LTE FDD网络性能优化指导书—切换性能优化

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1、wordLTE FDD网络性能优化指导书切换性能优化目录1 引言32 切换技术根底知识32.1 LTE FDD切换类型3 基于覆盖的切换技术根本原理6 基于覆盖的切换技术根本功能6 基于覆盖的切换技术根本原理6 基于覆盖的切换算法7 切换技术应用场景简析113 基于覆盖的切换技术的流程11 站切换流程11 跨站切换流程13 跨MME切换流程144 切换技术相关测量与报告145 基于覆盖切换的无线参数分析18 门限205.2 Time to Trigger225.3 Hysterisis235.4 Report On Leave24 典型参数配置246 KPI分析266.1 KPI定义详解26

2、各个KPI的影响因素分析311 引言该指导书基于我司产品，系统性介绍切换根本原理与性能优化技术。第一从不同角度阐述切换的类型；第二详细说明基于覆盖的切换技术的原理和协议流程；第三从网络优化的角度对切换相关的测量事件展开表示，包括事件的配置下发过程，终端的上报过程并详细描述相关测量事件的参数对切换性能的影响，同时列出几种典型场景下的参数取值情况；第四从网络优化角度介绍切换相关的KPI，以与用于切换判决的参数对KPI的影响。该指导书主要面向从事LTE FDD网络性能优化人员，从切换的应用场景、根本原理、信令流程、无线参数、KPI与性能优化方法形成全面和系统性的理解，并在实际的网络优化中灵活应用。2

3、 切换技术根底知识2.1 LTE FDD切换类型1) LTE FDD的切换方式根据组网形式可以分为：a) 频切换：同频组网时，切换的目标小区与服务小区位于一样的频段。启动频切换测量，不需要Gap测量。可能同站，也可能异站。b) 频间切换：异频组网时，切换的目标小区与服务小区位于不同的频段，可能是EUTRAN的切换站切换、同一MME下的站间、不同MME下的站间也可能是系统间的切换。需要启动频间切换测量，需要Gap测量。2) 根据触发原因：a) 基于覆盖的切换：如如下图2-1a和2-1b，A为源小区，B为邻区，A的覆盖围不包括B。UE从A小区移向B小区时发生的切换，此时源小区信号质量越来越差，邻区

4、信号质量越来越好，如图2-2所示。图2-1a中A和B可以异频，可以同频组网。图2-1b中A和B要异频组网，应用场景如A为室外宏小区，B为家庭基站，A不能切入B，B可以切入A。图2-1a 覆盖区域在地理上相交的相邻关系示意图图2-1b覆盖区域在地理上包含的相邻关系示意图图2-2 基于覆盖的切换信号强度示意图b) 基于负荷的切换：负荷控制触发的强制切换、负荷均衡触发的切换，与覆盖区域信号质量无关，一般在密集城区高吞吐量场景下增加覆盖区域的容量而设计的，如图2-3a、2-3b、2-3c所示，此时小区A与小区B必须要异频组网。图2-3a同覆盖关系示意图图2-3b包含关系示意图图2-3c被包含关系示意图

5、c) 基于业务的切换：对于某些特殊业务，LTE建网初期可能无法满足，比如核心网没有IMS，不能提供语音服务，那么可以切换到2G或3G网络中。d) 基于UE移动速度的切换：LTE专门针对高速移动用户，设计高速小区。高速移动用户需要高速小区提供有保证的服务，移动终端在高铁等高速移动场景下，可以切换到周围的高速小区中。3) 根据网络拓扑结构：a) eNB之：站多小区时，在地理上连续覆盖，彼此应该互为邻区。UE在同站小区间移动发生的切换信令流程比拟简单，时延自然较小。不需要通过X2口发送切换准备消息，也不要在核心网和基站间发送切换完成相关的一系列消息，小区间的信息交互如切换请求、应答、下行数据转发都在

6、基站部的板间进展。b) 同一MME不同eNB间：需要X2口完成站间信息交互，需要S1口完成路径改变相应消息的传递，具体流程见3.2节。c) 不同MME不同eNB间：切换准备消息不是通过站间X2口交互，而是各站与自己所属的MME交互，然后源MME与目标MME间交互切换请求和应答，具体流程见3.3节。4) 根据是否下发测量：a) 基于测量事件的切换：基站依据UE测量上报的邻区信息发起切换。b) 盲切换：UE收到来自核心网的“MobilityFromEUTRAmand如果用于切换目的，UE按照该消息中指定的目标网络类型，切换到GERAN或者UTRA。基站不需要UE提供测量报告。2.2 基于覆盖的切换

