鄧也，汪陳，古莉姍， 董鑫（中國移動通信集團設計院有限公司安徽分公司，合肥 3003； 中國鐵塔股份有限公司安徽分公司，合肥 3003）

高鐵環(huán)境下LTE終端脫網(wǎng)分析及解決

鄧也1，汪陳1，古莉姍1， 董鑫2
（1中國移動通信集團設計院有限公司安徽分公司，合肥 230031；2 中國鐵塔股份有限公司安徽分公司，合肥 230031）

本文針對高鐵LTE專網(wǎng)建設現(xiàn)狀，根據(jù)大量前后臺數(shù)據(jù)，分空閑態(tài)和業(yè)務態(tài)分析了高鐵LTE終端脫網(wǎng)原因并給出相應的解決方案。

高鐵；LTE 終端；脫網(wǎng)；空閑態(tài)；業(yè)務態(tài)

1 高鐵專網(wǎng)建設模式

近年來，高鐵憑借著高速、便捷等特點已經(jīng)逐步成為人們出行的首選，高鐵LTE終端用戶具有較強的數(shù)據(jù)通信業(yè)務需求，因此有必要針對高鐵沿線進行LTE專網(wǎng)覆蓋，提升中國移動LTE網(wǎng)絡用戶粘性。

現(xiàn)階段高鐵沿線移動通信信號覆蓋情況如圖1所示。

現(xiàn)網(wǎng)高鐵沿線為了減少切換對高速運動UE帶來的影響采用多RRU合并小區(qū)的方式建設。但由于廠家設備能力不同、不同頻段頻率衰耗不同等原因?qū)е翷TE專網(wǎng)和GSM專網(wǎng)存在單RRU覆蓋距離不一致、切換帶地理位置不一致的問題。且高鐵沿途經(jīng)過城區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村、山區(qū)、隧道多地理環(huán)境，并受到公網(wǎng)信號覆蓋（對于高鐵專網(wǎng)，公網(wǎng)信號可以認為是干擾信號），所以駐留高鐵LTE專網(wǎng)下的LTE終端存在一定的脫網(wǎng)（脫離LTE專網(wǎng)承載）概率，一旦脫網(wǎng)，用戶數(shù)據(jù)業(yè)務感知極差，甚至無法保障基本語音通信，本篇文章的研究重點就是如何降低LTE終端脫網(wǎng)概率。

2 脫網(wǎng)類型分類

高鐵環(huán)境下LTE終端脫網(wǎng)按照脫網(wǎng)后駐留網(wǎng)絡主要分為：高鐵LTE專網(wǎng)重選至LTE公網(wǎng)小區(qū)；高鐵LTE專網(wǎng)重選、重定向到高鐵GSM專網(wǎng)；高鐵LTE專網(wǎng)重選、重定向到GSM公網(wǎng)小區(qū)3種情況。

高鐵環(huán)境下LTE終端脫網(wǎng)按照UE狀態(tài)脫網(wǎng)分析主要分為：空閑態(tài)UE脫網(wǎng)、業(yè)務態(tài)UE脫網(wǎng)二種情況。

本文選取從UE狀態(tài)入手，結合脫網(wǎng)后UE駐留網(wǎng)絡詳細分析脫網(wǎng)原因并給出解決方案。

3 空閑態(tài)LTE終端脫網(wǎng)分析及解決

空閑態(tài)LTE終端脫網(wǎng)主要包括重選到LTE公網(wǎng)、重選到GSM專網(wǎng)、重選到GSM公網(wǎng)，均為重選過程。

首先簡單介紹一下小區(qū)重選流程，小區(qū)重選包括2個步驟：測量及執(zhí)行。

（1）測量階段。

圖1 現(xiàn)網(wǎng)高鐵沿線覆蓋情況

同頻重選，服務小區(qū)電平低于SIntraSearch；向高優(yōu)先級的異頻/異系統(tǒng)重選，始終進行測量；向低優(yōu)先級的異頻/異系統(tǒng)重選，服務小區(qū)電平低于SNonIntraSearch。

（2）執(zhí)行階段。

同頻、同優(yōu)先級重選，目標小區(qū)比服務小區(qū)高于某一相對值（Qhyst（服務小區(qū)）、Qoffset（目標小區(qū)）），則觸發(fā)重選。

