广州联通WCDMA网络1期室内外协同覆盖专题报告(切换)

广州联通WCDMA室内外协同覆盖专题研究（切换参数研究）中国联合网络通信有限公司广州分公司移动网络优化中心2009年11月目 录1概述32室内外协同覆盖研究内容32.1研究目标32.2术语解释32.3研究方案52.4测试环境描述52.4.1系统切换场景52.4.2软切换场景73研究方法与分析83.1相关理论83.1.1系统间切换流程83.1.2软切换流程103.2研究分析133.2.2测试结果133.2.3结果分析134室内外切换经验总结154.1.1室内外切换区域建议154.1.2室内外不同场景下的切换参数建议151 概述广州室内外协同覆盖专题研究项目，是以广州WCDMA一期工程为背景，研究不同切换场景下的切换方式（软切换、系统间切换）的切换区域设置原则、切换参数优化；制订合理的测试方案，采用科学的数据统计和分析方法，探索WCDMA系统室内外协同覆盖的解决方法，为WCDMA商用网大规模建设与优化提供参考。由于本次研究时间有限，且CS域对用户行为感知较大，研究主要侧重于CS域AMR语音业务，PS域暂未研究。2 室内外协同覆盖研究内容针对典型、普遍意义的楼宇，重点对楼宇大厅与外部、地下停车场入口的软切换、异系统切换；楼宇中高部与外面信号的软切换；在默认参数配置条件下，利用华为PROBE测试软件统计2个切换信号RSCP、Ec/Io的变化，观测切换区域及切换成功率的变化，已现网默认配置的切换参数为基线，对比在调整小区切换参数，观测切换区域、切换门限和切换时间的变化等。摸索出合适不同场景的切换带、切换参数与切换性能的关系，为今后选择最优方式组网打下坚实的基础，详细的选点原则及测试方法如下：2.1 研究目标室内外协同覆盖中，切换是一个很重要的应用场景，如果处理不好，容易出现频繁发生切换、掉话率高、切换位置不合适等问题，另一方面，根据广州联通WCDMA一期组网现状如何选择合适的切换区域和切换模式（异系统切换、软切换）也是网络优化中需要重点关注的问题。测试各种场景下（主要由楼宇一楼大厅门口进出、楼宇其它楼层窗户边、地下停车场出入口）的软切换、异系统切换的指标，并结合后台切换参数调整，可以使我们达到以下目的：1） 调整后台参数（切换门限、触发时延等参数），通过切换测试了解参数变化对切换成功率的影响，为今后切换参数优化积累经验；2） 通过本课题的研究来指导室内覆盖系统建设，比如如何规划室外小区、室内小区、切换方式等等。2.2 术语解释1. 1A事件报告当某相邻小区导频信号强度测量值进入报告区A时进行报告。报告区A为区间大于MAX_CPICH_AS-(AS_Th-AS_Th-Hyst)区间。2. 1B事件报告当某相邻小区导频信号强度测量值离开报告区B时进行报告。报告区B为区间小于MAX_CPICH_AS-(AS_Th-AS_Th-Hyst)区间。3. 1C事件报告当某相邻小区导频信号强度测量值变得优于活动集中某小区的导频信号强度测量值时进行报告。4. 2D事件报告当前使用频率的估计质量低于某个门槛值：当UTRAN在MEASUREMENT CONTROL信息中命令了该事件，如果当前使用频率的估计质量低于某个门槛值，而且滞后和触发定时的条件满足，则触发该事件，UE向UTRAN发送的测量报告中至少应该包括目前正在使用频率上的最佳基本CPICH信息。5. 2F事件报告当前使用频率的估计质量高于某个门槛值：当UTRAN在MEASUREMENT CONTROL信息中命令了该事件，如果当前使用频率的估计质量高于某个门槛值，而且滞后和触发定时的条件满足，则触发该事件，UE向UTRAN发送的测量报告中至少应该包括目前正在使用频率上的最佳基本CPICH信息；6. 软切换1A、1B相对门限该参数定义了某小区信号质量（目前用PCPICH的Ec/Io来评价）相对于激活集综合信号质量的差值。软切换的相对门限参数包括1A事件相对门限和1B事件相对门限；7. 软切换相关事件的延迟触发时间(TrigTime)延迟触发时间包括1A，1B，1C等事件的延迟触发时间，延迟触发时间（t）是指从满足触发条件的某时刻起，必须在随后的t事件内都满足触发条件才真正触发事件，发送事件的报告给网络侧（RNC）；8. 小区偏置该值与实际测量邻区所得测量值相加，所得的数值作为上报值，用于UE的事件评估过程。UE将该小区原始测量值加上这个偏置后作为测量结果用于UE的同频切换判决。