一种差异化LTE异频切换并行控制方法策略*

岳 磊，李丽智

（中国移动通信集团广西有限公司，广西 南宁 530028）

0 引 言

LTE网络可采用同频、异频和移频三种组网方式[1]。为了提升频谱利用效率，运营商在建网初期业务量较小的情况下，通常采用同频组网方案。随着网络业务发展容量需求的增加，部署多频段小区满足容量需求的异频组网场景已普遍存在。

异频小区间的切换控制是确保异频组网场景下用户移动性性能、业务质量的关键因素。异频小区间切换需要经过测量控制下发、异频测量启动、异频切换判决和切换执行几个步骤[2]。其中，异频测量的启动时机是影响异频切换性能的关键因素。

异频切换发生前必须先启动异频测量[3]。异频测量启动时，eNodeB（LTE基站）将通过RRC重配置信令中的measGapConfig（测量间隔配置）为UE（用户）配置异频测量GAP（测量间隔）。测量GAP即UE离开当前频点到其他频点测量的时间段，eNodeB将不给用户分配调度资源。因此，异频测量启动后，UE能够被调度的时间减少，导致UE的上下行业务速率下降。

为了保证能够及时切换到异频邻区，同时尽量保证用户的速率受测量GAP配置的影响最小，需要精确的异频测量启动和切换时机控制。因此，如何降低测量GAP给用户带来的速率损失和保证异频切换及时性之间的矛盾，是当前异频切换方案需要解决的主要问题。

1 现状分析

同一站址部署多频段小区满足容量需求，是目前部署多频段网络普通使用的方式。同时，考虑到不同频段的覆盖性能差异，现网中也普遍存在部分异频段插花站点。用户在进行业务的时，发生了位置变化，如坐在汽车中行进，随着信号的变化则无法避免出现小区切换。为了达到良好的用户感知，需要对用户的切换时机、切换门限、切换动作进行优化和控制。

表1 3GPP协议中对LTE测量事件的定义

1.1 现有异频切换控制方法描述

LTE规范3GPP 36.331对测量事件进行定义，系统内测量事件采用Ax来标识，异系统测量事件采用Bx来标识，事件定义及事件报告种类如表1所示[4]。

目前，LTE异频组网情况下，普遍使用A2事件控制启动异频测量，使用A4（或A3）事件作为切换判决执行事件，控制方法如图1（以F频段和D频段小区间切换，A4事件作为切换判决事件为例）所示。

图1 现网LTE异频切换控制方法

UE进入RRC连接态时，eNodeB下发A2事件的测量控制。当终端上报A2事件测量报告后，eNodeB下发异频A4事件测量控制。UE收到后，根据测量控制指示启动异频测量。当测量到异频邻区信号强度满足A4事件门限时，上报A4事件。eNodeB收到后进行切换判决，并触发随后的切换流程。

1.2 现有异频切换控制策略存在问题

现有的技术方案对共站异频段小区和相邻异频段小区采用相同的切换控制策略[5]，不进行差异化处理，普遍采用A2事件启动异频测量，即UE在逐步远离小区过程中，服务小区RSRP（Reference Signal Receiving Power，参考信号接收功率）低于A2事件定义门限时启动异频测量。这种基于A2事件启动异频测量方式对于往周边相邻的异频小区切换是适当的，在小区中心区域异频小区信号较弱，没有必要切换向异频邻区，因而无需启动异频测量[6]。对于共站异频小区来说，运营商可以决定不同频段的业务承载策略，在小区中心和周边区域使用不同的频率承载策略。UE往小区中心移动时，需要能够及时切换向小区中心承载业务的频点小区。

统一使用A2事件启动异频测量的异频切换实现方式，在小区中心信号较好时不启动异频测量，难以满足向小区中心承载业务的异频邻区的切换需求。如果要切换能够及时发生，必须设置过高的A2门限，将导致在小区边缘没有向中心异频小区切换的UE长时间进行异频测量，从而导致下载速率下降。

向周边异频邻区切换时，为了保证道路覆盖能获得更好的性能，运营商有可能需要及时切换向特定频段小区。现有的技术采用A2事件启动异频测量。为了切换的及时性，需要在信号强度较好的时候较早启动异频测量。但是，较早的异频测量势必导致过早地为用户配置测量GAP，引起用户速率下降，无法解决切换及时性和降低用户测量GAP导致速率损失之间的矛盾。

2 算法设计与实现

3GPP规范36.331中对测量事件和测量控制进行了定义（详见表1），其中测量事件和测量控制的对应关系是松耦合的，具备相当的实现灵活性。由此，利用规范中的测量事件和测量控制，设计了一种差异化LTE异频切换并行控制策略。针对向小区中心的异频切换和向周边异频邻区的异频切换使用不同的切换控制策略并进行并行控制，能够精准控制LTE异频测量与切换的时机，解决切换及时性和降低用户测量GAP导致速率损失之间的矛盾。

