高铁保护带插花异频切换失败率高分析案例Word下载.docx
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LocalCellId=3,MaxEutranTddMeasFreqNum=5;
修改同频的A3偏置不会导致影响这么大,怀疑是由于修改了最大的异频测量频点数MaxEutranTddMeasFreqNum导致。
将最大的异频频点数重新从5改为3后,发现指标恢复正常。
因此,引起小区切换异常的主要原因是由于修改了最大异频频点数。
2.2参数剖析
为什么MaxEutranTddMeasFreqNum参数的修改能导致小区的切换指标有如此大的影响?
该参数修改可能导致的影响,华为OMC帮助文档给的相关说明:
该参数设置越大,空口能下发的异频TDD频点个数越多,但UE能测量的E-UTRANTDD频点个数还受到异频异系统测量对象总个数最大值和自身能力的约束,当前协议定义的UE测量E-UTRANTDD频点个数最大能力为3,参数值超过3以后,可能存在与UE的兼容性问题而造成UE异常。
该参数设置越小,空口能下发的异频TDD频点个数越少,可能造成因某些异频TDD频点测量无法下发而影响测量相关算法的运行,比如切换算法可能影响异频切换成功率,其他测量相关的算法因为某些频点测量无法下发而无法获取必要的频点测量信息。
从解释可以看出,修改值超过3以后,可能存在UE兼容性的问题,是否由于兼容性导致切换异常呢?
查看该小区的异频频点如下:
该小区配置了4个异频频点,尝试删除所有频点为38950的邻区,观察指标无改善。
可以确定,该小区的切换指标异常并非是由于参数兼容性导致。
2.3切换失败定位
小区切换变差,是向那些小区切换较差呢?
我们可以通过查看小区邻区级的统计定位问题目标小区,没有发现特别差的切换失败的小区,但发现较多的相对切换差的邻区的频点都是38350,如下图标黄所示。
异频最大频点数改为3后,对比分析一下邻区级切换指标,发现切换统计的邻区没有38350频点的邻区。
因此,我们基本可以肯定,异频最大频点数改为3后,小区根本没有下发38350频点,小区切换变差的根本原因是由于切换到邻区频点为38350上的邻区较差导致。
2.4异频频点下发研究
为了进一步验证当异频最大频点数改为3后,异频频点38350究竟有没有下发,对该小区进行信令跟踪,查看异频下发测量控制消息。
查看跟踪的一条异频测量控制消息,发现下发的频点有3个,为38950、38098、37900。
因此,该小区切换变差是由于下发了38350,而该小区向频点为38350的小区切换都较差,从而导致了该小区的切换失败变差,同时触发的切换变多,导致切换次数也明显上升。
下发的测量控制消息详细内容参考下图:
这里有一个新的疑问,当小区配有4个异频频点,但最大下发频点数设为3时,为什么不下发频点38350呢?
配置频点的下发顺序主要有三个优先级进行控制:
连接态频率优先级、测量频率优先级、Voip优先级。
1、三个优先级均可单独控制频点下发顺序,其中“Voip优先级”仅针对VoLTE业务进行中异频频点的下发有控制作用,对于其他数据业务无效。
另外两个优先级均可控制一般数据业务及VoLTE业务下的频点下发顺序。
2、当“连接态频率优先级”与“测量频率优先级”共同设置时,实际频点下发顺序以“测量频率优先级”配置方式为准。
3、当“连接态频率优先级”与“Voip优先级”共同设置时,实际频点下发顺序以“Voip优先级”配置方式为准,且只下发“Voip优先级”配置中优先级最高的一个或多个频点。
4、连接态频率优先级、测量频率优先级均设置相同时,以“异频切换触发事件类型”作为进一步参考,按A4、A3、A5(类似高优先级、相同优先级、低优先级)顺序下发,当“异频切换触发事件类型”也设置一样时,会随机选择最大频点数的频点下发。
2.5异频插花研究
通过以上的分析,该小区的问题原因已经转移到向38350切换差的问题上来。
实际上,全网为了规避与电信LTE的邻频杂散干扰问题,较多小区F频段进行了5M的移频操作,频点从38350改为38400。
但考虑到铁路专网覆盖38500频点的干扰问题,部分铁路沿线小区仍然使用38350频点,这就造成了大网部分小区存在38350和38400插花分布的现象。
38350和38400同属于F频段,频段重叠度较大,虽然中心频点不同,但仍然存在较多的RS干扰问题,由于频段存在交叉分布,也打乱了RS的模三干扰规律。
38350和38400交叉RS干扰规律如下:
因此,将38400改为38350后,插花分布情况下,RS的干扰反而变得更加复杂。
切换的变差或许跟RS干扰的变化有一定的关系。
(这里要提一句本身高铁与公网不存在邻区关系,高铁与公网之间也存在比较严重的互相干扰)
2.6切换失败信令跟踪分析
该小区向频点为38350的邻区切换失败较多,为了深入分析切换失败的原因,需要对切换的过程进行分析,对该小区进行信令跟踪,并对信令跟踪进行统计,汇总分析如下图:
信令跟踪的结果与邻区级统计指标吻合,切换失败的信令提取中,较多的是向频点38350切换时产生了异常。
摘取其中呼叫标志为3405280的流程如下:
通过切换时源小区和邻区的RSRP我们可以看出,目标小区的信号强度在很多时候还较好,比源小区的信号强度高出不少,最高的幅度达到了接近30dB,而且通过切换的流程我们也发现,较多的切换异常流程是UE发起RRC请求后,马上发起切换。
呼叫标志为3405280从起呼到切换时间3s左右。
这里我们又产生了疑问,为什么RSRP信号强度相差这么多,之前没有通过重选或者切换变换小区?