在切换算法中起到移动小区边界的作用。该参数由网规人员根据实际环境配置。在配置邻区时，如果希望切换容易发生，则配成正值，否则配成负值。在切换算法中起到改变切换区域的作用；9. 层3测量滤波系数同频测量报告层三滤波时采用的测量平滑系数。测量值的滤波采用如下公式进行计算： 其中： Fn ：经过滤波处理，更新的测量结果； Fn-1 ：经过滤波处理，上一时刻的测量结果； Mn ：从物理层接收到的最近的测量值； a = (1/2)(k/2)，其中 k 来自信元 Filter coefficient，也即此处的；FilterCoef。当k取值为0，a1时，意味着没有层3滤波。层3滤波是滤除随机冲击的能力，使得滤波后的测量值反映实际测量的基本变化趋势。 由于输入层3滤波器的测量值已经经过层1滤波，基本消除了快衰落的影响，因此层3应对阴影衰落和少量快衰落毛刺进行平滑滤波，以为事件判决提供更优的测量数据。滤波系数越大，对毛刺的平滑能力越强，但对信号的跟踪能力减弱，必须在两者之间进行权衡。2.3 研究方案重点针对楼宇大厅与外部的软、异系统切换；楼宇中高部与外面信号的软、异系统切换；在一种默认参数配置条件下，利用华为PROBE采集数据，在默认参数配置条件下测试完成后，在后台调整系统常用参数，这些参数包括：测试场景参数调整测试内容典型楼宇一楼大厅、楼宇其它楼层窗户边同频软切换测试默认参数(对比基线)1.软切换区域的变化；2.软切换成功率的变化；3.软切换触发事件数量变化；4.软切换比例的变化；软切换1A、1B相对门限TrigTime1A减160ms小区CIO同频测量滤波系数典型楼宇一楼大厅、楼宇其它楼层窗户边异系统切换测试默认参数（基线）1. 对异系统切换位置的影响；2.对异系统切换成功率的影响；3.对异系统切换时延的影响。RSCP异系统测量启动、停止门限CS业务异系统切换判决门限2D2F事件延迟触发时间异系统测量滤波系数BSIC确认选择开关2D、2F事件迟滞分2种测试场景进行测试和优化：1. 楼宇一楼大厅、地下停车场入口处内外切换的测试，总结出优化的参数（软切换与异系统切换）；2. 楼宇中部/高部楼层（即除一楼外的其它楼层）窗口边缘的切换测试，总结出优化的参数（软切换与异系统切换）；2.4 测试环境描述2.4.1 系统切换场景2/3G场景选取南方医院实验大楼、天安创业中心2个场景验证，详细信息如下：（1）南方医院实验大楼，经度：113.32422，纬度23.19181规划站名地址站点说明CI南方医院实验大楼广州大道北路1838号南方医院云山路室内有2G没3G信号，砖墙结构3G:10683 2G:47353南方医院实验大楼周围基站分布图：图1 南方医院实验大楼基站分布图站点描述：南方医院实验大楼共有27层楼，各层楼是医院实验办公室，室内3G 未做覆盖，2G有宽频直放站全楼覆盖， 一楼入口至电梯间有一长约15米的大厅，由于大门口正对W南方医院3小区的正前方，大厅至电梯口的信号强度仍然较强，由-70dbm至-105dbm逐渐衰减。（2）天安创业中心地下停车场 经度：113.36152，纬度22.98102规划站名地址站点说明CI天安创业中心广州市番禺区迎宾路730号2G室分已开，3G室分未开，封闭地下场所3G:8022 2G:16401天安创业中心周围基站分布图：图2 天安创业中心周围基站分布图站点描述：天安创业中心共8层，2G室分覆盖，3G暂未做覆盖，停车场入口往里50米处，3G信号由70dbm至110dbm逐渐衰减。2.4.2 软切换场景（1）名商广场 经度：113.24801，纬度23.15709规划站名地址站点说明CI名商广场白云广园西路222号微蜂窝，室内外都有3G信号室内为64173室外为19442，19443名商广场周围基站分布图：图3 名商广场周围基站分布图站点描述：名商广场共14层，室内安装独立3G室分信源，整栋大楼外围结构为玻璃幕墙。3 研究方法与分析3.1 相关理论3.1.1 系统间切换流程CS 3G-2G切换典型过程包括如下阶段：异频测量控制-测量报告处理-切换判决-切换执行。在测量控制阶段，网络通过发送测量控制消息告诉MS进行测量的参数，并要求MS和NodeB启动压缩模式进行异系统测量。在测量报告阶段，MS给网络发送测量报告消息。在切换判决阶段，网络根据测量报告做出切换的判断。