ＴＤ－ＳＣＤＭＡ中的小区更新及优化策略

【摘要】文章概要介绍了TD-SCDMA网络中的小区更新原因、小区更新目的、小区更新的信令流程和相关定时器的作用，详细讨论了大唐移动公司的网络优化中，小区更新在TD-SCDMA系统中的作用及优化策略。

【关键词】小区更新 无线链路 失败 移动性管理

1 引言

在通用移动通信系统（UMTS，Universal Mobile Telecommunication System）网络中，移动性管理的功能包括：位置区更新、路由区更新、小区更新、URA（Universal Terrestrial Radio Access Network RegistrationArea，通用陆地无线接入网注册区）更新。移动性管理的绝大部分功能由UE（User Equipment，用户设备）的非接入层和核心网来执行，另外一部分功能是由UTRAN中的RRC（Radio Resource Control 无线资源控制）子层来执行，因此对等的终端接入层的RRC子层也必须具备相关的移动性管理功能。小区更新过程和URA更新过程就是RRC子层处理移动性管理的两个重要过程。

URA是UTRAN内部区域的划分，适用于UE处于RRC连接状态的情形，一个URA包含了一个或多个Cell(小区)，具体由网络规划决定，定义URA是为了更加有效地利用无线资源。一是从网络侧考虑：通过定义URA，可以使部分移动性管理功能由UTRAN来协作完成，这样通过UTRAN的配合就能更加有效地寻呼到某个UE。二是从UE侧考虑：UE的RRC连接有五种状态（CELL_DCH，CELL_FACH，CELL_PCH，URA_PCH，IDLE）。如果UE上有业务，那么此时UE应处于CELL_DCH或者CELL_FACH状态；如果UE上没有业务进行，但UE上将要有业务发生的可能性比较大，那么UE可以长时间处在CELL_PCH或者URA_PCH状态；如果UE上目前没有业务正在进行，而且UE将要发生业务的可能性非常小，那么UE应处在IDLE状态。之所以要区别CELL_PCH和URA_PCH两个不同的连接状态，是从节省无线资源的角度考虑的。如果UE处在CELL_PCH状态，但其频繁在小区中切换，那么UE要频繁进行小区更新；而如果引入了URA_PCH状态，这样小区间的更新将被URA更新取代，UE可以在URA Id发生变化的时候（跨越多个cell）再进行URA更新，而不必频繁地小区更新。

URA更新过程和小区更新过程的信令流程基本相似，区别在于触发更新的范围不一样，不做详细介绍。本文主要研究TD-SCDMA网络中，UE的RRC子层触发的小区更新过程。

2小区更新概述

2.1 小区更新的目的

小区更新过程有以下几个主要目的[1]：

（1） 通知UTRAN，处于CELL_PCH或CELL_FACH状态的UE重新进入了服务区；

（2） 通知UTRAN，UE的AM RLC(确认模式 无线链路控制)实体发生了不可恢复的RLC错误；

（3） 周期性小区更新可作为CELL_PCH或CELL_FACH状态下的UE监管机制；

（4） 通知UTRAN，处于CELL_PCH或CELL_FACH状态下的UE发生小区重选后所在的小区；

（5） 用于处于CELL_DCH状态下的UE发生无线链路故障时的处理；

（6） 用于UE发送UE CAPABILITY INFORMATION（UE能力信息）消息失败时的处理；

（7） 通知UTRAN，处于CELL_PCH状态下的UE收到寻呼或需要发送上行数据，需要将其状态转移到CELL_FACH状态；

2.2 小区更新的原因

小区更新过程由UE发起，当UE满足下面某一种条件时，可发起小区更新过程。如果某几种小区更新触发条件同时发生，则按照下述次序，优先以前面的原因进行小区更新[2]。

（1） 上行数据传送

（2） 寻呼响应

（3） 无线链路失败

（4） 重新进入服务区

（5） RLC不可恢复错误

（6） 小区重选

（7） 周期性小区更新

上述的七种原因，在当前的网络中，出现情况较多的是两种: 无线链路失败； RLC不可恢复错误。为什么是这样的情况呢?这与UE的状态有关，如果UE处于连接模式,UE通常保持在CELL_DCH状态。UE处于CELL_FACH状态，是较短暂的状态，一旦UE做业务时，无论是CS域的还是PS域的，网络侧通常给UE分配专用资源，UE就处于CELL_DCH状态。另外，当分组调度算法开关关闭时，UE不会处于CELL_PCH或URA_PCH状态，即使PS调度算法开关打开，只有当上行和下行的业务量都为0时，UE的状态才可能跃迁至CELL_PCH或URA_PCH状态。

