跨海大橋等遠距離覆蓋場景LTE網絡切換問題優(yōu)化

楊軍波，袁 滿

（中國聯(lián)通青島分公司，山東 青島 266100）

1 概述

青島膠州灣大橋，是我國自行設計、施工、建造的特大跨海大橋，全長36.48 km。由于海面開闊信號較亂較雜，如何做好跨海大橋的切換優(yōu)化，是網絡優(yōu)化人員面臨的新課題。

2 覆蓋半徑相關參數

2.1 CP配置對覆蓋距離的影響

LTE網絡中的正交頻分復用技術（Or thogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）無法克服由于多徑時延造成的符號間干擾（Inter Symbol Interference，ISI）和子載波正交性破壞的問題，但可以通過循環(huán)前綴CP消除多徑帶來的符號間干擾和子載波間的干擾。正常CP可以在1.4 km的時延擴展范圍內提供抗多徑保護能力，適合于市區(qū)、郊區(qū)、農村以及小區(qū)半徑小于5 km的山區(qū)環(huán)境。擴展CP可以在10 km的時延擴展范圍內提供抗多徑保護能力，適合于覆蓋距離大于5 km的山區(qū)環(huán)境以及需要超遠距離覆蓋的海面和沙漠等環(huán)境。

2.2 GP配置對覆蓋距離的影響

GP的大小與系統(tǒng)覆蓋距離有關：GP越大，覆蓋距離也越大。GP主要由傳輸時延和設備收發(fā)轉換時延構成，即：GP=2×傳輸時延+TRx-Tx，Ue（最大覆蓋距離=傳輸時延×c）；其中c是光速。TRx-Tx，Ue為UE從下行接收到上行發(fā)送的轉換時間，該值與輸出功率的精確度有關。

2.3 隨機接入突發(fā)信號格式對覆蓋距離的影響

物理層隨機接入突發(fā)信號由CP、前導序列Preamble、保護時間GT 3部分組成。由于接入時隙需要克服上行鏈路的傳播時延以及用戶上行鏈路帶來的干擾，因此需要在時隙設計中留出足夠的保護時間，該保護時間即為GT。GT長度決定了能夠支持的接入半徑：小區(qū)覆蓋距離=GT×c/2（c是光速）。

2.4 NCS與覆蓋半徑相關參數

NCS與小區(qū)半徑相關，NCS和小區(qū)半徑r的關系參見如下公式：

其中，對于前導格式0-3，N=24 576，NZC=839；對于前導格式4，N=4 096，NZC=139；TDC為最大多徑時延擴展，是小區(qū)邊緣UE對抗多徑干擾的保護；c為光速。TS=1/2 048×15 K；原則上，NCS越大，小區(qū)半徑越大。

3 切換分析

3.1 切換的含義及目的

在LTE系統(tǒng)中，切換可以分為站內切換、站間切換（或基于X2口切換、基于S1口切換），當X2接口數據配置完善且工作良好的情況下就會發(fā)生X2切換，否則基站間就會發(fā)生S1切換。一般來說X2切換的優(yōu)先級高于S1切換。

3.2 切換發(fā)生的過程

切換判決準備—基站通過終端上報的測量報告判決是否執(zhí)行切換。

當判決條件達到時，執(zhí)行以下步驟。（1）切換準備：目標網絡完成資源預留。（2）切換執(zhí)行：源基站通知UE執(zhí)行切換；UE在目標基站上連接完成。（3）切換完成：源基站釋放資源、鏈路，刪除用戶信息。

3.3 切換失敗可能的原因

LTE系統(tǒng)內所有切換問題最終都可以歸納為ENB間的小區(qū)間切換和ENB內的小區(qū)間切換，本文重點對ENB內的小區(qū)間切換進行分析，切換流程如圖1所示。

圖1 ENB間的小區(qū)間切換切換流程

通過以上流程所涉及的網元，切換失敗問題的原因大概分為硬件傳輸故障（載頻壞、合路天饋問題）、數據配置不合理、擁塞問題、時鐘問題、干擾問題、覆蓋問題及上下行不平衡、鄰區(qū)關系不合理；當出現(xiàn)切換成功率低的問題時，可以從以上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。

4 跨海大橋案例分析

4.1 問題描述

通過指標監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)覆蓋跨海大橋的小區(qū)FLQDB跨海大橋全覆蓋m_2（SDR）及FLQDB跨海大橋全覆蓋m_4（SDR）存在切換成功率偏低的情況，如表1所示。

表1 指標統(tǒng)計

通過提取數據發(fā)現(xiàn)切換失敗均發(fā)生在大橋小區(qū)之間，根據上文所說方法逐一排除了硬件擁塞、時鐘、干擾、覆蓋等問題，最后將問題解決的焦點放在參數數據配置上。

4.2 問題處理

嘗試修改同頻切換參數：同頻切換幅度遲滯由1 dB改為2 dB，同頻切換偏置由1 dB改為2 dB，同頻切換時間遲滯有320 ms改為640 ms，修改完成后觀察指標，發(fā)現(xiàn)切換成功率有所提升，但指標還是處于較差水平（見圖2），問題并沒有得到實質解決。

圖2 切換統(tǒng)計

然后，通過華為網管CME的參數對比，使用跨海大橋切換失敗小區(qū)與切換正常小區(qū)進行參數對比，發(fā)現(xiàn)跨海大橋站點配置數據按照室分小區(qū)模板，小區(qū)半徑參數設置為500 m。而大橋小區(qū)實際覆蓋范圍遠不止500 m，源基站與目標基站相對位置如圖3所示，將大橋全覆蓋小區(qū)半徑改為5 000 m。

修改小區(qū)半徑后，小區(qū)切換成功率提升至95%以上（見圖4），問題得到解決。

5 結語

跨海大橋作為一種特殊的遠距離覆蓋場景，在覆蓋小區(qū)參數設置上要充分考慮到其覆蓋的特殊性，發(fā)生切換問題除了考慮可能導致的常規(guī)原因，一定要結合現(xiàn)場的無線環(huán)境和覆蓋特殊性對小區(qū)參數進行對比排查，進行符合覆蓋要求的參數設置，以改善LTE網絡切換指標，提高用戶的感知。

圖3 基站位置示意

圖4 切換統(tǒng)計