PS域異系統(tǒng)切換成功率研究與優(yōu)化.doc

PS域異系統(tǒng)切換成功率研究與優(yōu)化1 概述32 PS域異系統(tǒng)切換相關知識32.1 PS域異系統(tǒng)切換策略和算法32.2 PS域異系統(tǒng)切換信令42.3 PS域異系統(tǒng)切換相關參數(shù)83 PS域異系統(tǒng)切換成功率提升案例-133.1 TD網(wǎng)絡2/3G互操作場景133.2 TD網(wǎng)絡2/3G鄰區(qū)配置原則143.3 PS域異系統(tǒng)切換出成功率優(yōu)化前后分析：141 概述從TD-SCDMA網(wǎng)絡建設的開始到網(wǎng)絡質量相對穩(wěn)定，將是一個不斷完善的過程。這不僅需要一定的時間，而且在網(wǎng)絡沒有按預先規(guī)劃完成全部建設前，為保證網(wǎng)絡的穩(wěn)定運行和客戶感知，TD和GSM/GPRS網(wǎng)絡間必然需要進行互操作，利用GSM/GPRS網(wǎng)絡的完善性彌補TD-SCDMA網(wǎng)絡的覆蓋空洞、網(wǎng)絡邊緣、弱覆蓋區(qū)域。 TD網(wǎng)絡設備商與GSM網(wǎng)絡設備商大部分不重疊，目前移動GSM/GPRS網(wǎng)絡使用愛立信設備，而TD-SCDMA網(wǎng)絡使用華為設備。TD-SCDMA網(wǎng)絡處在建設初期，部分區(qū)域存在場強覆蓋較弱的情況；尤其對于樓層密集室分缺少的區(qū)域，加上TD信號的快衰特性，更加需要利用GSM/GPRS網(wǎng)絡來解決網(wǎng)絡覆蓋的連續(xù)性，減少用戶掉話、掉線的風險。同時我們知道PS業(yè)務相對于CS業(yè)務需要更嚴格的無線環(huán)境支持，因此PS域切換成功率的提升就顯得額外重要；本文針對網(wǎng)絡PS域異系統(tǒng)切換成功率（OMC）低的現(xiàn)象，總結TOP小區(qū)失敗原因，研究如何通過常規(guī)優(yōu)化手段來提升PS域異系統(tǒng)切換成功率。2 PS域異系統(tǒng)切換相關知識2.1 PS域異系統(tǒng)切換策略和算法 TD網(wǎng)絡與GSM網(wǎng)絡PS域切換配置原則為雙向配置，支持TD-GPRS，也支持GPRS-TD；PS域TD至GRPS的切換華為采用兩種策略：A、通過異系統(tǒng)小區(qū)重選然后發(fā)起路由區(qū)更新完成；B、通過重定為過程發(fā)起PS域異系統(tǒng)之間的切換；PS域對于這兩種切換策略的選擇，通過在面向連接的算法開關中進行；目前系統(tǒng)默認選擇通過小區(qū)重選然后發(fā)起路由區(qū)更新的策略。同時系統(tǒng)間測量包括周期測量和事件測量，我們現(xiàn)網(wǎng)都是采用事件觸發(fā)的測量報告來請求切換的；而在異系統(tǒng)切換算法策略中，我們目前采取的是基于覆蓋的3A切換機制進行判決：3A事件觸發(fā)條件：RSCP,S(TD) =Ev3aThreshold(GSM) + Hystersis3a/2 (2）當公式1和公式2同時滿足，即當前UTRAN使用頻率的估計質量低于某一門限，正在測量的異系統(tǒng)使用頻率的估計質量高于某一門限時，同時持續(xù)3A判決時間（TiggerTime）后，系統(tǒng)下發(fā)異系統(tǒng)切換命令。(1)2.2 PS域異系統(tǒng)切換信令我們知道對于PS域異系統(tǒng)切換，當源小區(qū)RNC收到UE發(fā)送的測量報告后，不與目標小區(qū)的任何網(wǎng)元進行信令交互，直接向UE發(fā)CellChangOrderFromUTRAN切換指令，UE在收到切換命令后，使用重選過程來輔助PS業(yè)務的切換，之后進行相應的位置區(qū)更新和路由區(qū)更新，最后進行用戶面的業(yè)務恢復。