馬穎，賈輝，張新程（ 中國移動通信集團設(shè)計院有限公司，北京 00080； 中國移動通信集團公司， 北京 00033）

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TD-LTE高話務(wù)場景網(wǎng)絡(luò)調(diào)整方案研究

馬穎1，賈輝2，張新程1
（1 中國移動通信集團設(shè)計院有限公司，北京 100080；2 中國移動通信集團公司， 北京 100033）

摘 要本文研究了TD-LTE高話務(wù)場景下的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)整方案，探討了用戶業(yè)務(wù)預(yù)測、資源數(shù)據(jù)配置、無線優(yōu)化參數(shù)配置、應(yīng)急方案等方面的具體設(shè)置方法， 對于TD-LTE網(wǎng)絡(luò)高話務(wù)場景時的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化建設(shè)方案提供重要的借鑒和參考。

關(guān)鍵詞TD-LTE；高話務(wù)場景；無線優(yōu)化參數(shù)配置

1　引言

在大型體育賽事、演唱會或者地震等災(zāi)害的場景下，用戶的業(yè)務(wù)行為相比平時會發(fā)生顯著的變化。短時間內(nèi)大量用戶發(fā)起隨機接入、電話呼叫，或進行圖片、視頻上傳等業(yè)務(wù)，對TD-LTE設(shè)備造成沖擊，情況嚴重時將導(dǎo)致無線接通率急劇下降，用戶感受顯著降低。

為了保證此類場景下用戶的接入數(shù)量及業(yè)務(wù)感受，需要預(yù)先考慮網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化調(diào)整措施，以增強TD-LTE網(wǎng)絡(luò)的彈性，降低網(wǎng)絡(luò)性能惡化的風(fēng)險。

2　TD-LTE網(wǎng)絡(luò)高話務(wù)場景總體部署原則

TD-LTE網(wǎng)絡(luò)高話務(wù)量場景的典型特點是4G用戶及業(yè)務(wù)種類眾多，隨著高發(fā)話務(wù)量的沖擊，主控板和基帶板CPU負荷增加，同時并發(fā)接入請求數(shù)增多，隨機接入碰撞概率加大，用戶調(diào)度請求受限。在高話務(wù)量場景下，不但要保障用戶接入使用TD-LTE網(wǎng)絡(luò)，還需確保用戶的良好業(yè)務(wù)感知，重點需要考慮以下網(wǎng)絡(luò)保障原則。

（1） 確保廠家LTE設(shè)備穩(wěn)定版本。

（2） 重點保障上行業(yè)務(wù)需求。

（3） 對部分相關(guān)資源數(shù)據(jù)、無線參數(shù)等方面依據(jù)特定的要求進行設(shè)置。

（4） 當小區(qū)業(yè)務(wù)極忙或用戶極多時關(guān)閉消耗系統(tǒng)資源較多的特性算法。

（5） 當話務(wù)量攀升到設(shè)備能力極限時，考慮進行擴容或者異系統(tǒng)遷移。

（6） 及時啟動應(yīng)急保障方案。

3　TD-LTE高話務(wù)場景網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化配置方案

3.1用戶及業(yè)務(wù)預(yù)測

在大型體育賽事、演唱會場景下，預(yù)計主要業(yè)務(wù)類型為IM類業(yè)務(wù)（微博、微信）、Web瀏覽業(yè)務(wù)和流媒體業(yè)務(wù)（Streaming）等，其中IM類業(yè)務(wù)與Web業(yè)務(wù)的占比量較高，而Streaming、File Transfer、Game等業(yè)務(wù)類型占比較低。在保證用戶感知情況下，網(wǎng)絡(luò)需要保障各類業(yè)務(wù)的基本帶寬需求。高話務(wù)場景下，典型的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)需求如表1所示。

表1　高話務(wù)場景網(wǎng)絡(luò)典型業(yè)務(wù)需求

實際進行網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計時，可按照每小區(qū)200用戶，上行7 Mbit/s、下行35 Mbit/s進行估算，所有用戶并發(fā)的極端條件下，每用戶上行帶寬為35 kbit/s，下行帶寬為175 kbit/s。假設(shè)現(xiàn)網(wǎng)并發(fā)傳輸率為20%，每用戶上行帶寬可支持175 kbit/s，下行帶寬可支持875 kbit/s。

以下為幾個高話務(wù)場景的典型實例，其用戶業(yè)務(wù)模型如表2所示。

從上述實際的用戶業(yè)務(wù)模型來看，實例3的上行每用戶速率較高，175kbit/s的上行帶寬不滿足業(yè)務(wù)要求，可采用單載波上下行時隙2：2配置或者雙載波上下行時隙1：3配置方式。

