NB-IoT融合建设POOL边界X2切换规避方法研究

1 NB-IoT组网介绍

NB-IoT技术是基于200 kHz窄带频谱的系统，实际有效带宽是180 k。只需180 kHz有效带宽的频谱资源，使得NB-IoT系统可以非常灵活的部署，可以从GSM载波Refarming部署、零散频谱的独立部署、LTE的inband和Guardband部署。目前NB-IoT系统架构图如图1所示。

图1 NB-IoT系统网络结构

2 某市NB-IoT与LTE网络融合建设方案

2.1 无线侧（天线、RRU以及BBU）组网

某市现网NB-IoT站点均为“GSM载波Refarming”方式部署，这些站点一部分与现网LTE站点共用BBU，另一部分为新增加BBU设备，但NB-IoT站点的RRU设备和天线设备均需要新增。如图2、图3所示。

图2 NB-IoT小区物理单板拓扑关系（一）

图3 NB-IoT小区物理单板拓扑关系（二）

2.2 核心网组网

当前，本市核心网采用融合组网方案，全网的NBIoT站点都挂靠在MME POOL5下,与LTE站点共同使用（此MME POOL现网的LTE也在使用）。

3 某市NB-IoT融合建设对LTE网络切换的影响

由于某市的NB-IoT专有核心网建设未建设完成，现阶段暂时采用NB与LTE共用MME的过渡方案，目前全网的NB-IoT站点都挂靠在MME POOL5下，与LTE站点共同使用。这样，在NB-IoT站点与LTE站点共BBU建设但配置归属于不同MME POOL的情况下，其他LTE站点向与NB-IoT共站的LTE站点发起跨POOL切换时会发生POOL归属混淆（即跨POOL会发起X2切换请求，将NB-IoT借用的POOL5错认为自己LTE的POOL5），引起跨POOL切换失败。

2018年元旦后加快NB-IoT站点建设，POOL5边界站点开通后，出现同站LTE站点切换失败严重（包括传统的LTE数据业务切换和Volte业务切换），每天新增LTE切换失败数高达100多万次。如图4所示。

图4 NB-IoT站点激活后LTE切换失败次数图

4 NB-IoT融合建设POOL边界X2切换规避创新方法

结合优化实践，LTE跨POOL站点邻区不进行X2切换（只能进行S1切换），且NB-IoT小区不支持激活模式的切换等特性，提出了“NB-IoT融合建设POOL边界X2切换规避”创新方法：定义此类问题站点（即NB-IoT与LTE共BBU融合建设，且属于POOL5边界的站点）为X2切换黑名单规避X2切换，POOL边界的切换全部使用S1切换。

相关操作命令行为：ADD X2BLACKWHITELIST:Mcc="XX",Mnc="XX",ENodeB Id=XX。

4.1 创新方法验证

理论源于实践，下面结合对“环湖路西D-HLH”站点由于开通NB-IoT小区导致小区LTE切换失败问题的分析、定位、优化，对“NB-IoT融合建设POOL边界X2切换规避”创新方法合理性进行验证。

4.1.1 问题描述

日常TOP小区监控发现：“环湖路西D-HLH”站点小区01月07日开始切入失败次数较多，部分小区（环湖路西D-HLH-1/2/3小区）切入成功率低于95%，影响周边LTE小区的切换性能指标。问题小区切入性能指标如表1所示。

表1 “环湖路西D-HLH”站点小区切换指标

4.1.2 原因分析

对周边LTE小区，环湖路南D-HLH-3、实验小学D-HLH-2、大冚墟三街D-HLH-2、大冚墟三街D-HLH-1等进行切换对核查发现：以上4个LTE小区向“环湖路西D-HLH”站点小区两两小区切换出准备失败严重，部分小区准备失败达到1 400次/每天。周边小区切换对指标统计如表2所示。

环湖路南D-HLH、实验小学D-HLH、大冚墟三街D-HLH三个站点TAC为9799（归属POOL5），环湖路西D-HLH站点TAC为10255（归属POOL4）、共BBU建设的NB-IoT站点的MME为POOL5，这样以上3个LTE站点向与NB-IoT共站的LTE站点发起跨POOL切换时会发生POOL归属混淆（会把POOL5的NB站点MME当成是与自相同的MME，这样就会跨POOL发起X2切换），引起跨POOL切换失败。

“环湖路西D-HLH”站点LTE和NB-IoT小区配置，如图5所示。

表2 “环湖路西D-HLH”周边小区切换对

图5 “环湖路西D-HLH”站点LTE和NB-IoT小区配置（一）

“环湖路西D-HLH”站点LTE和NB-IoT的MME配置情况，如图6所示。

图6 “环湖路西D-HLH”站点LTE和NB-IoT小区配置（二）

4.1.3 调整方案

在1月8下午将周边3个LTE站点：环湖路南D-HLH、实验小学D-HLH、大冚墟三街D-HLH进行X2切换黑名单设置（禁止三个站点在进行LTE业务时与跨POOL的“环湖路西D-HLH”站点进行X2切换，只能进行S1切换）。

4.1.4 优化效果

1月8下午对周边3个站点：环湖路南D-HLH、实验小学D-HLH、大冚墟三街D-HLH完成向跨POOL站点“环湖路西D-HLH”的X2切换黑名单设置后，目标站点“环湖路西D-HLH”小区切入指标恢复正常，达到调整效果。详细对比指标，如表3所示。

表3 方案调整前/后“环湖路西D-HLH”站点切入指标对比

4.2 创新方法应用

现网在POOL5(NB-IoT站点暂时借用MME POOL5)边界共建设301个NB-IoT站点，这些与现网LTE共BBU建设的站点将会出现“LTE切换成功率”和“Volte切换成功率”指标恶化问题，必将影响相关小区下的4G用户的数据业务和Volte业务感知。POOL5边界NB-IoT站点分布，如图7所示。

图7 POOL5边界NB-IoT站点分布图

综上，在NB-IoT专属核心网完成前，需要对这个301站点进行“NB-IoT融合建设POOL边界X2切换规避”创新方法推广应用，使POOL边界的切换全部使用S1切换，提升LTE站点小区切换成功率、改善4G用户感知。

5 NB-IoT融合建设POOL边界X2切换规避方法推广

1月8日至1月10日优先对第一批POOL5边界的51个站点，进行“NB-IoT融合建设POOL边界X2切换规避”创新方法推广应用（即在POOL5边界、与LTE共用BBU的NB-IoT进行X2切换黑名单设置）。此外，在随后的第一季度中共推广应用301个站点。详细推广应用规模，如图8所示。

图8 “NB-IoT融合建设POOL边界X2切换规避”应用情况

通过第一批推广站点参数调整后，全网（网管5）LTE切换成功率指标由99.60%提升至99.71%，LTE切换失败次数下降约100万次/每天；Volte切换成功率指标由99.74%提升至99.80%，优化效果明显，达到预期应用目标。网管详细切换成功率指标对比，如图9、图10所示。

图9 第一批推广应用效果（一）

图10 第一批推广应用效果（二）

从“NB-IoT融合建设POOL边界X2切换规避”创新方法应用效果看，它很好的解决了在NB-IoT专属核心网建成前，NB-IoT与LTE站点共BBU融合建设对现网LTE站点客户感知的影响。“NB-IoT融合建设POOL边界X2切换规避”创新方法无需额外投资，无需设备部署和开发，可以在任何地市直接落地执行，可推广性很强。