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GSM到TD、LTE重选时延专题报告


GSM到TD/LTE重选时延专题研究

北京移动项目组

2014-10-21

Nsn:宋肖华
1 26/11/2015 Confidential ? Nokia 2014

概 述
专题开展背景
目前网络采用GSM/TD/LTE3个系统融合-语音采用GSM/TD承载

, 数据优先使用LTE/TD承载的模式。目前LTE网络覆盖未完善,LTE与 GSM之间的业务体验落差过大,会直接拉低用户感知,因此在加快LTE 网络建设的同时,尽量缩短GSM重选到LTE时延的工作迫在眉睫!

优化效果总结
选取北京地铁五号线从惠新西街北口至宋家庄地下段共31个GSM小区 进行试验。结果如下: 空口系统消息跟踪:
方案 关闭NACC 方案 调整前 调整后 SI2quater SI2quater数 数目 目 8段 6段 4段 2段 \ 6段 4段 2段 2段 \ 减少SI2Q 段数 2段 2段 2段 \ \ BCCHExt BCCH 模式下理 normal下理 论减少时 论减少时间 间 7.334s 3.667s 7.334s 7.334s \ 5s 3.667s 3.667s 减少SI2Q 段数 *1.883秒 5s

分析/优化方法
GSM到TD/LTE的重选过程,经历五步:1,接收系统消息,2, 测量和判决 3,随机接入。4,位置更新,5,信道释放。其中3~5总 时延一般在1s以内,优化空间不大。主要的时延的优化工作集中在 对接收系统消息、测量和判决上。 优化系统消息时延: ? 关闭NACC ? 精减GSM到TD和LTE的邻区频点

关闭NACC功能 从8个TD频点减 少到3个频点 精减LTE频 从6个LTE频点 点 减少到1个 打开小区 开启扩展 extended Bcch BCCH 功能 调整测量保 T_reselection 持时长 从10s到5s 精减TD频点

路测结果分析:
方案 原始 调整 T_reselection 关闭NACC 精减频点 开启扩展 BCCH 具体方案 无操作 TIMEH从10s到5s 关闭BSC NACC功能 TD频点从8个精减到3个、LTE 频点从6个精减到1个 打开小区extended Bcch功能 重选时长 4 4 s 左右 3 8 s 左右 3 3 s 左右 1 2 s 左右 8 s 左右

优化测量和判决:
2 26/11/2015 ? Nokia 2014 ? 调整测量保持时长T_reselection Confidential

? 开启扩展BCCH

通过对异系统消息和测量判决的专题优化,重选时延从最 初44s降低至8s左右,大大降低了用户在GSM网络上的等待时 间,提升了用户感知。后续可以将成果逐渐向全网推广

? 优化系统重选参数

目录
01 异系统重选流程分析

02

重选时延的分析与优化

03

重选时延优化成果展示

04
3 26/11/2015 Confidential ? Nokia 2014

互操作参数优化建议值

GSM到TD、LTE重选流程
GSM到TD、LTE重选流程 无论是GSM到TD-SCDMA还是到LTE网络的小区重选,其基本流程都是相似的,可以分为下图的基本步骤:

4 26/11/2015 Confidential

可以看出,跨制式小区重选的基本流程包含接收系统消 息、测量和判决、随机接入过程、RAU/TAU以及信道 释放过程等步骤。
? Nokia 2014

第一步:接收系统消息: ? 接收系统消息是进行小区重选的第一步。GSM到TD、 LTE的重选通过System Information Type 2quater下发 异系统相邻小区的信息。 第二步:测量和判决: ? 由于涉及多个制式,在LTE中引入了频点的优先级,让 优先级高的频点优先测量。当多模终端发现当前驻留小 区的信号强度下降并达到异系统测量门限后,根据系统 广播将启动异系统测量,如果测量后相邻小区的强度满 足小区重选要求,则启动小区重选工作。 第三步:随机接入 ? 多模终端小区重选后根据频点同步到新小区后,接收新 小区系统广播,获得接入参数进行随机接入,接入TD、 LTE的消息为RRC Connect Request。 第四步:位置更新: ? 待机状态下,多模终端基于跟踪区(TA)进行RA或者TA 的更新,简称RAU以及TAU。 第五步:信道释放: ? 完成RAU和TAU流程后,终端驻留到新系统中,终端和 基站释放相应的信道,完成小区重选。

