54 功能性描述 54.1 系统间切换算法实现 54.1.1 系统间切换算法基本原理 54.1.2 3A事件说明 64.1.3 系统间切换发起的条件 74.1.4 对现有(系统内)切换算法的影响 74.1.4.1 测量报告的接收 74.1.4.2 目标小区列表的生成 74.1.5 系统间切换算法流程 84.1.5.1 系统间切换算法流程 84.1.5.2 系统间切换测量控制流程

3、104.2 实现中参数配置 104.2.1 测量过程中的相关参数 104.2.2 TD-SCDMA向GSM/GPRS切换中的相关参数 124.2.2.1 重定位过程中的参数 124.2.2.2 Inter-RAT handover from UTRAN过程中的参数 134.2.3 TD-SCDMA向GSM/GPRS小区重选中的相关参数 144.3 系统间切换算法优化分析 155 其它相关特性 151 引言1.1 编写目的本文针对TD-SCDMA与GSM/GPRS系统间切换的实现算法和参数进行了描述，目的在于指导系统间切换的进一步开发实现。1.2 预期读者和阅读建议与RRM相关的所有研究、开发、

4、测试人员；项目经理、部门经理。1.3 参考资料1 系统间切换需求分析报告IUS V1.0.02 系统间切换协议过程IUS V1.0.03 RRM算法概要设计报告IUS V1.2.04 RRM模块概要设计报告IUS V1.2.05 HC动态系统仿真需求报告IUS V1.0.06 3GPP TR 25.931 V4.4.0 “UTRAN Functions, Examples on Signalling Procedures”7 3GPP TS 25.413 V4.10.0 “UTRAN Iu interface RANAP signaling”8 3GPP TS 25.331 V4.13.0 “

5、Radio Resource Control (RRC)”(UTRAN)9 3GPPTS44.018 V4.15.0 “Radio Resource Control (RRC) protocol”(GSM)10 3GPP TS 24.008 V4.12.0 “Core network protocols; Stage 3”11 3GPP TS 29.002 V4.13.0“Mobile Application Part (MAP) specification”12 3GPP TS 34.108 V5.3.0 “Common test environments for User Equipmen

6、t (UE)”13 3GPPTS48.008 V4.10.0 “Mobile-services Switching Centre - Base Station System(MSC - BSS) interface”1.4 缩写术语GSM Global System for Mobile communicationsGPRS General Packet Radio Service2 特性描述本文主要针对TD-SCDMA向GSM/GPRS系统的切换实现进行分析和说明。文中重点在4.1节给出了系统间切换的RRM实现算法，在原有TD-SCDMA系统内切换算法的基础上添加了向GSM/GPRS系统的切

7、换算法。在4.2节中对系统间切换实现的协议过程的相关消息和参数进行分析和说明。在4.3节给出了系统间切换今后进一步优化方向。3 特性需求原由 TD-SCDMA和GSM/GPRS的共网能够扩展覆盖，平衡负荷，降低投资成本。TD-SCDMA与GSM/GPRS的系统间切换，是共网移动性管理不可缺少的一部分。4 功能性描述4.1 系统间切换算法实现TD-SCDMA向GSM/GPRS的系统间切换与系统内的切换不同。由于TD-SCDMA和GSM/GPRS采用不同的无线接入技术，所以表征通信质量的导频接收功率门限值应该有差别。另外基于覆盖的系统间切换时，只有当源3G小区质量比较差，而目标2G小区质量提高到一

8、定程度时才会考虑切换，原因在于向2G系统的切换会导致UE在原3G小区中可以享受到的高速率、多种组合的业务不能申请。系统间切换可能还会有基于负荷的需求，但是考虑到目前设备实现的复杂度和可行性，本文主要针对基于覆盖、单向（TD-SCDMA向GSM/GPRS）的系统间切换算法进行设计。4.1.1 系统间切换算法基本原理当UE由TD-SCDMA小区向GSM/GPRS小区移动时，通常可以利用接收导频功率信息估计UE移动的趋势。当源小区的PCCPCH RSCP降低，而邻小区的GSM Carrier RSSI增大时说明UE正在向TD-SCDMA和GSM/GPRS的小区交界处靠近，当UE移动到交界处时会在一段

