任 強(qiáng)

（中國聯(lián)通遼寧省分公司，沈陽 110008）

1 NB-IoT 網(wǎng)絡(luò)

三大運(yùn)營商從2017 年開始大規(guī)模建設(shè)NB-IoT（Narrow Band Internet of Things）網(wǎng)絡(luò)。在NB-IoT 網(wǎng)絡(luò)日常的維護(hù)和優(yōu)化工作中，用戶投訴當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備發(fā)生網(wǎng)絡(luò)連接不成功。為了解決此類問題，在某地市NBIoT 網(wǎng)絡(luò)中劃定一部分基站進(jìn)行優(yōu)化整改測試工作，分類修改參數(shù)，以確定不同參數(shù)對RRC 連接指標(biāo)的影響。

2 質(zhì)差小區(qū)定義與原因分析

2.1 質(zhì)差小區(qū)定義

當(dāng)RRC 連接建立成功率小于90%或者小區(qū)覆蓋等級0比例要小于30%時(shí)，定義為質(zhì)差小區(qū)。在實(shí)際的優(yōu)化中，需要重點(diǎn)關(guān)注兩類質(zhì)差小區(qū)：一是RRC 連接成功率低且覆蓋等級0的比例也低的小區(qū)，這類小區(qū)的覆蓋和指標(biāo)都差，需要重點(diǎn)關(guān)注；二是覆蓋等級0比例低但RRC 連接成功率高的小區(qū)，這類雖然RRC 連接成功率高，但是可能是集中在覆蓋質(zhì)量好的區(qū)域；三是覆蓋等級0比較高但RRC 連接成功率差的小區(qū)。

質(zhì)差小區(qū)部分是由NB-IoT 網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量差引起的。在NB-IoT 網(wǎng)絡(luò)中，覆蓋質(zhì)量差的原因大致分為三種：一是缺少基站引起的弱覆蓋；二是相關(guān)參數(shù)設(shè)置不合理；三是物聯(lián)網(wǎng)終端的靈敏度不足。另外一部分小區(qū)覆蓋好但是RRC 連接成率比較差，其原因包括：一是參數(shù)設(shè)置不合理；二是物聯(lián)網(wǎng)終端靈敏度不足。

2.2 質(zhì)差指標(biāo)原因分析

（1）RRC 連接成功率低原因分析。RRC 連接成功率低的常見原因包括RSRP 差、SINR 差、參數(shù)設(shè)置不合理、終端靈敏度不足等。其中，RSRP 差是覆蓋原因，SINR差一般是覆蓋原因，但不排除干擾問題。參數(shù)設(shè)置不合理主要是接入?yún)?shù)和定時(shí)器設(shè)置。終端靈敏度不足一般是由接入終端質(zhì)量引起的，還有部分原因是接入?yún)?shù)設(shè)置的問題。

（2）覆蓋等級0比例低原因分析。覆蓋等級0比例低的常見原因包括基站覆蓋問題、覆蓋等級參數(shù)設(shè)置不合理、終端上報(bào)錯(cuò)誤等。

3 質(zhì)差小區(qū)參數(shù)對比方案

在NB-IoT 網(wǎng)絡(luò)中，影響覆蓋等級0比例和RRC 連接成功率的主要參數(shù)包括RSRP 的一級門限和二級門限、沖突解決定時(shí)器、NB-IoT 的定時(shí)器T300、前導(dǎo)最大傳輸次數(shù)、前導(dǎo)最大嘗試次數(shù)、下行初始MCS 等。本次測試一共驗(yàn)證了5類參數(shù)。

2 沖突解決定時(shí)器 PP_32 PP_8 3 NB-IoT定時(shí)器T300 MS10000_t300ForNb（10000ms）MS10000_t300ForNb（15000ms）前導(dǎo)最大傳輸次數(shù) N6_PREMB_TRANS_MAX（6times）NO_PREMB_TRANS_MAX（10times）4前導(dǎo)最大嘗試次數(shù) Coverage level=0，REP_4 Coverage level=0，REP_10 Coverage level=1，REP_4組合修改Coverage level=1，REP_6 Coverage level=2，REP_4 Coverage level=2，REP_4 5下行初始MCS Coverage0：4 Coverage0：10 Coverage1：1 Coverage1：1 Coverage2：0 Coverage2：0

