通过切换优化提升TD-LTE网络质量的研究

（中国移动通信集团设计院有限公司，北京 100080）

通过切换优化提升TD-LTE网络质量的研究

万仁辉，侯优优，马宁

（中国移动通信集团设计院有限公司，北京 100080）

连接态的移动性管理主要通过切换实现。TD-LTE网络由于是同频组网，在同频切换失败或者不及时会导致同频邻小区电平大于服务小区的时候，同频干扰加剧、网络质量下降。通过现网数据分析发现，在目前业务量不高的情况下，切换不合理已经成为除弱覆盖以外导致TD-LTE网络质量下降的一个重要因素。通过现网数据及案例分析，提出了通过切换优化提升TD-LTE网络质量的方法。

TD-LTE；同频切换；测量配置

1 引言

移动性管理是移动通信网系统的重要机制，TDLTE系统的移动性管理保障数据传输以及VoLTE业务的持续性能，并可实现负载均衡。移动性管理分为空闲态和连接态两种类型。空闲态的移动性管理包括UE根据网络下发的系统消息进行小区选择和重选，连接态的移动性管理主要通过切换过程来实现，保证UE在移动过程中占用最合理的小区。空闲态的移动性管理主要决定了UE驻留小区，对UE在小区边缘的性能影响不大，而切换性能对移动通信网的网络质量影响很大。

在2G/3G网络的话音业务中，切换保障了话音通话的持续性能，如果小区间切换掉话将对用户感知产生很大影响。由于数据业务允许一定时延，在切换过程中即使发生了切换失败，对用户感知的影响一般认为小于对话音的影响。与GSM频点分组复用和TD-SCDMA网络N频点组网不同，TD-LTE采用同频组网，不考虑插花组网的情况下TD-LTE网络小区间切换全部为同频切换。因此UE在小区间移动过程中，如果切换失败或者由于切换参数设置不合理导致切换不及时，将发生邻区电平高于服务小区电平的情况，对UE产生较强的同频干扰，当邻区和服务小区PCI的模3相同时干扰会加剧。通过现网数据分析发现，在覆盖到达规划要求的区域，切换问题已经是导致连续质差的重要原因。

2 TD-LTE网络的切换实现

在TD-LTE系统中，切换前需要进行测量配置及测量结果上报，UE是按照RRC连接重配置消息中的测量控制信息来进行测量和报告测量消息的。UE收到测量控制信息后，按照测量要求进行测量，将测量结果上报给基站。

其中，RRC连接重配置消息中的测量控制信息主要包括测量对象、报告配置、测量标识、测量量配置。在UE侧RRC层接收到基站的测量控制消息后，通过测量原语要求UE物理层对测量量进行测量。物理层和RRC层对测量结果进行平滑滤波，UE会根据事件触发准则进行事件评估，当E-UTRAN要求的测量报告准则满足时，UE将向基站发送测量报告消息。测量报告消息包括了测量标识、服务小区和待切换小区的相关信息。TD-LTE规定了A1、A2、A3、A4、A5、A6、B1、B2共8种事件触发的测量报告种类，其中A1-A6事件是系统内切换相关事件，B1-B2是异系统间切换相关事件。

一般来说，A3事件用于同频或异频切换，A4/A5事件用于异频切换，但需要A2事件触发对异频小区的测量。也就是说在TD-LTE中，UE在进行业务时，同频邻区的测量是随时都在进行的，而异频邻区的测量则要根据系统下发的控制信息以及A2事件上报的情况来进行。

如图1所示，异频切换时，UE首先上报A2事件，基站根据之前配置情况，下发异频测量的频点和事件。UE此时开始进行异频测量，然后根据测量参数配置进行A3/A4/A5事件的上报，最终根据基站下发的切换命令进行切换。

图1 同频异频切换流程

3 切换不合理导致网络质差分析

在TD-LTE现网测试中发现，SINR较差通常是由弱覆盖或者重叠覆盖引起，但也存在着许多由于切换不合理导致的质差问题。

3.1 邻区配置问题引起的质差

通过对路测数据进行分析，发现某一路段覆盖情况良好，第一次测试时SINR较好，第二次反向测试时SINR连续小于0。该区域为同频覆盖区域，两次测试时用户所占用的服务小区并不一致。

图2 质差路段信令流程

图2为质差路段信令流程，可以看出UE始终在上报A3事件，且触发事件目标小区为同频模3冲突的金桥大厦 PCI127小区，最终该小区RSRP远大于服务小区，导致较强的模3干扰，SINR持续低于-3。通过后台核查基站配置数据发现，该服务小区与金桥大厦PCI127小区未配置邻区，导致UE不能及时切换。由此可以看出，导致该路段质差的真正原因是邻区漏配导致的切换不及时。核查该网格其他质差路段，发现多处路段存在连续上报A3事件而不能及时切换的情况。配置相应的邻区后，此段道路质差情况得到解决。在另一个质差路段分析中发现，UE上报A3事件中的小区为某一基站下的A小区，而由于基站数据配置错误，小区下发切换命令的目标小区却是目标基站的B小区，而此小区电平很低导致UE连续质差。因此该路段质差是由于切换至错误小区引起的。

