LTE系統中一種移動魯棒性優化的研究與實現

曹 龍，戴錦友，劉 瓊

（1.武漢郵電科學研究院 湖北 武漢 430074；2.武漢烽火網絡責任有限公司 湖北 武漢　430074）

LTE系統中一種移動魯棒性優化的研究與實現

曹 龍1，2，戴錦友2，劉 瓊2

（1.武漢郵電科學研究院 湖北 武漢 430074；2.武漢烽火網絡責任有限公司 湖北 武漢430074）

針對當前2G/3G移動系統中，由于切換參數的手工配置和參數的不更新，往往會造成用戶在切換過程中發生過早切換、過晚切換和乒乓切換，這樣不僅給用戶體驗帶來負面影響，還造成了網絡資源的巨大浪費。為此，3GPP標準組織在LTE系統的SON技術中引入了移動魯棒性優化的功能。本文在其基礎上，提出了一種動態調整切換參數的方法，采用了WrapRound小區基站的布局模式進行實驗，得出了切換參數CIO與切換成功率和切換乒乓率的動態關系，最終以達到減少切換相關的RLF發生進而提高網絡資源的使用效率為目的。

過早切換；過晚切換；乒乓切換；移動魯棒性優化；切換參數

LTE系統在切換過程中往往會出現過晚切換 （Too Late HOs）、過早切換（Too Early HOs）、Ping-Pang HOs等，引進移動魯棒性的目的就是通過對不同場景的識別，并對它們進行統計，根據統計結果對切換的相關參數進行優化，使得網路中的切換失敗、掉話以及不必要的切換降到最少。本文從場景識別、場景處理兩個過程提出了一種移動魯棒性優化方案。

1　場景識別

可以通過以下輸入來識別不同的切換場景：事件獲取和分析、UE測量、性能檢測。

在事件獲取和分析中，eNodeB可以獲取切換事件信息和UE上下文。UE測量在UE檢測報告中發送，可以指示發生了過早切換還是過晚切換。

場景識別是判斷切換異常的場景，包括過早切換、過晚切換以及乒乓切換。如圖1切換場景所示，切換過早、過晚是針對UE從小區A切向小區B來說的。

說明：圖1中1：正常切換；2：過早切換；3：過晚切換。

圖1　切換場景

當系統檢測到要進行切換時，如果切換參數設置得過小時，切換門限較低，此時的切換位置發生在圖1中2位置，導致A小區很容易發生切換而這時B小區的信號質量還較差，所以有可能無法切換入小區B，或剛剛切換就因質量較差而掉話，造成切換失敗。反之，切換位置發生在圖1中3位置，此時，由于用戶移動出小區A的邊緣，所以有可能還未來得及切換或切換還未完成，就發生了失敗，導致掉話。

1.1過早切換

在兩個重疊的A小區和B小區中，假設A小區為源小區，B小區為目標小區，假設此時用戶在A小區并由A小區的基站提供服務，當用戶在向B小區移動的過程中，發生切換，用戶連接到B小區的基站上，如果在很短的時間內發生RLF，用戶又重新搜索附近小區并重新連接到A小區，該過程我們可以判定為用戶在源小區A發生過早切換而導致RLF。

所以，對于過早切換的特征我們可以描述為：

A.用戶成功連接到目標小區后，卻在很短的時間內發生RLF；

B.用戶再次在源小區內重新建立連接。

1.2過晚切換

在兩個重疊的A小區和B小區中，假設A小區為源小區，B小區為目標小區，假設此時用戶在A小區并由A小區的基站提供服務，當用戶在向B小區移動的過程中，如果出現以下情況中的一種則可認為是發生了過晚切換：其一是如果在切換過程中由于源小區A的信號質量過低而導致用戶RLF的發生；其二是如果用戶在運動過程中，切換過程還沒來得及觸發就已經發生RLF，之后用戶重新搜索選擇可以服務的小區并連接到目標小區B；

所以，對于過晚切換的特征我們可以描述為：

A.在切換過程中或在切換觸發前，用戶在源小區A發生RLF；B.用戶在目標小區中重新建立連接。

1.3乒乓切換

乒乓切換的判決如圖2示，乒乓判決時，小區A作為切換入小區收到UE History information以后，如果UE Historyinformation中次新小區的GCI與本小區相同，在最新小區停留的時間 （圖2中停留時間2）小于乒乓門限時間pingpong-TimeThd，則認為這是一次乒乓切換。乒乓切換說明小區A相對于小區B而言，屬于信號質量更好的小區，而小區B還不具備穩定的信號質量來承接該切換的UE。乒乓切換會引起不必要的信令開銷，增加切換失敗的概率，同時對吞吐量也會產生一定的影響。

RLF Indication中包括信息如下：

-Failure Cell ID：PCI of the cell in which the UE was connected prior to the failure occurred；

-Reestablishment Cell ID：ECGI of the cell where RL re-establishment attempt is made；

-C-RNTI：C-RNTI of the UE in the cell where UE was connectedpriortothefailureoccurred；shortMAC-I （optionally）：the 16 least significant bits of the MAC-I calculated using the security configuration of the source cell and the re-establishment cell identity.

