LTE网络PCI冲突优化策略及实践

杨宇晨 韩永涛

摘要：LTE网络中，存在过覆盖和PCI规划不合理的情况，易引起PCI冲突从而导致RF覆盖质量问题。通过对自动添加邻区（ANR）的信息进行分析，可以发现站点的PCI冲突问题，进一步分析可得到站点越区覆盖情况。通过分析现网的PCI冲突和越区覆盖情况，可以有效指导后期的规划，使用冲突较少的PCI可以减少现网的PCI冲突概率，提升网络的整体性能。

关键词：LTE网络;PCI冲突;模三干扰;ANR

1概述

LTE系统一共包括504个PCI（Physical Cell Indentifier）。这些PCI分为168个组，每组包括3个PCI。PCI决定小区信号同步、信号解调是否成功。每个E-UTRAN小区对应唯一一个PCI。当LTE网络中的E-UTRAN小区数目较多时，不可避免地会出现PCI复用，即多个E-UTRAN同频小区使用同一个PCI。如果PCI规划不合理、手动调整PCI、邻区参数被修改等，则可能导致E-UTRAN同频小区间的PCI冲突。

某市FDD-LTE网络快速建设及开通，PCI冲突问题愈发明显，为了打造LTE精品网络，某市进行PCI冲突问题的专项分析研究，作者在暑期实习中有幸参与其中。通过对现网邻区信息表进行多维度分析，发现部分问题小区存在严重越区问题;通过天馈调整方法或者降功率方法可以完全解决问题站点和问题小区，因遗留问题数量较多，优先调整TOP站点。

经过PCI冲突专项研究分析和实际验证，本次共提炼了3条经验供推广使用：

1）从PCI维度，对全网邻区信息表分析，可以发现冲突最为严重的PCI，在规划设计中，可以有意的避开使用TOP PCI，从而减少PCI冲突概率;也可以对TOP冲突PCI进行重新规划，重新指定不冲突的PCI范围进行重新规划，减少现网的PCI冲突告警数量。

2）通过分析邻区信息表中的PCI冲突种类，可以快速发现导致PCI冲突最为最为严重的小区;且这些小区一般为越区最严重的小区，可以通过降低功率或者调整天馈控制小区的覆盖范围。

3）通过MR数据，并借助NASTAR进行定量分析，对已经发现的TOP小区给出具体的覆盖范围，并制定具体的天馈调整策略和功率修改建议;并通过调整后的MR数据，分析调整效果，重新制定相关措施，闭环相关的问题小区。

2基础概念-PCI＼NRT和NCL、ANR

2.1 PCI

根据协议36.211定义，LTE的PHY_CELL_ID是由主同步信号（NID（1））和辅同步信号（NID（2））组成，如式（1）所示：NIDcell= 3NID（1）+ NID（2）  ，其中，NID（1）取值为0～167，NID（2）取值为0～2。主同步信号用于符号timing对准，频率同步，以及部分的小区ID侦测，它包括3个序列，每个序列表示相同Cell ID组内的不同Cell ID。辅同步信号用于帧timing对準，CP长度侦测，以及小区组ID侦测，它包括168个序列，每个序列表示不同的Cell ID组。

综上，LTE系统一共包括504个PCI。这些PCI分为168个组，每组包括3个PCI。每个E-UTRAN小区对应唯一一个PCI。PCI决定小区信号同步、信号解调是否成功。PCI决定RS在频域的位置，相邻小区的导频位置错开在网络负载较轻时能够有效提升性能。

2.2 NCL和NRT

2.2.1 NCL

NCL即非本eNodeB内的外部小区列表。外部小区列表记录了周边邻区的基本信息。NCL分为系统内NCL和异系统NCL。每个eNodeB有一个系统内NCL和不同制式的异系统NCL。这里我们只关注系统内NCL，系统内NCL记录了E-UTRAN外部小区的ECGI（E-UTRAN Global Cell Identifier）、PCI（Physical Cell Identifier）和频点等信息。

2.2.2 NRT

NRT即邻区关系表，记录了本小区和其他小区构成的邻区关系。每个小区有一个系统内同频NRT、系统内异频NRT（以下统称系统内NRT）和不同制式的异系统NRT。系统内NRT和异系统NRT中包含的信息不同。这里我们只关注系统内NRT。系统内NRT包含的主要信息有：

