最新完美版LTE邻区优化邻区自动关联ANR.docx

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最新完美版LTE邻区优化邻区自动关联ANR

1概述

LTE系统基于自组织网络（SON）的系统架构，针对邻区优化提出了自动邻区优化关联（ANR：

AutomaticNeighborRelation）的概念。

本文主要就3GPP中32系统协议定义的自动邻区关联ANR的功能架构、O&M策略，以及36系列协议中对于ANR算法、终端搜索邻区方式、能力进行了学习整理，并对ANR可能的补充完善提出了自己想法，以供对于LTE的网规网优技术学习提供参考。

2ANR框架[1]

自动邻区关联（ANR）功能的目的在于免除人工进行邻区配置的负担。

下图即为ANR框架示意。

图1:

ANR框架下eNB与O&M的交互

ANR功能驻存于eNB并负责管理邻区关系表（NRT）。

其邻区侦测功能负责发现新邻区并添加到NRT，邻区删除功能负责清理无用邻区。

ANR中的邻区关系（NR）定义如下：

源小区至目标小区的现有NR意味着eNB控制源小区:

a）明确目标小区的ECGI/CGI和PCI.

b）在NRT中有一个条目能够让源小区确认目标小区.

c）在NRT项目属性的明确界定，这种界定可以是由中O&M配置或由初始值定义。

对于eNB的每个小区,eNB保存有一份NRT.对其中每个NR,NRT包含目标小区（TCI）.对于E-UTRAN而言,TCI相当于目标小区的ECGI（E-UTANCellGlobalIdentifier）和PCI（PhysicalCellIdentifier）。

此外,每个NR有三个属性可选NoRemove,NoHO和NoX2：

-NoRemove:

如定义为NoRemove，eNB将不得从NRT中删除相应邻小区.

-NoHO:

如定义为NoHO，相应邻小区将不能用于切换.

-NoX2:

如定义为Nox2，相应邻区关系将不能使用x2接口去开始指向目标eNB的相应过程

邻小区关系是小区对小区的联系，其基于两个eNBs已有x2连接.邻小区关系是单向的,而X2连接是双向的.

O&M也具备邻区相关配置的能力。

3O&M策略[1]

3.1全自动ＡＮＲ功能管理

描述;IRPManager可以添加或删除邻区关系或者修改邻区关系属性。

条件：

1.ANR功能启动

2.当前小区没有由O&M在进行邻区关系配置

3.当前eNB已完成新加eNodeB的自配置过程

处理过程（满足上述条件，ANR启动）：

1.当IRPManage发现一个不适合的邻区关系被ANR添加，IRPManage将其列入黑名

单

2.当IRPManage发现一个适合的邻区关系没被ANR添加，IRPManage将其列入白名

单

3.当基站退服、ANR功能停止时停止上述步骤

3.2人工启动ＡＮＲ功能

描述;IRPManager可以添加或删除邻区关系或者修改邻区关系属性。

条件：

1.ANR功能没有激活

2.当前小区可以存在邻区关系（由O&M配置或者在之前ANR功能激活时配置）

3.当前eNB已完成新加eNodeB的自配置过程

处理过程：

1.IRPManager启动ANR时开始本功能

2.IRPManager可以忽略原有邻区关系中的不可删除属性

3.当IRPManage发现一个不适合的邻区关系被ANR添加，IRPManage将其列入黑名

单

4.当IRPManage发现一个适合的邻区关系没被ANR添加，IRPManage将其列入白名

单

5.当基站退服、ANR功能停止时停止上述步骤

3.3NOＸ２属性对应的处理

NOＸ２属性在小组讨论时存在争议，部分成员认为其缺乏实际应用场景，但目前仍然保留，协议中提出的应用策略包括：

1.IRPManager应可以允许及禁止建立从源eNB到目标eNB的X2接口。

2.IRPManager应可以允许及禁止建立从源HeNB到目标宏eNB的X2接口。

3.IRPManager应可以禁止建立从本IRPManager下属eNB到其他业务区、运营商、

PLMN的eNB的X2接口。

4.IRPManager应可以请求释放被eNB不恰当建立的X2接口

3.4O&M相关功能清单

功能序号

描述

1

IRPManager应可以请求允许从源eNB到目标eNB的切换

2

IRPManager应可以请求禁止从源eNB到目标eNB的切换

3.

