LTE混合网络异频空闲重选参数优化研究

叶仁召

(中兴通讯股份有限公司网规网优产品支持团队，广东 深圳 518000)

摘　要：LTE混合网络的无线网络环境，在LTE网络空闲状态，涉及LTE系统同频、异频及异系统空闲重选。首先介绍了LTE无线网络空闲重选原理，其次通过LTE混合网络的无线网络环境中异频空闲重选参数优化分析，提出LTE混合网络的无线网络空闲重选参数优化方案，并结合实际LTE混合网络的无线网络环境，进一步验证了空闲重选参数优化方案能够提高LTE混合网络的无线网络覆盖效果。

关键词：混合网络；空闲；重选参数

doi:10.3969/j.issn.1002-0802.2015.06.018

LTE混合网络异频空闲重选参数优化研究

叶仁召

(中兴通讯股份有限公司网规网优产品支持团队，广东 深圳 518000)

摘要：LTE混合网络的无线网络环境，在LTE网络空闲状态，涉及LTE系统同频、异频及异系统空闲重选。首先介绍了LTE无线网络空闲重选原理，其次通过LTE混合网络的无线网络环境中异频空闲重选参数优化分析，提出LTE混合网络的无线网络空闲重选参数优化方案，并结合实际LTE混合网络的无线网络环境，进一步验证了空闲重选参数优化方案能够提高LTE混合网络的无线网络覆盖效果。

关键词：混合网络；空闲；重选参数

doi:10.3969/j.issn.1002-0802.2015.06.018

收稿日期：2015-02-24；修回日期：2015-05-08Received date:2015-02-24；Revised date：2015-05-08

中图分类号：TN 915

文献标志码：码：A

文章编号：号：1002-0802(2015)06-0718-06

Abstract：Wireless network environment of LTE hybrid network, when LTE network is idle, involves LTE system in intra-frequency, inter-frequency and inter-system idle reselection. This paper first describes the principle of LTE wireless network idle reselection, and based on the study of inter-frequency idle reselection parameter optimization in mixed network LTE wireless network environment, puts forward LTE hybrid network wireless network idle re-election parameters optimization scheme. Meanwhile in combination with the actual LTE wireless network environment, the idle reselection parameters optimization scheme is proved to be effective in improving the wireless network coverage of LTE hybrid network.

作者简介：

Parameter Optimization of LTE Hybrid Network

Inter-Frequency Idle Reselection

YE Ren-zhao

(Network-Planning & Network Product Support Team，ZTE Corporation, Shenzhen Guangdong 518000,China)

Key words：hybrid networking；idle；reselection parameter

0引言

在某些电信业务区存在1.8G FDD LTE和2.1G FDD LTE混合网络。在这种LTE混合网的无线网络中，LTE异频空闲重选参数优化非常重要，不合理的异频空闲重选参数设置，导致终端在空闲状态很难实现LTE 1.8G和LTE 2.1G网络之间的异频重选，特别是在FDD LTE 2.1G与FDD LTE 1.8G严重插花的区域，终端在空闲状态，似乎处在FDD LTE 2.1G与FDD LTE 1.8G两张网络中，严重影响1.8G FDD LTE网络和2.1G FDD LTE网络混合网络的实际覆盖效果。此外不合理的异频重选参数设置，导致在FDD LTE 2.1G与FDD LTE 1.8G混合网络区域，终端表现为LTE信号很差，或者LTE信号突然很好，严重影响用户感知[1]。

因此，本文主要研究在1.8G FDD LTE和2.1G FDD LTE混合网络条件下，通过合理的LTE空闲重选参数优化，提高终端在LTE异频组网中的用户感知。

1LTE网络空闲重选原理

1.1LTE网络空闲重选测量规则

UE(User Equipment)在进行小区重选时使用当前服务小区提供的相关参数。并遵照以下规则(SServingCell 为当前服务小区信号强度值Rx Level Value)[2]：

(1)如果 SServingCell的信号强度大于同频测量信号RSRP(Reference Signal Receiving Power)强度判决门限(Sintrasearch), UE 不进行同频信号强度测量[3];

(2)If SServingCell <= Sintrasearch,UE将进行同频测量;

