不同重叠覆盖度下TD-LTE互操作研究

01月

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1 引言
　　TD-LTE建设初期由于覆盖不足，需要通过4G与3G、2G互操作来保证用户业务感知。4G与3G、2G系统间互操作包括空闲态重选和业务连接态的重定向：数据业务时，4G与3G之间通过重定向进行双向互操作，也可以实现向2G的重定向，以及从2G重选回4G;话音业务时，4G网络以重定向（CSFB）的方式回落到2G网络。
　　在实际网络覆盖中，相邻小区间存在不同程度的重叠覆盖，重叠覆盖将对网络性能产生一定影响，不同重叠覆盖度下的互操作参数设置也有所不同。本文将基于实际测试数据，针对不同重叠覆盖度分析4G网内互操作参数设置的原则并给出一定的建议。
2 重叠覆盖度
　　重叠覆盖程度一般用重叠覆盖小区数、重叠覆盖度、邻区干扰强度指标来表征。
　　重叠覆盖小区数是指弱于最强信号NdB范围内的小区数（含最强信号小区），该指标反映了该路段有多少个强信号小区在同时覆盖。
　　邻区干扰强度：在同频组网情况下，弱于最强信号NdB范围内的邻区信号均会对主信号产生较强干扰，且场强和最强信号差值越小，其干扰强度越高，通过对邻区信号进行加权统计可以精确反映邻区干扰强度。
　　一般认为小区中重叠覆盖小区数>3、邻区干扰强度>12时的采样点比例大于5%时，该小区为高重叠覆盖度小区。
3 不同重叠覆盖度下TD-LTE互操作测试实例
　　为了验证重叠覆盖对TD-LTE空闲态重选性能以及连接态的切换性能的影响，同时验证LTE邻区数量对切换性能的影响，选择重叠覆盖度≤8%区域，以及重叠覆盖度≤15%且>8%区域，在邻区精确配置和非精确配置下分别进行测试。按照现网的邻区配置作为精确配置配置测试（25～32个邻区），在现网配置基础上多加一层基站邻区（多添加10～20个邻区）作为非精确邻区配置。选择山东淄博市网格4、网格7分别进行测试，其中网格4为低重叠覆盖区（重叠覆盖度≤ 8%），网格7为高重叠覆盖区（重叠覆盖度≤15%且> 8%）。首先选择重叠覆盖度≤8%区域，在邻区精确配置下，按如下步骤测试：
　　（1）使测试UE驻留在某一小区，并处于RRC-IDLE状态，然后以中速按照既定行驶路线移动。
　　（2）在测试终端侧记录移动过程中GPS信息、RSRP、SINR、驻留小区标识等信息。
　　（3）重复若干圈测试，保证小区重选次数大于20次，统计移动过程中小区重选成功次数（与网络规划的邻小区关系和预期的重选次数相比），计算小区重选成功率、重选时延、并记录乒乓重选情况。
　　（4）修改“测试条件”参数设置中相关参数取值。
　　（5）选择重叠覆盖度≤8%区域，非精确配置邻区，重复步骤（2）～（4）。
　　（6）选择重叠覆盖度≤15%且>8%区域，精确配置邻区，重复步骤（2）～（4）。
　　（7）选择重叠覆盖度≤15%且>8%区域，非精确配置邻区，重复步骤（2）～（4）。
　　（8）选择重叠覆盖度>15%区域，精确配置邻区，重复步骤（2）～（4）。
　　选择重叠覆盖度>15%区域，非精确配置邻区，重复步骤（2）～（4）。
3.1 空闲态重选测试
　　（1）参数配置
　　参数配置如表1所示。

　　（2）测试结果
　　如表2所示，高重叠覆盖区域一共发生重选70次，全部重选成功，乒乓切换区域有3处，重选时延为29ms;低重叠覆盖区域一共发生重选28次，全部重选成功，乒乓切换区域有2处，重选时延为29ms。高重叠覆盖区重选次数更多，乒乓重选的几率更大。

　　图1给出了发生重选的分布情况，并标示出了乒乓重选的位置。

3.2 连接态切换测试
　　（1）参数配置
　　切换测试共配置2组参数，分别测试邻区在精确配置和非精确配置下切换性能的不同，切换参数配置如表3所示。

　　（2）高重叠覆盖测试结果
　　在邻区精确配置下，一共发生切换57次，切换成功56次，切换失败1次，发生乒乓切换3次。经分析切换失败由邻区漏配导致。

在邻区非精确配置下，一共发生切换63次，全部切换成功，乒乓切换4次。
　　从切换时延看，邻区精确配置比非精确配置时延更短，表4是测试结果的汇总。

　　（3）低重叠覆盖区测试结果
　　在邻区精确配置时，测试区域内一共发生47次宏站间的切换，成功47次，乒乓切换区域2处，切换时延16.51ms。在邻区非精确配置时，测试区域内一共发生52次宏站间的异频切换，成功52次，乒乓切换区域3个，切换时延16.71ms，具体测试结果如表5所示。

4 不同重叠覆盖度下TD-LTE互操作建议
　　通过对不同重叠覆盖度下重选及切换测试，可以看出重叠覆盖越严重的区域，重选及切换越频繁，且乒乓重选、乒乓切换的几率越大，进而影响下载速率。在互操作参数设置上，建议高重叠覆盖区域互操作参数设置使得重选或切换更难一些，以避免频繁切换。
　　通过不同邻区配置下的切换测试对比，在非精确邻区配置下切换次数以及乒乓次数增多，业务速率下降，由此分析在多邻区配置下由于切换的过多会导致信令负荷加重，另一方面由于终端测量能力的限制，会降低测量的精度、增加测量时延。同时由于切换、乒乓过多造成信号质量变差进而影响业务速率，因此建议维持25至32个的邻区配置。