4G多頻組網策略及性能提升研究

鄭亞忠

【摘 ?要】

多模多頻、多網共存成為4G網絡時代重要特征，解決多頻組網問題，可有效提升網絡質量和業務感知。提出了一套800M、1.8G、2.1G多頻點間空閑態重選和連接態切換策略以及參數配置方案，現網實測可有效提升網絡協同能力和用戶連續性感知，對提升多頻組網協同性能具有一定的指導意義。

【關鍵詞】多模多頻;異頻切換;A4事件;800M

[Abstract]

The coexistence of multi-mode， multi-frequency and multi-network has become an important feature of 4G networks. Solving the problem of multi-frequency networking can effectively improve the network quality and service perception. The paper proposes idle-state reselection and connected handoff strategies and parameter configuration solutions for the multi-frequency network with 800M， 1.8G and 2.1G. The testing results in current networks show that network coordination capability and user continuous perception can be effectively improved， and provide some guidelines to improve the cooperative performance of multi-frequency networks.

[Key words]multi-mode multi-frequency; intra-frequency handoff; A4 Event; 800M

0 ? 引言

4G用戶數量的快速增長和不限流量業務的推出，使得運營商在多個頻段部署4G網絡，對2G、3G網絡頻率進行重耕利用，同時還存在FDD/TDD混合組網的情況，提升多頻組網性能成為4G組網的重要問題。中國電信在2017年6月底完成800M重耕，用來承載VoLTE、NB-IoT和中低速的數據業務。因此，如何提升800M、1.8G、2.1G、2.6G多頻點之間的協同組網能力和業務承載效果是4G多頻協同組網亟需破解的問題。

本文重點討論多頻組網的終端駐留策略、異頻切換策略，結合中國電信800M、1.8G、2.1G、2.6G頻率定位要求和現網實際部署情況，同時考慮現網設備和終端產品實現的差異性，對多頻組網切換問題進行深入分析，對不同切換事件的性能和適用場景進行實測驗證，從而提出800M/1.8G/2.1G多頻協同組網的策略建議，提升各頻段下特殊場景用戶速率和業務連續性感知。

1 ? 多頻組網策略

4G網絡完成800M重耕后，城區補盲、城區深度覆蓋和農村廣覆蓋由800M進行覆蓋，普通城區由800M、1.8G進行覆蓋，密集城區由800M、1.8G、2.1G共同進行覆蓋，少數熱點區域由TDD 2.6G擴容來吸收話務，如圖1所示。

1.1 ?空閑態駐留策略

終端根據檢測到的小區信號質量及開機搜網策略，以各個頻點信號質量為基準，通過設置頻點優先級和重選門限，從而優先駐留在信號質量好、帶寬體驗好的網絡。對于空閑態駐留，優先駐留FDD大帶寬頻點，確保能夠獲得更好的速率體驗。重選門限配置要使異頻重選先于異頻切換發生。重選過程主要有同優先級之間重選、向高優先級重選、向低優先級重選。

本文以先高優先級重選過程為例說明重選策略需要的注意點，如圖2所示。終端啟動重選判決，首先判斷是否在當前服務小區駐留了至少1 s時間，如果不滿足，不會發起重選，然后對比頻間重選的優先級和頻內重選的優先級，認為是高優先級。檢測SIB3消息中是否攜帶了ThreshServingLowQ參數，如果攜帶了，則說明現在需要依靠RSRQ的情況來判斷是否進行頻間重選，如果異頻LTE小區信號的Squal大于ThreshX， HighQ這個門限值，且持續TreselectionInterEUTRA，那么就發起重選，否則就不發起重選。如果SIB3中沒有下發ThreshServingLowQ參數，那么就說明現在不需要依靠RSRQ的情況來判斷是否進行頻間重選，還是依靠RSRP的情況。如果異頻LTE小區信號的Srxlev大于ThreshX， HighP這個門限值且持續TreselectionInterEUTRA，那么就發起重選，否則就不發起重選。

對于空閑態負荷均衡駐留，基于UE能力，在RRC釋放消息中指示UE釋放后駐留到某個頻點上，保證不同頻點間的空閑態用戶負荷均衡。目前，LTE協議規范未實現HASH算法來保證空閑態負荷均衡。同時，也可根據不同的業務類型承載在特定的頻點來承載網絡。

1.2 ?連接態切換策略

鑒于當前電信網絡頻點覆蓋情況和帶寬分配情況，對于連接態數據切換策略，宜優先使用1.8G或2.1G，僅在1.8G弱覆蓋時切換到800M上。當僅有數據業務的UE處于800M時，基于頻率優先級切換算法及時切換到1.8G上，弱覆蓋時用基于覆蓋的異頻切換作為補充。對于數據異頻測量啟動門限A2取值問題，根據表1基于覆蓋的異頻切換測試結果，得出RSRP>-110 dBm時1.8G用戶速率感知優于800M的結論，所以采用-110 dBm作為啟測門限，如圖3所示。

1.3 ?TDD駐留和切換策略

3GPP標準已經支持了FDD與TDD這兩種制式的切換，從3GPP標準上看，FDD/TDD的接入制式對核心網透明，目前沒有信元或者標志位用來區分TDD和FDD接入制式。這種不區分FDD/TDD制式的方式，保證了用戶體驗一致性和計費一致性，但對于某些特殊的應用場景必須實現核心網對接入制式的感知，以實現不同的控制策略。這就需要EPC從邏輯規劃上區分FDD/TDD，主要包括號段、終端IMEI、PLMN、TA等幾種方式。目前，中國電信FDD/TDD混合組網可以共享EPC核心網，完成計費和策略控制的統一、網管和運維的統一。對于FDD與TDD連接態切換，TDD作為熱點覆蓋，可采用參數控制只實現從TDD向FDD的單向切換。若服務小區信號質量滿足盲切換A2門限，直接觸發盲重定向，盲重定向時優選高優先級模式下的頻點，在不存在高優先級模式頻點的情況下，才選擇低優先級模式下的頻點。切換門限需要根據路測情況和用戶使用情況進行優化。圖4為FDD與TDD駐留和切換策略示意圖。

