LTE切换优化指导书

1、LTE eRAN2.2 问题定位指导书切换篇2012-3-31第 1 页, 共 43 页目录 Table of Contents1.2.2.1.概述 .5基本概念 .5切换基本流程.62.1.1.2.1.2.2.1.3.站内切换.6站间切换.9ANR打开时的切换.122.2.2.3.切换测量及参数介绍.13异频切换 .152.3.1.2.3.2.2.3.3.2.3.4.异频切换算法介绍 .15GAP介绍 .16测量事件.16基本信令跟踪.192.4.2.5.切换成功率 .20切换常见异常场景简介 .202.5.1.2.5.2.2.5.3.切换过早.20切换过晚.22乒乓切换.233.3.1.3

2、.2.问题定位分析图 .24根因分析示意图 .24分析方法对应表 .253.2.1.3.2.2.信道质量问题.25配置问题.264.4.1.切换问题定位.27eNB未收到测量报告 .274.1.1.4.1.2.4.1.3.定位 .27检查测量控制相关配置 .27检查信道质量.284.2.eNB未发送切换命令 .334.2.1.4.2.2.4.2.3.4.2.4.定位 .33检查Uu接口信令和相关配置.34检查X2、S1接口链路相关配置 .36传输解决优化方案 .404.3.eNB未收到切换完成 .404.3.1.4.3.2.检查安全加密算法开关设置是否一致 .40检查信号质量.405.5.1.

3、5.2.典型案例 .41UE没有解到UL_Grant，切换测量报告发不上去 .41发送Preamble没有收到RAR .422012-3-31第 2 页, 共 43 页5.3.5.4.6.7.UE DSP切换失败，收到切换命令不回切换完成 .42eNB下发了RRC信令等待UE反馈（下行信令丢失），不处理切换测量报告 .43故障信息采集. 错误！未定义书签。参考文档 . 错误！未定义书签。2012-3-31第 3 页, 共 43 页错误！未找到引用源。关键词Key words：摘要Abstract：本文描述了切换特性的基本原理、性能增益、性能测试/分析方法和常见问题定位思路，供了解特性原理、开展

4、性能测试和定位相关问题时参考。缩略语清单List of abbreviations：2012-3-31第 4 页, 共 43 页Abbreviations缩略语Full spelling英文全名Chinese explanation中文解释LTELong Term Evolution长期演进UEUser Equipment用户设备eNodeBEvolved NodeB演进型NodeBACKAcknowledgement正确应答X2/S1X2/S1站间切换的两种方式ANRAutomatism Neighbour Relation自动邻区关系CGICell Global Identifier小区全

5、球标识RSRPRS Received PowerRS接收功率SINRSingle to Interference plus Noise Ratio信干燥比IBLERInitial Block-Error Rate初传误包率RRCRadio Resource Control无线资源控制NCSNumber Cell Semidiameter小区半径编号DRBData Resource Block数据资源块RLCRadio Link Control无线链路控制RARRandom Access Response随机接入响应ULGrantUpload Grant上行链路调度PDCCHPhysical D

6、ownlink Control Channel物理下行控制信道SCTPStreaming Control Transport Protocol流控制传输协议MIMOMultiple Input Multiple Output多入多出ICICInter-Cell Interference Coordination小区间干扰协调PCIPhysical Cell Identity物理小区标识1. 概述小区具有一定的覆盖范围，当移动终端UE在系统内不断移动时，小区边缘信号质量可能会逐步降低，UE为了保持连续的通信服务，需要根据服务小区和相邻小区的信号测量结果触发事件上报，以便切换到信号质量更好的小区。

7、本文主要介绍LTE商用网切换问题定位、优化方案。结合案例，介绍商用网常见的切换问题，并进行分析、定位，给出优化方案。希望通过该文档，对后续LTE商用局、试验局的切换优化提供参考。适合阅读人员：性能优化人员、网优网规人员、技术服务人员、维护人员等。2. 基本概念根据切换间小区频点的不同与所属系统的不同，LTE切换可分为同频切换、异频切换以及异系统切换。切换包括切换测量、切换决策与切换执行三个阶段。测量阶段，UE根据eNodeB下发的测量配置消息进行相关测量，并将测量结果上报给eNodeB。决策阶段，eNodeB根据UE上报的测量结果进行评估，决定是否触发切换。执行阶段，eNodeB根据决策结果，