(3)对于异频或异系统重选，UE遵照的规则是：1)UE对优先级高于当前频率的异频无线网络，UE启动异频测量;2)UE对优先级低于或等于当前频率的异频网络，按照下面规则进行异频空闲重选;

(4)UE对优先级低于或等于当前频率的异频无线网络重选规则是：1)如果SServingCell >同/低优先级RSRP测量判决门限(Snonintrasearch )，则不启动同/低优先级异频测量;2)如果 SServingCell <= Snonintrasearch，则启动同/低优先级的异频测量。只有在SServingCell进一步小于服务载频低门限(ThreshSvrLow)时，UE才空闲重选到同/低优先级的异频。

1.2LTE网络空闲重选条件

(1)对于优先级高于当前服务频率的异频或异系统，小区重选条件[4]：

在E-UTRAN 向其他RAT进行重选的定时器TreselectionRAT]时间内，待评估频率上小区的信号强度SnonServingCell,x大于向更高优先级频率重选时使用的门限Threshx, high，并且UE在当前服务小区上驻留了至少1 s时间。

(2)对于优先级等于当前服务频率的异频，异频重选条件R规则：

对于相同优先级的异频，主要针对服务小区的信号强度Rs与异频小区的信号强度Rn的关系进行异频重选，其中Rs与Rn小区的定义如下：

Rs=Qmeas+QHyst

Rn=Qmeas-Qoffset

其中:Qmeas,s指服务小区的接收信号强度RSRP，QHyst指服务小区的迟滞偏移量，Qmeas,n邻区的接收信号强度RSRP，Qoffset指服务小区与邻接小区的小区偏移量。

当下列条件满足时，UE 进行相同优先级的异频小区重选：

1)在时间间隔TreselectionRAT期间，新小区的等级(Rn)高于服务小区Rs；

2)UE在当前服务小区上驻留至少1 s时间;

(3)对于优先级低于当前服务频率的异频，异频重选条件：

SServingCell进一步小于服务载频低门限(ThreshSvrLow) 并且在TreselectionRAT时间内，较低优先级频率上信号强度SnonServingCell,x大于Threshx, high并且UE在当前服务小区上驻留了至少1 s时间[5]。

2异频空闲重选参数优化研究

在FDD LTE 2.1G与FDD LTE 1.8G混合网络区域，目前现有空闲重选参数配置下，FDD LTE 2.1G与FDD LTE 1.8G网络的优先级一般设置相同，异系统测量启动门限(s-NonIntraSearch)和LTE重选门限(ThreshServing, LowP)都设置为5，UE所需的最小接收功率(q-RxLevMin)设置为64，则在上述异频重选参数配置下，终端小于-118 dBm，才进行异频搜索，则在现有FDD LTE 2.1G与FDD LTE 1.8G混合网络的区域，终端在空闲状态很难实现LTE 1.8G和LTE 2.1G网络之间的异频重选，影响FDD LTE 2.1G与FDD LTE 1.8G混合网络的覆盖效果。

下面通过混合网络区域FDD LTE 2.1G与FDD LTE 1.8G无线网络空闲覆盖情况分析，进行LTE异频组网空闲重选参数优化，具体研究FDD LTE 2.1G与FDD LTE 1.8G混合网络空闲重选参数优化的网络基站分布如图1所示。

图1LTE混合网络基站分布图

其中五角星形为FDD LTE 1.8G基站 ，正方形为LTE2.1G基站。

2.1异频空闲重选参数优化方法

异频空闲重选参数优化测试方法：利用路测测试方法，选用LTE测试终端两部，一般终端锁定为LTE 1.8G，另一部终端锁定为2.1G，按照上述规划路线测试，保持两部终端在空闲状态下，进行网络空闲状态覆盖测试。通过FDD LTE 2.1G与FDD LTE 1.8G混合网络区域，LTE 1.8G和LTE2.1G网络覆盖情况分析，主要统计LTE 1.8G和LTE2.1G网络覆盖比例，制定异频重选参数优化方案。

异频空闲重选参数优化效果评估测试方法：利用路测测试方法，在参数优化前后，分别选用LTE测试终端一部，在终端空闲状态下，对同一段线路进行覆盖评估测试。通过空闲重选参数优化前后覆盖对比统计分析，评估异频空闲重选参数优化效果。

