邓也，汪陈，古莉姗， 董鑫（中国移动通信集团设计院有限公司安徽分公司，合肥 3003； 中国铁塔股份有限公司安徽分公司，合肥 3003）

高铁环境下LTE终端脱网分析及解决

邓也1，汪陈1，古莉姗1， 董鑫2
（1中国移动通信集团设计院有限公司安徽分公司，合肥 230031；2 中国铁塔股份有限公司安徽分公司，合肥 230031）

本文针对高铁LTE专网建设现状，根据大量前后台数据，分空闲态和业务态分析了高铁LTE终端脱网原因并给出相应的解决方案。

高铁；LTE 终端；脱网；空闲态；业务态

1 高铁专网建设模式

近年来，高铁凭借着高速、便捷等特点已经逐步成为人们出行的首选，高铁LTE终端用户具有较强的数据通信业务需求，因此有必要针对高铁沿线进行LTE专网覆盖，提升中国移动LTE网络用户粘性。

现阶段高铁沿线移动通信信号覆盖情况如图1所示。

现网高铁沿线为了减少切换对高速运动UE带来的影响采用多RRU合并小区的方式建设。但由于厂家设备能力不同、不同频段频率衰耗不同等原因导致LTE专网和GSM专网存在单RRU覆盖距离不一致、切换带地理位置不一致的问题。且高铁沿途经过城区、乡镇、农村、山区、隧道多地理环境，并受到公网信号覆盖（对于高铁专网，公网信号可以认为是干扰信号），所以驻留高铁LTE专网下的LTE终端存在一定的脱网（脱离LTE专网承载）概率，一旦脱网，用户数据业务感知极差，甚至无法保障基本语音通信，本篇文章的研究重点就是如何降低LTE终端脱网概率。

2 脱网类型分类

高铁环境下LTE终端脱网按照脱网后驻留网络主要分为：高铁LTE专网重选至LTE公网小区；高铁LTE专网重选、重定向到高铁GSM专网；高铁LTE专网重选、重定向到GSM公网小区3种情况。

高铁环境下LTE终端脱网按照UE状态脱网分析主要分为：空闲态UE脱网、业务态UE脱网二种情况。

本文选取从UE状态入手，结合脱网后UE驻留网络详细分析脱网原因并给出解决方案。

3 空闲态LTE终端脱网分析及解决

空闲态LTE终端脱网主要包括重选到LTE公网、重选到GSM专网、重选到GSM公网，均为重选过程。

首先简单介绍一下小区重选流程，小区重选包括2个步骤：测量及执行。

（1）测量阶段。

图1 现网高铁沿线覆盖情况

同频重选，服务小区电平低于SIntraSearch；向高优先级的异频/异系统重选，始终进行测量；向低优先级的异频/异系统重选，服务小区电平低于SNonIntraSearch。

（2）执行阶段。

同频、同优先级重选，目标小区比服务小区高于某一相对值（Qhyst（服务小区）、Qoffset（目标小区）），则触发重选。

R_s=Qmeas，s+Qhyst

R_n=Qmeas，n- CellQoffset

从判断式的角度来说就是在CellResel.TreselEutran时间段保持R_n＞ R_s触发同频、同优先级重选执行。

对高优先级重选，当目标小区高于某绝对门限（ThreshXHigh），则触发重选。

对低优先级重选，当服务小区低于绝对门限1 （ThreshServlow）、目标小区高于绝对门限2 （ThreshXlow），则触发重选 。

3.1 空闲态配置测量频点不当重选到LTE公网

高铁LTE专网商用后，沿途频点经过前期规划使用频点统一，小区只需配置前2后2共计4个小区的空闲态测量频点，如图2所示，就可以满足正常条件下的重选需求。但是高铁优化过程中仍发现部分小区配置测量非专网频点的情况。一旦测量，高铁环境下极有可能出现快衰导致重选到LTE公网。

针对以上问题，如果前2后2共计4个LTE专网小区与本小区同频，删除SIB5中关于异频测量的所有配置频点。如果前2后2存在异频小区，仔细核查当前小区空闲态模式下测量频点，仅测量前2后2存在的异频频点。做到从测量阶段堵住重选到LTE公网的窗口。