7、技术根本原理2.2.1 基于覆盖的切换技术根本功能当移动终端在无线连接态RRC Connected时，从一个小区移向另一个小区，源小区的信号越来越弱，为使业务连续不中断，需要将终端从源小区切换到目标小区，继续享受网络提供的服务。而UE在RRC Idle态从一个小区移向另一个小区所进展的过程叫做小区重选。2.2.2 基于覆盖的切换技术根本原理在UE第一次进入RRC Connected状态时，基站侧下发第一条RRC Reconfiguration消息中给UE配置切换测量事件。当UE移向邻小区时，UE测得邻小区的信号强度与服务小区的信号强度，满足测量事件的上报，发送测量报告给服务小区，服务小区向最强

8、邻区请求切换资源，最强邻区启动接纳控制，允许进入如此切换，否如此询问次强邻区。UE收到服务小区的携带移动控制信息的RRC Reconfiguration消息，开始切换。EUTRA系统移动性管理测量的事件描述：1) A1事件：服务小区质量高于一个绝对门限serving threshold。用于关闭正在进展的频间测量和去激活gap；2) A2事件：服务小区质量低于一个绝对门限serving Serving + Offset，Offset：+/-。用于频/频间的基于覆盖的切换；4) A4 事件：邻区质量高于一个绝对门限。用于基于负荷的切换；5) A5 事件：服务小区质量低于一个绝对门限1Servin

9、gthreshold2。用于频/频间的基于覆盖的切换。2.2.3 基于覆盖的切换算法1) 算法原如此：a) 频和频间测量采用不同的A3/A5配置，下发测量ID时也是不同的；b) EUTRA频频间基于覆盖的切换均是基于A3/A5事件触发，由后台Intra-frequency Handover Strategy、Inter-frequency Handover Strategy参数分别来控制频、频间基于覆盖的切换判决事件是采用A3还是 A5事件；c) 频间测量和测量gap通过A2事件来启动，通过A1事件来关闭；d) 频切换与频间切换的优先级，表现在频A3/A5与频间A3/A5的上报门限配置上；e)

10、 EUTRA频频间基于覆盖的切换由后台IntraF Handover Method、InterF Handover Method参数分别来控制频、频间是基于事件的切换算法还是基于周期的切换算法，暂时只提供基于事件的切换算法，不提供基于周期的切换算法。2) 算法总体框架：图2-1 EUTRAN切换算法总体框架3) EUTRAN测量的处理：a) 测量量：RSRP、RSRQ，由后台参数IntraF RSRP reporting indicator、IntraF RSRQ reporting indicator和InterF RSRP reporting indicator、InterF RSRQ r

11、eporting indicator分别指示频和频间上报的测量量；b) 事件触发量：后台参数IntraF Trigger Quantity和InterF Trigger Quantity分别控制频和频间事件的触发量RSRP/RSRQ，一般上报的测量量与事件触发量是一致的。c) 测量上报：事件上报、周期上报，由后台参数IntraF Report Criteria和InterF Report Criteria分别控制频和频间具体采用那种上报方式。A. 事件上报：在后台参数IntraF Time to triggerInterF Time to trigger定义的时间测量量RSRP大于IntraF

12、 Threshold for RSRPInterF Threshold for RSRP所指定的门限，UE如此向eNB上报满足对应触发条件的事件。RSRQ和RSRP触发原如此一致，只是触发门限不同。当指示事件上报次数的后台参数IntraF Amount of Reporting for eventInterF Amount of Reporting for event大于1时，UE在相隔后台参数IntraF Reporting interval for eventInterF Reporting interval for event的时间再次向eNB上报该事件，前提是测量量必须一直满足该事件的

13、触发门限；当UE上报次数达到IntraF Amount of Reporting for eventInterF Amount of Reporting for event指定的次数时，即使测量量继续满足该事件的触发门限，UE也不再向eNB上报测量结果，eNB收到IntraF Amount of Reporting for eventInterF Amount of Reporting for event个测量报告启动切换请求。后台参数IntraF Threshold for RSRPInterF Threshold for RSRP中对应的A5事件门限是A5事件对应的threshold1，