9、时间T内持续满足下面的条件： （公式1）如图1示，UE需要在t1之后同时对源小区和邻GSM/GPRS小区的导频进行监测，获得GSM Carrier RSSI和PCCPCH RSCP的测量结果，并在t2时刻向网络端上报测量结果。 图1 测量原理此时，需要进行系统间切换。具体协议中支持的系统间测量及上报准则参见18，其中考虑到设备的负荷，算法实现中可以选择3A事件触发的测量报告准则。如果源小区的周围有多个GSM/GPRS小区，则需要建立GSM/GPRS目标小区列表，列表中目标小区按照GSM Carrier RSSI由高到低降序排列，且每个目标小区的GSM Carrier RSSI必须满足： （公式

10、2）其中，AddGSMTH为门限值。如果源小区的周围既有TD-SCDMA小区，又有GSM/GPRS小区，则生成TD-SCDMA目标小区列表和GSM/GPRS目标小区列表，总的目标小区列表为图2：图2 总的目标小区列表结构将所有GSM/GPRS目标小区安排在TD-SCDMA目标小区之后，即当系统内有小区满足切换条件时优先考虑系统内切换，否则才会进行系统间切换。4.1.2 3A事件说明3A事件应用于当服务小区服务质量低于一定门限，而相邻GSM/GPRS小区的服务质量高于一定门限时触发。公式3： 公式4： 公式5： 公式6： 当公式3和公式4在Time to trigger指定时间内持续同时满足，则

11、UE将Inter-RAT cell id 或者BCCH ARFCNs 存储在TRIGGERED_3A_EVENT中，并触发上报3a事件，测量报告结果按照质量估计值的大小降序排列。当满足公式6时，将相应小区的Inter-RAT cell id 或者BCCH ARFCNs从TRIGGERED_3A_EVENT中删除。当满足公式5时，清空TRIGGERED_3A_EVENT。公式中的具体参数说明见表1。表1 3A事件中参数说明参数名称取值范围含义QTD-SCDMA实际值范围:-115 .-25 dBm协议值范围: Integer (0.91)PCCPCH RSCP测量结果，并由mW转化为dBm。TT

12、D-SCDMAInteger (-115.0) dBmUE接收服务小区导频功率的绝对门限值。MotherRAT实际值范围: 110.48 dBm协议值范围: Integer (0.63)GSM carrier RSSI测量结果，并由mW转化为dBm。TotherRATInteger (-115.0) dBmUE接收相邻GSM/GPRS小区载频功率绝对门限值。CIOotherRATInteger (-50.50 ) dB相邻GSM/GPRS小区的偏移量。H3aReal(0.7.5 by step of 0.5)3a事件的回差参数。TInteger(0, 10, 20, 40, 60, 80, 1

13、00, 120, 160, 200, 240, 320, 640, 1280, 2560, 5000) ms3a事件的持续时间。4.1.3 系统间切换发起的条件系统间切换从设备开发和协议实现的角度考虑需要设置开关和限制条件，具体如下：(1) 需要在操作维护设置系统间切换算法开关，该开关与网络规划和测试需求有关系。(2) 系统间切换判决中UE的业务要求（与GSM/GPRS系统的支持程度有关系）：a） UE只有01个CS域的业务；b） 或者UE只有0多个PS域业务；c） 或者UE有01个CS域的业务0多个PS域业务；且不同业务类型的最大保证比特速率要求小于等于data_TH，默认取值会话类和流类为

14、data_TH43.5 kbps，交互类和背景类为data_TH0 kbps；(3) UE支持GSM的双模终端。注1：“0个CS域的业务”代表Iu口存在CS域的信令连接，但是没有业务建立；“0个PS域的业务”代表Iu口存在PS域的信令连接，但是没有业务建立；“0个CS域的业务+0个PS域的业务”代表Iu口同时存在PS域和CS域的信令连接，但是没有业务建立；也就是说，系统间切换发起前提是Iu口存在至少一个域的信令连接（下同）。注2：这里认为目标GSM小区，是升级并具备GPRS能力的小区，因此未设置对PS域业务切换限制的开关。4.1.4 对现有(系统内)切换算法的影响4.1.4.1 测量报告的接收

