李 貝，劉光海，許國平，肖天，李一，胡煜華，朱小萌，鄭雨婷

(1.中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司研究院，北京 100048；2.中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團(tuán)有限公司，北京 100033；3.中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信浙江省分公司，浙江 杭州 310051)

0 引言

4G 共建共享是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)共建共享工作的重要組成部分[1]，共享網(wǎng)絡(luò)X2 接口互通后，自動(dòng)鄰區(qū)優(yōu)化技術(shù)(Automatic Neighbor Relation，ANR)可實(shí)現(xiàn)雙向鄰區(qū)自動(dòng)互配，一定程度上降低人工鄰區(qū)配置漏配誤配概率，改善小區(qū)掉話率。本文對(duì)共享網(wǎng)絡(luò)ANR 技術(shù)進(jìn)行了深入分析，并基于大量數(shù)據(jù)驗(yàn)證了共享網(wǎng)絡(luò)ANR 效果，結(jié)果表明ANR 技術(shù)實(shí)施3 天及以上達(dá)到鄰區(qū)關(guān)系穩(wěn)定，ANR 應(yīng)用后解放了優(yōu)化人員雙手，提高了鄰區(qū)添加效率，改善了小區(qū)掉話率。該研究為全國共享網(wǎng)絡(luò)ANR 開通工作提供了有效指導(dǎo)。

1 ANR 開啟意義

ANR 減少運(yùn)營商手工配置鄰區(qū)關(guān)系的工作負(fù)荷，可解決傳統(tǒng)鄰區(qū)優(yōu)化方式成本高、優(yōu)化效率低等問題，但在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作中普遍存在開啟ANR 鄰區(qū)自添加但關(guān)閉鄰區(qū)自刪除，以及ANR 開啟后單向鄰區(qū)關(guān)系多而鄰區(qū)互配比例低的情況。因此，研究ANR 技術(shù)在共享網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用對(duì)于提高鄰區(qū)添加效率、降低掉話率、改善用戶體驗(yàn)有重要意義。

2 ANR 技術(shù)分析及工作流程

2.1 ANR 技術(shù)

按照3GPP TS 36.423 協(xié)議定義[2]，ANR 技術(shù)管理概念意義上的鄰區(qū)關(guān)系表包括ANR 自添加和ANR 自刪除技術(shù)[3]。其中，ANR 自添加發(fā)現(xiàn)新的鄰區(qū)關(guān)系并加入到鄰區(qū)關(guān)系表中，ANR 自刪除技術(shù)將符合刪除條件鄰區(qū)關(guān)系從鄰區(qū)關(guān)系表中去掉。

ANR 技術(shù)包含系統(tǒng)內(nèi)同頻ANR、異頻ANR 和異系統(tǒng)的ANR，其子功能主要包含如下：終端鄰區(qū)替換、長周期無切換鄰區(qū)關(guān)系自動(dòng)刪除、低切換成功率鄰區(qū)更新、連續(xù)切換失敗鄰區(qū)刪除、冗余外部鄰區(qū)自動(dòng)刪除、定時(shí)批量處理的ANR 添加和刪除。

(1)終端鄰區(qū)替換、定時(shí)批處理

終端鄰區(qū)替換、定時(shí)批處理包含鄰區(qū)自動(dòng)添加和自動(dòng)刪除、定時(shí)批量處理的ANR 添加和刪除，第3 部分將詳細(xì)闡述。

(2)長周期無切換鄰區(qū)關(guān)系刪除

ANR 需要周期檢測(cè)所有的鄰區(qū)關(guān)系在檢測(cè)周期內(nèi)，鄰區(qū)關(guān)系上的切換次數(shù)低于預(yù)先設(shè)置門限時(shí)該鄰區(qū)關(guān)系增加空口信令負(fù)荷且無實(shí)際切換貢獻(xiàn)，需要定期清理。