14、A5事件对应的threshold2对应后台参数IntraF A5 Threshold2 for RSRPInterF A5 Threshold2 for RSRP。相关RSRQ门限值也采用类似配置。B. 周期上报：当UE的测量趋于稳定后开始向eNB上报第一次测量，如果当指示周期上报次数的后台参数IntraF Amount of Reporting for periodicalInterF Amount of Reporting for periodical大于1时，UE每隔IntraF Reporting interval for periodicalInterF Reporting inte

15、rval for periodical的时间周期性向eNB上报测量结果；当UE上报次数达到IntraF Amount of Reporting for periodicalInterF Amount of Reporting for periodical指定的次数时， UE停止向eNB上报测量结果。d) EUTRA频测量的下发、修改和关闭时机：A. 频测量的建立Setupi. RRC连接建立后，与承载UE上下文建立消息的第一次RRC重配消息一起下发；如下表2-1所示。表2-1 RRCConnectionReconfiguration message- ASN1STARTRRCConnectio

16、nReconfiguration :=SEQUENCE rrc-TransactionIdentifierRRC-TransactionIdentifier,criticalExtensionsCHOICE c1CHOICErrcConnectionReconfiguration-r8RRCConnectionReconfiguration-r8-IEs,spare7 NULL,spare6 NULL, spare5 NULL, spare4 NULL,spare3 NULL, spare2 NULL, spare1 NULL,criticalExtensionsFutureSEQUENCE

17、RRCConnectionReconfiguration-r8-IEs := SEQUENCE measConfigMeasConfigOPTIONAL,- Need ONmobilityControlInfoMobilityControlInfoOPTIONAL,- Cond HOdedicatedInfoNASListSEQUENCE (SIZE(1.maxDRB) OFDedicatedInfoNASOPTIONAL,- Cond nonHOii. 由其它系统切换进入EUTRAN之后iii. 频切换/频间切换后B. 频测量的释放Releasei. 状态转入RRC_IDLE无需通过消息通知

18、UE释放测量，eNodeB部释放e) EUTRA频间测量的下发、修改和关闭时机：A. 频间测量的建立Setupi. A2事件上报后B. 频间测量的关闭Releasei. A1事件上报后ii. 状态转入RRC_IDLE无需通过消息通知UE释放测量，eNodeB部释放2.3 切换技术应用场景简析下表说明了典型场景一般采用的切换类型。具体切换时采纳哪种类型主要依据哪种类型先被触发。这一方面依赖切换算法，包括接纳能力、负荷能力等产品自身性能。另一方面有可能依赖测量事件的门限等参数。表2-2 典型场景常用的切换类型场景特点切换类型城区室外站覆盖面积适当，容量需求较高基于覆盖、基于负荷、基于业务一般室分布

19、含地铁覆盖区域小，容量需求较高，覆盖以直射为主，路损小基于覆盖、基于负荷、基于业务农村(含郊区、高速公路)覆盖面积较大，容量需求较低基于覆盖、基于业务超远覆盖(高山、高塔、海面)覆盖面积大，无其他站点有效分担话务基于覆盖、基于业务快速移动状态高速公路、铁路覆盖区无线信号变化大，容量需求呈突发状态基于覆盖、基于UE移动速度、基于业务隧道、电梯出入口覆盖区无线信号变化大，强信号突然出现、原有信号急剧变差基于覆盖、基于业务3 基于覆盖的切换技术的流程3.1 站切换流程同站切换与异站切换流程大致一样。只是异站切换时源站点与目标站点之间的切换准备消息在同站切换时不再通过X2口传输，而是站的板间信息交互，

20、源eNB与核心网的路径改为目标eNB与核心网之间。具体流程见图3-1。图3-1 同站切换流程图3.2 跨站切换流程图3-2 同一MME下同频异站切换协议流程3.3 跨MME切换流程图3-3 不同MME下同频异站切换的协议流程4 切换技术相关测量与报告切换判决是采用A3事件还是A5事件由数据库参数Intra-frequency Handover Strategy来控制。对于基于覆盖的频切换算法，A1、A2事件测量不必下发。EUTRA频基于覆盖的切换由数据库参数IntraF Handover Method来控制频是基于事件的切换算法还是基于周期的切换算法。A3事件的进入条件为：A3事件的退出条件为

