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WCDMA 双频网优化

WCDMA双频网络优化设计专题

[摘要]:随着WCDMA网络的发展，以及W网络特性，容量瓶颈越来越明显，在

在这种背景下双频甚至3频是大势所趋，随着而来的双频网的优化问题使我们面临的一个重要课题。本文主要阐述主要双频网优化技术iMCTA和iMCRA原理，以及实现，并重点介绍使用iMCTA技术进行的双频网络优化。

[关键词]:iMCTA iMCRA

1. 引言

随着3G业务的普及，现网的CS业务、R99业务、HSPA业务增长迅速。现网话务模型已经和联通建网所使用的话务模型有较大的区别。原有的单频组网已经逐渐不能满足网络的需要。由于考虑到建设成本和施工难度等因素，在主城区增加新站难度十分巨大，因此通过将单载波扩容至两载波来解决容量问题将成为必然之路。

在实际网络中，由于热点区域话务增长迅速，为了改善热点地区的覆盖和容量，建议优先对热点区域基站进行双载波扩容，当全网话务量达到一定程度是，如果有必要，可以推动进行全网双载波的扩容。双频网络的引入使原有的单频网络变得更为复杂涉及到话务分担策略、邻区配置方案、以及切换重选策略等

目前在双频网络使用的技术和参数设计方案紧紧围绕iMCTA 和 iMCRA两个技术来实现。

2. 双载波主要参数设计方案(i MCTA )介绍

2.1 iMCTA 概述

iMCTA（(intelligent Multi-Carrier Traffic Allocation)是阿尔卡特朗讯针对DCH 模式下载波间和异系统间移动性管理的主要算法，它应用于当RAB分配业务信道时遇到CAC failure（iMCTA CAC），或一旦SRB或TRB已经建立成功(iMCTA Alarm and iMCTA Service)后载波间和系统间的信道转换。

根据实际的策略要求，iMCTA可以被设定为Alarm Only，Alarm and CAC，Alarm and Service ，All 这4种模式，其中Alarm trigger 事件方式总是被选择，但CAC和Service 这两种方式可以被或选。

在双频网策略中，Alarm ，CAC， Service 这3种方式都会被涉及到，因此双频网区域我们通常将iMCTA mode 选为All。

以下将重点对Service和CAC这两种方式和三种方式的Table 做详细解释。

2.2 iMCTA CAC

iMCTA CAC 在以下几种资源受限的情况下发挥作用：

?From Cell: no radio resource available

?From Iub, Iur: Radio Link Reconfiguration Failure

?From Iub, Iur, Iu: Transport Bearer failure

?From S-RNC: user plane resource allocation failure

iMCTA CAC 只在以下过程中产生CAC Failure （即上述资源受限）时发挥作用：

?RAB assignment (RAB to setup or modify) procedure

?RAB assignment (RAB to delete) procedure; in that case, iMCTA CAC is processed for the remaining RAB(s)

?Iu release procedure; in that case, iMCTA CAC is processed for the remaining RAB(s) of the other domain

总之主要是在RAB 分配和改变的过程中，一旦iMCTA CAC 被触发，相关业务的建立将被从源小区重定向到CAC priority Table 中的较高级层中，WCDMA层，或GSM层。然后手机对相应层中的小区进行测量，并上报测量到的小区，RNC从中选择理想的小区，最终业务将会被建立在该小区上。

在这张表中优先级P1>P2 ,PNA则是不做考虑。WCDMA和GSM各只有一个Priority表，而无论WCDMA共有几个载波。

特别注明：

1）iMCTA CAC仅当SRB为DCH3.2 和DCH13.6时才有用，而当SRB被设置为FACH时就不会发挥作用。

2）压缩模式的启动并不是由Event 2d 事件报告触发的。

2.3 iMCTA Service

iMCTA Service是现在阿朗双频解决方案中的关键技术要点。

iMCTA Service将手机业务重定向于更合适的载波。其目的在于:

