VoLTE切換策略商用部署研究

楊健恒 劉湘梅 羅叢優(yōu) 段瀟君

【摘 要】隨著無限流量套餐的推出，中國電信手機用戶數量劇增，逐漸地，一些4G網絡優(yōu)化問題也隨之浮現(xiàn)，其中切換問題對業(yè)務的影響尤為明顯。從數據、VoLTE語音兩種業(yè)務場景下的策略商用部署出發(fā)，闡述了4G網絡覆蓋現(xiàn)狀、切換基本原理和切換策略的研究分析，總結出基于覆蓋的分層切換和基于業(yè)務的切換兩套改善策略方案。根據試點驗證和現(xiàn)網覆蓋情況，基于覆蓋的分層切換策略目前已在本地網中應用。

無限流量；4G網絡優(yōu)化；VoLTE；商用部署；分層切換

1 引言

隨著L800M重耕入網工作的順利完成，目前，廣東電信已形成了L800M/L1.8G/L2.1G/L2.6G的4G多頻網絡結構。對于現(xiàn)網中4G網絡規(guī)模復雜、用戶規(guī)模大的情況，需要對切換策略開展更加精細的優(yōu)化，才能充分發(fā)揮多頻網絡的優(yōu)勢，提升網絡覆蓋質量。本文將根據現(xiàn)網4G覆蓋情況，討論在不同業(yè)務狀態(tài)下使用基于業(yè)務的切換和基于覆蓋的切換策略的性能對比，總結出切換策略商用部署方案。

2 4G網絡覆蓋現(xiàn)況

按照中國電信集團全網規(guī)劃的思路[1]，如圖1所示，L800M原則上應作為4G網絡的覆蓋托底頻率，用作VoLTE語音、數據流量不高的場景；L1.8G原則上應作為4G業(yè)務的室外主要承載頻段，用作用戶或業(yè)務聚集區(qū)域承載各類4G業(yè)務；L2.1G原則上應作為4G網絡的室內深度覆蓋及業(yè)務承載頻段，用作用戶或業(yè)務聚集場所承載各類4G業(yè)務；L2.6G原則上應作為4G業(yè)務超忙熱點區(qū)域的擴容頻段，用作業(yè)務量超高、已部署L1.8G及L2.1G的高校、高流量商務區(qū)中的特定場所。目前，廣東電信仍然未實現(xiàn)L800M的連續(xù)覆蓋（RSRP≥-110 dBm&SINR;≥-3 dB）覆蓋率89.78%，而L1.8G覆蓋率為93.13%，L2.1G覆蓋率為93.66%，覆蓋相對較優(yōu)。

3 4G網絡切換基本原理

3.1 4G的切換策略類型

小區(qū)切換（Cell Handover）指UE在業(yè)務態(tài)下，為了保證業(yè)務質量，通過監(jiān)測配置鄰區(qū)和當前小區(qū)的信號質量以連接到一個更好的小區(qū)提供服務的過程，切換由eNB發(fā)起。根據切換觸發(fā)的原因，4G的切換類型可分為：基于覆蓋的切換、基于業(yè)務的切換和基于負載的切換等。

（1）基于覆蓋的切換

基于覆蓋的切換是基于A2事件觸發(fā)測量的，用于保證在UE移動時業(yè)務的連續(xù)性，該切換策略可以對不同業(yè)務進行差異化配置，切換流程如下。

步驟1：啟動測量

當UE第一次進入RRC Connected時，基站側下發(fā)的第一條RRC重配置（RRC Connection Recon-figuration）信息中包含測量配置（measConfig）信息[3]，主要內容包括：測量標識、測量對象和報告配置。當終端測量到的鄰小區(qū)信號強度滿足啟動測量條件，在MR報告中帶有測量配置（measConfig）信息的測量ID。啟動測量如圖2所示。

