TD-LTE切换问题分析与解决



TD-LTE切换问题分析与解决

姜敏敏1，韩晟2

（1 南京信息职业技术学院，南京 210023；2 中国移动通信集团江苏有限公司，南京 210003）

摘 要随着TD-LTE无线网络的初具规模，网络优化成为网络建设的重点。切换性能的优化是网络优化中的重要工作之一，TD-LTE采用的是硬切换技术，为了保证通话不中断，有必要对系统可能存在的切换问题进行研究，从而使切换性能达到最佳。

关键词TD-LTE；网络优化；切换

切换（Handover或者Handoff）是移动通信系统的一个非常重要的功能。它是控制无线链路的一种手段，切换能够让用户在跨越不同的小区时保持连续的通话而不掉话。当用户设备在小区之间移动时，基站可能基于某种策略发起切换过程。切换性能与切换参数的设置密切相关，如果切换参数设置不合理，则会降低用户感受度，并且还会因乒乓切换、无线链路失败(RLF, Radio Link Failure)等原因而浪费网络资源。

1　TD-LTE系统切换的类型

切换的类型主要包括软切换和硬切换两种，软切换指的是用户首先与目标小区建立连接，然后再断开与源小区之间的连接；硬切换指的是用户首先断开与源小区之间的连接，然后再与目标小区建立新的连接。但是在TD-LTE系统中，其上行和下行都没有采用宏分集合并的技术[1]，因此，TD-LTE系统只能采用硬切换，而不能使用软切换，即用户在进行切换时，首先断开与源基站之间的连接，然后再与目标基站重新建立连接。

TD-LTE切换可分为系统内切换和TD-LTE与其他系统间切换。前者包括eNode B内切换、通过X2接口的eNode B间切换、通过S1接口的eNode B间切换。后者包括TD-LTE与WCDMA以及GSM之间的切换等。切换过程大致为：测量控制、切换准备、切换执行和切换完成[2]。切换成功率是移动保持类的重要指标之一，按照涉及的网元关系可以分为eNode B内切换成功成功率、eNode B间（包括X2切换和S1切换）切换成功率。切换成功率的高低，直接影响用户感受，是运营商重点考核的KPI指标之一。

2　TD-LTE切换问题分析

2.1 切换的异常场景

TD-LTE的切换一般存在如下几类问题：不发生切换引起掉话、切换失败、频繁（乒乓）切换、切换慢导致下行质量差。根据切换中存在的问题对通话的影响，将切换异常场景分成以下几类。

2.1.1 过晚切换场景

过晚切换主要指的是，由于切换的相关参数设置的不合理时，用户从服务小区向目标小区运动时，当用户不断的远离服务小区的覆盖范围或者已经离开服务小区的覆盖范围，并且从服务小区接收到的信号质量比较低的时候，此时用户还没有发起切换或者在发起切换的过程中发生了无线链路失败。然后，该用户会尝试与其它小区建立连接，从而建立新的无线通信链路[3]。

2.1.2 过早切换场景

过早切换主要指的是，在某些特殊情况下，当用户从服务小区向目标小区运动时，由于切换的相关参数设置的不合理，导致用户从目标小区接收到的信号质量不是很理想的时候就触发用户向目标小区发起了切换过程，从而造成了用户在切换完成后发生了无线链路失败；或者造成用户根本无法连接到目标小区而导致用户发生切换失败。然后，该用户会选择发起切换之前的服务小区进行重新连接。

2.1.3 切换到错误小区场景

切换到错误小区主要指的是，当用户从服务小区向目标小区发生运动时，由于切换的相关参数设置的不合理，可能会导致用户切换到第三方小区。即用户从服务小区向目标小区进行切换时，用户可能无法切换到目标小区或者用户刚切换到目标小区后在非常短的时间内就发生了无线链路失败，然后该用户会选择小区进行重新连接，但是用户重新连接的小区既不是切换前的服务小区也不是切换时的目标小区，而是一个第三方小区。