R_s=Qmeas，s+Qhyst

R_n=Qmeas，n- CellQoffset

從判斷式的角度來說就是在CellResel.TreselEutran時間段保持R_n＞ R_s觸發(fā)同頻、同優(yōu)先級重選執(zhí)行。

對高優(yōu)先級重選，當目標小區(qū)高于某絕對門限（ThreshXHigh），則觸發(fā)重選。

對低優(yōu)先級重選，當服務小區(qū)低于絕對門限1 （ThreshServlow）、目標小區(qū)高于絕對門限2 （ThreshXlow），則觸發(fā)重選 。

3.1 空閑態(tài)配置測量頻點不當重選到LTE公網(wǎng)

高鐵LTE專網(wǎng)商用后，沿途頻點經(jīng)過前期規(guī)劃使用頻點統(tǒng)一，小區(qū)只需配置前2后2共計4個小區(qū)的空閑態(tài)測量頻點，如圖2所示，就可以滿足正常條件下的重選需求。但是高鐵優(yōu)化過程中仍發(fā)現(xiàn)部分小區(qū)配置測量非專網(wǎng)頻點的情況。一旦測量，高鐵環(huán)境下極有可能出現(xiàn)快衰導致重選到LTE公網(wǎng)。

針對以上問題，如果前2后2共計4個LTE專網(wǎng)小區(qū)與本小區(qū)同頻，刪除SIB5中關于異頻測量的所有配置頻點。如果前2后2存在異頻小區(qū)，仔細核查當前小區(qū)空閑態(tài)模式下測量頻點，僅測量前2后2存在的異頻頻點。做到從測量階段堵住重選到LTE公網(wǎng)的窗口。

圖2 空閑態(tài)配置冗余測量頻點

3.2 空閑態(tài)配置重選參數(shù)設置不當重選到LTE公網(wǎng)

安徽高鐵LTE專網(wǎng)和高鐵沿線LTE公網(wǎng)頻率優(yōu)先級均為6，無法通過優(yōu)先級的設置讓空閑態(tài)UE盡量駐留LTE專網(wǎng)。由于UE重選完全是根據(jù)網(wǎng)絡側(cè)下發(fā)的測量配置（SIB3～SIB7）計算后自主行為，其執(zhí)行過程不受網(wǎng)絡側(cè)控制。一旦高鐵行進方向有同一頻點的LTE專網(wǎng)和LTE公網(wǎng)，UE只是根據(jù)服務小區(qū)的SIB3、SIB4、SIB5進行測量計算，無法區(qū)分LTE專網(wǎng)、公網(wǎng)，一旦LTE公網(wǎng)信號首先滿足重選條件，勢必重選到LTE公網(wǎng)。

針對以上問題，解決方法有以下幾種：

（1）合理規(guī)劃高鐵沿線頻點優(yōu)先級，考慮提高高鐵LTE專網(wǎng)頻點優(yōu)先級（但此方法會牽涉到高鐵LTE專網(wǎng)過覆蓋影響到的低速用戶）。

（2）部分廠家已經(jīng)有了低速用戶遷出高鐵LTE專網(wǎng)的算法，建議開啟使用。

（3）調(diào)整高鐵沿線公網(wǎng)LTE覆蓋，使與LTE專網(wǎng)同頻區(qū)域公網(wǎng)RSRP遠遠低于LTE專網(wǎng)覆蓋。

（4）針對行進路線上的公網(wǎng)小區(qū)，如果工程上無法調(diào)整LTE公網(wǎng)覆蓋，可以通過增加此PCI公網(wǎng)的Qoffsetcell值，提升此LTE專網(wǎng)服務小區(qū)UE重選到此PCI公網(wǎng)的難度。

（5）如果以上都無法解決問題，可以考慮調(diào)整公網(wǎng)LTE頻點（對于非CPE小區(qū)可以考慮更改為10Mbit/s帶寬LTE小區(qū)）。

3.3 空閑態(tài)向GSM重選參數(shù)配置問題

針對低優(yōu)先級的GSM網(wǎng)絡，只有當服務小區(qū)RSRP低于SNonIntraSearch時，才會啟測，服務小區(qū)RSRP低于ThreshServlow，且目標系統(tǒng)（GSM）小區(qū)高于ThreshXlow才會執(zhí)行重選到GSM小區(qū)，考慮到現(xiàn)網(wǎng)對于此3類參數(shù)設置的較為苛刻，所以一旦產(chǎn)生脫網(wǎng)到GSM網(wǎng)絡上的問題，首先是核查RRU告警、核查覆蓋，在覆蓋沒有問題的前提下核查此3類參數(shù)是否設置過于寬松。

