LTE混合網絡異頻空閑重選參數優化研究

葉仁召

(中興通訊股份有限公司網規網優產品支持團隊，廣東 深圳 518000)

摘　要：LTE混合網絡的無線網絡環境，在LTE網絡空閑狀態，涉及LTE系統同頻、異頻及異系統空閑重選。首先介紹了LTE無線網絡空閑重選原理，其次通過LTE混合網絡的無線網絡環境中異頻空閑重選參數優化分析，提出LTE混合網絡的無線網絡空閑重選參數優化方案，并結合實際LTE混合網絡的無線網絡環境，進一步驗證了空閑重選參數優化方案能夠提高LTE混合網絡的無線網絡覆蓋效果。

關鍵詞：混合網絡；空閑；重選參數

doi:10.3969/j.issn.1002-0802.2015.06.018

LTE混合網絡異頻空閑重選參數優化研究

葉仁召

(中興通訊股份有限公司網規網優產品支持團隊，廣東 深圳 518000)

摘要：LTE混合網絡的無線網絡環境，在LTE網絡空閑狀態，涉及LTE系統同頻、異頻及異系統空閑重選。首先介紹了LTE無線網絡空閑重選原理，其次通過LTE混合網絡的無線網絡環境中異頻空閑重選參數優化分析，提出LTE混合網絡的無線網絡空閑重選參數優化方案，并結合實際LTE混合網絡的無線網絡環境，進一步驗證了空閑重選參數優化方案能夠提高LTE混合網絡的無線網絡覆蓋效果。

關鍵詞：混合網絡；空閑；重選參數

doi:10.3969/j.issn.1002-0802.2015.06.018

收稿日期：2015-02-24；修回日期：2015-05-08Received date:2015-02-24；Revised date：2015-05-08

中圖分類號：TN 915

文獻標志碼：碼：A

文章編號：號：1002-0802(2015)06-0718-06

Abstract：Wireless network environment of LTE hybrid network, when LTE network is idle, involves LTE system in intra-frequency, inter-frequency and inter-system idle reselection. This paper first describes the principle of LTE wireless network idle reselection, and based on the study of inter-frequency idle reselection parameter optimization in mixed network LTE wireless network environment, puts forward LTE hybrid network wireless network idle re-election parameters optimization scheme. Meanwhile in combination with the actual LTE wireless network environment, the idle reselection parameters optimization scheme is proved to be effective in improving the wireless network coverage of LTE hybrid network.

作者簡介：

Parameter Optimization of LTE Hybrid Network

Inter-Frequency Idle Reselection

YE Ren-zhao

(Network-Planning & Network Product Support Team，ZTE Corporation, Shenzhen Guangdong 518000,China)

Key words：hybrid networking；idle；reselection parameter

0引言

在某些電信業務區存在1.8G FDD LTE和2.1G FDD LTE混合網絡。在這種LTE混合網的無線網絡中，LTE異頻空閑重選參數優化非常重要，不合理的異頻空閑重選參數設置，導致終端在空閑狀態很難實現LTE 1.8G和LTE 2.1G網絡之間的異頻重選，特別是在FDD LTE 2.1G與FDD LTE 1.8G嚴重插花的區域，終端在空閑狀態，似乎處在FDD LTE 2.1G與FDD LTE 1.8G兩張網絡中，嚴重影響1.8G FDD LTE網絡和2.1G FDD LTE網絡混合網絡的實際覆蓋效果。此外不合理的異頻重選參數設置，導致在FDD LTE 2.1G與FDD LTE 1.8G混合網絡區域，終端表現為LTE信號很差，或者LTE信號突然很好，嚴重影響用戶感知[1]。

因此，本文主要研究在1.8G FDD LTE和2.1G FDD LTE混合網絡條件下，通過合理的LTE空閑重選參數優化，提高終端在LTE異頻組網中的用戶感知。

1LTE網絡空閑重選原理

1.1LTE網絡空閑重選測量規則

UE(User Equipment)在進行小區重選時使用當前服務小區提供的相關參數。并遵照以下規則(SServingCell 為當前服務小區信號強度值Rx Level Value)[2]：

