LTE网络邻区自优化功能探索及应用

刘建民+张明臣+田永超

【摘 要】为了解决LTE移动通信网络中邻区关系的配置及优化问题，对不同厂家邻区自优化功能进行了探索，并在不同场景下进行了应用推广。通过对试验数据的分析，验证了LTE网络中邻区关系自配置、自优化和自操作的可行性，合理应用可减少邻区核查和优化工作量，同时给出了在实际工作中邻区自优化配置的应用方法和建议。

【关键词】LTE ANR 自优化

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2016.24.003 中图分类号：TN929.53 文献标识码：A 文章编号：1006-1010（2016）24-0012-05

1 引言

随着4G LTE网络的建设和运营，带来了大量网络参数的调整以及海量用户数据分析，工作量越来越大。基于此，通信运营商提出了SON（Self-Organizing Network，自组织网络）的概念，旨在通过自动发现、自动配置、自动组织等功能来减少运营成本，提高操作效率，从而提升网络性能和稳定性。

本文对华为和中兴4G设备的ANR（Automatic Neighbor Relation，自动邻区关系优化）功能进行了分析及验证，研究了ANR功能在实际的网络操作中如何根据现场情况进行合理设置，并对效果进行了验证，分析了自动配置后出现的问题，对ANR功能需要完善的地方提出了建议，希望能为今后LTE网络ANR邻区优化提供参考。

2 ANR原理及流程

目前4G设备厂家实现的SON功能中，针对邻区提出了ANR功能，目的是希望实现邻区的自配置（Self-configuration）、自优化（Self-optimization）和自操作（Self-operation）。

ANR功能开启后，在终端切换过程中可以自动发现漏配邻区，并配合基站自动在邻区列表中添加漏配邻区，从而顺利切换至该目标邻区。结合X2链路的自建立功能，实现X2链路的建立，同时ANR能识别和删除错配、冗余鄰区。通过邻区的自动管理，可以解决网络中由于邻区关系导致的KPI（Key Performance Indicator，关键绩效指标）问题。

例如，ANR功控开启后，添加一个邻区的流程如图1所示：

具体流程如下：

（1）服务小区启动UE（User Equipment，用户设备）测量服务小区和邻区的信道质量；

（2）UE检测到服务小区和邻区的信道质量满足切换条件，上报邻区的PCI（Physical Cell Identity，物理小区标识）；

（3）服务eNodeB检测到该PCI不在邻区列表中，启动ANR流程，下发CGI读取命令，指示UE读取该PCI所对应的邻区的CGI信息；

（4）UE通过监听邻区的系统消息，读取邻区的CGI和TAC；

（5）UE将读取到的CGI上报给服务eNodeB，服务eNodeB即可添加到NCL和tempNRT中，然后完成切换。

当触发ANR邻区添加流程后，如果本端eNodeB与邻区所在eNodeB之间没有X2接口，本端eNodeB获取到对端eNodeB的信息，并根据X2接口自建立条件设置来建立X2接口，实现后续的X2接口切换。

3 ANR功能设置方法及功能验证

3.1 ANR邻区自优化功能网管设置

一般可以通过网管设置自动添加邻区的切换次数及周期条件，实现未知目标PCI邻区的自动添加；也可以设置自动删除邻区的统计周期、邻区数量以及切换次数、切换成功率等条件，实现冗余邻区的自动删除。不同厂家不同版本的设置策略或条件选择可能有所不同，应结合网络具体情况适当设置。

3.2 ANR邻区添加功能验证

在试点评估之前，通过路测信令跟踪，验证4G设备可以实现ANR邻区自添加功能。

下面的案例验证了A基站-2扇区和B基站-1扇区的自动邻区添加过程。这两个基站间由于其他扇区有邻区关系，已有X2接口。

（1）终端占用A基站-2扇区，上报ANR检测到的小区信息（PCI=93），信号比服务小区高于门限；

（2）服务eNodeB下发测量配置，启动UE测量该PCI=93小区的CGI；

（3）UE进行CGI上报，目标小区为B基站-1扇区（见图2）；

（4）X2切换的源侧eNodeB和目标eNodeB进行切换信息交互，空口下发切换执行命令的RRC（Radio Resource Control，无线资源控制）连接重配消息给终端，完成切换。

至此，通过ANR自动邻区添加功能完成了向目标小区的切换，同时补充了相应邻区关系。经过测试验证，4G设备（华为、中兴）均能实现ANR自动邻区添加功能，可以进一步开展ANR试点应用评估。

4 ANR功能试点评估

4.1 ANR邻区调整数量及切换性能统计分析

2015年10月底，在北辰区开展ANR试点评估。该区域4G设备厂家为中兴，设置ANR邻区自优化规则为：自动添加条件为1小时内有1次切换尝试（次数不可调），自动删除条件为24小时周期内无切换尝试且邻区数量已满64条（64条不可调）。

以北辰区开启ANR后一周邻区调整情况及邻区切换情况分析为例，评估ANR功能对邻区关系及切换性能的影响。

（1）ANR邻区影响数量分析

北辰区开启ANR试点一周以来，通过ANR自动添加邻区关系18 553条（次），自动删除邻区5 393条（次）。各档距离自动添加及删除邻区数量如图3所示：

通过分析可知，北辰区开启ANR功能一周以来，自动添加的邻区主要集中在5 km以内，5 km以上较少，10 km以上也有零星添加。而自动删除的距离也集中在5 km以内，经核实，大多数与断站故障、扇区同PN调整等因素有关。