15、切换算法所接收到的测量由原来的三种情况5改变为四种情况：(1) 同频测量事件（1G），获得“Intra-frequency measured results list”、以及附加上报的 “Inter-frequency measured results list”；(2) 异频测量事件（2A），获得“Inter-frequency measured results list”、以及附加上报的“Intra-frequency measured results list”；(3) RLS触发（5A、可能EVENT F），获得附加或者周期上报的“Intra-frequency measured re

16、sults list”、“Inter-frequency measured results list”、“Inter-RAT measured results list”；(4) 系统间测量事件（3A），获得“Inter-RAT measurement”、以及附加的“Intra-frequency measured results list”、“Inter-frequency measured results list”可以看出，系统间切换由3A事件和RLS算法触发，由于接收导频功率较低和UE链路质量恶化都可能导致向GSM/GPRS的系统间切换。4.1.4.2 目标小区列表的生成在3A事件触发

17、的测量报告中，“Measured results”包含有Intra-frequency measured results list、Inter-frequency measured results list和Inter-RAT measured results list三个列表，RNC根据切换算法形成目标小区列表，需要添加GSM/GPRS目标小区：(1) 不包括本小区；(2) 列表中TD-SCDMA系统内的每个小区的导频强度至少比本小区高RelativeTH；(3) 列表中TD-SCDMA系统内的每个小区的导频强度不能低于AddTH；(4) TD-SCDMA目标小区根据导频强度由高到低排序，形

18、成TD-SCDMA目标小区列表。(5) 列表中每个GSM/GPRS小区的GSM carrier RSSI不能低于AddGSMTH；(6) GSM/GPRS目标小区的GSM carrier RSSI按照由高到低排序，形成GSM/GPRS目标小区列表，置于TD-SCDMA目标小区列表后，形成最终的目标小区列表。4.1.5 系统间切换算法流程系统间切换过程主要包括系统间切换测量控制过程、系统间切换判决过程（判决算法和目标小区列表生成）、系统间切换执行过程。4.1.5.2节对系统间切换测量控制过程进行了描述，4.1.5.1节给出了系统间切换判决过程的设计，系统间切换执行过程参见2。4.1.5.1 系统

19、间切换算法流程如图3所示，切换算法接收到的测量报告包括1G、2A、3A或者RLS触发并携带的测量结果，其中可能引起系统间切换的测量报告包括3A事件和RLS触发并携带的测量结果。切换算法接收到这两种测量报告中任何一种，都会在系统间切换算法开关打开的情况下，考虑是否向GSM/GPRS系统切换。假如同RNC内的TD-SCDMA目标小区资源配置不成功、或者无TD-SCDMA目标小区存在，但是在目标小区列表中存在GSM/GPRS目标小区，则判决进行系统间切换。其中目标小区列表的生成原理和过程见4.1.1节和4.1.4.2节。与TD-SCDMA系统内切换时目标小区列表生成类似，只是需要在测量报告存在“In

20、ter-RAT measured results list”时，添加符合要求的GSM/GPRS目标小区，并认为GSM/GPRS目标小区的优先级低于TD-SCDMA目标小区。向GSM/GPRS系统切换的执行过程包括：对于CS域或者CS域PS域存在信令连接、业务的UE，执行Inter-RAT handover from UTRAN过程，即系统间的重定位过程；对于存在单独PS域信令连接、业务的UE，执行Inter-RAT cell change order from UTRAN过程，即网络端触发的小区重选过程。”图3 系统间切换算法流程其中系统间切换判决算法与测量控制的门限有关系，触发测量上报的条件

21、要求与4.1.1节要求一致。注3：这里提到的网络端触发的小区重选过程，在一些文档中也称为“小区更改过程”。注4：该文档定位在UE处于CELL_DCH状态时的系统间切换实现分析。在协议中，对于处于CELL_FACH状态的UE可以采用Inter-RAT cell reselection from UTRAN过程（即UE自己触发的小区重选过程），也可以采用Inter-RAT cell change order from UTRAN过程（即网络端触发的小区重选过程）。认为采用由UE自己触发的Inter-RAT cell reselection from UTRAN过程可能较好些，这样可以避免UTRAN

