LTE網絡鄰區自優化功能探索及應用

劉建民+張明臣+田永超

【摘 要】為了解決LTE移動通信網絡中鄰區關系的配置及優化問題，對不同廠家鄰區自優化功能進行了探索，并在不同場景下進行了應用推廣。通過對試驗數據的分析，驗證了LTE網絡中鄰區關系自配置、自優化和自操作的可行性，合理應用可減少鄰區核查和優化工作量，同時給出了在實際工作中鄰區自優化配置的應用方法和建議。

【關鍵詞】LTE ANR 自優化

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2016.24.003 中圖分類號：TN929.53 文獻標識碼：A 文章編號：1006-1010（2016）24-0012-05

1 引言

隨著4G LTE網絡的建設和運營，帶來了大量網絡參數的調整以及海量用戶數據分析，工作量越來越大。基于此，通信運營商提出了SON（Self-Organizing Network，自組織網絡）的概念，旨在通過自動發現、自動配置、自動組織等功能來減少運營成本，提高操作效率，從而提升網絡性能和穩定性。

本文對華為和中興4G設備的ANR（Automatic Neighbor Relation，自動鄰區關系優化）功能進行了分析及驗證，研究了ANR功能在實際的網絡操作中如何根據現場情況進行合理設置，并對效果進行了驗證，分析了自動配置后出現的問題，對ANR功能需要完善的地方提出了建議，希望能為今后LTE網絡ANR鄰區優化提供參考。

2 ANR原理及流程

目前4G設備廠家實現的SON功能中，針對鄰區提出了ANR功能，目的是希望實現鄰區的自配置（Self-configuration）、自優化（Self-optimization）和自操作（Self-operation）。

ANR功能開啟后，在終端切換過程中可以自動發現漏配鄰區，并配合基站自動在鄰區列表中添加漏配鄰區，從而順利切換至該目標鄰區。結合X2鏈路的自建立功能，實現X2鏈路的建立，同時ANR能識別和刪除錯配、冗余鄰區。通過鄰區的自動管理，可以解決網絡中由于鄰區關系導致的KPI（Key Performance Indicator，關鍵績效指標）問題。

例如，ANR功控開啟后，添加一個鄰區的流程如圖1所示：

具體流程如下：

（1）服務小區啟動UE（User Equipment，用戶設備）測量服務小區和鄰區的信道質量；

（2）UE檢測到服務小區和鄰區的信道質量滿足切換條件，上報鄰區的PCI（Physical Cell Identity，物理小區標識）；

（3）服務eNodeB檢測到該PCI不在鄰區列表中，啟動ANR流程，下發CGI讀取命令，指示UE讀取該PCI所對應的鄰區的CGI信息；

（4）UE通過監聽鄰區的系統消息，讀取鄰區的CGI和TAC；

（5）UE將讀取到的CGI上報給服務eNodeB，服務eNodeB即可添加到NCL和tempNRT中，然后完成切換。

當觸發ANR鄰區添加流程后，如果本端eNodeB與鄰區所在eNodeB之間沒有X2接口，本端eNodeB獲取到對端eNodeB的信息，并根據X2接口自建立條件設置來建立X2接口，實現后續的X2接口切換。

3 ANR功能設置方法及功能驗證

3.1 ANR鄰區自優化功能網管設置

一般可以通過網管設置自動添加鄰區的切換次數及周期條件，實現未知目標PCI鄰區的自動添加；也可以設置自動刪除鄰區的統計周期、鄰區數量以及切換次數、切換成功率等條件，實現冗余鄰區的自動刪除。不同廠家不同版本的設置策略或條件選擇可能有所不同，應結合網絡具體情況適當設置。

