LTE国际漫游来访服务策略研究

【摘 要】深入研究了LTE国际漫游来访服务策略，一方面通过联合境外运营商绑定对等网络，实现深港两地漫游用户过境时的无缝切换，改善用户漫游感知；另一方面在口岸区域部署基于多网号的LTE漫游来访选网方案，提升国际漫游用户选网的概率。方案实施后，过境用户脱网时间由90s缩短至5.96s，减少93.4%，国际来访用户选网次数提升242%，效果显著。

【关键词】LTE国际漫游 对等网 多网号选网方案

[Abstract] The LTE international roaming service strategy was researched in depth. On one hand， to ally overseas operators and bind equivalent Public Land Mobile Network （PLMN） can realize seamless handover for users roaming between Shenzhen and Hongkong and improve roaming perception. On the other hand， to deploy LTE international roaming user network selection based on multi-PLMN in port areas can improve the probability of network selection for users. After implementation of the scheme， the average no service time of transit users reduced to 5.96s from 90s， while network selection number of international roaming users increased by 242%.

[Key words]LTE rnternational roaming Equivalent PLMN multi-PLMN selection

1 引言

随着LTE国际漫游业务的逐步开通，如何吸收更多的国际漫游用户，提供优质的国际漫游服务日益受到运营商关注。一方面，国际漫游用户在深港过境时，会从当前驻留的4G网络脱网重搜登录境外运营商网络，通信中断长达数十秒至数分钟，影响用户漫游体验。另一方面，口岸机场等入境要道是各运营商“兵家必争之地”，优化提升漫入用户选择本运营商的概率具有较强的现实意义。为此，本文研究了LTE国际漫游终端选网机制，通过联合境外运营商绑定对等网络并互相配置邻区频点，实现两个地区运营商之间的跨境空闲态小区重选以及连接态重定向，改善用户漫游感知；同时，在口岸区域部署基于多网号的LTE漫游来访选网方案，提升国际漫游用户选网概率，增加运营收益。

2 国际漫游终端选网流程概述

当终端漫游出境时，原驻留网络信号会逐渐减弱，直至脱网，随后终端将启动PLMN选择过程。根据3GPP协议23.122，当终端自动选择PLMN时，需遵循以下优先级顺序选择并尝试注册：

（1）RPLMN（Registered PLMN，存储在USIM/SIM卡中的上次登录成功的PLMN）；

（2）EPLMN（Equivalent PLMN，对等网）；

（3）HPLMN（Home PLMN，包含在用户的号码中用户归属的PLMN，IMSI中的MCC+MNC）；

（4）EHPLMN（Equivalent Home PLMN，等效归属PLMNN，与终端HPLMN处于同等地位的PLMN）；

（5）在SIM卡数据中按照UPLMN（User Controlled PLMN，存储在USIM/SIM卡中用户控制的PLMN）优先级顺序选择；

（6）在SIM卡数据中按照OPLMN（Operator Controlled PLMN，存储在USIM/SIM卡中运营商控制的PLMN）优先级顺序选择；

（7）在其它的高信号质量小区（LTE RSRP≥ -110dBm，UTRAN FDD RSCP≥-95dBm，UTRAN TDD RSCP≥-84dBm，GSM RSSI≥-85dBm）所属的PLMN和ACT（接入技术）组合中随机选择一个；

（8）在其它的低信号质量小区所属的PLMN和ACT组合中，按照信号质量从高到低排序，选择信号质量最强的。

根据上述流程，联合境外运营商绑定EPLMN可实现国际漫游来访用户过境时的无缝切换。排除UPLMN、OPLMN等客观因素的影响，国际漫游来访用户在LTE信号强度大于-110dBm的网号中随机选择是提升用户选网概率的关键步骤，下文将分别展开阐述。

