【摘? 要】在單天線覆蓋弱場下很容易發(fā)現(xiàn)掉話問題。通過系統(tǒng)分析發(fā)現(xiàn)，主要原因是不滿足S準則而終端下行無法同步到合適小區(qū)，既而導(dǎo)致掉話。但是在最低的最小接收功率時，多數(shù)終端還是有能力發(fā)起駐網(wǎng)請求，并完成重建。針對因為不滿足S準則而引起的掉話，提出了優(yōu)化方案，同時通過外場論證，此優(yōu)化方案可以有效地改善VoLTE掉話率。

【關(guān)鍵詞】VoLTE;掉話率;系統(tǒng)掃描;最小接收功率

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2020.10.014? ? ? ? 中圖分類號：TN929.53

文獻標志碼：A? ? ? ? 文章編號：1006-1010（2020）10-0077-04

引用格式：謝寧寧. 單天線覆蓋弱場下終端VoLTE掉話率的優(yōu)化[J]. 移動通信， 2020，44（10）： 77-80.

0? ?引言

近年來終端VoLTE（Voice over Long-Term Evolution）普及率越來越高，在運營商的推進下呈現(xiàn)出快速增長的趨勢。截止到2019年3月，數(shù)據(jù)顯示中國移動VoLTE客戶占比達到了53.4%;截至2019年9月底，中國電信VoLTE功能開戶累計1.43億戶，在網(wǎng)VoLTE終端用戶開通率達96%;2019年4月聯(lián)通也開始商用VoLTE。

影響用戶VoLTE體驗因素主要體現(xiàn)在速度快（時延）、語音清（質(zhì)量）、不斷線（掉話），相對應(yīng)的業(yè)務(wù)指標為接通時延、MOS值和掉話率[1]。從終端市場投訴情況來看，掉話率是目前用戶最主要的疼點。文獻[2]介紹了研究了VoLTE接通率低和掉話的常見三步排查法;文獻[3]提出了增強VoLTE業(yè)務(wù)覆蓋和容量的幾種技術(shù)，其中包括多天線技術(shù)解決小區(qū)負荷高問題，但是實際外場中還是存在很多環(huán)境是單天線覆蓋，比如地下車庫、電梯等。文獻[4]研究了廣域場景及城區(qū)小區(qū)邊緣弱覆蓋場景下VoLTE通話質(zhì)量提升方案。

在實際環(huán)境中，特別是用戶經(jīng)過一段只有單天線覆蓋的地下通道或地下車庫時，LTE信號強度會經(jīng)歷由強至弱，再由弱至強的過程，終端經(jīng)常出現(xiàn)高概率掉話事件，通過Logs分析發(fā)現(xiàn)是因為RTP（Real-time Transport Protocol）超時而終端主動掛掉電話，如果能在掛掉電話之前和基站進行一些數(shù)據(jù)交互，則會將掉話時間滯后或不掉話。針對這種單天線覆蓋弱場環(huán)境下終端出現(xiàn)高概率掉話事件，下文將進行詳細研究。

1? ?弱場VoLTE掉話問題系統(tǒng)分析

1.1? VoLTE發(fā)生RLF后重建流程

終端在VoLTE通話中，因為上行或者下行質(zhì)量差等各種原因發(fā)生RLF（Radio Link failure）后，終端將開啟小區(qū)重建流程，如圖1所示：

（1）RLF后會保持連接態(tài)，只要在T311/T301（T311/T301：LTE計時器）超時前找到合適小區(qū)，則同步并下行駐留。

（2）T311/T301超時前，如果未找到合適的小區(qū)，或者重建被拒，則會進入空閑態(tài)，此時會重新搜網(wǎng)，繼續(xù)先讀取SIB（System Information Blocks）消息，再找合適小區(qū)，如果找到，則會發(fā)起SR（Scheduling Request），重新接入小區(qū)，恢復(fù)通話。

（3）如果20 s沒找到合適小區(qū)，RTP timer（定時器）超時則會掉話。

其中Suitable小區(qū)必須滿足以下條件：

（1）小區(qū)所在的PLMN（Public Land Mobile Network）需滿足以下條件之一：所選擇的PLMN;注冊的PLMN;EPLMN（Equivalent Public Land Mobile Network）。

