2/3/4G网络互操作关键点及实战

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如今的网络要求2/3/4G融合优化，因此大家必须知晓234G相互之间互操作是如何发生的，涉及语音业务、数据业务。

LTE手机在GSM网络时，不论是空闲态还是GPRS数据业务态都可以重选至TDS网络或LTE网络的，搜索启测和判决异系统的门限信息全部来自于GSM下发的systeminformationtype2quater消息，该消息有索引和计数，并不一定按照时间先后顺序，而是按照索引来排序，如下图所示：

需要说明的是：即使23G空闲态互操作也是SI2quater消息，基站也不会启用SI2ter消息架构（仅构成GSM不同频段重选消息）。

采用LTE手机在TDS网络时，不论是空闲态还是数据业务态都可以通过重选或CCO重定向至LTE网络的，这方面的信息全部来自于SI19消息或随测量控制上报事件触发的CCO重定向命令。

本文档涉及234G网络的空闲态重选、数据连接态重选/重定向的互操作实例，以及3G语音业务切换至2G网络的实例。

CSFB的盲重定向和VOLTE SRVCC的网络间切换不在本文档讨论范围。
 
1 针对23G双模手机（基于小区排队）

1.1 2G重选至TDS网络

2G网络重选至TDS网络包含了两种含义，一是空闲态GSM网络重选至TDS网络，二是GSM网络GPRS业务连接态时重选至TDS网络。

系统消息SI2quater中所涉及参数为：Qsearch_I、Qsearch_P、TDD_Qoffset（新机制），重选行为完全由手机来判决，一旦满足TDD_Qoffset参数所代表的门限时，即由GSM网络重选至TDS网络。

上图中的TDD_Qoffset参数的设置要注意要与空闲态TDS中系统消息SIB3的设置（Qrxlevmin+SsearchRAT）之间差距，保证前者比后者高6dB以上，否则容易产生23G乒乓重选。

另外也要注意TDD_Qoffset参数与连接态TDS中测量控制的GSM 3A事件设置的ownsystem门限之间差距，保证前者比后者高3dB以上，否则也容易发生乒乓切换或重定向，一般情况下保守的TDD_Qoffset的IE取值设置为4，新机制所代表的含义为只要TDS网络信号大于-87dBm时，即可重选至TDS网络，而不论此时GSM网络信号有多强，当然如果为了降低GSM网络负荷，而增加TDS网络负荷，那么TDD_Qoffset的IE取值可以设置为5：

而TDS网络系统的设置：Qrxlevmin+SsearchRAT的范围在-96dBm或-98dBm都是合理的。

下列分别为GSM空闲态和数据连接态时重选至TDS网络的实例图，RRC连接请求消息中建立原因值为系统间小区重选：

特别说明：如果手机不支撑LTE网络，但支撑3G且支撑基于优先级的从3G重选至2G，那么手机也应支撑基于优先级的从2G重选至3G，参见手机无线接入能力信元：

1.2 TDS重选至2G网络

TDS系统消息SIB3和系统消息SIB11决定着TDS重选至GSM的条件，SIB3中的Qrxlevmin（IE值*2+1为生效值）决定了UE以多少的最小电平而驻留在TDS网络上，Sintrasearch和Sintersearch决定了何时开启同频和异频测量（IE值*2+1为生效值）。

而TDS网络的Qrxlevmin+SsearchRAT的合计值决定了何时启动异系统也即GSM网络的测量，必须引起注意的是该启测门限与GSM系统中TDD-Qoffset参数所代表的数值区间不要产生重叠，保证后者比前者大6dB以上，以免出现空闲态乒乓重选。

参数Qhyst-1-S则描述了TDS判决重选至GSM时，GSM信号必须大于TDS信号的相对门限，采用R准则，一般为4dB，顺便说一下Qhyst-1-S参数也是TDS本网内的同频、异频重选的相对门限，也同样是R准则，如下图所示：

下图为TDS空闲态重选至GSM网络：

特别说明：如果手机不支撑LTE网络，但支撑3G且支撑基于优先级的从3G重选至2G，那么手机应按优先级参数来进行重选过程，参见手机无线接入能力信元：

1.3 TDS语音切换或数据CCO重定向至2G网络

TDS CS业务连接态下，手机通过上报异系统3A事件触发切换至GSM网络。

TDS PS业务连接态下，手机通过上报异系统3A事件触发CCO至GSM网络。

3A事件中的两个门限：ownsystem和othersystem，注意ownsystem门限与GSM系统中TDD-Qoffset设置差距，保证TDD-Qoffset生效值大于ownsystem门限3dB以上，防止语音呼叫一起呼就发生回切GSM网络，或数据业务乒乓重定向重选。

