LTE信令所含关键参数在规程中的作用及其优化应用成果.docx
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LTE信令所含关键参数在规程中的作用及其优化应用成果
成果上报申请书
成果名称
LTE信令所含关键参数在流程中的作用及其优化应用
成果申报单位
中国移动通信集团广东有限公司
成果承担部门
/分公司
部门/佛山分公司
项目负责人姓名
许时彰
项目负责人联系电话
和Email
成果专业类别*
无线
所属专业部门*
网络线条
成果研究类别*
相关网络解决方案
省内评审结果*
优秀
关键词索引(3~5个)
LTE;信令;流程;参数
应用投资
0万元(指别的省引入应用大致需要的投资金额)
产品版权归属单位
中国移动通信集团广东有限公司
对企业现有标准规范的符合度:
(按填写说明5)
本成果的研发基于3GPP协议,完全符合企业现有标准规范。
成果来源:
如果该成果来源于集团研发计划内项目,请填写研发项目年度、项目名称及类型;否则填写“计划外项目”(按填写说明6)
本成果来源于“省公司自立项目”,是2013年广东公司第二批省级重点研发项目。
详情请见《2013年第二批省级研发项目复审会纪要》(粤移纪要[2013]413号)
专利情况:
如果该成果产出相关专利,且专利处于国知局专利申请审查阶段或已授权,请说明专利名称、类型、申请号、状态、是否海外申请等情况。
(按填写说明7)
两项LTE领域的发明专利申请:
发明专利一:
1)类型:
发明专利
2)名称:
《一种解决LTE网络与终端CQI反馈机制不一致的算法》
3)申请号:
GD1307003
4)状态:
已经通过集团公司评审,并推荐至国家知识产权局,申请中。
发明专利二:
1)类型:
发明专利
2)名称:
《一种LTE异频点组网模式下的随机接入方案》
3)申请号:
GD1308023
4)状态:
已经通过集团公司评审,并推荐至国家知识产权局,申请中。
成果简介:
简要描述成果目的和意义,解决的问题,取得的社会和经济效益。
从过去2/3G的优化经验来看,信令、流程、关键参数的分析起着举足轻重的作用,是沟通理论与实践的桥梁。
信令是网络健康度的最直接表现形式,流程是网络从“肌肤”到“内脏”的各种运作机制,参数是构成各种运作机制的发动机和零部件。
目前,所有的主设备厂家都没有关于LTE信令所含参数在关键流程中的作用及其优化应用成果。
要么只有简单参数的说明、要么只有关于流程的说明,没有将信令中的参数与关键流程有机结合起来、缺乏相应的优化应用建议,无法对实践进行有效指导。
对于同样从3GPP协议衍生而来的LTE技术,我们可以举一反三地提出以下思考:
✓LTE有哪些常用信令?
它们包含的多个关键参数是哪些?
(总结理论)
✓这些关键参数在LTE主要流程中所起的作用是什么?
(如何从理论过渡到实践)
✓如何将这些关键参数与LTE的主要流程有机结合起来,并给出最优化设置建议?
(如何上升到实践层面)
本项目致力解决的,就是以上一系列问题。
本项目在详细解读10余份3GPP协议的基础上,提取LTE主要信令中的各项关键参数,将其与LTE应用层、MAC层、物理层中的9大关键流程有机结合,详细阐述了各项参数在以上流程中所起作用,以及流程工作机制,最终给出不同场景下的参数最优化应用建议。
本项目创造性地打破了信令、参数与流程之间的界限,成为集团首份LTE信令所含参数在关键流程中的作用及其优化应用指导手册,几乎涵盖了LTE网络所有的流程与参数优化工作,具有极高的创新价值与实用价值。
省内试运行效果:
描述成果引入后在本省试运行方案、取得的效果、推广价值和建议等。
本成果试运行效果列举如下:
1、本成果是2013年广东公司第二批省级重点研发项目,已经成功佛山移动试用,计划2014年向全省推广。
2、本成果已经产生2项LTE领域的发明专利申请,均已通过集团公司评审并推荐至国家知识产权局。
3、本成果产生一篇技术论文《TD-LTE下行功率分配最优化策略》,获2013年广东通信青年论坛优秀论文集录用。
4、本成果的构思与实施均由我司技术人员自主完成,无需引入任何软件、硬件投资,成本投资均为0,便于其它兄弟公司引入。
5、本成果是基于3GPP协议标准研发,适用于所有的主设备厂家,如华为、中兴、爱立信等等。
6、本成果涵盖了LTETDD与LTEFDD两种制式,适用于LTETDD/FDD融合组网。
7、本成果几乎涵盖了LTE网络所有的关键参数与主要流程优化,为LTE优化工作提供了有力的指导手册,极大提升我司技术人员LTE自主优化能力。
基于该成果,我们可以知道:
✓每个参数的调整,会对网络有什么正面影响?