（2）小區(qū)沒有被禁止。

（3）小區(qū)至少屬于一個不被禁止漫游的跟蹤區(qū)。

（4）小區(qū)滿足S準則，即小區(qū)搜索中的接收功率Srxlev> 0 dB且小區(qū)搜索中接收的信號質(zhì)量Squal> 0 dB。

（5）對于CSG小區(qū)，CSG白名單中有其小區(qū)ID廣播。

在這幾個條件中，絕大部分實際單天線覆蓋弱場下主要受限的是S準則不滿足（即終端的RSRP（Reference Signal Receiving Power）小于等于網(wǎng)絡(luò)配置的Qrxlevmin）而無法下行同步到小區(qū)的問題，既而導(dǎo)致掉話。

1.2? S準則

終端如果想成功駐留一個小區(qū)，必須滿足S準則，小區(qū)選擇過程中，終端會對待選小區(qū)進行測量，進行信道質(zhì)量評估，判斷其是否符合駐留的標準。而小區(qū)選擇的測量準則被稱為S準則，當(dāng)某個小區(qū)的信道質(zhì)量滿足S準則之后，就可以被選擇為駐留小區(qū)。S準則的具體內(nèi)容如下[5]：

小區(qū)搜索中的接收功率：

其中，Srxlev為小區(qū)選擇S值，單位dB;Qrxlevmeas為終端上報測量小區(qū)的RSRP值，單位dBm;Qrxlevmin為小區(qū)中RSRP最小接收強度要求，單位dBm，該參數(shù)表示小區(qū)最低接收電平，增加某小區(qū)的該值，使得該小區(qū)更難符合S規(guī)則，更難成為適當(dāng)小區(qū)，UE選擇該小區(qū)的難度增加，反之亦然。Qrxlevminoffset為最低接收電平偏置，取值范圍0～8，建議值0;Pcompensation為Max（pMax–puMax， 0），單位dB。用于懲罰達不到小區(qū)最大功率的UE，pMax（小區(qū)允許UE的最大上行發(fā)射功率）、puMax（UE能力支撐的最大上行發(fā)射功率）。目前UE最大允許發(fā)射功率小于等于UE能力支持最大發(fā)射功率Pcompensation=0。

簡化公式（1）則有：

從公式（2）得出，當(dāng)終端的下行接收能力Qrxlevmeas都強于網(wǎng)絡(luò)配置的接收小區(qū)信號最小門限值Qrxlevmin時，終端可以發(fā)起駐網(wǎng)請求，并重新建立連接，進行正常業(yè)務(wù)。當(dāng)終端的下行接收能力Qrxlevmeas都弱于或者等于網(wǎng)絡(luò)配置的接收小區(qū)信號最小門限值Qrxlevmin，UE不滿足S準則，無法接入小區(qū)導(dǎo)致掉話。

在現(xiàn)實環(huán)境中，網(wǎng)絡(luò)SIB1中配置的Qrxlevmin一般高于UE的下行接收能力，Qrxlevmin一般設(shè)置為-120～-128 dBm，該參數(shù)的設(shè)置并沒有考慮到用戶不同終端接收性能差異帶來的影響。在終端接收天線數(shù)增多，性能提升的趨勢下，即便在最低的-128 dBm時，多數(shù)終端還有能力發(fā)起駐網(wǎng)請求，進行業(yè)務(wù)。下文針對終端具備和基站互相通信能力，但是因為不滿足S準則而沒有發(fā)起駐網(wǎng)請求的這種情況進行研究，并提出了優(yōu)化方案。

2? ?單天線覆蓋弱場VoLTE掉話優(yōu)化

針對終端發(fā)生RLF后的搜網(wǎng)過程，本文的優(yōu)化方案主要體現(xiàn)在交替進行UE歷史頻點掃描和UE全局頻帶掃描，直至所有頻帶都掃過一遍，如還未發(fā)現(xiàn)可以接入的小區(qū)，則降低S準則要求，并發(fā)起隨機接入，完成通話恢復(fù)。

假定UE記錄歷史頻點M個，支持頻段N個;AWGN（Additive White Gaussian Noise）信道下，UE在不同基站接收天線配置，能和基站正常通信的最小RSRP值記為UErxlevmin，UE上報的RSRP就是UErxlevmeas。

主要流程包括歷史頻點掃描、全局頻帶掃描和降低S準則三個部分，如圖2所示：

（1）歷史頻點掃描：UE針對已經(jīng)記錄的M個歷史頻點，對每一頻點進行接收信號檢測，對于接收信號功率較強的頻點，優(yōu)先進行小區(qū)搜索，并對搜索到小區(qū)的頻點嘗試小區(qū)駐留。如果駐留成功，則發(fā)起上行隨機接入。如其中某一次上行隨機接入成功，且通話成功恢復(fù)后，則退出該流程。如果某一小區(qū)因為RSRP不滿足S準則導(dǎo)致駐留失敗，則判斷其RSRP是否高于UErxlevmin，如高于UErxlevmin，則記錄下該頻點和小區(qū)。M個頻點全部掃完一次為1輪，共進行P輪，P>1為某一預(yù)置參數(shù)。

