0 前言
在移動(dòng)通信系統(tǒng)中,用戶移動(dòng)終端(UE)會(huì)根據(jù)小區(qū)重選準(zhǔn)則,,周期搜索當(dāng)前最優(yōu)小區(qū)駐留,。這種周期重選機(jī)制能保證當(dāng)前終端駐留小區(qū)的信號(hào)強(qiáng)度和質(zhì)量,為了達(dá)到預(yù)期的呼叫建立性能,,這也是必須的,。反應(yīng)靈敏的小區(qū)重選機(jī)制能充分改善駐留小區(qū)的質(zhì)量,但其代價(jià)是頻繁的重選,,導(dǎo)致終端待機(jī)時(shí)間縮短,。小區(qū)重選準(zhǔn)則是基于網(wǎng)絡(luò)提供的參數(shù)。
本文從分析小區(qū)重選準(zhǔn)則入手,,分析各個(gè)參數(shù)對(duì)重選的影響,,提出目前較常用的優(yōu)化參數(shù),并針對(duì)某些特定場景,,對(duì)參數(shù)進(jìn)行了更進(jìn)一步的優(yōu)化,。
1 小區(qū)重選過程
GSM系統(tǒng)提出了分層小區(qū)結(jié)構(gòu)(HCS):快速移動(dòng)的UE駐留在大覆蓋小區(qū)中,慢速移動(dòng)的UE駐留在覆蓋小的小區(qū)中,。UE通過在一定時(shí)間內(nèi)重選發(fā)生的次數(shù)判斷是否處于高速移動(dòng)狀態(tài),。
雖然在3GPP標(biāo)準(zhǔn)中,WCDMA系統(tǒng)也支持HCS,,但是在實(shí)際規(guī)劃中卻并不使用,。因?yàn)樵S多WCDMA運(yùn)營商只有1~3個(gè)載波,而不像GSM那樣擁有很多的頻點(diǎn),,因此給大覆蓋小區(qū)單獨(dú)規(guī)劃1個(gè)載波,,將會(huì)使系統(tǒng)容量顯著下降。假如在同一載波上使用HCS,,又會(huì)使系統(tǒng)干擾明顯增加,。基于以上原因在分析小區(qū)重選標(biāo)準(zhǔn)時(shí),,將不考慮HCS,。
在空閑模式下,UE成功駐留到某一個(gè)小區(qū)后,,會(huì)以DRX方式工作:在每個(gè)DRX周期開始時(shí),,UE將被喚醒并監(jiān)測小區(qū)PICH,判斷是否有尋呼指示,。UE根據(jù)當(dāng)前駐留小區(qū)CPICH Ec/No測量結(jié)果判斷是否觸發(fā)同頻,、異頻或系統(tǒng)間測量,。即:CPICH Ec/No低于Qqualmin+Sintrasearch時(shí)觸發(fā)同頻鄰小區(qū)測量;低于Qqualmin+Sintersearch時(shí)觸發(fā)異頻鄰小區(qū)測量,;低于Qqualmin+Ssearch RATGSM時(shí)觸發(fā)GSM鄰小區(qū)測量,。然后根據(jù)R準(zhǔn)則對(duì)比駐留小區(qū)與測量鄰小區(qū)信號(hào)測量值,如式(1)和式(2)所示,。
Rs=Qmeas,s+Qhyst ?。?)
Rn=Qmeas,s-Qoffset,n (2)
其中Qmeas,s、Qmeas,n為當(dāng)前駐留WCDMA小區(qū)以及鄰小區(qū)信號(hào)測量值,,對(duì)于WCDMA小區(qū)由系統(tǒng)消息指定為CPICH RSCP或是CPICH Ec/No,,一般選擇Ec/No;對(duì)于GSM小區(qū),,一般為接收信號(hào)電平平均值RxLA,。
如果在Treselection時(shí)間內(nèi)某個(gè)最大鄰小區(qū)的R值一直大于當(dāng)前駐留小區(qū)的R值,即:Rn>Rs,,Qmeas,n-Qmeas,s>Qhyst+Qoffset,n,,該鄰小區(qū)信號(hào)測量值大于當(dāng)前駐留小區(qū)的信號(hào)測量值至少Q(mào)hyst+Qoffset,UE就會(huì)重選到這個(gè)新小區(qū),。
2 重選參數(shù)分析
2.1 CPICH Ec/No和CPICH RSCP
CPICH Ec/No和CPICH RSCP測量值,。對(duì)于WCDMA同頻小區(qū)或異頻小區(qū)重選過程,R準(zhǔn)則中測量度量值為CPICH Ec/No或CPICH RSCP,,由系統(tǒng)消息指定,;對(duì)于GSM鄰小區(qū),R準(zhǔn)則中測量值為RxLA,。
2.2 DRX周期
DRX為UE在空閑模式下被尋呼的時(shí)間周期,,一般支持0.64、1.28,、2.56和5.12 s 4種參數(shù)值,。由于5.12s的尋呼間隔時(shí)間過長,極端情況下UE需要等待5.12s才能響應(yīng)尋呼指示,,平均響應(yīng)時(shí)間也有2.56s,,因此不考慮該參數(shù)值。對(duì)于DRX分別為0.64,、1.28和2.56 s時(shí),,鄰小區(qū)測量時(shí)間間隔最長分別為1.28、1.28和2.56 s[1],。
