覃道滿,陳楚雄
(中國聯通廣州市分公司,廣東 廣州 510630)
隨著LTE業(yè)務量的快速增長,為了適應不斷增長的容量需求,LTE網絡逐漸從單頻網逐漸發(fā)展為多頻段組網,主要包括900 M、1800 M和2100 M三個頻段,1800頻段為覆蓋層,900頻段和 2100頻段為容量層。覆蓋場景包括:城中村、校園、會展、體育館、車站和機場等。經過多年不斷擴容,現網異頻頻點已有 5個,從制式上來看,75.86%是L1800小區(qū),20.68%是L2100小區(qū),2.49%是L900 M小區(qū)。從分布上看,異頻小區(qū)插花比較嚴重,且大多不是連續(xù)覆蓋。
由于異頻小區(qū)的非連續(xù)覆蓋以及異頻頻點的增多,異頻切換比例影響越來越大。異頻切換對邊緣速率影響主要來自三個方面:一是達到 A2門限后啟GAP測量,在啟 GAP測量期間上行 /下行要停止調度,測試期間速率掉底,影響用戶感知速率;二是異頻切換門限設置不合理時,可能導致提早啟 GAP測量影響小區(qū)速率,切換過晚可能導致鄰區(qū)覆蓋較好而用戶還駐留在服務小區(qū);三是無異頻覆蓋的區(qū)域,小區(qū)異頻切換開關打開時,只要電平滿足 A2門限就會觸發(fā)異頻切換測量,會產生大量無效的異頻 A2測量就直接影響用戶感知。
研究目標:啟GAP測量次數、無效測量和無效切換參數配置。
滿足A2門限后,UE將啟GAP測量異頻小區(qū),測量期間,UE速率掉底為 0,對上下行的影響分析如下:
在下行:異頻測量期間 UE不能發(fā)送 HARQ反饋,eNodeB側會停止進入 GAP測量之前 4次下行調度,4次調度共占用 4 ms時間。另外 UE在6 ms GAP測量期間不會接收數據,eNodeB側同樣停止調度,前后共有10 ms時間不調度。GAP模式0,測量周期為40 ms,啟GAP測量對下行速率有 25%的影響。GAP模式1,測量周期為 80 ms,啟GAP測量對下行速率的影響為 12.5%。
在上行:一般經過初次重傳后通過調整編碼方式即可以保證數據正確傳輸,因此 GAP測量也需要避開初次重傳。如圖 1和圖2所示,eNodeB側在啟動 GAP測量前 12 ms即停止上行調度以防止有可能發(fā)生的GAP測量對初次重傳的影響,另外 UE在6 ms GAP測量期間不會接收數據,總共影響 18 ms。如果采用GAP模式0,測量周期為 40 ms,啟 GAP測量對上行速率有 45%的影響;如果為 GAP模式1,測量周期為80 ms,啟GAP測量對上行速率影響為 22.5%。
圖1 GAP測量時間
圖2 測量GAP的結構
在A4門限不變的情況下,A2門限的設置會產生以下三種情況:
圖3 不合理A2門限切換結果
A2門限設置過小,沒有及時切換,不能及時占用最優(yōu)小區(qū); A2門限設置過大,會產生不必要的切換,或連鎖切換,兩者都會影響用戶速率。理想的情況是,測量即切換且不產生乒乓切換。
A4是切換的絕對門限,A3是相對門限,A3方式與A4相比,A3方式更容易切換,兩者的切換過程對比如圖 4所示。
圖4 A2+A3與A2+A4切換策略對比
共站同心圓覆蓋,開啟基于頻率優(yōu)先級的異頻切換,用戶在接入(切入、重選)小區(qū)中心電平好的場景觸發(fā)異頻切換到高優(yōu)先級小區(qū),低優(yōu)先級小區(qū)向高優(yōu)先級小區(qū)切換可以采用基于覆蓋的盲切換,低優(yōu)先級小區(qū)之間采用常規(guī)切換策略。
圖5 共站同覆蓋同心圓場景