(3)低切換成功率鄰區(qū)更新

基站(Evolved Node B，eNodeB)將低切換成功率臨時(shí)鄰區(qū)上報(bào)到網(wǎng)管低切換成功率列表，提示人工處理。如果該鄰區(qū)進(jìn)入低切換成功率列表的次數(shù)小于策略參數(shù)中配置的低切換成功率鄰區(qū)的懲罰次數(shù)門限，在經(jīng)過一個(gè)懲罰時(shí)間段后，會(huì)將該鄰區(qū)移除低切換成功率列表。

(4)連續(xù)切換失敗鄰區(qū)關(guān)系刪除

檢測(cè)到服務(wù)小區(qū)到某個(gè)鄰區(qū)出現(xiàn)連續(xù)的切換失敗，則刪除該鄰區(qū)關(guān)系。

(5)冗余外部鄰區(qū)刪除

冗余鄰區(qū)[4]指eNodeB 外部鄰區(qū)配置中沒有配置為本eNodeB 小區(qū)的鄰區(qū)的外部鄰區(qū)記錄。ANR 鄰區(qū)自動(dòng)添加后可能會(huì)使eNodeB 產(chǎn)生冗余鄰區(qū)，則自動(dòng)刪除小區(qū)的鄰區(qū)關(guān)系記錄。

2.2 共享網(wǎng)絡(luò)ANR 原理

異運(yùn)營商為系統(tǒng)內(nèi)ANR，原理如圖1 所示。具體如下：ANR 過程中引入了臨時(shí)鄰區(qū)，eNodeB 通過UE 成功發(fā)現(xiàn)一條鄰區(qū)關(guān)系后，先將該鄰區(qū)關(guān)系放入臨時(shí)鄰區(qū)管理；統(tǒng)計(jì)臨時(shí)鄰區(qū)切換次數(shù)以及其切換成功率來決定其優(yōu)先級(jí)，然后將高優(yōu)先級(jí)的臨時(shí)鄰區(qū)添加[5]。

(1)eNodeB 下發(fā)測(cè)量配置，UE 測(cè)量相鄰的系統(tǒng)內(nèi)鄰區(qū)并上報(bào)測(cè)量報(bào)告[6](含小區(qū)B 的物理小區(qū)標(biāo)識(shí)(Physical Cell Identifier,PCI)等)。

(2)eNodeB 下發(fā)給UE(該UE 需滿足小區(qū)全局標(biāo)識(shí)符(E-UTRAN Cell Global Identifier，ECGI)檢測(cè)需求)新發(fā)現(xiàn)的PCI 讀取相鄰小區(qū)的ECGI 等。

(3)UE 讀取新發(fā)現(xiàn)相鄰小區(qū)的ECGI 后同時(shí)將檢測(cè)到的ECGI 等消息發(fā)給eNodeB。

(4)eNodeB 根據(jù)UE 檢測(cè)的結(jié)果把新發(fā)現(xiàn)的鄰區(qū)添加為臨時(shí)鄰區(qū)，并在統(tǒng)計(jì)周期中統(tǒng)計(jì)臨時(shí)鄰區(qū)的測(cè)量上報(bào)次數(shù)、切換請(qǐng)求次數(shù)M、切換成功次數(shù)。統(tǒng)計(jì)結(jié)束，若M≠0 且統(tǒng)計(jì)結(jié)果滿足ANR 鄰區(qū)添加/刪除篩選算法的鄰區(qū)添加條件，則eNodeB 請(qǐng)求網(wǎng)管添加臨時(shí)鄰區(qū)到正式鄰區(qū)；網(wǎng)管添加鄰區(qū)配置，并把配置下發(fā)到eNodeB生效。

需要注意，終端支持系統(tǒng)內(nèi)和系統(tǒng)間共配置異頻頻點(diǎn)個(gè)數(shù)不同，如果配置個(gè)數(shù)的UE，可能會(huì)測(cè)不到部分異頻頻點(diǎn)的小區(qū)全局標(biāo)識(shí)符。表1 以同頻、異頻ANR 為例說明UE 能力要求[7]。

