PS域异系统切换成功率研究与优化

PS域异系统切换成功率研究与优化1 概述22 PS域异系统切换相关知识32.1 PS域异系统切换策略和算法32.2 PS域异系统切换信令42.3 PS域异系统切换相关参数73 PS域异系统切换成功率提升案例-南通133.1 南通TD网络2/3G互操作场景133.2 南通TD网络2/3G邻区配置原则133.3 PS域异系统切换出成功率优化前后分析：141 概述从TD-SCDMA网络建设的开始到网络质量相对稳定，将是一个不断完善的过程。这不仅需要一定的时间，而且在网络没有按预先规划完成全部建设前，为保证网络的稳定运行和客户感知，TD和GSM/GPRS网络间必然需要进行互操作，利用GSM/GPRS网络的完善性弥补TD-SCDMA网络的覆盖空洞、网络边缘、弱覆盖区域。 TD网络设备商与GSM网络设备商大部分不重叠，目前南通移动GSM/GPRS网络使用爱立信设备，而TD-SCDMA网络使用华为设备。南通TD-SCDMA网络处在建设初期，部分区域存在场强覆盖较弱的情况；尤其对于楼层密集室分缺少的区域，加上TD信号的快衰特性，更加需要利用GSM/GPRS网络来解决网络覆盖的连续性，减少用户掉话、掉线的风险。同时我们知道PS业务相对于CS业务需要更严格的无线环境支持，因此PS域切换成功率的提升就显得额外重要；本文针对南通网络PS域异系统切换成功率（OMC）低的现象，总结TOP小区失败原因，研究如何通过常规优化手段来提升PS域异系统切换成功率。2 PS域异系统切换相关知识2.1 PS域异系统切换策略和算法 TD网络与GSM网络PS域切换配置原则为双向配置，支持TD-GPRS，也支持GPRS-TD；PS域TD至GRPS的切换华为采用两种策略：A、通过异系统小区重选然后发起路由区更新完成；B、通过重定为过程发起PS域异系统之间的切换；PS域对于这两种切换策略的选择，通过在面向连接的算法开关中进行；目前系统默认选择通过小区重选然后发起路由区更新的策略。同时系统间测量包括周期测量和事件测量，我们现网都是采用事件触发的测量报告来请求切换的；而在异系统切换算法策略中，我们目前采取的是基于覆盖的3A切换机制进行判决：3A事件触发条件：RSCP,S(TD) =Ev3aThreshold(GSM) + Hystersis3a/2 (2）当公式1和公式2同时满足，即当前UTRAN使用频率的估计质量低于某一门限，正在测量的异系统使用频率的估计质量高于某一门限时，同时持续3A判决时间（TiggerTime）后，系统下发异系统切换命令。(1)2.2 PS域异系统切换信令我们知道对于PS域异系统切换，当源小区RNC收到UE发送的测量报告后，不与目标小区的任何网元进行信令交互，直接向UE发CellChangOrderFromUTRAN切换指令，UE在收到切换命令后，使用重选过程来辅助PS业务的切换，之后进行相应的位置区更新和路由区更新，最后进行用户面的业务恢复。其主要信令过程与空闲状态下的重选过程信令类似，其不同之处于：空闲状态下只进行位置区更新，做PS业务的时候还要进行路由区更新和业务面的恢复。下面是UE在做PS业务时切换到GSM网络的重选信令图：(2)首先由RNC向UE发送CELL CHANGE ORDER FROM UTRAN消息，UE接收到该消息后执行向GSM/GPRS的小区重选过程，与目标BSS和核心网建立信令连接，并触发路由区更新的过程。在路由区更新的过程中，3G SGSN向RNC发送SRNS CONTEXT REQUEST消息，索要上下行GTP-PDU序列号和上下行N-PDU序列号，RNC响应SRNS CONTEXT RESPONSE。保证在小区重选成功后，网络端与UE上下行传输的PDU序列号同步。之后，3G SGSN会发送SRNS DATA FORWARD COMMAND消息要求RNC前转数据，RNC将缓存的数据包传给3G SGSN。随后，核心网会进行一系列的非接入层过程，同时触发RNC进行Iu release过程，RNC将释放该UE在TD-SCDMA小区内使用的资源。