3 基于对等网的LTE国际漫游优化方案

为解决国际漫游用户脱网时间过长的问题，本国/

地区的运营商采用对等网技术，将邻近国家/地区运营商网络的PLMN配置成本国/地区网络的EPLMN。EPLMN List以TA（Tracking Area，跟踪区）为单位下发，当终端在该TA发起TA更新和Attach时，网络在TAU accept以及Attach accept中将EPLMN List发送给终端，终端会将此EPLMN列表和发送此列表的PLMN共同存储在其“equivalent PLMNs”表中，在做PLMN选择、小区选择、重选和重定向时，“equivalent PLMNs”表中所有的PLMN都被认为是等同的。在相互配置对方频点为邻区后，在该区域的终端可在空闲态从本国/地区的网络通过小区重选到邻近国家/地区网络，在连接态从本国/地区网络通过切换或重定向到邻近国家/地区网络时，不需要通过传统的脱网重搜机制实现漫游选网，从而可大幅缩短用户过境脱网时间，提升客户漫游体验，同时减少了用户选择其他非绑定运营商的概率。下文以深圳某运营商与香港某运营商LTE网络为例，阐述LTE国际漫游EPLMN解决方案及实践效果。

3.1 核心网方案

核心网侧，需在双方MME开启EPLMN功能，在深圳运营商MME EPLMN List中添加香港运营商PLMN=N1，在香港运营商MME EPLMN List中添加深圳运营商PLMN=N2。由于EPLMN List以TA为单位下发，为了避免边界附近的用户发生不必要的虚假国际漫游，双方应在过境区域规划一个小的TA，包含少量几个覆盖口岸的小区，EPLMN List仅在这个特殊的边界TA内下发。对等网技术部署示意图如图1所示：

3.2 无线网方案

深圳运营商与香港运营商经过讨论评估，选取罗湖口岸、福田口岸以及深圳湾口岸三个过境人数较高的口岸部署EPLMN无线侧方案，包括以下环节：

无线环境勘察：选取边境小区与对方信号衔接，通过RF调整、参数设置等手段使得衔接小区具备较稳定的主导覆盖效果，衔接小区数量尽可能少，降低不希望过境的本运营商用户产生虚假漫游的风险。选定衔接小区后，将其割接至对等网专用TA。

双方向空闲态重选参数设置：主要包括配置对方测量频点信息，并根据衔接处双方信号强度调整合适的重选门限。

双方向连接态重定向参数设置：主要包括配置对方小区为邻区，并根据衔接处双方信号强度调整合适的重定向门限。

3.3 对等网部署效果

优化方案实施后，深港两地漫游用户过境时平均通信中断时长由原来的90s缩短至5.96s，减少93.4%。深港口岸EPLMN配置前后脱网时间对比如表1所示。

4 基于多网号的LTE国际漫游来访选网方案

排除OPLMN、UPLMN等因素，在网络覆盖质量均满足接入要求的情况下，国际漫游来访用户将随机选网。此时拥有多个PLMN的运营商可采用多网号技术，充分、合理地发挥多个网号的优势，提升用户选择本运营商的概率。例如：某国家共有三个运营商，运营商1有三个PLMN=M1、M2、M3，全网基站仅使用一个网号PLMN=M1；运营商2有一个PLMN=M4；运营商3有一个PLMN=M5。部署多网号技术前，三个运营商在口岸区域均只广播1个PLMN信号，国际漫游来访用户选择三个运营商LTE网络的机率均等，各为1/3。运营商1在口岸区域部署多网号技术后可广播3个PLMN信号，国际漫游来访用户选择运营商1的概率从1/3上升到3/5。基于多网号的LTE国际漫游来访选网方案示意图如图2所示：

4.1 核心网方案

核心网侧，需要在MME开启多网号支持功能，使得核心网设备（MME、SAEGW等设备）能同时支持多个PLMN网号的接入，从而在原有PLMN=M1的基础上能够新增网号M2和M3的接入。多网号是由无线侧eNodeB进行广播下发，需要在口岸区域规划一个小的TA，包含少量几个覆盖口岸的小区，多网号仅在这个特殊TA内的小区进行广播下发。