无线链路失败、RLC不可恢复错误这两种原因引起的小区更新，很多情况下是由于无线环境质量太差引起，是TD-SCDMA网络优化人员高度关注的方面。

2.3 小区更新流程及定时器介绍

根据“小区更新证实”信息内容不同，小区更新流程也不同[1]，举例如下：

如果消息中包含“物理信道信元”且不包含“无线承载信元”和“传输信道信元”，UE将回应“物理信道重配完成”消息。

小区更新中常见定时器和计数器如下：

（1） T302参数描述：UE在发送“小区更新/URA更新”消息后启动此定时器， 接收到“小区更新证实/URA更新证实”消息后停止； 如果T302超时且UE重发计数器V302<=N302，UE将重发“小区更新/URA更新”消息， 否则UE转入空闲模式。

（2） N302参数描述：重发“小区更新/URA更新”消息的最大次数。

（3） UE移动信息确认消息定时器：启动: MM（移动性管理）模块向UE发送对等层消息（小区更新确认/URA更新确认）后， 启动该定时器；停止: 定时器内，收到UE的响应消息，停止该定时器；超时: 超时释放UE。

关于T304、N304、T305、T307、T316、T317，本文不再详细描述,参见[2]。

3小区更新在TD-SCDMA网络中的作用和优化策略

3.1 小区更新在TD-SCDMA网络中的作用

小区更新可以称为TD-SCDMA网络中的挽救机制，合理利用TD-SCDMA中的小区更新，能够提升网络指标，如接通率、掉话率等。由大唐移动公司承建的RAN网络,前期在优化过程中发现网络掉话率、接通率指标都比较差，通过分析路测日志和网络侧的信令流程，发现有相当一部分是由于下行失步引起无线链路失败或RLC不可恢复错误而产生的小区更新，但是小区更新成功率较低，这样对掉话率和客户感受度都有很大的影响。

通过大唐移动公司的网络优化人员的攻关，总结出小区更新在TD-SCDMA网络中的重要作用。首先应尽量减少小区更新的次数，其次提高小区更新的成功率，进而改善接通率、掉话率等指标。

3.2 小区更新在TD-SCDMA网络中的优化策略

（1）优化策略之一：尽量减少小区更新的次数

在大唐移动公司的TD-SCDMA网络优化中，发现无线链路失败或RLC不可恢复错误而产生的小区更新，存在两种场景：一是切换不成功触发小区更新的情况，占比例较大；二是无线链路恶化引起小区更新，这种情况通过改善无线环境解决，本文不进行详述。

对于切换不成功触发小区更新的情况，详述如下：

UE上报“测量报告”后，未收到“物理信道重配”消息，经过15秒后，UE重新搜到更好的小区，UE上报小区更新，并且小区更新成功。从RNC（Radio Network Controller 无线网络控制器）侧信令看，RNC没有收到“测量报告”，后经过一段时间，收到小区更新。

虽然小区更新成功，但要分析为什么切换未能成功，大致从以下几方面关注：

（1） 可能是无主覆盖问题：导致满足“测量报告”上报时间太晚，网络侧未接收到。

（2） 可能是漏配邻区问题：更好的邻区漏配，致使满足“测量报告”上报时间太晚。

（3） 可能是满足“测量报告”上报的网络侧参数配置不合适：参数配置不当，使满足“测量报告”上报时间太晚。

具体属于哪种原因需要结合网络侧配置参数和无线环境逐一排查，本文不做主要论述。

在网络优化中，对于触发小区更新前的信令流程尤其关注，尽量减少小区更新出现的次数。

（2）优化策略之二：提高小区更新的成功率

对于小区更新失败导致的掉话，首先要明确小区更新的触发原因，UE的下行失步是什么原因导致的，对于无线环境很差情况下发生下行SIR（信噪比）很差并最终失步，应从无线环境角度去解决；对于无线环境很好情况下发生下行SIR很差并最终失步，可以尝试从系统内干扰去挖掘问题；对于一个小区出现的问题，要推广到对全网该类问题的核查。

