LTE室内外异频互操作策略研究

王煜辉 彭东升 张元生

1.中国电信股份有限公司安徽分公司，安徽合肥230031;2.中兴通讯股份有限公司安徽办事处，安徽合肥 230088

一、引言

随着运营商LTE网络的不断建设，室外覆盖已基本趋于完善，深度覆盖建设已经成为运营商的重点工作。研究表明，3G时代70%的业务发生在室内，而LTE时代90%的数据流量来自室内，完善LTE网络深度覆盖成为运营商的重点工作[1]。

在中国电信LTE组网中，室内采用2.1G频段，室外采用1.8G频段，如何合理的配置室内外异频段的重选、切换策略，避免由于策略设置不合理导致的切换不及时、频繁切换等问题，是提升用户感知的关键。

本文从异频重选和切换优化的角度，针对中国电信室内外组网的异频互操作策略进行了深入分析研究，提出了相关的参数优化思路，具有快速应用的特点，使得网优工程师在对室内外优化中可以根据现场环境方便快捷完成优化，降低了现场优化的难度，实现用户感知的快速提升。

二、典型场景

在城区室分建设的场所，如酒店、办公楼、商场的一楼大厅等，很多建筑采用玻璃幕墙的设计，如图1所示。这种设计虽然美观、节能等，但导致无线信号穿透损耗较大，导致在大厅室内外信号强度相当的现象。

建筑物的穿透损耗与建筑物类型、电波入射角度等因素有关[2]。在链路预算中，假设穿透损耗服从对数正态分布，用穿透损耗均值及标准差描述。通过测量，2GHz频段穿透损耗在不同介质的参考值如表1所示。此类无线场景导致室内外信号差值低，室外信号入侵室内，引发重选切换带不明显，若采用异频同优先级重选方式或者A3切换方式，会导致终端频繁的频间互操作。

表1 GHz穿透损耗参考值

表2 两种不同策略下的重选参数设置

三、解决方案

室内外互操作包括重选和切换，重选考虑低优先级和同优先级两种情况，高优先级由于不考虑服务小区信号，对UE重选较难控制，不考虑使用。

1、室内外重选参数配置

考虑按照邻频低优先级方式进行室/内外重选配置，如图2所示，室内小区（2.1G频段）配置本频段为高优先级7，异频段室外小区(1.8G频段)为低优先级5；同时，室外小区(1.8G频段)配置本频段为高优先级7，异频段室内小区(2.1G)为低优先级5。

在此基本配置下，UE无论在室/内外小区，都会按照一定的起测门限再开始异频重选测量，解决了UE在低优先级频段不断测量高优先级频段的问题。此外，UE重选由本小区和邻小区的2个门限共同作用，可以对UE的重选有较好控制。具体配置如表2所示。

优先级相同时，小区重选只能通过相对电平差进行，很难控制UE重选位置等。如图3所示。

从大量室分测试数据对比分析显示，邻频低优先级的重选参数配置下，室内遍历100%采样点驻留2.1G室分小区，而同优先级参数配置下，室内遍历则有31.53%采样点驻留室外1.8G小区。具体参数配置见表2所示，邻区低优先级配置相比相同优先级配置能够更有效保持UE驻留在室分小区，如图4所示。

2、室内外切换参数配置

（1）A2+A5室内外切换配置

基本的室内外切换配置如图5所示，从室内小区(2.1G频段)切换到室外小区(1.8G频段)可采用A2+A5辅以A2+A3的切换方式，从室外小区(1.8G频段)切换到室内小区(2.1G频段)也可采用A2+A5辅以A2+A3的切换方式；A2+A5仅当本小区低于某个电平，邻小区高于某个电平时触发切换。

在该配置下，室内遍历没有出现室分2.1G频段小区切换到室外1.8G频段小区的情况，合理的门限设置使得100%采样点为2.1G频段室分小区，UE全部使用室内2.1G频段小区资源。室外遍历UE基本占用在室外1.8G频段小区。进出大门UE能够顺利在室内2.1G频段和室外1.8G频段小区间来回切换。

（2）A2+A4室内外切换配置

图6中室内外切换采用A2+A4的异频切换方式，只要异频邻小区高于一定门限就进行切换。该算法由于切换时只看邻区信号强度是否高于门限，通过门限设置UE更容易占用室内信号。10个室分站点的采样测试分析显示，虽然室分信号能够吸收更多的话务量，但无论从UE切换点位置，还是UE的信号质量都已不够理想，UE存在过度使用室分泄漏信号情况，容易导致掉话等情况发生。

（3）A2+A3室内外切换配置

图7中室内外切换采用A2+A3的异频切换方式，只要邻区与当前小区电平差超过一定门限就进行切换。在此配置下，选择两种不同门限，即低门限（3dBm）和高门限（6dBm）。通过测试表明，室内遍历终端比较容易地从室内2.1G频段小区切换到室外1.8G频段小区，并且UE大量占用室外1.8G频段小区，直到UE进入室内纵深才切换回室分小区。10个室分站点的采样测试分析显示，约20%采样点为1.8G外小区信号。室外遍历测试及出入口，UE出现较为频繁地出现室内2.1G/外1.8G频段小区间的切换现象。

在这三种室内外切换配置下，通过对参数的不同配置，见表3，辅以大量的测试数据证明， A2+A5及A2+A4的切换配置均能够有效保持UE占用室分2.1G信号，而A2+A3算法则不能同样有效控制UE，有相当一部分采样点占用了室外1.8G频段小区。测试结果见图8。

从室外遍历测试情况来看，A2+A5在室外遍历情况下基本占用室外1.8频段信号，但在较近距离也能合理使用室内小区的泄漏信号。A2+A4、A2+A3在室外遍历情况下，较多使用室内小区信号，甚至在较远距离仍然使用室内小区的泄漏信号，UE容易发生掉话等信号质量问题，从而降低用户体验。相比A2+A5切换算法，A2+A4较难控制UE合理使用室内小区泄漏信号。测试结果见图9。

表3 不同策略下的切换参数设置

四、实例分析

在某市酒店的室分测试中发现室分信号会切换至室外，该酒店1层主要由非透明的玻璃材质构造，室外信号容易穿透，但并不纯净干扰较多，容易与室内信号触发频繁切换。从而导致下载速率波动较大。而终端占用宏站信号又未及时切换至室分导致下载速率波动。测试及分析图见图10。

对室内外信号存在频繁切换的室分站点进行优化，采用A2+A5切换方案及低优先级重选方案，复测后终端100%占用室分信号。减少了室内外频频繁切换的现象，提升客户感知。测试效果如图11所示。

五、结束语

综上所述，对于城区场景，宏站信号较强导致对室内边缘区域有入倾现象，建议使用邻区低优先级小区重选方案和A2+A5切换方案避免频繁切换及室内长期占用室外信号的现象。本文为优化LTE室内外频繁切换提供了直观的思路及快速的指导方案。