22、与UE消息交互的时延对切换带来的影响。4.1.5.2 系统间切换测量控制流程系统间切换过程中还需要添加系统间切换算法开关和考虑UE能力查询的过程，建议放在测量控制流程中考虑，如图4所示。图4 系统间切换相关测量控制流程根据小区规划的结果或者测试的要求，设置系统间切换算法开关。如果该开关打开且RNC获取到UE具备支持GSM能力，则对进入CELL_DCH的UE发起系统间切换的测量控制过程；否则，不会发起系统间的测量控制，也就意味着不会向GSM/GPRS系统切换。RNC需要根据UE CAPABILITY INFORMATION中的相关信息，UE radio access capability UE

23、multi-mode/multi-RAT capability UE multi-mode/multi-RAT capability Support of GSM，最终获取“Support of GSM”能力，如果为TRUE，说明UE支持GSM。UE能力中添加支持GSM频段能力的指示，原因在于目前CS域业务向GSM/GPRS系统切换消息HANDOVER FROM UTRAN COMMAND中仅支持GSM/DCS 1800 band或者GSM/PCS 1900 band。UE的系统间测量是系统间切换的一个遗留问题1。在FDD中可以采用压缩模式来解决，但是对于TDD系统来说，UE除了能够采用有限的

24、空闲时隙进行系统间测量外，没有更多的保障机制。因此，在一些情况下UE可能根本无法进行系统间测量。4.2 实现中参数配置4.2.1 测量过程中的相关参数假设有3个测量M_ID1、M_ID2、M_ID3分别对应同频测量、异频测量和系统间测量。原TD-SCDMA系统内的1G/2A测量控制配置参数不变；5A或者EVENT F事件的测量控制，需要增加附加测量M_ID3；3A事件的测量控制，在MEASUREMENT CONTROL消息中选择添加“Inter-RAT measurement”IE：1 “Inter-RAT measurement objects list”中配置相邻GSM小区信息，见表2。表

25、2 相邻GSM小区信息Information Element/Group nameNeedMultiType and referenceNew inter-RAT cells MP1 to OPInter-RAT cell idOPInteger(0 . - 1)CHOICE Radio Access TechnologyMPGSMCell individual offsetMPInteger (-50.50 )Cell selection and re-selection infoOPCell selection and re-selection info for SIB11/12（用于小区

26、重选）BSICMPBSIC 10.3.8.2Band indicatorMPEnumerated (DCS 1800 band used, PCS 1900 band used)BCCH ARFCNMPInteger (0.1023)其中，Cell individual offset对应公式4和6中的CIOOtherRAT。这些参数的配置需要根据具体网络规划的结果，并由操作维护配置。2 “Inter-RAT measurement quantity”中配置本小区和相邻GSM小区测量量信息，见表3。表3 本小区和相邻GSM小区测量量信息Information Element/Group name

27、NeedMultiType and referenceMeasurement quantity for UTRAN quality estimateOPFilter coefficientMPMeasurement quantity listMP1 to 4Measurement quantityMPEnumerated(Primary CCPCH RSCP, Pathloss, Timeslot ISCP)CHOICE systemMPGSMMeasurement quantityMPEnumerated(GSM Carrier RSSI)Filter coefficientMPFilter

28、 coefficientBSIC verification requiredMPEnumerated(required, not required)“Measurement quantity for UTRAN quality estimate”中配置本小区测量量为“Primary CCPCH RSCP”，相邻GSM小区测量量为“GSM Carrier RSSI”，建议BSIC verification required配置为“required”。3 “Inter-RAT reporting quantity”中配置测量报告量指示信息，见表4。表4 测量报告量指示信息Information E

29、lement/Group nameNeedMultiType and referenceCHOICE systemMPGSMObserved time difference to GSM cell Reporting indicatorMPBooleanGSM Carrier RSSI Reporting indicatorMPBoolean目前算法中没有用到Observed time difference to GSM cell测量，所以“Observed time difference to GSM cell Reporting indicator”可以配置为“FALSE”。而GSM Ca

30、rrier RSSI Reporting indicator配置为“TRUE”。4 选择“Inter-RAT measurement reporting criteria”，并配置3A事件测量参数见表5。表5 3A事件测量参数Information Element/Group nameNeedMultiType and referenceParameters required for each eventOP1 to Inter-RAT event identityMP选择3a, 3b, 3c, 3dThreshold own system用于3a事件Integer (-115.0)W用于3a事件Real(0, 0.1.2.0 by step of 0.1)Threshold other system用于3a, 3b or 3c事件