2.1 控制流程描述

以F+D双频段组网且D频段作为小区中心业务吸收频段场景为例，控制启动测量、切换判决执行的算法描述如下。

2.1.1 切换事件选择

如图2所示，向共站异频小区切换采用A1事件启动异频测量，采用A4事件作为切换判决事件；向相邻异频小区切换采用A2事件启动异频测量，采用A4事件作为切换判决事件。

图2 LTE异频组网切换事件策略说明

UE占用F频段小区发起业务，进入RRC连接态后，eNodeB通过RRC重配置信令，同时下发两套同频测量A1、A2事件的测量控制。其中，一套标识为A1_1、A2_1，用于向小区中心异频邻区的启测控制；另一套标识为A1_2、A2_2，用于向小区周边异频邻区的异频启测控制。

2.1.2 当UE向小区中心移动

（1）UE测量到服务F频段小区的RSRP满足A1_1事件要求时，UE上报A1_1事件给eNodeB。

（2）eNodeB收到A1_1事件测量报告后，通过RRC重配置信令通知UE启动D频段异频A4_1事件测量。

（3）UE收到异频A4_1事件测量控制后启动异频测量，当测量的D频段邻区满足A4_1事件要求时，上报A4_1事件给eNondeB。

（4）eNondeB收到A4_1事件后：

①若其中携带的MeasResults信元中的PhysCellId字段属于同站D频段邻区，则触发后续的异频切换流程；

②若其中携带的MeasResults信元中的PhysCellId字段不属于同站D频段邻区，则不进行后续处理。

2.1.3 当UE向小区中心边缘移动

（1）UE测量到服务F频段小区的RSRP满足A2_2事件要求时，UE上报A2_2事件给eNodeB。

（2）eNodeB收到A2_2事件测量报告后，通过RRC重配置信令通知UE启动D频段异频A4_2事件测量。

（3）UE收到异频A4_2事件测量控制后启动异频测量，当测量的D频段邻区满足A4_1事件要求时，上报A4_2事件给eNondeB。

（4）eNondeB收到A4_2事件后：

①若其中携带的MeasResults信元中的PhysCellId字段属于异站D频段邻区，则触发后续的异频切换流程；

②若其中携带的MeasResults信元中的PhysCellId字段不属于异站D频段邻区，则不进行后续处理。

2.2 关键参数设置

根据不同的场景，关键参数设置也不相同。

（1）在向共站异频小区切换场景下，切换时机选择及参数配置建议如下。F+D站点的F频段小区的A1_1门限标准值-80 dBm，取值范围-90～-75 dBm。影响移动状态下，占用F站点的用户切换时机，当向共站异频小区切换不及时时，可适当调提前启测时机。对应A2_1设置与A1_1之间设置保留3 dB差异，避免频繁启动停止测量。

（2）在向相邻异频小区切换场景下，切换时机选择及参数配置建议如下。F频段小区的A1_2门限参数建议值-105 dBm，取值范围-108～-102 dBm。建议较晚启动异频测量，降低异频测量GAP造成UE速率损失。对应的A1_2门限与A2_2之间设置保留3dB差异，避免频繁启动停止测量。

2.3 算法优势分析

本算法针对不同的异频切换目标小区，使用不同的异频启测事件，使得异频启测时机能够得到精确控制。在小区中心区域和小区边缘区域之间不期望发送异频切换的区域不启动异频测量，减少了由于异频测量导致的速率下降，提升了用户速率。同时，通过灵活的切换时机控制，能够和空闲态参数配合，实现空闲态重选和业务态切换边界一致，避免发起业务后立即切换的情况发生。

2.4 算法应用效果

根据以上算法评估，对某市部分区域的控制方法进行验证，结果如表2所示。同时，对关键参数设置值进行了多种数值、多种组合的验证测试，最终选择了最优参数值进行配置。

表2 算法应用测试验证效果

调整后，随着异频切换时机控制得更精准，异频测量损失更小，验证区域整体下载速率、D频段占比以及F频段的用户感知速率均得到明显提升。D频段小区业务吸收小区由38%提升到52%；用户感知速率由9 Mb/s提升至10.9 Mb/s；道路测试整体下行速率由35.8 Mb/s提升至37.7 Mb/s。可见，算法应用效果良好。

3 结 语

本文提出的差异化LTE异频切换并行控制方法，对向小区中心的异频切换和向周边异频邻区的异频切换使用不同的切换控制策略并进行并行控制。本控制方法在南宁的应用验证情况表明，控制方法在异频组网场景下能够精准控制切换LTE异频测量与切换时机，解决LTE异频切换中不同场景下业务分部控制、切换及时性与策略GAP导致用户速率损失的问题，显著提升了用户感知。目前，该控制方法在某市城区全面实施，并取得了良好效果。