此时，RNC认为UE已经成功完成小区重选到GSM/GPRS网络。2.2.1 PS域切换出失败过程：在异系统切换出过程中当RNC接收到UE发送的RRC消息CELL CHANGE ORDER FROM UTRAN FAILURE或者未接收到预期的分组域核心网发送的“IU接口释放命令”消息（IU RELEASE COMMAND），释放原因为“重定位成功”（Successful Relocation）；则视为PS域异系统切换出失败。如图（3）（4）：（3）（4）2.2.2 PS域异系统切换成功率统计点：PS域异系统切换成功率=PS域异系统切换出成功次数/PS域异系统切换出请求次数PS域异系统切换出请求次数：RNC向UE发送RRC消息CELL CHANGE ORDER FROM UTRAN，统计一次PS域系统间切换出请求PS域异系统切换出成功次数: RNC接收到PS域核心网发送的“IU接口释放命令”(IU RELEASE COMMAND)消息，释放原因为“正常释放”(normal release)或“重定位成功”(Successful Relocation),则统计一次PS域系统间切换出成功次数。2.2.3 OMC统计PS域异系统切换出失败原因：华为OMC920提供了详细的话务统计数据，从上到下包含RNC级数据、CELL级数据、载频级数据；时时从后台监控全网性能，为优化人员提供了很好的优化依据；我们从OMC920统计PS域异系统失败的分类，大致分为五类：a、分组域系统间切换出失败次数(TD-SCDMA-GPRS)b、分组域系统间切换出失败次数(TD-SCDMA-GPRS)c、分组域系统间切换出失败次数(TD-SCDMA-GPRS)d、分组域系统间切换出失败次数(TD-SCDMA-GPRS)e、分组域系统间切换出失败次数(TD-SCDMA-GPRS)在上例五类失败原因值中，其中a类和d类是较常见的，引起a类原因值较常见为无线环境较差，邻区配置不完善等； b类原因值多为GPRS资源受限制等；d类原因值多为参数配置错误，漏配置异系统参数等；e类原因值一般为终端支持能力不足。目前南通TD-SCDMA网络PS域异系统切换失败的主要原因为物理信道失败，占全部失败比例的99%；也有部分小区PS域异系统切换失败原因值为协议错误，但在我们完善核心网数据后，该类问题已经排除；所以南通TD网络PS域异系统切换出成功率优化的重点就是解决掉大部分小区的物理信道失败的问题。2.3 PS域异系统切换相关参数目前PS域异系统出切换采用的是基于覆盖的3A切换机制，前文叙述中3A机制的触发条件，需要同时满足本系统质量门限和对端异系统电平值；下面我将TD侧相关PS业务3A参数一一做下详细的解释：2.3.1 INTERRATFILTERCOEF/异系统测量层三滤波系数 参数取值范围：D0，D1，D2，D3，D4，D5，D6，D7，D8，D9，D11，D13，D15，D17，D19物理取值范围：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，11，13，15，17，19.层三滤波系数用于对不同时刻物理层的测量值进行加权，可用于事件报告方式和周期报告方式。其中事件报告方式和周期报告方式可以分别进行设置。测量值的滤波采用如下公式进行：n n n F = a F + a M 1 (1 )其中， n F ：经过滤波处理，更新的测量结果1 n F ：经过滤波处理，上一时刻旧的测量结果n M ：从物理层接受到的最近的测量值a = 1/2(k/2), 其中k 就是这里的滤波系数。如果k 被设置为0，意味着没有层3 滤波。为了防止测量报告过程中的随机干扰，对测量过程采用平滑滤波算法。该参数越大，对信号平滑作用越强，抗快衰能力越强，但对信号变化的跟踪能力越弱；该参数越小，对信号变化的跟踪能力越强，但对信号平滑作用越弱，抗快衰能力越弱。如果该值过大，则会由于不能及时地判断切换而造成UE 掉话。如果该值过小，则容易误判而进行错误的切换。