2020年度LTE互操作解決方案

LTE互操作解決方

r^i

LTE互操作簡介

目錄

第1章概述.........................................錯誤!未定義書簽?

1.1LTE系統(tǒng)間互操作背景及需求...........................錯誤!未定義書簽。

1.2LTE系統(tǒng)間互操作策略...................................錯誤!未定義書簽。

1.3說明..........................................................錯誤!未定義書簽。

L4LTE系統(tǒng)間互操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)..............................錯誤!未定義書簽。

1.4.1Intra-3GPP系統(tǒng)結(jié)構(gòu).................................錯誤!未定義書簽。

1.4.2LTE與其它非3GPP系統(tǒng)結(jié)構(gòu).....................錯誤!未定義書簽。

1.4.3LTE與HRPD系統(tǒng)結(jié)構(gòu).............................錯誤!未定義書簽。

1.4.4參考點說明...........................................錯誤!未定義書簽。

第2章E-UTRAN與UTRAN之間互操作..............錯誤!未定義書簽。

2.1E-UTRAN->UTRAN互操作............................錯誤!未定義書簽。

2.1.1小區(qū)重選...............................................錯誤!未定義書簽。

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2.1.2E-UTRAN至I」UTRAN重定向......................錯誤!未定義書簽。

2.1.3PS切換.................................................錯誤!未定義書簽。

2.2UTRAN->E-UTRAN互操作.............................錯誤!未定義書簽。

2.2.1小區(qū)重選...............................................錯誤!未定義書簽。

2.2.2重定向.................................................錯誤!未定義書簽。

2.2.3PS切換.................................................錯誤!未定義書簽。

第3章E-UTRAN與GERAN之間互操作....................錯誤!未定義書簽。

3.1E-UTRAN->GERAN互操作............................錯誤!未定義書簽。

3.1.1小區(qū)選擇...............................................錯誤!未定義書簽。

3.1.2E-UTRAN->GERAN重定向......................錯誤!未定義書簽。

3.1.3PS切換.................................................錯誤!未定義書簽。

3.1.4CCOwithNACC......................................................錯誤!未定義書簽。

3.1.5CCO...........................................................................錯誤!未定義書簽。

3.2GERAN->E-UTRAN互操作............................錯誤!未定義書簽。

3.2.1小區(qū)選擇...............................................錯誤!未定義書簽。

3.2.2GERAN->E-UTRAN重定向......................錯誤!未定義書簽。

3.2.3PS切換.................................................錯誤!未定義書簽。

3.2.4CCO過程..............................................錯誤!未定義書簽。

第4章E-UTRAN與HRPD之間互操作......................錯誤!未定義書簽。

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4.1E-UTRAN->HRPD互操作..............................錯誤!未定義書簽。

4.1.1小區(qū)重選...............................................錯誤!未定義書簽。

4.1.2E-UTRAN->HRPD重定向........................錯誤!未定義書簽。

4.1.3PS切換.................................................錯誤!未定義書簽。

4.2HRPD->E-UTRAN互操作..............................錯誤!未定義書簽。

4.2.1小區(qū)重選...............................................錯誤!未定義書簽。

4.2.2重定向.................................................錯誤!未定義書簽。

4.2.3PS切換.................................................錯誤!未定義書簽。

第5章E-UTRAN與cdma1XRTT互操作.............錯誤!未定義書簽。

5.1E-UTRAN->cdma1XRTT互操作......................錯誤!未定義書簽。

5.1.1小區(qū)選擇...............................................錯誤!未定義書簽。

5.1.2E-UTRAN->cdma1XRTT重定向................錯誤!未定義書簽。

5.1.3PS切換.................................................錯誤!未定義書簽。

5.2cdma1XRTT->E-UTRAN互操作.....................錯誤!未定義書簽。

5.2.1小區(qū)選擇...............................................錯誤!未定義書簽。

5.2.2cdma1XRTT->E-UTRAN重定向...............錯誤!未定義書簽。

5.2.3PS切換.................................................錯誤!未定義書簽。

概述

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知識點

LTE系統(tǒng)間互操作背景及需求

?LTE系統(tǒng)間互操作策略

?LTE系統(tǒng)間互操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1LTE系統(tǒng)間互操作背景及需求

由于本文涉及系統(tǒng)間互操作，有必要先對各制式系統(tǒng)的慣

用名稱做一對應(yīng)介紹：LTE對應(yīng)E-UTRAN,UMTS和

HSPA對應(yīng)UTRAN,GSM和EDGE對應(yīng)GERAN,

CDMA對應(yīng)IxRTT,后續(xù)的EVDO等技術(shù)對應(yīng)HRPD。

GERAN：任速業(yè)務(wù)

UTRAN,中任速業(yè)務(wù)

