VoLTE切换策略商用部署研究

杨健恒 刘湘梅 罗丛优 段潇君

【摘 要】随着无限流量套餐的推出，中国电信手机用户数量剧增，逐渐地，一些4G网络优化问题也随之浮现，其中切换问题对业务的影响尤为明显。从数据、VoLTE语音两种业务场景下的策略商用部署出发，阐述了4G网络覆盖现状、切换基本原理和切换策略的研究分析，总结出基于覆盖的分层切换和基于业务的切换两套改善策略方案。根据试点验证和现网覆盖情况，基于覆盖的分层切换策略目前已在本地网中应用。

无限流量；4G网络优化；VoLTE；商用部署；分层切换

1 引言

随着L800M重耕入网工作的顺利完成，目前，广东电信已形成了L800M/L1.8G/L2.1G/L2.6G的4G多频网络结构。对于现网中4G网络规模复杂、用户规模大的情况，需要对切换策略开展更加精细的优化，才能充分发挥多频网络的优势，提升网络覆盖质量。本文将根据现网4G覆盖情况，讨论在不同业务状态下使用基于业务的切换和基于覆盖的切换策略的性能对比，总结出切换策略商用部署方案。

2 4G网络覆盖现况

按照中国电信集团全网规划的思路[1]，如图1所示，L800M原则上应作为4G网络的覆盖托底频率，用作VoLTE语音、数据流量不高的场景；L1.8G原则上应作为4G业务的室外主要承载频段，用作用户或业务聚集区域承载各类4G业务；L2.1G原则上应作为4G网络的室内深度覆盖及业务承载频段，用作用户或业务聚集场所承载各类4G业务；L2.6G原则上应作为4G业务超忙热点区域的扩容频段，用作业务量超高、已部署L1.8G及L2.1G的高校、高流量商务区中的特定场所。目前，广东电信仍然未实现L800M的连续覆盖（RSRP≥-110 dBm&SINR;≥-3 dB）覆盖率89.78%，而L1.8G覆盖率为93.13%，L2.1G覆盖率为93.66%，覆盖相对较优。

3 4G网络切换基本原理

3.1 4G的切换策略类型

小区切换（Cell Handover）指UE在业务态下，为了保证业务质量，通过监测配置邻区和当前小区的信号质量以连接到一个更好的小区提供服务的过程，切换由eNB发起。根据切换触发的原因，4G的切换类型可分为：基于覆盖的切换、基于业务的切换和基于负载的切换等。

（1）基于覆盖的切换

基于覆盖的切换是基于A2事件触发测量的，用于保证在UE移动时业务的连续性，该切换策略可以对不同业务进行差异化配置，切换流程如下。

步骤1：启动测量

当UE第一次进入RRC Connected时，基站侧下发的第一条RRC重配置（RRC Connection Recon-figuration）信息中包含测量配置（measConfig）信息[3]，主要内容包括：测量标识、测量对象和报告配置。当终端测量到的邻小区信号强度满足启动测量条件，在MR报告中带有测量配置（measConfig）信息的测量ID。启动测量如图2所示。

步骤2：判决

当UE启动异频测量后，通过测量报告上报测量结果。测量报告主要内容：测量标识、服务小区信号、测量邻区信号、pci等，当服务小区信号电平值和测量邻区信号满足判决条件，异频测量判决成立。判决如图3所示。

步骤3：切换成功

源小区通过RRC重配置消息指示UE切换到目的小区，在移动性控制信息（mobilityControlInfo）中包含目的小区pci、中心频点、下行带宽、随机接入的UE ID等。UE回RRC Con Recon Comp指示完成切换，源小区释放UE上下文信息，切换流程结束。切换成功如图4所示：

（2）基于覆盖的分层切换

基于覆盖的分层切换的原理是针对数据和语音业务设置两个切换参数组，语音业务参数组优先级高于数据业务。当只存在QCI8/9承载时，只有数据业务的切换参数组生效；当存在QCI1承载时，切换参数组进行合并，只有语音的切换参数组生效。

需要注意的是，中兴厂家在配置基于覆盖的分层切换策略时，需要打开PerQCI测量，此时，A3/A4/A5事件合并原则如下：

若测量事件为A3，取A3offset门限中的最小值作为最终门限；

若测量事件为A4，取A4Threshold门限中的最小值作为最终门限；

若测量事件为A5，取A5-1Threshold门限中的最大值作为最终门限，并取该A5-1Threshold所对应记录中的A5-2Threshold作为最终门限。

因此，在配置分层切换策略参数时需要注意设备厂家的合并原则，以免参数冲突导致策略配置失败。

（3）基于业务的切换

不同于基于覆盖的切换策略，基于业务的切换策略不需要终端上报异频A2事件触发基站下发终端对L800M的测量控制，当基站检测到QCI1承载的建立，就会给终端下发对L800M的测量控制。使用基于业务的切换策略，会将VoLTE业务优先承载在L800M，从而避免由于频繁切换导致MOS下降，该策略的主要承载频段为L800M。

