4G网络切换问题优化报告天津.docx

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4G网络切换问题优化报告天津

4G网络切换问题优化报告

天津市电信公司无线网络优化中心

刘建民

2015年11月6日

一、4G切换问题概述

无线通讯的最大特点在于其移动性控制，对于终端在不同小区间的移动，网络侧需要实时监测UE并在适当时刻命令UE做跨小区的切换，以保持其业务连续性。

在切换的过程中，终端与网络侧相互配合完成切换信令交互，尽快恢复业务，在LTE系统中，此切换过程是硬切换，业务在切换过程中是中断的，为了不影响用户业务，切换过程需要保证切换成功率、切换中断时延、切换吞吐率三个重要指标，其中最重要的是切换成功率，如果切换出现失败，将严重影响用户感受。

本报告根据天津当前网络中的LTE系统内切换问题进行了分析和定位，并进行了优化处理，对于比例较高的积累问题给出了优化指导建议，希望对于其他省市的4G网络优化能有一定借鉴和参考意义。

二、切换问题分析

1、切换原理

切换的过程就是终端在移动过程中与网络连接交互发生变化的过程，简单的图示如下图：

图2.1切换前UE和源基站联系

目标基站

图2.2切换后UE和目标基站联系

LTE系统的整个切换过程完全由网络侧eNB控制，所以切换UE的行为需要eNB监控，当发现UE处于切换区且存在比当前无线质量更好的小区时，根据情况适时命令UE切换到目标小区。

由于eNB并不知道UE所处的位置和无线质量情况，需要控制UE上报相关的无线质量信息来判断，UE上报无线质量信息的方式有周期上报和事件上报两种方式，目前采用事件测量报告的方式来监控UE所处的无线质量变化临界点，当eNB收到测量或切换的事件上报时，会下发切换命令给UE，UE收到切换命令后，中断与源小区的交互，按切换命令要求切换到新的目标小区，并通过信令交互通知目标小区，以完成整个切换过程。

2、切换失败原因定位

切换失败通常是指切换的信令流程交互失败，关注点在信令的交互，只有在信令交互出现丢失或信令处理结果失败才会失败。

其中信令丢失是指信令在传输过程中出错或不能到达对端，信令处理结果失败是指终端或网络侧在处理信令时出现异常导致流程不能正常进行（例如切换时资源不足）。

信令传输失败又可根据信令传输媒介的不同可分为无线传输失败和有线传输失败，其中X2、S1接口的传输通常为有线传输，UU口为无线传输。

其中有线传输失败的概率较小，无线传输失败的概率较大，特别是信号质量较差的切换区。

三、目前天津网络中切换失败统计

对天津4G网络的切换指标进行统计，提取失败率较高的TOP50扇区进行分析，发现TOP50扇区的指标如下：

切换出尝试次数

切换出尝试次数

切换成功率

88088

40060

45.48%

TOP扇区的切换成功率远低于全网平均值。

通过持续一个月时间对失败率TOP50的扇区进行优化处理，对失败原因进行了分析，失败原因分类如下。

表3.1天津现网切换失败原因归类

四、各类型切换失败分析

1、相同PCI邻区问题导致切换失败问题解决

1.1后台统计分析情况

8月17日0:

00至8月24日0:

00宝坻穆家铺-BDFO-2小区至武清苏楼-WQFO-0小区切换类指标为请求次数为632，成功次数为2次，成功率为0.32%，查询工参图层发现两个扇区的距离为11KM，初步怀疑由于覆盖过远导致切换成功率低，站点位置示意图见下：

站距11公里，距离较远

图4.1PCI冲突导致切换失败_两扇区距离示意图

1.2前台信令分析

进行现场DT测试，UE开始占用宝坻穆家铺-BDFO-2扇区的信号，随着车辆的行驶服务小区信号越来越弱，当服务小区RSRP达到-103dB时，邻区列表中出现PCI=15的信号，信号强度为-99dB达到A3事件门限，UE上报MR，请求切换。