E-UTRAN：高建數(shù)據(jù)'睇

圖1.1-1多制式網(wǎng)絡(luò)覆蓋示意圖

如上圖所示，在LTE系統(tǒng)部署時，3G系統(tǒng)可能是對城市

和郊區(qū)的連續(xù)覆蓋，2G系統(tǒng)則是整個范圍的全覆蓋。為

保證用戶業(yè)務(wù)的連續(xù)性，結(jié)合LTE的進展，需要合理設(shè)置

LTE與3G/2G系統(tǒng)的互操作原則。而且，還需要考慮如何

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最大限度的減少LTE系統(tǒng)的引入給原有的3G/2G系統(tǒng)帶來

的影響。

LTE與3G/2G互操作狀態(tài)遷移圖，如下圖所示。

CCO,Reselection

圖1.1-2E-UTRAstatesandinterRATmobilityprocedures

圖1.1-3MobilityproceduresbetweenE-UTRAandCDMA

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當前考慮LTE與3G/2G系統(tǒng)間互操作場景及需求如下：

第一階段，LTE小規(guī)模應(yīng)用和測試

隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的進一步發(fā)展，某些大城市中心區(qū)域、熱點

地區(qū)將會引入LTE無線網(wǎng)絡(luò)。該階段場景和需求情況可能

是：寬帶internet接入，主要為室內(nèi)靜態(tài)應(yīng)用，終端可能

僅僅是數(shù)據(jù)卡，對于LTE與3G/2G系統(tǒng)間互操作需求小。

在這種LTE部署的初期階段，考慮支持小區(qū)重選和重定向

功能。

第二階段，LTE逐步擴充

隨著無線寬帶業(yè)務(wù)的進一步發(fā)展，LTE網(wǎng)絡(luò)用戶逐步增

加，運營商在這個階段能夠逐步擴充LTE無線網(wǎng)絡(luò)。該階

段場景和需求情況可能是：以數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)為主，終端主要為

數(shù)據(jù)卡以及少量PDA,業(yè)務(wù)覆蓋人口小于40%,對數(shù)據(jù)業(yè)

務(wù)的系統(tǒng)間互操作有強烈需求。在這種LTE部署的中期階

段，考慮支持數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的移動性功能。

第三階段，大規(guī)模應(yīng)用

隨著無線寬帶業(yè)務(wù)的更進一步發(fā)展，LTE將大規(guī)模部署，

覆蓋大部分甚至全部區(qū)域。該階段場景和需求情況可能

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是：對包括語音呼叫的全業(yè)務(wù)支持，涉及各類終端（主要

為手機），業(yè)務(wù)覆蓋人口大于70%,對語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)

務(wù)的系統(tǒng)間互操作有強烈需求。在這種LTE部署的后期階

段，考慮支持語音業(yè)務(wù)移動性功能。

支持LTE與UTRAN/GERAN之間的互操作，需要對

3G/2G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行升級并全面支持與LTE互操作協(xié)議版

本，但網(wǎng)絡(luò)設(shè)備升級會給運營商帶來額外的成本壓力，對

現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備穩(wěn)定性等方面也會帶來影響。采取何種方式

可能需要根據(jù)運營商具體情況進行分析、定制。以下從接

入網(wǎng)角度出發(fā)，提供幾種方式以供參考：

i.3G/2G接入網(wǎng)設(shè)備不升級。由于成本或網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性等其

它原因，運營商不具備網(wǎng)絡(luò)升級條件，此時考慮完全

不對3G/2G接入網(wǎng)設(shè)備進行升級，那么隨著LTE部署

階段的發(fā)展，只能支持LTE到3G/2G網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)重

選、重定向、數(shù)據(jù)及語音的單向切換，而3G/2G到

LTE網(wǎng)絡(luò)只能支持小區(qū)重選。3G/2G到LTE網(wǎng)絡(luò)的小

區(qū)重選是采用“PLMN選擇”方式實現(xiàn)的，即LTE與

3G/2G網(wǎng)絡(luò)采用不同的PLMN,設(shè)置LTE的PLMN為

高優(yōu)先級（如SIM中設(shè)置HPLMN為LTE的

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PLMN),這樣讓用戶在3G/2G與LTE網(wǎng)絡(luò)同覆蓋的

時候，空閑時會優(yōu)先在LTE的PLMN中搜索合適小區(qū)

駐留，從而優(yōu)先使用LTE網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。與下面其它兩種

方式比較，采用“PLMN選擇”方式時，由于UE是以

6分鐘的倍數(shù)(TS36.1224.4.3.3節(jié))周期性地搜索LTE網(wǎng)