图2 空闲态配置冗余测量频点

3.2 空闲态配置重选参数设置不当重选到LTE公网

安徽高铁LTE专网和高铁沿线LTE公网频率优先级均为6，无法通过优先级的设置让空闲态UE尽量驻留LTE专网。由于UE重选完全是根据网络侧下发的测量配置（SIB3～SIB7）计算后自主行为，其执行过程不受网络侧控制。一旦高铁行进方向有同一频点的LTE专网和LTE公网，UE只是根据服务小区的SIB3、SIB4、SIB5进行测量计算，无法区分LTE专网、公网，一旦LTE公网信号首先满足重选条件，势必重选到LTE公网。

针对以上问题，解决方法有以下几种：

（1）合理规划高铁沿线频点优先级，考虑提高高铁LTE专网频点优先级（但此方法会牵涉到高铁LTE专网过覆盖影响到的低速用户）。

（2）部分厂家已经有了低速用户迁出高铁LTE专网的算法，建议开启使用。

（3）调整高铁沿线公网LTE覆盖，使与LTE专网同频区域公网RSRP远远低于LTE专网覆盖。

（4）针对行进路线上的公网小区，如果工程上无法调整LTE公网覆盖，可以通过增加此PCI公网的Qoffsetcell值，提升此LTE专网服务小区UE重选到此PCI公网的难度。

（5）如果以上都无法解决问题，可以考虑调整公网LTE频点（对于非CPE小区可以考虑更改为10Mbit/s带宽LTE小区）。

3.3 空闲态向GSM重选参数配置问题

针对低优先级的GSM网络，只有当服务小区RSRP低于SNonIntraSearch时，才会启测，服务小区RSRP低于ThreshServlow，且目标系统（GSM）小区高于ThreshXlow才会执行重选到GSM小区，考虑到现网对于此3类参数设置的较为苛刻，所以一旦产生脱网到GSM网络上的问题，首先是核查RRU告警、核查覆盖，在覆盖没有问题的前提下核查此3类参数是否设置过于宽松。

4 业务态LTE终端脱网分析及解决

由于LTE专网商用前做过邻区优化，所以沿线不会存在专网LTE小区配置公网LTE小区邻区的情况，且由于高铁沿线没有TD-SCDMA专网覆盖，所以在往TD-SCDMA重定向开关均关闭，测量配置频点中也清除所有TD-SCDMA频点，本章节只讨论业务态UE盲重定向到GSM网络的情况。

对于高铁LTE专网小区一旦出现重定向到GSM上我们定义为业务态脱网，这个脱网是由于满足异系统重定向A2门限（此处A2门限设置与异频切换的A2门限不是同一个门限）后，采用的是盲重定向概念，系统侧直接下发Rel消息（消息中携带希望释放到的高铁GSM专网小区BCCH频点）。发生脱网的原因主要包括：高铁LTE专网同频切换条件过于苛刻、异频切换条件过于苛刻导致重定向到GSM。下面简单描述一下高铁同频、异频切换流程。

高铁LTE专网同频之间切换使用A3执行，异频使用A2启测，A3或A4执行，异系统重定向的使用A2启测，盲重定向方式。

同频切换：

对于切换目标小区为同频的情况，始终测量，事件A3表示邻区信号质量开始比服务小区信号质量好。

触发条件：Mn+Ofn+Ocn-Hys＞Ms+Ofs+Ocs+Off

当事件A3触发时，eNode B收到UE上报的事件A3，对上报的目标小区列表进行切换判决。

异频切换：

对于切换目标小区为异频的情况，首先满足A2条件后上报MR，源小区收到MR消息后，下发异频测量配置，然后UE根据收到的异频测量配置进行开GAP的异频测量，一旦满足异频的A3或A4条件，再次上报MR，提交切换目标小区，源小区再去根据是否配置邻区，到目标小区协商等一系列条件后，下发UE切换命令。