3.1 參數(shù)調(diào)整驗(yàn)證測試

3.1.1 修改前導(dǎo)最大傳輸次數(shù)和前導(dǎo)最大嘗試次數(shù)

12月6日，網(wǎng)優(yōu)人員修改質(zhì)差小區(qū)LN_SY105小區(qū)，小區(qū)前導(dǎo)最大傳輸次數(shù)、前導(dǎo)最大嘗試次數(shù)由6次修改為20次，修改后RRC 連接建立成功率無明顯變化，可以認(rèn)為參數(shù)無效果。

圖1 傳輸次數(shù)修改對比圖

分析原因，大多數(shù)物聯(lián)網(wǎng)終端接入網(wǎng)絡(luò)時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)，無線環(huán)境變化比較小，此時(shí)前導(dǎo)最大嘗試次數(shù)由6次改為20次，對接入成功率影響不大，說明最大嘗試次數(shù)6次已經(jīng)滿足終端的重發(fā)要求。

3.1.2 修改NB-IoT 定時(shí)器T300

在12月8日，網(wǎng)優(yōu)人員修改質(zhì)差小區(qū)LN_SY 93小區(qū)NB-IoT 定時(shí)器T300，參數(shù)由10 ，000 ms 修改為15，000 ms，修改后RRC 連接建立成功率提升幅度明顯，參數(shù)效果顯著。

圖2 定時(shí)器T300修改對比圖

T300 定 時(shí) 器 表 示UE 側(cè) 控 制RRC connectionestablishment 過程的定時(shí)器。在UE 發(fā)送RRCConnection-Request 后啟動(dòng)。修改T300 參數(shù)改善連接成功率表明連接鏈路時(shí)延相對較大，單純增加接入次數(shù)不能改變連接成功率。

3.1.3 修改下行初始MCS

12月3日，網(wǎng)優(yōu)人員修改質(zhì)差小區(qū)LN_SY 87小區(qū)NB-IoT 下行初始MCS 參數(shù)，coverage0 由4 修改為10，修改后RRC 連接建立請求次數(shù)增加明顯，RRC 連接建立成功率提升幅度明顯，參數(shù)效果顯著。

圖3 初始MCS修改對比圖

分析其原因，coverage0由4修改為10，擴(kuò)大的小區(qū)的覆蓋范圍，從而提高了小區(qū)內(nèi)覆蓋終端的數(shù)量，提高了RRC 連接建立請求次數(shù)。連接成功率的提高與請求次數(shù)變多并無關(guān)系，但是擴(kuò)大小區(qū)的覆蓋范圍后，減少小區(qū)間的覆蓋空洞，從而提高了連接成功率。

3.1.4 修改RSRP 一、二級門限

12 月6 日，網(wǎng)優(yōu)人員修改質(zhì)差小區(qū)LN_SY 61 小區(qū)NB-IoT RSRP 一級門限由-108 修改為-98，NB-IoT RSRP 二級門限由-118修改為108，修改后RRC 連接建立成功率無明顯變化，該參數(shù)無效果。

圖4 RSRP一、二級門限修改對比圖

分析其原因，修改一級門限與二級門限值，并不能從實(shí)質(zhì)上解決覆蓋范圍的問題，所以接入次數(shù)與接入成功率無明顯變化。

3.1.5 修改沖突解決定時(shí)器

12月6日，網(wǎng)優(yōu)人員修改質(zhì)差小區(qū)LN_SY 75小區(qū)沖突解決定時(shí)器，參數(shù)ContentionResolutionTimer 由PP_32修改為PP_8，修改后RRC 連接建立成功率有所惡化，該參數(shù)無效果。

圖5 沖突解決定時(shí)器修改對比圖

Contention Resolution Timer 為競爭解決定時(shí)器時(shí)長，把競爭解決的市場變短后，競爭裁決速度變快，當(dāng)隨機(jī)接入有沖突時(shí)，終端等不到系統(tǒng)的競爭裁決消息就重新發(fā)起隨機(jī)接入，尤其對距離遠(yuǎn)的終端影響更大。所以接入成功率指標(biāo)惡化，需要修改為原來的值。