絡(luò)，因此3G/2G到LTE網(wǎng)絡(luò)選擇的時間會非常長，用

戶的業(yè)務(wù)體驗可能會比較差。

2.3G/2G接入網(wǎng)設(shè)備進行少量升級。3G/2G接入網(wǎng)設(shè)備升

級支持部分與LTE互操作協(xié)議，該方式能夠支持LTE

與3G/2G網(wǎng)絡(luò)之間的雙向小區(qū)重選、重定向，以及

LTE到3G/2G網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)及語音的單向切換。這種方

式在3G/2G接入網(wǎng)中僅增加廣播信息以及到LTE重定

向功能(包含測量配置)。經(jīng)過在3G/2G網(wǎng)絡(luò)中優(yōu)選

LTE參數(shù)的設(shè)置，在LTE與3G/2G網(wǎng)絡(luò)同覆蓋區(qū)域，

使Idle狀態(tài)的用戶優(yōu)先駐留于LTE網(wǎng)絡(luò)中，優(yōu)先使用

LTE網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。

3.3G/2G接入網(wǎng)設(shè)備進行全面升級。3G/2G接入網(wǎng)設(shè)備全

面升級支持與LTE互操作協(xié)議，這樣能夠支持LTE與

3G/2G網(wǎng)絡(luò)之間的小區(qū)重選、重定向、數(shù)據(jù)的靈活自由

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切換，以及當前協(xié)議定義的LTE到3G/2G網(wǎng)絡(luò)的語音

單向切換。對于3G/2G網(wǎng)絡(luò)到LTE的語音切換，將根

據(jù)標準進展而支持。此方式需要3G/2G接入網(wǎng)除了增

加廣播信息、重定向部分（包含測量配置），還有系

統(tǒng)間切換部分。

下表對上述幾種可能的方式進行了對比說明。

表1.1-1LTE與3G/2G系統(tǒng)間互操作的幾種選擇方式對比

3G/2G接入網(wǎng)設(shè)備3G/2G接入網(wǎng)設(shè)備3G/2G接入網(wǎng)設(shè)備

不進行升級進行少量升級進行全面升級

功能LTE->3G/2G小區(qū)重選JLTE->3G/2G小區(qū)重選VLTE->3G/2G小區(qū)重選J

LTE->3G/2G重定向VLTE->3G/2G重定向VLTE->3G/2G重定向J

LTE->3G/2GPS切換JLTE->3G/2Gps切換JLTE->3G/2Gps切換J

LTE->3G/2G語音切換，LTE->3G/2G語音切換VLTE->3G/2G語音切換J

3G/2G->LTE小區(qū)重選V3G/2G->LTE小區(qū)重選J3G/2G->LTE小區(qū)重選V

3G/2G->LTE重定向X3G/2G->LTE重定向V3G/2G->LTE重定向J

3G/2G->LTEPS切換X3G/2G->LTEPS切換X3G/2G->LTEPS切換J

3G/2G->LTE語音切換X3G/2G->LTE語音■切換X3G/2G->LTE語音切換X

（當前標準不完善，后續(xù)根

據(jù)標準進展而支持）

共同點均涉及核心網(wǎng)設(shè)備升級

3G/2G網(wǎng)絡(luò)不需要任何改動RNC/BSS增加廣播信息和RNC/BSS增加廣播信息、

RNC/BSS設(shè)備重定向信息（包含測量配重定向信息（包含測量配

需要的升級改置）置）、系統(tǒng)間切換流程處理

動

對用戶、運營運營商需要有多個無無

商要求PLMN,用戶需要更換

SIM卡

系統(tǒng)間切換速LTE->3G/2G切換速度快；LTE->3G/2G切換速度快；LTE->3G/2G切換速度快；

度3G/2G->LTE經(jīng)過HPLMN3G/2G->LTE經(jīng)過小區(qū)重3G/2G->LTE切換速度快

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選擇，速度非常慢選或重定位，速度較慢

1.2LTE系統(tǒng)間互操作策略

在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的不同階段或不同網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)成分層結(jié)構(gòu)的情

況下，常常會因為一些原因而進行系統(tǒng)間切換，這些系統(tǒng)

間切換的出發(fā)點不同，所要達到的目的也可能不同。如為

保證業(yè)務(wù)連續(xù)性基于鏈路質(zhì)量的切換、為保證網(wǎng)絡(luò)負載均

衡基于負荷的切換等。以下針對LTE系統(tǒng)間的幾種切換策

略進行說明。

?基于鏈路質(zhì)量的切換：當一個用戶在LTE系統(tǒng)中進行

了呼叫并移動到LTE系統(tǒng)的邊緣，此時其無線鏈路質(zhì)

量變差，如果用戶駐留的E-UTRAN小區(qū)有同覆蓋的

UTRAN/GERAN小區(qū)（按照網(wǎng)絡(luò)規(guī)戈U情況，E-UTRAN

小區(qū)大多是包含在已有UTRAN/GERAN小區(qū)覆蓋范圍

內(nèi)），根據(jù)系統(tǒng)間測量結(jié)果或盲切換實現(xiàn)E-UTRAN到

UTRAN/GERAN的切換。

?基于負荷的切換：當LTE系統(tǒng)負荷較高，滿足進行系

統(tǒng)間負荷均衡的條件時，如果有用戶接入LTE系統(tǒng)，

則LTE系統(tǒng)能夠?qū)⑵渲概傻経TRAN/GERAN小區(qū)中。

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如果LTE系統(tǒng)的負荷繼續(xù)增加，達到了進行負荷控制