以覆蓋場景內(nèi)LTE用戶總數(shù)，除以單小區(qū)可以接納的LTE用戶數(shù)，得到滿足覆蓋場景內(nèi)容量需要的小區(qū)數(shù)量。如果現(xiàn)場已有的小區(qū)數(shù)量無法滿足，則需要通過小區(qū)分裂、小區(qū)擴容等方式，增加小區(qū)或頻點數(shù)量。如果現(xiàn)場組網(wǎng)方式為單層網(wǎng)，則相鄰小區(qū)間應(yīng)配置不同頻點，以降低同頻干擾，提高小區(qū)邊界用戶業(yè)務(wù)感受。如果使用應(yīng)急通信車進行補充覆蓋，應(yīng)急通信車的小區(qū)頻點應(yīng)與周邊網(wǎng)絡(luò)頻點錯開，必要時可以使用D3頻點。

不同場景的業(yè)務(wù)模型會有一定差別，在用戶及業(yè)務(wù)預(yù)測上，應(yīng)根據(jù)實際情況靈活應(yīng)用。

3.2資源數(shù)據(jù)配置

高話務(wù)場景下，應(yīng)保障設(shè)備的穩(wěn)定性，正確配置時隙配比關(guān)系，對于資源數(shù)據(jù)PRACH、PDCCH、PUCCH、SRS應(yīng)進行合理的配置，滿足用戶的接入資源，保證網(wǎng)絡(luò)的容量需求，同時兼顧網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量保障。

子幀配比影響LTE小區(qū)的上下行資源分配，影響小區(qū)吞吐量及小區(qū)容量。PRACH、PDCCH、PUCCH、SRS等物理資源配置影響小區(qū)支持用戶數(shù)，相關(guān)參數(shù)需合理配置，以滿足小區(qū)容量需求。由于物理資源與子幀配比有關(guān)，參數(shù)配置需與子幀配比相匹配，子幀配比變化后，物理資源配置參數(shù)也需作相應(yīng)變化。

在高話務(wù)保障前期，需要針對下面5項版本及資源類配置進行核查，以滿足高話務(wù)場景用戶數(shù)及小區(qū)容量的要求。

3.2.1版本檢查

不同的設(shè)備版本對容量的支持能力不同，需要提前檢查現(xiàn)場版本是否已經(jīng)升級至通過大容量測試的穩(wěn)定版本。

3.2.2時隙配比

根據(jù)高話務(wù)量場景用戶的行為，室內(nèi)覆蓋應(yīng)使用E頻段，上下行時隙2：2配比，以滿足上行業(yè)務(wù)需求。

如果使用了D或F頻段進行覆蓋，D頻段或F頻段的時隙配比應(yīng)與周邊宏站網(wǎng)絡(luò)的時隙配比保持相同，以避免與周邊宏站產(chǎn)生時隙間干擾。此時用戶的上行容量受限情況比較突出，應(yīng)使用多個頻點進行重疊覆蓋。

3.2.3PRACH時頻資源配比

在高話務(wù)場景中，PRACH資源需要進行調(diào)整，隨機接入的配置會影響到用戶接入成功率，應(yīng)根據(jù)小區(qū)覆蓋范圍、干擾水平等進行差異化的配置。具體的配置如表3所示。

表2　高話務(wù)場景業(yè)務(wù)模型實例

表3　PRACH配置表

3.2.4PDCCH配置

目前某些廠家默認配置PDCCH符號數(shù)為自動調(diào)整，隨著每TTI調(diào)度用戶數(shù)增加占用到最大符號數(shù)。對于高話務(wù)場景PDCCH的具體配置如表4所示。

以上需要說明的是，對于大用戶負荷場景，動態(tài)CFI無法獲得增益且影響系統(tǒng)容量，建議關(guān)閉該功能，配置當前系統(tǒng)帶寬可配的最大CFI。

3.2.5PUCCH及SRS配置

在高話務(wù)場景下，需要對于上行PUCCH及SRS資源進行初始配置，滿足基礎(chǔ)的容量需求。對于PUCCH/SRS配置文件，建議盡量直接配置映射系統(tǒng)最大可支持容量的初始配置文件，減少不必要的配置文件跳變，降低系統(tǒng)開銷。對于大用戶負荷場景，動態(tài)CFI關(guān)閉情況下，動態(tài)PUCCH也無法獲得增益，建議同步關(guān)閉該功能。