下图摘取了语音CS业务的GSM 3A事件，其中测量控制中的测量标识号为3，ownsystem门限为-95dBm，othersystem门限为-82dBm，一旦满足事件触发条件，手机就上报3A测量报告，而后基站下发切换命令，如下图所示：

下图摘取了PS业务的GSM 3A事件，其中ownsystem门限为-89dBm，othersystem门限为-85dBm。

由于本测试中2G网络的TDD-Qoffset为-93dBm，而TDS的GSM 3A事件中ownsystem门限值为-89dBm，另外减去迟滞值2.5dB，也即TDS本系统信号为低于-91.5dBm且GSM异系统信号高于-82.5dBm时即触发GSM 3A事件，考虑属于GSM网络的othersystem门限很容易满足，故此本案例已经发生了乒乓重定向和重选。

由于TDS网络逐渐弱化，覆盖也在变差，从引导用户迁移至LTE网络的角度来说，建议将GSM系统的TDD-Qoffset修改为-87dBm，而将针对GSM网络的 3Athresholdownsystem门限修改为-90dBm（语音）/-94dBm（数据），3Athresholdothersystem门限修改为-85dBm，另外将SIB3中Qrxlevmin设置为-101dBm。

2 针对234G三模手机（基于优先级）

2.1 空闲态概述

在空闲态时，对于234G三模手机来说，只要网络提供优先级信息，那么手机支撑优先级的方式进行网络重选是必须的：

从2G网络重选至TDS或LTE网络是考虑优先级的，此方面参数从SI2Quater中可获取。

从LTE网络重选至2G或TDS网络，也是考虑优先级的，此方面参数从SIB3/SIB6/SIB7中可获取。

从TDS网络重选至2G网络，若定义有GSM优先级信息，则按优先级小区重选来实行，否则参考小区排队方式，也即R准则，具体过程，详见本文档1.2章节。

从TDS网络重选至LTE网络，也是基于优先级的，此方面参数从SIB19中可获取，一般定义为LTE网络优先级为最高7级，高于TDS网络。

2.2 连接态概述

从2G网络重选至TDS或LTE网络是考虑优先级的，此方面参数从SI2Quater中可获取。

从LTE网络CCO重定向至2G或TDS网络，即可基于B1/B2事件的重定向，也可基于A2事件盲重定向。

从TDS网络CCO重定向至2G或LTE网络，都是基于3A事件。

纯粹23G网络的CS语音业务，详见本文档1.3章节。

2.3 GSM重选至TDS网络或LTE网络

GSM服务小区本身有优先级参数，比如优先级为0，还有搜索34G邻区参数---thresh-priority-search（类似于4G系统里的Snonintrasearch，用于控制低优先级异系统的启测）以及thresh-GSM-low（类似于4G系统里的Threshservinglow，用于控制服务小区低优先级门限，作为服务小区重选至异系统的一道门槛）。

针对3G邻区频点，主要是优先级，比如设置为4，3G高优先级门限thresh-utran-high和最小接入电平。针对4G邻区频点，主要是优先级，比如设置为7，高优先级门限thresh-eutran-high和最小接入电平。

另外GPRS业务连接态时也可以重选至LTE网络，但需要Qsearch-P-EUTRAN设置为一直测量（值为7）。

由于测量内容较多，手机在GSM网络驻留，需要对LTE网络进行测量时，一旦LTE弱信号场景下，比如LTE门限值附近时，会出现测到的LTE信号强度偏弱情况，此时较难满足重选至LTE网络的门限值要求，导致重选回LTE网络较慢，建议EUTRAN的thresh-eutran-high与最小接入电平的合计值为-118dBm或-120dBm。

由于目前LTE网络覆盖率是高于TDS网络的，且优先级也高，正常情况下，234G手机不会驻留在TDS网络的。有种情况：当LTE网络低层异常时，UE会认为LTE网络不可用，根据射频芯片机制，UE会启动对TDS网络的选择，这时就会选择上TDS网络，这是目前的主要形态，实际工作中很难模拟发现。

