LTE網(wǎng)絡(luò)PCI沖突優(yōu)化策略及實(shí)踐

楊宇晨 韓永濤

摘要：LTE網(wǎng)絡(luò)中，存在過(guò)覆蓋和PCI規(guī)劃不合理的情況，易引起PCI沖突從而導(dǎo)致RF覆蓋質(zhì)量問(wèn)題。通過(guò)對(duì)自動(dòng)添加鄰區(qū)（ANR）的信息進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)站點(diǎn)的PCI沖突問(wèn)題，進(jìn)一步分析可得到站點(diǎn)越區(qū)覆蓋情況。通過(guò)分析現(xiàn)網(wǎng)的PCI沖突和越區(qū)覆蓋情況，可以有效指導(dǎo)后期的規(guī)劃，使用沖突較少的PCI可以減少現(xiàn)網(wǎng)的PCI沖突概率，提升網(wǎng)絡(luò)的整體性能。

關(guān)鍵詞：LTE網(wǎng)絡(luò);PCI沖突;模三干擾;ANR

1概述

LTE系統(tǒng)一共包括504個(gè)PCI（Physical Cell Indentifier）。這些PCI分為168個(gè)組，每組包括3個(gè)PCI。PCI決定小區(qū)信號(hào)同步、信號(hào)解調(diào)是否成功。每個(gè)E-UTRAN小區(qū)對(duì)應(yīng)唯一一個(gè)PCI。當(dāng)LTE網(wǎng)絡(luò)中的E-UTRAN小區(qū)數(shù)目較多時(shí)，不可避免地會(huì)出現(xiàn)PCI復(fù)用，即多個(gè)E-UTRAN同頻小區(qū)使用同一個(gè)PCI。如果PCI規(guī)劃不合理、手動(dòng)調(diào)整PCI、鄰區(qū)參數(shù)被修改等，則可能導(dǎo)致E-UTRAN同頻小區(qū)間的PCI沖突。

某市FDD-LTE網(wǎng)絡(luò)快速建設(shè)及開(kāi)通，PCI沖突問(wèn)題愈發(fā)明顯，為了打造LTE精品網(wǎng)絡(luò)，某市進(jìn)行PCI沖突問(wèn)題的專(zhuān)項(xiàng)分析研究，作者在暑期實(shí)習(xí)中有幸參與其中。通過(guò)對(duì)現(xiàn)網(wǎng)鄰區(qū)信息表進(jìn)行多維度分析，發(fā)現(xiàn)部分問(wèn)題小區(qū)存在嚴(yán)重越區(qū)問(wèn)題;通過(guò)天饋調(diào)整方法或者降功率方法可以完全解決問(wèn)題站點(diǎn)和問(wèn)題小區(qū)，因遺留問(wèn)題數(shù)量較多，優(yōu)先調(diào)整TOP站點(diǎn)。

經(jīng)過(guò)PCI沖突專(zhuān)項(xiàng)研究分析和實(shí)際驗(yàn)證，本次共提煉了3條經(jīng)驗(yàn)供推廣使用：

1）從PCI維度，對(duì)全網(wǎng)鄰區(qū)信息表分析，可以發(fā)現(xiàn)沖突最為嚴(yán)重的PCI，在規(guī)劃設(shè)計(jì)中，可以有意的避開(kāi)使用TOP PCI，從而減少PCI沖突概率;也可以對(duì)TOP沖突PCI進(jìn)行重新規(guī)劃，重新指定不沖突的PCI范圍進(jìn)行重新規(guī)劃，減少現(xiàn)網(wǎng)的PCI沖突告警數(shù)量。

2）通過(guò)分析鄰區(qū)信息表中的PCI沖突種類(lèi)，可以快速發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致PCI沖突最為最為嚴(yán)重的小區(qū);且這些小區(qū)一般為越區(qū)最嚴(yán)重的小區(qū)，可以通過(guò)降低功率或者調(diào)整天饋控制小區(qū)的覆蓋范圍。

3）通過(guò)MR數(shù)據(jù)，并借助NASTAR進(jìn)行定量分析，對(duì)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的TOP小區(qū)給出具體的覆蓋范圍，并制定具體的天饋調(diào)整策略和功率修改建議;并通過(guò)調(diào)整后的MR數(shù)據(jù)，分析調(diào)整效果，重新制定相關(guān)措施，閉環(huán)相關(guān)的問(wèn)題小區(qū)。

