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TD-LTE切換問(wèn)題分析與解決

姜敏敏1，韓晟2

（1 南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，南京 210023；2 中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)江蘇有限公司，南京 210003）

摘 要隨著TD-LTE無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的初具規(guī)模，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化成為網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的重點(diǎn)。切換性能的優(yōu)化是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的重要工作之一，TD-LTE采用的是硬切換技術(shù)，為了保證通話不中斷，有必要對(duì)系統(tǒng)可能存在的切換問(wèn)題進(jìn)行研究，從而使切換性能達(dá)到最佳。

關(guān)鍵詞TD-LTE；網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化；切換

切換（Handover或者Handoff）是移動(dòng)通信系統(tǒng)的一個(gè)非常重要的功能。它是控制無(wú)線鏈路的一種手段，切換能夠讓用戶(hù)在跨越不同的小區(qū)時(shí)保持連續(xù)的通話而不掉話。當(dāng)用戶(hù)設(shè)備在小區(qū)之間移動(dòng)時(shí)，基站可能基于某種策略發(fā)起切換過(guò)程。切換性能與切換參數(shù)的設(shè)置密切相關(guān)，如果切換參數(shù)設(shè)置不合理，則會(huì)降低用戶(hù)感受度，并且還會(huì)因乒乓切換、無(wú)線鏈路失敗(RLF, Radio Link Failure)等原因而浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源。

1　TD-LTE系統(tǒng)切換的類(lèi)型

切換的類(lèi)型主要包括軟切換和硬切換兩種，軟切換指的是用戶(hù)首先與目標(biāo)小區(qū)建立連接，然后再斷開(kāi)與源小區(qū)之間的連接；硬切換指的是用戶(hù)首先斷開(kāi)與源小區(qū)之間的連接，然后再與目標(biāo)小區(qū)建立新的連接。但是在TD-LTE系統(tǒng)中，其上行和下行都沒(méi)有采用宏分集合并的技術(shù)[1]，因此，TD-LTE系統(tǒng)只能采用硬切換，而不能使用軟切換，即用戶(hù)在進(jìn)行切換時(shí)，首先斷開(kāi)與源基站之間的連接，然后再與目標(biāo)基站重新建立連接。

TD-LTE切換可分為系統(tǒng)內(nèi)切換和TD-LTE與其他系統(tǒng)間切換。前者包括eNode B內(nèi)切換、通過(guò)X2接口的eNode B間切換、通過(guò)S1接口的eNode B間切換。后者包括TD-LTE與WCDMA以及GSM之間的切換等。切換過(guò)程大致為：測(cè)量控制、切換準(zhǔn)備、切換執(zhí)行和切換完成[2]。切換成功率是移動(dòng)保持類(lèi)的重要指標(biāo)之一，按照涉及的網(wǎng)元關(guān)系可以分為eNode B內(nèi)切換成功成功率、eNode B間（包括X2切換和S1切換）切換成功率。切換成功率的高低，直接影響用戶(hù)感受，是運(yùn)營(yíng)商重點(diǎn)考核的KPI指標(biāo)之一。

2　TD-LTE切換問(wèn)題分析

2.1 切換的異常場(chǎng)景

TD-LTE的切換一般存在如下幾類(lèi)問(wèn)題：不發(fā)生切換引起掉話、切換失敗、頻繁（乒乓）切換、切換慢導(dǎo)致下行質(zhì)量差。根據(jù)切換中存在的問(wèn)題對(duì)通話的影響，將切換異常場(chǎng)景分成以下幾類(lèi)。

2.1.1 過(guò)晚切換場(chǎng)景

過(guò)晚切換主要指的是，由于切換的相關(guān)參數(shù)設(shè)置的不合理時(shí)，用戶(hù)從服務(wù)小區(qū)向目標(biāo)小區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)用戶(hù)不斷的遠(yuǎn)離服務(wù)小區(qū)的覆蓋范圍或者已經(jīng)離開(kāi)服務(wù)小區(qū)的覆蓋范圍，并且從服務(wù)小區(qū)接收到的信號(hào)質(zhì)量比較低的時(shí)候，此時(shí)用戶(hù)還沒(méi)有發(fā)起切換或者在發(fā)起切換的過(guò)程中發(fā)生了無(wú)線鏈路失敗。然后，該用戶(hù)會(huì)嘗試與其它小區(qū)建立連接，從而建立新的無(wú)線通信鏈路[3]。