表1 UE 能力要求

3 共享網(wǎng)絡(luò)ANR 分析

異運(yùn)營商為系統(tǒng)內(nèi)ANR，目前異運(yùn)營商采用異頻鄰區(qū)。

3.1 快速ANR 與普通ANR

普通ANR、快速ANR 特點(diǎn)對(duì)比如表2 所示，快速ANR由于提前下發(fā)周期性測(cè)量(Report Strongest Cells)，使得UE能夠在尚未到達(dá)小區(qū)邊緣之前就啟動(dòng)對(duì)最強(qiáng)鄰區(qū)PCI的檢測(cè)；eNodeB 根據(jù)UE 上報(bào)的PCI 信息判斷是否是未知鄰區(qū)，并針對(duì)未知鄰區(qū)發(fā)起小區(qū)全局標(biāo)識(shí)符測(cè)量，這樣就可以提前完成鄰區(qū)自發(fā)現(xiàn)的過程。當(dāng)UE 上報(bào)切換測(cè)量報(bào)告后，就可以直接使用ANR 添加的鄰區(qū)執(zhí)行切換。這樣可以減少小區(qū)全局標(biāo)識(shí)符測(cè)量對(duì)小區(qū)切換成功率的影響。

表2 異運(yùn)營商異頻ANR 類型

3.2 鄰區(qū)互配

由第2.2 節(jié)原理可知ANR 只能發(fā)現(xiàn)單向鄰區(qū)關(guān)系，為了提高鄰區(qū)添加效率，引入系統(tǒng)內(nèi)鄰區(qū)互配，主要有兩類：

(1)網(wǎng)管層面的鄰區(qū)互配：網(wǎng)管收到網(wǎng)元添加正式鄰區(qū)請(qǐng)求后，根據(jù)鄰區(qū)互配開關(guān)值，判斷是否同時(shí)添加雙向鄰區(qū)關(guān)系[3]。

(2)eNodeB 層面的鄰區(qū)互配：如eNodeB 間已X2 互通，則eNodeB 根據(jù)X2 接口信息獲取相鄰eNodeB 所有服務(wù)小區(qū)及其所有鄰區(qū)配置信息，例如被鄰eNodeB 小區(qū)配置為鄰區(qū)，而本eNodeB 小區(qū)并沒有配置鄰eNodeB 相應(yīng)的小區(qū)為鄰區(qū)，則發(fā)起雙向添加處理[8]。eNodeB 在X2 接口信息交互后，將滿足互配的鄰區(qū)加入臨時(shí)鄰區(qū)，按2.2節(jié)描述執(zhí)行ANR 處理流程。

由上可知，共享網(wǎng)絡(luò)X2 互通是提升鄰區(qū)互配比例、提高鄰區(qū)添加效率的重要環(huán)節(jié)。

3.3 ANR 鄰區(qū)添加及刪除分析

ANR 鄰區(qū)添加和刪除采取排序的方式，使用鄰區(qū)個(gè)數(shù)上限和鄰區(qū)切換成功率兩個(gè)參數(shù)來控制，添加/刪除過程如圖2 所示。每次ANR 統(tǒng)計(jì)周期結(jié)束時(shí)，eNodeB 對(duì)于統(tǒng)計(jì)范圍內(nèi)的臨時(shí)鄰區(qū)按照切換成功率進(jìn)行過濾，篩選出切換成功率大于等于鄰區(qū)切換成功率門限的臨時(shí)鄰區(qū)。將篩選出滿足條件的臨時(shí)鄰區(qū)與正式鄰區(qū)一起按照切換成功次數(shù)進(jìn)行排序，找出排序位置在鄰區(qū)個(gè)數(shù)上限之內(nèi)的所有臨時(shí)鄰區(qū)(n 個(gè))，以及排序位置在鄰區(qū)個(gè)數(shù)上限之外的正式鄰區(qū)(m 個(gè))。那么對(duì)m 個(gè)正式鄰區(qū)個(gè)發(fā)起鄰區(qū)刪除流程，對(duì)n 個(gè)臨時(shí)鄰區(qū)發(fā)起鄰區(qū)添加流程。