3.2 ANR鄰區添加功能驗證

在試點評估之前，通過路測信令跟蹤，驗證4G設備可以實現ANR鄰區自添加功能。

下面的案例驗證了A基站-2扇區和B基站-1扇區的自動鄰區添加過程。這兩個基站間由于其他扇區有鄰區關系，已有X2接口。

（1）終端占用A基站-2扇區，上報ANR檢測到的小區信息（PCI=93），信號比服務小區高于門限；

（2）服務eNodeB下發測量配置，啟動UE測量該PCI=93小區的CGI；

（3）UE進行CGI上報，目標小區為B基站-1扇區（見圖2）；

（4）X2切換的源側eNodeB和目標eNodeB進行切換信息交互，空口下發切換執行命令的RRC（Radio Resource Control，無線資源控制）連接重配消息給終端，完成切換。

至此，通過ANR自動鄰區添加功能完成了向目標小區的切換，同時補充了相應鄰區關系。經過測試驗證，4G設備（華為、中興）均能實現ANR自動鄰區添加功能，可以進一步開展ANR試點應用評估。

4 ANR功能試點評估

4.1 ANR鄰區調整數量及切換性能統計分析

2015年10月底，在北辰區開展ANR試點評估。該區域4G設備廠家為中興，設置ANR鄰區自優化規則為：自動添加條件為1小時內有1次切換嘗試（次數不可調），自動刪除條件為24小時周期內無切換嘗試且鄰區數量已滿64條（64條不可調）。

以北辰區開啟ANR后一周鄰區調整情況及鄰區切換情況分析為例，評估ANR功能對鄰區關系及切換性能的影響。

（1）ANR鄰區影響數量分析

北辰區開啟ANR試點一周以來，通過ANR自動添加鄰區關系18 553條（次），自動刪除鄰區5 393條（次）。各檔距離自動添加及刪除鄰區數量如圖3所示：

通過分析可知，北辰區開啟ANR功能一周以來，自動添加的鄰區主要集中在5 km以內，5 km以上較少，10 km以上也有零星添加。而自動刪除的距離也集中在5 km以內，經核實，大多數與斷站故障、扇區同PN調整等因素有關。

（2）各檔距離ANR添加鄰區的切換數量及成功率分析

北辰區開啟ANR試點一周以來，通過ANR自動調整的鄰區關系中，各檔距離切換請求數量及成功率如圖4所示：

通過分析可知，北辰區開啟ANR功能一周以來，絕大多數切換請求集中在5 km以內的鄰區對，成功率一般在95%以上。5 km以上的切換次數較少，切換成功率整體偏低，波動較大。后續需要進行覆蓋范圍調整或鄰區優化，減少越區覆蓋、超遠鄰區及PCI混淆。

4.2 鄰區完善及覆蓋評估

通過ANR鄰區自動添加，能夠發現并解決鄰區漏配問題。此外，根據鄰區數量及切換統計，可以對小區覆蓋及鄰區配置合理性進行核查評估。

（1）漏配鄰區自動添加

案例1：云錦世家-0扇區添加漏配鄰區

云錦世家基站打開ANR自動鄰區檢測，其0小區檢測到楓橋園-2扇區有切換請求。該小區鄰區配置及ANR添加鄰區如圖5所示。

經確認，通過ANR添加的鄰區屬于鄰區漏配，鄰區配置得到完善。

（2）越區覆蓋問題輔助定位

打開ANR自動鄰區功能以后，除解決了確實屬于鄰區漏配的問題之外，也能通過對添加后的鄰區分析，發現越區覆蓋的問題。

通過篩選鄰區距離，再根據所處是城區還是農村環境以及周邊基站距離的遠近，設定距離判斷范圍，找出添加的過遠鄰區。

案例2：浯水道基站越區覆蓋問題分析及優化

打開浯水道-0扇區ANR開關，通過鄰區添加檢測到3個小區（柳林賓館-2、毛織廠-1和暢水園-1），中間均已經相隔5層以上基站，而本小區覆蓋范圍基本正常，屬對方小區越區覆蓋過來導致，如圖6所示：