在切换执行阶段，MS和网络走信令流程，并根据信令做出相应动作。信令流程如下图所示:图4 UTRAN GSM/BSS系统间硬切换信令流程信令流程步骤：1.SRNC发送RANAP消息“重定位请求（Relocation Required）”给CN。2.UMTS CN通过MAP/E接口将重定位请求转发给GSM MSC。3.正常GSM信令处理过程，MSC通过BSSMAP给BSC发送消息“切换请求（Handover Request）”。4.正常GSM信令处理过程，BSC通过BSSMAP给MSC发送消息“切换请求响应（Handover Request Ack）”。5.GSM MSC/BSS完成初始过程，MSC发送MAP/E消息“准备切换响应（Prepare Handover Response）”给CN。6.CN发送RANPA消息“重定位命令（Relocation Command）”给SRNC。7.通过已有的RRC连接，SRNC发送RRC消息“HANDOVER FROM UTRAN COMMAND”给UE，实现系统间硬切换。8.正常GSM信令处理过程，BSC通过BSSMAP给MSC发送消息“切换检测（Handover Detect）”。9.正常GSM信令处理过程，UE给BSC发送“切换完成(Handover Complete)” 消息10.正常GSM信令处理过程，BSC通过BSSMAP给MSC发送消息“切换完成（Handover Complete）”。11.GSM检测到UE，MSC发送MAP/E消息“发送终止信号请求（Send End Signal Request）”给CN。12.CN启动释放SRNC为旧链路分配的资源，通过发送RANAP消息“Iu释放命令消息（Iu Release Command）”。13.SRNC释放承载资源，发送Iu释放完成消息“Iu Release Complete”给CN。14.CN发送MAP/E消息“发送终止信号响应（Send End Signal Response）”给MSC。3.1.2 软切换流程下图为软切换无线链路增加和删除组合流程示意图：图5 无线链路增加和删除组合的软切换信令流程信令流程步骤：1. SRNC决定建立一条新的无线链路，该无线链路所属的新的小区由另一个RNC（DRNC）控制。SRNC通过RNSAP向DRNC发送“Radio Link Setup Request”消息，请求DRNC准备相应的无线资源。由于新的无线链路是UE同DRNC建立的第一条无线链路，于是建立新的Iur信令连接。该Iur信令连接承载跟UE相关的RNSAP信令。“Radio Link Setup Request”消息包含的参数为：小区ID、TFS、TFCS、频率、上行扰码。2. DRNC根据无线资源判定是否可以满足请求的无线资源要求，如果可以满足，DRNC向属于它的Bode B发送NBAP消息无线链路建立请求“Radio Link Setup Request”。然后Node B启动上行接收。“Radio Link Setup Request”消息包含的参数为：小区ID、TFS、TFCS、频率、上行扰码。3. Node B按照要求分配无线资源，如果配置成功，Node B通过NBAP消息无线链路建立响应“Radio Link Setup Response”向DRNC上报。“Radio Link Setup Response”消息包含的参数为：信令终止，传输层寻址信息（AAL2寻址、用于数据传输承载的AAL2捆绑ID）4. DRNC通过RNSAP发送无线链路建立响应消息“Radio Link Setup Response”给SRNC。“Radio Link Setup Response”消息包含的参数为：传输层寻址信息（AAL2寻址、用于数据传输承载的AAL2捆绑ID），邻近小区信息。5. SRNC通过ALCAP协议启动Iur/Iub数据传输承载，该请求包含AAL2捆绑ID用于绑定Iub数据传输承载和DCH。6./7. Node B 和 SRNC通过交换相应的DCH FP帧“Downlink Synchronisation”和“Uplink Synchronisation”建立数据传输承载的同步。 Node B启动下行发送。8. SRNC通过DCCH向UE发送激活集更新消息“Active Set Update”，该消息包含无线链路增加和删除内容。