TD-LTE切換問題分析與解決

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TD-LTE切換問題分析與解決

姜敏敏1，韓晟2

（1 南京信息職業技術學院，南京 210023；2 中國移動通信集團江蘇有限公司，南京 210003）

摘 要隨著TD-LTE無線網絡的初具規模，網絡優化成為網絡建設的重點。切換性能的優化是網絡優化中的重要工作之一，TD-LTE采用的是硬切換技術，為了保證通話不中斷，有必要對系統可能存在的切換問題進行研究，從而使切換性能達到最佳。

關鍵詞TD-LTE；網絡優化；切換

切換（Handover或者Handoff）是移動通信系統的一個非常重要的功能。它是控制無線鏈路的一種手段，切換能夠讓用戶在跨越不同的小區時保持連續的通話而不掉話。當用戶設備在小區之間移動時，基站可能基于某種策略發起切換過程。切換性能與切換參數的設置密切相關，如果切換參數設置不合理，則會降低用戶感受度，并且還會因乒乓切換、無線鏈路失敗(RLF, Radio Link Failure)等原因而浪費網絡資源。

1　TD-LTE系統切換的類型

切換的類型主要包括軟切換和硬切換兩種，軟切換指的是用戶首先與目標小區建立連接，然后再斷開與源小區之間的連接；硬切換指的是用戶首先斷開與源小區之間的連接，然后再與目標小區建立新的連接。但是在TD-LTE系統中，其上行和下行都沒有采用宏分集合并的技術[1]，因此，TD-LTE系統只能采用硬切換，而不能使用軟切換，即用戶在進行切換時，首先斷開與源基站之間的連接，然后再與目標基站重新建立連接。

TD-LTE切換可分為系統內切換和TD-LTE與其他系統間切換。前者包括eNode B內切換、通過X2接口的eNode B間切換、通過S1接口的eNode B間切換。后者包括TD-LTE與WCDMA以及GSM之間的切換等。切換過程大致為：測量控制、切換準備、切換執行和切換完成[2]。切換成功率是移動保持類的重要指標之一，按照涉及的網元關系可以分為eNode B內切換成功成功率、eNode B間（包括X2切換和S1切換）切換成功率。切換成功率的高低，直接影響用戶感受，是運營商重點考核的KPI指標之一。

2　TD-LTE切換問題分析

2.1 切換的異常場景

TD-LTE的切換一般存在如下幾類問題：不發生切換引起掉話、切換失敗、頻繁（乒乓）切換、切換慢導致下行質量差。根據切換中存在的問題對通話的影響，將切換異常場景分成以下幾類。

2.1.1 過晚切換場景

過晚切換主要指的是，由于切換的相關參數設置的不合理時，用戶從服務小區向目標小區運動時，當用戶不斷的遠離服務小區的覆蓋范圍或者已經離開服務小區的覆蓋范圍，并且從服務小區接收到的信號質量比較低的時候，此時用戶還沒有發起切換或者在發起切換的過程中發生了無線鏈路失敗。然后，該用戶會嘗試與其它小區建立連接，從而建立新的無線通信鏈路[3]。

2.1.2 過早切換場景

過早切換主要指的是，在某些特殊情況下，當用戶從服務小區向目標小區運動時，由于切換的相關參數設置的不合理，導致用戶從目標小區接收到的信號質量不是很理想的時候就觸發用戶向目標小區發起了切換過程，從而造成了用戶在切換完成后發生了無線鏈路失敗；或者造成用戶根本無法連接到目標小區而導致用戶發生切換失敗。然后，該用戶會選擇發起切換之前的服務小區進行重新連接。

2.1.3 切換到錯誤小區場景

切換到錯誤小區主要指的是，當用戶從服務小區向目標小區發生運動時，由于切換的相關參數設置的不合理，可能會導致用戶切換到第三方小區。即用戶從服務小區向目標小區進行切換時，用戶可能無法切換到目標小區或者用戶剛切換到目標小區后在非常短的時間內就發生了無線鏈路失敗，然后該用戶會選擇小區進行重新連接，但是用戶重新連接的小區既不是切換前的服務小區也不是切換時的目標小區，而是一個第三方小區。

