TD-LTE高話務(wù)場景網(wǎng)絡(luò)調(diào)整方案研究

馬穎，賈輝，張新程（ 中國移動通信集團(tuán)設(shè)計院有限公司，北京 00080； 中國移動通信集團(tuán)公司， 北京 00033）

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TD-LTE高話務(wù)場景網(wǎng)絡(luò)調(diào)整方案研究

馬穎1，賈輝2，張新程1
（1 中國移動通信集團(tuán)設(shè)計院有限公司，北京 100080；2 中國移動通信集團(tuán)公司， 北京 100033）

摘 要本文研究了TD-LTE高話務(wù)場景下的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)整方案，探討了用戶業(yè)務(wù)預(yù)測、資源數(shù)據(jù)配置、無線優(yōu)化參數(shù)配置、應(yīng)急方案等方面的具體設(shè)置方法， 對于TD-LTE網(wǎng)絡(luò)高話務(wù)場景時的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化建設(shè)方案提供重要的借鑒和參考。

關(guān)鍵詞TD-LTE；高話務(wù)場景；無線優(yōu)化參數(shù)配置

1　引言

在大型體育賽事、演唱會或者地震等災(zāi)害的場景下，用戶的業(yè)務(wù)行為相比平時會發(fā)生顯著的變化。短時間內(nèi)大量用戶發(fā)起隨機(jī)接入、電話呼叫，或進(jìn)行圖片、視頻上傳等業(yè)務(wù)，對TD-LTE設(shè)備造成沖擊，情況嚴(yán)重時將導(dǎo)致無線接通率急劇下降，用戶感受顯著降低。

為了保證此類場景下用戶的接入數(shù)量及業(yè)務(wù)感受，需要預(yù)先考慮網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)整措施，以增強(qiáng)TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的彈性，降低網(wǎng)絡(luò)性能惡化的風(fēng)險。

2　TD-LTE網(wǎng)絡(luò)高話務(wù)場景總體部署原則

TD-LTE網(wǎng)絡(luò)高話務(wù)量場景的典型特點是4G用戶及業(yè)務(wù)種類眾多，隨著高發(fā)話務(wù)量的沖擊，主控板和基帶板CPU負(fù)荷增加，同時并發(fā)接入請求數(shù)增多，隨機(jī)接入碰撞概率加大，用戶調(diào)度請求受限。在高話務(wù)量場景下，不但要保障用戶接入使用TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，還需確保用戶的良好業(yè)務(wù)感知，重點需要考慮以下網(wǎng)絡(luò)保障原則。

（1） 確保廠家LTE設(shè)備穩(wěn)定版本。

（2） 重點保障上行業(yè)務(wù)需求。

（3） 對部分相關(guān)資源數(shù)據(jù)、無線參數(shù)等方面依據(jù)特定的要求進(jìn)行設(shè)置。

（4） 當(dāng)小區(qū)業(yè)務(wù)極忙或用戶極多時關(guān)閉消耗系統(tǒng)資源較多的特性算法。

（5） 當(dāng)話務(wù)量攀升到設(shè)備能力極限時，考慮進(jìn)行擴(kuò)容或者異系統(tǒng)遷移。

（6） 及時啟動應(yīng)急保障方案。

3　TD-LTE高話務(wù)場景網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化配置方案

3.1用戶及業(yè)務(wù)預(yù)測

在大型體育賽事、演唱會場景下，預(yù)計主要業(yè)務(wù)類型為IM類業(yè)務(wù)（微博、微信）、Web瀏覽業(yè)務(wù)和流媒體業(yè)務(wù)（Streaming）等，其中IM類業(yè)務(wù)與Web業(yè)務(wù)的占比量較高，而Streaming、File Transfer、Game等業(yè)務(wù)類型占比較低。在保證用戶感知情況下，網(wǎng)絡(luò)需要保障各類業(yè)務(wù)的基本帶寬需求。高話務(wù)場景下，典型的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求如表1所示。

表1　高話務(wù)場景網(wǎng)絡(luò)典型業(yè)務(wù)需求

實際進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計時，可按照每小區(qū)200用戶，上行7 Mbit/s、下行35 Mbit/s進(jìn)行估算，所有用戶并發(fā)的極端條件下，每用戶上行帶寬為35 kbit/s，下行帶寬為175 kbit/s。假設(shè)現(xiàn)網(wǎng)并發(fā)傳輸率為20%，每用戶上行帶寬可支持175 kbit/s，下行帶寬可支持875 kbit/s。

以下為幾個高話務(wù)場景的典型實例，其用戶業(yè)務(wù)模型如表2所示。

從上述實際的用戶業(yè)務(wù)模型來看，實例3的上行每用戶速率較高，175kbit/s的上行帶寬不滿足業(yè)務(wù)要求，可采用單載波上下行時隙2：2配置或者雙載波上下行時隙1：3配置方式。