2.2异频空闲重选参数优化测试

通过上述异频重选参数优化测试方法，了解FDD LTE 2.1G和FDD LTE 1.8G在上述混合网络区域的实际覆盖情况，LTE 2部终端具体RSRP覆盖情况如图2所示：

图2　LTE终端RSRP覆盖分布图

其中正方形表示RSRP的值小于-118 dBm；圆形表示RSRP的值大于或等于-118 dBm，且小于-110 dBm；三角形表示RSRP的值大于或等于-110 dBm，且小于-105 dBm；十字形RSRP的值大于或等于-105 dBm；

异频参数优化前FDD LTE 2.1G与FDD LTE 1.8G网络覆盖重合度统计如表1所示：

表1　异频参数优化前网络覆盖重合度统计

2.3异频空闲重选参数优化前网络性能分析

通过异频参数优化前FDD LTE 2.1G与FDD LTE 1.8G网络覆盖统计，首先在FDD LTE 2.1G与FDD LTE 1.8G异频组网测试区域，FDD LTE 2.1G和FDD LTE 1.8G网络RSRP信号同时满足大于-118 dBm的比率达到94.98%，即意味着终端在空闲状态待机在某一LTE频点，终端在大约95%的区域不会进行空闲重选，即使终端在该LTE频点上信号很差，终端也不会空闲重选到相对应的另一个LTE频点上。其次由于异系统测量启动门限(s-NonIntraSearch)、LTE重选门限(ThreshServing, LowP)都设置为5，即终端在小于-118 dBm，才进行异频搜索，由于重选门限也是-118 dBm，则终端也可能直接重选到CDMA eHRPD网络。

通过异频参数优化前FDD LTE 2.1G与FDD LTE 1.8G网络覆盖统计，FDD LTE 2.1G和FDD LTE 1.8G网络RSRP信号同时满足大于-105 dBm的比率达到57.59%，因此，建议s-NonIntraSearch优化为12，即终端在小于-104 dBm，进行异频搜索，当异频小区RSRP强度满足异频重选判决门限(R规则)，进行异频空闲重选，即DD LTE 2.1G与FDD LTE 1.8G网络能够及时进行空闲重选，避免终端在空闲状态下LTE信号很差，或者LTE信号很强，提高LTE网络用户感知。

2.4空闲重选优化调整方案

由于目前终端空闲状态下异频搜索门限较低，因此，终端在FDD LTE 2.1G与FDD LTE 1.8G混合网络区域很难实现FDD LTE 2.1G与FDD LTE 1.8G网络空闲重选，因此，本次空闲重选主要进行异系统测量启动门限(s-NonIntraSearch)参数优化，由5优化12，即终端在小于-104 dBm，进行异频搜索，而优化前终端在小于-118 dBm，进行异频搜索，具体参数如表2所示：

表2　异频参数优化表

3异频空闲重选参数优化前后性能对比分析

为了评估上述异频重选参数优化实际效果，分别按照异频空闲重选参数优化评估测试方法进行了评估测试，并且通过异频空闲重选参数优化前后RSRP覆盖效果进行对比分析。

3.1异频空闲重选参数优化前后RSRP对比

图3中，正方形表示RSRP的值小于-115dBm；圆形表示RSRP的值大于或等于-115 dBm，且小于-105dBm；三角形表示RSRP的值大于或等于-105 dBm，且小于-95 dBm；十字形RSRP的值大于或等于-95dBm。具体统计结果如表3所示。

图3　异频空闲重选参数优化前后RSRP对比

RSRP/dBm优化前采样点所占百分比优化后采样点所占百分比优化前后差值[-95,-40]80844.71164564.9220.20%[-105,-95)58432.3260823.99-8.33%[-115,-105)35519.6526710.54-9.11%[-150,-115)603.32140.55-2.76%平均值-97.89-91.736.16