又会有什么负面影响?
✓出现故障的时候,是哪个流程中的哪个环节出问题了?
✓怎么样将各种参数组合应用,使得流程和网络性能最优化?
因此,该成果所提供的优化应用建议,将为我司LTE网络性能提升带来巨大的潜在收益。
文章主体(3000字以上,可附在表格后):
根据成果研究类别,主体内容的要求有差异,具体要求见表格后的“填写说明8”。
“LTE信令所含关键参数在流程中的作用及其优化应用”成果详细技术内容请见表格后。
LTE信令所含关键参数在流程中的作用及其优化应用
中国移动通信集团广东有限公司
1、成果背景与目标
1.1背景与现有问题
2013年,是佛山移动的LTE元年。
在4G一阶段站点仍未建设之际,无线优化中心需要利用这个时间空档期,做好LTE技术的提前储备,以应对未来几年LTE的高速发展。
从过去几年3G的优化经验来看,信令、流程、关键参数的分析起着举足轻重的作用,是沟通理论与实践的桥梁。
目前,所有主流设备厂家,都没有关于LTE信令所含参数在关键流程中的作用及其优化应用成果。
要么只有简单参数的说明、要么只有关于流程的说明,没有将信令中的参数与关键流程有机结合起来、缺乏相应的优化应用建议,无法对实践进行有效指导。
对于同样从3GPP协议衍生而来的LTE技术,我们可以举一反三地提出以下思考:
✓LTE有哪些常用信令?
它们包含的多个关键参数是哪些?
(总结理论)
✓这些关键参数在LTE主要流程中所起的作用是什么?
(如何从理论过渡到实践)
✓如何将这些关键参数与LTE的主要流程有机结合起来,并给出最优化设置建议?
(如何上升到实践层面)
本成果致力解决的,就是以上一系列问题。
1.2成果简介
本成果在详细解读10余份3GPP协议的基础上,提取LTE主要信令中的各项关键参数,将其与LTE应用层、MAC层、物理层中的9大关键流程有机结合,详细阐述了各项参数在以上流程中所起作用,以及流程工作机制,最终给出不同场景下的参数最优化应用建议。
本成果创造性地打破了信令、参数与流程之间的界限,成为集团首份LTE信令所含参数在关键流程中的作用及其优化应用指导手册,几乎涵盖了LTE网络所有的流程与参数优化工作,具有极高的创新价值与实用价值。
1.3研究总体框架
本课题的研究总体框架如下图所示:
整个方案的实施思路分成三大步骤:
1、收集现网主要层三信令,剖析层三信令中所含的关键参数。
主要层三信令如下所示:
MasterInformationBlock
SystemInformationBlockType1
SystemInformationBlockType2
SystemInformationBlockType3
SystemInformationBlockType4
SystemInformationBlockType5
SystemInformationBlockType6
SystemInformationBlockType7
RRCConnectionRequest
RRCConnectionSetup
RRCConnectionReconfiguration
MeasurementReport
2、对每条层三信令中所含的关键参数进行流程属性归纳,在3GPP相关协议的基础上,详细剖析这些参数在某特定流程中所起作用,该流程的运作机制。
3、给出以上关键参数在某特定流程中的优化应用建议。
2、系统参数及物理信道配置
2.1系统参数配置
系统参数配置主要涉及系统带宽、系统帧号、上下行时隙配置、特殊时隙配置、工作频段等。
此类信息主要分布在空闲态下的系统消息MIB与SIB1中。
系统带宽和系统帧号在MIB消息中获取。
以下是某条MIB的解码:
{
message{
dl-Bandwidthn100,
phich-Config{
phich-Durationnormal,
phich-ResourceoneSixth
},
systemFrameNumber
spare'0000000000'B
}
}
1、系统带宽:
dl-Bandwidthn100。
100指的是20MHz带宽下的RB数目。
一共有5种取值:
n6,n15,n25,n50,n75,n100。
对应的带宽分别为1.4、3、5、10、20MHz。
以每种带宽下所带的RB个数的值来暗示该系统采用的带宽。
注意,该RB个数仅仅针对该带宽的TransmissionBandwidth,即用于传输数据、或者理解成是工作的的RB。
2、系统帧号信息同样在MIB消息中获取。
系统帧号:
systemFrameNumber。
SystemFrameNumber一共是有10bits。
