TD-LTE系统中基于小区个体偏移的同频乒乓切换优化研究

王东

在TD-LTE系统中，越区切换成功率对移动终端的服务质量和满意度的体验有直接影响。乒乓切换的发生会严重影响到系统中移动终端的语音和数据业务。如何提高切换成功率TD-LTE系统网络优化的难题之一。本文基于基于小区个体偏移参数对TD-LTE系统进行网络优化，可有效降低同频乒乓切换对TD-LTE系统的影响，提升终端的服务质量和信任度。

移動通信网络优化的主要目的是提高移动通信业务的质量。网络优化需要大量的自动化、智能软件工具操作人员以及网优工程师来实现，包含相互交换技术、无线通信技术、频率配置技术、切换技术和信令传送、话务统计等分析等相关技术。

乒乓切换是指移动终端在服务小区和相邻小区来回进行HANDOVER的现象。由于切换过程采用偷帧发送切换命令，连续的偷帧导致话音质量极不清晰，影响终端用户的使用感觉。乒乓切换对TD-LTE系统通信质量有着较大的影响，对其进行网络优化是非常必要的。

小区个体偏移（CIO：Cell Individual Offset）指通过应用正的偏移，使得通过（UE：User Equipment）在发送的测量报告，是移动系统中UE的重要参数，对越区切换有着非常重要的应用。

本文针对TD-LTE系统中存在的乒乓切换，使用小区个体偏移CIO，对TD-LTE系统进行优化，取得满意效果。

一、同频乒乓切换概述

（一）切换的定义

在移动通信系统中，切换是指当移动终端在通话过程中从一个基站小区移动到另一个基站小区，或者由于外界干扰而造成通话质量下降时，必须改变原有的话音信道而转接到一条新的空闲话音信道上去，以继续保持通话的过程。

TD-LTE系统具有良好的信号覆盖和相对无缝切换的能力。因为可以快速硬切换，可以做到不同频段之间和各交互系统之间的相关切换。软切换则需要有高复杂度的设备、难度较大的定时操作，以及需要较高处理能力，所以目前没有被各大运营商采用。

切换分为系统内切换和系统间切换两类，系统内切换又可以分为同频切换和异频切换这两种情况。测量标准分为接收功率、误比特率和链路距离，并在此基础上进行相应的计算及处理。

（二）同频切换

同频切换是采用A3事件来进行判决，如图1所示，当相邻小区质量好于服务小区，且差值超过指定门限即切换迟滞（HOM），且此状态持续一段时间后，UE向网络侧上报A3事件报告。报告发送到网络侧，在收到该报告后会进行切换判决，如果判决成功的话，就开始向邻小区切换。A3报告中可以同时包含多个信号质量满足条件的邻小区，但是条件是同一时刻可能有多个邻小区同时满足A3事件报告。

（三）乒乓切换发生的原因

在TD-LTE系统中，切换可分为：第一，当UE的测量报告显示出存在比当前服务小区信道质量更好的邻小区；第二，UE丢失当前无线接入技术（RAT）覆盖从而连接到其他RAT的情况下产生的；第三，当一个给定小区过载时，尽量平衡属于同一操作者的不同RAT间的负载状况。在LTE系统中，乒乓切换主要是在第一和第三两种情况下，相邻小区信道质量覆盖重叠区域内质量都很好的情况下，移动终端在相邻小区的4G业务使用过程中，发生来回切换的现象，这种情况也包括4G和2G、4G和3G以及4G邻区的互切换。当这种情况发生时，用户在使用4G网络时会有明显的卡顿或者断线现象发生。

（四）同频乒乓切换对业务的影响

1. 对语言业务的影响

乒乓切换会对日常的用户使用和数据传输产生较大影响。对语音业务的影响主要包括：切换成功率和切换过程中业务中断时间。频繁的乒乓切换，会对切换成功率产生较大的影响，这会导致信道占用不上和信道接收不稳定现象，体现在用户方面就是语音通话断断续续，通话不清晰，单方通话等现象。常见的乒乓切换对语音业务的影响主要是由于上下行电平切换门限值设置不合理、切换功率值控制不合理等越区切换参数设定问题存在时，导致越区切换失败，乒乓切换发生的几率变大，影响语音业务。

2. 对数据业务的影响

乒乓切换对数据业务的影响也不容小觑。主要影响包括：切换过程中数据包单向延时、切换过程中数据包时延抖动性以及切换过程中丢包率等几大重要问题。一旦乒乓切换现象发生，丢包问题将会出现在数据业务的使用过程中，进而对用户使用造成不利因素。

二、小区个性偏移CIO在优化同频切换中的应用

小区个性偏移是指通过应用正的偏移，使得通过UE发送的测量报告就如同P-CCPCH比实际要好xdb。通过这个参数的修改，改变UE选择的相应的小区。

单向的小区个性偏移CIO配置在如今的通行现网中有大量运用，就对CIO大于0和小于0 的两种情况，分别进行解析和说明。特别是小区个性偏移CIO的修改。

（一）CIO大于0时

在A小区配置单向CIO大于0的情况下，A小区单向切出切换点前移，提前切出，一般用于解决快速衰落导致的掉话，这种情况下小区覆盖效果如图2所示：

图2中，用户由A向B移动与用户由B向A移动，受到单向CIO影响，切换点不能统一，导致产生了中间的黑色地带。

当用户由A小区进入黑色地带，受到CIO影响，向B进行切换。用户占用B小区后，按照B小区的切换规则，此刻用户满足B到A的切换条件，会再次向A进行切换。由此循环，在黑色地带形成了频繁切换。

从开启CIO后每分钟的切换次数统计来看，CIO大于0的单向偏置，确实会引起频繁切换。

（二）CIO小于0时

在单向CIO小于0的配置中，由于切换带后退，不会产生频繁切换，但会在橙色区域产生覆盖越界，即越区覆盖。

如图3所示，在黑色区域内，既存在A的用户，又存在B的用户，产生了一个较大的用户混杂的交叠区域，在这个交叠区域中，用户相互干扰，发生功率相互激励、攀升，最终产生较大干扰。

CIO无论大于0还是小于0，均有必要将单向偏置进行双向补偿。

（三）配置双向CIO的影响

对于双向CIO偏置主要是验证重叠覆盖造成干扰影响。验证场景为两小区全部为室分小区。测试中单用户在不同CIO配置下业务保持于A小区边缘，记录A小区和邻小区B的干扰值，数据如下：

从上图4中可见，CIO配置为0至-10的过程中，A小区服务范围扩张，占用A小区边缘，对于邻区B小区带来的干扰随着CIO的变化而增强，终端在切换临界点的发射功率也不断增大。

当在不同的CIO取值下，扩张的A小区边缘单用户起呼造成鄰区的干扰更为明显，测量数据如上右图所示。在CIO为-10的时候，A小区边缘用户起呼造成B小区在1秒的时间内瞬间干扰达到-68dbm，终端发射功率达到18dbm，接近满功率发射。

所以，通过改变小区个性偏移CIO可以有效减少乒乓切换的次数和发生的可能性。

三、小结

在移动通信中，网络优化通过数据采集、数据分析、实施、评估四个重要步骤对现网进行优化，数据采集通过人工操作、整理、归类、汇总各类工具采集数据，数据采集工作量大，但是难度较低。在TD-LTE系统中，小区个性偏移CIO在改善减少甚至避免同频乒乓切换现象的发生，有着重要的意义。