切換事件在LTE網(wǎng)絡(luò)切換中的分析與應(yīng)用

姜 杰

（廣東聯(lián)通通信建設(shè)有限公司，廣州 510000）

1 LTE網(wǎng)絡(luò)切換的定義

移動網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)具有一定的覆蓋范圍，當(dāng)移動終端UE在系統(tǒng)內(nèi)不斷移動時，小區(qū)邊緣信號質(zhì)量可能會逐步降低，手機(jī)終端（UE）為了保持連續(xù)的通信服務(wù)，需要根據(jù)服務(wù)小區(qū)和相鄰小區(qū)的信號測量結(jié)果觸發(fā)事件上報，以便切換到信號質(zhì)量更好的小區(qū)。這些一系列的動作稱之為切換，也就是在業(yè)務(wù)態(tài)下的移動并變更服務(wù)小區(qū)的過程，以確保移動網(wǎng)絡(luò)的連續(xù)覆蓋。LTE網(wǎng)絡(luò)中的切換屬于硬切換，沒有“空閑切換”、“接入切換”的概念。UE在空閑態(tài)下的移動并變更服務(wù)小區(qū)的過程稱為“小區(qū)重選”。LTE網(wǎng)絡(luò)切換包括切換測量、切換決策與切換執(zhí)行三個階段見圖1：

圖1 切換三個階段

測量階段：UE根據(jù)eNodeB下發(fā)的測量配置消息進(jìn)行相關(guān)測量，并將測量結(jié)果以事件方式上報給eNodeB。該階段由UE完成，主要包括測量控制，測量的執(zhí)行與結(jié)果的處理，處理報告；決策階段：eNodeB根據(jù)UE上報的測量結(jié)果進(jìn)行評估，決定是否觸發(fā)切換。主要由網(wǎng)絡(luò)側(cè)完成，以測量為基礎(chǔ)，進(jìn)行資源申請和分配；執(zhí)行階段：eNodeB根據(jù)決策結(jié)果，控制UE切換到目標(biāo)小區(qū)，由UE完成切換。主要信令完成過程，切換失敗回退和測量控制更新。

2 切換事件的理論分析

2.1 切換事件的分類

LTE網(wǎng)絡(luò)的切換事件有A類和B類，其中A類本用作系統(tǒng)內(nèi)測量，B類被用作系統(tǒng)間測量，見表1。

2.2 切換事件觸發(fā)條件和應(yīng)用

（1）根據(jù)切換事件的定義及不同的觸發(fā)條件：A5和B2的觸發(fā)條件最苛刻，必須滿足服務(wù)小區(qū)低于某絕對門限，同時鄰區(qū)高于某絕對門限才會上報；A3只是鄰區(qū)比服務(wù)小區(qū)強(qiáng)某個相對門限時就會上報；A4和B1只對鄰區(qū)作判斷；A1和A2只是對服務(wù)小區(qū)作判斷。

（2）在實際LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實踐案例中，切換事件應(yīng)用如下：A3通常用于同頻切換。原因是同頻測量在任何時刻都可以進(jìn)行，而異頻和異系統(tǒng)測量需要配置GAP，在GAP周期內(nèi)，只測量鄰區(qū)，不測量服務(wù)小區(qū)；A1和A2通常用于異頻測量，與同頻測量不同，異頻測量只在滿足A2條件時開啟。同時結(jié)合A3、A4、A5或B1、B2，判斷何時觸發(fā)異頻或異系統(tǒng)切換；通過調(diào)整切換事件觸發(fā)條件中的相關(guān)參數(shù)（如Ocn：鄰小區(qū)個性偏移（CIO）、Hys：遲滯參數(shù)等），合理控制小區(qū)間的切換，使UE盡量穩(wěn)定在SINR較好的小區(qū)上，從而提升速率，提高用戶感知。

3 切換事件在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實踐中的應(yīng)用分析

3.1 優(yōu)化切換事件提升下行速率

3.1.1 網(wǎng)絡(luò)問題描述

某市某路段測試時，UE在小區(qū)間頻繁切換，嚴(yán)重影響業(yè)務(wù)下行速率。經(jīng)測算發(fā)現(xiàn)，該路段存在以下5個小區(qū)信號，且信號強(qiáng)度RSRP都在-102dbm左右，各小區(qū)的信號電平相當(dāng)，無主覆蓋小區(qū)，導(dǎo)致切換頻繁。