GSM到TD、LTE重选测量启动及判决
? 异系统测量启动




异系统频率优先级高于服务小区,或
异系统频率优先级低于/等于服务小区,服务GSM小区RLA_C低于Thresh_priority_search

?

重选判决准则 – 重选至高优先级RAT ? – 高优先级异系统小区的S_non-serving_xxx持续T_reselection大于Thresh_xxx,向高优先级重选

重选至低优先级RAT

?

当前小区及系统内小区的S_serving 低于 Thresh_serving_low时,满足以下条件时可进行重选:
1. 低优先级异系统频率的S_non-serving_xxx持续T_reselection大于Thresh_xxx 2. 如果没有小区满足条件1,且S_non-serving_xxx大于S_serving + hysteresis (H_Prio)

5 26/11/2015 Confidential

?

? Nokia 2014

重选时应保证UE已在GSM小区驻留5s以上

目录
01 异系统重选流程分析

02

重选时延的分析与优化

03

重选时延优化成果展示

04
6 26/11/2015 Confidential ? Nokia 2014

互操作参数建议值

GSM到TD/LTE重选时延优化方案一
系统消息2Quater结构的研究
在BCCH上广播的系统消息,只有SI2Quater是分段传输的如SI2Quater内容 分多次发送,对系统消息读取时间耗时最长。 北京移动GSM目前系统消息2Quater段数为8条
北京 SI2quater分段数 8 第一段 GPRS_BSIC_Description相关内容 第二段 GPRS_BSIC_Description相关内容 第三段 3个3G邻区频点描述 第四段 4个3G邻区频点描述 每段内容 第五段 1个3G频邻区点描述 第六段 2个LTE邻区频点,GPRS 3G Measurement Description 第七段 4个LTE邻区频点描述 第八段 优先级和LTE参数描述
14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 14-10-11 17:14:21.552 17:14:22.929 17:14:23.139 17:14:24.867 17:14:25.101 17:14:26.548 17:14:26.984 17:14:28.632 17:14:28.868 17:14:30.515 17:14:30.752 17:14:32.398 17:14:32.398 17:14:32.633 17:14:34.284 17:14:34.518 17:14:36.164 17:14:36.399 17:14:37.931 17:14:38.121 17:14:39.931 17:14:39.988 17:14:41.815 17:14:41.978 17:14:43.383 17:14:43.697 17:14:43.697 17:14:43.932 17:14:45.580 17:14:45.747 17:14:47.463 17:14:47.698 17:14:49.333 17:15:00.689 17:15:00.689 17:15:00.689 17:15:00.689 17:15:00.725 17:15:00.785 DL DL DL DL DL DL DL DL DL DL DL DL DL DL DL DL DL DL DL DL DL DL DL DL DL DL DL DL DL DL DL DL DL UL DL UL UL DL UL System Information Type 3 System Information Type 2quater System Information Type 2ter System Information Type 13 System Information Type 2ter System Information Type 2quater System Information Type 2ter System Information Type 13 System Information Type 2ter System Information Type 2quater System Information Type 2ter System Information Type 13 Paging Request Type 3 System Information Type 2ter System Information Type 2quater System Information Type 2ter System Information Type 13 System Information Type 2ter System Information Type 2quater System Information Type 2ter System Information Type 13 System Information Type 2ter System Information Type 2quater System Information Type 2ter Paging Request Type 2 System Information Type 13 Paging Request Type 2 System Information Type 2ter System Information Type 2quater System Information Type 2ter System Information Type 13 System Information Type 2ter System Information Type 2quater 消息ID:2147426154 System Information Block Type 1 Tracking area update request RRC Connection Request RRC Connection Setup RRC Connection Setup Complete

