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        VoLTE 網(wǎng)絡(luò)語(yǔ)數(shù)分層策略淺析

        2020-06-09 07:52:16張文俊
        江蘇通信 2020年2期
        關(guān)鍵詞:語(yǔ)數(shù)鄰區(qū)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)

        張文俊 林 延

        中通服咨詢(xún)?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司

        0 引言

        隨著移動(dòng)通信的發(fā)展以及各大運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)規(guī)模地不斷擴(kuò)大,較為龐大復(fù)雜的多張網(wǎng)絡(luò)逐步形成。同時(shí),隨著800MHz 網(wǎng)絡(luò)的大力建設(shè),VoLTE 業(yè)務(wù)的成熟商用,多載波、低頻段的網(wǎng)絡(luò)發(fā)展方向形式越發(fā)明顯。多載波網(wǎng)絡(luò)能更加輕松地應(yīng)對(duì)高話(huà)務(wù)、高熱點(diǎn)區(qū)域,且 800MHz 低頻段穿透強(qiáng),能有效解決城區(qū)內(nèi)的4G 深度覆蓋,以及郊區(qū)弱覆蓋情況,有利于VoLTE 通話(huà)的部署。本文基于此種發(fā)展方向?qū)Χ噍d波場(chǎng)景下的LTE 終端重選駐留以及VoLTE 通話(huà)切換進(jìn)行策略研究,在能夠保證用戶(hù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)感知的同時(shí),通過(guò)800MHz 網(wǎng)絡(luò)特性提升用戶(hù)的VoLTE 語(yǔ)音業(yè)務(wù)感知。

        1 多載波部署

        隨著800MHz 頻段大規(guī)模建設(shè)入網(wǎng),目前各大運(yùn)營(yíng) 商 網(wǎng) 絡(luò) 已 形 成LTE800MHz、1.8GHz、2.1GHz 以 及CDMA800MHz 等頻段的多頻組網(wǎng)結(jié)構(gòu)?,F(xiàn)階段,中國(guó)電信網(wǎng)絡(luò)部署的總體策略為:800M 基站與CDMA 網(wǎng)絡(luò)室外基站一比一建設(shè),形成連續(xù)覆蓋,室分系統(tǒng)目前主要以2.1G 和1.8G 網(wǎng)絡(luò)為主。800M 在城區(qū)用于補(bǔ)充L1.8G 網(wǎng)絡(luò)的深度覆蓋,以及發(fā)展VoLTE 和窄帶物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)。農(nóng)村800M 利用CDMA 網(wǎng)絡(luò)剩余800M 頻率資源,快速低成本實(shí)現(xiàn)4G 信號(hào)連續(xù)廣覆蓋,在支撐VoLTE業(yè)務(wù)的同時(shí),也承載4G數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。多載波網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)如下圖所示。

        圖1 中國(guó)電信現(xiàn)階段多載波網(wǎng)絡(luò)部署

        2 空閑態(tài)待機(jī)策略

        2.1 小區(qū)選擇

        當(dāng)終端從連接態(tài)轉(zhuǎn)變到空閑態(tài)時(shí),或當(dāng)終端選擇一個(gè)陸地公共網(wǎng)時(shí),都需要選擇一個(gè)小區(qū)駐留。終端進(jìn)行駐留小區(qū)選擇時(shí),需要判斷小區(qū)是否滿(mǎn)足選擇規(guī)則。規(guī)則的基礎(chǔ)是LTE 接入網(wǎng)中小區(qū)參考信號(hào)的接收功率測(cè)量值,即RSRP(參考信號(hào)接收電平)。在小區(qū)選擇時(shí),小區(qū)的RSRP 值必須高于配置的小區(qū)最小接收電平且RSRQ(參考信號(hào)接收質(zhì)量)必須高于配置小區(qū)最小接收信號(hào)質(zhì)量,終端才能夠選擇該小區(qū)駐留。

        2.2 小區(qū)重選

        (1)異頻測(cè)量

        如果異頻小區(qū)擁有比當(dāng)前服務(wù)小區(qū)更高的優(yōu)先級(jí),不管服務(wù)小區(qū)質(zhì)量如何,終端都將對(duì)它們進(jìn)行測(cè)量。如果異頻小區(qū)的優(yōu)先級(jí)低于或等于當(dāng)前服務(wù)小區(qū),則分為兩種情況,一種是當(dāng)前服務(wù)小區(qū)RSRP 值大于異頻測(cè)量啟動(dòng)門(mén)限,則終端不對(duì)異頻小區(qū)進(jìn)行測(cè)量;另一種是當(dāng)前服務(wù)小區(qū)RSRP 值小于異頻測(cè)量啟動(dòng)門(mén)限,則終端將對(duì)異頻小區(qū)進(jìn)行測(cè)量。