1)给用户提供最合适的服务载波。

2)更合理地利用系统资源（如将业务从负载较高的小区（cell color is red）重定向到

负载较轻的小区（cell color is green）。

iMCTA Service只在以下过程中发挥作用：

1)在 Primary cell change过程中（需要特别设置 Mobility Service 相关参数）

2)在任何会导致用户当前业务类型发生改变的过程完成后，例如

?RAB建立过程；

?并发业务的RAB结束了其中一些业务，但保留了一个或多个RAB；

?Iu release后，导致并发业务中CS或PS域业务被单独保留；

?Always-On upsize

总之主要是在RAB 分配成功之后，和改变成功后，一旦iMCTA Service 被设定，相关业务将会通过异频切换或异系统切换主动从源小区重定向到到Service priority Table 中的较高级层载波目标小区中，WCDMA FDD1，或WCDMA FDD2 或GSM层。然后手机对相应层载波中的小区进行测量，并上报测量到的小区，RNC从中选择理想的小区，最终业务将会被切换到该小区上。

iMCTA Service 可以有三张Service Priority Table ，ServicePriorityGeneralTable针对R99手机，ServicePriorityTableForHsdpa针对R5手机，ServicePriorityTableForHsupa

针对R6手机。我们可以对3张Table分别做出priority的设定，以使R99的各项业务，HSDPA/R99 , HSDPA/UPA 等业务可以根据需求被重定向到指定的载波。

ServicePriorityTable举例

如上表所示，通常FDD1代表10713第一载波，FDD2代表10688第二载波，优先级P1>P2 ,PNA 则是不做考虑。

这3张ServicePriorityTable表并不总是都要用到，如果在实际操作中我们将Service Priority Table ForHsupa设为unset，那所有的DPA和UPA相关业务将由Service Priority Table For Hsdpa来承担，但此时我们将无法区分HPDPA/R99业务和HSDPA/UPA业务；如果我们进而将Service PriorityTable For Hsdpa也设为unset ，那所有的R99 PS ,HSDPA ,HSUPA业务都将由ServicePriority GeneralTable来承担，但此时我们将无法把PS业务区分为

R99,HSDPA/R99,HSDPA/UPA业务。由此，ServicePriority General Table是必不可少的，除非不使用iMCTA Service 功能。

在相关业务建立完成后（RAB Assignment Complete，空口是Radio bearer setup complete ），RNC会根据相应ServicePriorityTable的设定，启动压缩模式，开始对相应WCDMA载波邻区，或GSM邻区进行测量，最终通过硬切换将业务重定向到指定载波上。

RB建立成功同时，启动对WCDMA异频切换的压缩模式测量

通知UE对相应异频邻区进行测量

RNC对收到测量报告判决后，启动异频Hard Handover

业务成功从10713载波重定向到10688载波

iMCTA Service HSXPA业务重定向流程举例

2.4 iMCTA Alarm

与CAC和Service相称，一旦触发了iMCTA Alarm ，RNC也必须根据相应的Alarm Priority

Table来决定目标小区究竟是WCDMA载波异频邻小区，还是GSM异系统邻小区。与CAC一样，

Alarm Priority 表中也只有两个Priority选择，WCDMA载波优先还是GSM载波优先。

Alarm Priority Table 举例

特别注明：触发iMCTA Alarm的条件实际上就是，当前FDD小区无线信号变差时，UE上

报2d事件，启动压缩模式对异频或者异系统信号进行测量）

2.5 iMCTA Alarm，CAC，Service之间的相互关系

大致上讲，iMCTA各项功能之间如果同时触发的话，将遵循以下优先级原则：

ALARM > CAC > SERVICE

具体规则如下：

如果一个iMCTA功能已经被触发，那在此后新触发的iMCTA只要级别比它低，就会被抛弃。

如果一个iMCTA功能已经被触发，那在此后新触发的iMCTA只要级别比它高，系统就会对已有的iMCTA进行强制替换，触发新的iMCTA功能，相应所有的测量配置都会被更