小区更新优化案例一：

现象：

UE向RNC发送“小区更新”消息后，UE将启动T302定时器， 时间为10秒，当收到“小区更新证实”消息后停止。 在T302时间内可以有N302次（默认3次）重发“小区更新”的机会，如果T302超时且已经重发最大次数，UE仍然未收到“小区更新证实”消息，UE转入空闲模式。

当T302到期后且N302已重传完毕，但UE仍然未收到“小区更新证实”消息的异常事件，可能存在原因及解决思路 ：

◆Uu（UTRAN与UE之间的接口）口显示UE已成功发“小区更新消息”，但由于开环同步存在问题，RNC侧没有收到“小区更新证实”，未进行处理。可以通过网络侧的信令进行判断。

◆Uu口显示UE已成功发送“小区更新”消息，RNC侧已经收到，但是小区更新中小区更新的原因不是上述七种原因之一，RNC无法识别。可以通过小区更新消息所带内容查询。

◆Uu口显示UE已成功发送“小区更新”消息，RNC侧已经收到，并下发了“小区更新证实”消息，但是由于弱覆盖、内部干扰或外部干扰等其它原因导致下行失步，UE未能接收。可以通过路测数据对UE的无线覆盖和干扰进行分析。

◆Uu口显示UE已成功发送“小区更新”消息，RNC侧已经收到，并下发了“小区更新证实”消息，该消息通过FACH（前向接入信道）进行传送。但是可能由于到达时间点过早，基站的FP（帧协议）层认为下行出窗而扔掉，导致UE无法收到。通过信令跟踪接口消息判断解决。

小区更新优化案例二：

现象：

◆Uu口看见UE向RNC发送“小区更新”消息，并且收到了RNC下发的“小区更新证实”消息，之后RNC侧将启动移动信息确认消息定时器，收到UE的响应消息，停止该定时器，超时释放UE。

◆当UE已收到“小区更新证实”消息，但RNC侧在移动信息确认消息定时器超时后仍然未收到UE回复的“物理信道重配完成”消息，可能存在原因及解决思路 ：

◆在UE收到RNC下发的“小区更新证实”消息后，进行同步时由于覆盖弱或存在干扰没有同步上，导致UE没有向RNC回复“物理信道重配完成”消息。可以通过路测数据对UE的无线覆盖和干扰进行分析。

小区更新优化案例三：

现象：

Uu口看见UE向RNC发送“小区更新”消息，收到了RNC下发的“小区更新证实”消息，且UE也向RNC回复“物理信道重配完成”消息，但随后Uu口显示UE没有继续进行通信而是回到空闲状态接收系统消息。

可能存在原因及解决思路：

◆由于无线覆盖弱或上行存在干扰使得上行失步，导致RNC侧没有收到。可以通过路测数据对UE的无线覆盖和干扰进行分析。

◆由于配给基站的上行目标信噪比太小，导致UE发射功率不够高，“物理信道重配完成”消息无法到达RNC侧，可以通过查询网络侧参数进行核查。

4 结束语

本文主要讨论小区更新在TD-SCDMA网络中的重要作用及优化策略。大唐移动公司的网络优化人员通过现场的摸索，总结出两个策略：尽量减少小区更新的次数；提高小区更新的成功率，将对TD-SCDMA的网络优化起到重要的指导作用。如何更好地利用小区更新机制，改善接通率、掉话率等网络性能指标，相信随着TD-SCDMA网络的不断成熟，必将获得新的突破。

【作者简介】

周立媛：毕业于北京交通大学通信与信息系统专业，现任大唐移动通信设备有限公司高级工程师，主要从事TD-SCDMA无线网络维护、网络优化等工作，对RAN侧无线网络优化有较深入的研究。