        (2)鄰區(qū)優(yōu)先級(jí)

        小區(qū)重選是對(duì)鄰區(qū)進(jìn)行信號(hào)質(zhì)量等級(jí)的測(cè)量,針對(duì)不同優(yōu)先級(jí)的小區(qū),終端按不同的重選規(guī)則進(jìn)行評(píng)估。在終端進(jìn)行測(cè)量和小區(qū)重選時(shí),都需要獲取鄰區(qū)的優(yōu)先級(jí)信息,不同頻點(diǎn)建議配置不同的優(yōu)先級(jí)。

        (3)同優(yōu)先級(jí)的小區(qū)重選

        同頻或同優(yōu)先級(jí)小區(qū)重選時(shí),終端比較鄰區(qū)信號(hào)質(zhì)量是否高于當(dāng)前小區(qū)信號(hào)質(zhì)量。重選規(guī)則如下:首先在小區(qū)重選時(shí)間內(nèi),鄰區(qū)的信號(hào)質(zhì)量一直高于當(dāng)前服務(wù)小區(qū)信號(hào)質(zhì)量;其次,終端在當(dāng)前服務(wù)小區(qū)駐留超過(guò)1 秒。當(dāng)有多個(gè)鄰區(qū)的信號(hào)質(zhì)量大于服務(wù)小區(qū)的信號(hào)質(zhì)量時(shí),終端將會(huì)對(duì)信號(hào)質(zhì)量最高的小區(qū)做重選。

        (4)對(duì)高優(yōu)先級(jí)小區(qū)重選

        對(duì)高優(yōu)先級(jí)小區(qū),終端一直進(jìn)行測(cè)量。重選規(guī)則為:在設(shè)定的小區(qū)重選時(shí)間內(nèi),被評(píng)估的鄰區(qū)RSRP 值大于高優(yōu)先級(jí)重選門(mén)限,同時(shí)終端在當(dāng)前服務(wù)小區(qū)駐留超過(guò)1 秒。

        (5)對(duì)低優(yōu)先級(jí)小區(qū)重選

        重選規(guī)則為:首先,高優(yōu)先級(jí)異頻小區(qū)不滿(mǎn)足小區(qū)重選的條件;其次,在小區(qū)重選時(shí)間內(nèi),服務(wù)小區(qū)的RSRP 值小于服務(wù)頻點(diǎn)低優(yōu)先級(jí)重選門(mén)限,被評(píng)估的鄰區(qū)RSRP 值大于低優(yōu)先級(jí)重選門(mén)限,并且終端在當(dāng)前服務(wù)小區(qū)駐留超過(guò)1 秒。

        2.3 待機(jī)策略

        對(duì)于語(yǔ)音業(yè)務(wù),800M 覆蓋強(qiáng)度高,可作為承載的主力頻點(diǎn),因此語(yǔ)音業(yè)務(wù)應(yīng)盡早指配到800M 頻點(diǎn)上。在覆蓋不連續(xù)階段,可切換到1.8G 頻點(diǎn)進(jìn)行承載。

        對(duì)于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),考慮800M 帶寬較小,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)建議優(yōu)先使用1.8G 和2.1G 頻點(diǎn),僅在1.8G 弱覆蓋盲區(qū)通過(guò)異頻切換到800M 上。當(dāng)僅有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的終端處于800M 中近點(diǎn)時(shí),基于頻率優(yōu)先級(jí)切換算法及時(shí)切換到1.8G 上,800M 弱覆蓋時(shí)啟用基于覆蓋的異頻切換。終端優(yōu)先駐留大帶寬頻點(diǎn),確保終端能夠獲得更好的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)體驗(yàn),頻率優(yōu)先級(jí)建議:TDD2.6G 最高,2.1G 和1.8G 次之,800M 最低。

        3 連接態(tài)切換策略

        異頻負(fù)載平衡是通過(guò)轉(zhuǎn)移部分連接態(tài)的終端,實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移負(fù)載,達(dá)到異頻鄰區(qū)之間的負(fù)載平衡。異頻負(fù)載平衡的場(chǎng)景主要針對(duì)同覆蓋或重疊覆蓋較大的異頻小區(qū),因此考慮的是整個(gè)小區(qū)范圍內(nèi)的連接態(tài)終端轉(zhuǎn)移。