4 業(yè)務態(tài)LTE終端脫網(wǎng)分析及解決

由于LTE專網(wǎng)商用前做過鄰區(qū)優(yōu)化，所以沿線不會存在專網(wǎng)LTE小區(qū)配置公網(wǎng)LTE小區(qū)鄰區(qū)的情況，且由于高鐵沿線沒有TD-SCDMA專網(wǎng)覆蓋，所以在往TD-SCDMA重定向開關均關閉，測量配置頻點中也清除所有TD-SCDMA頻點，本章節(jié)只討論業(yè)務態(tài)UE盲重定向到GSM網(wǎng)絡的情況。

對于高鐵LTE專網(wǎng)小區(qū)一旦出現(xiàn)重定向到GSM上我們定義為業(yè)務態(tài)脫網(wǎng)，這個脫網(wǎng)是由于滿足異系統(tǒng)重定向A2門限（此處A2門限設置與異頻切換的A2門限不是同一個門限）后，采用的是盲重定向概念，系統(tǒng)側(cè)直接下發(fā)Rel消息（消息中攜帶希望釋放到的高鐵GSM專網(wǎng)小區(qū)BCCH頻點）。發(fā)生脫網(wǎng)的原因主要包括：高鐵LTE專網(wǎng)同頻切換條件過于苛刻、異頻切換條件過于苛刻導致重定向到GSM。下面簡單描述一下高鐵同頻、異頻切換流程。

高鐵LTE專網(wǎng)同頻之間切換使用A3執(zhí)行，異頻使用A2啟測，A3或A4執(zhí)行，異系統(tǒng)重定向的使用A2啟測，盲重定向方式。

同頻切換：

對于切換目標小區(qū)為同頻的情況，始終測量，事件A3表示鄰區(qū)信號質(zhì)量開始比服務小區(qū)信號質(zhì)量好。

觸發(fā)條件：Mn+Ofn+Ocn-Hys＞Ms+Ofs+Ocs+Off

當事件A3觸發(fā)時，eNode B收到UE上報的事件A3，對上報的目標小區(qū)列表進行切換判決。

異頻切換：

對于切換目標小區(qū)為異頻的情況，首先滿足A2條件后上報MR，源小區(qū)收到MR消息后，下發(fā)異頻測量配置，然后UE根據(jù)收到的異頻測量配置進行開GAP的異頻測量，一旦滿足異頻的A3或A4條件，再次上報MR，提交切換目標小區(qū)，源小區(qū)再去根據(jù)是否配置鄰區(qū)，到目標小區(qū)協(xié)商等一系列條件后，下發(fā)UE切換命令。

事件A2的觸發(fā)條件如下：

觸發(fā)條件：Ms+Hys＜Thresh

當事件A2觸發(fā)時，eNode B收到UE上報事件A2，則啟動異頻測量。

4.1 業(yè)務態(tài)同頻切換條件苛刻

導致盲重定向到GSM

對于前二后二小區(qū)都是同頻的LTE專網(wǎng)小區(qū)，在測量配置消息中只會攜帶測量同頻小區(qū)的配置。

由于同頻測量是始終測量，只要鄰小區(qū)滿足Mn+Ofn+Ocn-Hys＞Ms+Ofs+Ocs+Off條件達到 IntraFreqHoA3TimeToTrig時長，就可導致切換，切換條件較為寬松。

如果發(fā)現(xiàn)UE在此類小區(qū)切換失敗，最終導致脫網(wǎng)盲重定向到GSM小區(qū)，主要核查解決步驟如下：

是否行進方向目標LTE專網(wǎng)小區(qū)單塔（單RRU、單天線）故障，導致行進方向無LTE專網(wǎng)小區(qū)覆蓋繼而觸發(fā)異系統(tǒng)A2上報，最終Rel到GSM網(wǎng)絡。

是否本小區(qū)針對行進方向目標LTE鄰區(qū)的Ocn（網(wǎng)管中一般按照CIO命名）設置過小，導致同頻切換很難實現(xiàn)，隨著高鐵運行，本小區(qū)RSRP逐漸下降，但是始終無法滿足同頻A3上報條件，最終導致本小區(qū)滿足了A2異系統(tǒng)盲重定向門限，最終脫網(wǎng)至GSM。

核查本小區(qū)的A2異系統(tǒng)盲重定向門限（Ms+Hys＜Thresh）中的門限是否設置過高，導致UE在沒有辦法滿足A3同頻切換的前提下，隨著服務小區(qū)信號下降很容易滿足A2異系統(tǒng)盲重定向門限，并最終導致盲重定向到GSM。