3.2 RSRP、SINR 對質(zhì)差影響分析

大量研究表明，利用Dongle 進(jìn)行測試，RSRP 在-110 dBm，-120 dBm，SINR 值在0 dB，-5 dB 時(shí)對RRC 連接成功率有影響。RSRP-120 dBm 以下或者SINR 值在-5 dB 以下RRC 連接成功率較低，當(dāng)RSRP-120dBm 以下&SINR 值在-5dB 以下RRC 連接成功率極低甚至無法發(fā)起RRC 連接請求。

表2 具體門限研究表

根據(jù)上述指標(biāo)定量測試表明，雖然決定終端能否接入的指標(biāo)是SINR，當(dāng)SINR 差的時(shí)候，極大的影響網(wǎng)絡(luò)的接入質(zhì)量，但是RSRP 對終端的行為也有很大的影響。當(dāng)SINR≤-5 dB、RSRP≥-110 dBm 時(shí)，連 接 成 功 次 數(shù)還是要大于RSRP≤-120 dBm、SINR≥0 dB 的場景。

3.3 過遠(yuǎn)覆蓋導(dǎo)致的質(zhì)差小區(qū)

根據(jù)指標(biāo)“NB-IoT 小區(qū)用戶隨機(jī)接入時(shí)TA 值在區(qū)間X 范圍內(nèi)的接入次數(shù)”估計(jì)用戶接入距離，識別過遠(yuǎn)覆蓋導(dǎo)致的質(zhì)差。

用戶在接入時(shí)發(fā)起隨機(jī)接入過程，當(dāng)eNodeB 接收到Random Access Preamble，并向用戶發(fā)送了隨機(jī)接入響應(yīng)（RAR）然后收到第1條CRC 正確的上行數(shù)據(jù)時(shí)，根據(jù)RAR 中TA 不同的取值統(tǒng)計(jì)相應(yīng)的指標(biāo)。

根據(jù)TA 值就可以通過換算得到每個(gè)小區(qū)中用戶隨機(jī)接入距離的次數(shù)，一個(gè)TA 的時(shí)長為0.52 微秒，1 個(gè)TA 時(shí)間內(nèi)傳播的距離等于時(shí)長與光速的乘積。因?yàn)樾帕盍鞒贪ㄉ闲泻拖滦?，所以最后在?jì)算距離的時(shí)候需要除以2，即1個(gè)TA 內(nèi)對應(yīng)的UE 和基站之間的距離就為78米。

M2000上共有12個(gè)指標(biāo)表示用戶隨機(jī)接入TA 值范圍，TA 以及接入距離對應(yīng)關(guān)系如表3所示。

表3 TA及接入距離對應(yīng)關(guān)系表

存在過遠(yuǎn)覆蓋時(shí)，當(dāng)功率設(shè)置正常，可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋情況適當(dāng)?shù)恼{(diào)整電子傾角；當(dāng)功率設(shè)置過大時(shí)可適當(dāng)調(diào)整功率，從而控制覆蓋，避免過遠(yuǎn)覆蓋。

4 結(jié)束語

在優(yōu)化過程中，主要關(guān)注兩類質(zhì)差小區(qū)：“RRC

連接成功率質(zhì)差”、“覆蓋等級0比例質(zhì)差”的小區(qū)。覆蓋等級0比例低的常見原因包括RSRP 低、SINR 低、覆蓋等級參數(shù)設(shè)置不合理、終端靈敏度不足等。RRC 連接成功率低的常見原因包括RSRP 低、SINR 低、參數(shù)設(shè)置不合理、終端靈敏度不足、并發(fā)機(jī)制不合理等。

對現(xiàn)網(wǎng)分析發(fā)現(xiàn)RRC 連接成功率質(zhì)差可以根據(jù)覆蓋情況結(jié)合參數(shù)優(yōu)化進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化調(diào)整，效果較為明顯。而對于覆蓋等級0比例質(zhì)差小區(qū)往往受終端影響較大，優(yōu)化過程中需詳細(xì)分析，并做相應(yīng)的優(yōu)化調(diào)整。