        對(duì)于異頻鄰區(qū)來(lái)說(shuō),目標(biāo)鄰區(qū)的選擇主要基于小區(qū)間的負(fù)載差和切換性能,根據(jù)負(fù)載信息交互的結(jié)果選擇負(fù)載平衡目標(biāo)小區(qū)列表。異頻負(fù)載平衡目標(biāo)小區(qū)列表篩選原則為:篩選掉與服務(wù)小區(qū)切換性能較低的小區(qū),篩選掉服務(wù)小區(qū)與該鄰區(qū)的負(fù)載差小于負(fù)載差門(mén)限的小區(qū)。通過(guò)上述篩選,得到目標(biāo)小區(qū)列表。

        異頻負(fù)載平衡轉(zhuǎn)移的對(duì)象為連接態(tài)終端。根據(jù)目標(biāo)小區(qū)信息以及終端的頻點(diǎn)支持能力、占用PRB(物理資源塊) 情況,選擇一定數(shù)量的終端,并對(duì)這些鄰區(qū)進(jìn)行測(cè)量。若頻點(diǎn)之間有優(yōu)先級(jí)差異,則向頻點(diǎn)優(yōu)先級(jí)高的小區(qū)進(jìn)行負(fù)載轉(zhuǎn)移。根據(jù)終端上報(bào)的測(cè)量結(jié)果,對(duì)滿(mǎn)足切換條件的終端進(jìn)行異頻切換。且根據(jù)本小區(qū)觸發(fā)負(fù)載平衡的業(yè)務(wù)類(lèi)型不同,選擇對(duì)應(yīng)業(yè)務(wù)類(lèi)型的終端進(jìn)行基于負(fù)載的切換,從而降低本小區(qū)和目標(biāo)小區(qū)之間的對(duì)應(yīng)業(yè)務(wù)的負(fù)載差。

        在空閑模式,負(fù)載平衡管理功能可以有效地將活躍用戶(hù)在RRC(無(wú)線(xiàn)資源控制)拆線(xiàn)后均衡到雙頻網(wǎng)的不同小區(qū)。因此,負(fù)載均衡可以有效地調(diào)整小區(qū)間用戶(hù)分布和小區(qū)負(fù)荷,在話(huà)務(wù)密集區(qū)可以使網(wǎng)絡(luò)達(dá)到較均衡的狀態(tài)。

        4 語(yǔ)數(shù)分層

        VoLTE 業(yè)務(wù)開(kāi)通后,為了不影響數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),可通過(guò)靈活調(diào)整VoLTE 的參數(shù),提升VoLTE 業(yè)務(wù)增益。通過(guò)VoLTE 和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)參數(shù)進(jìn)行分層,針對(duì)不同業(yè)務(wù),精細(xì)規(guī)劃切換門(mén)限,可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和語(yǔ)音業(yè)務(wù)分離。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)盡可能駐留LTE 網(wǎng)絡(luò),語(yǔ)音業(yè)務(wù)盡早切換到L800M 網(wǎng)絡(luò),從而保證用戶(hù)感知。

        4.1 基本策略

        使VoLTE 業(yè)務(wù)即QCI(服務(wù)質(zhì)量等級(jí)指示)為1 優(yōu)先承載在800M,當(dāng)800M 覆蓋很差的時(shí)候切換至1.8G,800M信號(hào)覆蓋良好的區(qū)域再切換回去。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)QCI 為9 盡可能保持在1.8G。

        當(dāng)初始業(yè)務(wù)QCI1 建立時(shí),發(fā)生基于業(yè)務(wù)的切換,通過(guò)A4 切換事件,當(dāng)800M 大于-105dBm 時(shí),即切換到800M上承載。通話(huà)過(guò)程中,可采用基于覆蓋的切換(同時(shí)基于業(yè)務(wù)的切換也在生效)。當(dāng)800M<-109dBm(A2 事件),且1.8G>-105dBm(A4 事件),800M 切換到1.8G 上;同樣,當(dāng)1.8G <-109dBm(A2 事件),且800M>-105dBm(A4 事件),1.8G 切換到800M 上,從而保證良好的連續(xù)性覆蓋及用戶(hù)感知。通話(huà)結(jié)束時(shí),采用基于頻率優(yōu)先級(jí)的切換,當(dāng)800M>-103dBm,1.8G >-100dBm(A4 事件),即當(dāng)800M 和1.8G頻段信號(hào)質(zhì)量都良好的情況下,終端通過(guò)基于頻率優(yōu)先級(jí)的切換,選擇頻率優(yōu)先級(jí)高的頻段進(jìn)行待機(jī)。采用QCI 分層策略后,不同QCI 使用不同的策略組,有以下優(yōu)點(diǎn):第一,不需要修改非VoLTE 用戶(hù)現(xiàn)有的參數(shù);第二,QCI 1、QCI 5以及QCI 9 完全分層。因此,QCI 1、QCI 5 以及QCI 9 分別使用不同的異系統(tǒng)參數(shù)組。