由以上分析可以看出，切换不合理是UE连续质差的重要原因之一。由于切换是完全由网络侧控制，因此在网络规划和优化时必须严格检查邻区配置，避免漏配错配邻区情况的发生。

3.2 测量参数问题引起的质差

在某质差路段测试时，测试终端逐渐远离服务小区，接近异频邻近小区无法切换，最终系统下发RAB和RRC连接释放终端回到IDEL态。进行同频小区重选后UE进行业务连接请求，并迅速进行正常异频切换，切换后RSRP远高于重选前和切换前。对该基站的后台邻区配置进行核查，相关的邻区都配置正确。

图3 测量参数配置

在该路段上UE未能及时切换至异频邻区，UE也未上报含有异频邻区测量报告。对小区RRC重配置中测量相关的信令分析如下。

（1) 如图3所示，基站下发37900、39250、39050三个异频频点的测量对象，并且配置了A1、A2、A3异频测量启动、停止、切换等事件。

（2) 如图4所示，UE上报A1事件后，基站下发RRC重配，删除了3个异频频点测量对象以及相应的测量配置。

（3) UE所处的服务小区RSRP逐渐降低，同频邻区不满足切换条件。但UE一直未上报A2事件，所以未对异频邻区进行测量。服务小区RSRP降低至-114 dBm左右后，基站下发RRC Release命令，导致UE掉线。

图4 测量报告和RRC重配消息

（4) UE小区重选至一同频小区，进行业务连接。上报A2和A3事件后，迅速切换至异频邻区，其RSRP远高于重选前和切换前， SINR也达到20 dB以上。

从信令分析可以看出，UE没有启动异频测量导致未能及时切换至异频邻区，最终形成质差路段。核查A2事件参数后发现，UE需要达到-120 dBm才会触发事件上报。若A2事件参数配置合理，UE就能够及时切换至异频邻区。因此，A2事件测量配置参数配置错误是导致此路段质差的真正原因。

在此案例中，问题的表象是弱覆盖导致的质差，但实质上确是测量参数配置引起的。所以在TD-LTE优化中，对弱覆盖区域也应仔细分析，避免由测量参数配置问题导致的伪弱覆盖。在TD-LTE网络中测量配置参数决定了切换的质量，对测量参数应逐步做到精细化配置，使切换更加合理。

4 切换优化方法

切换优化的核心是让UE能够一直占用最合理的小区，现网基于RSRP的切换原则决定了UE在大部分时间应该是处于RSRP最强的小区。UE是否占用了RSRP最强的小区与SINR有密切关系。图5给出了某城市一个网格路测数据统计的SINR与服务小区最强邻区RSRP差值的关系。

图5 SINR与服务小区最强邻区差值分布

由图5中可以看出，在所有的采样点中，SINR大于0的样本占比为91.5%。而在SINR小于0的样本点中，最强邻区RSRP大于服务小区RSRP采样点的占比达到了84.1%。在这些采样点中，包括了正常切换前邻区电平大于服务小区电平的情况，剩下的采样点才是网络优化需要重点关注的。

这些需要优化的采样点中，许多是由于切换问题导致的，如上文路测分析中提到的未及时切换、切换至错误小区、未触发切换前的测量等。这些质差问题通常表现为邻区电平长时间大于服务小区电平，可按照图6所示流程进行核查优化。

而对于异频覆盖的质差区域，除了按上述方法进行核查外，还应提前检查下发的测量参数配置，确保异频测量的正常启动。

图6 切换优化流程

5 总结

现网中影响TD-LTE网络性能的问题很多，除弱覆盖以外切换不合理已经成为影响网络质量的重要原因。在切换优化中可以通过最佳邻区配置、切换参数优化提升切换合理性，保证UE在不频繁切换的情况下尽快驻留到最强电平的同频小区，而规避TD-LTE网络的同频干扰。随着网络建设深度覆盖问题的解决，双层网络建设以及网络负载不断提高，切换问题对网络性能的影响也会提升，除切换失败和不及时导致的同频干扰增大以外，异频切换不及时也会导致性能下降。切换优化仍然是移动网络运营商提升网络质量的重要手段。

[1] SESIA S， TOUFIK I， BAKER M． TD-LTE/TD-LTE-Advanced—UMTS长期演进理论与实践[M]． 北京：人民邮电报社，2012．

[2] 3GPP TS 36．331 Radio Resource Control (RRC) Protocol specification[S]．

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2014年9月24～25日，亚太信息安全领域最权威的年度峰会——2014中国互联网安全大会（ISC 2014）在北京国家会议中心召开。作为亚太地区互联网安全行业的饕餮盛宴，本届ISC吸引了包括美国首任美国国土安全部部长汤姆·里奇、计算机病毒之父弗雷德·科恩，以及中国工程院院士邬贺铨、公安部网络安全保卫局总工程师郭启全、360董事长周鸿祎、国家计算机网络安全专家云晓春等，数百位国内外顶级信息安全专家出席。

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Research on improving TD-LTE network quality through handover optimization

WAN Ren-hui, HOU You-you, MA Ning
(China Mobile Group Design Institute Co., Ltd., Beijing 100080, China)

Mobility management in connected mode is realized mainly through handover. TD-LTE network is a cochannel network, intra-frequency interference will rise and the network quality will decrease when neighbor cell RSRP is higher than serving cell RSRP caused by intra-frequency handover failure or delay. Based on existing network data analysis, when the traffic is not high, unreasonable handover is an important factor causing TD-LTE network quality decline besides weak coverage. In this paper, based on network data case and analysis, a method of improving TD-LTE network quality by handover optimization is proposed.

TD-LTE; intra-frequency handover; measurement conf guration

TN929.5

A

1008-5599（2014）10-0015-05

2014-08-19