参数：更新类型、小区ID、下行扰码、功率控制信息、邻近小区信息9. UE根据RRC信令配置相应参数后，去活要删除链路的下行接收，激活要增加链路的下行接收，并向SRNC发送RRC消息“Active Set Update Complete”。10. SRNC向Node B发送NBAP消息消息无线链路删除请求“Radio Link Deletion Request”。Node B停止接收和发送。参数：小区ID、传输层寻址信息。11. Node B去活无线资源，并向SRNC发送NBAP消息无线链路删除响应“Radio Link Deletion Response”。12. SRNC通过ALCAP协议启动释放Iur/Iub数据承载。3.2 研究分析3.2.2 测试结果通过前期对不同场景的测试，统计的指标具体见附表：3.2.3 结果分析1) 软切换测试结果分析软切换区域随参数的总体变化统计(只修改室外小区参数)说明：1.切换位置变化时，向室内偏移取负值，向室外偏移取正值。2.切换区域变小取负值，切换区域变大取正值。测试案例切换位置变化(米)测试走向：内到外测试走向：外到内切换完成位置切换完成位置默认参数(对比基线)基线（7）基线（0）同频滤波系数调整为D01-0.5同频滤波系数调整为D67-0.51A事件门限减4dB，1B减6dB841A事件门限增4dB，1B增2dB80CIO调整-2081CIO调整-1070.2CIO调整106.6-0.9CIO调整207-6TrigTime 1A 调整24080TrigTime 1A 调整64080说明：切换完成位置为，从室内走向室外时手机激活集中室内小区不在；从室外走向室内时，手机激活集只剩室内小区。小结：在减小1A事件门限、CIO偏置对切换完成区域有较明显变化。对切换触发事件的影响：测试案例软切换触发事件次数1A事件1B事件1C事件1D事件总数默认参数(对比基线)441351375同频滤波系数调整为D0511541585同频滤波系数调整为D62016211491A事件门限减4dB，1B减6dB2318017581A事件门限增4dB，1B增2dB62631687CIO调整-2043122966CIO调整-10391511974CIO调整104115141080CIO调整20371291169TrigTime 1A 调整240491532895TrigTime 1A 调整64023140744小结：Trigtime1A增加、1A事件门限减小、同频滤波系数增大时，软切换触发事件减少比较明显，CIO增加，总体上软切换事件增加，尤其是1C事件增加特别明显。在参数调整过程中未产生切换失败与掉话。2) 异系统切换分析异系统切换区域随参数调整变化统计说明：1.切换位置变化时，向室内偏移取负值，向室外偏移取正值。2.切换区域变小取负值，切换区域变大取正值。测试案例切换位置变化(米)测试走向：外到内切换发起位置切换完成位置切换时延（s）默认参数(对比基线)基线（-7）基线（-15）基线（4.853）RSCP异系统测量启停门限2D-95dbm/2F-92dbm-4-104.676 RSCP异系统测量启停门限2D-105dbm/2F-102dbm-16-254.826 TrigTime2D240/ TrigTime2F640-5.5-124.638 TrigTime2D 640/ TrigTime2F 2560-10-184.897 异系统测量滤波系数D0-5-144.638 异系统测量滤波系数D19-8-174.897 BSICNot_Require-7-143.618 Hystfor2D、2F调整为6dbm-10-174.942 Hystfor2D、2F调整为14.5dbm-15-264.814 小结：通过调整参数RSCP异系统测量启动门限、TrigTime2D/2F、Hystfor2D/2F对切换的区域有较大影响,可以通过调整TrigTime2D/2F、Hystfor2D/2F参数来缩短切换的准备时间， BSICNot_Require可以减小切换的时延；在一系列的参数调整中切换成功率为100掉话率0。3) 综合分析通过上面各项内容的小结分析，在此综合分析如下：l 软切换1 相关参数调整对室内外软切换区域影响幅度较小：1A事件门限减4dB，1B减6dB导致切换区域向外偏移4米左右，CIO改为20导致切换区域偏内偏移6米左右，其它参数调整