●LCI（Local Cell Identifier）：本地小区标识。

●Target Cell PLMN：目标小区所属运营商PLMN ID。

●eNodeB ID：目标小区eNodeB ID。

●Cell ID：目标小区Cell ID。

2.3 ANR

UE的ANR能力就是指UE读取邻区CGI的能力。RRC_UE_CAP_INFO消息的FGI（Feature Group Indicators）字段标识了UE对ANR的支持能力。针对系统内ANR，UE的FGI设置要求如下：当UE的FGI比特位5、17同时置为1时，表示支持同频ANR能力。3GPP协议规定，为了读取CGI（Cell Global Identification），eNodeB需要为UE配置一套临时DRX（Discontinuous Reception）参数。在eNodeB和UE都进入DRX状态后，UE读取邻区CGI。读取完邻区CGI后，eNodeB和UE退出DRX状态。激活系统内ANR后，eNodeB会自动增加、删除、更新NCL中的外部小区。激活系统内ANR后，eNodeB会自动增加、删除NRT中的邻区关系。

3 PCI冲突类型

PCI冲突包括PCI碰撞和PCI混淆两大类。

3.1 PCI碰撞

如果使用同一PCI的两个或多个同频E-UTRAN小区在地理位置上的隔离度过小，则UE在这两个小区的信号交叠区域不能正常的实现信号同步、解码。这类PCI冲突称为PCI碰撞，如图所示：

如果某小区与邻近的小区同频、同PCI，那么则会出现PCI碰撞。

LTE配置规则对邻区的配置做了限制，不允许源小区与同频邻区的PCI相同，因此不会出现LTE小区与其邻区同频、同PCI的情形。但会出现LTE小区与其外部小区同频、同PCI。

3.2 PCI混淆

如果服务小区与测量小区的RSRP满足切换门限，且该测量小区与服务小区的邻区同频、同PCI，则可能会导致UE切换失败、掉话。这类PCI冲突称为PCI混淆。PCI混淆通常出现在如下情形：测量小区是服务小区已配置的其它邻区相同的PCI、却不是服务小区已配置的邻区。如下图所示。

如图所示，eNodeB误以为UE测量到了服务小区的邻区（Cell C），从而发起向邻区（Cell C）的切换。此时，如果当前区域没有邻区（Cell C）信号的覆盖（如图所示，UE所处位置实为Cell B覆盖），则导致切换失败。

4 PCI冲突告警的检测机制

PCI冲突检测由ENodeB设备自行检测，它可以发现E-UTRAN中的PCI冲突。以下这些与PCI冲突相关的参数发生变化，都会触发eNodeB进行PCI冲突检测：

●eNodeB下本地小区的PCI、频点发生变化。

●eNodeB的EUTRAN外部小区的PCI、频点发生变化，EUTRAN外部小区的增加或删除。

●eNodeB的同频NRT（Neighbor Relation Table）、异频NRT中邻区关系的增加或删除。

触发上述PCI冲突检测的手段如下：

●人工操作触发的PCI冲突检测：

人工修改网元参数导致上述参数发生变化，从而触发PCI冲突检测。

●基于ANR的PCI冲突检测：

ANR（Automatic Neighbor Relation）自动添加/删除邻区，或更新邻区PCI，会触发PCI冲突检测。

●基于X2消息的PCI冲突检测：

eNodeB收到X2接口消息。如果eNodeB之间存在X2接口，且GlobalProcSwitch.X2BasedUptENodeBCfgSwitch打开，则eNodeB在收到X2消息后，会根据X2消息中携带的对端小区信息进行邻区参数的更新，从而触发PCI冲突检测。eNodeB检测出PCI冲突以后、或者发现原有的PCI冲突消失，会上报PCI冲突告警信息“ALM-29247 小区PCI冲突告警”到U2000告警台、LMT告警界面。

5 PCI冲突产生的原因

通过对现网中存在PCI碰撞、PCI混淆冲突问题分析，主要原因有：工参不准确、规划不合理、配置不正确、小区存在越区覆盖4种原因。前三种原因可以通过工参核对和参数核查快速发现;在某市现有的网络中，PCI碰撞和混淆告警几乎100%由小區越区覆盖引起。

●工参不准确：工参经纬度和实际不一致，引起计算距离偏大。

●规划不合理、规划错误：站点布局太密，导致无法规划。

●配置不正确：小区中的PCI配置与规划不一致;邻区中配置的PCI与实际小区PCI不一致;可能是规划变更但站点断链无法修改导致的遗留问题，或者人为修改错误。

●小区存在越区覆盖：服务小区存在越区覆盖;邻区小区（部分或者全部）存在越区覆盖;服务小区和邻区（部分或者全部）同时存在越区覆盖。

6如何减少PCI冲突

使用OMSTAR工具提取全网同频邻区关系表，对该表进行数据筛选，仅留下同频邻区表中同一服务小区且邻区PCI相同的邻区关系，筛选后的关系表称为冲突邻区关系表。

6.1冲突PCI排行对规划的指导意义

对冲突邻区关系表进行制作数据透视表，以冲突邻区关系表中的邻区PCI为行标签，并对冲突邻区关系表中的邻区PCI进行计数。对行标签的PCI进行从小到大排序，并制作折线图，如下：