以覆蓋場景內(nèi)LTE用戶總數(shù)，除以單小區(qū)可以接納的LTE用戶數(shù)，得到滿足覆蓋場景內(nèi)容量需要的小區(qū)數(shù)量。如果現(xiàn)場已有的小區(qū)數(shù)量無法滿足，則需要通過小區(qū)分裂、小區(qū)擴(kuò)容等方式，增加小區(qū)或頻點數(shù)量。如果現(xiàn)場組網(wǎng)方式為單層網(wǎng)，則相鄰小區(qū)間應(yīng)配置不同頻點，以降低同頻干擾，提高小區(qū)邊界用戶業(yè)務(wù)感受。如果使用應(yīng)急通信車進(jìn)行補(bǔ)充覆蓋，應(yīng)急通信車的小區(qū)頻點應(yīng)與周邊網(wǎng)絡(luò)頻點錯開，必要時可以使用D3頻點。

不同場景的業(yè)務(wù)模型會有一定差別，在用戶及業(yè)務(wù)預(yù)測上，應(yīng)根據(jù)實際情況靈活應(yīng)用。

3.2資源數(shù)據(jù)配置

高話務(wù)場景下，應(yīng)保障設(shè)備的穩(wěn)定性，正確配置時隙配比關(guān)系，對于資源數(shù)據(jù)PRACH、PDCCH、PUCCH、SRS應(yīng)進(jìn)行合理的配置，滿足用戶的接入資源，保證網(wǎng)絡(luò)的容量需求，同時兼顧網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量保障。

子幀配比影響LTE小區(qū)的上下行資源分配，影響小區(qū)吞吐量及小區(qū)容量。PRACH、PDCCH、PUCCH、SRS等物理資源配置影響小區(qū)支持用戶數(shù)，相關(guān)參數(shù)需合理配置，以滿足小區(qū)容量需求。由于物理資源與子幀配比有關(guān)，參數(shù)配置需與子幀配比相匹配，子幀配比變化后，物理資源配置參數(shù)也需作相應(yīng)變化。

在高話務(wù)保障前期，需要針對下面5項版本及資源類配置進(jìn)行核查，以滿足高話務(wù)場景用戶數(shù)及小區(qū)容量的要求。

3.2.1版本檢查

不同的設(shè)備版本對容量的支持能力不同，需要提前檢查現(xiàn)場版本是否已經(jīng)升級至通過大容量測試的穩(wěn)定版本。

3.2.2時隙配比

根據(jù)高話務(wù)量場景用戶的行為，室內(nèi)覆蓋應(yīng)使用E頻段，上下行時隙2：2配比，以滿足上行業(yè)務(wù)需求。

如果使用了D或F頻段進(jìn)行覆蓋，D頻段或F頻段的時隙配比應(yīng)與周邊宏站網(wǎng)絡(luò)的時隙配比保持相同，以避免與周邊宏站產(chǎn)生時隙間干擾。此時用戶的上行容量受限情況比較突出，應(yīng)使用多個頻點進(jìn)行重疊覆蓋。

3.2.3PRACH時頻資源配比

在高話務(wù)場景中，PRACH資源需要進(jìn)行調(diào)整，隨機(jī)接入的配置會影響到用戶接入成功率，應(yīng)根據(jù)小區(qū)覆蓋范圍、干擾水平等進(jìn)行差異化的配置。具體的配置如表3所示。

表2　高話務(wù)場景業(yè)務(wù)模型實例

表3　PRACH配置表

3.2.4PDCCH配置

目前某些廠家默認(rèn)配置PDCCH符號數(shù)為自動調(diào)整，隨著每TTI調(diào)度用戶數(shù)增加占用到最大符號數(shù)。對于高話務(wù)場景PDCCH的具體配置如表4所示。

以上需要說明的是，對于大用戶負(fù)荷場景，動態(tài)CFI無法獲得增益且影響系統(tǒng)容量，建議關(guān)閉該功能，配置當(dāng)前系統(tǒng)帶寬可配的最大CFI。

3.2.5PUCCH及SRS配置

在高話務(wù)場景下，需要對于上行PUCCH及SRS資源進(jìn)行初始配置，滿足基礎(chǔ)的容量需求。對于PUCCH/SRS配置文件，建議盡量直接配置映射系統(tǒng)最大可支持容量的初始配置文件，減少不必要的配置文件跳變，降低系統(tǒng)開銷。對于大用戶負(fù)荷場景，動態(tài)CFI關(guān)閉情況下，動態(tài)PUCCH也無法獲得增益，建議同步關(guān)閉該功能。