其主要信令過程與空閑狀態(tài)下的重選過程信令類似，其不同之處于：空閑狀態(tài)下只進行位置區(qū)更新，做PS業(yè)務的時候還要進行路由區(qū)更新和業(yè)務面的恢復。下面是UE在做PS業(yè)務時切換到GSM網(wǎng)絡的重選信令圖：(2)首先由RNC向UE發(fā)送CELL CHANGE ORDER FROM UTRAN消息，UE接收到該消息后執(zhí)行向GSM/GPRS的小區(qū)重選過程，與目標BSS和核心網(wǎng)建立信令連接，并觸發(fā)路由區(qū)更新的過程。在路由區(qū)更新的過程中，3G SGSN向RNC發(fā)送SRNS CONTEXT REQUEST消息，索要上下行GTP-PDU序列號和上下行N-PDU序列號，RNC響應SRNS CONTEXT RESPONSE。保證在小區(qū)重選成功后，網(wǎng)絡端與UE上下行傳輸?shù)腜DU序列號同步。之后，3G SGSN會發(fā)送SRNS DATA FORWARD COMMAND消息要求RNC前轉數(shù)據(jù)，RNC將緩存的數(shù)據(jù)包傳給3G SGSN。隨后，核心網(wǎng)會進行一系列的非接入層過程，同時觸發(fā)RNC進行Iu release過程，RNC將釋放該UE在TD-SCDMA小區(qū)內使用的資源。此時，RNC認為UE已經(jīng)成功完成小區(qū)重選到GSM/GPRS網(wǎng)絡。2.2.1 PS域切換出失敗過程：在異系統(tǒng)切換出過程中當RNC接收到UE發(fā)送的RRC消息CELL CHANGE ORDER FROM UTRAN FAILURE或者未接收到預期的分組域核心網(wǎng)發(fā)送的“IU接口釋放命令”消息（IU RELEASE COMMAND），釋放原因為“重定位成功”（Successful Relocation）；則視為PS域異系統(tǒng)切換出失敗。如圖（3）（4）：（3）（4）2.2.2 PS域異系統(tǒng)切換成功率統(tǒng)計點：PS域異系統(tǒng)切換成功率=PS域異系統(tǒng)切換出成功次數(shù)/PS域異系統(tǒng)切換出請求次數(shù)PS域異系統(tǒng)切換出請求次數(shù)：RNC向UE發(fā)送RRC消息CELL CHANGE ORDER FROM UTRAN，統(tǒng)計一次PS域系統(tǒng)間切換出請求PS域異系統(tǒng)切換出成功次數(shù): RNC接收到PS域核心網(wǎng)發(fā)送的“IU接口釋放命令”(IU RELEASE COMMAND)消息，釋放原因為“正常釋放”(normal release)或“重定位成功”(Successful Relocation),則統(tǒng)計一次PS域系統(tǒng)間切換出成功次數(shù)。2.2.3 OMC統(tǒng)計PS域異系統(tǒng)切換出失敗原因：華為OMC920提供了詳細的話務統(tǒng)計數(shù)據(jù)，從上到下包含RNC級數(shù)據(jù)、CELL級數(shù)據(jù)、載頻級數(shù)據(jù)；時時從后臺監(jiān)控全網(wǎng)性能，為優(yōu)化人員提供了很好的優(yōu)化依據(jù)；我們從OMC920統(tǒng)計PS域異系統(tǒng)失敗的分類，大致分為五類：a、分組域系統(tǒng)間切換出失敗次數(shù)(TD-SCDMA-GPRS)b、分組域系統(tǒng)間切換出失敗次數(shù)(TD-SCDMA-GPRS)c、分組域系統(tǒng)間切換出失敗次數(shù)(TD-SCDMA-GPRS)d、分組域系統(tǒng)間切換出失敗次數(shù)(TD-SCDMA-GPRS)e、分組域系統(tǒng)間切換出失敗次數(shù)(TD-SCDMA-GPRS)在上例五類失敗原因值中，其中a類和d類是較常見的，引起a類原因值較常見為無線環(huán)境較差，鄰區(qū)配置不完善等； b類原因值多為GPRS資源受限制等；d類原因值多為參數(shù)配置錯誤，漏配置異系統(tǒng)參數(shù)等；e類原因值一般為終端支持能力不足。