NB-IoT融合建設(shè)POOL邊界X2切換規(guī)避方法研究

1 NB-IoT組網(wǎng)介紹

NB-IoT技術(shù)是基于200 kHz窄帶頻譜的系統(tǒng)，實際有效帶寬是180 k。只需180 kHz有效帶寬的頻譜資源，使得NB-IoT系統(tǒng)可以非常靈活的部署，可以從GSM載波Refarming部署、零散頻譜的獨立部署、LTE的inband和Guardband部署。目前NB-IoT系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 NB-IoT系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

2 某市NB-IoT與LTE網(wǎng)絡(luò)融合建設(shè)方案

2.1 無線側(cè)（天線、RRU以及BBU）組網(wǎng)

某市現(xiàn)網(wǎng)NB-IoT站點均為“GSM載波Refarming”方式部署，這些站點一部分與現(xiàn)網(wǎng)LTE站點共用BBU，另一部分為新增加BBU設(shè)備，但NB-IoT站點的RRU設(shè)備和天線設(shè)備均需要新增。如圖2、圖3所示。

圖2 NB-IoT小區(qū)物理單板拓?fù)潢P(guān)系（一）

圖3 NB-IoT小區(qū)物理單板拓?fù)潢P(guān)系（二）

2.2 核心網(wǎng)組網(wǎng)

當(dāng)前，本市核心網(wǎng)采用融合組網(wǎng)方案，全網(wǎng)的NBIoT站點都掛靠在MME POOL5下,與LTE站點共同使用（此MME POOL現(xiàn)網(wǎng)的LTE也在使用）。

3 某市NB-IoT融合建設(shè)對LTE網(wǎng)絡(luò)切換的影響

由于某市的NB-IoT專有核心網(wǎng)建設(shè)未建設(shè)完成，現(xiàn)階段暫時采用NB與LTE共用MME的過渡方案，目前全網(wǎng)的NB-IoT站點都掛靠在MME POOL5下，與LTE站點共同使用。這樣，在NB-IoT站點與LTE站點共BBU建設(shè)但配置歸屬于不同MME POOL的情況下，其他LTE站點向與NB-IoT共站的LTE站點發(fā)起跨POOL切換時會發(fā)生POOL歸屬混淆（即跨POOL會發(fā)起X2切換請求，將NB-IoT借用的POOL5錯認(rèn)為自己LTE的POOL5），引起跨POOL切換失敗。

2018年元旦后加快NB-IoT站點建設(shè)，POOL5邊界站點開通后，出現(xiàn)同站LTE站點切換失敗嚴(yán)重（包括傳統(tǒng)的LTE數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)切換和Volte業(yè)務(wù)切換），每天新增LTE切換失敗數(shù)高達100多萬次。如圖4所示。

圖4 NB-IoT站點激活后LTE切換失敗次數(shù)圖

4 NB-IoT融合建設(shè)POOL邊界X2切換規(guī)避創(chuàng)新方法

結(jié)合優(yōu)化實踐，LTE跨POOL站點鄰區(qū)不進行X2切換（只能進行S1切換），且NB-IoT小區(qū)不支持激活模式的切換等特性，提出了“NB-IoT融合建設(shè)POOL邊界X2切換規(guī)避”創(chuàng)新方法：定義此類問題站點（即NB-IoT與LTE共BBU融合建設(shè)，且屬于POOL5邊界的站點）為X2切換黑名單規(guī)避X2切換，POOL邊界的切換全部使用S1切換。

相關(guān)操作命令行為：ADD X2BLACKWHITELIST:Mcc="XX",Mnc="XX",ENodeB Id=XX。

4.1 創(chuàng)新方法驗證

理論源于實踐，下面結(jié)合對“環(huán)湖路西D-HLH”站點由于開通NB-IoT小區(qū)導(dǎo)致小區(qū)LTE切換失敗問題的分析、定位、優(yōu)化，對“NB-IoT融合建設(shè)POOL邊界X2切換規(guī)避”創(chuàng)新方法合理性進行驗證。

4.1.1 問題描述

日常TOP小區(qū)監(jiān)控發(fā)現(xiàn)：“環(huán)湖路西D-HLH”站點小區(qū)01月07日開始切入失敗次數(shù)較多，部分小區(qū)（環(huán)湖路西D-HLH-1/2/3小區(qū)）切入成功率低于95%，影響周邊LTE小區(qū)的切換性能指標(biāo)。問題小區(qū)切入性能指標(biāo)如表1所示。

表1 “環(huán)湖路西D-HLH”站點小區(qū)切換指標(biāo)

4.1.2 原因分析

對周邊LTE小區(qū)，環(huán)湖路南D-HLH-3、實驗小學(xué)D-HLH-2、大冚墟三街D-HLH-2、大冚墟三街D-HLH-1等進行切換對核查發(fā)現(xiàn)：以上4個LTE小區(qū)向“環(huán)湖路西D-HLH”站點小區(qū)兩兩小區(qū)切換出準(zhǔn)備失敗嚴(yán)重，部分小區(qū)準(zhǔn)備失敗達到1 400次/每天。周邊小區(qū)切換對指標(biāo)統(tǒng)計如表2所示。