白名单功能：

IRPManagre请求允许从源eNB到目标eNB的切换，其他实体无权取消此请求

4．

黑名单功能：

IRPManager请求禁止从源eNB到目标eNB的切换，其他实体无权取消此请求

5.

IRPAgent应上报IRPManager相关切换统计：

允许、禁止、黑名单、白名单的切换成功、失败。

6

IRPManager应能够请求建立从一个eNB到另一个eNB的x2连接

7

IRPManager应能够请求释放从一个eNB到另一个eNB的x2连接

8

X2白名单功能：

请求建立x2连接且禁止释放此连接，无其他实体能够取消此请求

9

X2黑名单功能：

请求释放x2连接且禁止建立此连接，无其他无其他实体能够取消此请求

10

操作者能够启用或禁止一或多个eNB的ANR功能

11

VOID

12

IRPManager应能够添加、配置eNB新的邻区关系

13

IRPManager应能够删除eNB的邻区关系

14

IRPAgent应能够按照TS32.301的要求向IRPManager上报邻区配置关系的变更

15

每个小区都应具有一份搜索列表，IRPManager应能配置该搜索列表

16

IRPAgent应能够按照TS32.301的要求向IRPManager上报邻区增减情况

17

IRPManager应能够在小区一级检索ANR相关属性，识别：

1.源或目标小区

2.邻区关系状态（锁定、非锁定）

3.切换状态：

（允许、禁止）

注：

锁定+允许对应白名单

锁定+禁止对应黑名单

18

IRPAgent应支持如下能力：

允许IRPManager决定是否建立两个eNB之间的x2接口

Xx

IRPAgent应支持如下能力：

允许IRPManager检索x2是否将eNB列入白名单或和名单

19

IRPManager应能够请求禁止由源eNB用x2接口向目标eNB发起切换，即便两个eNB间存在x2接口。

这一功能被称为：

X2HO黑名单

4ANR算法考虑

4.1ANR过程[2]

4.1.1LTE同频ANR

ANR功能有赖于小区在全局范围内广播其ID——ECGI（E-UTRANCellGlobalIdentifier）。

ANR工作过程如下（参见图2）：

当eNB服务小区A启用ANR功能时，作为正常呼叫流程的一部分，eNB通知每个UE进行邻小区测量。

eNB在如何通知UE进行测量、UE何时上报测量信息方面可以采取不同策略：

1.UE发送关于小区B的测量报告，其中包括B的PCI，但没有ECGI。

当eNB收到UE的测量报告时，开始后续动作。

2.eNB用UE上报的新PCI为参数，通知UE读取相应ECGI、TAC（trackareacode）及其他所有与邻小区相关的可用PLMNID（s）。

为此，eNB需要预设定适当的空闲周期，以便UE能够从被侦测邻小区的广播信道读取ECGI。

3.当UE发现新小区的ECGI时，UE将此ECGI及其他PLMNIDs报告给服务小区所在eNB.

4.eNB决定添加新发现的邻小区关系，使用新发现小区的PCI、ECGI进行下列操作:

a查找新eNB的传输层地址。

b更新邻小区关系列表。

c如果需要，建立与新eNB的x2接口。

图2:

ANR功能示意

4.1.2异系统/异频ANR

对于异系统/异频情况下的ANR,每个小区包含一份异频搜索列表，其包含的所有频点都为搜索对象。

（因为只有LTE采用x2接口，对于异系统小区，在NRT中NoX2属性是不考虑的。

）

异系统/异频情况ANR工作过程如下:

当eNB服务小区A启用ANR功能时，在连接模式下，eNB通知每个UE进行其他系统/频率的邻小区测量。

eNB在如何通知UE进行测量、UE何时上报测量信息方面可以采取不同策略：

1eNB通知UE在目标系统/频率上搜寻邻小区。

eNB需要预设定适当的空闲周期，以便UE能够扫描目标系统/频率的所有小区。

2UE报告在目标系统/频率上搜索到的小区PCI，对于不同系统，PCI的定义有所不同。

当eNB收到UE包含PCI的报告后，可能进行如下动作：

3eNB用UE上报的新PCI为参数，通知UE读取相应异系统/异频率邻小区相关的ID信息。

为此，eNB需要预设定适当的空闲周期，以便UE能够从被侦测邻小区的广播信道读取相应信息。

4当UE发现新小区的ECGI时，UE将此ECGI及其他PLMNIDs报告给服务小区所在eNB.

