LTE切换问题定位方法研究

王俊 黄宗伟

【摘要】 切换是移动通信中对用户感知影响最大的问题之一。本文通过对LTE系统内切换问题定位研究，给出相应的问题隔离定位指导，以优化相应的网络指标。

【关键字】 LTE 切换 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

无线通讯的最大特点在于其移动性控制，以保持在移动中其业务连续性，在切换的过程中，终端与网络側相互配合完成切换信令交互，以完成切换。在LTE系统中，切换过程是硬切换，如果切换出现失败，将严重影响用户感受。本文通过对LTE系统内切换问题定位研究，给出相应的问题隔离定位指导，以优化相应的网络指标。

一、切换失败问题定位研究

切换失败通常是指切换的信令流程交互失败，包括信令交互出现丢失或信令处理结果失败。其中信令丢失是指信令在传输过程中出错或不能到达对端，信令处理结果失败是指终端或网络侧在处理信令时出现异常导致流程不能正常进行。信令传输失败又可根据信令传输媒介的不同可分为无线传输失败和有线传输失败，其中X2、S1接口的传输通常为有线传输，UU口为无线传输。有线传输失败的概率较小，无线传输失败的概率较大，特别是信号质量较差的切换区。

1.1 UU接口信令异常

对于切换流程，在UU接口只有三条信令：测量报告（MEASUREMENT REPORT）、切换命令（RRC CONN RECFG）、切换完成（RRC RECFG CMP）。但有时在定位切换后立即掉话或重建问题时，也关注切换后的第一次重配置信令（RRC CONN RECFG）交互，严格说，切换后的重配置消息已经与切换流程没有关系，且此消息不可预期。

UU接口信令异常的常见原因有：

1.测量报告丢失，可能的原因主要有：

1）UE上发测量报告的UL GRANT没有收到，下行PDCCH受限；2）UE上发的测量报告，eNB没有收到（或收到但CRC错），上行PUSCH受限；3）UE内部层间丢失，例如L3把测量报告给L2发送时，L2处理失败。

2.切换命令丢失，可能的原因主要有：

eNB因为在切换内部流程处理（如邻区漏配、资源不够等）出错，没有下发切换命令。

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

3.切换完成信令丢失，可能的原因主要有：

1）UE在目标小区的PREAMBLE，eNB没有收到，上行PRACH受限；2）UE下行接收RAR失败，下行PDSCH受限；3）UE上发切换完成，eNB没有收到，上行PUSCH受限。

UU口的传输为无线传输，其信道质量可以分为上、下行来分析。如果终端侧能够捕获RSRP、SINR、IBLER、DL/ UL_Grant等信息，并配合网络侧的信令跟踪，大多情况都可以判断上、下行的问题。在判断上、下行信道质量时，有时不能完成任L3上下行信令是否丢失来判断。例如，下行信道质量差不仅会影响下行信令的解调，下行PDCCH解调错误也会影响上行调度，造成上行信令丢失。信道质量问题通常是因为弱覆盖或干扰引起。

对于空口问题定位，需要把问题定位到覆盖（弱覆盖、越区覆盖等）、干扰、邻区漏配、切换不及时等几类，再采用相应的解决措施解决问题。

1.2 X2接口信令异常

对于切换流程，只有经过X2的站间切换在X2口有切换流程的信令：在X2接口通常情况下有如下4条信令：切换请求（HANDOVER REQUEST）、切换响应（HANDOVER REQUEST ACK）、SN状态转发（SN STATUS TRANSFER）、UE上下文释放（UE CONTEST RELEASE），如图2中红色信令：

X2接口信令异常的常见原因有：

1.切换请求丢失，可能的原因主要有

1）eNB内部处理测量报告异常，如邻区漏配、内部模块处理失败；2）X2口传输异常，如传输丢包。

2.切换响应丢失，可能的原因主要有

1）源小区内部异常，源小区在目标小区回切换响应之前，向目标小区在X2口发HANDOVER CANCEL信令；2）目标小区切换准备异常，这时通常会在X2口出现 HANDOVER PREPARATION FAILURE信令；3）X2口传输异常，如传输丢包。

3.SN状态前转信令丢失，可能的原因主要有

1）X2口传输异常，如传输丢包；2）源小区内部错。

4.UE上下文释放信令丢失，可能的原因主要有

1）X2口传输异常，如传输丢包；2）目标小区收到切换完成后内部处理错，导致没有进行S1 PATH切换；3）S1 PATH切换失败。

对于X2口消息交互出现异常，通常是传输失败或基站内部处理出错，而基站内部处理出错的概率较小，传输失败的可能性较大，但比较难以定位，需要在传输的两端抓包确认。

1.3 S1接口信令异常

对于切换流程，只要是跨eNB切换，不管是经S1切换还是经X2切换，在S1口均有信令交互：在经X2接口切换时，S1接口仅有两条信令：S1AP PATH SWITCH REQ、S1AP PATH SWITCH REQ ACK；在经S1接口切换时，S1接口信令会在源eNB和目标eNB有较多的交互。如图3绿色信令所示：

