4G多频组网策略及性能提升研究

郑亚忠

【摘  要】

多模多频、多网共存成为4G网络时代重要特征，解决多频组网问题，可有效提升网络质量和业务感知。提出了一套800M、1.8G、2.1G多频点间空闲态重选和连接态切换策略以及参数配置方案，现网实测可有效提升网络协同能力和用户连续性感知，对提升多频组网协同性能具有一定的指导意义。

【关键词】多模多频;异频切换;A4事件;800M

[Abstract]

The coexistence of multi-mode， multi-frequency and multi-network has become an important feature of 4G networks. Solving the problem of multi-frequency networking can effectively improve the network quality and service perception. The paper proposes idle-state reselection and connected handoff strategies and parameter configuration solutions for the multi-frequency network with 800M， 1.8G and 2.1G. The testing results in current networks show that network coordination capability and user continuous perception can be effectively improved， and provide some guidelines to improve the cooperative performance of multi-frequency networks.

[Key words]multi-mode multi-frequency; intra-frequency handoff; A4 Event; 800M

0   引言

4G用戶数量的快速增长和不限流量业务的推出，使得运营商在多个频段部署4G网络，对2G、3G网络频率进行重耕利用，同时还存在FDD/TDD混合组网的情况，提升多频组网性能成为4G组网的重要问题。中国电信在2017年6月底完成800M重耕，用来承载VoLTE、NB-IoT和中低速的数据业务。因此，如何提升800M、1.8G、2.1G、2.6G多频点之间的协同组网能力和业务承载效果是4G多频协同组网亟需破解的问题。

本文重点讨论多频组网的终端驻留策略、异频切换策略，结合中国电信800M、1.8G、2.1G、2.6G频率定位要求和现网实际部署情况，同时考虑现网设备和终端产品实现的差异性，对多频组网切换问题进行深入分析，对不同切换事件的性能和适用场景进行实测验证，从而提出800M/1.8G/2.1G多频协同组网的策略建议，提升各频段下特殊场景用户速率和业务连续性感知。

1   多频组网策略

4G网络完成800M重耕后，城区补盲、城区深度覆盖和农村广覆盖由800M进行覆盖，普通城区由800M、1.8G进行覆盖，密集城区由800M、1.8G、2.1G共同进行覆盖，少数热点区域由TDD 2.6G扩容来吸收话务，如图1所示。

1.1  空闲态驻留策略

终端根据检测到的小区信号质量及开机搜网策略，以各个频点信号质量为基准，通过设置频点优先级和重选门限，从而优先驻留在信号质量好、带宽体验好的网络。对于空闲态驻留，优先驻留FDD大带宽频点，确保能够获得更好的速率体验。重选门限配置要使异频重选先于异频切换发生。重选过程主要有同优先级之间重选、向高优先级重选、向低优先级重选。

本文以先高优先级重选过程为例说明重选策略需要的注意点，如图2所示。终端启动重选判决，首先判断是否在当前服务小区驻留了至少1 s时间，如果不满足，不会发起重选，然后对比频间重选的优先级和频内重选的优先级，认为是高优先级。检测SIB3消息中是否携带了ThreshServingLowQ参数，如果携带了，则说明现在需要依靠RSRQ的情况来判断是否进行频间重选，如果异频LTE小区信号的Squal大于ThreshX， HighQ这个门限值，且持续TreselectionInterEUTRA，那么就发起重选，否则就不发起重选。如果SIB3中没有下发ThreshServingLowQ参数，那么就说明现在不需要依靠RSRQ的情况来判断是否进行频间重选，还是依靠RSRP的情况。如果异频LTE小区信号的Srxlev大于ThreshX， HighP这个门限值且持续TreselectionInterEUTRA，那么就发起重选，否则就不发起重选。

对于空闲态负荷均衡驻留，基于UE能力，在RRC释放消息中指示UE释放后驻留到某个频点上，保证不同频点间的空闲态用户负荷均衡。目前，LTE协议规范未实现HASH算法来保证空闲态负荷均衡。同时，也可根据不同的业务类型承载在特定的频点来承载网络。

1.2  连接态切换策略

鉴于当前电信网络频点覆盖情况和带宽分配情况，对于连接态数据切换策略，宜优先使用1.8G或2.1G，仅在1.8G弱覆盖时切换到800M上。当仅有数据业务的UE处于800M时，基于频率优先级切换算法及时切换到1.8G上，弱覆盖时用基于覆盖的异频切换作为补充。对于数据异频测量启动门限A2取值问题，根据表1基于覆盖的异频切换测试结果，得出RSRP>-110 dBm时1.8G用户速率感知优于800M的结论，所以采用-110 dBm作为启测门限，如图3所示。

1.3  TDD驻留和切换策略

3GPP标准已经支持了FDD与TDD这两种制式的切换，从3GPP标准上看，FDD/TDD的接入制式对核心网透明，目前没有信元或者标志位用来区分TDD和FDD接入制式。这种不区分FDD/TDD制式的方式，保证了用户体验一致性和计费一致性，但对于某些特殊的应用场景必须实现核心网对接入制式的感知，以实现不同的控制策略。这就需要EPC从逻辑规划上区分FDD/TDD，主要包括号段、终端IMEI、PLMN、TA等几种方式。目前，中国电信FDD/TDD混合组网可以共享EPC核心网，完成计费和策略控制的统一、网管和运维的统一。对于FDD与TDD连接态切换，TDD作为热点覆盖，可采用参数控制只实现从TDD向FDD的单向切换。若服务小区信号质量满足盲切换A2门限，直接触发盲重定向，盲重定向时优选高优先级模式下的频点，在不存在高优先级模式频点的情况下，才选择低优先级模式下的频点。切换门限需要根据路测情况和用户使用情况进行优化。图4为FDD与TDD驻留和切换策略示意图。