2　場景處理

場景處理的主要目的就是根據場景識別出來的結果進行相應的處理及優化，其優化流程如圖2所示。

圖2　乒乓切換判決

2.1切換參數調整原則

通過以上對過早切換、過晚切換及乒乓切換的分析可以得出切換參數調整的基本原則是：

“我的名字叫‘虛擬主播’”——“他”丹唇皓齒，而且字正腔圓。在“互聯網之光”博覽會上，新華社聯合搜狐利用搜狗分身技術推出全球首個“AI合成主播”。在搜狗CEO王小川看來，語言是AI（人工智能）的未來，是人工智能皇冠上的明珠。這顆明珠也確實在本屆世界互聯網大會中耀眼奪目，讓所有人恍惚間看到未來。

A.當用戶發生過早切換時，說明當前的切換參數設置得過小，應當適當增大切換參數。

B.當用戶發生過晚切換時，說明當前的切換參數設置得過大，應當適當減小切換參數。

C.當用戶發生乒乓切換時，應當通過犧牲一定切換成功率、適當增大切換參數來降低乒乓率。

2.2優化流程方案

優化流程圖如圖3所示。

圖3　優化流程圖

流程描述如下：

1）進行參數指標檢測，如果檢測到切換成功率過低或者切換乒乓率過高，則進入異常場景識別模塊，并確定該異常是由過早切換、過晚切換還是乒乓切換引起的。

①若此時的切換成功率大于前一周期的切換成功率并小于設定的成功切換率，則繼續增大CIO的步長，直到切換成功率大于設定的切換成功率的值為止；

②若此時的切換成功率小于前一周期的切換成功率，則此時結束過早優化流程進入乒乓優化流程。

3）若異常是由過晚切換引起的，則進入過晚切換優化流程，先將切換參數CIO減小一個步長，并把更新后的參數下發給小區中的所有用戶，然后在下一個周期內檢測用戶發生切換的成功率：

①若此時的切換成功率大于前一周期的切換成功率并小于設定的成功切換率，則繼續減小CIO的步長，直到切換成功率大于設定的切換成功率的值為止；

②若此時的切換成功率小于前一周期的切換成功率，則此時結束過晚優化流程進入乒乓優化流程。

4）若異常是由乒乓切換引起的，則記錄下當前的切換成功率參數S，然后將切換參數CIO增加一個步長，并把更新后的參數下發給小區中的所有用戶，然后在下一個周期內檢測用戶發生切換的成功率和乒乓切換率：

①若乒乓切換率低于前一周期的乒乓切換率且此時的切換成功率大于（A-Δ），則逐漸增大切換參數CIO的步長，繼續觀測下一周期內切換成功率和乒乓率，并根據其結果進入相應的優化流程；

②若乒乓切換率低于前一周期的乒乓切換率但此時的切換成功率小于（A-Δ），則將切換參數CIO回退至調整之前的值，并標記此次參數優化完成，退出優化流程。

③若乒乓切換率大于等于前一周期的乒乓切換率，則將切換參數CIO回退至調整之前得值，并標記此次參數優化完成，退出優化流程。

3　試驗與結論

3.1條件設置

本實驗基站采用WrapRound小區布局，其具體參數配置如表1所示。

表1　基站配置信息

3.2結論分析

切換成功率和乒乓率隨CIO的變化情況如圖4所示。

圖4　切換成功率和乒乓率隨CIO的變化情況

從圖4所示的柱狀圖可知，當CIO設置為負值時，發生乒乓切換的概率較大且切換的成功率也不是很高，當CIO設置大于3時雖然發生乒乓率的概率為0，但是切換成功率有所下降，所以在實際運用中，應權衡切換的成功率和乒乓率來設置和調整CIO的值。

4　結束語

文中主要討論了一維切換參數CIO在LTE系統中對切換成功率和乒乓率的影響，并基于此提出了一種MRO的具體優化方案，并給出了切換參數的參考值，當然影響的系統的切換成功率和乒乓率的參數還很多，相信隨著LTE系統的不斷成熟，必將獲得新的突破。

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The research and implementation of mobility robustness optimization in LTE system

CAO Long1，2，DAI Jin-you2，LIU Qiong2
（1.Wuhan Research Institute of Post and Telecommunications，Wuhan 430074，China；2.Wuhan FiberHome Networks Co.，LTD，Wuhan 430074，China）

In the current 2G/3G systems，handover parameters are set by the network operator manually and the handover parameters can not update which will result in Too early handover，Too late handover and Ping-pong switching which will give users not only a negative impact experience but waste the network resource.So，the 3GPP standards organization introduced the function of Mobility Rubustness Optimization in the LTE SON technology system.Based on that this article give a method about handover parameters adjusted dynamicly and use the WrapRound neighborhood base station experiment text then we get the relationship between handover success rate，Ping-pong rate with CIO.We do this is for the purpose of reducing the related RLF and enhance the useness of network resource.

too early HOs；too late HOs；ping-pang HOs；mobility robustness optimization；handover parameters

TN914

A

1674－6236（2016）09-0144-03

2015-06-17稿件編號：201506175

曹 龍（1990—），男，云南曲靖人，碩士研究生。研究方向：數據通信。