部分設(shè)備廠家在大話務(wù)場景下使用自適應(yīng)調(diào)整功能，避免因為資源受限而導(dǎo)致用戶準(zhǔn)入失敗。

對于高話務(wù)場景PUCCH及SRS的具體配置如表5所示。

3.3無線優(yōu)化參數(shù)配置

通過調(diào)整資源數(shù)據(jù)配置，使得控制信道物理資源能夠滿足高話務(wù)用戶數(shù)和容量的需求。而無線優(yōu)化參數(shù)配置，可以預(yù)防空口信令過多，CPU超負(fù)荷等系統(tǒng)處理能力的問題，保證系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性。

高話務(wù)場景，可適當(dāng)調(diào)整無線參數(shù)或啟動/關(guān)閉部分功能，保證系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性，避免不必要的系統(tǒng)開銷，包括準(zhǔn)入控制參數(shù)、定時器參數(shù)、傳輸模式等參數(shù)，以及特性算法、軟采等功能。

適當(dāng)調(diào)整UE不活動定時器及RRC連接建立請求及重建等定時器，避免終端頻繁發(fā)起網(wǎng)絡(luò)連接，降低系統(tǒng)負(fù)荷。傳輸模式建議采用TM3，提供系統(tǒng)吞吐量。高話務(wù)場景建議關(guān)閉部分特性算法，如連接態(tài)DRX，同時開啟負(fù)載均衡算法，以提升系統(tǒng)性能。此外，為降低系統(tǒng)開銷，需關(guān)閉軟采及MR功能，僅配置必要的鄰區(qū)關(guān)系。

表4　PDCCH配置表

表5　PUCCH及SRS配置表

3.3.1定時器參數(shù)調(diào)整

高話務(wù)場景下，需要注意定時器的相關(guān)參數(shù)調(diào)整，一些在PRACH和RRC過程中的定時器需要合理設(shè)置，保障網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性能，對資源的消耗過大會導(dǎo)致大量用戶感知問題及KPI指標(biāo)劣化。

適當(dāng)增加T300定時器的配置時間，抑制超時后的頻繁RRC建立。

適當(dāng)增加T302定時器的配置時間，增加在RRC連接建立拒絕后延長懲罰的時間，降低導(dǎo)致信令風(fēng)暴的可能性。該定時器調(diào)整會對用戶感受有略微影響，修改配置時應(yīng)注意。

建議設(shè)置T304定時器的配置時間為較大，避免切換失敗而做重建立的次數(shù)過多。

適當(dāng)增加UE存活檢測周期的配置時間，拉長不活動定時器，讓部分用戶保持在線，減少接入嘗試次數(shù)，以減少CPU的消耗。

具體配置示如表6所示。

3.3.2傳輸模式參數(shù)調(diào)整

當(dāng)室內(nèi)無線環(huán)境較好時，建議雙通道場景將MIMO模式固定配置為TM3，單通道場景固定配置為TM1，提升系統(tǒng)吞吐量。

3.3.3關(guān)閉特性算法

在高話務(wù)量保障場景，為減少系統(tǒng)資源占用，提高系統(tǒng)并發(fā)處理能力，當(dāng)小區(qū)業(yè)務(wù)極忙或用戶極多時關(guān)閉消耗系統(tǒng)資源較多的特性算法，建議根據(jù)實際情況選擇性的關(guān)閉DRX、ANR、COMP、流控算法等。

3.3.4負(fù)載均衡

負(fù)載均衡功能即在業(yè)務(wù)高峰期將高負(fù)荷小區(qū)中的部分業(yè)務(wù)分擔(dān)至其他低負(fù)荷小區(qū)（如同覆蓋的分層小區(qū)或相同覆蓋層的周邊小區(qū)），從而在保證用戶感知的前提下降低高話務(wù)量小區(qū)負(fù)荷。為降低小區(qū)擁塞的風(fēng)險，應(yīng)打開負(fù)載均衡開關(guān)，將業(yè)務(wù)均衡分配到各小區(qū)上，包括異頻小區(qū)負(fù)載均衡和同頻小區(qū)之間的負(fù)載均衡。

負(fù)載均衡方案分為連接模式的負(fù)載均衡和空閑模式下用戶的駐留的用戶均衡。

異頻鄰區(qū)負(fù)載均衡根據(jù)小區(qū)的負(fù)載情況，將負(fù)載高的小區(qū)的用戶切換到負(fù)載低的小區(qū)中。通過檢查小區(qū)的負(fù)載觸發(fā)門限，本小區(qū)的負(fù)載情況和鄰區(qū)間的負(fù)載差值，潛在用戶的切換門限等將滿足條件的用戶切換到負(fù)載低的小區(qū)中。

