跨海大橋等遠(yuǎn)距離覆蓋場(chǎng)景LTE網(wǎng)絡(luò)切換問題優(yōu)化

楊軍波，袁 滿

（中國(guó)聯(lián)通青島分公司，山東 青島 266100）

1 概述

青島膠州灣大橋，是我國(guó)自行設(shè)計(jì)、施工、建造的特大跨海大橋，全長(zhǎng)36.48 km。由于海面開闊信號(hào)較亂較雜，如何做好跨海大橋的切換優(yōu)化，是網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化人員面臨的新課題。

2 覆蓋半徑相關(guān)參數(shù)

2.1 CP配置對(duì)覆蓋距離的影響

LTE網(wǎng)絡(luò)中的正交頻分復(fù)用技術(shù)（Or thogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM）無法克服由于多徑時(shí)延造成的符號(hào)間干擾（Inter Symbol Interference，ISI）和子載波正交性破壞的問題，但可以通過循環(huán)前綴CP消除多徑帶來的符號(hào)間干擾和子載波間的干擾。正常CP可以在1.4 km的時(shí)延擴(kuò)展范圍內(nèi)提供抗多徑保護(hù)能力，適合于市區(qū)、郊區(qū)、農(nóng)村以及小區(qū)半徑小于5 km的山區(qū)環(huán)境。擴(kuò)展CP可以在10 km的時(shí)延擴(kuò)展范圍內(nèi)提供抗多徑保護(hù)能力，適合于覆蓋距離大于5 km的山區(qū)環(huán)境以及需要超遠(yuǎn)距離覆蓋的海面和沙漠等環(huán)境。

2.2 GP配置對(duì)覆蓋距離的影響

GP的大小與系統(tǒng)覆蓋距離有關(guān)：GP越大，覆蓋距離也越大。GP主要由傳輸時(shí)延和設(shè)備收發(fā)轉(zhuǎn)換時(shí)延構(gòu)成，即：GP=2×傳輸時(shí)延+TRx-Tx，Ue（最大覆蓋距離=傳輸時(shí)延×c）；其中c是光速。TRx-Tx，Ue為UE從下行接收到上行發(fā)送的轉(zhuǎn)換時(shí)間，該值與輸出功率的精確度有關(guān)。

2.3 隨機(jī)接入突發(fā)信號(hào)格式對(duì)覆蓋距離的影響

物理層隨機(jī)接入突發(fā)信號(hào)由CP、前導(dǎo)序列Preamble、保護(hù)時(shí)間GT 3部分組成。由于接入時(shí)隙需要克服上行鏈路的傳播時(shí)延以及用戶上行鏈路帶來的干擾，因此需要在時(shí)隙設(shè)計(jì)中留出足夠的保護(hù)時(shí)間，該保護(hù)時(shí)間即為GT。GT長(zhǎng)度決定了能夠支持的接入半徑：小區(qū)覆蓋距離=GT×c/2（c是光速）。

2.4 NCS與覆蓋半徑相關(guān)參數(shù)

NCS與小區(qū)半徑相關(guān)，NCS和小區(qū)半徑r的關(guān)系參見如下公式：

其中，對(duì)于前導(dǎo)格式0-3，N=24 576，NZC=839；對(duì)于前導(dǎo)格式4，N=4 096，NZC=139；TDC為最大多徑時(shí)延擴(kuò)展，是小區(qū)邊緣UE對(duì)抗多徑干擾的保護(hù)；c為光速。TS=1/2 048×15 K；原則上，NCS越大，小區(qū)半徑越大。

3 切換分析

3.1 切換的含義及目的

在LTE系統(tǒng)中，切換可以分為站內(nèi)切換、站間切換（或基于X2口切換、基于S1口切換），當(dāng)X2接口數(shù)據(jù)配置完善且工作良好的情況下就會(huì)發(fā)生X2切換，否則基站間就會(huì)發(fā)生S1切換。一般來說X2切換的優(yōu)先級(jí)高于S1切換。