2   多频组网性能优化

多频率协同策略的基本目标是通过合理的参数配置，实现多频率之间的有效协同与均衡，最终达到提升网络质量和容量、改善用户感知的目的。考虑到当前1.8G的覆盖情况和800M低频良好覆盖能力和其带宽受限的特点，总体上遵循“高频吸容量、低频补覆盖”的多频协同总体策略，通过频率优先级和重选、切换参数的合理设置，实现1.8G/2.1G优先驻留、800M连续覆盖、个别热点2.6G负荷分担的多频协同网络。实际优化主要遵循优先级策略，根据不同场景采用不同的切换事件配置，根据实际信号强度来调整切换门限，根据现网大量测试数据，总结了一套多频空闲驻留和激活切换的互操作参数优化模板，如表2所示，采用此套参数配置方案，以保证最佳互操作性能，同时满足终端待机及业务策略需要。

2.1  驻留、重选配置优化方案

影响空闲态多频组网性能的因素主要包括优先级配置和重选门限配置。鉴于当前网络部署情况，终端在室分系统下将主要驻留和使用2.1G，无室分系统情况下主要驻留和使用1.8G，当用户离开1.8G/2.1G的较好覆盖区域，通过重选，切换至800M。而当终端在800M时，如果检测到1.8G/2.1G信号覆盖恢复至一定程度后，优先返回1.8G/2.1G，从而实现用户的良好感知体验。在弱覆盖和无覆盖区域，通过CL互操作，从4G向eHRPD重选或重定向，向用户继续提供数据业务，对处于eHRPD的终端，如果检测到1.8G/2.1G/800M覆盖恢复至一定程度后，迅速返回4G。特殊地，为了确保室内外协同的效果和防止乒乓重选，原则上避免从2.1G向eHRPD重选。因此，在频率优先级策略上，TDD 2.6G>室内2.1G>室外2.1G、1.8G>800M>eHRPD。

系统消息SIB3、SIB5分别下发服务频点和EUTRAN异频频点的小区重选优先级。重选门限参数的配置主要根据现场实测数据，在800M覆盖正常情况下，当1.8G RSRP下降至-110 dBm时，速率感知与800M相当。

2.2  切换性能优化

目前，各主流厂家异频切换实现差异较大，本文通过实测分析，得到不同场景下切换事件和门限配置策略，如表3所示，以控制最佳的切换性能，避免乒乓切换和切换不及时等情况发生。

连接态切换主要优化异频启动测量门限，一般为A2事件门限和基于覆盖切换门限，一般为A3、A4或A5门限，根据表3的切换参数优化，异频A2 RSRP触发门限一般设置为-105 dBm。为了防止乒乓切换，A4门限一般比A2门限高2 dB～4 dB。实际路测结果各切换事件效果如表4所示，在低优先级向高优先级切换，室内外异频异系统组网可以采用A4事件;在同优先级，室外切换场景可以采用A3事件。对于A5事件，一般应用于当目标小区强度高于一定门限，并且源小区强度低于一定门限，就触发切换事件，可用于高优先级向低优先级频点的异频切换，只有在服务小区覆盖差，为了保证不掉话，才会寻求向低优先级频点的异频切换。

从无锡4G现网优化的方案来看，1.8G、2.1G频率优先级为3，800M频率优先级为2，切换事件采用A4事件配置;1.8G、2.1G往800M切换门限RSRP为-109 dBm，800M往1.8G、2.1G切换门限RSRP为-105 dBm，如图5、图6所示，800M重耕后，CQI大于7的比例增加明显;1.8G与2.1G之间采用A3事件，相较于策略A4事件，1.8G和2.1G上用户更难切换到800M，CQI优良比略有下降，但是用户感知速率有改善。

上述多频协同总体策略及参数配置，作为一般场景下的默认配置，主要满足多频组网初期的多频率协同，其中800M带宽按3 MHz考虑，未来仍将根据频率调整和业务情况再进行优化。实际组网部署时，应根据业务运营策略和网络实际覆盖，例如VoLTE商用时，是否需要部署业务分层切换策略，以及考虑室内外协同及高铁等特殊场景，可以根据实际场景结合用户感知进行特殊配置，以确定用户最佳的空闲态驻留和连接态切换策略。

3   结束语

本文首先指出了目前4G多频组网存在的问题，阐述了多频基本的驻留、切换策略原理，调整优化了优先级、切换事件和切换门限等重要参数，比较了不同事件的切换性能，保障了多频切换基本性能。考虑网络实际运营时，后期可根据各自的负荷情况，选择用户进行基于负载均衡的切换，提高小区资源的使用效率。基于负载均衡的多频切换策略和基于业务分层的切换策略等需要进一步研究，共同提供更好的覆盖和更好的业务体验，提升网络协同能力。本文主要是基于同设备厂家1.8G、2.1G和800M的频段展开讨论的，但原理方法可为不同设备、不同频段间混合组网应用场景提供优化思路。

参考文献：

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