中國(guó)電信高鐵自動(dòng)軟串聯(lián)方法研究

摘 要：本文主要對(duì)中國(guó)電信高鐵自動(dòng)軟串聯(lián)方法進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：中國(guó)電信 高鐵 軟串聯(lián)

一、實(shí)現(xiàn)過(guò)程

為了實(shí)現(xiàn)高速小區(qū)軟串聯(lián)整體增益，需要進(jìn)行高速小區(qū)識(shí)別、高速小區(qū)調(diào)整、軟串聯(lián)自配置、公網(wǎng)干擾協(xié)調(diào)和特殊信令無(wú)效重傳優(yōu)化幾個(gè)過(guò)程。

為了減少高速移動(dòng)多普勒頻移對(duì)移動(dòng)通信用戶的影響，可以通過(guò)將小區(qū)設(shè)置為高速小區(qū)，從而通過(guò)基站的頻率糾偏功能，最大化減少高速移動(dòng)產(chǎn)生的影響。

1.高速小區(qū)增益。為了降低多普勒頻移，在高速小區(qū)和超高速小區(qū)場(chǎng)景下，eNodeB通過(guò)上行頻率糾偏的功能進(jìn)行上行的自動(dòng)頻率控制。小區(qū)通過(guò)小區(qū)指示參數(shù)（Cell.HighSpeedFlag）來(lái)配置為高速小區(qū)或超高速小區(qū)。上行自動(dòng)頻率控制分為以下兩個(gè)部分：

（1）初始糾偏。初始糾偏是UE進(jìn)行隨機(jī)接入時(shí)，eNodeB通過(guò)隨機(jī)接入前導(dǎo)檢測(cè)到接入U(xiǎn)E的頻移，并進(jìn)行糾偏。

（2）持續(xù)糾偏。持續(xù)糾偏是UE接入網(wǎng)絡(luò)后，eNodeB根據(jù)UE的導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行頻移估計(jì)，所得到的頻偏作為UE頻率糾正的持續(xù)輸入。

初始糾偏是一個(gè)粗調(diào)的過(guò)程，而持續(xù)糾偏是一個(gè)微調(diào)的過(guò)程。當(dāng)已接入網(wǎng)絡(luò)的UE因信道發(fā)生突變導(dǎo)致微調(diào)無(wú)法有效跟蹤頻移時(shí)，上行數(shù)據(jù)可能出現(xiàn)連續(xù)的譯碼失敗。在這種情況下，eNodeB將通過(guò)重新進(jìn)行頻偏區(qū)間搜索，保證上行數(shù)據(jù)的正確解調(diào)與譯碼。

2.高速小區(qū)識(shí)別。針對(duì)高速小區(qū)識(shí)別，目前常用的方法用兩種：經(jīng)過(guò)大量測(cè)試識(shí)別出高速小區(qū)和通過(guò)KPI統(tǒng)計(jì)是否為高速小區(qū)。

方法一：通過(guò)大量高鐵測(cè)試，篩選出測(cè)試占用的小區(qū)，識(shí)別為高速小區(qū)。

方法二：通過(guò)打開(kāi)參數(shù)CellAlgoSwitch.HighSpeedSchOptSwitch中的子開(kāi)關(guān)ProcSwitchBasedOnUserSpeed，同時(shí)設(shè)置識(shí)別UE的高速或低速狀態(tài)，統(tǒng)計(jì)高鐵場(chǎng)景下小區(qū)高速用戶數(shù)來(lái)，以此來(lái)設(shè)定該小區(qū)為高速小區(qū)。

通過(guò)該方法識(shí)別“高速小區(qū)”，不僅減少了大量人力測(cè)試的資源問(wèn)題，還提高了“高速小區(qū)”識(shí)別的精準(zhǔn)度。為后續(xù)的頻率糾偏、軟串聯(lián)、干擾協(xié)調(diào)和特殊信令無(wú)效重傳等特性應(yīng)用奠定了實(shí)施基礎(chǔ)。

3.高速小區(qū)調(diào)整。

高鐵/動(dòng)車：

（1）對(duì)于頻段低于1GHz或速度低于120km/h的場(chǎng)景，建議使用低速小區(qū)覆蓋；

（2）對(duì)于頻段為1GHz～2.6GHz、速度高達(dá)350km/h的場(chǎng)景，建議使用高速小區(qū)覆蓋；

（3）對(duì)于頻段為1GHz～2.6GHz、速度高達(dá)450km/h的場(chǎng)景，建議使用超高速小區(qū)覆蓋。

由于個(gè)別高鐵新增站點(diǎn)未規(guī)劃成高速小區(qū)，造成高鐵區(qū)域高速+低速站點(diǎn)交替覆蓋，此場(chǎng)景會(huì)導(dǎo)致如下問(wèn)題：