目前TD-SCDMA網(wǎng)絡PS域異系統(tǒng)切換失敗的主要原因為物理信道失敗，占全部失敗比例的99%；也有部分小區(qū)PS域異系統(tǒng)切換失敗原因值為協(xié)議錯誤，但在我們完善核心網(wǎng)數(shù)據(jù)后，該類問題已經(jīng)排除；所以TD網(wǎng)絡PS域異系統(tǒng)切換出成功率優(yōu)化的重點就是解決掉大部分小區(qū)的物理信道失敗的問題。2.3 PS域異系統(tǒng)切換相關參數(shù)目前PS域異系統(tǒng)出切換采用的是基于覆蓋的3A切換機制，前文敘述中3A機制的觸發(fā)條件，需要同時滿足本系統(tǒng)質量門限和對端異系統(tǒng)電平值；下面我將TD側相關PS業(yè)務3A參數(shù)一一做下詳細的解釋：2.3.1 INTERRATFILTERCOEF/異系統(tǒng)測量層三濾波系數(shù) 參數(shù)取值范圍：D0，D1，D2，D3，D4，D5，D6，D7，D8，D9，D11，D13，D15，D17，D19物理取值范圍：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，11，13，15，17，19.層三濾波系數(shù)用于對不同時刻物理層的測量值進行加權，可用于事件報告方式和周期報告方式。其中事件報告方式和周期報告方式可以分別進行設置。測量值的濾波采用如下公式進行：n n n F = a F + a M 1 (1 )其中， n F ：經(jīng)過濾波處理，更新的測量結果1 n F ：經(jīng)過濾波處理，上一時刻舊的測量結果n M ：從物理層接受到的最近的測量值a = 1/2(k/2), 其中k 就是這里的濾波系數(shù)。如果k 被設置為0，意味著沒有層3 濾波。為了防止測量報告過程中的隨機干擾，對測量過程采用平滑濾波算法。該參數(shù)越大，對信號平滑作用越強，抗快衰能力越強，但對信號變化的跟蹤能力越弱；該參數(shù)越小，對信號變化的跟蹤能力越強，但對信號平滑作用越弱，抗快衰能力越弱。如果該值過大，則會由于不能及時地判斷切換而造成UE 掉話；如果該值過小，則容易誤判而進行錯誤的切換。2.3.2 BSICVERIREQUIRED/BSIC確認選擇開關參數(shù)取值范圍：REQUIRE，NOT_REQUIRE，AUTO 該參數(shù)用于對異系統(tǒng)測量上報的小區(qū)進行控制。當設置為REQUIRE時，則只有當測量到的小區(qū)，其BSIC被正確解碼后才能上報測量報告；當設置為NOT_REQUIRE時，則所有測量到的小區(qū)只要滿足上報條件，不論其BSIC是否被解碼，都可以上報測量報告。當設置為AUTO時，系統(tǒng)自動判斷控制。2.3.3 TARGETRATHTHD/H業(yè)務異系統(tǒng)切換PS判決門限 參數(shù)取值范圍：063 物理取值范圍：1,-110-48物理單位：dBm針對 H 業(yè)務，如果異系統(tǒng)切換測量報告采用“事件報告方式”，該參數(shù)用于設置 3A事件的測量控制，只有 GSM 目標頻率的小區(qū)質量高于此門限時，才能滿足觸發(fā) 3A事件的必要條件之一，同時需要滿足 H 業(yè)務使用頻率 RSCP 測量值小于 H 業(yè)務使用頻率 RSCP 質量門限，才會觸發(fā) 3A 事件；參數(shù)取值范圍中的 0 表示小于-110dBm。