基于虛擬鄰區的LTE互操作優化研究

摘 要： TD-LTE建設初期由于覆蓋不足，需要通過4G與3G、2G互操作來保證用戶業務感知。系統間互操作可最大化地利用現有3G、2G網絡的覆蓋優勢，對4G網絡進行有益的補充。首先對麗水蓮都區3-4G鄰區進行核查，再對未配鄰區的邊緣小區進行鄰區補全核查。提出了加虛擬鄰區的方案，著重解決3G到4G重選的問題。最后通過對比測試，證明了虛擬鄰區技術和真實鄰區可以達到相同的效果。

關鍵詞： TD-LTE； 互操作； 重選； 虛擬鄰區

中圖分類號：TP311 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2015）10-82-02

Abstract： Due to the lack of coverage in the early of TD-LTE construction， 4G and 3G， 2G interoperability is needed to ensure the user's service-aware. The inter operation of the systems can maximize the existing 3G and 2G network coverage advantage and give a beneficial supplement to the 4G network. This paper firstly checks the 3-4G adjacent regions of the Liandu District of Lishui， and then completes the checking to the edge regions of the adjacent regions without deployment. The virtual adjacent region scheme is put forward to solve the problem of 3G to 4G re-election. The contrast test proved that virtual adjacent regions can achieve the same effect as real adjacent regions.

Key words： TD-LTE； interoperability； re-election； virtual adjacent regions

0 引言

TD-LTE建設初期由于覆蓋不足，需要通過4G與3G、2G互操作來保證用戶業務感知。系統間互操作可最大化地利用現有3G、2G網絡的覆蓋優勢，對4G網絡進行有益的補充。研究TD-LTE與既有網絡（GSM、TD-SCDMA）互操作策略和技術方案，就是為了引導用戶體驗LTE網絡帶來的新業務和更高的服務質量，在LTE網絡規模從小到大的發展過程中，利用既有網絡進行有益補充，最大化利用現有網絡的覆蓋和質量資源。

1 互操作總體部署原則

⑴ 4G網絡覆蓋區域內，開通到3G的重選和數據業務連接態重定向功能。

⑵ 4G網絡覆蓋區域內，開通4G到2G的重選和數據業務連接態重定向功能。

⑶ 4G網絡覆蓋區域內，2G基站配置向3G的重選，3G基站配置向4G的重選和重定向，終端回落2G后可通過橋接方式返回4G；2G基站配置向4G的重選功能并配置鄰區，終端可直接返回4G[1-2]。

⑷ 終端優先駐留4G網絡，室內場景中優先駐留室分小區。

2 3-4G互操作鄰區優化

LTE網絡建設的目的是滿足用戶對高速率業務的需求，但建網初期LTE網絡覆蓋不足，為保證用戶的數據業務體驗，4G在PS域是優先考慮與3G網絡的互操作，因此，在PS域，TD-LTE與TD-SCDMA互操作的優化是網優人員一項重要工作[3]。

2.1 蓮都區4G到3G鄰區核查（見表1）

截止2014年5月21日，蓮都區已開通4G小區數為1145，其中沒有配置4G-3G鄰區關系的小區有971個，占蓮都區小區總數（1145）的84.8%，而這971個小區總體掉線率為0.3%左右，對全網掉線率指標影響極大。通過后臺對蓮都區5月6日到5月12日一周的無線掉線率指標統計為0.3%。另外，掉線率大于0.3%的小區21個，其中19個是沒有添加3G鄰區的，如表2所示。

由于LTE處于建網初期，用戶數量較少，每個小區的掉線率指標普遍較低。隨著網絡的進一步進展，用戶數量會迅速增大，到時候無線掉線率指標會有很大上升，對用戶感知會產生很大影響。

2.2 4G到3G鄰區漏配補全

主要針對LTE網絡邊緣小區的3-4G鄰區進行核查，是否有邊緣小區未配鄰區的情況，進行鄰區補全核查。如表2所示。

案例說明：根據掃頻數據，小區1YY_交通賓館TD_T-3（Cell Id=643）小區添加鄰區及調整效果如下，添加后的鄰區對源小區的切換次數貢獻較大，添加后一周切換次數增加20%以上，說明添加意義明顯。如表3所示。

2.3 4G到3G鄰區數量優化

優化原則如表4所示。

對麗水蓮都區4G現網添加3G鄰區數量按照表3鄰區數量標準進行核查，結果如下：

宏站鄰區數大于25個的共有6個小區，共需刪除一月無切換鄰區9對；一月內雙向切換小于10次且切換成功率小于50%共計刪除11對。宏站鄰區數小于7個的共有42個，大部分覆蓋周邊城郊結合部，由于山體阻擋，無需很多鄰區，其中在密集城區的有6個小區，已經根據掃頻分析添加鄰區24對。按照上文所述的鄰區數量優化原則，對這44對區鄰進行優化。

3 虛擬鄰區技術的應用

3.1 3-4G虛擬鄰區介紹

由于目前2＼3＼4G網絡規模不斷龐大，需要對各個網絡進行本系統或者異系統的鄰區添加也相對增多，為了減少鄰小區添加的繁瑣操作，我們提出了加虛擬鄰區的方案，本方案著重解決3G到4G重選的問題。以下是虛擬鄰區添加原理 [4-6]。