（1）高速用戶無(wú)法穩(wěn)定獲取高速小區(qū)增益，用戶體驗(yàn)下降，影響切換成功率、接入成功率等性能指標(biāo)；

（2）部分高速優(yōu)化特性無(wú)法生效，如公網(wǎng)干擾協(xié)調(diào)、軟串聯(lián)等。

同時(shí)，當(dāng)小區(qū)設(shè)置為高速小區(qū)后，為了減少接入沖突，提高接入成功率，需要針對(duì)小區(qū)半徑配置情況來(lái)規(guī)劃。

4.軟串聯(lián)自配置。高速用戶專屬策略管理的定向切換需要在高鐵同頻鄰區(qū)列表配置軟串聯(lián)標(biāo)識(shí)，軟串聯(lián)標(biāo)識(shí)可以通過(guò)軟串聯(lián)自配置方案獲取，也可以通過(guò)手工進(jìn)行配置，但是手工配置的工作量大，為了解決這個(gè)問(wèn)題，在eRAN12.1版本引入了高鐵軟串聯(lián)的自識(shí)別功能。

高鐵公網(wǎng)是指運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中高速小區(qū)與低速小區(qū)同頻組網(wǎng)，并且高速小區(qū)的覆蓋區(qū)域內(nèi)同時(shí)存在高速用戶和低速用戶的組網(wǎng)場(chǎng)景。該場(chǎng)景下高速小區(qū)要同時(shí)兼顧高速用戶與低速用戶，若要同時(shí)考慮高速用戶和低速用戶，則在特性、參數(shù)、QoS等方面高、低速用戶均不能達(dá)到最優(yōu)。

軟串聯(lián)自組織功能可以基于用戶識(shí)別和高鐵識(shí)別，分場(chǎng)景進(jìn)行差異化管理，盡可能同時(shí)滿足高速用戶和低速用戶的需求。

軟串聯(lián)自組織功能根據(jù)高鐵移動(dòng)特征，準(zhǔn)確識(shí)別出高鐵到達(dá)與離開(kāi)的事件，以及用戶的高速或低速屬性，具備易部署、自組織的特征。識(shí)別高速用戶，支持對(duì)高速用戶配置專門的高速TA命令發(fā)送周期與調(diào)度優(yōu)先級(jí)；其中：

高速TA命令發(fā)送周期可通過(guò)TimeAlignmentTimer. HighSpeedTaCmdSendPeriod配置，但其實(shí)際生效值與上行定時(shí)命令優(yōu)化開(kāi)關(guān)的狀態(tài)有關(guān)。

上行定時(shí)命令優(yōu)化開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)，其實(shí)際生效值由“TA命令發(fā)送周期”與“高速TA命令發(fā)送周期”的最小值決定。

上行定時(shí)命令優(yōu)化開(kāi)關(guān)關(guān)閉時(shí)，其實(shí)際生效值由“上行時(shí)間對(duì)齊定時(shí)器/2-32”與“高速TA命令發(fā)送周期”的最小值決定。

調(diào)度優(yōu)先級(jí)可通過(guò)CellUlschAlgo.UserSpeedUlSchPriWeight和CellDlschAlgo.UserSpeedDlSchPriWeight配置。

對(duì)于TTI綁定、SPS、閉環(huán)MIMO、自適應(yīng)SFN/SDMA等特性，當(dāng)CellAlgoSwitch.HighSpeedSchOptSwitch中的子開(kāi)關(guān)ProcSwitchBasedOnUserSpeed打開(kāi)時(shí)，若TTI綁定、SPS、閉環(huán)MIMO、自適應(yīng)SFN/SDMA的開(kāi)關(guān)打開(kāi)，則低速用戶可使用這些特性，而高速用戶無(wú)法使用。

5.公網(wǎng)干擾協(xié)調(diào)。高鐵公網(wǎng)組網(wǎng)場(chǎng)景下，高鐵小區(qū)與周圍低速小區(qū)之間存在同頻干擾，可通過(guò)降低周圍低速小區(qū)的同頻干擾來(lái)提升高速用戶的體驗(yàn)。