优化前网络RSRP平均值为-97.89 dBm，优化后网络RSRP平均值为-91.73 dBm。

3.2异频空闲重选参数优化前后SINR对比

图4中，正方形表示SINR的值小于-3 dB；圆形表示SINR的值大于或等于-3 dB，且小于0 dB；三角形表示SINR的值大于或等于0 dB，且小于10 dB；十字形SINR的值大于或等于10 dB；

优化前网络SINR平均值为15.32 dB，优化后网络SINR平均值为16.53 dB。具体统计结果如表4所示。

图4　异频空闲重选参数优化前后SINR对比

SINR/dB优化前采样点所占百分比优化后采样点所占百分比优化前后差值[10,50)118265.41201779.6014.19%[0,10)52228.8948819.26-9.63%[-3,0)784.32190.75-3.57%[-20,-3)251.38100.39-1%平均值15.3216.531.21

通过网络优化前后RSRP和SINR测试结果，根据网络覆盖率(RSRP大于或等于-105 dBm且SINR大于或等于-3)对比统计，网络优化前网络覆盖率为77.71%，网络优化后为88.66%。

3.3异频空闲重选参数优化前后性能对比

LTE 异频空闲重选参数优化前后性能指标对比主要进行RSRP平均值、SINR平均值及网络覆盖率对比，具体结果如表5所示：

表5　异频空闲重选参数优化性能对比

异频空闲重选参数优化前后性能分析：

(1)通过上面异频空闲重选参数优化前后性能对比分析，现有LTE异频空闲重选参数配置，不适合FDD LTE 2.1G与FDD LTE 1.8G插花组网的网络覆盖环境，导致LTE终端在空闲状态，LTE终端信号一会很弱，一会很强，不能有效实现FDD LTE 2.1G与FDD LTE 1.8G正常空闲重选。

(2)通过异频空闲重选参数优化后，空闲RSRP平均值提高6.16 dBm，其中小于-105 dBm的比率由优化前的22.97%，优化后下降为11.09%，提高了11.88%；空闲SINR平均值提高1.21 dB。

(3)通过异频空闲重选参数优化前后，网络整体覆盖率由优化前的76.71%，优化后提升到88.66%，提升了11.95%，有效提升了LTE无线网络覆盖效果。

通过异频空闲重选参数优化后，在FDD LTE 2.1G与FDD LTE 1.8G插花组网网络中，终端在空闲状态下，能够在FDD LTE 2.1G与FDD LTE 1.8G插花组网网络中，实现FDD LTE 2.1G与FDD LTE 1.8G网络交替空闲重选，避免终端在空闲状态下显示一会LTE信号很差，一会LTE信号很强，提高LTE网络用户感知。

4结束语

对于LTE混合网络无线网络，LTE终端在空闲状态，涉及同频、异频及异系统之间的重选，不同的LTE空闲重选参数设置，直接关系LTE混合网络的无线网络覆盖效果，通过本论文LTE混合网络的异频空闲重选参数优化前后，LTE实际覆盖效果分析，验证LTE混合网络的无线网络空闲重选参数优化方案的有效性，不过LTE混合网络涉及LTE同频、异频及异系统空闲重选，本论文仅仅研究了LTE网络同优先级异频空闲重选参数优化，因此需要进一步研究LTE混合网络涉及LTE同频、异频及异系统综合空闲重选参数优化方案，以便进一步指导LTE混合网络的空闲重选参数综合优化方案。

参考文献：

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LI Bin, SONG Gao-jun, CAO Shao-long. A Novel Dynamic Cell Adaptation Sleetion Scheme in LTE-Adveneed CoMP[J], Communications Feehnology, 2013,10:96-99.

[2]User Equipment (UE) Procedures in Idle Mode [S]. 3GPP TS36.304, June ,2012:15-18.

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[4]UE(User Equipment) Radio Transmission and Reception [S]. 3GPP TS36.101, September,2013:15-17.

[5]阴亚芳,李锋, LTE小区选择和重选的分析与研究[J]，邮电设计技术，2013,8:15-19.

YIN Ya-fang, LI Feng, Analysis and Study of LTE Cell Selection and Reselection [J], Designing Techniques of Posts and Telecommunications, 2013, 8:15-19.

叶仁召(1971—) 男，硕士，计算机专业，高级工程师，主要研究方向为LTE网络规划与优化。