当2quarter系统消息读取完整后,开始按照重选参数设置要求对TD小区和 LTE小区进行重选测量,按照协议规定重选测量条件必须保持T_reselection 后,UE才能对异系统重选进行判决。

北京移动 GSM目前系统消息 2Quater段数为8~10条 7 26/11/2015 ? Nokia 2014
Confidential

GSM到TD/LTE重选时延优化方案一
系统消息2Quater的精减方案
此次选取北京地铁五号线从惠新西街北口至宋家庄地下段共31个 GSM小区进行试验。方案如下: ? 方案1) 关闭BSC 的NACC功能
方案 方案 调整前 调整后 BCCHExt模 减少段数 少时间 2段 2段 2段 7.334s 7.334s 7.334s BCCH 论减少时间 3.667s 3.667s 3.667s

SI2quater数目 SI2quater数目

式下理论减 normal下理

? 方案2) 精减GSM→TD的邻区频点,将TD频点从8个减少
到3个(五号线地铁地下为3个 TD频点覆盖) ? 方案3) 精减GSM→ LTE的邻区频点,将LTE频点从6个减少 到1个(五号线地下为F频段38350覆盖)
SI2quater 变化如右图

关闭NACC 精减TD频点 精减LTE频点

关闭NACC功 能 从8个TD频点 减少到3个频点 从6个LTE频点 减少到1个

8段 6段 4段

6段 4段 2段

方案分别实施前后进行测试和跟踪空口系统消息变化,统计终端从接
收第一条系统消息2Quater到开始TAU Request的时长。结果如下:

方案 原始 关闭NACC

具体方案 无操作 关闭BSC NACC功能 TD频点从8个精减到3个 精减频点 、LTE频点从6个精减到1 8 26/11/2015 ? Nokia 2014 Confidential 个

重选时长 38s左右 33s左右 12s左右

? 初始状态的重选需要38s左右。 ? 关闭NACC后,重选时长减少5s 左右 ? 精减TD和LTE频点后,重选时延 减少21s。

GSM到TD/LTE重选时延优化方案二
重选时延相关参数的研究优化
? 异系统重选时延=读取系统消息2quarter的时长+测量保持时 长T_reselection。通过减少读取系统消息2quater时长和减少 测量保持时长T_reselection均可减少重选时延。 一:开启extended Bcch功能 按照协议描述 45002中6.3.1.3节的规定,系统消息在BCCH上 的发送时机是相对固定的:
?

二:优化测量保持时长T_reselection参数 NSN中默认的GSM重选到TD、LTE的T_reselection参数

TIMEH默认值为1(10秒),建议优化调整至到5秒,即测量
到的邻区电平强度维持重选条件5s后将触发重选。

当BCCH Normal方式发送时,发送1条SI2Quater的平均时间 3.667s. 当BCCHExt方式发送时,下发SI2Quater的周期直接缩短为原 来的一半,即1.883s 开启BCCH EXT(扩展广播信道)时,两条System Information

?

2 Quarter下发时间间隔由3.776s缩短到1.883s:
方案 具体方案 重选时长 12s左右 8s左右

正常情况下,GSM回TD异系统重选时长范围为:7s~13s, GSM回LTE重选时长范围为7s~20s。

BCCH 9 26/11/2015 ? Nokia 2014 Normal 2条 SI2quater Confidential extended BCCH

GSM到TD/LTE重选时延优化方案二
重选门限相关参数的分析优化
在2G/4G互操作场景下,从2G到4G的重选时,当MS在全部满足 下面3个条件保持T_reselection(5s)就可以重选到LTE小区: ? 1) LTE频点优先级高于GSM服务小区 ? 2) 手机解读SI2Quater消息,提取LTE频点进行扫描 ? 3) RSRP>QRXLEVMINE+HPRIOTHR。即,该邻近小区的 RSRP高于设定值。 目前北京移动设置的频点测量优先级策略为: 测量和重选门限设置: 在GSM网络下不对低优先级进行测量。占用GSM网络时手 机对邻区的测量情况如下:

手机能力 GSM TD LTE R8以上 一直测量 一直测量 一直测量 R8以下 一直测量 根据QSRP/QSRI门限选择测量 无
GSM重选到异系统的门限设置如下:

网络 优先级

GSM 1

TD 3

LTE 7

GSM

即LTE优先级最高,应优先测量高优先级的频点。GSM最低,在 GSM网络下不对低优先级进行测量。占用GSM网络时手机测量 情况如下:
10 26/11/2015 Confidential ? Nokia 2014

网络 TD LTE

重选门限 偏置 -115dbm 24/30db -124dbm 8db

可以根据网络覆盖情况,对重选门限和偏置进行适当的优化调 整。

目录
01 异系统重选流程分析

02

重选时延的分析与优化

03

重选时延优化成果展示

04
11 26/11/2015 Confidential ? Nokia 2014

涉及互操作参数建议值

GSM到TD/LTE重选时延效果
优化方案效果展示
方案 关闭NACC 方案 调整前 调整后 SI2quater SI2quater数 数目 目 8段 6段 4段 2段 \ 6段 4段 2段 2段 \ 减少SI2Q 段数 2段 2段 2段 \ \ BCCHExt 模式下理 论减少时 间 7.334s 7.334s 7.334s \ 5s BCCH normal下理 论减少时间 3.667s 3.667s 3.667s 减少SI2Q 段数 *1.883秒 5s

关闭NACC功能 从8个TD频点减 精减TD频点 少到3个频点 精减LTE频 从6个LTE频点 点 减少到1个 打开小区 开启扩展 extended Bcch BCCH 功能 调整测量保 T_reselection 持时长 从10s到5s

关闭BSC NACC功能 TD频点从8个精减到3个、LTE 精减频点 频点从6个精减到1个 打开小区extended Bcch功能 12 26/11/2015 ? Nokia 2014 开启扩展 BCCH Confidential

方案 原始 调整 T_reselection 关闭NACC

具体方案 无操作 TIMEH从10s到5s

重选时长 44s左右 38s左右 33s左右 12s左右 8s左右

成果展示和经验总结 ? 重选时延从44s降低至8s左右。 ? 精减频点对重选时延较为明 显 ? 可以适当关闭网络NACC功能 ? 建议全网开启扩展BCCH功能 ? 测量保持时长设置为最小 (5s)

目录
01 异系统重选流程分析

02

重选时延的分析与优化

03

重选时延优化成果展示

04
13 26/11/2015 Confidential ? Nokia 2014

互操作参数建议值

GSM到TD、LTE互操作参数说明
GSM到TD、LTE互操作参数说明
GSM到LTE邻区重要参数解释
参数 含义 默认值 建议值

TAC FREQ LTEMB LTECP LTERUT LTERLT LTERXM

LTE adjacent cell tracking area code LTE adjacent cell downlink carrier frequency
LTE adjacent cell min bandwith LTE adjacent cell priority LTE adjacent cell reselection upper threshold LTE adjacent cell reselection lower threshold LTE adjacent cell min RX level

1 0 32 32 -140

跟GSM小区LAC一致 LTE频点
5 7 8 8 -124

GSM重选到异系统涉及的参数如下:
参数 GPRIO WPRIO PSTHR LPTHR HPRIO TIMEH 14 26/11/2015 UTTR Confidential UQRL 含义 GSM PRIORITY WCDMA PRIORITY PRIORITY SEARCH THRESHOLD LOW PRIORITY THRESHOLD RESELECTION ALGORITHM HYSTERESIS. TIME HYSTERESIS ? Nokia 2014 UTRAN ADJ CELL THRESHOLD UTRAN QUAL RX MIN 默认值 7 6 15 15 Rule disabled 10s 12 -119 建议值 1 3 15 12 Rule disabled 5s 24 -115

15 26/11/2015 Confidential

? Nokia 2014


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