4.2 業(yè)務態(tài)異頻切換條件苛刻導致盲重定向到GSM

4.2.1 前臺測試表象

業(yè)務態(tài)UE行進方向下一LTE專網(wǎng)小區(qū)為異頻鄰區(qū)。隨著服務小區(qū)RSRP強度下降，首先觸發(fā)異頻啟測A2門限（Thresh-Hys），上報A2測量報告，收到服務小區(qū)關于異頻測量的測量配置。開GAP開始測量異頻，但是這個時候由于異頻切換A3（Mn+Ofn+Ocn-Hys＞Ms+Ofs+Ocs+Off）或A4（Mn+Ofn+Ocn-Hys＞Thresh）執(zhí)行條件過于苛刻，在異頻測量階段始終無法滿足異頻切換執(zhí)行條件。而此時隨著高鐵的飛速運行，服務小區(qū)RSRP強度進一步下降，最終觸發(fā)異系統(tǒng)盲重定向A2測量報告上報，服務小區(qū)收到此A2測量報告后，立即Rel指示UE盲重定向到GSM網(wǎng)絡上。具體流程可以參見如圖3所示。

圖3 業(yè)務態(tài)異頻切換條件苛刻導致盲重定向到GSM

4.2.2 后臺網(wǎng)管統(tǒng)計指標表象

針對高鐵選取小時級重定向到GSM網(wǎng)絡數(shù)據(jù)統(tǒng)計（此處以華為網(wǎng)管為例）：

華為ID：1526728331；

指標名稱：L.RRCRedirection.E2G.PrepAtt；

指標描述：重定向到GERAN的準備次數(shù)。

通過一段時間的統(tǒng)計平均，計算出小區(qū)盲重定向到GSM次數(shù)（一定要進行波動性判斷，防止某一小區(qū)尾塔RRU故障，導致該小區(qū)在一定時間段內(nèi)大量出現(xiàn)盲重定向GSM事件）。

根據(jù)統(tǒng)計結果，如果出現(xiàn)高鐵專網(wǎng)LTE小區(qū)重定向到GERAN次數(shù)過多情況，就說明該小區(qū)下業(yè)務態(tài)UE存在脫網(wǎng)的高風險性。

4.2.3 解決方法

針對異頻切換條件苛刻導致盲重定向到GSM主要參數(shù)核查解決方法有以下幾步：

是否行進方向目標LTE專網(wǎng)小區(qū)單塔（單RRU、單天線）故障，導致行進方向無LTE專網(wǎng)小區(qū)覆蓋繼而觸發(fā)異系統(tǒng)A2上報，最終Rel到GSM網(wǎng)絡。

如果目標小區(qū)與本小區(qū)異頻執(zhí)行采用的是A3事件，則核查是否本小區(qū)針對行進方向目標LTE的異頻切換中的Ocn（Mn+Ofn+Ocn-Hys＞Ms+Ofs+Ocs+Off，網(wǎng)管中一般按照CIO命名）設置過小，導致異頻切換很難實現(xiàn)，隨著高鐵運行，本小區(qū)RSRP逐漸下降，但是始終無法滿足異頻切換A3上報條件，最終導致本小區(qū)滿足了A2異系統(tǒng)盲重定向門限，最終脫網(wǎng)GSM。

如果目標小區(qū)與本小區(qū)異頻執(zhí)行采用的是A4 （Mn+Ofn+Ocn-Hys＞Thresh）事件，則核查是否設置異頻目標小區(qū)的Thresh-Ofn-Ocn+Hys門限過高，導致高鐵行駛過程中始終在InterFreqHoA4TimeToTrig時間段內(nèi)無法滿足，最終隨著高鐵運行，本小區(qū)RSRP逐漸下降，但是始終無法滿足異頻切換A4上報條件，最終導致本小區(qū)滿足了A2異系統(tǒng)盲重定向門限，最終脫網(wǎng)GSM。

核查本小區(qū)的A2異系統(tǒng)盲重定向門限Ms+Hys＜Thresh中的門限是否設置過高，導致UE在沒有辦法滿足A3異頻切換的前提下，隨著服務小區(qū)信號下降很容易滿足A2異系統(tǒng)盲重定向門限，并最終導致盲重定向到GSM。

5 脫網(wǎng)返回時間研究

針對高鐵LTE用戶感知，用戶所關心的并不是駐留網(wǎng)絡，而是業(yè)務感知。如果用戶是空閑態(tài)，或者業(yè)務態(tài)有緩存視頻情況脫網(wǎng)，但可迅速返回LTE專網(wǎng)，此時用戶是無法感知脫網(wǎng)。但是一旦用戶業(yè)務態(tài)長時間脫網(wǎng)，或者空閑態(tài)脫網(wǎng)后在公網(wǎng)上產(chǎn)生業(yè)務，此時脫網(wǎng)時間勢必很長，無法順利返回LTE專網(wǎng)，必然導致用戶感知差。下面通過圖4來分析脫網(wǎng)返回時間。