MIB中只广播前8位,因此在MIB中看到的SFN的比特数只有8位。
末2位由UE对P-BCH进行“暗含”解码得来,如在1个40ms的P-BCHTTI中,第一个radioframe就是00,第二个radioframe是01,第三个radioframe是10,第四个radioframe是11。
根据协议规范,ThefirsttransmissionoftheMIBisscheduledinsubframe#0ofradioframesforwhichtheSFNmod4=0,andrepetitionsarescheduledinsubframe#0ofallotherradioframes.也就是说,我们在看到的第1条MIB的SFNmod4=0,也就是说,所有的MIB的SFN都是在MIB消息中看到的8位systemFrameNumber后面加上2个0,刚好mod4为0。
我理解是,MIB中的systemFrameNumber实际上是一个MIB40ms周期的组号,一共有256组(2个8次方),从0-255,每组4个分别是00、01、10、11。
SFN是从0-1023反复循环,大周期是1024*10ms=10.24s。
上下行时隙配置、特殊时隙配置、工作频段等分布于SIB1消息中。
以下是某条SIB1消息的解码:
以下是一条systemInformationBlockType1中关于的详细解析:
{
messagec1:
systemInformationBlockType1:
{
cellAccessRelatedInfo{
plmn-IdentityList{
{
plmn-Identity{
mcc{
4,
6,
0
},
mnc{
0,
8
}
},
cellReservedForOperatorUsenotReserved
}
},
trackingAreaCode
cellIdentity'0000000000000000000000100010'B,
cellBarrednotBarred,
intraFreqReselectionallowed,
csg-IndicationFALSE
},
cellSelectionInfo{
q-RxLevMin-60
},
freqBandIndicator40,
schedulingInfoList{
{
si-Periodicityrf8,
sib-MappingInfo{
sibType3
}
},
{
si-Periodicityrf64,
sib-MappingInfo{
sibType4,
sibType5,
sibType6,
sibType7
}
}
},
tdd-Config{
subframeAssignmentsa1,
specialSubframePatternsssp7
},
si-WindowLengthms10,
systemInfoValueTag3
}
}
1、subframeAssignment:
标示了上下行时隙比例配置,sa0就是Configuration0,sa1就是Configuration1。
在协议TS36.211[21,table4.2.2]中可以查找到。
如下所示:
Uplink-downlink
configuration
Downlink-to-Uplink
Switch-pointperiodicity
Subframenumber
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
5ms
D
S
U
U
U
D
S
U
U
U
1
5ms
D
S
U
U
D
D
S
U
U
D
2
5ms
D
S
U
D
D
D
S
U
D
D
3
10ms
D
S
U
U
U
D
D
D
D
D
4
10ms
D
S
U
U
D
D
D
D
D
D
5
10ms
D
S
U
D
D
D
D
D
D
D
6
5ms
D
S
U
U
U
D
S
U
U
D
因此该信令中,上行下时隙比例配置为Configuration1,即一个radioframe配置的“DSUUDDSUUD”上下行时隙比例。
2、specialSubframePatterns:
特殊子帧的上下行配比。
在协议TS36.211[21,table4.2.1]中可以查到,如下所示。
ssp0代表Configuration0,ssp1代表Configuration1,等等。
Normalcyclicprefixinbothdownlinkanduplink
Specialsubframeconfiguration
DwPTS