3.2 切換發(fā)生的過程

切換判決準(zhǔn)備—基站通過終端上報(bào)的測(cè)量報(bào)告判決是否執(zhí)行切換。

當(dāng)判決條件達(dá)到時(shí)，執(zhí)行以下步驟。（1）切換準(zhǔn)備：目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)完成資源預(yù)留。（2）切換執(zhí)行：源基站通知UE執(zhí)行切換；UE在目標(biāo)基站上連接完成。（3）切換完成：源基站釋放資源、鏈路，刪除用戶信息。

3.3 切換失敗可能的原因

LTE系統(tǒng)內(nèi)所有切換問題最終都可以歸納為ENB間的小區(qū)間切換和ENB內(nèi)的小區(qū)間切換，本文重點(diǎn)對(duì)ENB內(nèi)的小區(qū)間切換進(jìn)行分析，切換流程如圖1所示。

圖1 ENB間的小區(qū)間切換切換流程

通過以上流程所涉及的網(wǎng)元，切換失敗問題的原因大概分為硬件傳輸故障（載頻壞、合路天饋問題）、數(shù)據(jù)配置不合理、擁塞問題、時(shí)鐘問題、干擾問題、覆蓋問題及上下行不平衡、鄰區(qū)關(guān)系不合理；當(dāng)出現(xiàn)切換成功率低的問題時(shí)，可以從以上方面入手逐一排查解決，排除這些影響切換成功率的客觀因素。

4 跨海大橋案例分析

4.1 問題描述

通過指標(biāo)監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)覆蓋跨海大橋的小區(qū)FLQDB跨海大橋全覆蓋m_2（SDR）及FLQDB跨海大橋全覆蓋m_4（SDR）存在切換成功率偏低的情況，如表1所示。

表1 指標(biāo)統(tǒng)計(jì)

通過提取數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)切換失敗均發(fā)生在大橋小區(qū)之間，根據(jù)上文所說方法逐一排除了硬件擁塞、時(shí)鐘、干擾、覆蓋等問題，最后將問題解決的焦點(diǎn)放在參數(shù)數(shù)據(jù)配置上。

4.2 問題處理

嘗試修改同頻切換參數(shù)：同頻切換幅度遲滯由1 dB改為2 dB，同頻切換偏置由1 dB改為2 dB，同頻切換時(shí)間遲滯有320 ms改為640 ms，修改完成后觀察指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)切換成功率有所提升，但指標(biāo)還是處于較差水平（見圖2），問題并沒有得到實(shí)質(zhì)解決。

圖2 切換統(tǒng)計(jì)

然后，通過華為網(wǎng)管CME的參數(shù)對(duì)比，使用跨海大橋切換失敗小區(qū)與切換正常小區(qū)進(jìn)行參數(shù)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)跨海大橋站點(diǎn)配置數(shù)據(jù)按照室分小區(qū)模板，小區(qū)半徑參數(shù)設(shè)置為500 m。而大橋小區(qū)實(shí)際覆蓋范圍遠(yuǎn)不止500 m，源基站與目標(biāo)基站相對(duì)位置如圖3所示，將大橋全覆蓋小區(qū)半徑改為5 000 m。

修改小區(qū)半徑后，小區(qū)切換成功率提升至95%以上（見圖4），問題得到解決。

5 結(jié)語(yǔ)

跨海大橋作為一種特殊的遠(yuǎn)距離覆蓋場(chǎng)景，在覆蓋小區(qū)參數(shù)設(shè)置上要充分考慮到其覆蓋的特殊性，發(fā)生切換問題除了考慮可能導(dǎo)致的常規(guī)原因，一定要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的無線環(huán)境和覆蓋特殊性對(duì)小區(qū)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比排查，進(jìn)行符合覆蓋要求的參數(shù)設(shè)置，以改善LTE網(wǎng)絡(luò)切換指標(biāo)，提高用戶的感知。

圖3 基站位置示意

圖4 切換統(tǒng)計(jì)