從原理可知,采用GAP模式0,測量周期為40 ms,開啟GAP測量對上行速率有 45%的影響,對下行速率有25%的影響。采用GAP模式 1,測量周期為80 ms,啟GAP測量對下行速率的影響下降為1.5%,對上行速率影響下降為 22.5%,對上下行的改善幅度為 50%。
保持A4門限不變,僅調整A2門限來優(yōu)化最優(yōu)速率門限。識別切換過早場景,降低A2門限,降低GAP啟測量門限,減少測量次數與比例。
圖6 A2+A4切換過程
針對切換過晚場景,通過提高 A2門限,提早切換到目標鄰區(qū)獲得最佳的體驗速率。
圖7 A2+A4切換過程2
根據小區(qū)所有切換次數綜合取最優(yōu)的門限,盡量減少測量對用戶的影響。根據不同小區(qū)的 RSRP和速率建模,按照切換前后速率相當的情況下評估切換前后的RSRP差值,通過調整這個切換點的差值,使得切換前后的速率因啟 GAP測量損失最小,并且識別切換點的電平和 A2的設置,防止 A2設置過大提前啟 GAP測量。
對于異頻交替插花組網的場景,如異頻小區(qū)不共站交替覆蓋,或者因干擾原因使用 L2100設備替換有干擾的 L1800設備,異頻切換次數較多,可以用A2+A3策略代替 A2+A4策略。
針對一個統(tǒng)計周期內(如半個月)無異頻切換請求次數的小區(qū),關閉異頻切換開關時,無異頻切換開關時,可降低異頻 A2門限至重定向到異系統(tǒng)的門限。
隨著網絡不斷演進出現了多頻組網場景,可分為覆蓋層和容量層,由于異頻測量影響速率,針對此類覆蓋場景,可以打開容量層向覆蓋層基于覆蓋的盲切換。覆蓋層中心區(qū)域向容量層開啟基于頻率優(yōu)先級的盲切換進行話務分擔,從而規(guī)避異頻啟 gap測量帶來的影響。
基于頻率優(yōu)先級的盲切換起動門限由 A1控制(一般基于覆蓋的切換是由 A2控制),由 A2控制控制停止切換。
GAP測量周期從 40 ms修改為80 ms后,上下行用戶感知速率提升 5%,上下行低速率比例小幅度改善。接通率、掉話率和切換成功率等常規(guī)指標保持穩(wěn)定。
對于用戶感知速率,遠點增益在 10.57%。由于GAP測量一般在覆蓋差點才起效,因此可以通過話統(tǒng)看路損大于 110的用戶感知速率變化更直觀。路損區(qū)間的吞吐量或吞吐率測量(PL.Traffic.Thruput.Cell)公式:
路損大于110以上的用戶感知速率=[(L.Thrp.bits.UE.UL.PL5+….+L.Thrp.bits.UE.UL.PL14)-(L.Thrp.bits.UE.UL.SmallPkt.PL5+…L.Thrp.bits.UE.UL.SmallPkt.PL14)]/( L.Thrp.Time.UE.UL.RmvSmallPkt.PL5+…L.Thr p.Time.UE.UL.RmvSmallPkt.PL14)
對于異頻交替組網的場景,異頻切換次數較多,為了評估性能最優(yōu),采用 A3和A4做一組對比。以修改A3后依據路測切換前后的速率平滑,前后速率GAP差值綜合最小為目標。通過計算小區(qū)每次異頻切換前后的點平映射成的速率差判斷切換過晚問題,綜合評估 A2起測到切換的點平差評估提前 GAP測量比例,從而給出最佳的 A2門限設置建議。評估過程:小區(qū)頻譜效率一致的場景建議采用 A3,頻譜效率差異較大的場景建議采用 A4。
4.2.1 基于A2+A4的異頻切換的優(yōu)化
步驟1:選擇 5個切換前后速率 GAP較大的TOP區(qū)。
步驟2:修改 A2門限到評估的最優(yōu)值。
步驟3:在最優(yōu)值前后± 3dB,±6dB調整采集黑盒學習的樣本點。