具体请见下图：

图4.2PCI冲突导致切换失败_MR报告信令

由于前台信令只能看到空口信令，因此UE在上报MR后紧接着下一条信令就是携带切换命令的RRC连接重配置信息，并启动T304定时器，具体请见下图：

图4.3PCI冲突导致切换失败_RRC连接重配置消息

查看事件信息，之后出现切换失败的事件，具体见下图：

图4.4PCI冲突导致切换失败_切换失败消息

切换失败后，UE发起RRC连接重建立，重建立原因是切换失败，具体请见下图：

图4.5PCI冲突导致切换失败_连接重建立

从切换流程来看，切换时服务小区RSRP在-103dB，邻区为-99dB，信号强度较好，不是由于无线环境较差导致的切换失败，且切换位置距离武清苏楼-WQFO-0位置在10KM以上，理论上信号强度不应该有这么强，因此怀疑切换带附近有可能存在与武清苏楼-WQFO-0的PCI相同的站点，且与宝坻穆家铺-BDFO-2添加邻区关系，回归信令分析，通过查看MR之前最近的一条RRC连接重配置消息，查询宝坻穆家铺-BDFO-2扇区的邻区关系，发现该扇区存在两条PCI为15的邻区关系，具体见下图：

图4.6PCI冲突导致切换失败_邻区有两个同PCI

通过上述分析可以发现由于宝坻穆家铺-BDFO-2扇区中存在两条PCI=15的邻区关系，由于PCI混淆导致切换失败。

查询工参图层发现，宝坻王草庄-BDFO-0与武清苏楼-WQFO-0扇区PCI都为15，由于两个扇区都与宝坻穆家铺-BDFO-2扇区存在邻区关系，PCI混淆导致切换失败。

图4.7PCI冲突导致切换失败_两个同PCI小区位置示意图

1.3优化措施及效果：

重新规划武清苏楼PCI，规划后PCI为165,166,167，并进行指标跟踪分析和DT路测分析。

调整后提取一周后台指标，未出现宝坻穆家铺-2与武清苏楼-0扇区切换，宝坻穆家铺-2与宝坻王草庄-0扇区切换正常，切换请求568次，成功566次，切换成功率99.64%。