步驟2：判決

當UE啟動異頻測量后，通過測量報告上報測量結果。測量報告主要內容：測量標識、服務小區(qū)信號、測量鄰區(qū)信號、pci等，當服務小區(qū)信號電平值和測量鄰區(qū)信號滿足判決條件，異頻測量判決成立。判決如圖3所示。

步驟3：切換成功

源小區(qū)通過RRC重配置消息指示UE切換到目的小區(qū)，在移動性控制信息（mobilityControlInfo）中包含目的小區(qū)pci、中心頻點、下行帶寬、隨機接入的UE ID等。UE回RRC Con Recon Comp指示完成切換，源小區(qū)釋放UE上下文信息，切換流程結束。切換成功如圖4所示：

（2）基于覆蓋的分層切換

基于覆蓋的分層切換的原理是針對數據和語音業(yè)務設置兩個切換參數組，語音業(yè)務參數組優(yōu)先級高于數據業(yè)務。當只存在QCI8/9承載時，只有數據業(yè)務的切換參數組生效；當存在QCI1承載時，切換參數組進行合并，只有語音的切換參數組生效。

需要注意的是，中興廠家在配置基于覆蓋的分層切換策略時，需要打開PerQCI測量，此時，A3/A4/A5事件合并原則如下：

若測量事件為A3，取A3offset門限中的最小值作為最終門限；

若測量事件為A4，取A4Threshold門限中的最小值作為最終門限；

若測量事件為A5，取A5-1Threshold門限中的最大值作為最終門限，并取該A5-1Threshold所對應記錄中的A5-2Threshold作為最終門限。

因此，在配置分層切換策略參數時需要注意設備廠家的合并原則，以免參數沖突導致策略配置失敗。

（3）基于業(yè)務的切換

不同于基于覆蓋的切換策略，基于業(yè)務的切換策略不需要終端上報異頻A2事件觸發(fā)基站下發(fā)終端對L800M的測量控制，當基站檢測到QCI1承載的建立，就會給終端下發(fā)對L800M的測量控制。使用基于業(yè)務的切換策略，會將VoLTE業(yè)務優(yōu)先承載在L800M，從而避免由于頻繁切換導致MOS下降，該策略的主要承載頻段為L800M。

3.2 切換事件介紹

在系統(tǒng)內切換，基于覆蓋的切換使用A2+A3/A4/A5事件，基于業(yè)務的切換使用A4事件。

A1事件表示服務小區(qū)比絕對門限好，用于停止正在進行的異頻/IRAT測量。

A2事件表示服務小區(qū)比絕對門限差用于可以開始異頻/IRAT測量。

A3事件表示鄰小區(qū)比服務小區(qū)偏移量好，用于同頻或疊加組網區(qū)域的切換。

A4事件表示鄰小區(qū)比絕對門限好，用于異頻切換。

A5事件表示服務小區(qū)比絕對門限1差且鄰小區(qū)比絕對門限2好，用于異頻切換。

B1事件表示鄰小區(qū)比絕對門限好，用于測量高優(yōu)先級的RAT小區(qū)。

B2事件表示服務小區(qū)比絕對門限1差，鄰小區(qū)比絕對門限2好，用于相同或低優(yōu)先級的RAT小區(qū)的測量。

4 4G網絡切換方案

4.1 4G切換方案介紹

（1）基于覆蓋的數據切換策略

在LTE建網初期，網絡只提供數據業(yè)務，數據業(yè)務承載在帶寬更大的L1.8G/L2.1G上，且網絡優(yōu)先駐留在L1.8G/L2.1G（L1.8G/L2.1G重選優(yōu)先級比L800M高，Qrxlevmin為-130 dBm，ThreshServing-LowP為-16 dB，即當L1.8G/L2.1G低于-124 dBm時才駐留到L800M）。因此，為了避免頻繁切換，針對數據業(yè)務使用基于覆蓋的切換策略。