2.1.2 過(guò)早切換場(chǎng)景

過(guò)早切換主要指的是，在某些特殊情況下，當(dāng)用戶(hù)從服務(wù)小區(qū)向目標(biāo)小區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于切換的相關(guān)參數(shù)設(shè)置的不合理，導(dǎo)致用戶(hù)從目標(biāo)小區(qū)接收到的信號(hào)質(zhì)量不是很理想的時(shí)候就觸發(fā)用戶(hù)向目標(biāo)小區(qū)發(fā)起了切換過(guò)程，從而造成了用戶(hù)在切換完成后發(fā)生了無(wú)線鏈路失?。换蛘咴斐捎脩?hù)根本無(wú)法連接到目標(biāo)小區(qū)而導(dǎo)致用戶(hù)發(fā)生切換失敗。然后，該用戶(hù)會(huì)選擇發(fā)起切換之前的服務(wù)小區(qū)進(jìn)行重新連接。

2.1.3 切換到錯(cuò)誤小區(qū)場(chǎng)景

切換到錯(cuò)誤小區(qū)主要指的是，當(dāng)用戶(hù)從服務(wù)小區(qū)向目標(biāo)小區(qū)發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于切換的相關(guān)參數(shù)設(shè)置的不合理，可能會(huì)導(dǎo)致用戶(hù)切換到第三方小區(qū)。即用戶(hù)從服務(wù)小區(qū)向目標(biāo)小區(qū)進(jìn)行切換時(shí)，用戶(hù)可能無(wú)法切換到目標(biāo)小區(qū)或者用戶(hù)剛切換到目標(biāo)小區(qū)后在非常短的時(shí)間內(nèi)就發(fā)生了無(wú)線鏈路失敗，然后該用戶(hù)會(huì)選擇小區(qū)進(jìn)行重新連接，但是用戶(hù)重新連接的小區(qū)既不是切換前的服務(wù)小區(qū)也不是切換時(shí)的目標(biāo)小區(qū)，而是一個(gè)第三方小區(qū)。

2.1.4 乒乓切換場(chǎng)景

乒乓切換場(chǎng)景的檢測(cè)指的主要是基于相鄰小區(qū)之間所交互的用戶(hù)的歷史信息。判斷一個(gè)用戶(hù)是否在兩個(gè)相鄰小區(qū)之間發(fā)生乒乓切換的依據(jù)是，在一定的監(jiān)測(cè)時(shí)間內(nèi)，如果用戶(hù)從服務(wù)小區(qū)向目標(biāo)小區(qū)的切換次數(shù)和從目標(biāo)小區(qū)向服務(wù)小區(qū)的切換次數(shù)都超過(guò)基站設(shè)定的門(mén)限值時(shí)，或者當(dāng)用戶(hù)從服務(wù)小區(qū)切換到目標(biāo)小區(qū)后，在目標(biāo)小區(qū)駐留的時(shí)間非常短，小于基站設(shè)定的時(shí)間的門(mén)限值時(shí)，我們就稱(chēng)該用戶(hù)發(fā)生了乒乓切換[4]。

2.2 切換問(wèn)題的分析流程

切換優(yōu)化的主要目的是能夠減少不必要的切換、提高切換成功率、降低乒乓效應(yīng)、減少掉話率、減小切換時(shí)延等，全面的提升用戶(hù)感知度，減少投訴。TDLTE系統(tǒng)內(nèi)所有切換問(wèn)題最終都可以歸納為eNode B間的小區(qū)間切換和eNode B內(nèi)的小區(qū)間切換等。因此只要掌握如何對(duì)兩個(gè)小區(qū)的切換問(wèn)題進(jìn)行定位和優(yōu)化，就可以以點(diǎn)及面，解決一個(gè)大網(wǎng)的切換問(wèn)題。根據(jù)不同的切換異常場(chǎng)景在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化過(guò)程中可以把切換問(wèn)題的可能原因大概分為如下幾條：（1）硬件傳輸故障（載頻壞、合路天饋問(wèn)題）；（2）數(shù)據(jù)配置不合理；（3）擁塞問(wèn)題；（4）時(shí)鐘問(wèn)題；（5）干擾問(wèn)題；（6）覆蓋問(wèn)題及上下行不平衡。

當(dāng)出現(xiàn)切換成功率低的問(wèn)題時(shí)，首先按照切換問(wèn)題分類(lèi)，了解切換問(wèn)題的范圍，然后根據(jù)硬件、數(shù)據(jù)配置、擁塞、時(shí)鐘、干擾、覆蓋等方面入手逐一排查解決，排除這些影響切換成功率的客觀因素，然后根據(jù)自動(dòng)鄰區(qū)優(yōu)化提升切換成功率。