該值越大，切換條件越不容易滿足，對信號的變化響應越不明顯，有可能出現(xiàn)掉話。該值越小，切換越容易發(fā)生，可能帶來不需要的切換，增加信令交互。2.3.4 TARGETRATR99PSTHD /PS非H業(yè)務異系統(tǒng)切換PS判決門限 參數(shù)取值范圍：063 物理取值范圍：1,-110-48物理單位：dBm針對 PS 非 H 業(yè)務，如果異系統(tǒng)切換測量報告采用“事件報告方式”，該參數(shù)用于設置 3A 事件的測量控制，只有 GSM 目標頻率的小區(qū)質量高于此門限時，才能滿足觸發(fā) 3A 事件的必要條件之一，同時需要滿足 PS 非 H 業(yè)務使用頻率 RSCP 測量值小于 PS 非 H 業(yè)務使用頻率 RSCP 質量門限，才會觸發(fā) 3A 事件；參數(shù)取值范圍中的 0 表示小于-110dBm。該值越大，切換條件越不容易滿足，對信號的變化響應越不明顯，有可能出現(xiàn)掉話。該值越小，切換越容易發(fā)生，可能帶來不需要的切換，增加信令交互。2.3.5 HYSTR99FOR3A/ PS非H業(yè)務3A事件遲滯 參數(shù)取值范圍：015，步長 1物理取值范圍：07.5，步長 0.5物理單位：dB通過該參數(shù)設置 PS 非 H 業(yè)務 3A 事件遲滯，當 UE 當前使用頻率 RSCP 測量值 PS 非H 業(yè)務異系統(tǒng)切換判決門限+該參數(shù)設置值/2，并且持續(xù) PS 非 H 業(yè)務 3A 事件延遲觸發(fā)時長，則觸發(fā) 3A 事件報告。主要作用是減少 3A 事件的頻繁上報。該參數(shù)的取值和慢衰落特性相關。該值越大，能減少乒乓效應和誤判，但對導致 3A 事件觸發(fā)不及時；該值越小，對 3A 事件觸發(fā)及時，但會增加乒乓效應和誤判。2.3.6 HYSTHSPAFOR3A/ H業(yè)務3A事件遲滯數(shù)值取值范圍：015，步長 1物理取值范圍：07.5，步長 0.5物理單位：dB通過該參數(shù)設置 H 業(yè)務 3A 事件遲滯，當 UE 當前使用頻率 RSCP 測量值 H 業(yè)務異系統(tǒng)切換判決門限+該參數(shù)設置值/2，并且持續(xù) H 業(yè)務 3A 事件延遲觸發(fā)時長，則觸發(fā)3A 事件報告。主要作用是減少 3A 事件的頻繁上報。該參數(shù)的取值和慢衰落特性相關。該值越大，能減少乒乓效應和誤判，但對導致 3A 事件觸發(fā)不及時；該值越小，對 3A 事件觸發(fā)及時，但會增加乒乓效應和誤判。2.3.7 R99TIMETOTRIG3A/ PS非H業(yè)務3A事件延遲觸發(fā)時間 參數(shù)取值范圍：D0，D10，D20，D40，D60，D80，D100，D120，D160，D200，D240，D320，D640，D1280，D2560，D5000物理取值范圍：0，10，20，40， 60， 80，100， 120，160， 200，240，320，640， 1280， 2560， 5000 物理單位：ms 通過該參數(shù)設置 PS 非 H 業(yè)務 3A 事件延遲觸發(fā)時間，當 UE 當前使用頻率 RSCP測量值 PS 非 H 業(yè)務異系統(tǒng)切換判決門限+ PS 非 H 業(yè)務 3A 事件遲滯/2，并且持續(xù)該參數(shù)設置時間長度，則觸發(fā) 3A 事件報告。主要作用是減少 3A 事件的頻繁上報。該參數(shù)的取值與慢衰落特性有關。該值越大，延遲觸發(fā)時間越大，切換越不容易發(fā)生，抗信號瞬間波動的能力越強，誤觸發(fā)概率越低，但對減小 3A 事件對測量信號變化的響應速度；但該值的增大會增加掉話的風險；該值越小，會增大 3A 事件對測量信號變化的響應速度，但誤判概率會增大。