2.3.2 BSICVERIREQUIRED/BSIC确认选择开关参数取值范围：REQUIRE，NOT_REQUIRE，AUTO 该参数用于对异系统测量上报的小区进行控制。当设置为REQUIRE时，则只有当测量到的小区，其BSIC被正确解码后才能上报测量报告；当设置为NOT_REQUIRE时，则所有测量到的小区只要满足上报条件，不论其BSIC是否被解码，都可以上报测量报告。当设置为AUTO时，系统自动判断控制。2.3.3 TARGETRATHTHD/H业务异系统切换PS判决门限 参数取值范围：063 物理取值范围：1,-110-48物理单位：dBm针对 H 业务，如果异系统切换测量报告采用“事件报告方式”，该参数用于设置 3A事件的测量控制，只有 GSM 目标频率的小区质量高于此门限时，才能满足触发 3A事件的必要条件之一，同时需要满足 H 业务使用频率 RSCP 测量值小于 H 业务使用频率 RSCP 质量门限，才会触发 3A 事件；参数取值范围中的 0 表示小于-110dBm。该值越大，切换条件越不容易满足，对信号的变化响应越不明显，有可能出现掉话。该值越小，切换越容易发生，可能带来不需要的切换，增加信令交互。2.3.4 TARGETRATR99PSTHD /PS非H业务异系统切换PS判决门限 参数取值范围：063 物理取值范围：1,-110-48物理单位：dBm针对 PS 非 H 业务，如果异系统切换测量报告采用“事件报告方式”，该参数用于设置 3A 事件的测量控制，只有 GSM 目标频率的小区质量高于此门限时，才能满足触发 3A 事件的必要条件之一，同时需要满足 PS 非 H 业务使用频率 RSCP 测量值小于 PS 非 H 业务使用频率 RSCP 质量门限，才会触发 3A 事件；参数取值范围中的 0 表示小于-110dBm。该值越大，切换条件越不容易满足，对信号的变化响应越不明显，有可能出现掉话。该值越小，切换越容易发生，可能带来不需要的切换，增加信令交互。2.3.5 HYSTR99FOR3A/ PS非H业务3A事件迟滞 参数取值范围：015，步长 1物理取值范围：07.5，步长 0.5物理单位：dB通过该参数设置 PS 非 H 业务 3A 事件迟滞，当 UE 当前使用频率 RSCP 测量值 PS 非H 业务异系统切换判决门限+该参数设置值/2，并且持续 PS 非 H 业务 3A 事件延迟触发时长，则触发 3A 事件报告。主要作用是减少 3A 事件的频繁上报。该参数的取值和慢衰落特性相关。该值越大，能减少乒乓效应和误判，但对导致 3A 事件触发不及时；该值越小，对 3A 事件触发及时，但会增加乒乓效应和误判。2.3.6 HYSTHSPAFOR3A/ H业务3A事件迟滞数值取值范围：015，步长 1物理取值范围：07.5，步长 0.5物理单位：dB通过该参数设置 H 业务 3A 事件迟滞，当 UE 当前使用频率 RSCP 测量值 H 业务异系统切换判决门限+该参数设置值/2，并且持续 H 业务 3A 事件延迟触发时长，则触发3A 事件报告。主要作用是减少 3A 事件的频繁上报。该参数的取值和慢衰落特性相关。该值越大，能减少乒乓效应和误判，但对导致 3A 事件触发不及时；该值越小，对 3A 事件触发及时，但会增加乒乓效应和误判。2.3.7 R99TIMETOTRIG3A/ PS非H业务3A事件延迟触发时间 参数取值范围：D0，D10，D20，D40，D60，D80，D100，D120，D160，D200，D240，D320，D640，D1280，D2560，D5000物理取值范围：0，10，20，40， 60， 80，100， 120，160， 200，240，320，640， 1280， 2560， 5000 物理单位：ms 通过该参数设置 PS 非 H 业务 3A 事件延迟触发时间，当 UE 当前使用频率 RSCP测量值 PS 非 H 业务异系统切换判决门限+ PS 非 H 业务 3A 事件迟滞/2，并且持续该参数设置时间长度，则触发 3A 事件报告。主要作用是减少 3A 事件的频繁上报。该参数的取值与慢衰落特性有关。