新。

2.6 激活策略

2.6.1 参数定义

2.6.2 参数设计

Object Parameter Value Comments

InterFreqHhoFddCel l isRedirectionForTrafficSeg

mentation

isRedirectionBasedOnEsta

blishmentCause

FALSE

该object可以不创建，因为RRC

segmentation功能在当前配置下

无法使用，如果已创建了该object，

那这两个相关参数必须设为false

FddImcta

(FDDCELL/FddIntelli gentMultiCarrierTraf ficAllocation) mode

mobilityServiceForHsxpaEn

able

mobilityServiceForNonHsxp

aEnable

hsxpaSegmentationEnable

userServiceSigToTrafficOnl

All

TRUE

FALSE

iMCTA Alarm, CAC and Service

功能都被激活

R5 及以上UEs在FDD1上SHO后

可以被重定向到FDD2

R99 UEs 可以在FDD2上SHO后

根据IMCTA SERVICE设定重定向

到FDD1

在IMCTA SERVICE触发后的目标

小区选择没有HSPA 或NON

HSPA的限制

iMCTA Service可以在所有RAB

estab. /release之后触发

yEnable

originatingCellColourThres hold GREEN 可以在不考虑源小区的cell load的

情况下触发iMCTA Service

UmtsNeighbouringI mcta targetCellColourThreshold RED 可以在不考虑目标小区的cell load

的情况进行HHO

Imcta serviceHoRanapIeEnable

measurementGuardTimerFd

measurementGuardTimer2g False

5500 ms

7500 ms

UPUG推荐是True,但该设置会使

IMCTA Service table中的GSM

layer的优先级变得不可控。

Object Parameter Value Comments

BTSCELL←FDD1 BTSCELL←FDD2 paRatio

paRatio

STSR2的PA总功率

对两个载波各自分配

50%

RNC NodeB FDDCell Class2CellReconfPara ms

RNC NodeB FDDCell Class3CellReconfPara ms pcpichPower

maxTxPower

43 (RRH)

43.5（TRDU）

FddIntelligentMultiC arrierTrafficAllocatio n （FDD1&FDD2）servicePriorityGeneralTableCo

nfClassId

servicePriorityTableForHsdpaCo

nfClassId

servicePriorityTableForHsupaC

onfClassId

cacPriorityTableConfClassId

ServicePriorityGeneralTab

leConfClass/0

ServicePriorityTableForHs

dpaConfClass/0

Unset

CacPriorityTableConfClas

s/0

FddIntelligentMultiC arrierTrafficAllocatio n （FDD1）

FddIntelligentMultiC arrierTrafficAllocatio n （FDD2）alarmPriorityTableConfClassId alarmPriorityTableConfClassId

AlarmPriorityTableConf

Class/0

AlarmPriorityTableConf

Class/1

ServiceXXPrioritytab le/

Frequency/FDD1

ServiceXXPrioritytab le/

Frequency/FDD2 Access

Dlfrequencynumber

Ulfrequencynumber

Access

Dlfrequencynumber

ulfrequencynumber

FDD

10713

9763

FDD

10688

9738

All DluserService isGsmCmodeActivationAllowed

isFddCmodeActivationAllowed True (除了CS64外) True

RadioAccessService isInterFreqMeasActivationAllo

wed

activationHoGsmCsAllowed

activationHoGsmPsAllowed

isHsdpaHhoWithMeasAllowed

isEdchHhoWithMeasAllowed True True True True True

CmodePatternSeqInf

isPatternAllowed True

3. 双载波主要参数设计方案(i MCRA )介绍

3.1 iMCRA 概述

iMCRA（Intelligent Multi-Carrier RRC Connection Allocation)是阿尔卡特朗讯针对RRC建立过程中载波间和异系统间移动性管理的主要算法，它应用于在RRC建立阶段，可以根据不同的策略，例如按照R99/HSDPA/HSUPA业务类型不同、负载的高低或者Ue 类型来分配到不同的载波。这种RRC Redirection方法可以实现更加灵活的双载波策略，同时iMCRA比iMCTA的最大优势在于，iMCRA能有效减少硬切换的次数，以减少硬切换失败对网络造成的影响

3.2 业务分割策略

在RRC Connection setup建立过程中，RNC根据以下条件选择相应的频率: ●RRC Redirection基于UE Capabilities（根据Ue能力将业务定向到不同载波）