2.7同频段异频移动性研究
从上面分析得知,该小区频点为38400,向38350切换时,较多异常切换情况下信号强度相差较大,这里需要对同频段异频之间的重选和切换机制做一些分析。
2.7.1同频段异频小区重选
目前全网同频段异频小区的频点优先级设置一样,F频段的异频之间频点优先级均设为4,因此重选采用同优先级的小区重选机制。
小区重选分两步:
1.重选测量启动。
a.同频由参数同频测量启动门限SINTRASEARCH控制;
b.高优先级为始终测量;
c.同优先级和低优先级由参数异频/异系统测量启动门限SNONINTRASEARCH控制。
F频段的异频之间采用的是方式c,RSRP启动绝对值按现网设置计算为—64*2+7*2=-114dBm
2.重选判决。
a.同频和同优先级采用R判决。
R_s=Qmeas,s+Qhyst
R_n=Qmeas,n-Qoffset
b.高优先级判决。
邻区信号强度大于ThreshXHighQ
c.低优先级判决。
邻区信号强度大于ThreshXLowQ,服务小区信号强度小于ThrshServLowQ
F频段的异频之间采用的是方式a,邻区级的Qoffset目前均设置为0,小区重选迟滞Qhyst设为4dB,也就是说邻区比源小区高4dB,进入测量判决流程后就会发生重选。
但实际上,我们看到同频段异频源小区和目标小区信号强度还是相差较大,可以看出主要原因在于重选测量启动的设置,只有服务小区低于-114dBm时,才会触发异频测量。
2.7.2同频段异频小区切换
目前全网同频段异频小区“异频切换触发事件类型”设置为A3,也即采用A3方式触发基于覆盖的切换。
虽然同频之间也采用的是A3,但异频之间A3和同频A3有个根本的区别在于:
同频A3没有测量启动门限,但异频A3有测量启动门限。
因此同频段异频之间的A3切换相当于加了一道“锁”,并没有同频A3那么顺畅。
现网相关的设置值为:
异频A3偏置(0.5分贝)=4
基于A3的异频A1RSRP触发门限(毫瓦分贝)=-90
基于A3的异频A2RSRP触发门限(毫瓦分贝)=-92
异频A3触发条件:
Mn+Ofn+Ocn-Hys>
Ms+Ofs+Ocs+Off,现网Ofn、Ocn、Ofs、Ocs都基本设置为0,Off为邻区的CIO,无特殊设置也基本设为0,从公式可以看出,异频A3之间的切换门限相对还是合理,邻区信号电平正常情况下比源小区高2dB以上就可以触发切换判决。
从同频段异频小区之间重选和切换的分析来看,该小区频点38400与38350之间切换时信号强度相差较大的原因主要是由于重选启动门限太低导致。
2.8同频段异频移动性参数优化试验
目前小区的空闲小区重选参数设置将会导致空闲态和连接态覆盖范围存在不一致,怀疑是否因为这个原因导致了切换异常。
将“异频/异系统测量启动门限”改为“同频测量启动门限”相同的值23,同时发现该小区与H773675新泽住宅区398093_1、398093_3邻区之间的CIO设置为-8dB,同时将CIO从-8dB改为0dB,确保该小区从38400切往异频38350顺畅。
观察切换统计指标,发现切换成功率并未明显改善。
但从切换时的源小区和目标小区的RSRP差值分布来看,已经明显缩小,没有像修改之前差别很大的现象,从异常切换信令流程来看,也没有看到发起RRC连接后马上发起切换的情况。
该小区的切换失败有更深层次的原因,需要通过其它方面深入分析。
2.9影响切换失败因素对比分析
2.9.1公式影响因素
为了衡量一下F频段同频和异频相差5M不同,将该小区的频点从38400改为38350观察发现,切换指标有一定程度的改善。
无线角度来看,影响切换指标主要是干扰因素,虽然38350->
38350与38400->
38350之间移动性管理算法实现上有些差异,但通过前面的分析发现对切换成功率影响不大。
我们再看一下切换成功率的定义,目前定义的切换成功率公式为:
([eNodeB间同频切换出成功次数]+[eNodeB间异频切换出成功次数]+[eNodeB内同频切换出成功次数]+[eNodeB内异频切换出成功次数]-[通过重建回源小区的eNodeB间同频切换出执行成功次数]-[通过重建回源小区的eNodeB间异频切换出执行成功次数]-[通过重建回源小区的eNodeB内同频切换出执行成功次数]-[通过重建回源小区的eNodeB内异频切换出执行成功次数])/([eNodeB间同频切换出尝试次数]+[eNodeB内同频切换出执行次数]+[eNodeB内异频切换出执行次数]+[eNodeB间异频切换出尝试次数])
目前的公式定义中,切换过程中通过重建回源小区一类的统计被定义为一类切换失败。
在切换过程中,RRC连接重建作为产生切换失败后的一种补救措施,重建的目标小区可以是源小区,也可以是目标小区,或者是源小区和目标小区之外的小区。
该小区频点改为38350后,对该小区进行信令跟踪,由于目前无法对RRC连接重建到目标小区的次数进行统计,同时对之前切换较差的2个小区双屿烟草_73561_3、金钱庄_70270_3同时进行Uu口信令跟踪,以便观察切换失败后RRC连接重建到目标小区的情况。
对比5.22日和5.23日的切换指标统计如下表:
可以看出:
1、eNodeB之间的切换成功率有一定的提升。
2、eNodeB内由于3扇区和1/2扇区变成了异频切换,切换成功率明显下降。
3、重建为源小区的次数由异频较多变为同频较多。
2.9.2同频切换RRC重建信令统计
本小区改成38350后,通过双屿烟草三小区信令跟踪结果进行汇总,以RRC连接重建信令中PCI和源小区PCI452相同的信令汇总,切换失败后的RRC连接重建结果如下:
在双屿烟草_73561_3上发起的切换失败后的RRC连接重建较多,跟踪的时段达到了9次,金钱庄_70270_3上面为2次。
这部分RRC连接重建如果是在异频情况下可能不会成功。
2.9.3异频切换RRC重建信令统计
将本小区的信令改回到38400,再跟踪与双屿烟草3的切换情况1个小时,统计RRC连接重建情况,发现只有一条切换失败后在目标小区发起RRC连接重建记录,此外还发现有一条在金钱庄二3上非切换原因失败后在双屿烟草3上发起的RRC连接重建记录。
相对同频切换来讲,异频切换在目标小区上发起RRC连接重建的比例较低。
2.10RRC连接重建小区选择过程探讨
从2.9分析来看,这里我们又产生了一个疑问,为什么异频切换时选择目标小区作为RRC连接重建的比例较少?
RRC连接重建的目标小区是通过小区选择方式实现的,并且是通过有存储信息的小区选择过程。
RRC连接重建过程中带存储信息的小区选择过程一般是这样的:
停止无线承载的上下行数据传输,然后进行重建目的小区的选择过程,根据连接模式下UE对邻小区信号质量的测量结果,对邻小区进行排序,选择质量最好的小区,并试图驻留到该小区上,向网络发起重建请求,当UE收到所尝试驻留小区的部分系统消息和小区参考信号功率RSRP后,将根据小区选择条件判断是否适合驻留。
但通过信令跟踪发现,实际上对目标小区的选择,并非完全是根据邻小区信号质量判断。
我们对跟踪的一条RRC连接重建过程进行分析如下图所示:
可以看出,在切换命令之前的一条MR中,邻小区的信号比服务小区好6dB,但最终发起的RRC连接重建仍然是在源小区上发起。
由于小区选择只针对频点,如果源小区和邻小区频点相同,即使是在源小区上发起,仍然有可能在邻小区上重建成功。
RRC连接重建小区选择对目标小区究竟采用什么样的机制,规范上没有详细说明,可能跟终端厂家的实现方式有关。
从信令跟踪来看,在源小区上发起重建的比率较大。
2.11RRC连接重建对切换失败率影响分析
RRC连接重建对切换成功率影响较大,目前公式定义中,如果切换失败后,RRC连接重建到目标小区,那么切换仍然可以认为是成功的,如果RRC连接重建到源小区,那么认为是失败的,还有可能导致多次发起切换失败。
RRC连接重建本身是一种补救措施,LTE系统中,当出现以下任一情况,将触发RRC重建初始化:
1)检测到无线链路失败;
2)切换失败;
3)E-UTRA侧移动性失败,即从E-UTRAN向异系统网络切换失败时;