的條件時，則對于已經(jīng)在LTE系統(tǒng)中保持呼叫的用

戶，能夠?qū)⑵淝袚Q到UTRAN/GERAN小區(qū)中，以保證

LTE系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此時的切換能夠根據(jù)盲切換來實

現(xiàn)。在LTE建設(shè)初期，用戶相對較少，網(wǎng)絡(luò)負荷較

低，一般不會出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞的情況，不需要考慮LTE

系統(tǒng)間的負荷均衡和負荷控制。隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴大，

用戶數(shù)量迅速增加，網(wǎng)絡(luò)負荷達到一定程度，可能出

現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁塞的情況。此時能夠先考慮經(jīng)過LTE系統(tǒng)內(nèi)

部切換等方式實現(xiàn)負荷均衡。當LTE網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模部

署、覆蓋大多數(shù)用戶時，此時才需要考慮LTE系統(tǒng)過

載時的負荷控制，可經(jīng)過系統(tǒng)間切換的方式，由

UTRAN/GERAN系統(tǒng)來分擔LTE系統(tǒng)的負荷。

?基于業(yè)務(wù)的切換：當一個用戶在LTE系統(tǒng)中發(fā)起一個

語音呼叫，而LTE系統(tǒng)無法提供IMS類型VOIP業(yè)務(wù)

時，能夠考慮將用戶切換到同覆蓋的UTRAN/GERAN

系統(tǒng)中，采用電路域來承載用戶的語音業(yè)務(wù)。

?基于UE移動速度的切換：在LTE小區(qū)和

UTRAN/GERAN小區(qū)構(gòu)成了HCS結(jié)構(gòu)（分層的小區(qū)結(jié)

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構(gòu)）的情況下，為避免對快速移動的用戶進行頻繁的

切換操作，LTE系統(tǒng)能夠?qū)⒃撚脩羟袚Q到覆蓋較大的

UTRAN/GERAN小區(qū)中。

?基于用戶簽約屬性的切換：根據(jù)不同用戶的簽約信

息，在異系統(tǒng)切換的時候可能存在限制某些用戶切換

到某個異系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。核心網(wǎng)經(jīng)過S1接口SPID信息告

知eNodeB該用戶相關(guān)的簽約信息標識，eNodeB根據(jù)

該標識映射為預先定義的不同策略。

?總體策略：在GSM、UMTS、LTE混合組網(wǎng)的場景

下，優(yōu)先選擇LTE網(wǎng)絡(luò)。當LTE網(wǎng)絡(luò)信號質(zhì)量不好，

或負荷較高時，依據(jù)終端能力，CS業(yè)務(wù)盡量優(yōu)選切換

到GSM網(wǎng)絡(luò)，PS業(yè)務(wù)盡量優(yōu)選切換到UMTS網(wǎng)絡(luò)。

1.3說明

本文主要從接入網(wǎng)角度描述系統(tǒng)間切換功能。系統(tǒng)間互操

作還需要相關(guān)各個網(wǎng)元、其它系統(tǒng)的支持：

1.eNB需要支持系統(tǒng)間測量（包括測量GAP）功能；移

動性相關(guān)的判決算法將在RRM算法文檔中說明，不在

本文檔中體現(xiàn)；

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2.EPC支持系統(tǒng)間互操作功能；

3.UTRAN/GERAN.CDMA支持與LTE系統(tǒng)間互操作功

能；

4.暫不包含與核心網(wǎng)相關(guān)的修改升級的具體分析；

5.UE需要支持雙模操作；

6.暫不考慮小區(qū)重選專用優(yōu)先級（E-UTRAN到其它

RAT,或其它RAT至ljE-UTRAN）；

7,暫不包含與核心網(wǎng)相關(guān)IdlemodeSignallingReduction

（ISR）功能的系統(tǒng)間切換描述；

8.3Gpp內(nèi)系統(tǒng)間切換，只考慮SGSN支持3GPPR8接口

（S3/S4接口）的情況，暫不考慮SGSN支持Gn/Gp接

口的情況。

1.4LTE系統(tǒng)間互操作系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.4.1Intra-3Gpp系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

EPS網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)相對于UMTS系統(tǒng)的變化主要體現(xiàn)為以下兩

個方面：一是全IP的扁平化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，而是支持多種

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3GPP、非3GPP無線系統(tǒng)的接入，如GERAN/UTRAN、

E-UTRAN、WLAN、WiMAX、cdma等。

下圖給出了非漫游場景下，UE經(jīng)過E-UTRAN接入EPC

核心網(wǎng)的系統(tǒng)架構(gòu)。其中，PDN-GW可經(jīng)過SGi接入運營

商網(wǎng)絡(luò)，類似于UMTS系統(tǒng)中的GGSN實體，MME則類

似于SGSN控制面，S-GW類似于SGSN實體的用戶面。

PCRF實體負責經(jīng)過Gx接口為PDN-GW提供相關(guān)的測量

控制與計費規(guī)則。

圖1.4-13Gpp接入EPS非漫游架構(gòu)