ANR 過程中添加/刪除鄰區(qū)時(shí)，采取定時(shí)批量處理的ANR 添加和刪除的方法，以降低ANR 頻繁信令消息對(duì)網(wǎng)管的沖擊。定時(shí)功能打開后，ANR 根據(jù)eNodeB ID 和定時(shí)配置計(jì)算出定時(shí)時(shí)間點(diǎn)，從定時(shí)時(shí)間點(diǎn)開始啟動(dòng)統(tǒng)計(jì)周期定時(shí)器，超時(shí)后結(jié)束統(tǒng)計(jì)，啟動(dòng)定時(shí)生效定時(shí)器。定時(shí)生效定時(shí)器超時(shí)，執(zhí)行鄰區(qū)的算法和網(wǎng)管交互流程。定時(shí)生效的處理完成后，立即啟動(dòng)下一個(gè)統(tǒng)計(jì)周期定時(shí)器，如上述循環(huán)執(zhí)行。每個(gè)時(shí)間點(diǎn)上，只有一個(gè)定時(shí)器在生效。

由上可知，按照切換成功次數(shù)篩選時(shí)，由于無線環(huán)境和用戶的不確定性，可能存在頻繁添加和刪除鄰區(qū)，以及誤認(rèn)為無效鄰區(qū)而自動(dòng)刪除的情況。

4 共享網(wǎng)絡(luò)ANR 驗(yàn)證

選取某市運(yùn)營商A 共享站和運(yùn)營商B 非共享站共址的基站進(jìn)行ANR 技術(shù)驗(yàn)證，按照第一層基站且距試驗(yàn)基站1 km 覆蓋距離內(nèi)，存在切換成功次數(shù)統(tǒng)計(jì)的鄰區(qū)個(gè)數(shù)共計(jì)40 個(gè)區(qū)域驗(yàn)證，主要驗(yàn)證參數(shù)設(shè)置如表3 所示，原來全網(wǎng)人工配置鄰區(qū)關(guān)系約5 min/站，解放了優(yōu)化人員雙手。

表3 共享網(wǎng)絡(luò)ANR 部分參數(shù)設(shè)置

判定周期內(nèi)運(yùn)營商A 頻點(diǎn)上報(bào)測(cè)量24次，切換成功20 次以上，同時(shí)該鄰區(qū)對(duì)切換成功率達(dá)到99.6%；如果正式鄰區(qū)中切換成功率低于90%，則被判為低成功率鄰區(qū)，24 h 內(nèi)成功率恢復(fù)至95%則重新添加為正式鄰區(qū)，否則被刪除。

對(duì)ANR 后鄰區(qū)添加情況每12 h 進(jìn)行跟蹤，以某設(shè)備廠家為例[9]，驗(yàn)證效果如表4 所示，ANR 開通后12 h～24 h RRC 連接重建成功率惡化，雙向鄰區(qū)添加數(shù)量減少，開通3 天以上指標(biāo)基本恢復(fù)到開通前水平。ANR 開通后需要RRC 連接重建成功率隨著ANR 鄰區(qū)配置完善逐步改善，建議ANR 實(shí)施3 天及以上以準(zhǔn)確配置鄰區(qū)。

表4 ANR 實(shí)施每12 h 效果對(duì)比

5 結(jié)論

共享網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)鄰區(qū)優(yōu)化技術(shù)應(yīng)用后解放了優(yōu)化人員雙手，提高了鄰區(qū)添加效率，改善了小區(qū)掉話率。隨著4G 共建共享的大范圍推進(jìn)，共享網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)鄰區(qū)優(yōu)化技術(shù)后繼將在全國廣泛應(yīng)用，在提升用戶體驗(yàn)上發(fā)揮重要作用。