DT测试验证宝坻穆家铺-2与宝坻王草庄-0扇区切换正常，下面是信令分析：

UE占用宝坻穆家铺-2扇区信号，RSRP为-96dB，此时邻区列表中出现PCI=15的信号，RSRP为-92dB，达到A3门限，UE上报测量报告，具体见下图：

图4.8调整PCI后MR报告

源小区下发带切换命令的RRC连接重配置消息。

图4.9调整PCI后RRC连接重配置消息

之后，切换成功。

图4.10调整PCI后切换成功消息

通过调整PCI，宝坻穆家铺-BDFO-2扇区切换成功率低的问题得以解决。

同时发现，在中兴4G基站网管系统中，可以通过手工添加邻区方式添加一个同PCI的邻区，所以会导致邻区中出现同PCI邻区的问题。

经全网检查，发现中兴区有71处存在相同PCI邻区的情况，出现此问题的原因主要是处于建设期，开通基站时手工添加邻区导致。

2、小区半径优化解决切换失败问题

在目前4G基站分布不完善的情况下，部分区域基站间距较大，如果都按照统一的小区半径5公里设置，则间距较大的基站之间会出现切换失败的情况。

以下是通过调整小区半径后解决问题的案例。

2.1网管统计分析情况

统计过程中发现塘沽欣嘉园-1小区与塘沽中心桥-0小区切换尝试149次，成功34次，成功率仅为22.82%。

经过现场测试发现塘沽中心桥-0扇区覆盖距离较远，为12km左右，导致切换失败。

2.2测试和信令跟踪

进行现场DT测试，UE占用eNodeBID=120711，塘沽欣嘉园-BHFO-1（PCI=286）小区，向塘沽中心桥-TGFO-0（PCI=51）发起切换。

图4.11小区半径修改案例_路测MR消息

图4.12小区半径修改案例_后台MR消息

基站下发切换指示。

图4.13小区半径修改案例_路测切换指示消息

切换距离超过目标小区的小区半径，源基站发送HANDOVER_CANCEL给目标基站，切换失败。

图4.14小区半径修改案例_路测切换失败消息

图4.15小区半径修改案例_路测切换指示消息

2.3优化措施及效果

修改塘沽中心桥-TGFO-0小区半径，由原来的5公里调整到13公里，塘沽欣嘉园-BHFO-1向塘沽中心桥-TGFO-0切换成功。

对于此类问题，需要先判断此处是出于越区导致还是基站间距远导致。

如果越区导致，就首先考虑调调整天线角度，解决越区问题。

对于基站间距确实较远的农村区域，需要调整小区半径以解决切换问题。

3、传输问题导致切换失败问题解决

基站传输链路闪断也是造成切换失败的原因之一。

3.1问题描述

和平劲松楼-HPFO、和平福星大厦-HPFO、和平南营门房管站-HPFO等基站同频切换成功率偏低。

图4.16传输问题_指标情况

查询特定两两小区切换出测量，发现向和平统计局-HPFO有大量切换失败。

图4.17传输问题_两两小区切换统计

3.2统计分析

跟踪和平劲松楼的S1接口信令，切换目标eNodeBID=114718（和平统计局-HPFO）。

图4.18传输问题_切换信令

MME返回切换准备失败，失败原因为transport-resource–available（传输资源不可用）。

图4.19传输问题_切换失败原因

查询这个时段的和平统计局告警日志，有S1接口故障、用户面故障等多种告警：

图4.20传输问题_告警统计

3.3解决措施

和平统计局基站传输链路闪断频繁，故障出现时严重影响周边小区的切换成功率，通知相关专业解决了传输设备故障，问题得到解决。

4、基站拆站后邻区未删导致切换失败案例

目前天津市政规划建设较多，基站拆除是频发的现象，在基站拆除后邻区如果没有及时删除，也是造成切换失败的原因之一。

4.1问题描述

以和平渤海大楼-HPFO为例，监控日报发现，和平渤海大楼忙时S1切换成功率是0%：

图4.21拆站问题_指标统计

查询其两两小区切换统计，发现向和平北龙房地产-HPFO的切换全部失败：

图4.22拆站问题_两两小区切换统计

4.2问题分析

后台跟踪和平渤海大楼的S1接口信令，UE占用和平渤海大楼-HPFO-0小区信号，请求向eNodeBID=114688（和平北龙房地产-HPFO）基站发起切换，

图4.23拆站问题_切换请求

MME返回切换准备失败，失败原因是unknown-targetID（切换目标小区未知）

图4.24拆站问题_切换失败

查询和平北龙房地产基站状态，发现是网元断连状态，但是和平渤海大楼的外部小区/邻区还存在。

图4.25拆站问题_邻区未删除

和平北龙房地产的PCI是114/115/116，UE检测到其他相同的PCI，优先从邻区列表中匹配，导致切换到不可用的小区。

4.3解决及规避措施

通过删除该邻区，添加合适邻区，问题得到解决。

核查全网邻区，对比断站/拆站记录表，及时清理涉及到拆站或长期断站基站的邻区。

对于邻区断站的小区要作好记录，待基站恢复后重新添加。

开启ANR自动设置邻区禁止切换属性开关，将统计周期内切换成功率低于设定门限值的邻区自动设置为禁止切换，以避免切换失败。

并定期对该类小区分析解决。

五、切换失败优化总结

天津现网中切换失败问题的解决情况及规避措施，总结如下。

1、相同PCI邻区问题解决

在中兴4G基站网管系统中，可以通过手工添加邻区方式添加一个同PCI的邻区，所以会导致邻区中出现同PCI邻区的问题。

在建设期，开通基站数量较多，手工添加邻区较多，所以需要定期进行核查。

2、小区半径修改解决间距过大问题

对于此类问题，需要先判断此处是出于越区导致还是基站间距远导致。

如果越区导致，就首先考虑调调整天线角度，解决越区问题。

对于基站间距确实较远的农村区域，需要调整小区半径以解决切换问题。

3、基站拆站后邻区未删导致切换失败

基站拆除是目前发生较多的现象，拆除后需要及时删除邻区。

并定期核查全网邻区，对比断站/拆站记录表，及时清理。

同时开启ANR自动设置邻区禁止切换属性开关，将统计周期内切换成功率低于设定门限值的邻区自动设置为禁止切换，以避免切换失败。

并定期对相关小区分析解决。

4、相邻省邻区问题

与相邻省之间的切换问题从两个方面进行解决，一是双方定期沟通，做好边界基站PCI规划和信息沟通，二是建立省际切换链路，确保切换能够完成。

关闭边界基站ANR功能，避免造成过多切换失败。