事件A2的触发条件如下：

触发条件：Ms+Hys＜Thresh

当事件A2触发时，eNode B收到UE上报事件A2，则启动异频测量。

4.1 业务态同频切换条件苛刻

导致盲重定向到GSM

对于前二后二小区都是同频的LTE专网小区，在测量配置消息中只会携带测量同频小区的配置。

由于同频测量是始终测量，只要邻小区满足Mn+Ofn+Ocn-Hys＞Ms+Ofs+Ocs+Off条件达到 IntraFreqHoA3TimeToTrig时长，就可导致切换，切换条件较为宽松。

如果发现UE在此类小区切换失败，最终导致脱网盲重定向到GSM小区，主要核查解决步骤如下：

是否行进方向目标LTE专网小区单塔（单RRU、单天线）故障，导致行进方向无LTE专网小区覆盖继而触发异系统A2上报，最终Rel到GSM网络。

是否本小区针对行进方向目标LTE邻区的Ocn（网管中一般按照CIO命名）设置过小，导致同频切换很难实现，随着高铁运行，本小区RSRP逐渐下降，但是始终无法满足同频A3上报条件，最终导致本小区满足了A2异系统盲重定向门限，最终脱网至GSM。

核查本小区的A2异系统盲重定向门限（Ms+Hys＜Thresh）中的门限是否设置过高，导致UE在没有办法满足A3同频切换的前提下，随着服务小区信号下降很容易满足A2异系统盲重定向门限，并最终导致盲重定向到GSM。

4.2 业务态异频切换条件苛刻导致盲重定向到GSM

4.2.1 前台测试表象

业务态UE行进方向下一LTE专网小区为异频邻区。随着服务小区RSRP强度下降，首先触发异频启测A2门限（Thresh-Hys），上报A2测量报告，收到服务小区关于异频测量的测量配置。开GAP开始测量异频，但是这个时候由于异频切换A3（Mn+Ofn+Ocn-Hys＞Ms+Ofs+Ocs+Off）或A4（Mn+Ofn+Ocn-Hys＞Thresh）执行条件过于苛刻，在异频测量阶段始终无法满足异频切换执行条件。而此时随着高铁的飞速运行，服务小区RSRP强度进一步下降，最终触发异系统盲重定向A2测量报告上报，服务小区收到此A2测量报告后，立即Rel指示UE盲重定向到GSM网络上。具体流程可以参见如图3所示。

图3 业务态异频切换条件苛刻导致盲重定向到GSM

4.2.2 后台网管统计指标表象

针对高铁选取小时级重定向到GSM网络数据统计（此处以华为网管为例）：

华为ID：1526728331；

指标名称：L.RRCRedirection.E2G.PrepAtt；

指标描述：重定向到GERAN的准备次数。

通过一段时间的统计平均，计算出小区盲重定向到GSM次数（一定要进行波动性判断，防止某一小区尾塔RRU故障，导致该小区在一定时间段内大量出现盲重定向GSM事件）。

根据统计结果，如果出现高铁专网LTE小区重定向到GERAN次数过多情况，就说明该小区下业务态UE存在脱网的高风险性。

4.2.3 解决方法

针对异频切换条件苛刻导致盲重定向到GSM主要参数核查解决方法有以下几步：

是否行进方向目标LTE专网小区单塔（单RRU、单天线）故障，导致行进方向无LTE专网小区覆盖继而触发异系统A2上报，最终Rel到GSM网络。

如果目标小区与本小区异频执行采用的是A3事件，则核查是否本小区针对行进方向目标LTE的异频切换中的Ocn（Mn+Ofn+Ocn-Hys＞Ms+Ofs+Ocs+Off，网管中一般按照CIO命名）设置过小，导致异频切换很难实现，随着高铁运行，本小区RSRP逐渐下降，但是始终无法满足异频切换A3上报条件，最终导致本小区满足了A2异系统盲重定向门限，最终脱网GSM。

如果目标小区与本小区异频执行采用的是A4 （Mn+Ofn+Ocn-Hys＞Thresh）事件，则核查是否设置异频目标小区的Thresh-Ofn-Ocn+Hys门限过高，导致高铁行驶过程中始终在InterFreqHoA4TimeToTrig时间段内无法满足，最终随着高铁运行，本小区RSRP逐渐下降，但是始终无法满足异频切换A4上报条件，最终导致本小区满足了A2异系统盲重定向门限，最终脱网GSM。