上圖所示的是S-GW和PDN-GW分離時的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，它

們之間的參考點是S5接口，由于EPC核心網(wǎng)支持多種接

入方式，因此，S-GW與PDN-GW除支持GTP移動性協(xié)

議之外，常常還需要支持MobileIP協(xié)議。當前的3Gpp標

準中，定義了S5接口既能夠采用GTP協(xié)議，也能夠采用

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PMIP協(xié)議。在設(shè)備實現(xiàn)時，為了方便，還能夠采用S-GW

與PDN-GW合一的實現(xiàn)方案，此時，S5接口將被看作內(nèi)

部接口。

用戶除能夠經(jīng)過E-UTRAN接入PDN-GW外，還能夠經(jīng)過

GERAN/UTRAN接入EPC核心網(wǎng)(連接至S-GW),最

終錨定至PDN-GWo由于射頻原因，UE在從E-UTRAN

切換至GERAN/UTRAN時，當前要求UE錨定的PDN-

GW不變，以保證業(yè)務(wù)的無縫體驗。

1.4.2LTE與其它非3GPP系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

為了支持多種非3Gpp接入網(wǎng)接入統(tǒng)一的EPC核心網(wǎng)，能

夠?qū)⑵浞譃榭尚欧?GPP接入和不可信非3GPP接入兩大

類。對于可信非3Gpp接入，UE將直接經(jīng)過非3Gpp接入

網(wǎng)鏈接至PDN-GW,如果是不可信非3GPP接入，UE則

需要經(jīng)過歸屬網(wǎng)絡(luò)可信任的ePDG(evolvedPDG)網(wǎng)關(guān)連

接至PDN-GW實體。

下圖給出了非漫游情形下，UE經(jīng)過非3GPP接入EPC核

心網(wǎng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。

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圖1.4-2非3Gpp采用S2a/S2b接口接入EPS（非漫

游）

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圖1.4-3非3Gpp采用S2c接口接入EPS網(wǎng)絡(luò)(非漫

游)

S2a與S2b接口之間的主要區(qū)別在于，S2a接口對應(yīng)可信非

3Gpp接入，S2b接口對應(yīng)不可信非3Gpp接入。S5接口能

夠基于GTP協(xié)議或PMIP協(xié)議。

1.4.3LTE與HRPD系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

對于E-UTRAN與cdmaHRPD網(wǎng)絡(luò)之間的切換優(yōu)化，在

標準中提供了如下架構(gòu)：在MME和HRPDAN之間添加

了直接接口51()1,基于隧道協(xié)議，透傳終端與目標網(wǎng)絡(luò)的

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信息交互。經(jīng)過源網(wǎng)絡(luò)的透傳，終端發(fā)起到目標網(wǎng)絡(luò)的重

新附著和承載建立過程，這樣能夠保證切換過程對于源和

目的網(wǎng)絡(luò)的影響最小，耦合性最小和業(yè)務(wù)中斷時間最小。

I~u3

圖1.4-4E-UTRAN與cdmaHRPD網(wǎng)絡(luò)的切換優(yōu)化

當前，在標準中提供了E-UTRAN至HRPD網(wǎng)絡(luò)的細化切

換流程和HRPD到E-UTRAN的高層的切換流程。為了減

小切換時業(yè)務(wù)中斷時間，提升用戶體驗，3Gpp在切換過

程中，提出了預注冊階段的概念，這個過程是在決定進行

切換之前完成的，完成時間相對較長，當然，這個過程根

據(jù)網(wǎng)絡(luò)的特性能夠選擇需要或不需要。

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1.4.4參考點說明

EPS網(wǎng)絡(luò)新增了一系列網(wǎng)元實體，從而增加了相應(yīng)的參考

點，各參考點簡要描述如下：

1.Sl-MME：E-UTRAN和MME之間的控制平面參考

點,用于各種控制信令的傳輸，基于S1-AP協(xié)議。

2.Sl-U：E-UTRAN與S-GW間的用戶平面隧道參考點，

也能夠用在切換的時候，額N偶的B間的通路切換，

基于GTP-U協(xié)議。

3.X2：兩個eNodeB之間的參考點，用于支持移動性及用

戶平面的隧道特征，與S1基于相同的用戶平面。

4.S3：MME與2G/3GSGSN之間的參考點，用于不同的

3GPP接入時，交換空閑和激活狀態(tài)的用戶信息和承載

信息，基于GTP-C協(xié)議。

5.S4:S-GW與2G/3GSGSN之間的參考點，執(zhí)行相關(guān)控

制和移動性管理功能。若直接隨到?jīng)]有建立，S4將提

供用戶平面的隧道。該接口既能夠只有信令面接口

(GTP-C),也能夠包括用戶面的接口(GTP-U)o如

果作為信令面的接口，采用GTPV2協(xié)議。如果沒有采

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用“DirectTunnel（直接隧道）”機制,該參考點能夠