2 ? 多頻組網性能優化

多頻率協同策略的基本目標是通過合理的參數配置，實現多頻率之間的有效協同與均衡，最終達到提升網絡質量和容量、改善用戶感知的目的。考慮到當前1.8G的覆蓋情況和800M低頻良好覆蓋能力和其帶寬受限的特點，總體上遵循“高頻吸容量、低頻補覆蓋”的多頻協同總體策略，通過頻率優先級和重選、切換參數的合理設置，實現1.8G/2.1G優先駐留、800M連續覆蓋、個別熱點2.6G負荷分擔的多頻協同網絡。實際優化主要遵循優先級策略，根據不同場景采用不同的切換事件配置，根據實際信號強度來調整切換門限，根據現網大量測試數據，總結了一套多頻空閑駐留和激活切換的互操作參數優化模板，如表2所示，采用此套參數配置方案，以保證最佳互操作性能，同時滿足終端待機及業務策略需要。

2.1 ?駐留、重選配置優化方案

影響空閑態多頻組網性能的因素主要包括優先級配置和重選門限配置。鑒于當前網絡部署情況，終端在室分系統下將主要駐留和使用2.1G，無室分系統情況下主要駐留和使用1.8G，當用戶離開1.8G/2.1G的較好覆蓋區域，通過重選，切換至800M。而當終端在800M時，如果檢測到1.8G/2.1G信號覆蓋恢復至一定程度后，優先返回1.8G/2.1G，從而實現用戶的良好感知體驗。在弱覆蓋和無覆蓋區域，通過CL互操作，從4G向eHRPD重選或重定向，向用戶繼續提供數據業務，對處于eHRPD的終端，如果檢測到1.8G/2.1G/800M覆蓋恢復至一定程度后，迅速返回4G。特殊地，為了確保室內外協同的效果和防止乒乓重選，原則上避免從2.1G向eHRPD重選。因此，在頻率優先級策略上，TDD 2.6G>室內2.1G>室外2.1G、1.8G>800M>eHRPD。

系統消息SIB3、SIB5分別下發服務頻點和EUTRAN異頻頻點的小區重選優先級。重選門限參數的配置主要根據現場實測數據，在800M覆蓋正常情況下，當1.8G RSRP下降至-110 dBm時，速率感知與800M相當。

2.2 ?切換性能優化

目前，各主流廠家異頻切換實現差異較大，本文通過實測分析，得到不同場景下切換事件和門限配置策略，如表3所示，以控制最佳的切換性能，避免乒乓切換和切換不及時等情況發生。

連接態切換主要優化異頻啟動測量門限，一般為A2事件門限和基于覆蓋切換門限，一般為A3、A4或A5門限，根據表3的切換參數優化，異頻A2 RSRP觸發門限一般設置為-105 dBm。為了防止乒乓切換，A4門限一般比A2門限高2 dB～4 dB。實際路測結果各切換事件效果如表4所示，在低優先級向高優先級切換，室內外異頻異系統組網可以采用A4事件;在同優先級，室外切換場景可以采用A3事件。對于A5事件，一般應用于當目標小區強度高于一定門限，并且源小區強度低于一定門限，就觸發切換事件，可用于高優先級向低優先級頻點的異頻切換，只有在服務小區覆蓋差，為了保證不掉話，才會尋求向低優先級頻點的異頻切換。

從無錫4G現網優化的方案來看，1.8G、2.1G頻率優先級為3，800M頻率優先級為2，切換事件采用A4事件配置;1.8G、2.1G往800M切換門限RSRP為-109 dBm，800M往1.8G、2.1G切換門限RSRP為-105 dBm，如圖5、圖6所示，800M重耕后，CQI大于7的比例增加明顯;1.8G與2.1G之間采用A3事件，相較于策略A4事件，1.8G和2.1G上用戶更難切換到800M，CQI優良比略有下降，但是用戶感知速率有改善。

上述多頻協同總體策略及參數配置，作為一般場景下的默認配置，主要滿足多頻組網初期的多頻率協同，其中800M帶寬按3 MHz考慮，未來仍將根據頻率調整和業務情況再進行優化。實際組網部署時，應根據業務運營策略和網絡實際覆蓋，例如VoLTE商用時，是否需要部署業務分層切換策略，以及考慮室內外協同及高鐵等特殊場景，可以根據實際場景結合用戶感知進行特殊配置，以確定用戶最佳的空閑態駐留和連接態切換策略。

3 ? 結束語

本文首先指出了目前4G多頻組網存在的問題，闡述了多頻基本的駐留、切換策略原理，調整優化了優先級、切換事件和切換門限等重要參數，比較了不同事件的切換性能，保障了多頻切換基本性能。考慮網絡實際運營時，后期可根據各自的負荷情況，選擇用戶進行基于負載均衡的切換，提高小區資源的使用效率。基于負載均衡的多頻切換策略和基于業務分層的切換策略等需要進一步研究，共同提供更好的覆蓋和更好的業務體驗，提升網絡協同能力。本文主要是基于同設備廠家1.8G、2.1G和800M的頻段展開討論的，但原理方法可為不同設備、不同頻段間混合組網應用場景提供優化思路。

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