核查本小区的A2异系统盲重定向门限Ms+Hys＜Thresh中的门限是否设置过高，导致UE在没有办法满足A3异频切换的前提下，随着服务小区信号下降很容易满足A2异系统盲重定向门限，并最终导致盲重定向到GSM。

5 脱网返回时间研究

针对高铁LTE用户感知，用户所关心的并不是驻留网络，而是业务感知。如果用户是空闲态，或者业务态有缓存视频情况脱网，但可迅速返回LTE专网，此时用户是无法感知脱网。但是一旦用户业务态长时间脱网，或者空闲态脱网后在公网上产生业务，此时脱网时间势必很长，无法顺利返回LTE专网，必然导致用户感知差。下面通过图4来分析脱网返回时间。

图4 高铁LTE终端脱网时长、流程图

空闲态UE如果重选至GSM专网，则由于频点优先级设置原因会快速返回LTE专网；如果重选至LTE公网（沿途LTE公网配置了空闲态测量LTE专网频点的前提下），则由于高铁行进过程中LTE公网信号越来越弱，不可能一直保持对于LTE专网的信号强度优势，所以也会很快返回LTE专网。经过大量测试，上述2种情况出现的返网时间平均都小于10 s，且处于空闲态，所以对用户感知影响较小。

空闲态UE重选到LTE公网后，一旦在LTE公网上产生业务，一种模式是在LTE公网上切换，最终随着高铁行进拖死，小区选择返回LTE专网；另一种模式盲重定向到GSM公网，最终通过重选方式返回LTE专网。此2种模式返网时间都存在一定的不确定性，通常时长都超过1 min。

业务态UE由于LTE专网小区不会配置LTE公网邻区，所以不可能存在切换关系，业务态UE只会重定向到GSM，如果重定向结果是GSM专网，此时由于GSM专网的连续性，会一直切换，直到释放PDCH资源后通过GSM至LTE专网的重选回LTE专网；如果重定向结果是GSM公网，则随着高铁行进，GSM公网信号衰减，最终重选回LTE专网。此2种方式脱网时间都存在一定的不确定性，通常脱网时长超过1 min。

6 结束语

现阶段，高铁LTE专网采用带状、单小区覆盖模式，在RF优化结束后，我们可以通过前后台数据分析，调整重选参数、切换参数等一系列软改方式降低高铁LTE终端脱网概率，保障用户感知。

Sprint成功演示5G移动技术

电信网络运营商美国Sprint公司日前宣布，已经在加州圣克拉拉举行的2016年美洲杯足球赛上成功演示了5G移动技术。此次演示通过利用73GHz毫米波频谱实现了超过2 Gbit/s的峰值下载速度。由于5G系统的低毫秒延迟特性，能提供敏捷反应和极低延迟，足球迷通过VideoStitch提供的视频直播技术经历了不一样的体验。

Sprint利用了一种用来追踪设备、选择最佳天线并将信号发送到目的地的波束转换法。波束成形（目前用于Sprint LTE+网络）以及波束转换是用来在特定的方位发送信号以提高数据吞吐量和整个网络可靠性的有效方法。无线回程基础设施，已经能提供数G的吞吐量，预计将进行更大规模部署，进一步增强对Sprint未来5G网络的综合接入。

（摘自：飞象网）

Analysis and solutions of the reason for the LTE terminal off the network on the high-speed rail

DENG Ye1， WANG Chen1， GU Li-shan1， DONG Xin2
（1 China Mobile Group Design Institute Co.， Ltd. Anhui Branch， Hefei 230031， China； 2 China Tower Corp Anhui Branch，Hefei 230031， China）

This paper introduces the present situation of the construction of the LTE specialized network which covering High-speed Rail. According to a large number of data from drive test and OMC， this paper analyzes the reasons for talkaround of the LTE terminal on the high speed rail from idle mode and rrcconnected mode， and gives the corresponding solutions.

high-speed rail； LTE terminal； off the network； idle； rrc-connected

TN929.5

A

1008-5599（2016）07-0060-06

2015-07-28