5eNB更新其异系统/异频NRT。

对于异频情况eNB可使用PCI和ECGI建立新的X2接口。

4.2终端邻区搜索能力[3][4]

从4.1节可以看到，目前ANR功能主要有赖于终端本身的搜索，在协议中对于终端的搜索能力也提出了相应要求，与2/3G系统不同，LTE终端本身具备脱离邻区进行搜索的能力，在3GPP协议中规定如下：

1.空闲态下，对于同频切换邻区“TheUEshallbeabletoidentifynewintra-frequencycellsandperformRSRPmeasurementsofidentifiedintra-frequencycellswithoutanexplicitintra-frequencyneighbourlistcontainingphysicallayercellidentities。

”对于异频/异系统邻区“TheUEshallbeabletoidentifynewinter-frequencycellsandperformRSRPmeasurementsofidentifiedinter-frequencycellsifcarrierfrequencyinformationisprovidedbytheservingcell,evenifnoexplicitneighbourlistwithphysicallayercellidentitiesisprovided.”

2.在RRC连接状态下，对于同频切换邻区“TheUEshallbeabletoidentifynewintra-frequencycellsandperformRSRPmeasurementsofidentifiedintra-frequencycellswithoutanexplicitintra-frequencyneighbourcelllistcontainingphysicallayercellidentities.DuringtheRRC_CONNECTEDstatetheUEshallcontinuouslymeasureidentifiedintrafrequencycellsandadditionallysearchforandidentifynewintrafrequencycells.”对于异频/异系统邻区“TheUEshallbeabletoidentifynewinter-frequencycellsandperformRSRPmeasurementsofidentifiedinter-frequencycellsifcarrierfrequencyinformationisprovidedbytheservingcell,evenifnoexplicitneighbourlistwithphysicallayercellidentitiesisprovided.”

而对于具体的搜索过程和周期，3GPP也进行了相应定义：

1.空闲状态下邻区搜索必须首先满足相应的小区重选条件（至少每DRXcycle.测量的服务小区信号强度、质量）：

同频情况时测量邻小区周期为Tmeasure,EUTRAN_Intra。

DRXcyclelength[s]

Tdetect,EUTRAN_Intra[s]（numberofDRXcycles）

Tmeasure,EUTRAN_Intra[s]（numberofDRXcycles）

Tevaluate,E-UTRAN_intra

[s]（numberofDRXcycles）

0.32

11.52（36）

1.28（4）

5.12（16）

0.64

17.92（28）

1.28

（2）

5.12（8）

1.28

32（25）

1.28

（1）

6.4（5）

2.56

58.88（23）

2.56

（1）

7.68（3）

异频/异系统情况时，服务小区低于门限值测量所有等级（不同系统、频率定义不同等级）的邻小区，高于门限仅测量更高等级的邻小区，测量周期为Thigher_priority_search=（60*Nlayers）s，Nlayers为等级数。

2.RRC连接状态下，采用测量间歇（IdleGaps或MeasurementGaps）来支持异频/异系统邻小区的测量（参见下图）。

同频情况下，邻小区测量周期为200ms,新小区的侦测时间应小于

Tbasic_identify_E-UTRA_FDD,intrai=800ms，TMeasurement_Period,Intra=200ms,TIntra:

测量周期（TMeasurement_Period,Intra）中任意选定的供小区测量的时间。

没有测量间歇被激活时，200ms内应可以进行8个已确定小区的测量并进行更高等级的邻小区测量。

测量间歇

激活时，应能够测量至少

个已确定同频小区（XbasicmeasurementTDD=8（cells）），完成Ymeasurementintra个同频小区的确认（identify）。

如UE已确定了超过Ymeasurementintra个小区，则至少应完成8个已确定小区的测量（measure）。

异频/异系统情况时，对应于测量间歇，异频/异系统（异系统目前仅定义了UTRANFDD）新小区的搜索时间为：

，TBasic_Identify_Inter=480ms，Nfreq=Nfreq,E-UTRA+Nfreq,UTRA+Mgsm+Nfreq,cdma2000+Nfreq,HRPD为异频/异系统频点总数量，Tinter1见下表。

GapPatternId

MeasurementGapLength（MGL,ms）

MeasurementGapRepetitionPeriod

（MGRP,ms）

Minimumavailabletimeforinter-frequencyandinter-RATmeasurementsduring480msperiod

（Tinter1,ms）

MeasurementPurpose

0

6

40

60

Inter-FrequencyE-UTRANFDDandTDD,UTRANFDD,GERAN,LCRTDD,HRPD,CDMA20001x

1

6

80

30

Inter-FrequencyE-UTRANFDDandTDD,UTRANFDD,GERAN,LCRTDD,HRPD,CDMA20001x

4.3需要考虑的其他事项

尽管考虑到终端能力毕竟有限，本节主要就ANR功能可能的方向进行探讨。

4.3.1输入内容[5]

NGMN在讨论ANR需求时，主要根据2/3G优化的实践提出了以下输入条件,目前协议中ANR功能主要是利用UE上报的信号强度、质量：

⏹邻小区位置信息、天馈信息，站点高度等

⏹UE上报的测量信息（场强、距离、位置等）

⏹小区级掉话率、切换失败率，小区级切换详细数据

⏹eNodeB测量到的邻小区信息（场强等）

⏹配置数据

所有这些条件中除eNodeB测量到的邻小区信息之外，其他都是在CDMA邻区优化中已有应用的，而考虑到eNodeB的能力远强于终端，利用eNodeB来进行邻小区测量无疑是一个很好的辅助手段，但存在的主要问题是基站天线所在位置与用户群所处位置会有很大的差异，eNodeB搜索到的邻小区信号未必是网络实际需要的。

另外，上述条件中，UE上报的测量信息在ANR中是主要的使用条件，但是目前考虑的主要是信号强度、质量信息，主要是考虑了已有覆盖条件下邻区的完整性，对于信号覆盖的合理性在ANR部分尚没有考虑，应在SON中覆盖、容量自优化部分考虑。

4.3.2参考CDMA的算法考虑

LTE与CDMA在邻区优化方面既存在共性的一面，也存在着较大的区别：

相同的方面是：

都可以根据切换次数、比例关系、小区（天线）相关性来进行邻区的初始设置和优化，这方面完全可以参考现网算法进行。

不同的方面主要有：

1.终端搜索邻区方式不同，

2.LTE采用了硬切换的方式，无法象软切换那样通过搭车的方式进行切换。

对于这两点区别，个人认为，终端搜索能力的增强无疑对于邻区优化有着极大地好处，但是我们也要看到，终端搜索在周期、搜索速度等方面仍然有一定限制，对于海量数据而言可以弥补个体能力的不足，但是在建网初期、以及一些特定场景（尤其是低话务场景、快速切换场景）而言，补充的算法也是应当考虑的。

参照现有邻区优化方式，在这两个方面可以靠考虑以下补充：

1.掉话后短时间重新连接上报的小区考虑为原服务小区的邻区

2.位置相邻的高掉话率小区试探配置邻区

而另一方面，由于邻区数目受限（同频邻小区、异频/异系统邻小区各16个），需要删除无效邻小区，在无效邻小区判决上，一方面可以根据终端上报情况确定，另一方面需要注意避免单纯根据上报、切换次数决定邻区的去留，小区（天线）相关性、终端上报次数切换次数在对方邻区中所占比例都应当是重要衡量条件。

参考文献

[1]3GPPTS32.511-820

[2]3GPPTS36.300-920

[3]3GPPTS36.133-920

[4]3GPPTS36.311-910

[5]NGMN_Informative_List_of_SON_Use_Cases