该值越大，延迟触发时间越大，切换越不容易发生，抗信号瞬间波动的能力越强，误触发概率越低，但对减小 3A 事件对测量信号变化的响应速度；但该值的增大会增加掉话的风险。该值越小，会增大 3A 事件对测量信号变化的响应速度，但误判概率会增大。2.3.8 HSPATIMETOTRIG3A/ H 业务 3A 事件延迟触发时间参数取值范围：D0，D10，D20，D40，D60，D80，D100，D120，D160，D200，D240，D320，D640，D1280，D2560，D5000物理取值范围：0，10，20，40， 60， 80，100， 120，160， 200，240，320，640， 1280， 2560， 5000 物理单位：ms 通过该参数设置 H 业务 3A 事件延迟触发时间，当 UE 当前使用频率 RSCP 测量值H 业务异系统切换判决门限+ H 业务 3A 事件迟滞/2，并且持续该参数设置时间长度，则触发 3A 事件报告。主要作用是减少 3A 事件的频繁上报，该参数的取值与慢衰落特性有关。该值越大，延迟触发时间越大，切换越不容易发生，抗信号瞬间波动的能力越强，误触发概率越低，但对减小 3A 事件对测量信号变化的响应速度；但该值的增大会增加掉话的风险。该值越小，会增大 3A 事件对测量信号变化的响应速度，但误判概率会增大。2.3.9 USEDFREQHTHDRSCP/ H业务使用频率RSCP质量门限 参数取值范围：-115-25物理单位：dBm 针对 H 业务，如果异系统切换测量报告采用“事件报告方式”，该参数用于设置 3A事件的测量控制，只有 UE 当前使用频率的小区质量低于此门限时，才能满足触发3A 事件的必要条件之一，同时需要满足 GSM 目标小区 RSCP 测量值高于 H 业务异系统切换判决门限，才会触发 3A 事件。该值越大，本载频 3A 事件下门限越容易满足，切换概率增加；该值越小，3A 事件下门限值越不容易满足，事件触发越难，该值过小，UE 有掉话的风险。2.3.10 USEDFREQR99PSTHDRSCP/ PS非H业务使用频率RSCP质量门限 参数取值范围：-115-25物理单位：dBm 针对 PS 非 H 业务，如果异系统切换测量报告采用“事件报告方式”，该参数用于设置 3A 事件的测量控制，只有 UE 当前使用频率的小区质量低于此门限时，才能满足触发 3A 事件的必要条件之一，同时需要满足 GSM 目标小区 RSCP 测量值高于 PS 非 H 业务异系统切换判决门限，才会触发 3A 事件。该值越大，本载频 3A 事件下门限越容易满足，切换概率增加；该值越小，3A 事件下门限值越不容易满足，事件触发越难，该值过小，UE 有掉话的风险。2.3.11 AMNTOFRPT3A/ 3A事件重试最大次数 参数取值范围：063 物理单位：次数该参数值给出了在切换失败后，可以向同一个2G小区发起切换重试的总次数。当切换重试次数为0时，表示不发起切换重试，直接重发测量控制。该参数值设置的大，表示可以切换重试的机会更多。但一般来说，往一个小区切换，前面2、3次失败后，后面切换成功的概率会很低。2.3.12 T309参数取值范围：1 8物理单位：sT309 是连接模式下 UE 等待异系统接入成功的定时器，在 SIB1 中广播。当 UE 从连接模式重选到一个属于其它无线接入系统的小区，或者当 UE 接收到CELL CHANGE ORDER FROM UTRAN 消息后启动 T309 定时器。当 UE 在一个新小区成功建立连接后停止 T309 定时器。一旦 T309 超时，继续与 UTRAN 的连接。T309 设置越大，可以提高异系统重选成功率，但是会增大异系统重选平均时延。T309 设置越小，可以减少异系统重选的时延，但会导致重选成功率下降。上面罗列的参数都是PS域异系统切换涉及到的常规网优参数，我们针对不同的无线场景，给出不同参数设定，提升切换出成功率。