L1.8G/L2.1G→L800M切換

為了讓數據業(yè)務絕大部分承載在L1.8G/L2.1G上，L1.8G/L2.1G到L800M的切換采用了A2+A5事件，A2事件門限為-110 dBm，A5-1門限為-114 dBm，A5-2門限為-106 dBm。

L800M→L1.8G/L2.1G切換

為了讓承載在L800M上的數據業(yè)務盡快切換回到L1.8G/L2.1G，L1.8G/L2.1G到L800M的切換采用了A2+A5事件，A2事件門限為-75 dBm，A5-1事件門限為-75 dBm，A5-2門限為-110 dBm。

（2）基于覆蓋的語數分層切換策略

基于覆蓋的分層切換策略實質是對數據和VoLTE語音兩種業(yè)務進行差異化配置，當存在QCI1的承載建立時，使用VoLTE語音的切換參數配置[4]，主要承載業(yè)務的頻段為L800M和L1.8G/L2.1G中更好的頻段。

L1.8G/L2.1G→L800M切換

為了讓數據業(yè)務更多地承載在L1.8G/L2.1G上，L1.8G/L2.1G到L800M的切換采用了A2+A5事件，A2事件門限為-106 dBm，A5-1門限為-110 dBm，A5-2門限為-106 dBm。

L800M→L1.8G/L2.1G切換

為了讓承載在L800M上的數據業(yè)務盡快切換回到L1.8G/L2.1G，L1.8G/L2.1G到L800M的切換采用了A2+A4事件，A2事件門限為-43 dBm，A4事件門限為-106 dBm。其中，把啟測門限設置為-43 dBm的原因是讓基站一直下發(fā)測量控制，讓終端一直進行異頻測量，從而實現(xiàn)更快回切到L1.8G/L2.1G。

當只存在QCI8/9的承載建立時，使用數據的切換參數配置，主要承載業(yè)務的頻段為L1.8G/L2.1G[5]。

L1.8G/L2.1G→L800M切換

為了讓VoLTE語音業(yè)務更多地承載在質量較優(yōu)的頻段上，L1.8G/L2.1G到L800M的切換采用了A2+A5事件，A2事件的門限為-100 dBm，A5-1事件的門限為-105 dBm，A5-2的門限為-105 dBm。其中，把L800M判決門限設置為-105 dBm的原因是L800M回切L1.8G/L2.1G的L800M啟測門限為-109 dBm，為避免乒乓切換，需設置4 dB左右的差值。

L800M→L1.8G/L2.1G切換

為了讓VoLTE語音業(yè)務更多地承載在質量較優(yōu)的頻段上，L1.8G/L2.1G到L800M的切換采用了A2+A4事件，A2事件門限為-109 dBm，A4事件門限為-95 dBm。

（3）基于業(yè)務的切換

基于業(yè)務的切換實質是基于QCI承載建立觸發(fā)測量，在VoLTE語音狀態(tài)下優(yōu)先切換到L800M頻段。

L1.8G/L2.1G→L800M切換

為了讓承載在L1.8G/L2.1G上的數據業(yè)務在轉換為VoLTE業(yè)務時盡快切換到L800M上，L1.8G/L2.1G到L800M的切換采用了A4事件，A4事件門限為-105 dBm。

L800M→L1.8G/L2.1G切換

為了讓VoLTE語音業(yè)務更多地承載在L800M上，L1.8G/L2.1G到L800M的切換采用了A2+A4事件，A2事件門限為-109 dBm，A4事件門限為-95 dBm。

4.2 切換策略分析

（1）VoLTE切換方案試點情況

方案試點選擇L800M不連續(xù)覆蓋的區(qū)域，由表1可見：

使用基于業(yè)務切換策略后，對于室外場景，L800M占比提升顯著，因L800M不連續(xù)覆蓋，整體覆蓋率下降，由于回切L1.8G切換不及時導致MOS優(yōu)良比下降。