2.1.4 乒乓切換場景

乒乓切換場景的檢測指的主要是基于相鄰小區之間所交互的用戶的歷史信息。判斷一個用戶是否在兩個相鄰小區之間發生乒乓切換的依據是，在一定的監測時間內，如果用戶從服務小區向目標小區的切換次數和從目標小區向服務小區的切換次數都超過基站設定的門限值時，或者當用戶從服務小區切換到目標小區后，在目標小區駐留的時間非常短，小于基站設定的時間的門限值時，我們就稱該用戶發生了乒乓切換[4]。

2.2 切換問題的分析流程

切換優化的主要目的是能夠減少不必要的切換、提高切換成功率、降低乒乓效應、減少掉話率、減小切換時延等，全面的提升用戶感知度，減少投訴。TDLTE系統內所有切換問題最終都可以歸納為eNode B間的小區間切換和eNode B內的小區間切換等。因此只要掌握如何對兩個小區的切換問題進行定位和優化，就可以以點及面，解決一個大網的切換問題。根據不同的切換異常場景在實際網絡優化過程中可以把切換問題的可能原因大概分為如下幾條：（1）硬件傳輸故障（載頻壞、合路天饋問題）；（2）數據配置不合理；（3）擁塞問題；（4）時鐘問題；（5）干擾問題；（6）覆蓋問題及上下行不平衡。

當出現切換成功率低的問題時，首先按照切換問題分類，了解切換問題的范圍，然后根據硬件、數據配置、擁塞、時鐘、干擾、覆蓋等方面入手逐一排查解決，排除這些影響切換成功率的客觀因素，然后根據自動鄰區優化提升切換成功率。

2.3 切換問題優化措施

針對不同的切換優化存在的問題，下面給出不同的優化措施與建議。

2.3.1 硬件傳輸故障

硬件故障的現象表現為：告警系統上報相應的告警信息。首先要排除這些硬件故障告警，檢查硬件數據配置，如果出現故障的小區及其相鄰小區的數據配置在近期沒有修改，突然出現切換問題，則應首先考慮是否eNode B硬件故障造成。

若該eNode B下只有一個小區出現切換問題，則考慮是否由該小區本身的硬件故障造成，如部分載頻損壞，引起呼叫切換到該載頻時失敗。

對于上述問題，可以采用閉塞部分載頻的方式來驗證。若閉塞某個載頻后，切換成功率恢復正常，則可以查看是否該載頻故障，或與該載頻相關的BBU或天饋故障。

2.3.2 數據配置不合理

數據配置不當導致的故障現象表現為：UE不發起切換或過多的發起切換，從而影響切換成功率。

由于切換判決算法受切換參數的控制，如果切換參數配置不當，可能導致MS 不發起切換或過多的發起切換，此時可從以下幾個方面來考慮：（1）數據配置中的切換門限設置是否合理；（2）數據配置中的切換候選小區參數設置是否合理；（3）數據配置中的切換磁滯設置是否合理；（4）切換定時器。

2.3.3 目標小區擁塞

目標小區擁塞的故障現象表現為：UE 發起切換請求后申請不到信道而切換失敗。當目標小區出現擁塞導致切換失敗后，為避免MUE試圖再次切換到此目標小區，應對目標小區進行懲罰。

2.3.4 時鐘問題

時鐘不同步，BTS時鐘不穩是引起切換掉話的重要原因，應注意保持基站時鐘穩定，否則會因為時鐘不穩，引起切換失敗以及掉話過多。

2.3.5 干擾問題

網絡存在較大的干擾，容易引起接收質量下降，導致干擾切換或者質差切換增多，降低了PBGT切換比例，從一定程度上降低了現網的服務質量，影響用戶的感受，甚至一定程度上影響切換成功率。干擾問題主要通過路測發現現網存在的干擾大的小區或者頻點，然后通過調整天饋傾角，更換頻點，調整發射功率和小區覆蓋范圍等常規的RF優化手段解決。也可以通過輔助手段，登記干擾帶測量，來估計下行的干擾情況。