8、控制UE切换到目标小区，由UE完成切换。本文不涉及异系统切换。整个切换流程采用了UE辅助网络控制的思路，即测量下发、测量上报、判决、资源准备、执行、原有资源释放6个步骤。系统内切换主要可以分为：站内切换：同一eNodeB下不同小区间的切换。站间切换：1.eNodeB间X2口切换：适用于同属于一个MME且之间有X2连接的两个eNodeB。2.eNodeB间S1口切换：用于无X2连接的两个eNodeB切换或者是跨MME切换。2012-3-31第 5 页, 共 43 页2.1. 切换基本流程2.1.1. 站内切换站内切换流程比较简单，不涉及 X2、S1 的交互。打开某站点的 M2000 信令跟踪，可

9、以看到站内切换有如下流程：2.1 版本之后的基本信令都是通过 M2000 来跟踪的。CELL11.measurement report2.handover cmd3.handover complete4.measurement control reconfig5.measurement control reconfig complete以下为接口消息展开示意图：RRC_MEAS_RPRT:该消息携带服务小区和邻小区的质量。RRC_CONN_RECFG:此时该消息携带切换请求命令。2012-3-31CELL2第 6 页, 共 43 页target cellhandover typeRRC_CON

10、N_RECFG_CMP:此时该消息携带切换完成消息。（rrc-TransactionIdentifier 数值与切换命令中的一致）RRC_CONN_RECFG:此时该消息携带的是测量控制命令，用于配置 UE 需要完成的测量，如需测量的小区、频点、测量类型等。2012-3-31第 7 页, 共 43 页RRC_CONN_RECFG_CMP:此时该消息携带的是测量控制完成消息，用于指示 eNB，UE 已经收到并完成了测量配置。注 1：测量控制、测量控制完成不属于切换流程；但是，切换流程结束后一般总伴随着测量控制、测量控制完成。注 2：当 CIO 不为零时，通过测量控制消息下发该邻区信息；CIO 为

11、零时，该值不下发，涉2012-3-31第 8 页, 共 43 页及该参数的事件判决中该值默认为 0（当 CIO 配置为 0 时，eNodeB 可以不在测量控制中下发邻区，由 UE 自己进行测量）。2.1.2. 站间切换站间切换，源侧、目标侧小区分别属于不同的基站，因此，在进行站间切换时，两个站点之间需要进行信息交互。如果俩基站之间配置了 X2 口，并且传输正常，站间切换采用X2 切换，即源侧、目标侧小区所属的站点通过 X2 口进行切换信令的交互；如果没有配置X2，或者 X2 传输异常，（如果 X2 口传输异常，但是信令流程显示 X2 口正常时，将不会转由采用 S1 切换），则站间切换采用 S1

12、 切换，即源侧、目标侧小区所属的站点通过 S1 口进行切换信令的交互。2.1.2.1. X2 切换源侧小区所属站点M2000信令跟踪可以看到：目标侧小区所属站点M2000信令跟踪可以看到：流程示意图如下：2012-3-31第 9 页, 共 43 页切换流程简介1 当UE位于切换区，满足A3事件后，向服务小区上报测量报告；2 源小区下发切换命令，挂起PDCP，此时源小区停止向UE下发数据，下行数传中断；并开始向目标小区转发数据；3 UE收到切换命令后，指示RLC重建，同时指示MAC进行随机接入到目标小区；4 UE MAC等待基带回复同步指示之后，发送preamble（msg1）；5 目标侧回RA

13、R（msg2）；2012-3-31第 10 页, 共 43 页6 UE MAC向L3返回随机接入完成（RA_CFN），同时指示目标侧发送切换完成（msg3）以及UE状态报告；7 目标侧收到msg3和UE状态报告以后，向UE发送下行数据，下行数传恢复（PDCP恢复是根据SN_STATUS_TRANSFER中的HFN和SN来恢复数传的）。2.1.2.2. S1 切换若出现以下情况，则需要通过S1接口完成切换：1. 当源eNB和目标eNB之间没有X2接口，或者X2接口阻塞/故障；2. 当跨MME切换时，通过S1接口向目标小区切换；源侧小区所属站点M2000信令跟踪可以看到：目标侧小区所属站点LMT信

14、令跟踪可以看到：流程示意图如下：2012-3-31第 11 页, 共 43 页2.1.3. ANR 打开时的切换在没有配置邻区关系时，打开 ANR 同样可以进行切换。UE 上报切换测量报告以后，源小区如果发现没有目标小区的邻区关系，会给 UE 下发一条重配置消息（CGI 读取），让2012-3-31第 12 页, 共 43 页UE 去读取目标小区的系统消息，获取 CGI 信息；UE 读取系统后，通过重配置完成消息将获取的目标小区 CGI 信息上报给源小区；源侧就可以正常下发切换命令了。打开 ANR 时，切换相关的 X2、S1 消息与关闭 ANR 时的相同。协议 36.300 中 ANR 流程示