4)底层制式完整性校验失败;
5)RRC连接重配失败。
这里我们主要研究切换失败的场景。
此时通过RRCtimerT304来控制,当该timer超时(即handover失败)时,UE的RRC层会停止之前的随机接入过程(如果之前分配了专用的用于非竞争随机接入的preamble,则此时认为该preamble不再有效),然后触发RRC连接重建过程。
如下图,假设UE从基站A的A1扇区向基站B的B1扇区发起切换,如果切换过程中产生异常,可能救援的途径有1~5。
这5个途径分别是:
1.目标小区B1上RRC连接重建
2.目标小区的ENodeB上的其它小区B2上RRC连接重建
3.周边其他ENodeB上的小区C3上RRC连接重建
4.源小区的ENodeB上的其它小区A3上RRC连接重建
5.源小区的A1上RRC连接重建
由于RRC连接重建要求ENODEB上必须有UE的上下文信息才能成功,所以以上情况下,途径3会失败。
针对源小区和目标小区同频的情况下,途径1/2/4/5均有可能,但只有途径1/2方式成功才可以统计为切换成功。
针对源小区和目标小区异频的情况下,由于RRC连接重建采用源小区的频点概率较大,因此通过途径方式4/5的比例较大,而4/5方式下,即使RRC连接重建成功,仍然会记为切换失败。
从上面分析也可以看出,对比同频和异频切换方式RRC连接重建来看,异频方式RRC连接重建对改善切换成功率很小,同频方式有改善作用。
2.11地理位置分析
从2.9章节改频后切换指标对比可以看出,该小区从38400改为38350之后,同频切换失败返回源小区次数仍然较多,切换失败后的RRC连接重建以小区选择方式选择信号最好的小区接入,既然已经触发了切换,说明邻区的信号强度比源小区好,但后面RRC连接重建又重选到源小区,这可能是因为:
1.地理位置原因,信号存在波动,源小区和目标小区信号比较接近
2.UE在移动,发生切换过程和RRC连接重建时的位置已发生了改变,从而信号强度RSRP存在差异
3.连接态测量RSRP和空闲态测量RSRP存在差异。
空闲态的RSRP主要是通过接收BCH、PCH消息测量的,连接态RSRP主要是通过测量分配的PRB得到的,本质上讲RS信号功率并无差异,只不过是测量采样点数目可能有些差异,个人认为影响较少。
通过跟踪本小区改频成38350后同频切换失败的信令来看,通过比较多次测量MR数据,服务小区的RSRP确实存在较多的波动。
如下图:
两三秒内的波动幅度达到了-10dB以上。
查看该小区的地理位置分布如下:
可以看出,金钱庄二和双屿烟草之间有较大覆盖空洞,但周边站金钱庄5和黄龙六区都是靠旁瓣覆盖该区域,怀疑该区域内信号存在弱覆盖情况。
三、处理措施
综合以上分析,建议:
1.同频段异频之间小区重选异频启动门限需要优化,对于靠同频段异频之间形成连续覆盖的区域,可能影响会较大,会造成空闲态和连接态的覆盖不一致。
对部分区域需要作出适当调整。
2.F频段38400之间的同频切换改为38400-》38350异频切换后,会影响切换性能,主要由于同频切换失败后RRC连接重建到目标小区的救援通道被关闭。
建议在无特殊情况下,尽量保留同频切换方式。
3.该小区的地理位置覆盖需要优化,建议调整周边站的天线方位角,解决覆盖空洞问题。
4.其它规避措施:
压缩小区带宽;
调整小区邻区CIO等;
四、效果
通过该案例处理分析思路,分别对金钱庄、平阳昆阳鸣山村等10多个站点切换性能指标进行处理,完成后切换指标均得到不同程度改善,从日均至少5~6次达到省公司切换告警门限到工单得到解决。
例:
五、结论
本案例通过逐层深入分析,阐述了F频段改频后切换失败的根本原因,同时也说明了最大频点数下发机制、RRC连接重建对切换失败的影响原理、F频段插花分布后RS干扰的变化,同时分析了该小区地理位置基站分布情况的影响。
为性能监控在优化解决高铁保护带异频插花问题影响LTE小区性能指标提供理论依据和解决思路。
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