GSM空闲态或GPRS连接态重选上TDS网络，而后发起RRC连接请求，cause值为系统间小区重选，时长为0.2~0.4秒左右：

下面为GSM网络空闲态和数据业务连接态重选至LTE网络的实例图，时长为0.1~0.2秒左右，空闲态：

GPRS数据业务连接态：

特殊说明：有一种情况为高通芯片，支撑234G技术的手机在GSM网络发起主叫（非CSFB场景），通话结束后，GSM基站发送channel release消息，其中可包含或不包含FR信息，只要存在LTE网络信号，就会重选上LTE网络，时长为0.4~0.8秒之间，单纯从时延角度看，FR技术并没有带来增益，反而时延更大：

2.4 TDS重选或CCO重定向至GSM网络

若3G系统消息SIB19中没有定义2G优先级信息（一般情况下是没有的，仅有3G服务小区优先级和EUTRAN频率和优先级信息），那么TDS重选至2G网络是基于小区排队方式的，而非基于优先级，参照本文档1.2。其它情况如TDS语音切换或数据CCO重定向至2G网络，也参照1.3章节。

由于3G系统是按单个频点来进行测量的，那么即使是服务小区，作为选项也可为3G每个频点定义不同的优先级，而非如GSM系统只能按频率组的方式来定义优先级，当然一般来说不会出现不同3G频点而优先级不同的情况，甚至不会出现SIB19消息的选项内容，也即不会出现详细3G频点优先级数据：

参数Sprioritysearch1和Sprioritysearch2用于控制同优先级、低优先级异频的启测和低优先级异系统的启测，分别针对Srxlevservingcell、Squalservingcell两种测量准则。

若TDS网络对异频、异系统(特指GSM)没有定义优先级方面的数据，一般情况是没有的，比如上图实例中，那么异频重选、TDS/GSM系统间重选的依据来源于SIB3消息里的基于小区排队的小区重选参数，比如Sintersearch、SsearchRAT。

参数Threshservinglow用于控制服务小区低优先级门限，作为服务小区重选至低优先级异频异系统的一道门槛。

2.5 TDS重选或CCO重定向至LTE网络

由于LTE网络覆盖且优先级均优于TDS网络，正常情况下，UE选择上TDS网络的可能性很小，那么TDS重选上或CCO重定向至LTE网络也是不典型的，TDS网络空闲态重选至LTE网络，由系统消息SIB19来定义，时长为2.3秒左右，相对GSM重选至LTE网络的时延来说稍长：

TDS网络数据业务连接态重定向至LTE网络，由3A事件来定义，该事件中ownsystem门限设置为最大，比如-50dBm，而othersystem门限设置为-118dBm（网管设置值-25）。

中兴数据卡mf820s2支撑3G到4G业务态重定向，其它终端比如htcm8t、苹果5s是不支撑3G→4G连接态测量重定向的，固然基站不会发送针对LTE的3A事件的测量控制消息，导致连接态无法重定向至4G网络，只能通过空闲态重选返回TD-LTE网络，究竟手机支撑重定向与否，可通过查看RRCconnectionsetupcomplete消息查看“ue-RadioAccessCapability”中多模多系统能力中的EUTRAN特性组指示。

由于终端原因，暂时没有发现TDS数据业务连接态重定向至LTE网络的实例。

2.6 LTE重选或CCO重定向至GSM网络

在空闲态时，一旦LTE网络信号弱于一定门限，比如SIB3其中定义的服务小区低优先级门限threshservinglow所代表值=-120dBm，且GSM网络信号大于threshxlow门限所代表值-75dBm时（SIB7定义，-101dBm+26dB=-75dBm），才会实现LTE重选至GSM网络，一般情况下出现在LTE脱网状态：

LTE数据业务连接态基于B2事件触发重定向至GSM网络：当LTE服务小区信号低于某一门限时，比如-109dBm，触发A2事件上报，由基站下发包含有B2事件的测量配置给手机，该测量标识是一个二元组---测量对象（GERAN频率组）和报告配置（B2事件，B2-1为-120dBm，B2-2为-95dBm），一旦满足B2事件时，手机马上上报B2事件给基站，该B2事件报告中包含满足条件的一个或多个GERAN频点号和BSIC，基站据此下发包含有GERAN频率组的重定向命令的RRC连接释放消息，下图为实例：