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邻区自配置优化 简化TD-LTE网络运营

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LTE网络标准化阶段由移动运营商主导提出自组织网络(Self-Organized Network,SON)的概念,目的是要通过自动化运营维护,将现在需要人员参与的工作变得自动化,尽量不需要大量人工来参与,尽量地节约运营维护成本。SON包括自配置(Self-Configuration)、自优化(Self-Optimization)、自诊断(Self-Healing)等方面。邻区自优化(Automatic Neighbour Relation,ANR)属于自优化功能之一,能够自动维护邻区关系的完整性和有效性,从而减少非正常邻区切换,提高网络性能;另外还可以减少人工操作,降低运维成本。

根据不同的系统类型,ANR分为系统内ANR 和异系统ANR;根据邻区信息的不同测量方式,ANR 又分为事件ANR 和快速(周期)ANR。系统内ANR 能够自动维护LTE系统内邻区关系的完整性和有效性,从而减少非正常邻区切换,提高网络性能,主要解决LTE 系统内自动生成和维护系统内邻区关系。系统间ANR 能够自动维护E-UTRAN与GERAN/UTRAN/CDMA2000间邻区关系的完整性和有效性,从而减少非正常邻区切换,提高网络性能。

邻区自优化算法

系统内事件ANR通过UE切换测量和UE历史信息来检测漏配邻区信息,并进行邻区关系维护和非正常邻区覆盖评估;系统内快速(周期)ANR,通过周期触发UE测量上报方式,尽快获取邻区信息并上报给eNodeB,减少UE在切换时进行系统内事件ANR 测量对切换性能带来的负面影响。

漏配邻区监测

通过UE切换测量发现漏配邻区,系统内事件ANR根据同频测量报告、异频测量报告中的满足切换条件的小区列表发现未知PCI小区。

漏配邻区监测过程:

1.源eNodeB 下发UE 测量配置信息,指示UE 按照配置要求测量周边小区。

2.UE 以测量报告的方式上报满足测量配置要求的Cell B的PCI给源eNodeB。UE不会上报RRC黑名单中小区的测量报告。

3.源eNodeB比较Cell B的PCI是否存在Cell A的系统内NCL中。若存在,则退出该流程;若不存在,源eNodeB向UE下发测量配置,要求UE去读取Cell B的ECGI、TAC(Tracking Area Code)、PLMNID list等参数的请求。

4.源eNodeB允许UE通过BCH(Broadcast Channel,广播信道)去读取Cell B的ECGI、TAC、PLMNID list等参数信息。

5.UE将读取到的Cell B的ECGI、TAC、PLMN ID list等参数信息上报给源eNodeB。

异常邻区识别

非正常邻区覆盖是针对LTE 同频网络而言的。非正常邻区覆盖引入的邻区关系不稳定,会对切换成功率产生负面影响,所以检测和排除非正常邻区覆盖是网络优化的重要工作之一。

系统内事件ANR 算法开关(AnrSwitch 的子开关IntraRatEventAnrSwitch)打开后,M2000 收到人工在M2000 上触发非正常邻区查询时,会触发非正常邻区覆盖评估算法。M2000 根据服务小区和邻区的经纬度判定邻区是否为非正常邻区覆盖,并生成非正常邻区覆盖列表。

对网络的影响

1.系统内事件ANR打开对性能的影响

系统内事件ANR打开时,eNodeB指示满足切换条件的UE进行ANR测量会增加UE从服务小区切换到目标小区的时延。UE在DRX期间读取未知小区CGI过程中,UE不能被调度,因此影响UE吞吐率。

2.系统内快速ANR打开对性能的影响

在测量期间,UE周期测量并上报同频最强邻区PCI的过程不会对UE的吞吐率造成影响。UE通过GAP过程进行测量异频邻区和异系统邻区,GAP模式下会影响UE 吞吐率。UE 在DRX 期间读取未知小区CGI过程。在DRX 期间UE不能被调度,因此影响UE吞吐率。

快速ANR 限制了每个小区同时选择UE的最大个数以及每个UE周期上报最强邻区PCI的最大次数,所以对整个系统性能的影响是可控和可接受的。

系统内ANR可以优化并有效维护系统内邻区关系,减少由于邻区关系问题引入的掉话或切换失败,从而降低掉话率并提升系统内切换成功率。因为影响切换成功率和掉话率的因素很多,所以无法具体量化ANR特性对于这两个指标的增益,支持ANR的终端数量、终端分布等因素都会影响ANR 发现未知邻区的速度。

算法验证过程

为了验证ANR算法,特选取(公交公司、体育馆、国体商城、和合期货、菜园)临近5个基站作为验证算法的一个小区域,其参数配置为:

1.EnodeB侧配置

EnodeB侧主要进行3个方面的配置:ANR功能开关、ANR参数调整、DRX功能开关及参数。开启“系统内事件ANR开关”、“ 系统内快速ANR开关”、“ 系统内ANR自动删除开关”

设置ANR相关参数:开启DRX功能开关并设置ANR专用DRX周期

2.终端侧配置

由于ANR需要终端侧支持DRX功能,部分终端并不支持该特性(CPE B593s-58a、B593s-58b、B593s-82)。MIFI(E5776)需要升级软件版本21.236.03.00.59到后,打开相应开关才能生效。

算法实施效果

通过后台对Uu口信令跟踪,可以断定ANR算法成功生效。

1.EnodeB下发RRC_CONN_RECFG给UE,要求UE对PCI=108的小区信息进行读取并反馈;

2.终端上报测量报告,反馈PCI=108的小区信息;

3.X2链路核查:通过MML查询发现相邻基站间的X2口链路已经自动建立完成;

4.外部小区(NCL)核查:通过MML查询发现相邻基站间的外部小区已经自动添加完成;

5.邻区关系(NRC)核查:通过MML查询发现相邻小区间的邻区关系已经自动添加完成。

ANR可以实现同频站点/小区间X2链路、外部小区、邻区关系的自动添加。ANR支持DRX特性的终端支持,目前现网中的部分终端不具备此功能。在建网初期邻区关系调整量较大阶段,需要开启快速ANR和事件ANR;在建网后期邻区关系调整量较小阶段,需要开启事件ANR,减少终端上报MR频次,延长终端待机时间。

作者:中国移动山西太原分公司 武峰 郭宝 来源:通信世界周刊

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