用于傳輸用戶面數(shù)據(jù)，采用GTPV1協(xié)議。

6.S5：S-GW與PDN-GW之間的參考點，用于支持這兩

個網(wǎng)關(guān)實體之間的承載管理及用戶平面的隧道，該參

考點應(yīng)用于S-GW和PDN-GW分設(shè)，S-GW建立到

PDN-GW的連接過程以及在用戶移動性管理中S-GW

重定位過程。該參考點基于GTPV2協(xié)議，類似于

SGSN與GGSN之間的Gn節(jié)點。

7.S6a：MME和HSS之間的參考點，用于為用戶接入提

供認證和授權(quán)，基于IETF定義的Diameter協(xié)議。

8.Gx：PDN-GW與PCRF之間的參考點，支持從PCRF

向EPC提供策略控制和計費規(guī)則的傳輸，基于

Diameter協(xié),議。

9.S8：vPLMN中S-GW和hPLMNo中PDN-GW之間的

參考點，支持從PCRF向EPC提供策略控制和計費規(guī)

則的傳輸，基于Diameter協(xié)議。

io.S9：hPCRFID和vPCRF之間的參考點，用于為漫游地

傳輸QoS策略與計費控制信息，以實現(xiàn)系統(tǒng)的本地疏

導功能。該參考點可類比于漫游場景下的Gx接口。

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11.S10：兩個MME之間的參考點，主要用于MME之間

的移動性管理，例如MME間的負載重分配，以及

MME之間的信息傳輸，基于GTPv2協(xié)議。

12.Sil：MME與S-GW之間的參考點，支持承載管理，

如用戶附著或業(yè)務(wù)請求等，基于GTPv2協(xié)議。

13.S12：UTRAN與S-GW之間的參考點，用于UTRAN

和S-GW之間用戶平面數(shù)據(jù)的隧道傳輸，基于GTP-U

協(xié)議，類似于UTRAN與SGSN的lu-PS/Gn-U接口。

14.S13：MME與EIR之間的參考點，用于UE標識符校

驗流程，基于Diameter協(xié)議。

15.Rx：PCRF與AF之間的參考點，用于為PCRF提供業(yè)

務(wù)動態(tài)信息，基于Diameter協(xié)議。例如，對于IMS網(wǎng)

絡(luò)，AF即是指P-CSCF,Rx接口即為PCRF與P-CSCF

之間的接口。

16.SGi：PDN-GW與PDN之間的參考點，其中，PDN能

夠是外部公共數(shù)據(jù)網(wǎng)，也能夠是內(nèi)部私有數(shù)據(jù)網(wǎng)，例

如為運營商的IMS網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)，該參考點是UMTS

系統(tǒng)中Gi參考點的演進。

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17.S101：為MME與HRPDAN之間的接口，用于實現(xiàn)E-

UTRAN與HRPD網(wǎng)絡(luò)之間的預注冊、會話維持及切換

功能。其中，E-UTRAN至HRPD之間經(jīng)過S101隧道

傳輸?shù)腍RPD空中接口消息定義在3GPP2協(xié)議

C.S0087-0中。

18.S103參考點：為S-GW與HSGW（HRPD服務(wù)網(wǎng)關(guān)）

之間的接口，用于從E-UTRAN到HRPD之間切換時的

下行數(shù)據(jù)傳送。S103參考點隧道的建立由S101借口的

信令流程提供。

第2章E-UTRAN與UTRAN之間互操作

知識點

E-UTRAN->UTRAN互操作

?UTRAN->E-UTRAN互操作

2.1E-UTRAN->UTRAN互操作

2.1.1小區(qū)重選

小區(qū)重選對于網(wǎng)絡(luò)側(cè)而言，只需要E-UTRAN配置SIB用

于小區(qū)重選參數(shù)即可，如相關(guān)門限、定時器參數(shù)、測量偏

置等。其它操作都在UE側(cè)完成。

在實現(xiàn)上，小區(qū)重選需要考慮小區(qū)優(yōu)先級。優(yōu)先級是按頻

點區(qū)分的，相同載頻的優(yōu)先級相同，CSG小區(qū)頻點的優(yōu)先

級最高，小區(qū)優(yōu)先級也就是對應(yīng)載波的頻點優(yōu)先級。

小區(qū)重選的原則首先選擇高優(yōu)先級的E-UTRAN小區(qū)，依

次為同頻E-UTRAN小區(qū)、同優(yōu)先級異頻E-UTRAN小

區(qū)、低優(yōu)先級E-UTRAN小區(qū)、3G小區(qū)、2G小區(qū)。該優(yōu)