因此,,當(dāng)DRX取1.28s時(shí),由于DRX周期延長,,UE喚醒頻率降低,,待機(jī)時(shí)間將較DRX取0.64s延長20%~25%,并且由于測量最長間隔沒有變化,,因此對(duì)駐留小區(qū)質(zhì)量不會(huì)帶來較大的影響,。當(dāng)DRX由從1.28s增加到2.56s時(shí),待機(jī)時(shí)間也將延長25%左右,,并且測量時(shí)間間隔也相應(yīng)增加了,,對(duì)駐留小區(qū)信道條件的變化響應(yīng)也將會(huì)有一定的延時(shí)。
因此,,一般情況下,,建議DRX取值1.28s。
2.3 測量觸發(fā)值
測量觸發(fā)值(同頻,、異頻以及GSM鄰小區(qū))應(yīng)設(shè)為駐留小區(qū)的質(zhì)量開始惡化,,應(yīng)該進(jìn)行小區(qū)重選時(shí)啟動(dòng)測量。中國聯(lián)通測量規(guī)范將WCDMA小區(qū)覆蓋率定義為CPICH Ec/No≥-12dB,,考慮預(yù)留同頻重選2~3dB富余量后,,建議同頻測量觸發(fā)值Qqualmin+Sintrasearch=-10dB。
異頻或異系統(tǒng)小區(qū)重選大部分參數(shù)是和同頻小區(qū)重選相同的,,由于異頻或異系統(tǒng)小區(qū)重選延遲較大,,因此應(yīng)盡量減少該類型重選的發(fā)生,將重選觸發(fā)值設(shè)置得比同頻測量觸發(fā)值小一些,,并且優(yōu)先異頻小區(qū)重選,,最后異系統(tǒng)小區(qū)重選:Qqualmin+Sintersearch=-12dB,Qqualmin+Ssearch RATGSM=-14dB,。
對(duì)于最小CPICH Ec/No即Qqualmin,,可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值取定為-16dB。
2.4 Treselection
Treselection為小區(qū)重選定時(shí)器值,,取值范圍為0~31s,。為了防止由于信號(hào)波動(dòng)引起的UE重選,一般取定Treselection為1~2個(gè)測量周期,。Treselection過大會(huì)造成重選延遲增大,,降低駐留小區(qū)信號(hào)質(zhì)量。一般情況DRX周期為1.28s,,因此建議Treselection為1s,。
2.5 Qhyst和Qoffset
Qhyst(滯后值)。對(duì)于GSM小區(qū)或測量度量值為CPICH RSCP的WCDMA小區(qū),,使用Qhyst1,;對(duì)于測量度量值為CPICH Ec/No的WCDMA小區(qū),使用Qhyst2,。取值范圍為0~40dB,。
Qoffset(鄰小區(qū)與當(dāng)前駐留小區(qū)之間偏移),。對(duì)于GSM小區(qū)或測量度量值為CPICH RSCP的WCDMA小區(qū),使用Qoffset1,;對(duì)于測量度量值為CPICH Ec/No的WCDMA小區(qū),,使用Qoffset2。取值范圍為-50~50dB,。
在小區(qū)重選中,,只有在Treselection時(shí)間內(nèi)某個(gè)鄰小區(qū)測量值一直比當(dāng)前駐留小區(qū)的高至少Q(mào)hyst+Qoffset,UE才會(huì)重選到這個(gè)新小區(qū),,并且Qhyst+Qoffset與Treselection相互關(guān)聯(lián),,共同影響小區(qū)重選。
在Treselection參數(shù)取定時(shí),,增加Qhyst和Qoffset的值總能降低重選概率,,從而延長待機(jī)時(shí)間。當(dāng)然過高的Qhyst和Qoffset雖然可以延長待機(jī)時(shí)間,,但同時(shí)會(huì)降低駐留小區(qū)的質(zhì)量,。因此在Treselection取1s時(shí),Qhyst+Qoffset取3dB,。
綜合以上,,一般情況下小區(qū)重選參數(shù)取值如表1所示。
參數(shù)優(yōu)化分析" src="http://files.chinaaet.com/images/20110616/aeef384e-0197-4319-a5c8-3e5e7c23b477.jpg" />
3 特殊場景分析
3.1 室內(nèi)
對(duì)于WCDMA覆蓋較完善的室內(nèi)情況,,室內(nèi)覆蓋主小區(qū)的CPICH Ec/No和CPICH RSCP會(huì)明顯優(yōu)于室外宏站小區(qū),,并且信號(hào)穩(wěn)定,變化不大,。
以某辦公樓室內(nèi)覆蓋測試信號(hào)為例,,共計(jì)測試101個(gè)點(diǎn),信號(hào)分布如表2和表3所示,。
由表2和表3可以看出98%的CPICH Ec/No大于-5dB,,97%的CPICH RSCP大于-75 dB??紤]人移動(dòng)對(duì)UE接收CPICH Ec/No帶來的2~3dB的衰減,,移動(dòng)時(shí)CPICH Ec/No大于-8dB。