4.2.2 基于A2+A3的異頻切換的優(yōu)化
步驟1:將A4門限改為A3,評估方案修改后速率差異。
步驟2:修改 A2門限到評估的最優(yōu)值。
步驟3:在最優(yōu)值前后± 5dB調整用于采集黑盒學習的樣本點。效果:
(1)A3優(yōu)化和 A4策略的 A2調整對掉話率,接入成功率等均有提升,掉話率明顯改善。
(2)異頻切換成功率略有下降,但異頻切換次數減少?;?A3的A2門限優(yōu)化減少 46%,基于 A4的A2門限優(yōu)化減少 45%,同時減少了異頻乒乓切換次數,提升明顯。
(3)上下行平均速率均有提升,但增益幅度小于波動值,提升不明顯。
(4)邊緣速率提升增益大于波動值,基于 A3的A2門限優(yōu)化提升尤為明顯。下行低于 10 M比例提升4.9%,低于5 M比例提升 6.12%?;?A4的 A2門限優(yōu)化提升不明顯,下行低于 5 M比例提升0.37%。
(5)綜合評估,基于 A3的A2門限優(yōu)化 +微調優(yōu)化后結果增益最優(yōu),常用 KPI增益大于基于 A4的 A2門限優(yōu)化方案。
現網有 L1800和L2100同覆蓋場景,滿足開通基于頻率優(yōu)先級的切換條件,將滿足條件的 4個站打開基于頻率優(yōu)先級開關。
(1)總體上 4G流量占比較修改前提升 2個百分點,常規(guī)指標正常。
(2)4G流量內 L2100流量占比及用戶數均有較大幅度提升,基于頻率優(yōu)先級異頻切換效果明顯。
表1 打開基于頻率優(yōu)先級切換后業(yè)務量
在某區(qū)域策略整體推廣后,異頻流量提升明顯,流量占比提升 35%,L1800小區(qū)用戶數及 PRB利用率下降,異頻小區(qū)用戶數和 PRB利用率明顯上升。需要注意的是,在共站同覆蓋的異頻小區(qū),異頻盲切換對相同覆蓋的要求較高,可能導致回落到異系統(tǒng)。若工參準確性較差,使用盲切換功能風險較大。
對于異頻插花組網,由于小區(qū)異頻切換開關都是默認打開,存在部分小區(qū)長期沒有異頻切換請求但仍有異頻 GAP測量。如 A2門限默認設置為 A值,這意味著只要電平低于 A值就會觸發(fā)異頻 GAP測量,這直接影響用戶感知速率。針對該問題,在確定的周期內統(tǒng)計異頻切換請求次數,若沒有異頻切換請求則關閉小區(qū)級異頻切換開關。
切換開關關閉后,統(tǒng)計關閉區(qū)域小區(qū)指標,無線接通率、掉話率和同頻切換成功率等常規(guī)指標保持穩(wěn)定,日總流量增加 5%,上行吞吐率增長10.8%,下行吞吐率增長 5.01%,下行吞吐率大于 20 Mb/s比例降低 1%,上行吞吐率低于 256 kb/s占比降低1.12%。
異頻切換起GAP測量會影響現網用戶感知,在插花組網的情況下,如何優(yōu)化異頻切換參數設置,減少測量次數和切換次數,是提升邊緣速率的手段之一。本文通過分析切換影響速率的各種因素,從測量周期、切換門限、切換參數設置等維度進行分析探討,并總結了速率提升的工作思路和實踐成效,對日益重載的LTE網絡優(yōu)化及NSA組網下錨點切換策略優(yōu)化具有一定指導意義。綜合前文所述,有以下建議:一是對于中低速場景GAP1模式的異頻起GAP影響較小,建議非高速場景開啟,高速場景由于信號變化快,建議繼續(xù)使用GAP0模式。二是在異頻插花干擾場景,參數設置差異化導致異頻切換比例較高,這種場景下A2+A3切換策略增益較高。三是注意A1門限的設置,與A2門限的差值保持在合理范圍內,及時停止測量。四是重視越區(qū)覆蓋問題,針對覆蓋過遠的小區(qū),建議開啟基于距離的切換。