15、意图：注 1：在配置了 M2000 和 X2 接口时并不会有 UE 去读取目标小区的 CGI 这一过程，而是像普通切换一样发送测量报告后就收到切换命令进行切换。2.2. 切换测量及参数介绍同频切换通过事件A3触发，且事件上报方式采用事件转周期的上报方式。2012-3-31第 13 页, 共 43 页事件A3的触发，即邻区质量高于服务小区一定偏置值。参照3GPP协议36.331规定事件A3的判决公式。触发条件： Mn+Ofn+Ocn-Hys>Ms+Ofs+Ocs+Off取消条件： Mn+Ofn+Ocn+Hys<Ms+Ofs+Ocs+Off公式中的变量有如下定义：Mn是邻区测量结果。O

16、fn是邻区频率的特定频率偏置，采用默认值0，同频切换可以不考虑。Ocn是邻区的特定小区偏置，由参数CellIndividualOffset决定。当该值不为零，此参数在测量控制消息中下发；否则当该值为零时不下发，该参数较多地用于提前切换或推迟切换。Ms是服务小区的测量结果。Ofs是服务小区的特定频率偏置，采用默认值0，同频切换可以不考虑。Ocs是服务小区的特定小区偏置，该值通常为零。Hys是事件A3迟滞参数，由参数IntraFreqHoA3Hyst决定，在测量控制消息中下发。Off是事件A3偏置参数，由参数IntraFreqHoA3Offset决定。该参数针对事件A3设置，用于调节切换的难易程度

17、，该值与测量值相加用于事件触发和取消的评估。此参数在测量控制消息的测量对象中下发，可取正值或负值，当取正值时，此时增加事件触发的难度，延缓切换；当取负值时，此时降低事件触发的难度，提前进行切换。用于事件A3评估判决的Mn和Ms测量量类型，由参数IntraFreqHoA3TrigQuan决定，该值由3GPP协议36.331规定在测量控制中的报告配置中给出，可选类型为RSRP或RSRQ，默认为RSRP。对于同频切换，服务小区和邻区使用相同的频点，则Ofn和Ofs均为0，服务小区的特定小区偏置，一般情况下都为0，所以A3事件的触发条件可以简化为：Mn +Ocn-Hys>Ms +Off事件A3触

18、发机制原理如下图所示，当事件A3在延迟触发时间TimeToTrig内都满足触发条件，则UE对事件A3进行事件转周期的上报；2012-3-31第 14 页, 共 43 页图 4 A3 触发机制图示相关命令：LST INTRAFREQHOGROUP （A3 事件参数）2.3. 异频切换2.3.1. 异频切换算法介绍异频切换实现 LTE 系统中不同频点的小区间切换过程。在同一个网络，不同的区域可能使用不同的频点，因此 eNodeB 需要在系统内支持不同频点间的切换。当服务小区存在异频邻区时：基于覆盖的异频测量由 UE 触发。UE 离开服务小区的覆盖范围，到达异频邻区的覆盖范围时，UE 测量到服务小区

19、信号质量小于一定门限将触发基于覆盖的异频测量。2012-3-31第 15 页, 共 43 页基于负载的异频测量由 eNodeB 触发。当服务小区负载达到异频负载平衡门限时，eNodeB 将根据 UE 的频点支持能力、ARP（Allocation and Retention Priority）以及占用资源情况选择一定数量的 UE 进行异频测量。在异频测量过程中，UE 发现邻区信号质量大于一定门限时（基于覆盖与基于负载的异频切换门限由不同参数决定），将触发相应的异频切换。2.3.2. GAP 介绍测量 GAP 就是让 UE 离开当前频点到其他频点测量的时间段，测量 GAP 用于异频测量和异系统测量

20、。在异频与异系统测量中，UE 只在测量 GAP 内进行测量。通常情况下 UE 只有一个接收机，在同一时刻只可能在一个频点上接收信号。当异频或异系统测量被触发后，eNodeB 将下发测量 GAP 相关配置，UE 将按照 eNodeB的配置指示启动测量 GAP。2.3.3. 测量事件在 UE 处于连接态时，服务小区的质量低于一定门限时，将触发 eNodeB 下发异频测量配置，UE 开始进行异频测量。当服务小区的质量高于一定门限时，UE 将停止异频测量。HUAWEI eNodeB 将 3GPP 36.331 中定义的事件 A2 与事件 A1 作为触发与停止基于覆盖的异频切换测量的两个事件。事件 A2