3.2 切换事件介绍

在系统内切换，基于覆盖的切换使用A2+A3/A4/A5事件，基于业务的切换使用A4事件。

A1事件表示服务小区比绝对门限好，用于停止正在进行的异频/IRAT测量。

A2事件表示服务小区比绝对门限差用于可以开始异频/IRAT测量。

A3事件表示邻小区比服务小区偏移量好，用于同频或叠加组网区域的切换。

A4事件表示邻小区比绝对门限好，用于异频切换。

A5事件表示服務小区比绝对门限1差且邻小区比绝对门限2好，用于异频切换。

B1事件表示邻小区比绝对门限好，用于测量高优先级的RAT小区。

B2事件表示服务小区比绝对门限1差，邻小区比绝对门限2好，用于相同或低优先级的RAT小区的测量。

4 4G网络切换方案

4.1 4G切换方案介绍

（1）基于覆盖的数据切换策略

在LTE建网初期，网络只提供数据业务，数据业务承载在带宽更大的L1.8G/L2.1G上，且网络优先驻留在L1.8G/L2.1G（L1.8G/L2.1G重选优先级比L800M高，Qrxlevmin为-130 dBm，ThreshServing-LowP为-16 dB，即当L1.8G/L2.1G低于-124 dBm时才驻留到L800M）。因此，为了避免频繁切换，针对数据业务使用基于覆盖的切换策略。

L1.8G/L2.1G→L800M切换

为了让数据业务绝大部分承载在L1.8G/L2.1G上，L1.8G/L2.1G到L800M的切换采用了A2+A5事件，A2事件门限为-110 dBm，A5-1门限为-114 dBm，A5-2门限为-106 dBm。

L800M→L1.8G/L2.1G切换

为了让承载在L800M上的数据业务尽快切换回到L1.8G/L2.1G，L1.8G/L2.1G到L800M的切换采用了A2+A5事件，A2事件门限为-75 dBm，A5-1事件门限为-75 dBm，A5-2门限为-110 dBm。

（2）基于覆盖的语数分层切换策略

基于覆盖的分层切换策略实质是对数据和VoLTE语音两种业务进行差异化配置，当存在QCI1的承载建立时，使用VoLTE语音的切换参数配置[4]，主要承载业务的频段为L800M和L1.8G/L2.1G中更好的频段。

L1.8G/L2.1G→L800M切换

为了让数据业务更多地承载在L1.8G/L2.1G上，L1.8G/L2.1G到L800M的切换采用了A2+A5事件，A2事件门限为-106 dBm，A5-1门限为-110 dBm，A5-2门限为-106 dBm。

L800M→L1.8G/L2.1G切换

为了让承载在L800M上的数据业务尽快切换回到L1.8G/L2.1G，L1.8G/L2.1G到L800M的切换采用了A2+A4事件，A2事件门限为-43 dBm，A4事件门限为-106 dBm。其中，把启测门限设置为-43 dBm的原因是让基站一直下发测量控制，让终端一直进行异频测量，从而实现更快回切到L1.8G/L2.1G。

当只存在QCI8/9的承载建立时，使用数据的切换参数配置，主要承载业务的频段为L1.8G/L2.1G[5]。

L1.8G/L2.1G→L800M切换

为了让VoLTE语音业务更多地承载在质量较优的频段上，L1.8G/L2.1G到L800M的切换采用了A2+A5事件，A2事件的门限为-100 dBm，A5-1事件的门限为-105 dBm，A5-2的门限为-105 dBm。其中，把L800M判决门限设置为-105 dBm的原因是L800M回切L1.8G/L2.1G的L800M启测门限为-109 dBm，为避免乒乓切换，需设置4 dB左右的差值。

L800M→L1.8G/L2.1G切换

为了让VoLTE语音业务更多地承载在质量较优的频段上，L1.8G/L2.1G到L800M的切换采用了A2+A4事件，A2事件门限为-109 dBm，A4事件门限为-95 dBm。

（3）基于业务的切换

基于业务的切换实质是基于QCI承载建立触发测量，在VoLTE语音状态下优先切换到L800M频段。

L1.8G/L2.1G→L800M切换

为了让承载在L1.8G/L2.1G上的数据业务在转换为VoLTE业务时尽快切换到L800M上，L1.8G/L2.1G到L800M的切换采用了A4事件，A4事件门限为-105 dBm。