傳統鄰區添加方法：先配置外部LTE小區（真實小區信息，有多少小區就配多少小區，工作量大），然后TD側小區配置周邊LTE真實小區為鄰區，需要確定地理位置等信息。

虛擬鄰區添加方法：先配置外部LTE小區（只需要將LTE側不同頻點的小區各配置一個，小區可以是現網存在的，也可以是虛擬的），然后TD側小區將對應不同頻點的LET小區配置為鄰區即可，不用關注LTE鄰區地理位置信息。

相對于傳統鄰區添加，虛擬鄰區實施后，工作量大為減少，避免了漏配4G鄰區現象的產生；缺點是此方法只適合于重選和重定向兩種互操作方法，后續要實現切換等功能，還是需要采用傳統鄰區添加的方式。

虛擬鄰區就是在3G外部和內部鄰區中添加三條LTE鄰區（F，D，E頻段各一條），這三條鄰區不需要鄰區的具體信息（加鄰區時需要用PCI、ENB IE、TAC的地方都可以用11來代替），只需要相對應的頻點和頻率標識填寫正確即可（即F站點頻率索引為39，頻率標識為38350；E站點頻率索引為40，頻率標識為39250；D站點頻率索引為38，頻率標識為37900），這樣此TD小區就能實現向任意一個LTE小區的重選，減少了TD小區添加很多個LTE鄰小區的繁瑣操作。

3.2 虛擬鄰區的配置

通過LMT-R工具在3G進行添加LTE鄰區，步驟如下：

⑴ 添加LTE頻率；

⑵ 添加RNC間LTE鄰區；

⑶ 本地小區下添加LTE鄰區；

⑷ 開啟SIB19；

⑸ 小區優先級設置；

⑹ LTE側優先級是7，TD側優先級為4；

⑺ 打開系統間切換算法開關。

通過以上7個步驟，TD小區下的某個LTE的真實鄰區就添加完成了，所謂真實鄰區就是所有的LTE信息（比如PCI，TAC，ENB ID，小區標識）都必須是真實準確的；添加虛擬鄰區時，把第1，2，3步驟里面LTE的具體信息都改成11，保留頻率索引和頻率標識不變，第4，5，6步驟和加虛擬鄰區一致。

3.3 虛擬鄰區測試方法

本次測試為了實現3G到4G的重選，所以必須讓UE處于空閑態占用3G信號，然后移動到有4G信號的地方，分別在配置虛擬和真實鄰區下，對比UE是否都能夠實現重選以及重選時長。

測試地點選取：本次測試地點是人和佳苑地下車庫，該車庫無4G信號，主要由TD小區人和佳苑室分（CI248，擾碼15）覆蓋，車庫通道出來就由4G小區燈塔行政村FHTL-2（PCI55）覆蓋。

3.4 虛擬鄰區的測試結果

3月16號在人和佳苑地下車庫測試，TD側添加真實鄰區，L1手機從TD到LTE重選的時延在4S內（從TD側的最后一條PagingType1直至收到LTE小區的系統消息），從信令208條到209條用了不到4S的時間， 重選前UE占用的是擾碼為15的小區，RSRP為-45，重選后占用的LTE小區PCI為55，RSRP為-95.81。重選時長為3.6S；

3月16日在人和佳苑地下車庫測試，TD側配置虛擬鄰區，L1也能從TD重選到LTE小區，重選時長（從第449條信令到450條信令）也為3.6S，重選前占用的TD小區擾碼為15，RSRP為-42，重選后的LTE小區PCI未55，RSRP為-105.5。

通過以上兩個場景的對比測試，得到結果如表5所示。

3.5 虛擬鄰區測試結論

從以上結果可以看出，無論在TD側添加真實鄰區還是虛擬鄰區都能達到重選的效果，而且重選時間都在3.6S內；

通過TD外部和內部都加三條虛擬鄰區，可以實現TD到任意一個LTE小區的重選，而不需要進行鄰區對的添加才能實現重選，而且重選時長一樣，減少了繁瑣的添加鄰區操作。

4 結束語

綜上所述，通過添加虛擬鄰區與實際鄰區的網絡性能進行對比分析，證明虛擬鄰區可以像真實鄰區一樣達到相同的效果。本次麗水3-4G優化，對蓮都區TD鄰區關系進行了梳理，進行了鄰區的核查與補漏，使3-4G合理的鄰區關系達到了最佳，提升了實際網絡性能，實現了3-4G網絡的平滑過渡，有效提升客戶感知，為今后LTE網絡的發展奠定基礎。

參考文獻：

[1] 劉磊，葛瑤，趙紅柏.TD-LTE頻率規劃方案分析[J].廣東通信技術，2012.12：44-46

[2] 陳其銘，張炎炎，潘毅，孫煉.TD-LTE系統間干擾問題的分析與研究[J].電信工程技術與標準化，2012.7：61-66

[3] 劉健.針對移動電子商務業務的TD-SCDMA無線網絡優化模式研究[D].北京郵電大學碩士學位論文，2013.

[4] 馬明科，李巍.TD-LTE室內分布系統建設方案探討[J].信息通信，2013.4：234-235

[5] 余國輝，解析.TD-LTE容量特性及影響因素[J].信息通信.2013.4：222-223

[6] 蔣新華，朱銓，鄒復民.高速鐵路3G通信的覆蓋與切換技術綜述[J].計算機應用，2012.32（9）：2385-2390