21、 触发异频测量在基于覆盖的异频切换中，事件 A2 用于异频测量的触发，表示服务小区的质量已经低于一定门限值。当事件 A2 满足上报条件并上报 eNodeB 后，将触发异频测量配置（A4 测量配置）的下发，启动异频测量。3GPP 协议 36.331 中，事件 A2 的判决公式如下。触发条件：Ms+Hys<Thresh取消条件：Ms-Hys>Thresh公式中的变量由如下定义：Ms 是服务小区的测量结果。Hys 是事件 A2 迟滞参数，由参数 InterFreqHoA1A2Hyst 决定。Thresh 事件 A2 的门限参数，根据事件 A1A2 测量触发类型 InterFreqHoA1

22、A2TrigQuan的选择，可分别采用测量量 RSRP 和 RSRQ 作为事件 A2 的评估判决，当测量触发类型为RSRP 时，门限由参数 InterFreqHoA2ThdRSRP 决定；当测量触发类型为 RSRQ 时，门限由参数 InterFreqHoA2ThdRSRQ 决定。事件 A1 停止异频测量在基于覆盖的异频切换中，事件 A1 用于停止异频测量，表示服务小区的质量已经高于一定门限值。当事件 A1 满足上报条件并上报 eNodeB 后，将触发异频测量的停止。3GPP协议 36.331 中事件 A1 的判决公式如下。触发条件：Ms-Hys>Thresh取消条件：Ms+Hys<

23、Thresh2012-3-31第 16 页, 共 43 页公式中的变量由如下定义：Ms 是服务小区的测量结果。Hys 是事件 A1 迟滞参数，由参数 InterFreqHoA1A2Hyst 决定。Thresh 事件 A1 的门限参数，根据事件 A1A2 测量触发类型 InterFreqHoA1A2TrigQuan，可采用测量量 RSRP 和 RSRQ 作为事件 A1 的测量触发类型，当测量触发类型为 RSRP 时，门限由参数 InterFreqHoA1ThdRSRP 决定；当测量触发类型为 RSRQ 时，门限由参数InterFreqHoA1ThdRSRQ 决定。事件 A4 的触发异频切换通过事

24、件 A4 触发，采取事件转周期的上报方式。事件 A4 的触发，即邻区质量高于一定门限值。参照 3GPP 协议 36.331 规定的事件 A4判决公式如下。触发条件：Mn+Ofn+Ocn-Hys>Thresh取消条件：Mn+Ofn+Ocn+Hys<Thresh公式中的变量有如下定义：Mn 是邻区测量结果。Ofn 是邻区频率的特定频率偏置，由参数 QoffsetFreq 决定，此参数在测量控制消息的测量对象中下发。Ocn 是邻区的特定小区偏置，由参数 CellIndividualOffset 决定。当该值不为零，此参数在测量控制消息中下发；否则当该值为零时不下发，公式计算时默认取值为

25、0。Hys 是事件 A4 迟滞参数，由参数 InterFreqHoA4Hyst 决定，在测量控制消息中下发。Thresh 事件 A4 的门限参数，根据事件 A4 触发量（与 InterFreqHoA1A2TrigQuan 一致），可分别采用测量量 RSRP、RSRQ 或 BOTH 作为事件 A4 的评估判决。在基于覆盖的异频切换中 RSRP 与 RSRQ 的门限分别为 InterFreqHoA4ThdRSRP 和InterFreqHoA4ThdRSRQ。在 基 于 负 载 的 异 频 切 换 中RSRP与RSRQ的 门 限 分 别 为InterFreqLoadBasedHoA4ThdRSRP

26、和 InterFreqLoadBasedHoA4ThdRSRQ。当触发量 InterFreqHoA1A2TrigQuan 设置为 Both 时，服务小区质量在 Time toTrigger（InterFreqHoA1A2TimeToTrig）的时间内一直高于任一门限值，并满足事件的上报条件，都将上报事件 A4。事件 A4 触发机制原理如下图所示，当测量量 RSRP 或 RSRQ 中任何一个触发事件 A4并满足上报条件，UE 都会上报触发该事件的小区信息，确保异频切换的及时触发。事件 A4 触发机制：2012-3-31第 17 页, 共 43 页相关命令：LST INTERFREQHOGROUP