部分設(shè)備廠家在大話務(wù)場景下使用自適應(yīng)調(diào)整功能，避免因為資源受限而導(dǎo)致用戶準入失敗。

對于高話務(wù)場景PUCCH及SRS的具體配置如表5所示。

3.3無線優(yōu)化參數(shù)配置

通過調(diào)整資源數(shù)據(jù)配置，使得控制信道物理資源能夠滿足高話務(wù)用戶數(shù)和容量的需求。而無線優(yōu)化參數(shù)配置，可以預(yù)防空口信令過多，CPU超負荷等系統(tǒng)處理能力的問題，保證系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性。

高話務(wù)場景，可適當調(diào)整無線參數(shù)或啟動/關(guān)閉部分功能，保證系統(tǒng)性能和穩(wěn)定性，避免不必要的系統(tǒng)開銷，包括準入控制參數(shù)、定時器參數(shù)、傳輸模式等參數(shù)，以及特性算法、軟采等功能。

適當調(diào)整UE不活動定時器及RRC連接建立請求及重建等定時器，避免終端頻繁發(fā)起網(wǎng)絡(luò)連接，降低系統(tǒng)負荷。傳輸模式建議采用TM3，提供系統(tǒng)吞吐量。高話務(wù)場景建議關(guān)閉部分特性算法，如連接態(tài)DRX，同時開啟負載均衡算法，以提升系統(tǒng)性能。此外，為降低系統(tǒng)開銷，需關(guān)閉軟采及MR功能，僅配置必要的鄰區(qū)關(guān)系。

表4　PDCCH配置表

表5　PUCCH及SRS配置表

3.3.1定時器參數(shù)調(diào)整

高話務(wù)場景下，需要注意定時器的相關(guān)參數(shù)調(diào)整，一些在PRACH和RRC過程中的定時器需要合理設(shè)置，保障網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性能，對資源的消耗過大會導(dǎo)致大量用戶感知問題及KPI指標劣化。

適當增加T300定時器的配置時間，抑制超時后的頻繁RRC建立。

適當增加T302定時器的配置時間，增加在RRC連接建立拒絕后延長懲罰的時間，降低導(dǎo)致信令風(fēng)暴的可能性。該定時器調(diào)整會對用戶感受有略微影響，修改配置時應(yīng)注意。

建議設(shè)置T304定時器的配置時間為較大，避免切換失敗而做重建立的次數(shù)過多。

適當增加UE存活檢測周期的配置時間，拉長不活動定時器，讓部分用戶保持在線，減少接入嘗試次數(shù)，以減少CPU的消耗。

具體配置示如表6所示。

3.3.2傳輸模式參數(shù)調(diào)整

當室內(nèi)無線環(huán)境較好時，建議雙通道場景將MIMO模式固定配置為TM3，單通道場景固定配置為TM1，提升系統(tǒng)吞吐量。

3.3.3關(guān)閉特性算法

在高話務(wù)量保障場景，為減少系統(tǒng)資源占用，提高系統(tǒng)并發(fā)處理能力，當小區(qū)業(yè)務(wù)極忙或用戶極多時關(guān)閉消耗系統(tǒng)資源較多的特性算法，建議根據(jù)實際情況選擇性的關(guān)閉DRX、ANR、COMP、流控算法等。

3.3.4負載均衡

負載均衡功能即在業(yè)務(wù)高峰期將高負荷小區(qū)中的部分業(yè)務(wù)分擔至其他低負荷小區(qū)（如同覆蓋的分層小區(qū)或相同覆蓋層的周邊小區(qū)），從而在保證用戶感知的前提下降低高話務(wù)量小區(qū)負荷。為降低小區(qū)擁塞的風(fēng)險，應(yīng)打開負載均衡開關(guān)，將業(yè)務(wù)均衡分配到各小區(qū)上，包括異頻小區(qū)負載均衡和同頻小區(qū)之間的負載均衡。

負載均衡方案分為連接模式的負載均衡和空閑模式下用戶的駐留的用戶均衡。

異頻鄰區(qū)負載均衡根據(jù)小區(qū)的負載情況，將負載高的小區(qū)的用戶切換到負載低的小區(qū)中。通過檢查小區(qū)的負載觸發(fā)門限，本小區(qū)的負載情況和鄰區(qū)間的負載差值，潛在用戶的切換門限等將滿足條件的用戶切換到負載低的小區(qū)中。