2基礎(chǔ)概念-PCI＼NRT和NCL、ANR

2.1 PCI

根據(jù)協(xié)議36.211定義，LTE的PHY_CELL_ID是由主同步信號(hào)（NID（1））和輔同步信號(hào)（NID（2））組成，如式（1）所示：NIDcell= 3NID（1）+ NID（2）? ，其中，NID（1）取值為0～167，NID（2）取值為0～2。主同步信號(hào)用于符號(hào)timing對(duì)準(zhǔn)，頻率同步，以及部分的小區(qū)ID偵測(cè)，它包括3個(gè)序列，每個(gè)序列表示相同Cell ID組內(nèi)的不同Cell ID。輔同步信號(hào)用于幀timing對(duì)準(zhǔn)，CP長(zhǎng)度偵測(cè)，以及小區(qū)組ID偵測(cè)，它包括168個(gè)序列，每個(gè)序列表示不同的Cell ID組。

綜上，LTE系統(tǒng)一共包括504個(gè)PCI。這些PCI分為168個(gè)組，每組包括3個(gè)PCI。每個(gè)E-UTRAN小區(qū)對(duì)應(yīng)唯一一個(gè)PCI。PCI決定小區(qū)信號(hào)同步、信號(hào)解調(diào)是否成功。PCI決定RS在頻域的位置，相鄰小區(qū)的導(dǎo)頻位置錯(cuò)開(kāi)在網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較輕時(shí)能夠有效提升性能。

2.2 NCL和NRT

2.2.1 NCL

NCL即非本eNodeB內(nèi)的外部小區(qū)列表。外部小區(qū)列表記錄了周邊鄰區(qū)的基本信息。NCL分為系統(tǒng)內(nèi)NCL和異系統(tǒng)NCL。每個(gè)eNodeB有一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)NCL和不同制式的異系統(tǒng)NCL。這里我們只關(guān)注系統(tǒng)內(nèi)NCL，系統(tǒng)內(nèi)NCL記錄了E-UTRAN外部小區(qū)的ECGI（E-UTRAN Global Cell Identifier）、PCI（Physical Cell Identifier）和頻點(diǎn)等信息。

2.2.2 NRT

NRT即鄰區(qū)關(guān)系表，記錄了本小區(qū)和其他小區(qū)構(gòu)成的鄰區(qū)關(guān)系。每個(gè)小區(qū)有一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)同頻NRT、系統(tǒng)內(nèi)異頻NRT（以下統(tǒng)稱(chēng)系統(tǒng)內(nèi)NRT）和不同制式的異系統(tǒng)NRT。系統(tǒng)內(nèi)NRT和異系統(tǒng)NRT中包含的信息不同。這里我們只關(guān)注系統(tǒng)內(nèi)NRT。系統(tǒng)內(nèi)NRT包含的主要信息有：

●LCI（Local Cell Identifier）：本地小區(qū)標(biāo)識(shí)。

●Target Cell PLMN：目標(biāo)小區(qū)所屬運(yùn)營(yíng)商PLMN ID。

●eNodeB ID：目標(biāo)小區(qū)eNodeB ID。

●Cell ID：目標(biāo)小區(qū)Cell ID。

2.3 ANR

UE的ANR能力就是指UE讀取鄰區(qū)CGI的能力。RRC_UE_CAP_INFO消息的FGI（Feature Group Indicators）字段標(biāo)識(shí)了UE對(duì)ANR的支持能力。針對(duì)系統(tǒng)內(nèi)ANR，UE的FGI設(shè)置要求如下：當(dāng)UE的FGI比特位5、17同時(shí)置為1時(shí)，表示支持同頻ANR能力。3GPP協(xié)議規(guī)定，為了讀取CGI（Cell Global Identification），eNodeB需要為UE配置一套臨時(shí)DRX（Discontinuous Reception）參數(shù)。在eNodeB和UE都進(jìn)入DRX狀態(tài)后，UE讀取鄰區(qū)CGI。讀取完鄰區(qū)CGI后，eNodeB和UE退出DRX狀態(tài)。激活系統(tǒng)內(nèi)ANR后，eNodeB會(huì)自動(dòng)增加、刪除、更新NCL中的外部小區(qū)。激活系統(tǒng)內(nèi)ANR后，eNodeB會(huì)自動(dòng)增加、刪除NRT中的鄰區(qū)關(guān)系。

3 PCI沖突類(lèi)型

PCI沖突包括PCI碰撞和PCI混淆兩大類(lèi)。

3.1 PCI碰撞

如果使用同一PCI的兩個(gè)或多個(gè)同頻E-UTRAN小區(qū)在地理位置上的隔離度過(guò)小，則UE在這兩個(gè)小區(qū)的信號(hào)交疊區(qū)域不能正常的實(shí)現(xiàn)信號(hào)同步、解碼。這類(lèi)PCI沖突稱(chēng)為PCI碰撞，如圖所示：