2.3.8 HSPATIMETOTRIG3A/ H 業(yè)務 3A 事件延遲觸發(fā)時間參數(shù)取值范圍：D0，D10，D20，D40，D60，D80，D100，D120，D160，D200，D240，D320，D640，D1280，D2560，D5000物理取值范圍：0，10，20，40， 60， 80，100， 120，160， 200，240，320，640， 1280， 2560， 5000 物理單位：ms 通過該參數(shù)設置 H 業(yè)務 3A 事件延遲觸發(fā)時間，當 UE 當前使用頻率 RSCP 測量值H 業(yè)務異系統(tǒng)切換判決門限+ H 業(yè)務 3A 事件遲滯/2，并且持續(xù)該參數(shù)設置時間長度，則觸發(fā) 3A 事件報告。主要作用是減少 3A 事件的頻繁上報，該參數(shù)的取值與慢衰落特性有關。該值越大，延遲觸發(fā)時間越大，切換越不容易發(fā)生，抗信號瞬間波動的能力越強，誤觸發(fā)概率越低，但對減小 3A 事件對測量信號變化的響應速度；但該值的增大會增加掉話的風險；該值越小，會增大 3A 事件對測量信號變化的響應速度，但誤判概率會增大。2.3.9 USEDFREQHTHDRSCP/ H業(yè)務使用頻率RSCP質量門限 參數(shù)取值范圍：-115-25物理單位：dBm 針對 H 業(yè)務，如果異系統(tǒng)切換測量報告采用“事件報告方式”，該參數(shù)用于設置 3A事件的測量控制，只有 UE 當前使用頻率的小區(qū)質量低于此門限時，才能滿足觸發(fā)3A 事件的必要條件之一，同時需要滿足 GSM 目標小區(qū) RSCP 測量值高于 H 業(yè)務異系統(tǒng)切換判決門限，才會觸發(fā) 3A 事件。該值越大，本載頻 3A 事件下門限越容易滿足，切換概率增加；該值越小，3A 事件下門限值越不容易滿足，事件觸發(fā)越難，該值過小，UE 有掉話的風險。2.3.10 USEDFREQR99PSTHDRSCP/ PS非H業(yè)務使用頻率RSCP質量門限 參數(shù)取值范圍：-115-25物理單位：dBm 針對 PS 非 H 業(yè)務，如果異系統(tǒng)切換測量報告采用“事件報告方式”，該參數(shù)用于設置 3A 事件的測量控制，只有 UE 當前使用頻率的小區(qū)質量低于此門限時，才能滿足觸發(fā) 3A 事件的必要條件之一，同時需要滿足 GSM 目標小區(qū) RSCP 測量值高于 PS 非 H 業(yè)務異系統(tǒng)切換判決門限，才會觸發(fā) 3A 事件。該值越大，本載頻 3A 事件下門限越容易滿足，切換概率增加；該值越小，3A 事件下門限值越不容易滿足，事件觸發(fā)越難，該值過小，UE 有掉話的風險。2.3.11 AMNTOFRPT3A/ 3A事件重試最大次數(shù) 參數(shù)取值范圍：063 物理單位：次數(shù)該參數(shù)值給出了在切換失敗后，可以向同一個2G小區(qū)發(fā)起切換重試的總次數(shù)。當切換重試次數(shù)為0時，表示不發(fā)起切換重試，直接重發(fā)測量控制。該參數(shù)值設置的大，表示可以切換重試的機會更多。但一般來說，往一個小區(qū)切換，前面2、3次失敗后，后面切換成功的概率會很低。2.3.12 T309參數(shù)取值范圍：1 8物理單位：sT309 是連接模式下 UE 等待異系統(tǒng)接入成功的定時器，在 SIB1 中廣播。當 UE 從連接模式重選到一個屬于其它無線接入系統(tǒng)的小區(qū)，或者當 UE 接收到CELL CHANGE ORDER FROM UTRAN 消息后啟動 T309 定時器。當 UE 在一個新小區(qū)成功建立連接后停止 T309 定時器。