環(huán)湖路南D-HLH、實驗小學(xué)D-HLH、大冚墟三街D-HLH三個站點TAC為9799（歸屬POOL5），環(huán)湖路西D-HLH站點TAC為10255（歸屬POOL4）、共BBU建設(shè)的NB-IoT站點的MME為POOL5，這樣以上3個LTE站點向與NB-IoT共站的LTE站點發(fā)起跨POOL切換時會發(fā)生POOL歸屬混淆（會把POOL5的NB站點MME當(dāng)成是與自相同的MME，這樣就會跨POOL發(fā)起X2切換），引起跨POOL切換失敗。

“環(huán)湖路西D-HLH”站點LTE和NB-IoT小區(qū)配置，如圖5所示。

表2 “環(huán)湖路西D-HLH”周邊小區(qū)切換對

圖5 “環(huán)湖路西D-HLH”站點LTE和NB-IoT小區(qū)配置（一）

“環(huán)湖路西D-HLH”站點LTE和NB-IoT的MME配置情況，如圖6所示。

圖6 “環(huán)湖路西D-HLH”站點LTE和NB-IoT小區(qū)配置（二）

4.1.3 調(diào)整方案

在1月8下午將周邊3個LTE站點：環(huán)湖路南D-HLH、實驗小學(xué)D-HLH、大冚墟三街D-HLH進行X2切換黑名單設(shè)置（禁止三個站點在進行LTE業(yè)務(wù)時與跨POOL的“環(huán)湖路西D-HLH”站點進行X2切換，只能進行S1切換）。

4.1.4 優(yōu)化效果

1月8下午對周邊3個站點：環(huán)湖路南D-HLH、實驗小學(xué)D-HLH、大冚墟三街D-HLH完成向跨POOL站點“環(huán)湖路西D-HLH”的X2切換黑名單設(shè)置后，目標(biāo)站點“環(huán)湖路西D-HLH”小區(qū)切入指標(biāo)恢復(fù)正常，達到調(diào)整效果。詳細(xì)對比指標(biāo)，如表3所示。

表3 方案調(diào)整前/后“環(huán)湖路西D-HLH”站點切入指標(biāo)對比

4.2 創(chuàng)新方法應(yīng)用

現(xiàn)網(wǎng)在POOL5(NB-IoT站點暫時借用MME POOL5)邊界共建設(shè)301個NB-IoT站點，這些與現(xiàn)網(wǎng)LTE共BBU建設(shè)的站點將會出現(xiàn)“LTE切換成功率”和“Volte切換成功率”指標(biāo)惡化問題，必將影響相關(guān)小區(qū)下的4G用戶的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和Volte業(yè)務(wù)感知。POOL5邊界NB-IoT站點分布，如圖7所示。

圖7 POOL5邊界NB-IoT站點分布圖

綜上，在NB-IoT專屬核心網(wǎng)完成前，需要對這個301站點進行“NB-IoT融合建設(shè)POOL邊界X2切換規(guī)避”創(chuàng)新方法推廣應(yīng)用，使POOL邊界的切換全部使用S1切換，提升LTE站點小區(qū)切換成功率、改善4G用戶感知。

5 NB-IoT融合建設(shè)POOL邊界X2切換規(guī)避方法推廣

1月8日至1月10日優(yōu)先對第一批POOL5邊界的51個站點，進行“NB-IoT融合建設(shè)POOL邊界X2切換規(guī)避”創(chuàng)新方法推廣應(yīng)用（即在POOL5邊界、與LTE共用BBU的NB-IoT進行X2切換黑名單設(shè)置）。此外，在隨后的第一季度中共推廣應(yīng)用301個站點。詳細(xì)推廣應(yīng)用規(guī)模，如圖8所示。

圖8 “NB-IoT融合建設(shè)POOL邊界X2切換規(guī)避”應(yīng)用情況

通過第一批推廣站點參數(shù)調(diào)整后，全網(wǎng)（網(wǎng)管5）LTE切換成功率指標(biāo)由99.60%提升至99.71%，LTE切換失敗次數(shù)下降約100萬次/每天；Volte切換成功率指標(biāo)由99.74%提升至99.80%，優(yōu)化效果明顯，達到預(yù)期應(yīng)用目標(biāo)。網(wǎng)管詳細(xì)切換成功率指標(biāo)對比，如圖9、圖10所示。

圖9 第一批推廣應(yīng)用效果（一）

圖10 第一批推廣應(yīng)用效果（二）

從“NB-IoT融合建設(shè)POOL邊界X2切換規(guī)避”創(chuàng)新方法應(yīng)用效果看，它很好的解決了在NB-IoT專屬核心網(wǎng)建成前，NB-IoT與LTE站點共BBU融合建設(shè)對現(xiàn)網(wǎng)LTE站點客戶感知的影響?！癗B-IoT融合建設(shè)POOL邊界X2切換規(guī)避”創(chuàng)新方法無需額外投資，無需設(shè)備部署和開發(fā)，可以在任何地市直接落地執(zhí)行，可推廣性很強。