GP
UpPTS
0
3
10
1
1
9
4
1
2
10
3
1
3
11
2
1
4
12
1
1
5
3
9
2
6
9
3
2
7
10
2
2
8
11
1
2
本信令中,Configuration7即是现网配置的DwPTS:
GP:
UpPTS=10:
2:
2的比例。
3、freqBandIndicator:
标示了工作频段。
在协议36.101[42,table5.5-1]中可以获知。
查阅36.101可知本信令中的freqBandIndicator40对应的是2300-2400MHz,室内频段。
如果是室外站的话,freqBandIndicator应该对应的是38:
2570-2620MHz。
以下是所有TDD的频段标示。
33
1900MHz
–
1920MHz
1900MHz
–
1920MHz
TDD
34
2010MHz
–
2025MHz
2010MHz
–
2025MHz
TDD
35
1850MHz
–
1910MHz
1850MHz
–
1910MHz
TDD
36
1930MHz
–
1990MHz
1930MHz
–
1990MHz
TDD
37
1910MHz
–
1930MHz
1910MHz
–
1930MHz
TDD
38
2570MHz
–
2620MHz
2570MHz
–
2620MHz
TDD
39
1880MHz
–
1920MHz
1880MHz
–
1920MHz
TDD
40
2300MHz
–
2400MHz
2300MHz
–
2400MHz
TDD
2.1.3小区基本信息
小区基本信息可以在SIB1中查找到,如下所示:
messagec1:
systemInformationBlockType1:
{
cellAccessRelatedInfo{
plmn-IdentityList{
{
plmn-Identity{
mcc{
4,
6,
0
},
mnc{
0,
8
}
},
cellReservedForOperatorUsenotReserved
}
},
trackingAreaCode
cellIdentity'0000000000000000000000100010'B,
cellBarrednotBarred,
1、plmn-Identity(mcc+mnc)
如以上信令所示,mobilecountrycode=460,mobilenetworkcode=08
2、cellReservedForOperatorUse
参考3GPPTS36.304的[4]。
如果该值设为reserved,而且cellBarred设成notBarred,AccessClass为11或者15的UE可以在此小区进行正常的小区选择和重选;对于AccessClass为0-9、12-14的UE,该小区对于它们来说,如同设置为barred一样的效果,即该cell不允许小区选择、重选、甚至是紧急呼叫。
3、trackingAreaCode。
LTE的跟踪区作用类似于2、3G的路由区。
TrackingAreaCode一共16位,换算成10进制,就是一共有65536个。
4、cellIdentity0000000000000000000000100010。
一共28位。
这个跟PCI(PhysicalCellIdentity)是完全不同的,这个cellIdentity实际上是CellGlobalIdEUTRA的一部分。
TheIECellGlobalIdEUTRAspecifiestheEvolvedCellGlobalIdentifier(ECGI),thegloballyuniqueidentityofacellinE-UTRA,由PLMN-Identity和cellIdentity组成。
因此CellGlobalIdEUTRA在全球的E-UTRA是唯一的,而cellIdentity在PLMN中则是唯一的。
cellIdentity左20位是MacroeNBid,右8位是是本小区在所属eNB中的序号,是eNB根据本eNB的小区数配置依次分配。
5、cellBarrednotBarred。
参考3GPPTS36.304,如果cell改成barred,则该cell不允许小区选择、重选、甚至是紧急呼叫。
2.2下行物理信道配置
LTE主要下行物理信道有PBCH、PSS、SSS、PDCCH、PHICH、PCFICH、PDSCH等。
其中,协议规定PBCH、PSS、SSS是固定位置的,方便UE在小区搜索时进行盲检。
因此在信令解析是没有这几个信道的位置提示的。