一旦 T309 超時，繼續(xù)與 UTRAN 的連接。T309 設置越大，可以提高異系統(tǒng)重選成功率，但是會增大異系統(tǒng)重選平均時延；T309 設置越小，可以減少異系統(tǒng)重選的時延，但會導致重選成功率下降。上面羅列的參數(shù)都是PS域異系統(tǒng)切換涉及到的常規(guī)網(wǎng)優(yōu)參數(shù)，我們針對不同的無線場景，給出不同參數(shù)設定，提升切換出成功率。3 PS域異系統(tǒng)切換成功率提升案例-3.1 TD網(wǎng)絡2/3G互操作場景依據(jù)目前TD網(wǎng)絡覆蓋情況，根據(jù)長時間話統(tǒng)數(shù)據(jù)和實際測試結果，在發(fā)生PS域切換較頻繁的區(qū)域大致分為以下幾類：A、室外TD站點，處于網(wǎng)絡邊緣和覆蓋不連續(xù)區(qū)域；B、未有室分站點覆蓋的高樓、辦公樓、酒店等主要依靠室外站點進行覆蓋；C、TD和GSM網(wǎng)絡同覆蓋郊區(qū)、城鄉(xiāng)，站間距離較大3.2 TD網(wǎng)絡2/3G鄰區(qū)配置原則A. 2G鄰區(qū)原則上配置不少于3個且不多于6個-即要避免鄰區(qū)過少造成切換或重選困難，又要避免過多的鄰區(qū)造成UE測量性能下降。中移GSM經(jīng)過多年建設，覆蓋較好，2G鄰區(qū)無需配置過多，就可以保證切換或重選的成功。B. 宏小區(qū)應當將共站點的GSM宏小區(qū)全部互配為鄰區(qū)，并優(yōu)選臨近12個宏小區(qū)互配鄰區(qū)。鄰區(qū)不得有同頻同色碼C. 室內覆蓋及微小區(qū)，應當將同覆蓋的GSM室內小區(qū)互配為鄰區(qū)，并同區(qū)域將GSM室外小區(qū)單向配置為鄰區(qū)（這一條建議修改為互配）。D. 對于已經(jīng)配置完成的3G小區(qū)，需要檢查其2G鄰接小區(qū)列表中有無同頻點的情況。如有，3G宏小區(qū)，應當將GSM同頻鄰區(qū)一律刪除；3G微小區(qū)，應當將GSM同頻同色碼鄰區(qū)一律刪除。并重新合理配置鄰區(qū)。E. 受限于系統(tǒng)消息塊SIB11分段數(shù)限制（協(xié)議規(guī)定最大16段、3552b），完成鄰區(qū)配置后，還需要檢驗鄰區(qū)數(shù)量是否超出協(xié)議限制（同頻、鄰頻、GSM鄰區(qū)）。計算方法如下：110 + 62*N1 + 46*N2 + 61*N3 GPRS)PS域系統(tǒng)間小區(qū)間切換出請求次數(shù)(TD-SCDMA-GPRS)PS域切換出成功率優(yōu)化前881103984.79%90598292.16%86593392.71%73279791.84%920101890.37%88593594.65%64569093.48%優(yōu)化后1088110798.28%1121116096.64%1031106197.17%1150118297.29%993101398.03%1025105397.34%95298197.04%3.3.1優(yōu)化前PS域異系統(tǒng)切換失敗分析：在全網(wǎng)異系統(tǒng)成功率未優(yōu)化前，我們提取了1周PS域切換失敗主要原因數(shù)據(jù)：在連續(xù)幾周的OMC統(tǒng)計中，影響TD網(wǎng)絡PS域異系統(tǒng)切換失敗的主要原因值為物理信道失敗，占失敗比例的96%；其中4%失敗的原因值為協(xié)議錯誤，我們結合現(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn)，本端核心網(wǎng)數(shù)據(jù)未添加BSC級參數(shù)，完善后連續(xù)觀察無此類失敗原因。對