（2）各档距离ANR添加邻区的切换数量及成功率分析

北辰区开启ANR试点一周以来，通过ANR自动调整的邻区关系中，各档距离切换请求数量及成功率如图4所示：

通过分析可知，北辰区开启ANR功能一周以来，绝大多数切换请求集中在5 km以内的邻区对，成功率一般在95%以上。5 km以上的切换次数较少，切换成功率整体偏低，波动较大。后续需要进行覆盖范围调整或邻区优化，减少越区覆盖、超远邻区及PCI混淆。

4.2 邻区完善及覆盖评估

通过ANR邻区自动添加，能够发现并解决邻区漏配问题。此外，根据邻区数量及切换统计，可以对小区覆盖及邻区配置合理性进行核查评估。

（1）漏配邻区自动添加

案例1：云锦世家-0扇区添加漏配邻区

云锦世家基站打开ANR自动邻区检测，其0小区检测到枫桥园-2扇区有切换请求。该小区邻区配置及ANR添加邻区如图5所示。

经确认，通过ANR添加的邻区属于邻区漏配，邻区配置得到完善。

（2）越区覆盖问题辅助定位

打开ANR自动邻区功能以后，除解决了确实属于邻区漏配的问题之外，也能通过对添加后的邻区分析，发现越区覆盖的问题。

通过筛选邻区距离，再根据所处是城区还是农村环境以及周边基站距离的远近，设定距离判断范围，找出添加的过远邻区。

案例2：浯水道基站越区覆盖问题分析及优化

打开浯水道-0扇区ANR开关，通过邻区添加检测到3个小区（柳林宾馆-2、毛织厂-1和畅水园-1），中间均已经相隔5层以上基站，而本小区覆盖范围基本正常，属对方小区越区覆盖过来导致，如图6所示：

通过核查这3个扇区工参，发现电倾角均为0°，存在越区可能。加大电倾角并删除邻区后，未再次添加该邻区。

4.3 性能指标改善

提取试验站点前一周忙时指标与开启两周后指标进行对比可知，各项指标平稳，大部分有所改善。RRC连接成功率改善0.08个百分点，E-RAB（Evolved Radio Access Bearer，演进的无线接入承载）建立成功率改善0.04个百分点，系统内切换成功率改善0.3个百分点。

通过对比可知，开启ANR功能后，系统内切换成功率改善明显，连接成功率、掉線率均保持平稳或有所改善。分析表明，通过ANR功能可以及时、按需完善邻区配置，提高移动保持性能。

4.4 邻区自删除设置的影响分析

ANR邻区自删除的设置是否合理，会对邻区关系的有效性及合理性产生明显的影响。

邻区自删除判决周期时间设置长短会对自删除效果产生影响。若设置周期时间短，则统计的准确性不是很高，会导致频繁添加，但对冗余邻区删除较快；设置周期时间越长，删除判决越准确，自删除优化效果会越好，但会导致邻区冗余。通过试验，一般设置为1天较为合理。

5 实际工作中的配置建议

ANR功能的开启，可以自动添加漏配的关键邻区，提高邻区切换及保持性能。同时，通过ANR自动添加的邻区关系，也能发现覆盖越区的情况，可以据此进行越区天线的调整，确保网络结构的合理性。但由于ANR自动添加邻区较为容易，而自动删除的条件限制较多，可能带来超远邻区、邻区冗余、目标PCI混淆等问题，需要进行有针对性地分析排查，以解决越区覆盖及邻区误配、PCI规划复用等问题。

5.1 ANR功能的优点及负面影响

根据以上分析评估，确认开启ANR功能后有以下益处：

（1）打开ANR自添加和自删除开关，能实现及时添加漏配邻区，提高邻区切换性能；

（2）对邻区优化维护工作有所帮助，提升工作效率；

（3）通过自动添加的邻区关系列表，根据基站密集程度，设置距离过远的门限，对超过门限的扇区进行功率、天线倾角核查，从而进行过远覆盖扇区的调整，以解决越区造成的MOD3干扰等问题。

如果偶然添加了较远处的扇区，在新开站有同PCI扇区的情况下，附近邻区不会通过ANR流程自动加入邻区之中，邻区切换目标会出现混淆，导致切换失败增多。因此，在新开站时注意核查周边小区的邻区关系及PCI配置，通过调整较远扇区的覆盖、PCI或者删除较远邻区等措施，确保近处邻区的合理添加。

5.2 ANR功能的配置策略建议

在配置ANR策略时应注意如下：

（1）需要注意设置合理的判决周期门限等参数设置，尤其是邻区自删除周期的设置要兼顾邻区切换的需求以及邻区操作的效率；

（2）建议对关键邻区进行手动添加，关键邻区包括本站扇区、正对扇区第一层基站的所有扇区，建议新开站每个扇区至少为15条，其余扇区可通过ANR实现；

（3）省际之间若已配置切换链路，可在边界打开ANR功能并定期核查邻区切换性能，如果与外省没有切换链路，则邻近外省的基站不能打开该功能，邻区需要手动添加和删除。

6 结束语

综上所述，通过对不同厂家、不同场景下ANR邻区自优化的评估分析，该功能在合理配置的情况下行之有效，建议在邻区优化人员不足的场景，根据不同厂家设备的ANR配置能力，适当设置邻区自动添加、自动删除的条件，启用ANR邻区自优化功能。同时，在配置该功能后，需要定期开展相关邻区分析和切换性能分析，以减少越区覆盖、邻区误配、PCI混淆、冗余邻区等问题，从而保障并提升网络性能。

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