2.3 切換問(wèn)題優(yōu)化措施

針對(duì)不同的切換優(yōu)化存在的問(wèn)題，下面給出不同的優(yōu)化措施與建議。

2.3.1 硬件傳輸故障

硬件故障的現(xiàn)象表現(xiàn)為：告警系統(tǒng)上報(bào)相應(yīng)的告警信息。首先要排除這些硬件故障告警，檢查硬件數(shù)據(jù)配置，如果出現(xiàn)故障的小區(qū)及其相鄰小區(qū)的數(shù)據(jù)配置在近期沒(méi)有修改，突然出現(xiàn)切換問(wèn)題，則應(yīng)首先考慮是否eNode B硬件故障造成。

若該eNode B下只有一個(gè)小區(qū)出現(xiàn)切換問(wèn)題，則考慮是否由該小區(qū)本身的硬件故障造成，如部分載頻損壞，引起呼叫切換到該載頻時(shí)失敗。

對(duì)于上述問(wèn)題，可以采用閉塞部分載頻的方式來(lái)驗(yàn)證。若閉塞某個(gè)載頻后，切換成功率恢復(fù)正常，則可以查看是否該載頻故障，或與該載頻相關(guān)的BBU或天饋故障。

2.3.2 數(shù)據(jù)配置不合理

數(shù)據(jù)配置不當(dāng)導(dǎo)致的故障現(xiàn)象表現(xiàn)為：UE不發(fā)起切換或過(guò)多的發(fā)起切換，從而影響切換成功率。

由于切換判決算法受切換參數(shù)的控制，如果切換參數(shù)配置不當(dāng)，可能導(dǎo)致MS 不發(fā)起切換或過(guò)多的發(fā)起切換，此時(shí)可從以下幾個(gè)方面來(lái)考慮：（1）數(shù)據(jù)配置中的切換門(mén)限設(shè)置是否合理；（2）數(shù)據(jù)配置中的切換候選小區(qū)參數(shù)設(shè)置是否合理；（3）數(shù)據(jù)配置中的切換磁滯設(shè)置是否合理；（4）切換定時(shí)器。

2.3.3 目標(biāo)小區(qū)擁塞

目標(biāo)小區(qū)擁塞的故障現(xiàn)象表現(xiàn)為：UE 發(fā)起切換請(qǐng)求后申請(qǐng)不到信道而切換失敗。當(dāng)目標(biāo)小區(qū)出現(xiàn)擁塞導(dǎo)致切換失敗后，為避免MUE試圖再次切換到此目標(biāo)小區(qū)，應(yīng)對(duì)目標(biāo)小區(qū)進(jìn)行懲罰。

2.3.4 時(shí)鐘問(wèn)題

時(shí)鐘不同步，BTS時(shí)鐘不穩(wěn)是引起切換掉話的重要原因，應(yīng)注意保持基站時(shí)鐘穩(wěn)定，否則會(huì)因?yàn)闀r(shí)鐘不穩(wěn)，引起切換失敗以及掉話過(guò)多。

2.3.5 干擾問(wèn)題

網(wǎng)絡(luò)存在較大的干擾，容易引起接收質(zhì)量下降，導(dǎo)致干擾切換或者質(zhì)差切換增多，降低了PBGT切換比例，從一定程度上降低了現(xiàn)網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量，影響用戶(hù)的感受，甚至一定程度上影響切換成功率。干擾問(wèn)題主要通過(guò)路測(cè)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)網(wǎng)存在的干擾大的小區(qū)或者頻點(diǎn)，然后通過(guò)調(diào)整天饋傾角，更換頻點(diǎn)，調(diào)整發(fā)射功率和小區(qū)覆蓋范圍等常規(guī)的RF優(yōu)化手段解決。也可以通過(guò)輔助手段，登記干擾帶測(cè)量，來(lái)估計(jì)下行的干擾情況。