2.3.6 覆蓋問題及上下行平衡

信號覆蓋問題的現象表現為：切換成功率低、伴隨著掉話且話音質量較差，用戶直觀感受差，通話過程中有雜音和金屬聲。信號覆蓋問題主要存在三類，一類是越區覆蓋，由于邊緣門限設置過低，基站功率過大，傾角不合適導致越區覆蓋，形成同頻干擾，影響切換成功率；一類是孤島效應引起的切換成功率低，如服務小區的覆蓋遠遠超過其鄰區，且未與其鄰區的鄰區配置相鄰關系，這種情況容易在服務小區的邊緣發生切換失敗。覆蓋問題和上下行平衡主要通過RF優化解決。

3　切換異常案例分析

以下案例是UE在工作中發生頻繁切換，從而影響到業務的速率，通過修改參數達到減少切換的次數。

3.1 問題描述

在如圖1所示路段測試時，UE在小區間頻繁切換，嚴重影響業務速率，切換順序如下：信訪局_3→人民路_1→信訪局_3→師大公寓_3→師大食堂_1→信訪局_3→師大食堂_1→信訪局_3→師大食堂_1。

圖1　測試數據分析圖

3.2 問題分析

該路段存在如下5個小區信號：信訪局_1（RSRP= -101dBm）、信訪局_3（RSRP=-102dBm）、人民路_1（RSRP=-105dBm）、師大食堂_1（RSRP=-103dBm）以及師大公寓_3（RSRP=-103 dBm），從圖1及以上數據分析可以看出小區之間的信號電平相當，這樣的結果是無主覆蓋小區，導致切換頻繁。

3.3 解決措施

考慮新建站點有一定的難度，所以在不能新增站點的情況下，修改了切換的相關參數以達到減少切換的目的：

（1）a3-Offset（A3事件測量偏置）；

（2）HysteresisA3（A3事件測量遲滯）；

（3）TimeToTriggerA3（A3事件觸發時延）；

（4）Cell Individual Offset EUtran（切換個性化偏置）。

本案例中，將Cell Individual Offset EUtran由默認0改為-3，延遲A3事件的觸發，以此減少切換次數。

3.4 處理效果

修改參數之后，切換次數減少1次（不再切換到師大公寓_3）：信訪局_3→人民路_1→信訪局_3→師大食堂_1→信訪局_3→師大食堂_1→信訪局_3→師大食堂_1。如表1所示通過優化看到，業務速率得到提高。

表1　優化前后變化情況

4　總結與展望

本文對TD-LTE的切換類型進行了分析和總結，在切換過程中存在很多問題會對通話產生不良影響，導致出現幾種切換的異常場景，針對日常網絡優化流程給出了切換異常場景的優化措施。結合實際工作經驗，對出現乒乓切換異常場景的情況給出相關參數的改變，優化以后進行復測，效果顯著。

參考文獻

[1]沈嘉，索士強，全海洋, 等．3GPP長期演進(LTE)技術原理與系統設計[M]．北京：人民郵電出版社．2008.

[2]張博，劉俊.LTE切換方法的研究概況[J]. 廣東通信技術, 2013(1).

[3]魏珍珍，徐曉，張健, 等．LTE中基于移動特性的切換優化[J]. 通信技術, 2010(11)．

[4]王映民，孫韶輝, 等．TD-LTE技術原理與系統設計[M]．北京：人民郵電出版社．2010.

Analysis and solutions of the problem of handoff in TD-LTE

JIANG Min-min1, HAN Sheng2

(1 Nanjing College of Information and Technology, Nanjing 210023, China; 2 China Mobile Group Jiangsu Co., Ltd., Nanjing 210003, China)

AbstractThe construction of TD-LTE wireless network appears in full swing in 2014. Network optimization becomes the focus of network construction with the scale of TD-LTE wireless network taking its shape. Handoff performance optimization is one of the important work of network optimization. The technology of hard handoff is used in TD-LTE. It is necessary to research the problem of handoff system may exist in order to ensure that the call is uninterrupted. So the performance of handoff can achieve the best.

KeywordsTD-LTE; network optimization; handoff

收稿日期：2014-10-27

文章編號1008-5599（2015）01-0053-04

文獻標識碼A

中圖分類號TN929.5