WCDMA小区重选参数优化分析

黄艳福，付 智，周 铭（中讯邮电咨询设计院有限公司，上海 200050）

0 前言

在移动通信系统中，用户移动终端（UE）会根据小区重选准则，周期搜索当前最优小区驻留。这种周期重选机制能保证当前终端驻留小区的信号强度和质量，为了达到预期的呼叫建立性能，这也是必须的。反应灵敏的小区重选机制能充分改善驻留小区的质量，但其代价是频繁的重选，导致终端待机时间缩短。小区重选准则是基于网络提供的参数。

本文从分析小区重选准则入手，分析各个参数对重选的影响，提出目前较常用的优化参数，并针对某些特定场景，对参数进行了更进一步的优化。

1 小区重选过程

GSM系统提出了分层小区结构（HCS）：快速移动的UE驻留在大覆盖小区中，慢速移动的UE驻留在覆盖小的小区中。UE通过在一定时间内重选发生的次数判断是否处于高速移动状态。

虽然在3GPP标准中，WCDMA系统也支持HCS，但是在实际规划中却并不使用。因为许多WCDMA运营商只有1~3个载波，而不像GSM那样拥有很多的频点，因此给大覆盖小区单独规划1个载波，将会使系统容量显著下降。假如在同一载波上使用HCS，又会使系统干扰明显增加。基于以上原因在分析小区重选标准时，将不考虑HCS。

在空闲模式下，UE成功驻留到某一个小区后，会以DRX方式工作：在每个DRX周期开始时，UE将被唤醒并监测小区PICH，判断是否有寻呼指示。UE根据当前驻留小区CPICH Ec/No测量结果判断是否触发同频、异频或系统间测量。即：CPICH Ec/No低于Qqualmin+Sintrasearch时触发同频邻小区测量；低于Qqualmin+Sin-tersearch时触发异频邻小区测量；低于Qqualmin+SsearchRATGSM时触发GSM邻小区测量。然后根据R准则对比驻留小区与测量邻小区信号测量值，如式（1）和式（2）所示。

其中 Qmeas，s、Qmeas，n为当前驻留 WCDMA 小区以及邻小区信号测量值，对于WCDMA小区由系统消息指定为CPICH RSCP或是CPICH Ec/No，一般选择Ec/No；对于GSM小区，一般为接收信号电平平均值RxLA。

如果在Treselection时间内某个最大邻小区的R值一直大于当前驻留小区的 R 值，即：Rn＞Rs，Qmeas，n-Qmeas，s＞Qhyst+Qoffset，n，该邻小区信号测量值大于当前驻留小区的信号测量值至少Qhyst+Qoffset，UE就会重选到这个新小区。

2 重选参数分析

2.1 CPICH Ec/No和CPICH RSCP

CPICH Ec/No和CPICH RSCP测量值。对于WCDMA同频小区或异频小区重选过程，R准则中测量度量值为CPICH Ec/No或CPICH RSCP，由系统消息指定；对于GSM邻小区，R准则中测量值为RxLA。

2.2 DRX周期

DRX为UE在空闲模式下被寻呼的时间周期，一般支持0.64、1.28、2.56和5.12 s 4种参数值。由于5.12 s的寻呼间隔时间过长，极端情况下UE需要等待5.12 s才能响应寻呼指示，平均响应时间也有2.56 s，因此不考虑该参数值。对于DRX分别为0.64、1.28和2.56 s时，邻小区测量时间间隔最长分别为1.28、1.28 和 2.56 s［1］。

因此，当DRX取1.28 s时，由于DRX周期延长，UE唤醒频率降低，待机时间将较DRX取0.64 s延长20%~25%，并且由于测量最长间隔没有变化，因此对驻留小区质量不会带来较大的影响。当DRX由从1.28 s增加到2.56 s时，待机时间也将延长25%左右，并且测量时间间隔也相应增加了，对驻留小区信道条件的变化响应也将会有一定的延时。

因此，一般情况下，建议DRX取值1.28 s。

2.3 测量触发值

测量触发值（同频、异频以及GSM邻小区）应设为驻留小区的质量开始恶化，应该进行小区重选时启动测量。中国联通测量规范将WCDMA小区覆盖率定义为CPICH Ec/No≥-12 dB，考虑预留同频重选2~3 dB富余量后，建议同频测量触发值Qqualmin+Sintrasearch=-10 dB。

异频或异系统小区重选大部分参数是和同频小区重选相同的，由于异频或异系统小区重选延迟较大，因此应尽量减少该类型重选的发生，将重选触发值设置得比同频测量触发值小一些，并且优先异频小区重选，最后异系统小区重选：Qqualmin+Sintersearch=-12 dB，Qqualmin+SsearchRATGSM=-14 dB。

对于最小CPICH Ec/No即Qqualmin，可根据经验值取定为-16 dB。

2.4 Treselection

Treselection为小区重选定时器值，取值范围为0~31 s。为了防止由于信号波动引起的UE重选，一般取定Treselection为1~2个测量周期。Treselection过大会造成重选延迟增大，降低驻留小区信号质量。一般情况DRX周期为1.28 s，因此建议Treselection为 1 s。