        QCI 5 和QCI 9 使用一樣的參數(shù)配置,因?yàn)镼CI 5 只用來(lái)傳輸IMS 信令,保證傳輸可靠性即可。QCI 1 分層的目標(biāo)是對(duì)語(yǔ)音業(yè)務(wù)做專(zhuān)門(mén)的設(shè)置,MOS(Mean Opinion Score)值的優(yōu)化。分層后可以專(zhuān)門(mén)設(shè)置QCI 1 和QCI 9 的同頻、異頻切換門(mén)限。

        4.2 策略驗(yàn)證

        選取現(xiàn)網(wǎng)基站進(jìn)行語(yǔ)數(shù)業(yè)務(wù)分層驗(yàn)證,結(jié)果表明,開(kāi)啟業(yè)務(wù)分層可以有效減少1.8G 切換過(guò)多問(wèn)題,避免頻繁切換。但業(yè)務(wù)分層導(dǎo)致切換時(shí)延略有增加,信令面增加約1.5 毫秒,用戶(hù)面增加2.5 毫秒;但是開(kāi)啟業(yè)務(wù)分層后,可以有效改善VoLTE 業(yè)務(wù)感知,提升MOS 語(yǔ)音質(zhì)量,如表1 所示。

        表1 語(yǔ)數(shù)分層業(yè)務(wù)開(kāi)啟前后VOLTE 測(cè)試指標(biāo)對(duì)比

        現(xiàn)階段,城區(qū)中部分話(huà)務(wù)較忙的區(qū)域,其L800M 扇區(qū)的負(fù)荷已較高,原因是該L800M 扇區(qū)承擔(dān)了部分4G 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),相對(duì)于L1.8G,由于L800M 帶寬較小,更容易導(dǎo)致扇區(qū)負(fù)荷高。因此,語(yǔ)數(shù)分層開(kāi)啟后,通過(guò)對(duì)不同載波間業(yè)務(wù)分層,可以有效地解決現(xiàn)網(wǎng)中L800M 基站高負(fù)荷問(wèn)題。圖2 是語(yǔ)數(shù)分層業(yè)務(wù)開(kāi)通前后基站PRB 利用率情況,可以看出L800M 基站話(huà)務(wù)負(fù)荷下降明顯,L1.8G 基站負(fù)荷稍有上升,但影響不大,整體上負(fù)荷顯得更加均衡。

        圖2 語(yǔ)數(shù)分層開(kāi)啟前后基站負(fù)荷情況

        4.3 驗(yàn)證結(jié)論

        語(yǔ)數(shù)分層后可提升VoLTE 的MOS 感知,改善載波間負(fù)荷,因此在網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中,根據(jù)不同場(chǎng)景,語(yǔ)數(shù)分層也需要配置相應(yīng)的策略。

        在語(yǔ)音高話(huà)務(wù)場(chǎng)景,如車(chē)站、商務(wù)寫(xiě)字樓等,開(kāi)啟語(yǔ)數(shù)分層,語(yǔ)音優(yōu)先承載在800M,之后根據(jù)800M 載波負(fù)荷較高時(shí)(PRB 利用率70%),指配到1.8G。

        高速高鐵場(chǎng)景下,開(kāi)啟語(yǔ)數(shù)分層,語(yǔ)音優(yōu)先承載在800M,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)承載在1.8G。

        數(shù)據(jù)高話(huà)務(wù)場(chǎng)景下,如高校、高密居民區(qū)、大型場(chǎng)館等,開(kāi)啟語(yǔ)數(shù)分層,語(yǔ)音優(yōu)先承載在800M,數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)承載在1.8G,當(dāng)1.8G 載波負(fù)荷較高時(shí)( PRB 利用率70%),可將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)指配到2.1G 上。

        普通輕載場(chǎng)景下,如農(nóng)村等,不建議開(kāi)啟語(yǔ)數(shù)分層策略,原因?yàn)?00M 覆蓋不連續(xù),會(huì)導(dǎo)致異頻切換容易掉話(huà)。

        5 結(jié)束語(yǔ)

        隨著VoLTE 網(wǎng)絡(luò)的商用以及業(yè)務(wù)發(fā)展,目前各地市VoLTE 業(yè)務(wù)話(huà)務(wù)量呈明顯增長(zhǎng)趨勢(shì)。因此,對(duì)VoLTE 業(yè)務(wù)語(yǔ)數(shù)分層策略的研究,對(duì)解決VoLTE 用戶(hù)語(yǔ)音擁塞問(wèn)題有著良好的指導(dǎo)建議,從而能夠?yàn)橛脩?hù)提供更優(yōu)質(zhì)的高清語(yǔ)音體驗(yàn)服務(wù)。

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