PDCCH占据一个子帧的最多前3个Symbol(对于LTETDD来说,subframe1和6最多前2个symbol)。
而PCIFCH和PHICH则穿插在PDCCH中。
如何从信令中的关键参数解析PCIFCH和PHICH的位置,请见下文。
2.2.1PCFICH信道
PCFICH的具体位置取决于PCI与Bandwidth两个参数。
UE在进行小区搜索时可以获得PCI信息,在MIB中可以获取Bandwidth信息。
ThephysicalcontrolformatindicatorchannelcarriesinformationaboutthenumberofOFDMsymbolsusedfortransmissionofPDCCHsinasubframe.或者说,间接告诉UEdataregion从哪里开始。
PCFICH携带的信息为CFI(ControlFormatIndicator),取值范围是1~3(即CFI=1,2or3;用2bit表示,CFI=4为预留,不使用)。
根据协议36.212中5.3.4,当
时,PDCCHSymbol个数=CFI取值;当
时(即带宽为1.4MHz),PDCCHSymbol个数=CFI取值+1,此时PDCCH可能占2、3或4条OFDMSymbol。
该信道在每个小区有且仅有一条。
ThePCFICHshallbetransmittedwhenthenumberofOFDMsymbolsforPDCCHisgreaterthanzero。
时域上:
在每个下行SubFrame的第1个Symbol上(oneortwoantennaports)
频域上:
PCFICH由4个REG组成,共16个RE,在频域上均匀分布,由PCI和Bandwidth两个参数决定,具体位置由以下公式可以计算得知:
wheretheadditionsaremodulo
and
isthephysical-layercellidentityasgivenbySection6.11.
举例1:
PhysicalCellID=1,则第1个k=(12/2)*(1mod200)=6,则第1个REG则从k=6开始,一连4个RE,组成1个REG(中间可能有CRS),第2个REG开始的位置则是:
k=6+50*12/2=306。
以此类推,第3个则从606开始,第4个则从906开始。
举例2:
PhysicalCellID=199,则第1个k=(12/2)*(199mod200)=1194,但实际上,这已经是最后一组的REG了。
那么第1组REG,则是从1194+300-1200=294开始,第2组REG则是从294+300=594开始,第3组REG则是从894开始。
举例3:
PhysicalCellID=50,则第1个k=300,第2个k=600,第3个k=900,第4个k=0。
如果相邻小区的PCFICH在同一位置,容易造成相互之间的干扰,使得UE无法正确解码PCFICH。
为了规避PCFICH在同一位置,我们需要注意相邻小区的PCI取值。
由于第一个REG的起始位置由以下公式决定:
,
为了让PCFICH更准确地让UE解码,可以采用PCFICHpowerboosting技术,即eNodeB可以让PCFICH向PDCCH“借”功率。
2.2.2PHICH信道
PHICH信道的具体位置由phich-Duration与phich-Resource(Ng)所共同决定,在MIB中可以获取。
ThePHICHcarriesthehybrid-ARQACK/NACKinresponsetoUL-SCHtransimission.
Table6.9.3-1:
PHICHdurationinMBSFNandnon-MBSFNsubframes.
PHICHduration
Non-MBSFNsubframes
MBSFNsubframes
Subframes1and6incaseofframestructuretype2
Allothercases
OnacarriersupportingbothPDSCHandPMCH
Normal
1
1
1
Extended
2
3
2
通过上表我们可以知道PHICH在时域上的占用的symbol数量,一般情况下都是占用1个symbol。
那么PHICH在频域上的占用情况则可以从下面的公式中计算出来。
ThenumberofPHICHgroups
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- 关 键 词:
- LTE 关键 参数 规程 中的 作用 及其 优化 应用 成果