(1)如果 SServingCell的信號強度大于同頻測量信號RSRP(Reference Signal Receiving Power)強度判決門限(Sintrasearch), UE 不進行同頻信號強度測量[3];

(2)If SServingCell <= Sintrasearch,UE將進行同頻測量;

(3)對于異頻或異系統重選，UE遵照的規則是：1)UE對優先級高于當前頻率的異頻無線網絡，UE啟動異頻測量;2)UE對優先級低于或等于當前頻率的異頻網絡，按照下面規則進行異頻空閑重選;

(4)UE對優先級低于或等于當前頻率的異頻無線網絡重選規則是：1)如果SServingCell >同/低優先級RSRP測量判決門限(Snonintrasearch )，則不啟動同/低優先級異頻測量;2)如果 SServingCell <= Snonintrasearch，則啟動同/低優先級的異頻測量。只有在SServingCell進一步小于服務載頻低門限(ThreshSvrLow)時，UE才空閑重選到同/低優先級的異頻。

1.2LTE網絡空閑重選條件

(1)對于優先級高于當前服務頻率的異頻或異系統，小區重選條件[4]：

在E-UTRAN 向其他RAT進行重選的定時器TreselectionRAT]時間內，待評估頻率上小區的信號強度SnonServingCell,x大于向更高優先級頻率重選時使用的門限Threshx, high，并且UE在當前服務小區上駐留了至少1 s時間。

(2)對于優先級等于當前服務頻率的異頻，異頻重選條件R規則：

對于相同優先級的異頻，主要針對服務小區的信號強度Rs與異頻小區的信號強度Rn的關系進行異頻重選，其中Rs與Rn小區的定義如下：

Rs=Qmeas+QHyst

Rn=Qmeas-Qoffset

其中:Qmeas,s指服務小區的接收信號強度RSRP，QHyst指服務小區的遲滯偏移量，Qmeas,n鄰區的接收信號強度RSRP，Qoffset指服務小區與鄰接小區的小區偏移量。

當下列條件滿足時，UE 進行相同優先級的異頻小區重選：

1)在時間間隔TreselectionRAT期間，新小區的等級(Rn)高于服務小區Rs；

2)UE在當前服務小區上駐留至少1 s時間;

(3)對于優先級低于當前服務頻率的異頻，異頻重選條件：

SServingCell進一步小于服務載頻低門限(ThreshSvrLow) 并且在TreselectionRAT時間內，較低優先級頻率上信號強度SnonServingCell,x大于Threshx, high并且UE在當前服務小區上駐留了至少1 s時間[5]。

2異頻空閑重選參數優化研究

在FDD LTE 2.1G與FDD LTE 1.8G混合網絡區域，目前現有空閑重選參數配置下，FDD LTE 2.1G與FDD LTE 1.8G網絡的優先級一般設置相同，異系統測量啟動門限(s-NonIntraSearch)和LTE重選門限(ThreshServing, LowP)都設置為5，UE所需的最小接收功率(q-RxLevMin)設置為64，則在上述異頻重選參數配置下，終端小于-118 dBm，才進行異頻搜索，則在現有FDD LTE 2.1G與FDD LTE 1.8G混合網絡的區域，終端在空閑狀態很難實現LTE 1.8G和LTE 2.1G網絡之間的異頻重選，影響FDD LTE 2.1G與FDD LTE 1.8G混合網絡的覆蓋效果。

下面通過混合網絡區域FDD LTE 2.1G與FDD LTE 1.8G無線網絡空閑覆蓋情況分析，進行LTE異頻組網空閑重選參數優化，具體研究FDD LTE 2.1G與FDD LTE 1.8G混合網絡空閑重選參數優化的網絡基站分布如圖1所示。

圖1LTE混合網絡基站分布圖

其中五角星形為FDD LTE 1.8G基站 ，正方形為LTE2.1G基站。

2.1異頻空閑重選參數優化方法

異頻空閑重選參數優化測試方法：利用路測測試方法，選用LTE測試終端兩部，一般終端鎖定為LTE 1.8G，另一部終端鎖定為2.1G，按照上述規劃路線測試，保持兩部終端在空閑狀態下，進行網絡空閑狀態覆蓋測試。通過FDD LTE 2.1G與FDD LTE 1.8G混合網絡區域，LTE 1.8G和LTE2.1G網絡覆蓋情況分析，主要統計LTE 1.8G和LTE2.1G網絡覆蓋比例，制定異頻重選參數優化方案。

