王俊 黃宗偉

【摘要】 切換是移動(dòng)通信中對(duì)用戶感知影響最大的問題之一。本文通過對(duì)LTE系統(tǒng)內(nèi)切換問題定位研究，給出相應(yīng)的問題隔離定位指導(dǎo)，以優(yōu)化相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)。

【關(guān)鍵字】 LTE 切換 定位

analyzing and resolving Hand-off problems In LTE network

Abstract：Hand-off problems is the most important for user perception. In this article， we mainly analysis the hand-off problems in LTE network， and give a guide of resolving hand-off problems to optimizing LTE network

Key words：LTE， Hand-off， fault-removing

無(wú)線通訊的最大特點(diǎn)在于其移動(dòng)性控制，以保持在移動(dòng)中其業(yè)務(wù)連續(xù)性，在切換的過程中，終端與網(wǎng)絡(luò)側(cè)相互配合完成切換信令交互，以完成切換。在LTE系統(tǒng)中，切換過程是硬切換，如果切換出現(xiàn)失敗，將嚴(yán)重影響用戶感受。本文通過對(duì)LTE系統(tǒng)內(nèi)切換問題定位研究，給出相應(yīng)的問題隔離定位指導(dǎo)，以優(yōu)化相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)。

一、切換失敗問題定位研究

切換失敗通常是指切換的信令流程交互失敗，包括信令交互出現(xiàn)丟失或信令處理結(jié)果失敗。其中信令丟失是指信令在傳輸過程中出錯(cuò)或不能到達(dá)對(duì)端，信令處理結(jié)果失敗是指終端或網(wǎng)絡(luò)側(cè)在處理信令時(shí)出現(xiàn)異常導(dǎo)致流程不能正常進(jìn)行。信令傳輸失敗又可根據(jù)信令傳輸媒介的不同可分為無(wú)線傳輸失敗和有線傳輸失敗，其中X2、S1接口的傳輸通常為有線傳輸，UU口為無(wú)線傳輸。有線傳輸失敗的概率較小，無(wú)線傳輸失敗的概率較大，特別是信號(hào)質(zhì)量較差的切換區(qū)。

1.1 UU接口信令異常

對(duì)于切換流程，在UU接口只有三條信令：測(cè)量報(bào)告（MEASUREMENT REPORT）、切換命令（RRC CONN RECFG）、切換完成（RRC RECFG CMP）。但有時(shí)在定位切換后立即掉話或重建問題時(shí)，也關(guān)注切換后的第一次重配置信令（RRC CONN RECFG）交互，嚴(yán)格說，切換后的重配置消息已經(jīng)與切換流程沒有關(guān)系，且此消息不可預(yù)期。

UU接口信令異常的常見原因有：

1.測(cè)量報(bào)告丟失，可能的原因主要有：

1）UE上發(fā)測(cè)量報(bào)告的UL GRANT沒有收到，下行PDCCH受限；2）UE上發(fā)的測(cè)量報(bào)告，eNB沒有收到（或收到但CRC錯(cuò)），上行PUSCH受限；3）UE內(nèi)部層間丟失，例如L3把測(cè)量報(bào)告給L2發(fā)送時(shí)，L2處理失敗。

2.切換命令丟失，可能的原因主要有：

eNB因?yàn)樵谇袚Q內(nèi)部流程處理（如鄰區(qū)漏配、資源不夠等）出錯(cuò)，沒有下發(fā)切換命令。

1）UE下行PDCCH解析失敗，下行PDCCH受限；2）UE下行PDSCH解析失敗，下行PDSCH受限。

3.切換完成信令丟失，可能的原因主要有：

1）UE在目標(biāo)小區(qū)的PREAMBLE，eNB沒有收到，上行PRACH受限；2）UE下行接收RAR失敗，下行PDSCH受限；3）UE上發(fā)切換完成，eNB沒有收到，上行PUSCH受限。

UU口的傳輸為無(wú)線傳輸，其信道質(zhì)量可以分為上、下行來(lái)分析。如果終端側(cè)能夠捕獲RSRP、SINR、IBLER、DL/ UL_Grant等信息，并配合網(wǎng)絡(luò)側(cè)的信令跟蹤，大多情況都可以判斷上、下行的問題。在判斷上、下行信道質(zhì)量時(shí)，有時(shí)不能完成任L3上下行信令是否丟失來(lái)判斷。例如，下行信道質(zhì)量差不僅會(huì)影響下行信令的解調(diào)，下行PDCCH解調(diào)錯(cuò)誤也會(huì)影響上行調(diào)度，造成上行信令丟失。信道質(zhì)量問題通常是因?yàn)槿醺采w或干擾引起。