表1 切換事件分類及介紹

3.1.2 問題過程分析

基于覆蓋切換的相關(guān)參數(shù)可以分為三類：門限，遲滯及定時器、個性化補(bǔ)償。各個參數(shù)具體功能如下：

門限：評價信號質(zhì)量好壞的基礎(chǔ)和門檻。A5是絕對門限，A3是相對門限。遲滯及定時器：對于事件判決起作用。遲滯總是從比較判決的不等式上起到延緩時間進(jìn)入或退出的作用，提高判決的可靠性，與門限配合使用。而定時器起的延緩作用與門限值無關(guān)，是從時間上考慮保持某種狀態(tài)的持久性，包括進(jìn)入和推出事件，以提高事件上報的可靠性和準(zhǔn)確性。個性化補(bǔ)償：直接對服務(wù)小區(qū)或鄰小區(qū)的補(bǔ)償。為正值時，加在服務(wù)小區(qū)測量值上起到限制切換發(fā)生的目的，加在鄰小區(qū)上起到促進(jìn)切換發(fā)生的目的。

3.1.3 優(yōu)化方案

通過調(diào)整相關(guān)切換參數(shù)，觸發(fā)不同的切換事件，該區(qū)域達(dá)到減少切換的目的。結(jié)合對切換事件的理解和觸發(fā)，優(yōu)化調(diào)整參數(shù)Cell Individual OffsetEUtran（切換個性化偏置），將Cell Individual Of fsetEUt ran由默認(rèn)0改為-3，延遲A3事件的觸發(fā)，以減少切換次數(shù)。

3.1.4 優(yōu)化效果驗證

圖2 通過調(diào)整相關(guān)切換參數(shù)，觸發(fā)不同的切換事件

參數(shù)修改后，對該路段的覆蓋進(jìn)行測試，切換次數(shù)明顯減少，下行速率由33.2Mb/s 提升至68.0Mb/s。見圖4。

圖3 優(yōu)化前效果展示圖

圖4 優(yōu)化后效果展示圖

3.2 優(yōu)化切換事件提升網(wǎng)絡(luò)覆蓋

3.2.1 問題描述

某市區(qū)內(nèi)使用了異頻插花組網(wǎng)，使多處出現(xiàn)異頻切換問題。主要是切換不及時，使得覆蓋率和下載速率受到影響；也存在部分路段因異頻測量較早造成資源占用浪費(fèi)的問題，影響整體下載速率的提升，需要對異頻切換參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

3.2.2 問題過程分析

經(jīng)過分析對市區(qū)網(wǎng)絡(luò)的分析，發(fā)現(xiàn)異頻切換主要體現(xiàn)為室分和宏站間切換，故選取現(xiàn)網(wǎng)室分站點(diǎn)進(jìn)行切換對比測試，每次調(diào)整門限參數(shù)后進(jìn)行5 次切換測試，將測試結(jié)果進(jìn)行對比分析，得出門限參數(shù)對異頻切換的影響。因切換門限的取值范圍是一個區(qū)間值，為了方便體現(xiàn)門限參數(shù)對異頻切換的影響，門限調(diào)整時采用取最大值，最小值和根據(jù)實際無線環(huán)境調(diào)整的方式進(jìn)行。其中A1，A2門限是一組相關(guān)門限，用于判斷主服務(wù)小區(qū)信號質(zhì)量達(dá)到什么程度會啟動異頻測量，需要統(tǒng)一調(diào)整。A4門限用于判斷相鄰小區(qū)信號質(zhì)量達(dá)到什么程度會發(fā)生異頻切換，需要在A1，A2調(diào)整完成的基礎(chǔ)上進(jìn)行調(diào)整。具體門限取值如表2所示：

表2 參數(shù)設(shè)置表

從切換次數(shù)和用戶感知等方面驗證換事件的相關(guān)參數(shù)組合調(diào)整的效果：一是如果置偏高，服務(wù)信號RSRP質(zhì)量極容易低于A2門限，導(dǎo)致異頻測量的發(fā)起和異頻切換的發(fā)生都很頻繁（共28次異頻切換），頻繁發(fā)起異頻測量和切換會占用大量無線資源，會影響數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)速率，影響用戶使用感知；二是A1，A2門限設(shè)置偏低，服務(wù)信號RSRP質(zhì)量極難低于A2門限，導(dǎo)致異頻測量很難發(fā)起，當(dāng)服務(wù)小區(qū)信號RSRP變得極差時才能發(fā)起異頻測量和切換，切換不能及時完成，存在掉線風(fēng)險；三是A4設(shè)置較低時，UE可能會切換到信號質(zhì)量較差小區(qū)上，從而導(dǎo)致掉線，影響用戶使用感知；四是由于A4門限設(shè)置過高，雖然服務(wù)小區(qū)RSRP質(zhì)量較差，UE已經(jīng)發(fā)起異頻測量，但相鄰小區(qū)中沒有能達(dá)到A4門限要求的RSRP質(zhì)量，所以切換不能及時完成，存在掉線風(fēng)險，從而影響用戶感知。