因此,,在室內(nèi)WCDMA覆蓋較好的情況,,UE一般不會(huì)觸發(fā)小區(qū)重選測量(同頻、異頻和系統(tǒng)間),,此時(shí)可以考慮將DRX周期調(diào)整為2.56s,,UE待機(jī)時(shí)間將會(huì)延長25%,對(duì)UE駐留小區(qū)信號(hào)質(zhì)量也不會(huì)產(chǎn)生影響,,唯一有影響的將是UE響應(yīng)尋呼平均時(shí)間變?yōu)?.28s,,最長為2.56s,。
3.2 雙載波覆蓋區(qū)域
對(duì)于UE處于雙載波覆蓋區(qū)域以及覆蓋邊緣時(shí),需要考慮異頻小區(qū)重選,。異頻小區(qū)重選主要有2個(gè)目的,。
a) 當(dāng)UE離開雙載波覆蓋區(qū)域時(shí),必須重選到第一載波,。
b) 當(dāng)?shù)谝惠d波負(fù)載過大導(dǎo)致Ec/No下降,會(huì)觸發(fā)UE重選到第二載波,。
以上海聯(lián)通WCDMA網(wǎng)絡(luò)雙載波區(qū)域?yàn)槔?,第一載波以承擔(dān)語音及部分HSPA業(yè)務(wù)為主,第二載波主要分擔(dān)HSPA業(yè)務(wù),,如圖1和圖2所示,。
在建網(wǎng)初期,由于網(wǎng)絡(luò)負(fù)載普遍不高,,可以考慮UE空閑模式下駐留在第一載波,,根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載和用戶業(yè)務(wù)類型,通過RRC連接重定向以及異頻切換的方法,,使UE駐留在第二載波,。
異頻小區(qū)重選的大部分參數(shù)和同頻小區(qū)重選共享的參數(shù),只有重選測量門限值是不同的(同頻小區(qū)重選是Sintrasearch,,異頻小區(qū)重選是Sintersearch),。由于異頻小區(qū)重選延遲比同頻小區(qū)重選延遲大,在這種情況下應(yīng)該盡量減少異頻小區(qū)重選的發(fā)生,,調(diào)低異頻重選測量門限值,,甚至低于異系統(tǒng)重選測量門限值。
4 結(jié)束語
本文對(duì)在空閑模式下UE重選過程進(jìn)行了分析,,并針對(duì)UE待機(jī)時(shí)間以及重選的影響對(duì)各個(gè)參數(shù)進(jìn)行了探討,,提出了一般情況下重選優(yōu)化參數(shù),并針對(duì)室內(nèi),、雙載波覆蓋區(qū)域特殊環(huán)境下對(duì)小區(qū)重選參數(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步的討論,。
WCDMA小區(qū)重選的衡量標(biāo)準(zhǔn)與具體部署和運(yùn)營商的發(fā)展策略有關(guān),為了獲得最佳的性能,,重選參數(shù)還要根據(jù)具體的環(huán)境進(jìn)行微調(diào),,甚至是逐小區(qū)微調(diào)。
參考文獻(xiàn):
[1] 3GPP TS 25.133 Requirements for Support of Radio Resource Management(FDD)[S/OL]. [2011-02-21]. http://www.mumor.org/public/background/25133-510.doc.
?。?] 3GPP TS 25.304 UE Procedures in Idle Mode and Procedures for Cell Reselection in Connected Mode[S/OL]. [2011-02-21]. http://www.quintillion.co.jp/3GPP/Specs/25304-850.pdf.
?。?] 3GPP TS 25.331 Radio Resource Control(RRC);protocol specification[S/OL]. [2011-02-21]. http://www.5ibzw.com/bbs/viewthread.php?tid=58940.
?。?] Flore D,,Brunner C,,Grilli F,et al.Cell reselection parameter optimization in UMTS[C].[2011-05-25]. http://sciencestage.com/d/4715841/cell-reselection-parameter-optimization-in-umts.html.
?。?] Garavaglia A,,Brunner C, Flore D,et al. Inter-System Cell Reselection Parameter Optimization in UMTS[C]. [2011-05-25].http://ieeexplore.ieee.org/xpl/freeabs_all.jsp?arnumber=1651721.