同頻鄰區(qū)負(fù)載均衡根據(jù)本小區(qū)及鄰區(qū)間的負(fù)載情況，修改鄰區(qū)間的移動性參數(shù)，將部分用戶切換到低負(fù)載的小區(qū)中。通過檢查小區(qū)的負(fù)載觸發(fā)門限，本小區(qū)負(fù)載情況及鄰區(qū)的負(fù)載情況，選擇合適的鄰區(qū)修改鄰區(qū)間的移動性參數(shù)， 使得滿足條件的用戶切換到低負(fù)載的小區(qū)中，從而降低本小區(qū)的負(fù)載。

空閑模式下根據(jù)頻率優(yōu)先級及不同小區(qū)用戶均衡的比例，用戶分別駐留在不同頻率的小區(qū)中，避免大量用戶駐留同一小區(qū)。

負(fù)載均衡優(yōu)先應(yīng)考慮異頻間的負(fù)載均衡（基于負(fù)載的切換），然后考慮同頻間負(fù)載觸發(fā)的移動性參數(shù)的修改。

3.4應(yīng)急處理

如果對關(guān)鍵場景進(jìn)行保障，應(yīng)在后臺對小區(qū)的性能指標(biāo)進(jìn)行至少為15 min粒度的監(jiān)控。當(dāng)小區(qū)掉線率或擁塞率高于某一門限時需啟動應(yīng)急處理方案，如進(jìn)行小區(qū)收縮、干擾抑制、負(fù)載均衡等。具體應(yīng)急處理措施如下：

（1） 采取容量擴(kuò)充方案，開啟第二載波、啟用應(yīng)急通信車。

（2） 在CPU負(fù)載偏高時，減少UE發(fā)起接入的次數(shù)。

（3） 小區(qū)覆蓋范圍收縮：調(diào)整下傾角或減小RS功率，縮小高話務(wù)小區(qū)的覆蓋范圍，將部分邊緣用戶推到負(fù)載較輕的鄰區(qū)。

（4） 負(fù)載均衡：2G/3G/4G多網(wǎng)協(xié)同。

（5） 其他參數(shù)臨時調(diào)整：修改切換門限，更容易切換到周邊小區(qū)，更難切換到高負(fù)荷小區(qū)。

3.5重點用戶及業(yè)務(wù)保障

在大型活動中，如有視頻轉(zhuǎn)播等業(yè)務(wù)，需要單獨保證業(yè)務(wù)質(zhì)量，從調(diào)度策略、接納策略等方面進(jìn)行控制。

建議核心網(wǎng)側(cè)對于視頻轉(zhuǎn)播類業(yè)務(wù)設(shè)置為固定帶寬的GBR業(yè)務(wù)，同時合理設(shè)置eNode B內(nèi)部調(diào)度算法和接入算法，以優(yōu)先保障GBR業(yè)務(wù)。為保證負(fù)荷較大時的優(yōu)先接入，核心網(wǎng)需為保障用戶配置更高的ARP優(yōu)先級和搶占屬性?；緜?cè)根據(jù)核心網(wǎng)配置的ARP優(yōu)先級、搶占屬性及QCI等級和業(yè)務(wù)類型，對保障用戶進(jìn)行優(yōu)先接納和優(yōu)先調(diào)度。

針對大型活動中的需要單獨保障的業(yè)務(wù)，需要通過端到端的QoS保障來實現(xiàn)，對于視頻回傳業(yè)務(wù)，可以通過修改子幀配比、調(diào)度優(yōu)先（基于QCI）、上行最低速率保障等方式來保障業(yè)務(wù)感知。

4　總結(jié)

在TD-LTE高話務(wù)量場景下，為了保障用戶的接入數(shù)量以及用戶的業(yè)務(wù)感受，對于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)預(yù)先進(jìn)行優(yōu)化配置方案，本文總結(jié)了用戶及業(yè)務(wù)預(yù)測、資源數(shù)據(jù)配置、無線優(yōu)化參數(shù)配置、應(yīng)急處理、重點用戶保障等方面的具體設(shè)置方法，對于實際的工程建設(shè)實施具有一定的指導(dǎo)和借鑒作用。

News

Adjustment scheme of high traffic scene in TD-LTE network

MA Ying1， JIA Hui2， ZHANG Xin-cheng1
（1 China Mobile Group Design Institute Co.， Ltd.， Beijing 100080， China； 2 China Mobile Communications Corporation，Beijing 100033， China）

AbstractIn this paper， we researched the optimization and adjustment schemes of high traffi c scene in TD-LTE network， and discussed specifi c setting methods in many aspects， such as user traffi c forecasting， resource data confi guration， wireless optimization parameters confi guration， emergency plan， and so on. This paper provide an important reference according to the optimization and construction method of high traffi c scene in TD-LTE network.

KeywordsTD-LTE； high traffi c scene； wireless optimization parameters confi guration

中圖分類號TN929.5

文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

文章編號1008-5599（2016）05-0039-06

收稿日期：2015-09-16