2.1.4 乒乓切换场景

乒乓切换场景的检测指的主要是基于相邻小区之间所交互的用户的历史信息。判断一个用户是否在两个相邻小区之间发生乒乓切换的依据是，在一定的监测时间内，如果用户从服务小区向目标小区的切换次数和从目标小区向服务小区的切换次数都超过基站设定的门限值时，或者当用户从服务小区切换到目标小区后，在目标小区驻留的时间非常短，小于基站设定的时间的门限值时，我们就称该用户发生了乒乓切换[4]。

2.2 切换问题的分析流程

切换优化的主要目的是能够减少不必要的切换、提高切换成功率、降低乒乓效应、减少掉话率、减小切换时延等，全面的提升用户感知度，减少投诉。TDLTE系统内所有切换问题最终都可以归纳为eNode B间的小区间切换和eNode B内的小区间切换等。因此只要掌握如何对两个小区的切换问题进行定位和优化，就可以以点及面，解决一个大网的切换问题。根据不同的切换异常场景在实际网络优化过程中可以把切换问题的可能原因大概分为如下几条：（1）硬件传输故障（载频坏、合路天馈问题）；（2）数据配置不合理；（3）拥塞问题；（4）时钟问题；（5）干扰问题；（6）覆盖问题及上下行不平衡。

当出现切换成功率低的问题时，首先按照切换问题分类，了解切换问题的范围，然后根据硬件、数据配置、拥塞、时钟、干扰、覆盖等方面入手逐一排查解决，排除这些影响切换成功率的客观因素，然后根据自动邻区优化提升切换成功率。

2.3 切换问题优化措施

针对不同的切换优化存在的问题，下面给出不同的优化措施与建议。

2.3.1 硬件传输故障

硬件故障的现象表现为：告警系统上报相应的告警信息。首先要排除这些硬件故障告警，检查硬件数据配置，如果出现故障的小区及其相邻小区的数据配置在近期没有修改，突然出现切换问题，则应首先考虑是否eNode B硬件故障造成。

若该eNode B下只有一个小区出现切换问题，则考虑是否由该小区本身的硬件故障造成，如部分载频损坏，引起呼叫切换到该载频时失败。

对于上述问题，可以采用闭塞部分载频的方式来验证。若闭塞某个载频后，切换成功率恢复正常，则可以查看是否该载频故障，或与该载频相关的BBU或天馈故障。

2.3.2 数据配置不合理

数据配置不当导致的故障现象表现为：UE不发起切换或过多的发起切换，从而影响切换成功率。

由于切换判决算法受切换参数的控制，如果切换参数配置不当，可能导致MS 不发起切换或过多的发起切换，此时可从以下几个方面来考虑：（1）数据配置中的切换门限设置是否合理；（2）数据配置中的切换候选小区参数设置是否合理；（3）数据配置中的切换磁滞设置是否合理；（4）切换定时器。

2.3.3 目标小区拥塞

目标小区拥塞的故障现象表现为：UE 发起切换请求后申请不到信道而切换失败。当目标小区出现拥塞导致切换失败后，为避免MUE试图再次切换到此目标小区，应对目标小区进行惩罚。

2.3.4 时钟问题

时钟不同步，BTS时钟不稳是引起切换掉话的重要原因，应注意保持基站时钟稳定，否则会因为时钟不稳，引起切换失败以及掉话过多。

2.3.5 干扰问题

网络存在较大的干扰，容易引起接收质量下降，导致干扰切换或者质差切换增多，降低了PBGT切换比例，从一定程度上降低了现网的服务质量，影响用户的感受，甚至一定程度上影响切换成功率。干扰问题主要通过路测发现现网存在的干扰大的小区或者频点，然后通过调整天馈倾角，更换频点，调整发射功率和小区覆盖范围等常规的RF优化手段解决。也可以通过辅助手段，登记干扰带测量，来估计下行的干扰情况。