先級順序也可由運營商根據(jù)實際需要進行配置。

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重選到新小區(qū)的條件主要滿足：1、在時間

TreselectionRAT內(nèi)，新小區(qū)信號強度高于服務(wù)小區(qū)；2、

UE在以前服務(wù)小區(qū)駐留時間超過Iso其中

TreselectionRAT為小區(qū)重選定時器，對于每一種RAT的每

一個目標頻點或頻率組，都定義了一個專用的小區(qū)重選定

時器，當在E-UTRAN小區(qū)中評估重選或重選到其它RAT

小區(qū)都要應(yīng)用小區(qū)重選定時器。

為實現(xiàn)系統(tǒng)間小區(qū)重選需要在

SystemInformationBlockType3中酉己置s-NonlntraSearch（系

統(tǒng)間測量觸發(fā)門限）。E-UTRAN至！JUTRAN的小區(qū)重選

參數(shù)，主要在SystemInformationBlockType6中配置，包含

UTRAN小區(qū)頻點信息和UTRAN鄰小區(qū)相關(guān)信息等。

主要配置參數(shù)如下表所示。

表2.1-1E-UTRAN到UTRAN的小區(qū)重選主要參數(shù)

主要參數(shù)說明

carrierFreqUTRAN下行頻點

cellReselectionPriorityUTRAN小區(qū)重選優(yōu)先級

重選到比服務(wù)頻點優(yōu)先級高的UTRAN小區(qū)

threshX-High

頻點的高門限

重選到比服務(wù)頻點優(yōu)先級低的UTRAN小區(qū)

threshX-Low

頻點的低門限

q-RxLevMinUTRAN小區(qū)中所需要的最小接收電平

p-MaxUTRA上行最大允許傳輸功率

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q-QualMinUTRANFDD小區(qū)重選條件的最小質(zhì)量要求

t-ReselectionUTRAUTRAN小區(qū)重選定時器值

在中速狀態(tài)下的UTRAN小區(qū)重選時間比例

t-ReselectionUTRA-SF-Medium

因子

在高速狀態(tài)下的UTRAN小區(qū)重選時間比例

t-ReselectionUTRA-SF-High

因子

2.1.2E-UTRAN至！JUTRAN重定向

當LTE網(wǎng)絡(luò)基于覆蓋、負荷、業(yè)務(wù)、移動速度等原因，無

法為UE繼續(xù)提供滿足Qos質(zhì)量的服務(wù)時，此時需要考慮

將UE切換到其它網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。在LTE部署初期，能夠考慮

采用重定向方式支持。該功能主要是將UE先從E-

UTRAN網(wǎng)絡(luò)中釋放，經(jīng)過RRC釋放消息(RRC

ConnectionRelease)的redirectioninformation信息中攜帶

UTRAN頻點信息，通知UE重定向到UTRAN網(wǎng)絡(luò)中。這

樣，UE回到Idle狀態(tài)后，根據(jù)LTE網(wǎng)絡(luò)側(cè)指示的

UTRAN頻點信息、，在UTRAN小區(qū)重新發(fā)起接入。

E-UTRAN到UTRAN重定向過程如下圖所示。

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圖2.1-1E-UTRAN至I」UTRAN網(wǎng)絡(luò)重定向

2.1.3PS切換

E-UTRAN到UTRAN的PS切換過程，用于連接狀態(tài)下

UE移動性，被分為兩個階段：準備階段和執(zhí)行階段。

一.準備階段：

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TargetSourceTargetServingTarget

RNCMMESGSNGWServingGW

圖2.1-2準備階段

E-UTRAN到UTRAN的PS切換準備階段過程描述：

1源側(cè)eNB根據(jù)RRM算法（基于覆蓋、負荷、業(yè)務(wù)、

移動速度等原因），判決發(fā)起E-UTRAN到UTRAN

的PS切換過程。

2源側(cè)eNB發(fā)送HandoverRequired消息（攜帶無線相

關(guān)信息）給源側(cè)MME,以請求核心網(wǎng)在目標系統(tǒng)建

立資源。

3源側(cè)MME經(jīng)過消息中切換類型判斷為E-UTRAN到

UTRAN的系統(tǒng)間切換。MME發(fā)起切換資源分配過

程，發(fā)送ForwardRelocationRequest消息給目標

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SGSNo消息內(nèi)容包括MME相關(guān)信息（如IMSL

MME的Address和TEID）以及HandoverRequired消

息攜帶信息（如SourcetoTargetTransparent

Container）。

4目標SGSN判斷S-GW是否需要改變。如果S-GW需

要改變，那么SGSN將選擇出一個目標S-GW,并發(fā)