同頻鄰區(qū)負載均衡根據(jù)本小區(qū)及鄰區(qū)間的負載情況，修改鄰區(qū)間的移動性參數(shù)，將部分用戶切換到低負載的小區(qū)中。通過檢查小區(qū)的負載觸發(fā)門限，本小區(qū)負載情況及鄰區(qū)的負載情況，選擇合適的鄰區(qū)修改鄰區(qū)間的移動性參數(shù)， 使得滿足條件的用戶切換到低負載的小區(qū)中，從而降低本小區(qū)的負載。

空閑模式下根據(jù)頻率優(yōu)先級及不同小區(qū)用戶均衡的比例，用戶分別駐留在不同頻率的小區(qū)中，避免大量用戶駐留同一小區(qū)。

負載均衡優(yōu)先應(yīng)考慮異頻間的負載均衡（基于負載的切換），然后考慮同頻間負載觸發(fā)的移動性參數(shù)的修改。

3.4應(yīng)急處理

如果對關(guān)鍵場景進行保障，應(yīng)在后臺對小區(qū)的性能指標進行至少為15 min粒度的監(jiān)控。當小區(qū)掉線率或擁塞率高于某一門限時需啟動應(yīng)急處理方案，如進行小區(qū)收縮、干擾抑制、負載均衡等。具體應(yīng)急處理措施如下：

（1） 采取容量擴充方案，開啟第二載波、啟用應(yīng)急通信車。

（2） 在CPU負載偏高時，減少UE發(fā)起接入的次數(shù)。

（3） 小區(qū)覆蓋范圍收縮：調(diào)整下傾角或減小RS功率，縮小高話務(wù)小區(qū)的覆蓋范圍，將部分邊緣用戶推到負載較輕的鄰區(qū)。

（4） 負載均衡：2G/3G/4G多網(wǎng)協(xié)同。

（5） 其他參數(shù)臨時調(diào)整：修改切換門限，更容易切換到周邊小區(qū)，更難切換到高負荷小區(qū)。

3.5重點用戶及業(yè)務(wù)保障

在大型活動中，如有視頻轉(zhuǎn)播等業(yè)務(wù)，需要單獨保證業(yè)務(wù)質(zhì)量，從調(diào)度策略、接納策略等方面進行控制。

建議核心網(wǎng)側(cè)對于視頻轉(zhuǎn)播類業(yè)務(wù)設(shè)置為固定帶寬的GBR業(yè)務(wù)，同時合理設(shè)置eNode B內(nèi)部調(diào)度算法和接入算法，以優(yōu)先保障GBR業(yè)務(wù)。為保證負荷較大時的優(yōu)先接入，核心網(wǎng)需為保障用戶配置更高的ARP優(yōu)先級和搶占屬性?；緜?cè)根據(jù)核心網(wǎng)配置的ARP優(yōu)先級、搶占屬性及QCI等級和業(yè)務(wù)類型，對保障用戶進行優(yōu)先接納和優(yōu)先調(diào)度。

針對大型活動中的需要單獨保障的業(yè)務(wù)，需要通過端到端的QoS保障來實現(xiàn)，對于視頻回傳業(yè)務(wù)，可以通過修改子幀配比、調(diào)度優(yōu)先（基于QCI）、上行最低速率保障等方式來保障業(yè)務(wù)感知。

4　總結(jié)

在TD-LTE高話務(wù)量場景下，為了保障用戶的接入數(shù)量以及用戶的業(yè)務(wù)感受，對于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)預(yù)先進行優(yōu)化配置方案，本文總結(jié)了用戶及業(yè)務(wù)預(yù)測、資源數(shù)據(jù)配置、無線優(yōu)化參數(shù)配置、應(yīng)急處理、重點用戶保障等方面的具體設(shè)置方法，對于實際的工程建設(shè)實施具有一定的指導(dǎo)和借鑒作用。

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Adjustment scheme of high traffic scene in TD-LTE network

MA Ying1， JIA Hui2， ZHANG Xin-cheng1
（1 China Mobile Group Design Institute Co.， Ltd.， Beijing 100080， China； 2 China Mobile Communications Corporation，Beijing 100033， China）

AbstractIn this paper， we researched the optimization and adjustment schemes of high traffi c scene in TD-LTE network， and discussed specifi c setting methods in many aspects， such as user traffi c forecasting， resource data confi guration， wireless optimization parameters confi guration， emergency plan， and so on. This paper provide an important reference according to the optimization and construction method of high traffi c scene in TD-LTE network.

KeywordsTD-LTE； high traffi c scene； wireless optimization parameters confi guration

中圖分類號TN929.5

文獻標識碼A

文章編號1008-5599（2016）05-0039-06

收稿日期：2015-09-16