2.5 Qhyst和Qoffset

Qhyst（滞后值）。对于GSM小区或测量度量值为CPICH RSCP的WCDMA小区，使用Qhyst1；对于测量度量值为CPICH Ec/No的WCDMA小区，使用Qhyst2。取值范围为0~40 dB。

Qoffset（邻小区与当前驻留小区之间偏移）。对于GSM小区或测量度量值为CPICH RSCP的WCDMA小区，使用Qoffset1；对于测量度量值为CPICH Ec/No的WCDMA小区，使用Qoffset2。取值范围为-50~50 dB。

在小区重选中，只有在Treselection时间内某个邻小区测量值一直比当前驻留小区的高至少Qhyst+Qoffset，UE才会重选到这个新小区，并且Qhyst+Qoffset与Treselection相互关联，共同影响小区重选。

在Treselection参数取定时， 增加Qhyst和Qoffset的值总能降低重选概率，从而延长待机时间。当然过高的Qhyst和Qoffset虽然可以延长待机时间，但同时会降低驻留小区的质量。因此在Treselection取1 s时，Qhyst+Qoffset取3 dB。

综合以上，一般情况下小区重选参数取值如表1所示。

表1 小区重选参数取值

3 特殊场景分析

3.1 室内

对于WCDMA覆盖较完善的室内情况，室内覆盖主小区的CPICH Ec/No和CPICH RSCP会明显优于室外宏站小区，并且信号稳定，变化不大。

以某办公楼室内覆盖测试信号为例，共计测试101个点，信号分布如表2和表3所示。

表2 CPICH Ec/No分档统计

表3 CPICH RSCP分档统计

由表2和表3可以看出98%的CPICH Ec/No大于-5 dB，97%的CPICH RSCP大于-75 dB。考虑人移动对UE接收CPICH Ec/No带来的2~3 dB的衰减，移动时CPICH Ec/No大于-8 dB。

因此，在室内WCDMA覆盖较好的情况，UE一般不会触发小区重选测量（同频、异频和系统间），此时可以考虑将DRX周期调整为2.56 s，UE待机时间将会延长25%，对UE驻留小区信号质量也不会产生影响，唯一有影响的将是UE响应寻呼平均时间变为1.28 s，最长为2.56 s。

3.2 双载波覆盖区域

对于UE处于双载波覆盖区域以及覆盖边缘时，需要考虑异频小区重选。异频小区重选主要有2个目的。

a）当UE离开双载波覆盖区域时，必须重选到第一载波。

b）当第一载波负载过大导致Ec/No下降，会触发UE重选到第二载波。

以上海联通WCDMA网络双载波区域为例，第一载波以承担语音及部分HSPA业务为主，第二载波主要分担HSPA业务，如图1和图2所示。

图1 双载频语音业务分担示意

图2 双载频HDPA业务分担示意

在建网初期，由于网络负载普遍不高，可以考虑UE空闲模式下驻留在第一载波，根据网络负载和用户业务类型，通过RRC连接重定向以及异频切换的方法，使UE驻留在第二载波。

异频小区重选的大部分参数和同频小区重选共享的参数，只有重选测量门限值是不同的（同频小区重选是Sintrasearch，异频小区重选是Sintersearch）。 由于异频小区重选延迟比同频小区重选延迟大，在这种情况下应该尽量减少异频小区重选的发生，调低异频重选测量门限值，甚至低于异系统重选测量门限值。

4 结束语

本文对在空闲模式下UE重选过程进行了分析，并针对UE待机时间以及重选的影响对各个参数进行了探讨，提出了一般情况下重选优化参数，并针对室内、双载波覆盖区域特殊环境下对小区重选参数进行了进一步的讨论。

WCDMA小区重选的衡量标准与具体部署和运营商的发展策略有关，为了获得最佳的性能，重选参数还要根据具体的环境进行微调，甚至是逐小区微调。

［1］3GPP TS 25.133 Requirements for Support of Radio Resource Management （FDD）［S/OL］. ［2011-02-21］.http://www.mumor.org/public/background/25133-510.doc.

［2］3GPP TS 25.304 UE Procedures in Idle Mode and Procedures for Cell Reselection in Connected Mode ［S/OL］. ［2011-02-21］.http://www.quintillion.co.jp/3GPP/Specs/25304-850.pdf.

［3］3GPP TS 25.331 Radio Resource Control（RRC）；protocol specification［S/OL］. ［2011-02-21］.http://www.5ibzw.com/bbs/viewthread.php?tid=58940.

［4］Flore D，Brunner C，Grilli F，et al.Cell reselection parameter optimization in UMTS[C].[2011-05-25].http://sciencestage.com/d/4715841/cell-reselection-parameter-optimization-in-umts.html.

［5］Garavaglia A，Brunner C,Flore D，et al.Inter-System Cell Reselection Parameter Optimization in UMTS[C].[2011-05-25].http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=1651721.