21、：其中Mn：邻小区测量结果，不包括任何的偏置；Ofn：邻小区频率特定的偏差；O：邻小区的小区特定的偏差；Hys：进入和离开该事件之间的滞后参数；Ms：本小区测量结果，不包括任何偏置；Ofs：服务频点本小区频点的频率特定的偏差；Ocs：本小区的小区特定的偏差；Off：A3事件的偏差，需要高层配置。A3事件是邻区比服务小区质量高于一个门限触发的，而A5事件是服务小区质量低于一个绝对门限1Serving 0+2.5，进入A3事件。下次测量邻区测量结果抖动为2，服务小区测量结果为0，那么2+0 0+2.5，进入A3事件。2+0.5 = 0+2.5，不满足离开事件，所以等一次上报间隔后，测量，比拟结果，

22、看是否满足A3进入事件，连续屡次上报进入A3事件，基站决定切换。因此配了迟滞之后，即使信号有些抖动，测量报告仍然能够发送上来，否如此很容易退出。影响围ENBCell*UE*RAB修改生效方式ENB重启Cell删建立即生效*5.4 Report On Leave表5-8参数名称中/英应用数据库/快配表对应字段名称分类属性取值围A3事件离开上报指示byReportOnLeaveA2enumerate(false, true)Report On Leave参数定义定义用途该参数指示了当A3-2条件满足时，UE是否需要上报该事件。出处配置说明配置原如此、影响以与参考资料参数说明如果该指示设为True，

23、当触发上报的小区列表中的某小区满足A3-2条件时，UE需要上报该事件。否如此，不需要上报。一次上报测量事件measreport就触发切换的话，不需要配置为true，目前默认配置为false。该配置同样出现在ICIC功能中。只是在ICIC配置中，该参数必须配置为true。用于基站判定用户的属性变化。影响围ENBCell*UERAB修改生效方式ENB重启Cell删建立即生效*5.5 典型参数配置下面图5-2和图5-3中用彩线圈出的参数值是CSL现场在OMC上为切换配置的典型值。图5-2 OMC上基于覆盖切换的服务小区公共参数配置图5-3 OMC上基于覆盖切换的个性化邻区配置6 KPI分析6.1 K

24、PI定义详解目前切换相关的KPI指标有：1) 同频异站X2口切换准备成功率：该指标反映了同频eNB间通过X2接口切换准备过程的成功概率。图6-1 同频异站X2口切换准备通过source eNodeB侧counter统计eNodeB发出的Handover Request次数，以与eNodeB收到的Handover Request Acknowledge次数。Intra-Freq Inter-eNB Handover Preparation Success Rate with X2 = Number_Of_Success_Intra-Freq_Inter-eNB_HO_Preparation_X2

25、/Number_Of_ Intra-Freq_Inter-eNB_HO_Preparation_X2_Attempt * 100%2) 同频异站S1口切换准备成功率：该指标反映了同频eNB间通过S1接口切换准备过程的成功概率。图6-2 同频异站通过S1口的切换准备3) 同频异站X2口切出小区成功率；切换成功率反映了UE在小区间移动时信令以与至少一个NonGBR业务连续的成功概率。该KPI特指同频、eNB间基于X2接口切换时，特定小区向其它小区切出的成功率。图6-3 X2口成功切出的信令标志通过Source Cell侧counter统计X2接口接收到的UE Context Release次数，以

26、与Source Cell向UE发送的Handover mand(RRCConnectionReconfiguration including mobilityControlInfo)次数。Intra-Freq Inter-eNB Outgoing Handover Success Rate with X2 per cell= Number_Of_Successful_ Intra-Freq_Inter-eNB_Outgoing_HO_X2_Cell / Number_Of_ Intra-Freq_Inter-eNB_Outgoing_HO_X2_Cell_Attempt * 100%4) 同频

27、异站X2口和S1口切出小区成功率：切换成功率反映了UE在小区间移动时信令以与至少一个NonGBR业务连续的成功概率。该KPI特指同频、eNB间基于X2 and S1接口切换时，特定小区向其它小区切出的成功率。图6-4 同频异站成功切出信令标志通过Source eNodeB侧counter统计S1接口接收到的cause为successful handover的UE Context Release mand，X2接口接收到的UE Context Release次数，以与eNodeB向UE发送的Handover mand(RRCConnectionReconfiguration including mobilityControlInfo)次数。Handover Success Rate = Number_Of_Successful_HO / Number_Of_HO_Attempt * 100%5) 切换成功率：切换成功率反映了UE在小区间移动时信令以与特定业务连续的成功概率。特定业务是指切换准备阶段接纳成功的业务。目前暂不区分切入/切出成功率、eNodeB/间切换、MME/间切换、同/异频切换、同/异系统切换、X2/S1接口切换等。图6-