WCDMA小區重選參數優化分析

黃艷福，付 智，周 銘（中訊郵電咨詢設計院有限公司，上海 200050）

0 前言

在移動通信系統中，用戶移動終端（UE）會根據小區重選準則，周期搜索當前最優小區駐留。這種周期重選機制能保證當前終端駐留小區的信號強度和質量，為了達到預期的呼叫建立性能，這也是必須的。反應靈敏的小區重選機制能充分改善駐留小區的質量，但其代價是頻繁的重選，導致終端待機時間縮短。小區重選準則是基于網絡提供的參數。

本文從分析小區重選準則入手，分析各個參數對重選的影響，提出目前較常用的優化參數，并針對某些特定場景，對參數進行了更進一步的優化。

1 小區重選過程

GSM系統提出了分層小區結構（HCS）：快速移動的UE駐留在大覆蓋小區中，慢速移動的UE駐留在覆蓋小的小區中。UE通過在一定時間內重選發生的次數判斷是否處于高速移動狀態。

雖然在3GPP標準中，WCDMA系統也支持HCS，但是在實際規劃中卻并不使用。因為許多WCDMA運營商只有1~3個載波，而不像GSM那樣擁有很多的頻點，因此給大覆蓋小區單獨規劃1個載波，將會使系統容量顯著下降。假如在同一載波上使用HCS，又會使系統干擾明顯增加。基于以上原因在分析小區重選標準時，將不考慮HCS。

在空閑模式下，UE成功駐留到某一個小區后，會以DRX方式工作：在每個DRX周期開始時，UE將被喚醒并監測小區PICH，判斷是否有尋呼指示。UE根據當前駐留小區CPICH Ec/No測量結果判斷是否觸發同頻、異頻或系統間測量。即：CPICH Ec/No低于Qqualmin+Sintrasearch時觸發同頻鄰小區測量；低于Qqualmin+Sin-tersearch時觸發異頻鄰小區測量；低于Qqualmin+SsearchRATGSM時觸發GSM鄰小區測量。然后根據R準則對比駐留小區與測量鄰小區信號測量值，如式（1）和式（2）所示。

其中 Qmeas，s、Qmeas，n為當前駐留 WCDMA 小區以及鄰小區信號測量值，對于WCDMA小區由系統消息指定為CPICH RSCP或是CPICH Ec/No，一般選擇Ec/No；對于GSM小區，一般為接收信號電平平均值RxLA。

如果在Treselection時間內某個最大鄰小區的R值一直大于當前駐留小區的 R 值，即：Rn＞Rs，Qmeas，n-Qmeas，s＞Qhyst+Qoffset，n，該鄰小區信號測量值大于當前駐留小區的信號測量值至少Qhyst+Qoffset，UE就會重選到這個新小區。

2 重選參數分析

2.1 CPICH Ec/No和CPICH RSCP

CPICH Ec/No和CPICH RSCP測量值。對于WCDMA同頻小區或異頻小區重選過程，R準則中測量度量值為CPICH Ec/No或CPICH RSCP，由系統消息指定；對于GSM鄰小區，R準則中測量值為RxLA。

2.2 DRX周期

DRX為UE在空閑模式下被尋呼的時間周期，一般支持0.64、1.28、2.56和5.12 s 4種參數值。由于5.12 s的尋呼間隔時間過長，極端情況下UE需要等待5.12 s才能響應尋呼指示，平均響應時間也有2.56 s，因此不考慮該參數值。對于DRX分別為0.64、1.28和2.56 s時，鄰小區測量時間間隔最長分別為1.28、1.28 和 2.56 s［1］。

因此，當DRX取1.28 s時，由于DRX周期延長，UE喚醒頻率降低，待機時間將較DRX取0.64 s延長20%~25%，并且由于測量最長間隔沒有變化，因此對駐留小區質量不會帶來較大的影響。當DRX由從1.28 s增加到2.56 s時，待機時間也將延長25%左右，并且測量時間間隔也相應增加了，對駐留小區信道條件的變化響應也將會有一定的延時。

因此，一般情況下，建議DRX取值1.28 s。

2.3 測量觸發值

測量觸發值（同頻、異頻以及GSM鄰小區）應設為駐留小區的質量開始惡化，應該進行小區重選時啟動測量。中國聯通測量規范將WCDMA小區覆蓋率定義為CPICH Ec/No≥-12 dB，考慮預留同頻重選2~3 dB富余量后，建議同頻測量觸發值Qqualmin+Sintrasearch=-10 dB。

異頻或異系統小區重選大部分參數是和同頻小區重選相同的，由于異頻或異系統小區重選延遲較大，因此應盡量減少該類型重選的發生，將重選觸發值設置得比同頻測量觸發值小一些，并且優先異頻小區重選，最后異系統小區重選：Qqualmin+Sintersearch=-12 dB，Qqualmin+SsearchRATGSM=-14 dB。

對于最小CPICH Ec/No即Qqualmin，可根據經驗值取定為-16 dB。

2.4 Treselection

Treselection為小區重選定時器值，取值范圍為0~31 s。為了防止由于信號波動引起的UE重選，一般取定Treselection為1~2個測量周期。Treselection過大會造成重選延遲增大，降低駐留小區信號質量。一般情況DRX周期為1.28 s，因此建議Treselection為 1 s。