對(duì)于空口問題定位，需要把問題定位到覆蓋（弱覆蓋、越區(qū)覆蓋等）、干擾、鄰區(qū)漏配、切換不及時(shí)等幾類，再采用相應(yīng)的解決措施解決問題。

1.2 X2接口信令異常

對(duì)于切換流程，只有經(jīng)過X2的站間切換在X2口有切換流程的信令：在X2接口通常情況下有如下4條信令：切換請(qǐng)求（HANDOVER REQUEST）、切換響應(yīng)（HANDOVER REQUEST ACK）、SN狀態(tài)轉(zhuǎn)發(fā)（SN STATUS TRANSFER）、UE上下文釋放（UE CONTEST RELEASE），如圖2中紅色信令：

X2接口信令異常的常見原因有：

1.切換請(qǐng)求丟失，可能的原因主要有

1）eNB內(nèi)部處理測(cè)量報(bào)告異常，如鄰區(qū)漏配、內(nèi)部模塊處理失敗；2）X2口傳輸異常，如傳輸丟包。

2.切換響應(yīng)丟失，可能的原因主要有

1）源小區(qū)內(nèi)部異常，源小區(qū)在目標(biāo)小區(qū)回切換響應(yīng)之前，向目標(biāo)小區(qū)在X2口發(fā)HANDOVER CANCEL信令；2）目標(biāo)小區(qū)切換準(zhǔn)備異常，這時(shí)通常會(huì)在X2口出現(xiàn) HANDOVER PREPARATION FAILURE信令；3）X2口傳輸異常，如傳輸丟包。

3.SN狀態(tài)前轉(zhuǎn)信令丟失，可能的原因主要有

1）X2口傳輸異常，如傳輸丟包；2）源小區(qū)內(nèi)部錯(cuò)。

4.UE上下文釋放信令丟失，可能的原因主要有

1）X2口傳輸異常，如傳輸丟包；2）目標(biāo)小區(qū)收到切換完成后內(nèi)部處理錯(cuò)，導(dǎo)致沒有進(jìn)行S1 PATH切換；3）S1 PATH切換失敗。

對(duì)于X2口消息交互出現(xiàn)異常，通常是傳輸失敗或基站內(nèi)部處理出錯(cuò)，而基站內(nèi)部處理出錯(cuò)的概率較小，傳輸失敗的可能性較大，但比較難以定位，需要在傳輸?shù)膬啥俗グ_認(rèn)。

1.3 S1接口信令異常

對(duì)于切換流程，只要是跨eNB切換，不管是經(jīng)S1切換還是經(jīng)X2切換，在S1口均有信令交互：在經(jīng)X2接口切換時(shí)，S1接口僅有兩條信令：S1AP PATH SWITCH REQ、S1AP PATH SWITCH REQ ACK；在經(jīng)S1接口切換時(shí)，S1接口信令會(huì)在源eNB和目標(biāo)eNB有較多的交互。如圖3綠色信令所示：

接口信令異常的常見原因有：

1.跨X2切換的S1AP PATH SWITCH REQ丟失，可能的原因主要有

1）目標(biāo)eNB內(nèi)部處理切換完成信令失?。?）S1口傳輸異常，如傳輸丟包。

2.跨X2切換的S1AP PATH SWITCH REQ ACK丟失，可能的原因主要有

核心網(wǎng)收到S1AP PATH SWITCH REQ消息后，內(nèi)部處理失敗

3.跨S1切換的S1AP HANDOVER REQUIRTED信令丟失，可能的原因主要有

1）源小區(qū)因?yàn)樵谇袚Q內(nèi)部流程處理出錯(cuò)（如鄰區(qū)漏配、資源不夠等），沒有發(fā)切換請(qǐng)求消息S1AP HANDOVER REQUIRTED；2）S1口傳輸異常，傳輸過程中丟失。

4.跨S1切換的S1AP HANDOVER REQUEST信令丟失，可能的原因主要有

1）核心網(wǎng)收到S1AP HANDOVER REQUIRTED后，內(nèi)部處理出錯(cuò)；2）S1口傳輸異常，傳輸過程中丟失。

5.跨S1切換的S1AP HANDOVER REQUEST ACK信令丟失，可能的原因主要有

1）目標(biāo)小區(qū)收到S1AP HANDOVER REQUEST后，內(nèi)部處理出錯(cuò)（如資源不足等）；2）S1口傳輸異常，傳輸過程中丟失。