對于室內場景，L800M覆蓋差異顯著影響MOS。根據L800M占比判斷，區(qū)域1和區(qū)域2的L800M覆蓋一般，其MOS出現(xiàn)下降，區(qū)域3的L800M覆蓋較好，MOS出現(xiàn)提升。

（2）VoLTE室外切換策略分析

根據本次試點的情況，綜合考慮L800M的覆蓋仍低于L1.8G和現(xiàn)網L800M的情況，建議對于L800M達到連續(xù)覆蓋的區(qū)域，采用基于業(yè)務的切換策略能更快、更多承載在L800M上進行VoLTE業(yè)務，有利于提升用戶感知。對于L800M覆蓋未能達到連續(xù)覆蓋的區(qū)域，采用基于覆蓋的分層切換策略能有效承載在更優(yōu)的頻段上進行VoLTE業(yè)務，且不會對數據業(yè)務的策略造成影響，效果顯著。

現(xiàn)網L800M回切L1.8G/L2.1G的判決門限設置為-95 dBm，這有利于VoLTE業(yè)務承載在L800M上，避免由于頻繁切換導致MOS下降的情況，同時也會造成L800M弱覆蓋區(qū)域更難回切L1.8G，存在回切失敗現(xiàn)象。當該門限值設置過低時（如-105 dBm），L800M弱覆蓋區(qū)域更易切換到L1.8G/L2.1G，減少掉話的情況，同時回切L1.8G/L2.1G幾率提高，由于頻繁切換導致MOS下降。由此可見，對于不同場景，L800M回切L1.8G切換判決門限值要進行差異化配置。以從郊區(qū)邊界到城市為例，當涉及L800M回切到L1.8G/L2.1G時，建議切換判決門限設置一個較低合理值，減少切換失敗的情況。圖5為L800M回切L1.8G/L2.1G門限設置解釋：

（3）VoLTE室外到室內切換門限值分析

目前，廣東電信室分站點為L1.8G和L2.1G，對于室外切換到室內的場景，由表2可見，室內覆蓋較好區(qū)域，使用-97 dBm門限覆蓋、切換、MOS優(yōu)良比更好；室內覆蓋較差區(qū)域，使用-100 dBm門限覆蓋、切換、MOS優(yōu)良比更好。因此根據這兩種場景，需要對L800M回切L1.8G切換判決門限值要進行差異化配置[5]。

當室內覆蓋較弱，L800M回切L1.8G/L2.1G判決門限值，應設置合理低門限值（取值-100 dBm-X dB，X取值范圍建議0～3），讓用戶成功從L800M切換到室內L1.8G/L2.1G，提升MOS值。

當室內覆蓋較強，L800M回切L1.8G/L2.1G判決門限值，應設置合理高門限值（取值-100 dBm+X dB，X取值范圍建議3～5），避免用戶在室內外場景從L800M過早切換到室內L1.8G/L2.1G，影響MOS值。

（4）用MR大數據分析特定區(qū)域切換門限值對于指定區(qū)域的優(yōu)化，如圖6所示，可以借助廣東電信網絡數據智慧運營平臺，參考該區(qū)域某時段L800M電平值達到啟測門限（-109 dBm）時對應L1.8G/L2.1G的電平值，推算出L800M回切到L1.8G/L2.1G切換判決門限值，實現(xiàn)場景差異化配置。

5 結束語

本文從4G網絡覆蓋現(xiàn)狀和切換策略進行探討分析，總結輸出了基于覆蓋的分層切換和基于業(yè)務的切換兩套切換策略方案，在后期VoLTE及其他業(yè)務的部署工作中可基于這兩套方案及思路進行優(yōu)化工作，確保網絡在多業(yè)務場景下穩(wěn)定進行。從網絡優(yōu)化的角度出發(fā)，L800M連續(xù)覆蓋是VoLTE網絡的目標需求，也是中國電信集團雙提升專項提出的目標之一，要實現(xiàn)這個目標，未來需要從覆蓋廣度、深度等因素設計一個科學有效的網絡規(guī)劃方案。

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