如果某小區(qū)與鄰近的小區(qū)同頻、同PCI，那么則會(huì)出現(xiàn)PCI碰撞。

LTE配置規(guī)則對(duì)鄰區(qū)的配置做了限制，不允許源小區(qū)與同頻鄰區(qū)的PCI相同，因此不會(huì)出現(xiàn)LTE小區(qū)與其鄰區(qū)同頻、同PCI的情形。但會(huì)出現(xiàn)LTE小區(qū)與其外部小區(qū)同頻、同PCI。

3.2 PCI混淆

如果服務(wù)小區(qū)與測(cè)量小區(qū)的RSRP滿(mǎn)足切換門(mén)限，且該測(cè)量小區(qū)與服務(wù)小區(qū)的鄰區(qū)同頻、同PCI，則可能會(huì)導(dǎo)致UE切換失敗、掉話(huà)。這類(lèi)PCI沖突稱(chēng)為PCI混淆。PCI混淆通常出現(xiàn)在如下情形：測(cè)量小區(qū)是服務(wù)小區(qū)已配置的其它鄰區(qū)相同的PCI、卻不是服務(wù)小區(qū)已配置的鄰區(qū)。如下圖所示。

如圖所示，eNodeB誤以為UE測(cè)量到了服務(wù)小區(qū)的鄰區(qū)（Cell C），從而發(fā)起向鄰區(qū)（Cell C）的切換。此時(shí)，如果當(dāng)前區(qū)域沒(méi)有鄰區(qū)（Cell C）信號(hào)的覆蓋（如圖所示，UE所處位置實(shí)為Cell B覆蓋），則導(dǎo)致切換失敗。

4 PCI沖突告警的檢測(cè)機(jī)制

PCI沖突檢測(cè)由ENodeB設(shè)備自行檢測(cè)，它可以發(fā)現(xiàn)E-UTRAN中的PCI沖突。以下這些與PCI沖突相關(guān)的參數(shù)發(fā)生變化，都會(huì)觸發(fā)eNodeB進(jìn)行PCI沖突檢測(cè)：

●eNodeB下本地小區(qū)的PCI、頻點(diǎn)發(fā)生變化。

●eNodeB的EUTRAN外部小區(qū)的PCI、頻點(diǎn)發(fā)生變化，EUTRAN外部小區(qū)的增加或刪除。

●eNodeB的同頻NRT（Neighbor Relation Table）、異頻NRT中鄰區(qū)關(guān)系的增加或刪除。

觸發(fā)上述PCI沖突檢測(cè)的手段如下：

●人工操作觸發(fā)的PCI沖突檢測(cè)：

人工修改網(wǎng)元參數(shù)導(dǎo)致上述參數(shù)發(fā)生變化，從而觸發(fā)PCI沖突檢測(cè)。

●基于ANR的PCI沖突檢測(cè)：

ANR（Automatic Neighbor Relation）自動(dòng)添加/刪除鄰區(qū)，或更新鄰區(qū)PCI，會(huì)觸發(fā)PCI沖突檢測(cè)。

●基于X2消息的PCI沖突檢測(cè)：

eNodeB收到X2接口消息。如果eNodeB之間存在X2接口，且GlobalProcSwitch.X2BasedUptENodeBCfgSwitch打開(kāi)，則eNodeB在收到X2消息后，會(huì)根據(jù)X2消息中攜帶的對(duì)端小區(qū)信息進(jìn)行鄰區(qū)參數(shù)的更新，從而觸發(fā)PCI沖突檢測(cè)。eNodeB檢測(cè)出PCI沖突以后、或者發(fā)現(xiàn)原有的PCI沖突消失，會(huì)上報(bào)PCI沖突告警信息“ALM-29247 小區(qū)PCI沖突告警”到U2000告警臺(tái)、LMT告警界面。

5 PCI沖突產(chǎn)生的原因

通過(guò)對(duì)現(xiàn)網(wǎng)中存在PCI碰撞、PCI混淆沖突問(wèn)題分析，主要原因有：工參不準(zhǔn)確、規(guī)劃不合理、配置不正確、小區(qū)存在越區(qū)覆蓋4種原因。前三種原因可以通過(guò)工參核對(duì)和參數(shù)核查快速發(fā)現(xiàn);在某市現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)中，PCI碰撞和混淆告警幾乎100%由小區(qū)越區(qū)覆蓋引起。