2.5 Qhyst和Qoffset

Qhyst（滯后值）。對于GSM小區或測量度量值為CPICH RSCP的WCDMA小區，使用Qhyst1；對于測量度量值為CPICH Ec/No的WCDMA小區，使用Qhyst2。取值范圍為0~40 dB。

Qoffset（鄰小區與當前駐留小區之間偏移）。對于GSM小區或測量度量值為CPICH RSCP的WCDMA小區，使用Qoffset1；對于測量度量值為CPICH Ec/No的WCDMA小區，使用Qoffset2。取值范圍為-50~50 dB。

在小區重選中，只有在Treselection時間內某個鄰小區測量值一直比當前駐留小區的高至少Qhyst+Qoffset，UE才會重選到這個新小區，并且Qhyst+Qoffset與Treselection相互關聯，共同影響小區重選。

在Treselection參數取定時， 增加Qhyst和Qoffset的值總能降低重選概率，從而延長待機時間。當然過高的Qhyst和Qoffset雖然可以延長待機時間，但同時會降低駐留小區的質量。因此在Treselection取1 s時，Qhyst+Qoffset取3 dB。

綜合以上，一般情況下小區重選參數取值如表1所示。

表1 小區重選參數取值

3 特殊場景分析

3.1 室內

對于WCDMA覆蓋較完善的室內情況，室內覆蓋主小區的CPICH Ec/No和CPICH RSCP會明顯優于室外宏站小區，并且信號穩定，變化不大。

以某辦公樓室內覆蓋測試信號為例，共計測試101個點，信號分布如表2和表3所示。

表2 CPICH Ec/No分檔統計

表3 CPICH RSCP分檔統計

由表2和表3可以看出98%的CPICH Ec/No大于-5 dB，97%的CPICH RSCP大于-75 dB。考慮人移動對UE接收CPICH Ec/No帶來的2~3 dB的衰減，移動時CPICH Ec/No大于-8 dB。

因此，在室內WCDMA覆蓋較好的情況，UE一般不會觸發小區重選測量（同頻、異頻和系統間），此時可以考慮將DRX周期調整為2.56 s，UE待機時間將會延長25%，對UE駐留小區信號質量也不會產生影響，唯一有影響的將是UE響應尋呼平均時間變為1.28 s，最長為2.56 s。

3.2 雙載波覆蓋區域

對于UE處于雙載波覆蓋區域以及覆蓋邊緣時，需要考慮異頻小區重選。異頻小區重選主要有2個目的。

a）當UE離開雙載波覆蓋區域時，必須重選到第一載波。

b）當第一載波負載過大導致Ec/No下降，會觸發UE重選到第二載波。

以上海聯通WCDMA網絡雙載波區域為例，第一載波以承擔語音及部分HSPA業務為主，第二載波主要分擔HSPA業務，如圖1和圖2所示。

圖1 雙載頻語音業務分擔示意

圖2 雙載頻HDPA業務分擔示意

在建網初期，由于網絡負載普遍不高，可以考慮UE空閑模式下駐留在第一載波，根據網絡負載和用戶業務類型，通過RRC連接重定向以及異頻切換的方法，使UE駐留在第二載波。

異頻小區重選的大部分參數和同頻小區重選共享的參數，只有重選測量門限值是不同的（同頻小區重選是Sintrasearch，異頻小區重選是Sintersearch）。 由于異頻小區重選延遲比同頻小區重選延遲大，在這種情況下應該盡量減少異頻小區重選的發生，調低異頻重選測量門限值，甚至低于異系統重選測量門限值。

4 結束語

本文對在空閑模式下UE重選過程進行了分析，并針對UE待機時間以及重選的影響對各個參數進行了探討，提出了一般情況下重選優化參數，并針對室內、雙載波覆蓋區域特殊環境下對小區重選參數進行了進一步的討論。

WCDMA小區重選的衡量標準與具體部署和運營商的發展策略有關，為了獲得最佳的性能，重選參數還要根據具體的環境進行微調，甚至是逐小區微調。

［1］3GPP TS 25.133 Requirements for Support of Radio Resource Management （FDD）［S/OL］. ［2011-02-21］.http://www.mumor.org/public/background/25133-510.doc.

［2］3GPP TS 25.304 UE Procedures in Idle Mode and Procedures for Cell Reselection in Connected Mode ［S/OL］. ［2011-02-21］.http://www.quintillion.co.jp/3GPP/Specs/25304-850.pdf.

［3］3GPP TS 25.331 Radio Resource Control（RRC）；protocol specification［S/OL］. ［2011-02-21］.http://www.5ibzw.com/bbs/viewthread.php?tid=58940.

［4］Flore D，Brunner C，Grilli F，et al.Cell reselection parameter optimization in UMTS[C].[2011-05-25].http://sciencestage.com/d/4715841/cell-reselection-parameter-optimization-in-umts.html.

［5］Garavaglia A，Brunner C,Flore D，et al.Inter-System Cell Reselection Parameter Optimization in UMTS[C].[2011-05-25].http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=1651721.