6.跨S1切換的S1 HANDOVER CMD信令丟失，可能的原因主要有

1）核心網(wǎng)收到S1AP HANDOVER REQUEST ACK后，內(nèi)部處理出錯(cuò)；2）S1口傳輸異常，傳輸過程中丟失。

7.跨S1切換的S1AP ENB STATUS TRANSFER信令丟失，可能的原因主要有

1）源小區(qū)處理收到S1 HANDOVER CMD后，內(nèi)部處理出錯(cuò)；2）S1口傳輸異常，傳輸過程中丟失。

8.跨S1切換的S1AP MME STATUS TRANSFER信令丟失，可能的原因主要有

1）核心網(wǎng)收到S1AP ENB STATUS TRANSFER后，內(nèi)部處理出錯(cuò)；2）S1口傳輸異常，傳輸過程中丟失

9.跨S1切換的S1AP HANDOVER NOTIFY信令丟失，可能的原因主要有

1）目標(biāo)小區(qū)收到切換完成消息后，內(nèi)部處理出錯(cuò)；2）S1口傳輸異常，傳輸過程中丟失。

10.跨S1切換的S1AP UE CONTEST REL CMD信令丟失，可能的原因主要有

1）核心網(wǎng)收到S1AP HANDOVER NOTIFY后，內(nèi)部處理出錯(cuò)；2）S1口傳輸異常，傳輸過程中丟失。

11.跨S1切換的S1AP UE CONTEST REL CMP信令丟失，可能的原因主要有

1）源小區(qū)收到S1AP UE CONTEST REL CMD后，內(nèi)部處理出錯(cuò)；2）S1口傳輸異常，傳輸過程中丟失。

對(duì)于S1口消息交互出現(xiàn)異常，通常是傳輸失敗或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備內(nèi)部處理出錯(cuò)，設(shè)備內(nèi)部處理出錯(cuò)的概率較小，傳輸失敗的可能性較大，但比較難以定位，需要在傳輸?shù)膬啥俗グ_認(rèn)。

1.4建議的解決措施

通過前面的定位方法，基本可以把切換問題定位到：傳輸、設(shè)備內(nèi)部處理、覆蓋（弱覆蓋、越區(qū)覆蓋等）、時(shí)延、干擾、鄰區(qū)漏配、切換不及時(shí)等幾類，再采用相應(yīng)的解決措施解決問題。具體分析方法見下表。

在以上的問題中，其中傳輸問題涉及面較大，特別是跨城市的傳輸，出問題的概率更大，需要在最靠近無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的收發(fā)端抓取數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)；設(shè)備內(nèi)部處理出錯(cuò)的問題則需要各網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的日志來(lái)定位；弱覆蓋、越區(qū)覆蓋、干擾、鄰區(qū)漏配、切換不及時(shí)通常體現(xiàn)在信令丟失導(dǎo)致切換失敗，為空口信道質(zhì)量問題，有相應(yīng)的解決措施：

1.對(duì)于弱覆蓋需要通過調(diào)整天線、調(diào)整功率或增加站點(diǎn)覆蓋來(lái)解決

2.越區(qū)覆蓋區(qū)域較小時(shí)，也容易導(dǎo)致切換失敗或掉話，需要通過天線調(diào)整控制越區(qū)覆蓋

3.干擾問題在排除外界干擾的情況下，通常是多用戶場(chǎng)景或加載場(chǎng)景下出現(xiàn)，根據(jù)不同的場(chǎng)景，可以選擇打開頻選調(diào)度等干擾控制算法開關(guān)，進(jìn)行干擾協(xié)調(diào)

4.鄰區(qū)漏配問題可通過操作維護(hù)臺(tái)增加鄰區(qū)配置來(lái)解決

5.切換不及時(shí)可通過調(diào)整切換的相關(guān)參數(shù)：切換門限、遲滯、切換延遲觸發(fā)時(shí)間、CIO等，以控制切換時(shí)機(jī)

參 考 文 獻(xiàn)

[1]王映民等，TD-LTE技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)，北京：人民郵電出版社；

[2]沈嘉，索士強(qiáng).3GPP （長(zhǎng)期演進(jìn)）LTE技術(shù)原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)，北京：人民郵電出版社，2008；

[3]張守國(guó)等，LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化實(shí)踐，北京：人民郵電出版社，2008；

[4]Hallenstal，Voice over LTE via generic access handover （HO） apparatus and method， US Patent，2009.