圖4 高鐵LTE終端脫網(wǎng)時長、流程圖

空閑態(tài)UE如果重選至GSM專網(wǎng)，則由于頻點優(yōu)先級設置原因會快速返回LTE專網(wǎng)；如果重選至LTE公網(wǎng)（沿途LTE公網(wǎng)配置了空閑態(tài)測量LTE專網(wǎng)頻點的前提下），則由于高鐵行進過程中LTE公網(wǎng)信號越來越弱，不可能一直保持對于LTE專網(wǎng)的信號強度優(yōu)勢，所以也會很快返回LTE專網(wǎng)。經(jīng)過大量測試，上述2種情況出現(xiàn)的返網(wǎng)時間平均都小于10 s，且處于空閑態(tài)，所以對用戶感知影響較小。

空閑態(tài)UE重選到LTE公網(wǎng)后，一旦在LTE公網(wǎng)上產(chǎn)生業(yè)務，一種模式是在LTE公網(wǎng)上切換，最終隨著高鐵行進拖死，小區(qū)選擇返回LTE專網(wǎng)；另一種模式盲重定向到GSM公網(wǎng)，最終通過重選方式返回LTE專網(wǎng)。此2種模式返網(wǎng)時間都存在一定的不確定性，通常時長都超過1 min。

業(yè)務態(tài)UE由于LTE專網(wǎng)小區(qū)不會配置LTE公網(wǎng)鄰區(qū)，所以不可能存在切換關系，業(yè)務態(tài)UE只會重定向到GSM，如果重定向結果是GSM專網(wǎng)，此時由于GSM專網(wǎng)的連續(xù)性，會一直切換，直到釋放PDCH資源后通過GSM至LTE專網(wǎng)的重選回LTE專網(wǎng)；如果重定向結果是GSM公網(wǎng)，則隨著高鐵行進，GSM公網(wǎng)信號衰減，最終重選回LTE專網(wǎng)。此2種方式脫網(wǎng)時間都存在一定的不確定性，通常脫網(wǎng)時長超過1 min。

6 結束語

現(xiàn)階段，高鐵LTE專網(wǎng)采用帶狀、單小區(qū)覆蓋模式，在RF優(yōu)化結束后，我們可以通過前后臺數(shù)據(jù)分析，調(diào)整重選參數(shù)、切換參數(shù)等一系列軟改方式降低高鐵LTE終端脫網(wǎng)概率，保障用戶感知。

Sprint成功演示5G移動技術

電信網(wǎng)絡運營商美國Sprint公司日前宣布，已經(jīng)在加州圣克拉拉舉行的2016年美洲杯足球賽上成功演示了5G移動技術。此次演示通過利用73GHz毫米波頻譜實現(xiàn)了超過2 Gbit/s的峰值下載速度。由于5G系統(tǒng)的低毫秒延遲特性，能提供敏捷反應和極低延遲，足球迷通過VideoStitch提供的視頻直播技術經(jīng)歷了不一樣的體驗。

Sprint利用了一種用來追蹤設備、選擇最佳天線并將信號發(fā)送到目的地的波束轉(zhuǎn)換法。波束成形（目前用于Sprint LTE+網(wǎng)絡）以及波束轉(zhuǎn)換是用來在特定的方位發(fā)送信號以提高數(shù)據(jù)吞吐量和整個網(wǎng)絡可靠性的有效方法。無線回程基礎設施，已經(jīng)能提供數(shù)G的吞吐量，預計將進行更大規(guī)模部署，進一步增強對Sprint未來5G網(wǎng)絡的綜合接入。

（摘自：飛象網(wǎng)）

Analysis and solutions of the reason for the LTE terminal off the network on the high-speed rail

DENG Ye1， WANG Chen1， GU Li-shan1， DONG Xin2
（1 China Mobile Group Design Institute Co.， Ltd. Anhui Branch， Hefei 230031， China； 2 China Tower Corp Anhui Branch，Hefei 230031， China）

This paper introduces the present situation of the construction of the LTE specialized network which covering High-speed Rail. According to a large number of data from drive test and OMC， this paper analyzes the reasons for talkaround of the LTE terminal on the high speed rail from idle mode and rrcconnected mode， and gives the corresponding solutions.

high-speed rail； LTE terminal； off the network； idle； rrc-connected

TN929.5

A

1008-5599（2016）07-0060-06

2015-07-28