2.3.6 覆盖问题及上下行平衡

信号覆盖问题的现象表现为：切换成功率低、伴随着掉话且话音质量较差，用户直观感受差，通话过程中有杂音和金属声。信号覆盖问题主要存在三类，一类是越区覆盖，由于边缘门限设置过低，基站功率过大，倾角不合适导致越区覆盖，形成同频干扰，影响切换成功率；一类是孤岛效应引起的切换成功率低，如服务小区的覆盖远远超过其邻区，且未与其邻区的邻区配置相邻关系，这种情况容易在服务小区的边缘发生切换失败。覆盖问题和上下行平衡主要通过RF优化解决。

3　切换异常案例分析

以下案例是UE在工作中发生频繁切换，从而影响到业务的速率，通过修改参数达到减少切换的次数。

3.1 问题描述

在如图1所示路段测试时，UE在小区间频繁切换，严重影响业务速率，切换顺序如下：信访局_3→人民路_1→信访局_3→师大公寓_3→师大食堂_1→信访局_3→师大食堂_1→信访局_3→师大食堂_1。

图1　测试数据分析图

3.2 问题分析

该路段存在如下5个小区信号：信访局_1（RSRP= -101dBm）、信访局_3（RSRP=-102dBm）、人民路_1（RSRP=-105dBm）、师大食堂_1（RSRP=-103dBm）以及师大公寓_3（RSRP=-103 dBm），从图1及以上数据分析可以看出小区之间的信号电平相当，这样的结果是无主覆盖小区，导致切换频繁。

3.3 解决措施

考虑新建站点有一定的难度，所以在不能新增站点的情况下，修改了切换的相关参数以达到减少切换的目的：

（1）a3-Offset（A3事件测量偏置）；

（2）HysteresisA3（A3事件测量迟滞）；

（3）TimeToTriggerA3（A3事件触发时延）；

（4）Cell Individual Offset EUtran（切换个性化偏置）。

本案例中，将Cell Individual Offset EUtran由默认0改为-3，延迟A3事件的触发，以此减少切换次数。

3.4 处理效果

修改参数之后，切换次数减少1次（不再切换到师大公寓_3）：信访局_3→人民路_1→信访局_3→师大食堂_1→信访局_3→师大食堂_1→信访局_3→师大食堂_1。如表1所示通过优化看到，业务速率得到提高。

表1　优化前后变化情况

4　总结与展望

本文对TD-LTE的切换类型进行了分析和总结，在切换过程中存在很多问题会对通话产生不良影响，导致出现几种切换的异常场景，针对日常网络优化流程给出了切换异常场景的优化措施。结合实际工作经验，对出现乒乓切换异常场景的情况给出相关参数的改变，优化以后进行复测，效果显著。

参考文献

[1]沈嘉，索士强，全海洋, 等．3GPP长期演进(LTE)技术原理与系统设计[M]．北京：人民邮电出版社．2008.

[2]张博，刘俊.LTE切换方法的研究概况[J]. 广东通信技术, 2013(1).

[3]魏珍珍，徐晓，张健, 等．LTE中基于移动特性的切换优化[J]. 通信技术, 2010(11)．

[4]王映民，孙韶辉, 等．TD-LTE技术原理与系统设计[M]．北京：人民邮电出版社．2010.

Analysis and solutions of the problem of handoff in TD-LTE

JIANG Min-min1, HAN Sheng2

(1 Nanjing College of Information and Technology, Nanjing 210023, China; 2 China Mobile Group Jiangsu Co., Ltd., Nanjing 210003, China)

AbstractThe construction of TD-LTE wireless network appears in full swing in 2014. Network optimization becomes the focus of network construction with the scale of TD-LTE wireless network taking its shape. Handoff performance optimization is one of the important work of network optimization. The technology of hard handoff is used in TD-LTE. It is necessary to research the problem of handoff system may exist in order to ensure that the call is uninterrupted. So the performance of handoff can achieve the best.

KeywordsTD-LTE; network optimization; handoff

收稿日期：2014-10-27

文章编号1008-5599（2015）01-0053-04

文献标识码A

中图分类号TN929.5