L800M→L1.8G/L2.1G切换

为了让VoLTE语音业务更多地承载在L800M上，L1.8G/L2.1G到L800M的切换采用了A2+A4事件，A2事件门限为-109 dBm，A4事件门限为-95 dBm。

4.2 切换策略分析

（1）VoLTE切换方案试点情况

方案试点选择L800M不连续覆盖的区域，由表1可见：

使用基于业务切换策略后，对于室外场景，L800M占比提升显著，因L800M不连续覆盖，整体覆盖率下降，由于回切L1.8G切换不及时导致MOS优良比下降。

对于室内场景，L800M覆盖差异显著影响MOS。根据L800M占比判断，区域1和区域2的L800M覆盖一般，其MOS出现下降，区域3的L800M覆盖较好，MOS出现提升。

（2）VoLTE室外切换策略分析

根据本次试点的情况，综合考虑L800M的覆盖仍低于L1.8G和现网L800M的情况，建议对于L800M达到连续覆盖的区域，采用基于业务的切换策略能更快、更多承载在L800M上进行VoLTE业务，有利于提升用户感知。对于L800M覆盖未能达到连续覆盖的区域，采用基于覆盖的分层切换策略能有效承载在更优的频段上进行VoLTE业务，且不会对数据业务的策略造成影响，效果显著。

现网L800M回切L1.8G/L2.1G的判决门限设置为-95 dBm，这有利于VoLTE业务承载在L800M上，避免由于频繁切换导致MOS下降的情况，同时也会造成L800M弱覆盖区域更难回切L1.8G，存在回切失败现象。当该门限值设置过低时（如-105 dBm），L800M弱覆盖区域更易切换到L1.8G/L2.1G，减少掉话的情况，同时回切L1.8G/L2.1G几率提高，由于频繁切换导致MOS下降。由此可见，对于不同场景，L800M回切L1.8G切换判决门限值要进行差异化配置。以从郊区边界到城市為例，当涉及L800M回切到L1.8G/L2.1G时，建议切换判决门限设置一个较低合理值，减少切换失败的情况。图5为L800M回切L1.8G/L2.1G门限设置解释：

（3）VoLTE室外到室内切换门限值分析

目前，广东电信室分站点为L1.8G和L2.1G，对于室外切换到室内的场景，由表2可见，室内覆盖较好区域，使用-97 dBm门限覆盖、切换、MOS优良比更好；室内覆盖较差区域，使用-100 dBm门限覆盖、切换、MOS优良比更好。因此根据这两种场景，需要对L800M回切L1.8G切换判决门限值要进行差异化配置[5]。

当室内覆盖较弱，L800M回切L1.8G/L2.1G判决门限值，应设置合理低门限值（取值-100 dBm-X dB，X取值范围建议0～3），让用户成功从L800M切换到室内L1.8G/L2.1G，提升MOS值。

当室内覆盖较强，L800M回切L1.8G/L2.1G判决门限值，应设置合理高门限值（取值-100 dBm+X dB，X取值范围建议3～5），避免用户在室内外场景从L800M过早切换到室内L1.8G/L2.1G，影响MOS值。

（4）用MR大数据分析特定區域切换门限值对于指定区域的优化，如图6所示，可以借助广东电信网络数据智慧运营平台，参考该区域某时段L800M电平值达到启测门限（-109 dBm）时对应L1.8G/L2.1G的电平值，推算出L800M回切到L1.8G/L2.1G切换判决门限值，实现场景差异化配置。

5 结束语

本文从4G网络覆盖现状和切换策略进行探讨分析，总结输出了基于覆盖的分层切换和基于业务的切换两套切换策略方案，在后期VoLTE及其他业务的部署工作中可基于这两套方案及思路进行优化工作，确保网络在多业务场景下稳定进行。从网络优化的角度出发，L800M连续覆盖是VoLTE网络的目标需求，也是中国电信集团双提升专项提出的目标之一，要实现这个目标，未来需要从覆盖广度、深度等因素设计一个科学有效的网络规划方案。

参考文献：

[1] 陈旭奇，彭雄根，李新，等. LTE 800M部署策略与VoLTE业务发展关系[J]. 电信快报， 2018（1）： 13-16.

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[3] 3GPP各工作组参会代表. 3GPP长期演进（LTE）技术原理与系统设计[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2010： 191-203.

[4] 李丽琴，林亮，李阳德，等. 一种基于VoLTE语音质量的异频切换方法研究[J]. 电信工程技术与标准化， 2018（2）： 14-17.

[5] 孙大鹏，马昕. VoLTE语音与数据分层策略[J]. 山东通信技术， 2017，37（3）： 18-20.

[6] 张建斌，郑飞. 基于QCI分层的VoLTE多场景eSRVCC语数业务均衡优化[J]. 电信技术， 2016（7）： 79-84.