跨海大桥等远距离覆盖场景LTE网络切换问题优化

杨军波，袁 满

（中国联通青岛分公司，山东 青岛 266100）

1 概述

青岛胶州湾大桥，是我国自行设计、施工、建造的特大跨海大桥，全长36.48 km。由于海面开阔信号较乱较杂，如何做好跨海大桥的切换优化，是网络优化人员面临的新课题。

2 覆盖半径相关参数

2.1 CP配置对覆盖距离的影响

LTE网络中的正交频分复用技术（Or thogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）无法克服由于多径时延造成的符号间干扰（Inter Symbol Interference，ISI）和子载波正交性破坏的问题，但可以通过循环前缀CP消除多径带来的符号间干扰和子载波间的干扰。正常CP可以在1.4 km的时延扩展范围内提供抗多径保护能力，适合于市区、郊区、农村以及小区半径小于5 km的山区环境。扩展CP可以在10 km的时延扩展范围内提供抗多径保护能力，适合于覆盖距离大于5 km的山区环境以及需要超远距离覆盖的海面和沙漠等环境。

2.2 GP配置对覆盖距离的影响

GP的大小与系统覆盖距离有关：GP越大，覆盖距离也越大。GP主要由传输时延和设备收发转换时延构成，即：GP=2×传输时延+TRx-Tx，Ue（最大覆盖距离=传输时延×c）；其中c是光速。TRx-Tx，Ue为UE从下行接收到上行发送的转换时间，该值与输出功率的精确度有关。

2.3 随机接入突发信号格式对覆盖距离的影响

物理层随机接入突发信号由CP、前导序列Preamble、保护时间GT 3部分组成。由于接入时隙需要克服上行链路的传播时延以及用户上行链路带来的干扰，因此需要在时隙设计中留出足够的保护时间，该保护时间即为GT。GT长度决定了能够支持的接入半径：小区覆盖距离=GT×c/2（c是光速）。

2.4 NCS与覆盖半径相关参数

NCS与小区半径相关，NCS和小区半径r的关系参见如下公式：

其中，对于前导格式0-3，N=24 576，NZC=839；对于前导格式4，N=4 096，NZC=139；TDC为最大多径时延扩展，是小区边缘UE对抗多径干扰的保护；c为光速。TS=1/2 048×15 K；原则上，NCS越大，小区半径越大。

3 切换分析

3.1 切换的含义及目的

在LTE系统中，切换可以分为站内切换、站间切换（或基于X2口切换、基于S1口切换），当X2接口数据配置完善且工作良好的情况下就会发生X2切换，否则基站间就会发生S1切换。一般来说X2切换的优先级高于S1切换。

3.2 切换发生的过程

切换判决准备—基站通过终端上报的测量报告判决是否执行切换。

当判决条件达到时，执行以下步骤。（1）切换准备：目标网络完成资源预留。（2）切换执行：源基站通知UE执行切换；UE在目标基站上连接完成。（3）切换完成：源基站释放资源、链路，删除用户信息。

3.3 切换失败可能的原因

LTE系统内所有切换问题最终都可以归纳为ENB间的小区间切换和ENB内的小区间切换，本文重点对ENB内的小区间切换进行分析，切换流程如图1所示。

图1 ENB间的小区间切换切换流程

通过以上流程所涉及的网元，切换失败问题的原因大概分为硬件传输故障（载频坏、合路天馈问题）、数据配置不合理、拥塞问题、时钟问题、干扰问题、覆盖问题及上下行不平衡、邻区关系不合理；当出现切换成功率低的问题时，可以从以上方面入手逐一排查解决，排除这些影响切换成功率的客观因素。

4 跨海大桥案例分析

4.1 问题描述

通过指标监控，发现覆盖跨海大桥的小区FLQDB跨海大桥全覆盖m_2（SDR）及FLQDB跨海大桥全覆盖m_4（SDR）存在切换成功率偏低的情况，如表1所示。

表1 指标统计

通过提取数据发现切换失败均发生在大桥小区之间，根据上文所说方法逐一排除了硬件拥塞、时钟、干扰、覆盖等问题，最后将问题解决的焦点放在参数数据配置上。

4.2 问题处理

尝试修改同频切换参数：同频切换幅度迟滞由1 dB改为2 dB，同频切换偏置由1 dB改为2 dB，同频切换时间迟滞有320 ms改为640 ms，修改完成后观察指标，发现切换成功率有所提升，但指标还是处于较差水平（见图2），问题并没有得到实质解决。

图2 切换统计

然后，通过华为网管CME的参数对比，使用跨海大桥切换失败小区与切换正常小区进行参数对比，发现跨海大桥站点配置数据按照室分小区模板，小区半径参数设置为500 m。而大桥小区实际覆盖范围远不止500 m，源基站与目标基站相对位置如图3所示，将大桥全覆盖小区半径改为5 000 m。

修改小区半径后，小区切换成功率提升至95%以上（见图4），问题得到解决。

5 结语

跨海大桥作为一种特殊的远距离覆盖场景，在覆盖小区参数设置上要充分考虑到其覆盖的特殊性，发生切换问题除了考虑可能导致的常规原因，一定要结合现场的无线环境和覆盖特殊性对小区参数进行对比排查，进行符合覆盖要求的参数设置，以改善LTE网络切换指标，提高用户的感知。

图3 基站位置示意

图4 切换统计