（2）全局頻帶掃描：UE從所支持的N個頻帶中，隨機選取Q個頻帶（優(yōu)先選取還沒有掃描過的頻帶），并記錄下頻帶的選取情況，N>Q≥1。對于Q個band所包含的所有頻點，對每一頻點進行接收信號質(zhì)量判斷，并對接收信號較強的頻點（高于某一門限或排名在前N1名，N1為某一預(yù)定參數(shù)），進行小區(qū)搜索，并對搜索到的頻點嘗試小區(qū)駐留，如果駐留成功，進而發(fā)起上行隨機接入。如其中某一次上行隨機接入成功，且通話成功恢復(fù)后，則退出該流程。如果某一小區(qū)因為RSRP不滿足S準則導(dǎo)致駐留失敗，則判斷其RSRP是否高于UErxlevmin，記錄高于UErxlevmin的頻點和小區(qū)。

（3）若（2）還未保證N個Band每個都至少掃過一次，則跳轉(zhuǎn)至（1），否則對已記錄下的高于UErxlevmin的小區(qū)，降低S準則要求，有兩種方式：一是采用UE的UErxlevmin替換掉SIB1中的Qrxlevmin;二是重置RSRP（UErxlevmeas），使UErxlevmeas-Qrxlevmin>0，嘗試進行上行隨機接入，隨機接入成功，且通話成功恢復(fù)后，則退出該流程。通話成功后恢復(fù)Qrxlevmin和RSRP至修改前，避免此設(shè)置帶來后續(xù)的影響。

在（1）至（3）過程中的P和Q可以每次不相同，應(yīng)根據(jù)歷史頻點個數(shù)和頻段內(nèi)需掃頻頻點個數(shù)不同而相應(yīng)變化。例如，在搜網(wǎng)的初期，可以將Q配置得較低，P值配得相對較高，以保證歷史頻點能夠經(jīng)常的被重復(fù)搜索。到后期發(fā)現(xiàn)歷史頻點搜索效果不好時，可以稍稍調(diào)高Q值，降低P值，增加對全頻帶的搜索。

3? ?優(yōu)化方案外場論證

在外場找到一處單天線室分覆蓋場景，如圖3所示，通過終端X21的Logs確認到UE解出相應(yīng)小區(qū)SIB消息之后，網(wǎng)絡(luò)下發(fā)的Qrxlevmin配置為-126 dBm，但是UE搜到的小區(qū)RSRP（-130.19 dBm）一直小于Qrxlevmin，Srxlev始終小于0，所以S準則判斷一直失敗。

這種場景就是網(wǎng)絡(luò)參數(shù)Qrxlevmin的設(shè)置對S準則產(chǎn)生的負面影響，即下行還有能力接收、進行業(yè)務(wù)，但因為不滿足S準則而無法接入，進而RTP超時掉話。選取X21和X23終端，外場論證本文優(yōu)化方案，總共測試100次，VoLTE掉話率從原始的60%降低為5%，其中核實到有5次沒有成功從終端和網(wǎng)絡(luò)端logs是當(dāng)時網(wǎng)絡(luò)端異常引起的，如表1所示：

4? ?結(jié)束語

本文對單天線覆蓋弱場下終端VoLTE掉話率進行了優(yōu)化，在終端發(fā)生RLF后的搜網(wǎng)過程，交替進行UE歷史頻點掃描和UE全局頻帶掃描，直至所有頻帶都掃過一遍，如還未發(fā)現(xiàn)可以接入的小區(qū)，則降低S準則要求，并發(fā)起隨機接入，恢復(fù)通話。此優(yōu)化方案可以顯著提升終端的駐網(wǎng)能力，并降低VoLTE掉話率，對終端語音通話提升有重要作用。此優(yōu)化不僅適用于單天線覆蓋弱場，也適用于雙天線或者多天線覆蓋弱場。此外，在未來終端下行多天線接收能力越來越強的趨勢下，本文提出的應(yīng)用優(yōu)化將在慢速弱信號的移動場景下顯著提升終端的駐網(wǎng)能力，并降低VoLTE掉話率。

參考文獻：

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