當(dāng)列車到達(dá)時(shí)，eNodeB根據(jù)高速用戶的同頻測(cè)量（A3偏置為10dB）和歷史同頻切換信息，確定強(qiáng)干擾鄰區(qū)，并通過(guò)X2消息通知強(qiáng)干擾鄰區(qū)做干擾協(xié)同，包括鄰小區(qū)限制可用RB數(shù)和降低下行發(fā)射功率兩種方式。

高鐵公網(wǎng)隨動(dòng)干擾協(xié)調(diào)功能由參數(shù)HighSpdAdaptionPara. InterfAvoidMode中的子開(kāi)關(guān)RbBasedInterfAvoid和PowerBasedInterfAvoid來(lái)控制兩種干擾協(xié)同方式是否生效。

當(dāng)開(kāi)啟高鐵干擾隨動(dòng)降RB后，低速鄰區(qū)可用的RB資源將受到限制，進(jìn)而降低對(duì)服務(wù)小區(qū)的干擾；當(dāng)開(kāi)啟高鐵干擾隨動(dòng)降功率后，低速鄰區(qū)將降低一定的功率來(lái)降低對(duì)服務(wù)小區(qū)的干擾。

6.特殊信令無(wú)效重傳優(yōu)化。根據(jù)LTE協(xié)議規(guī)定，LTE終端可以不回復(fù)切換信令以及RRC Release消息的狀態(tài)報(bào)告，從而會(huì)導(dǎo)致無(wú)效的切換信令以及RRC Release消息的RLC ARQ重傳。本優(yōu)化功能打開(kāi)后，可以減少切換信令與RRC Release消息的無(wú)效RLC重傳。

二、實(shí)施效果

在本次專項(xiàng)優(yōu)化過(guò)程，在建設(shè)、維護(hù)、優(yōu)化等部門共同努力下，通過(guò)對(duì)PRACH規(guī)劃調(diào)整、高速小區(qū)和高速專屬特性等方面的優(yōu)化調(diào)整后，唐山境內(nèi)的津秦高鐵覆蓋及感知質(zhì)量得到了明顯的提升。

1.特性效果。高速站點(diǎn)連續(xù)覆蓋優(yōu)化及軟串聯(lián)自配置打開(kāi)后，相比前一周同頻切換成功率升高0.12%，異頻切換成功率升高1.18%，隨機(jī)接入成功率升高12.93%。

特殊信令無(wú)效重傳優(yōu)化特性打開(kāi)后，相比前一周切換命令誤碼率下降53.8%，RRC CONN REL誤碼率下降26.8%，信令面PRB利用率下降9.5%。

公網(wǎng)隨動(dòng)干擾協(xié)調(diào)特性打開(kāi)后，驗(yàn)證區(qū)域相比前一周高速用戶下行用戶體驗(yàn)速率升高4.41%，高速用戶下行SINR均值升高2.77%。

2.綜合效果。特性功能開(kāi)通后，經(jīng)KPI觀察，特性功能生效，切換信令和RRC釋放誤碼率得到提升，經(jīng)測(cè)試，測(cè)試區(qū)域上行速率提升了27.89%，下載速率提升了59.32%。

三、創(chuàng)新價(jià)值

通過(guò)高鐵自動(dòng)軟串聯(lián)方法研究，不僅改變了傳統(tǒng)“高鐵小區(qū)”識(shí)別和軟串聯(lián)添加方法，也通過(guò)特性開(kāi)啟最大程度減少了高速移動(dòng)對(duì)無(wú)線環(huán)境帶來(lái)的影響，同時(shí)也提升高了高鐵用戶性能，主要?jiǎng)?chuàng)新價(jià)值體現(xiàn)在以下方面：

（1）采用“高速小區(qū)”KPI識(shí)別方法，大大的減少了人力投入成本，也提高了識(shí)別精度；

（2）采用軟串聯(lián)自動(dòng)添加，大大減少人工添加的工作量，也提高了準(zhǔn)確性；

（3）通過(guò)“高速小區(qū)”改造，最大化減少了多普勒頻移帶來(lái)負(fù)面影響，同時(shí)利用特殊信令無(wú)效重傳優(yōu)化，提高了高速用戶移動(dòng)性能；

（4）通過(guò)公網(wǎng)干擾協(xié)調(diào)，在“非專網(wǎng)”組網(wǎng)的情況下，最大化減少公網(wǎng)用戶帶來(lái)影響，提高了高速用戶體驗(yàn)。