●工參不準(zhǔn)確：工參經(jīng)緯度和實(shí)際不一致，引起計(jì)算距離偏大。

●規(guī)劃不合理、規(guī)劃錯(cuò)誤：站點(diǎn)布局太密，導(dǎo)致無(wú)法規(guī)劃。

●配置不正確：小區(qū)中的PCI配置與規(guī)劃不一致;鄰區(qū)中配置的PCI與實(shí)際小區(qū)PCI不一致;可能是規(guī)劃變更但站點(diǎn)斷鏈無(wú)法修改導(dǎo)致的遺留問(wèn)題，或者人為修改錯(cuò)誤。

●小區(qū)存在越區(qū)覆蓋：服務(wù)小區(qū)存在越區(qū)覆蓋;鄰區(qū)小區(qū)（部分或者全部）存在越區(qū)覆蓋;服務(wù)小區(qū)和鄰區(qū)（部分或者全部）同時(shí)存在越區(qū)覆蓋。

6如何減少PCI沖突

使用OMSTAR工具提取全網(wǎng)同頻鄰區(qū)關(guān)系表，對(duì)該表進(jìn)行數(shù)據(jù)篩選，僅留下同頻鄰區(qū)表中同一服務(wù)小區(qū)且鄰區(qū)PCI相同的鄰區(qū)關(guān)系，篩選后的關(guān)系表稱(chēng)為沖突鄰區(qū)關(guān)系表。

6.1沖突PCI排行對(duì)規(guī)劃的指導(dǎo)意義

對(duì)沖突鄰區(qū)關(guān)系表進(jìn)行制作數(shù)據(jù)透視表，以沖突鄰區(qū)關(guān)系表中的鄰區(qū)PCI為行標(biāo)簽，并對(duì)沖突鄰區(qū)關(guān)系表中的鄰區(qū)PCI進(jìn)行計(jì)數(shù)。對(duì)行標(biāo)簽的PCI進(jìn)行從小到大排序，并制作折線(xiàn)圖，如下：

從上圖可以看出室分PCI和預(yù)留PCI沖突不明顯。因此優(yōu)化的關(guān)鍵在于FDD和SDR宏站站點(diǎn)。

再對(duì)計(jì)數(shù)列進(jìn)行從大到小排序，可以分析出TOP沖突嚴(yán)重的PCI，某市TOP10沖突最嚴(yán)重的PCI分別為：51、96、227、288、273、141、55、302、12?；诜治龀龅腡OP10嚴(yán)重沖突PCI，可以對(duì)這10個(gè)PCI的部分站點(diǎn)進(jìn)行重新規(guī)劃，挑選的站點(diǎn)需要滿(mǎn)足這些條件：

●最好是越區(qū)站點(diǎn)

●最好是中心站點(diǎn)，而不是邊緣站點(diǎn)

挑選滿(mǎn)足上述條件的站點(diǎn)進(jìn)行PCI重新規(guī)劃（重新指定不沖突的PCI范圍），并修改現(xiàn)網(wǎng)參數(shù)，達(dá)到減少現(xiàn)網(wǎng)的PCI沖突告警數(shù)量的目的。對(duì)于新開(kāi)站點(diǎn)，可以有意的避開(kāi)使用TOP沖突PCI，從而減少PCI沖突概率。

6.2如何發(fā)現(xiàn)TOP越區(qū)小區(qū)

為了有針對(duì)性的對(duì)全網(wǎng)站點(diǎn)進(jìn)行越區(qū)評(píng)估，優(yōu)先挑選越區(qū)最嚴(yán)重的站點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，因此需要優(yōu)先識(shí)別TOP越區(qū)小區(qū)。在實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)通過(guò)如下指標(biāo)可以快速的分析全網(wǎng)情況：

總混淆的鄰區(qū)個(gè)數(shù)：沖突鄰區(qū)關(guān)系表中，服務(wù)小區(qū)存在PCI混淆的鄰區(qū)總個(gè)數(shù)。

對(duì)沖突鄰區(qū)關(guān)系表制作數(shù)據(jù)透視表，以沖突鄰區(qū)關(guān)系表中的服務(wù)小區(qū)為行標(biāo)簽，并對(duì)沖突鄰區(qū)關(guān)系表中的鄰小區(qū)進(jìn)行計(jì)數(shù);再對(duì)計(jì)數(shù)列進(jìn)行從大到小排序。

通過(guò)上述處理，可以得到某市現(xiàn)網(wǎng)指標(biāo)：最大值94個(gè)，“某市國(guó)際酒店SDR-L-1”小區(qū)有94條鄰區(qū)信息出現(xiàn)PCI混淆;均值為9.4個(gè)。