2.3.6 覆蓋問(wèn)題及上下行平衡

信號(hào)覆蓋問(wèn)題的現(xiàn)象表現(xiàn)為：切換成功率低、伴隨著掉話且話音質(zhì)量較差，用戶(hù)直觀感受差，通話過(guò)程中有雜音和金屬聲。信號(hào)覆蓋問(wèn)題主要存在三類(lèi)，一類(lèi)是越區(qū)覆蓋，由于邊緣門(mén)限設(shè)置過(guò)低，基站功率過(guò)大，傾角不合適導(dǎo)致越區(qū)覆蓋，形成同頻干擾，影響切換成功率；一類(lèi)是孤島效應(yīng)引起的切換成功率低，如服務(wù)小區(qū)的覆蓋遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其鄰區(qū)，且未與其鄰區(qū)的鄰區(qū)配置相鄰關(guān)系，這種情況容易在服務(wù)小區(qū)的邊緣發(fā)生切換失敗。覆蓋問(wèn)題和上下行平衡主要通過(guò)RF優(yōu)化解決。

3　切換異常案例分析

以下案例是UE在工作中發(fā)生頻繁切換，從而影響到業(yè)務(wù)的速率，通過(guò)修改參數(shù)達(dá)到減少切換的次數(shù)。

3.1 問(wèn)題描述

在如圖1所示路段測(cè)試時(shí)，UE在小區(qū)間頻繁切換，嚴(yán)重影響業(yè)務(wù)速率，切換順序如下：信訪局_3→人民路_1→信訪局_3→師大公寓_3→師大食堂_1→信訪局_3→師大食堂_1→信訪局_3→師大食堂_1。

圖1　測(cè)試數(shù)據(jù)分析圖

3.2 問(wèn)題分析

該路段存在如下5個(gè)小區(qū)信號(hào)：信訪局_1（RSRP= -101dBm）、信訪局_3（RSRP=-102dBm）、人民路_1（RSRP=-105dBm）、師大食堂_1（RSRP=-103dBm）以及師大公寓_3（RSRP=-103 dBm），從圖1及以上數(shù)據(jù)分析可以看出小區(qū)之間的信號(hào)電平相當(dāng)，這樣的結(jié)果是無(wú)主覆蓋小區(qū)，導(dǎo)致切換頻繁。

3.3 解決措施

考慮新建站點(diǎn)有一定的難度，所以在不能新增站點(diǎn)的情況下，修改了切換的相關(guān)參數(shù)以達(dá)到減少切換的目的：

（1）a3-Offset（A3事件測(cè)量偏置）；

（2）HysteresisA3（A3事件測(cè)量遲滯）；

（3）TimeToTriggerA3（A3事件觸發(fā)時(shí)延）；

（4）Cell Individual Offset EUtran（切換個(gè)性化偏置）。

本案例中，將Cell Individual Offset EUtran由默認(rèn)0改為-3，延遲A3事件的觸發(fā)，以此減少切換次數(shù)。

3.4 處理效果

修改參數(shù)之后，切換次數(shù)減少1次（不再切換到師大公寓_3）：信訪局_3→人民路_1→信訪局_3→師大食堂_1→信訪局_3→師大食堂_1→信訪局_3→師大食堂_1。如表1所示通過(guò)優(yōu)化看到，業(yè)務(wù)速率得到提高。

表1　優(yōu)化前后變化情況

4　總結(jié)與展望

本文對(duì)TD-LTE的切換類(lèi)型進(jìn)行了分析和總結(jié)，在切換過(guò)程中存在很多問(wèn)題會(huì)對(duì)通話產(chǎn)生不良影響，導(dǎo)致出現(xiàn)幾種切換的異常場(chǎng)景，針對(duì)日常網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化流程給出了切換異常場(chǎng)景的優(yōu)化措施。結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)出現(xiàn)乒乓切換異常場(chǎng)景的情況給出相關(guān)參數(shù)的改變，優(yōu)化以后進(jìn)行復(fù)測(cè)，效果顯著。

參考文獻(xiàn)

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Analysis and solutions of the problem of handoff in TD-LTE

JIANG Min-min1, HAN Sheng2

(1 Nanjing College of Information and Technology, Nanjing 210023, China; 2 China Mobile Group Jiangsu Co., Ltd., Nanjing 210003, China)

AbstractThe construction of TD-LTE wireless network appears in full swing in 2014. Network optimization becomes the focus of network construction with the scale of TD-LTE wireless network taking its shape. Handoff performance optimization is one of the important work of network optimization. The technology of hard handoff is used in TD-LTE. It is necessary to research the problem of handoff system may exist in order to ensure that the call is uninterrupted. So the performance of handoff can achieve the best.

KeywordsTD-LTE; network optimization; handoff

收稿日期：2014-10-27

文章編號(hào)1008-5599（2015）01-0053-04

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A

中圖分類(lèi)號(hào)TN929.5