3.2.3 優(yōu)化方案

經(jīng)過多種組合驗證，A1門限設(shè)置到-100dBm，A2門限設(shè)置到-105dBm；A4門限設(shè)置到-102dBm 方案最優(yōu)，對市區(qū)存在異頻插花的小區(qū)統(tǒng)一設(shè)置，設(shè)置值見表3：

表3 參數(shù)設(shè)置表

3.2.4 優(yōu)化效果驗證

完成近市區(qū)處路段周邊小區(qū)的異頻切換參數(shù)，優(yōu)化完成后DT測試指標(biāo)覆蓋率有所提升，上傳速率和下載速率也有提升，優(yōu)化前后指標(biāo)對比見表4：

表4 測試結(jié)果列表

3.3 優(yōu)化切換事件提升切換成功率

3.3.1 問題描述

日常KPI指標(biāo)監(jiān)控，圍雷字H-0小區(qū)系統(tǒng)內(nèi)成功率指標(biāo)較低63.40%左右，需要優(yōu)化切換成功率，提升4G用戶的感知度。

表5 問題描述

該基站小區(qū)位于圍場縣城南邊方向3千米處的山區(qū)地方，周邊是人口分布較為分散的村莊，站點(diǎn)經(jīng)緯度（E 117.7715，N 41.9025），整個小區(qū)LTE網(wǎng)絡(luò)使用室外雙極化天線覆蓋，見圖5。

3.3.2 問題過程分析

圖6是LTE切換流程圖。根據(jù)層3信令分析，切換不成功主要有以下問題：

（1）下發(fā)切換命令。該問題的前提是UE上報了切換的MR，基站側(cè)也收到了MR，但沒有收到切換命令，可能的原因有鄰區(qū)漏配或鄰區(qū)配錯、下發(fā)重配置沒收到重配置完成和同頻鄰區(qū)中有PCI相等的鄰區(qū)。（2）鄰區(qū)漏配錯配。一是鄰區(qū)漏配，從基站跟蹤看到基站收到了大量的MR，沒有下發(fā)切換命令，導(dǎo)致掉線。信道質(zhì)量下到解調(diào)門限以下，因為沒有下發(fā)切換命令而掉話，可以查看是否為鄰區(qū)漏配。二是鄰區(qū)配錯，外部小區(qū)和同頻鄰區(qū)均已配置，且同頻鄰區(qū)也配置正確，但外部小區(qū)的PCI添加錯誤不切換，導(dǎo)致掉話。核查鄰區(qū)配置數(shù)據(jù)，PCI正確。

圖5 站點(diǎn)分布圖

圖6 切換流程圖

表6 優(yōu)化效驗證

（3）鄰區(qū)關(guān)系參數(shù)。通過提取該基站小區(qū)同頻切換鄰區(qū)對指標(biāo)查詢發(fā)現(xiàn)，基站S1接口切換成功均為100%，X2為切換成功率較低，向圍東關(guān)地H-2小區(qū)切換成功率為63.18%，兩站之間距離3.2千米，判斷為農(nóng)村山區(qū)覆蓋導(dǎo)致切換差。

3.3.3 優(yōu)化方案

經(jīng)過對小區(qū)進(jìn)行硬件故障，鄰區(qū)及外部鄰區(qū)PCI參數(shù)，無線環(huán)境干擾等方面進(jìn)行核查排查，并未發(fā)現(xiàn)問題。對切換事件參數(shù)小區(qū)個體偏移（CIO）參數(shù)，發(fā)現(xiàn)該參數(shù)該設(shè)置為0db，調(diào)整為10db，CIO越大，越容易切換。

3.3.4 優(yōu)化效驗證

優(yōu)化后切換成功率較優(yōu)化前提升了31.78%，達(dá)到94.82%。

4 結(jié)束語

在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作實踐中，網(wǎng)絡(luò)切換問題是最普遍的問題，也是不可避免的。目前國內(nèi)LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)基本完成，伴隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜化，導(dǎo)致大量的網(wǎng)絡(luò)切換問題，其中大部分是由于切換事件參數(shù)配置不當(dāng)使得LTE網(wǎng)絡(luò)在切換過程中出現(xiàn)各種問題，具體表現(xiàn)為網(wǎng)速慢、覆蓋差、掉線等。我們只有通過深入分析和研究切換事件及觸發(fā)條件來掌握LTE網(wǎng)絡(luò)切換的要領(lǐng)，才能進(jìn)一步解決切換問題，并為LTE網(wǎng)絡(luò)切換問題處理提供方法與指導(dǎo)，推進(jìn)和助理LTE網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實踐工作?！?/p>