6.3 PCI沖突現(xiàn)網(wǎng)案例

6.3.1通過(guò)沖突鄰區(qū)關(guān)系表在地圖上的呈現(xiàn)判斷越區(qū)（小區(qū)角度）

通過(guò)上述指標(biāo)發(fā)現(xiàn)在某市現(xiàn)網(wǎng)中，小區(qū)“某市國(guó)際酒店SDR-L-1”越區(qū)最為嚴(yán)重，把該小區(qū)的沖突鄰區(qū)關(guān)系表在地圖上呈現(xiàn)，效果如下：

通過(guò)上圖，可以發(fā)現(xiàn)“某市國(guó)際酒店SDR-L-1”與周邊大約10km左右的站點(diǎn)都存在鄰區(qū)關(guān)系，而且與其主覆蓋方向一致（方向角為0），因此可以斷定該小區(qū)存在越區(qū)。

6.3.2通過(guò)沖突鄰區(qū)關(guān)系表在地圖上的呈現(xiàn)判斷越區(qū)（PCI角度）

通過(guò)上述發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)網(wǎng)中PCI=51的沖突最為嚴(yán)重，把鄰區(qū)PCI=51的所有鄰區(qū)關(guān)系在地圖上呈現(xiàn)，效果如下：

圖中，所有有圖釘標(biāo)示的站點(diǎn)為服務(wù)小區(qū)的鄰小區(qū)，其PCI為51;把沖突鄰區(qū)表的鄰小區(qū)（只顯示PCI=51的）和服務(wù)小區(qū)畫(huà)直線(xiàn)得到上圖，因此所有折線(xiàn)的拐角表示存在PCI沖突的服務(wù)小區(qū)。上圖可以側(cè)面的反饋鄰小區(qū)的覆蓋范圍，并反饋鄰小區(qū)的越區(qū)情況。通過(guò)圖中的鄰小區(qū)的覆蓋情況，可以判斷3個(gè)鄰小區(qū)都存在越區(qū)。為了進(jìn)一步證實(shí)實(shí)際的覆蓋效果，在NASTAR上提取MR的TA分布關(guān)系如下圖所示：

從上圖可以看出，這四個(gè)站點(diǎn)都存在越區(qū)。為此對(duì)這些站點(diǎn)進(jìn)行RF調(diào)整。調(diào)整前后的效果對(duì)比如下：

6.3.2.1???? TA覆蓋對(duì)比

通過(guò)調(diào)整，某市國(guó)際酒店SDR-L-1從調(diào)整前的23TA縮小到7TA。

6.3.2.2???? 同頻切換成功率對(duì)比

通過(guò)PRS提取同頻切換成功率，對(duì)比前后指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)某市國(guó)際酒店SDR-L-1從調(diào)整前的99.5%提升至99.9%。通過(guò)調(diào)整，同頻切換成功率指標(biāo)提升明顯。

6.4越區(qū)覆蓋處理步驟總結(jié)

STEP1：提取全網(wǎng)鄰區(qū)關(guān)系表。

STEP2：提取沖突鄰區(qū)關(guān)系表（同一服務(wù)小區(qū)同頻鄰區(qū)PCI相同）。

STEP3：制作數(shù)據(jù)透視表（行：服務(wù)小區(qū)，列：對(duì)PCI沖突小區(qū)計(jì)數(shù)）。

STEP4：挑選TOP小區(qū)與NASTAR覆蓋MR進(jìn)行對(duì)照（可選），吻合的小區(qū)進(jìn)行天饋調(diào)整。

STEP5：刪除越區(qū)和沖突的鄰區(qū)關(guān)系。

STEP6：通過(guò)NASTAR評(píng)估調(diào)整效果，提取指標(biāo)對(duì)比切換指標(biāo)效果。

7總結(jié)

LTE網(wǎng)絡(luò)中，在PCI規(guī)劃不合理且存在過(guò)覆蓋的情況下，會(huì)引起PCI沖突從而導(dǎo)致RF覆蓋質(zhì)量問(wèn)題。通過(guò)對(duì)自動(dòng)添加鄰區(qū)（ANR）的信息進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)站點(diǎn)的PCI沖突問(wèn)題，進(jìn)一步分析可得到站點(diǎn)越區(qū)覆蓋情況。該方法因?yàn)閮H需通過(guò)對(duì)鄰區(qū)配置進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)獲取簡(jiǎn)單，調(diào)整后效果反饋及時(shí)，無(wú)需進(jìn)行路測(cè)，是一種成本廉價(jià)的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化分析方法，值得推廣。

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