3 PS域异系统切换成功率提升案例-南通3.1 南通TD网络2/3G互操作场景依据目前南通TD网络覆盖情况，根据长时间话统数据和实际测试结果，在发生PS域切换较频繁的区域大致分为以下几类：A、室外TD站点，处于网络边缘和覆盖不连续区域；B、未有室分站点覆盖的高楼、办公楼、酒店等主要依靠室外站点进行覆盖；C、TD和GSM网络同覆盖郊区、城乡，站间距离较大3.2 南通TD网络2/3G邻区配置原则A. 2G邻区原则上配置不少于3个且不多于6个-即要避免邻区过少造成切换或重选困难，又要避免过多的邻区造成UE测量性能下降。中移GSM经过多年建设，覆盖较好，2G邻区无需配置过多，就可以保证切换或重选的成功。B. 宏小区应当将共站点的GSM宏小区全部互配为邻区，并优选临近12个宏小区互配邻区。邻区不得有同频同色码C. 室内覆盖及微小区，应当将同覆盖的GSM室内小区互配为邻区，并同区域将GSM室外小区单向配置为邻区（这一条建议修改为互配）。D. 对于已经配置完成的3G小区，需要检查其2G邻接小区列表中有无同频点的情况。如有，3G宏小区，应当将GSM同频邻区一律删除；3G微小区，应当将GSM同频同色码邻区一律删除。并重新合理配置邻区。E. 受限于系统消息块SIB11分段数限制（协议规定最大16段、3552b），完成邻区配置后，还需要检验邻区数量是否超出协议限制（同频、邻频、GSM邻区）。计算方法如下：110 + 62*N1 + 46*N2 + 61*N3 GPRS)PS域系统间小区间切换出请求次数(TD-SCDMA-GPRS)PS域切换出成功率优化前881103984.79%90598292.16%86593392.71%73279791.84%920101890.37%88593594.65%64569093.48%优化后1088110798.28%1121116096.64%1031106197.17%1150118297.29%993101398.03%1025105397.34%95298197.04%3.3.1优化前PS域异系统切换失败分析：在全网异系统成功率未优化前，我们提取了1周PS域切换失败主要原因数据：在连续几周的OMC统计中，影响南通TD网络PS域异系统切换失败的主要原因值为物理信道失败，占失败比例的96%；其中4%失败的原因值为协议错误，我们结合现场测试发现，本端核心网数据未添加BSC级参数，完善后连续观察无此类失败原因。对于物理信道失败，从信令中可知当RNC下发CellChangOrderFromUTRANrderFromUTRAN后， UE立即上报HANDOVER FROM UTRAN FAILURE，失败的原因值为physical channel failure。3.3.2优化措施根据全网异系统切换出失败的原因我们通过以下手段优化了该类指标：A. 完善TD站点邻区关系我们对全网TD的2G邻区进行了重配置工作，删除背向的工站址、长时间无切换关系的GSM邻区，添加了对端周围的第一层GSM邻区关系。同时对于长期切换出失败的GSM900邻区更换为DCS1800小区；对于室分站点和TD边缘站点利用现场扫频的方法添加异系统邻区。B. 调整层三滤波系数和T309我们将全网的INTERRATFILTERCOEF从D3修改到D5，增强信号的平滑，增强的信号抗衰落能力，对信号衰落较快的场景有很好抑制作用；同时对T309从默认值修改到7，增加定时器时长。C. 调整3A事件触发门限对全网小区调整TARGETRATHTHD和TARGETRATR99PSTHD参数，从30调整为35，提升切换对端GSM小区的无线质量，对于个别场景下的小区，如TD和GSM站点密集，将该类参数调整到37或者40，让切换时的物理环境更严格，有利于数据业务的接入；对全网小区的的USEDFREQHTHDRSCP/ USEDFREQR99PSTHDRSCP进行了调整，从-95调整为-92，加快PS域切换进程；D. 调整3A事件判决时间和迟滞对于部分小区的PS域3A判决时间HSPATIMETOTRIG3A和R99TIMETOTRIG3A从D1280调整为D640加快切换进程，减少由于信号快衰引起的切换失败现象；同时对TD和GSM站距较大的小区，调整了切换迟滞从6修改到4，让处于该类场景下的UE及早切换。17