異頻空閑重選參數優化效果評估測試方法：利用路測測試方法，在參數優化前后，分別選用LTE測試終端一部，在終端空閑狀態下，對同一段線路進行覆蓋評估測試。通過空閑重選參數優化前后覆蓋對比統計分析，評估異頻空閑重選參數優化效果。

2.2異頻空閑重選參數優化測試

通過上述異頻重選參數優化測試方法，了解FDD LTE 2.1G和FDD LTE 1.8G在上述混合網絡區域的實際覆蓋情況，LTE 2部終端具體RSRP覆蓋情況如圖2所示：

圖2　LTE終端RSRP覆蓋分布圖

其中正方形表示RSRP的值小于-118 dBm；圓形表示RSRP的值大于或等于-118 dBm，且小于-110 dBm；三角形表示RSRP的值大于或等于-110 dBm，且小于-105 dBm；十字形RSRP的值大于或等于-105 dBm；

異頻參數優化前FDD LTE 2.1G與FDD LTE 1.8G網絡覆蓋重合度統計如表1所示：

表1　異頻參數優化前網絡覆蓋重合度統計

2.3異頻空閑重選參數優化前網絡性能分析

通過異頻參數優化前FDD LTE 2.1G與FDD LTE 1.8G網絡覆蓋統計，首先在FDD LTE 2.1G與FDD LTE 1.8G異頻組網測試區域，FDD LTE 2.1G和FDD LTE 1.8G網絡RSRP信號同時滿足大于-118 dBm的比率達到94.98%，即意味著終端在空閑狀態待機在某一LTE頻點，終端在大約95%的區域不會進行空閑重選，即使終端在該LTE頻點上信號很差，終端也不會空閑重選到相對應的另一個LTE頻點上。其次由于異系統測量啟動門限(s-NonIntraSearch)、LTE重選門限(ThreshServing, LowP)都設置為5，即終端在小于-118 dBm，才進行異頻搜索，由于重選門限也是-118 dBm，則終端也可能直接重選到CDMA eHRPD網絡。

通過異頻參數優化前FDD LTE 2.1G與FDD LTE 1.8G網絡覆蓋統計，FDD LTE 2.1G和FDD LTE 1.8G網絡RSRP信號同時滿足大于-105 dBm的比率達到57.59%，因此，建議s-NonIntraSearch優化為12，即終端在小于-104 dBm，進行異頻搜索，當異頻小區RSRP強度滿足異頻重選判決門限(R規則)，進行異頻空閑重選，即DD LTE 2.1G與FDD LTE 1.8G網絡能夠及時進行空閑重選，避免終端在空閑狀態下LTE信號很差，或者LTE信號很強，提高LTE網絡用戶感知。

2.4空閑重選優化調整方案

由于目前終端空閑狀態下異頻搜索門限較低，因此，終端在FDD LTE 2.1G與FDD LTE 1.8G混合網絡區域很難實現FDD LTE 2.1G與FDD LTE 1.8G網絡空閑重選，因此，本次空閑重選主要進行異系統測量啟動門限(s-NonIntraSearch)參數優化，由5優化12，即終端在小于-104 dBm，進行異頻搜索，而優化前終端在小于-118 dBm，進行異頻搜索，具體參數如表2所示：

表2　異頻參數優化表

3異頻空閑重選參數優化前后性能對比分析

為了評估上述異頻重選參數優化實際效果，分別按照異頻空閑重選參數優化評估測試方法進行了評估測試，并且通過異頻空閑重選參數優化前后RSRP覆蓋效果進行對比分析。

3.1異頻空閑重選參數優化前后RSRP對比

圖3中，正方形表示RSRP的值小于-115dBm；圓形表示RSRP的值大于或等于-115 dBm，且小于-105dBm；三角形表示RSRP的值大于或等于-105 dBm，且小于-95 dBm；十字形RSRP的值大于或等于-95dBm。具體統計結果如表3所示。