通過核查這3個扇區工參，發現電傾角均為0°，存在越區可能。加大電傾角并刪除鄰區后，未再次添加該鄰區。

4.3 性能指標改善

提取試驗站點前一周忙時指標與開啟兩周后指標進行對比可知，各項指標平穩，大部分有所改善。RRC連接成功率改善0.08個百分點，E-RAB（Evolved Radio Access Bearer，演進的無線接入承載）建立成功率改善0.04個百分點，系統內切換成功率改善0.3個百分點。

通過對比可知，開啟ANR功能后，系統內切換成功率改善明顯，連接成功率、掉線率均保持平穩或有所改善。分析表明，通過ANR功能可以及時、按需完善鄰區配置，提高移動保持性能。

4.4 鄰區自刪除設置的影響分析

ANR鄰區自刪除的設置是否合理，會對鄰區關系的有效性及合理性產生明顯的影響。

鄰區自刪除判決周期時間設置長短會對自刪除效果產生影響。若設置周期時間短，則統計的準確性不是很高，會導致頻繁添加，但對冗余鄰區刪除較快；設置周期時間越長，刪除判決越準確，自刪除優化效果會越好，但會導致鄰區冗余。通過試驗，一般設置為1天較為合理。

5 實際工作中的配置建議

ANR功能的開啟，可以自動添加漏配的關鍵鄰區，提高鄰區切換及保持性能。同時，通過ANR自動添加的鄰區關系，也能發現覆蓋越區的情況，可以據此進行越區天線的調整，確保網絡結構的合理性。但由于ANR自動添加鄰區較為容易，而自動刪除的條件限制較多，可能帶來超遠鄰區、鄰區冗余、目標PCI混淆等問題，需要進行有針對性地分析排查，以解決越區覆蓋及鄰區誤配、PCI規劃復用等問題。

5.1 ANR功能的優點及負面影響

根據以上分析評估，確認開啟ANR功能后有以下益處：

（1）打開ANR自添加和自刪除開關，能實現及時添加漏配鄰區，提高鄰區切換性能；

（2）對鄰區優化維護工作有所幫助，提升工作效率；

（3）通過自動添加的鄰區關系列表，根據基站密集程度，設置距離過遠的門限，對超過門限的扇區進行功率、天線傾角核查，從而進行過遠覆蓋扇區的調整，以解決越區造成的MOD3干擾等問題。

如果偶然添加了較遠處的扇區，在新開站有同PCI扇區的情況下，附近鄰區不會通過ANR流程自動加入鄰區之中，鄰區切換目標會出現混淆，導致切換失敗增多。因此，在新開站時注意核查周邊小區的鄰區關系及PCI配置，通過調整較遠扇區的覆蓋、PCI或者刪除較遠鄰區等措施，確保近處鄰區的合理添加。

5.2 ANR功能的配置策略建議

在配置ANR策略時應注意如下：

（1）需要注意設置合理的判決周期門限等參數設置，尤其是鄰區自刪除周期的設置要兼顧鄰區切換的需求以及鄰區操作的效率；

（2）建議對關鍵鄰區進行手動添加，關鍵鄰區包括本站扇區、正對扇區第一層基站的所有扇區，建議新開站每個扇區至少為15條，其余扇區可通過ANR實現；

（3）省際之間若已配置切換鏈路，可在邊界打開ANR功能并定期核查鄰區切換性能，如果與外省沒有切換鏈路，則鄰近外省的基站不能打開該功能，鄰區需要手動添加和刪除。

6 結束語

綜上所述，通過對不同廠家、不同場景下ANR鄰區自優化的評估分析，該功能在合理配置的情況下行之有效，建議在鄰區優化人員不足的場景，根據不同廠家設備的ANR配置能力，適當設置鄰區自動添加、自動刪除的條件，啟用ANR鄰區自優化功能。同時，在配置該功能后，需要定期開展相關鄰區分析和切換性能分析，以減少越區覆蓋、鄰區誤配、PCI混淆、冗余鄰區等問題，從而保障并提升網絡性能。

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