从上图可以看出室分PCI和预留PCI冲突不明显。因此优化的关键在于FDD和SDR宏站站点。

再对计数列进行从大到小排序，可以分析出TOP冲突严重的PCI，某市TOP10冲突最严重的PCI分别为：51、96、227、288、273、141、55、302、12。基于分析出的TOP10严重冲突PCI，可以对这10个PCI的部分站点进行重新规划，挑选的站点需要满足这些条件：

●最好是越区站点

●最好是中心站点，而不是边缘站点

挑选满足上述条件的站点进行PCI重新规划（重新指定不冲突的PCI范围），并修改现网参数，达到减少现网的PCI冲突告警数量的目的。对于新开站点，可以有意的避开使用TOP冲突PCI，从而减少PCI冲突概率。

6.2如何发现TOP越区小区

为了有针对性的对全网站点进行越区评估，优先挑选越区最严重的站点进行调整，因此需要优先识别TOP越区小区。在实践中，发现通过如下指标可以快速的分析全网情况：

总混淆的邻区个数：冲突邻区关系表中，服务小区存在PCI混淆的邻区总个数。

对冲突邻区关系表制作数据透视表，以冲突邻区关系表中的服务小区为行标签，并对冲突邻区关系表中的邻小区进行计数;再对计数列进行从大到小排序。

通过上述处理，可以得到某市现网指标：最大值94个，“某市国际酒店SDR-L-1”小区有94条邻区信息出现PCI混淆;均值为9.4个。

6.3 PCI冲突现网案例

6.3.1通过冲突邻区关系表在地图上的呈现判断越区（小区角度）

通过上述指标发现在某市现网中，小区“某市国际酒店SDR-L-1”越区最为严重，把该小区的冲突邻区关系表在地图上呈现，效果如下：

通过上图，可以发现“某市国际酒店SDR-L-1”与周边大约10km左右的站点都存在邻区关系，而且与其主覆盖方向一致（方向角为0），因此可以断定该小区存在越区。

6.3.2通过冲突邻区关系表在地图上的呈现判断越区（PCI角度）

通过上述发现，现网中PCI=51的冲突最为严重，把邻区PCI=51的所有邻区关系在地图上呈现，效果如下：

图中，所有有图钉标示的站点为服务小区的邻小区，其PCI为51;把冲突邻区表的邻小区（只显示PCI=51的）和服务小区画直线得到上图，因此所有折线的拐角表示存在PCI冲突的服务小区。上图可以侧面的反馈邻小区的覆盖范围，并反馈邻小区的越区情况。通过图中的邻小区的覆盖情况，可以判断3个邻小区都存在越区。为了进一步证实实际的覆盖效果，在NASTAR上提取MR的TA分布关系如下图所示：

从上图可以看出，这四个站点都存在越区。为此对这些站点进行RF调整。调整前后的效果对比如下：

6.3.2.1     TA覆盖对比

通过调整，某市国际酒店SDR-L-1从调整前的23TA缩小到7TA。

6.3.2.2     同频切换成功率对比

通过PRS提取同频切换成功率，对比前后指标，发现某市国际酒店SDR-L-1从调整前的99.5%提升至99.9%。通过调整，同频切换成功率指标提升明显。

6.4越区覆盖处理步骤总结

STEP1：提取全网邻区关系表。

STEP2：提取冲突邻区关系表（同一服务小区同频邻区PCI相同）。

STEP3：制作数据透视表（行：服务小区，列：对PCI冲突小区计数）。

STEP4：挑选TOP小区与NASTAR覆盖MR进行对照（可选），吻合的小区进行天馈调整。

STEP5：删除越区和冲突的邻区关系。

STEP6：通过NASTAR评估调整效果，提取指标对比切换指標效果。

7总结

LTE网络中，在PCI规划不合理且存在过覆盖的情况下，会引起PCI冲突从而导致RF覆盖质量问题。通过对自动添加邻区（ANR）的信息进行分析，可以发现站点的PCI冲突问题，进一步分析可得到站点越区覆盖情况。该方法因为仅需通过对邻区配置进行分析，数据获取简单，调整后效果反馈及时，无需进行路测，是一种成本廉价的网络优化分析方法，值得推广。

参考文献

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