接口信令异常的常见原因有：

1.跨X2切换的S1AP PATH SWITCH REQ丢失，可能的原因主要有

1）目标eNB内部处理切换完成信令失败；2）S1口传输异常，如传输丢包。

2.跨X2切换的S1AP PATH SWITCH REQ ACK丢失，可能的原因主要有

核心网收到S1AP PATH SWITCH REQ消息后，内部处理失败

3.跨S1切换的S1AP HANDOVER REQUIRTED信令丢失，可能的原因主要有

1）源小区因为在切换内部流程处理出错（如邻区漏配、资源不够等），没有发切换请求消息S1AP HANDOVER REQUIRTED；2）S1口传输异常，传输过程中丢失。

4.跨S1切换的S1AP HANDOVER REQUEST信令丢失，可能的原因主要有

1）核心网收到S1AP HANDOVER REQUIRTED后，内部处理出错；2）S1口传输异常，传输过程中丢失。

5.跨S1切换的S1AP HANDOVER REQUEST ACK信令丢失，可能的原因主要有

1）目标小区收到S1AP HANDOVER REQUEST后，內部处理出错（如资源不足等）；2）S1口传输异常，传输过程中丢失。

6.跨S1切换的S1 HANDOVER CMD信令丢失，可能的原因主要有

1）核心网收到S1AP HANDOVER REQUEST ACK后，内部处理出错；2）S1口传输异常，传输过程中丢失。

7.跨S1切换的S1AP ENB STATUS TRANSFER信令丢失，可能的原因主要有

1）源小区处理收到S1 HANDOVER CMD后，内部处理出错；2）S1口传输异常，传输过程中丢失。

8.跨S1切换的S1AP MME STATUS TRANSFER信令丢失，可能的原因主要有

1）核心网收到S1AP ENB STATUS TRANSFER后，内部处理出错；2）S1口传输异常，传输过程中丢失

9.跨S1切换的S1AP HANDOVER NOTIFY信令丢失，可能的原因主要有

1）目标小区收到切换完成消息后，内部处理出错；2）S1口传输异常，传输过程中丢失。

10.跨S1切换的S1AP UE CONTEST REL CMD信令丢失，可能的原因主要有

1）核心网收到S1AP HANDOVER NOTIFY后，内部处理出错；2）S1口传输异常，传输过程中丢失。

11.跨S1切换的S1AP UE CONTEST REL CMP信令丢失，可能的原因主要有

1）源小区收到S1AP UE CONTEST REL CMD后，内部处理出错；2）S1口传输异常，传输过程中丢失。

对于S1口消息交互出现异常，通常是传输失败或网络设备内部处理出错，设备内部处理出错的概率较小，传输失败的可能性较大，但比较难以定位，需要在传输的两端抓包确认。

1.4建议的解决措施

通过前面的定位方法，基本可以把切换问题定位到：传输、设备内部处理、覆盖（弱覆盖、越区覆盖等）、时延、干扰、邻区漏配、切换不及时等几类，再采用相应的解决措施解决问题。具体分析方法见下表。

在以上的问题中，其中传输问题涉及面较大，特别是跨城市的传输，出问题的概率更大，需要在最靠近无线网络设备的收发端抓取数据进行确认；设备内部处理出错的问题则需要各网络设备的日志来定位；弱覆盖、越区覆盖、干扰、邻区漏配、切换不及时通常体现在信令丢失导致切换失败，为空口信道质量问题，有相应的解决措施：

1.对于弱覆盖需要通过调整天线、调整功率或增加站点覆盖来解决

2.越区覆盖区域较小时，也容易导致切换失败或掉话，需要通过天线调整控制越区覆盖

3.干扰问题在排除外界干扰的情况下，通常是多用户场景或加载场景下出现，根据不同的场景，可以选择打开频选调度等干扰控制算法开关，进行干扰协调

4.邻区漏配问题可通过操作维护台增加邻区配置来解决

5.切换不及时可通过调整切换的相关参数：切换门限、迟滞、切换延迟触发时间、CIO等，以控制切换时机

参 考 文 献

[1]王映民等，TD-LTE技术原理与系统设计，北京：人民邮电出版社；

[2]沈嘉，索士强.3GPP （长期演进）LTE技术原理与系统设计，北京：人民邮电出版社，2008；

[3]张守国等，LTE无线网络优化实践，北京：人民邮电出版社，2008；

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