圖3　異頻空閑重選參數優化前后RSRP對比

RSRP/dBm優化前采樣點所占百分比優化后采樣點所占百分比優化前后差值[-95,-40]80844.71164564.9220.20%[-105,-95)58432.3260823.99-8.33%[-115,-105)35519.6526710.54-9.11%[-150,-115)603.32140.55-2.76%平均值-97.89-91.736.16

優化前網絡RSRP平均值為-97.89 dBm，優化后網絡RSRP平均值為-91.73 dBm。

3.2異頻空閑重選參數優化前后SINR對比

圖4中，正方形表示SINR的值小于-3 dB；圓形表示SINR的值大于或等于-3 dB，且小于0 dB；三角形表示SINR的值大于或等于0 dB，且小于10 dB；十字形SINR的值大于或等于10 dB；

優化前網絡SINR平均值為15.32 dB，優化后網絡SINR平均值為16.53 dB。具體統計結果如表4所示。

圖4　異頻空閑重選參數優化前后SINR對比

SINR/dB優化前采樣點所占百分比優化后采樣點所占百分比優化前后差值[10,50)118265.41201779.6014.19%[0,10)52228.8948819.26-9.63%[-3,0)784.32190.75-3.57%[-20,-3)251.38100.39-1%平均值15.3216.531.21

通過網絡優化前后RSRP和SINR測試結果，根據網絡覆蓋率(RSRP大于或等于-105 dBm且SINR大于或等于-3)對比統計，網絡優化前網絡覆蓋率為77.71%，網絡優化后為88.66%。

3.3異頻空閑重選參數優化前后性能對比

LTE 異頻空閑重選參數優化前后性能指標對比主要進行RSRP平均值、SINR平均值及網絡覆蓋率對比，具體結果如表5所示：

表5　異頻空閑重選參數優化性能對比

異頻空閑重選參數優化前后性能分析：

(1)通過上面異頻空閑重選參數優化前后性能對比分析，現有LTE異頻空閑重選參數配置，不適合FDD LTE 2.1G與FDD LTE 1.8G插花組網的網絡覆蓋環境，導致LTE終端在空閑狀態，LTE終端信號一會很弱，一會很強，不能有效實現FDD LTE 2.1G與FDD LTE 1.8G正常空閑重選。

(2)通過異頻空閑重選參數優化后，空閑RSRP平均值提高6.16 dBm，其中小于-105 dBm的比率由優化前的22.97%，優化后下降為11.09%，提高了11.88%；空閑SINR平均值提高1.21 dB。

(3)通過異頻空閑重選參數優化前后，網絡整體覆蓋率由優化前的76.71%，優化后提升到88.66%，提升了11.95%，有效提升了LTE無線網絡覆蓋效果。

通過異頻空閑重選參數優化后，在FDD LTE 2.1G與FDD LTE 1.8G插花組網網絡中，終端在空閑狀態下，能夠在FDD LTE 2.1G與FDD LTE 1.8G插花組網網絡中，實現FDD LTE 2.1G與FDD LTE 1.8G網絡交替空閑重選，避免終端在空閑狀態下顯示一會LTE信號很差，一會LTE信號很強，提高LTE網絡用戶感知。

4結束語

對于LTE混合網絡無線網絡，LTE終端在空閑狀態，涉及同頻、異頻及異系統之間的重選，不同的LTE空閑重選參數設置，直接關系LTE混合網絡的無線網絡覆蓋效果，通過本論文LTE混合網絡的異頻空閑重選參數優化前后，LTE實際覆蓋效果分析，驗證LTE混合網絡的無線網絡空閑重選參數優化方案的有效性，不過LTE混合網絡涉及LTE同頻、異頻及異系統空閑重選，本論文僅僅研究了LTE網絡同優先級異頻空閑重選參數優化，因此需要進一步研究LTE混合網絡涉及LTE同頻、異頻及異系統綜合空閑重選參數優化方案，以便進一步指導LTE混合網絡的空閑重選參數綜合優化方案。

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葉仁召(1971—) 男，碩士，計算機專業，高級工程師，主要研究方向為LTE網絡規劃與優化。