27、 (异频门限相关设置)2012-3-31第 18 页, 共 43 页2.3.4. 基本信令跟踪站内切换：X2 切换：源 eNodeB:目标 eNodeB：S1 切换：源 eNodeB:2012-3-31第 19 页, 共 43 页目标 eNodeB:2.4. 切换成功率总的切换成功率切换成功率×切换准备成功率（切换成功次数/切换尝试次数）×（切换尝试次数/切换准备尝试次数）切换成功次数/切换准备尝试次数eNB 侧判断切换成功是：源侧发出切换请求到目标侧收到切换完成。切换准备尝试：包括切换判决和切换请求。2.5. 切换常见异常场景简介2.5.1. 切换过早切换过早，一般是邻区

28、的信号还不够好或不够稳定，eNodeB就发起了切换，主要有以下几种：1.源小区下发切换命令后，由于目标小区信号质量不佳，UE切换到目标小区发生失败，UE发起RRC重建回到源小区。如下图，这种场景下，UE在切换到新小区随机接入或发送msg3失败导致切换失败，然后UE在源小区发起RRC连接重建。2012-3-31第 20 页, 共 43 页切换过早示意图2. UE虽然成功切换到目标小区但是立即出现下行失步，然后在源小区发起RRC连接重建。这也是切换过早。3. UE虽然成功切换到目标小区但在很短时间内（5s）切换到第三方小区，也是切换过早。下面是切换过早典型信令：2012-3-31第 21 页, 共

29、 43 页2.5.2. 切换过晚切换过晚这个在实际外场比较多，主要有以下几种：1.在下行100加载的场景，源小区服务质量不好（一般SINR低于3就会概率性出现切换命令发送失败），UE因为服务小区信号不好没有收到切换命令，或收到切换命令，但随机接入过程失败，UE就发生RRC重建，重建到目标小区，此时由于目标小区已建立上下文，重建可以成功。2.UE还来不及上报测量报告，源小区的信号已经急剧下降导致下行失步，UE直接在目标小区发起RRC连接重建，此时由于目标小区无UE上下文，重建必然被拒绝，信令流程如下图所示。切换过晚示意图下面是切换过晚典型信令：2012-3-31第 22 页, 共 43 页2.5

30、.3. 乒乓切换当 UE 进行 A>B>A 这样的反复来回切换流程，从小区 A 切换到小区 B 后，在小区B 停留的时间很短，又返回到小区 A，这个通过信令流程比较容易分析，就是看上一次切换入到下一次切换出的时间是否太短了（一般认为一秒发生多次切换为乒乓切换）。2012-3-31第 23 页, 共 43 页3. 问题定位分析图3.1. 根因分析示意图开始eNB 是否收到测量报告YeseNB 是否发送切换命令YeseNB 是否收到切换完成Yes故障信息采集NoNoNoNo4.1 eNB 未收到测量报告4.2 eNB 未发送切换命令4.3 eNB 未收到切换完成问题是否解决Yes完成2

31、012-3-31第 24 页, 共 43 页3.2. 分析方法对应表3.2.1. 信道质量问题多用户场景或者加载测试场景下，干扰比较严重；信道质量较差导致信令丢失、切换失败。比如，测量报告丢失、切换命令丢失、切换完成丢失等。信道质量可以分为上、下行来分析。但是，上、下行不是完全分离的，下行信道质量差不仅会影响下行信令的解调；PDCCH解调错误会影响上行信令的调度，造成上行信令丢失。因此，不能简单的认为上行信令丢失是上行信道质量差导致。可以通过Probe观察RSRP、SINR、IBLER、DL/UL_Grant等；以及M2000用户性能跟踪，来分析上、下行信道质量。1、RSRP：RSRP为下行导频接收功率。尽管导频与数据域的信道质量有一定差异，通过导频RSRP、SINR可以大致了解数据信道状况。一般RSRP>-85dBm，用户位于近点；RSRP=-95dBm，用户位于中点；RSRP<-105dBm，用户位于远点。判断用户近、中、远点并不能完全判断用户的信道质量，尤其在加载场景下，有可能中点、近点用户的信道质量仍然不理想（当邻区RSRP与服务小区RSRP较接近时，干扰较大），需要依据其它指标来判断信道质量。2、SINR：SINR为下行导频SINR。通过导频SINR可以大致了解数据信道状况。如果SINR<0dB说明下行信道质量较差，当SINR<-3dB