由于运营商1全网主用网号仍为M1，当附着在M2和M3网号上的用户离开口岸区域时势必会发生脱网。因此需采用对等网技术，在PLMN=M2和M3网络的EPLMN List中添加M1，从而让附着在M2和M3网号上的终端无缝向主网号M1过渡，避免脱网影响客户感知。

4.2 无线网方案

无线网方案主要包括：

修改基站共享模式为分载频共享模式，使一个基站设备能支持多个PLMN网号；

将原有M1网号小区分裂为M1、M2、M3三个网号小区；

配置M2、M3网号小区的跨PLMN切换数据，确保用户可以切换至全网主用网号M1。

4.3 多网号部署效果

以深圳某运营商为例，在国际漫游来访用户较多的罗湖口岸部署多网号方案，原仅广播1个网号M1，部署后在口岸区域广播3个网号M1、M2、M3。对比部署前后一周，国际来访用户attach申请次数及attach成功次数的变化情况可见，国际来访用户Attach申请次数由1912增长到6542，增长242.2%；Attach成功次数由850增长到924，增长8.7%，增幅有限。主要原因为：一方面，LTE国际漫游互通的商务谈判工作起步不久，运营商之间还未开通漫游协议的附着失败占63%；另一方面，部分运营商HSS设备具备Roaming Awareness功能，可将PLMN分组管理，设定用户可以访问哪些PLMN网络，由于深圳某运营商主用网号为M1，部分国外运营商如未定义M2、M3漫游数据则会导致附着失败。后续随着LTE国际漫游工作的不断推广和完善，多网号方案将会发挥越来越大的作用。深圳某运营商罗湖口岸LTE多网号选网方案部署效果对比如图3所示。

需注意，部署LTE多网号选网方案的前提是运营商已获得监管机构颁布的多个PLMN运营许可。擅自使用未分配的PLMN部署多网号技术既不符合监管规定，也无法在国际漫游用户的归属地配置漫游数据。合法地部署多网号方案存在的主要问题为，针对未开通国际漫游业务的漫游来访用户，原只在一个网号上尝试接入并被拒绝，现在将会在多个网号上分别尝试接入并被拒绝，增加了无效申请的次数，占用了部分网络资源。运营商在部署时需综合考虑利弊。

5 结束语

本文研究了LTE国际漫游终端选网机制，通过实施基于对等网的LTE国际漫游优化方案，实现两个地区运营商之间的跨境空闲态小区重选以及连接态重定向，通过实施基于多网号的LTE漫游来访选网方案，提升了国际漫游用户选择本运营商网络的概率，达到低成本快速改善用户漫游感知、增加漫游收入的目标，将取得良好的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1] 3GPP TS 24.301. Non-Access-Stratum （NAS） protocol for Evolved Packet System （EPS）[S]. 2014.

[2] 3GPP TS 23.122. Non-Access-Stratum （NAS） functions related to Mobile Station （MS） in idle mode[S]. 2014.

[3] 3GPP TS 31.102. Characteristics of the Universal Subscriber Identity Module （USIM） application[S]. 2014.

[4] 3GPP TS 22.011. Service accessibility[S]. 2014.

[5] 3GPP TS 36.304. User Equipment （UE） procedures in idle mode[S]. 2014.

[6] 3GPP TS25.304. User Equipment （UE） procedures in idle mode and procedures for cell reselection in connected mode[S]. 2014.

[7] 陈沁茗，罗涛，滕莉华. 国际漫游来访用户选网分析――GSM和WCDMA选网流程和验证测试[J]. 移动通信， 2011（12）： 88-91.

[8] 聂衡，毛聪杰. LTE国际漫游技术研究[J]. 电信技术， 2015（2）： 22-27.

[9] 黄耀军，李铁峰，汤娟娟，等. LTE国际漫游的关键问题研究[J]. 移动通信， 2012（19）： 30-33.

[10] 赵玉. 提高国际漫入选网率初探[A]. 通信与信息技术新进展――中国通信学会学术年会论文集[C]. 2011.