送CreateBearerRequest消息（如IMSLSGSN的

Address和TEID,PDNGW的Address和TEID）給

該目標S-GW,用以在目標側(cè)建立業(yè)務(wù)承載。

目標S-GW分配本地資源，并返回CreateBearer

Response消息（如S-GW的Address和TEID）給目

標SGSN。

5目標SGSN發(fā)送RelocationRequest消息（如IMSL

安全信息，RAB建立列表，SourceRNCtoTarget

RNCTransparentContainer）給目標RNC,請求建立

無線網(wǎng)絡(luò)資源。

目標RNC根據(jù)RelocationRequest消息中信息分配資

源，并返回RelocationRequestAcknowledge響應(yīng)消息

（如TargetRNCtoSourceRNCTransparent

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Container,RAB建立成功/失敗列表）給目標

SGSNo

6如果為'indirectforwardingJ而且S-GW改變，目標

SGSN發(fā)送CreateBearerRequest消息（如RNC的

Address和TEID）給目標S-GW,用以建立數(shù)據(jù)反傳

承載，從而建立數(shù)據(jù)反傳通道。如果沒有Direct

Tunnel,那么消息中攜帶的為SGSN的Address和

TEIDo

目標S-GW返回CreateBearerResponse響應(yīng)消息（如

S-GW的Address和TEID）給目標SGSNo

7目標SGSN返回ForwardRelocationResponse響應(yīng)消

息（如SGSN的Address和TEID,TargettoSource

TransparentContainer,RAB建立的信息，數(shù)據(jù)反傳的

Address和TEID,S-GW是否改變）給源側(cè)MME。

8如果使用iindirectforwarding）,為建立數(shù)據(jù)反傳通

道，源側(cè)MME將發(fā)送CreateBearerRequest消息

（如數(shù)據(jù)反傳的Address和TEID）給S-GW。S-GW

返回CreateBearerResponse響應(yīng)消息（S-GW數(shù)據(jù)反

傳的Address和TEID）給源側(cè)MME。

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二.執(zhí)行階段

Source?Target?SourceTargetServingTargetPDN

UEHSS

eNodeBRNCMMESGSNGWServingGWGW

ilinkUserPlane

————UplinkandDowspy?.------------

.1.Hand。、erCommand

2.HOfronE-UTRANCommand

、一,

LL.-UTRANluAccess_Prpj：edu.reis

4a.HaneovertoUTRAfJCompkKe

iSendingof；DownlinkUserPlanePDU

(jplinkdatai—————------------------

i

K)ssibleiIfDirectFonwardingapplies

-------------------->

LIfIndiiectForwadingapplies

<-----------<iaTargetSGSNincaseDirectTinnelisnotus

5.RelocaiionComplete卜

6.ForwardRelocationCornjilete

6a.ForwarcRelocationCom)leteAcknowkdge

7.UpdateBeirerRequest

FoServingGWrel)cationSteps7,8and9,8.UpdateEearerReqjest

anjthefollowingIJserPlanepathwillbey(A)

FandledbyTargetServingGWfa.UpdateBearerResponse

.9.UpdateBearerResponsc

UplinkandDovnlinkUserPlaneFDUs(ViaTargetSGSNifDirectTiinnelisnotus

<------------------->刈

10RouteingAreaLpdateprocedure

11.DeleteBeaerRequest

-11b.ReleastResources、B)

1a.DeleteBearerResponse_

12.DeleteBear?r

?--------------------------------------A

圖2.1-3執(zhí)行階段

E-UTRAN至I」UTRAN的PS切換執(zhí)行階段過程描述:

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1源側(cè)MME完成準備階段后，向eNodeB發(fā)送

HandoverCommand消息(如TargettoSource

TransparentContainer,E-RAB前傳列表信息)。

2源側(cè)eNodeB根據(jù)HandoverCommand消息內(nèi)容，發(fā)

送HOfromE-UTRANCommand消息給UE,通知

UE切換到目標網(wǎng)絡(luò)。UE將掛起上行數(shù)據(jù)傳輸。

3Voido

4UE移動到目標UTRANlu(3G)系統(tǒng)而且執(zhí)行切換，

向目標RNC返回HandovertoUTRANComplete響應(yīng)

消息。在目標系統(tǒng)建立的承載，UE將恢復之前掛起

的上行數(shù)據(jù)傳輸。

如果源側(cè)eNodeB與目標RNC之間直連，源側(cè)數(shù)據(jù)

將直接前轉(zhuǎn)到目標RNCo如果源側(cè)eNodeB與目標

RNC之間不存在直連，那么源側(cè)數(shù)據(jù)將經(jīng)過

eNodeB、S-GW、SGSN前轉(zhuǎn)到目標RNC。

5目標RNC返回RelocationComplete給目標SGSN,

以指示目標RNC完成從E-UTRAN到RNC的切換。

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6目標SGSN收到該消息后，說明UE已經(jīng)切換到目標

側(cè)了，這時向源側(cè)MME發(fā)送ForwardRelocation

Complete消息（如S-GW是否改變）。源側(cè)MME將

啟動定時器，用于監(jiān)測源側(cè)eNB釋放，如果S-GW

改變的話，還有源側(cè)S-GW釋放。

MME也會給目標SGSN回ForwardRelocation

CompleteAcknowledge消息。在'indirect

forwarding