●RRC Redirection基于‘UE Capability and Establishment Cause’（根据Ue能力和RRC

建立Cause将业务定位到不同载波）

●RRC Redirection基于‘Preferred FA’（FA – Frequency Allocation Carrier，根据可选的FA 等级: “Conversational”, “Data” or “Other” layer将业务定向到不同载波）

●CAC (如果CAC失败在原小区，重定位至其它低负载的小区);

●None (禁用重定位);

下面重点讲述，现网所使用的RRC Redirection基于‘Preferred FA’

3.2.1 RRC Redirection基于Preferred FA

RRC Redirection基于Preferred FA 可以将不同的Call Type的业务优先分配到某个载波，依照现有的配置，该选项运行使用

3.2.1.1 Call Type定义

Call Type 的识别是基于RRC Connection Request 消息中的Establishment Cause IE来区分不同的Call Type。

不同的Call Type对应的RRC 建立的Cause如下表。Call Type实际上就是通过RRC建立的Cause Value将业务大体分为Conversational 、Data和Other三类。

RRC Redirection基于Preferred FA的算法实际上就是将不同的Call Type 优先分配到不同的载波上。

3.2.1.2 TwinCell list定义

RRC Redirection重定向功能是基于TwinCell定义的，我们只能将业务分割到和OriginalCell相同覆盖情况的载波（即TwinCell）才有意义。

在UA7中，我们将和OriginalCell 相同覆盖情况的2个或者多个Cell，定义为TwinCell ，一个OriginalCell的TwinCell Lise至多包含5个小区。TwinCellList使用Cell Id标识，TwinCell List小区必须和OriginalCell有相邻关系。

例如：南开理工大学1扇区有三个载波，分别为南开理工大学11（CI：32581，频点：10713），南开理工大学12（CI：22581，频点：10688），南开理工大学13（CI：12581，频点10663），由于同一个物理小区的三个逻辑小区覆盖情况相同，则定义南开理工大学11的TwinCell List为：22581,12581；南开理工大学12的TwinCell List为：32581,12581；南开理工大学13的TwinCell List 为：32581，22581；

这样如果在南开理工大学11上收到RRC Connection Request之后，RNC 可以根据Call Type将业务重定向至南开理工大学12或者南开理工大学13。

3.2.1.3 基于CallType的业务分割算法

●功能激活：

isRrcRedirectionInterFreq = TRUE;

rrcRedirectionType = preferredFA;

●业务分割算法

1.如果Call Type为“Conversational”则将RRC优先重定向到FA Type = “Conversational”

的小区；如果没有FA Type = “Conversational”的小区，则RRC优先重定向到FA Type = “Other”；如果既没有FA Type = “Conversational”的小区也没有FA Type = “Other”

的小区，则RRC优先重定向到FA Type = “Data”的小区。

2.如果Call Type为“Date”则将RRC优先重定向到FA Type = “Date”的小区；如果

没有FA Type = “Date”的小区，则RRC优先重定向到FA Type = “Other”；如果既

没有FA Type = “Data”的小区也没有FA Type = “Other”的小区，则RRC优先重

定向到FA Type = “Conversational”的小区

3.如果满足条件的小区有多个，则继续使用负载平衡算法进行删选

●负载平衡算法

1.如果OriginalCell为候选小区，并且OriginalCell的Cell Color好于

rrcRedirectOrigCellColourThreshold，那么Call 仍然建立在OriginalCell

2.否则，如果仍有多个候选小区被选择，那么进行如下规则过滤，直至剩下一个小区

a)优先选择CellColor较好的小区

b)如果OriginalCell在list中，选择OriginalCell，否则使用基于频点号的轮询算法

(dlFrequencyNumber > originating one)，选择Twin Cell

3.3 激活策略

3.3.1 参数定义

在UA07下，相关参数组织结构如下图：

isRrcRedirectionInterFreq: 激活iMCRA的RNC级参数. 重定向算法在FddCell中通过参数rrcRedirectionType.配置

rrcRedirectionType:该参数在FddCell中定义重定向的算法.

rrcRedirectionConfClassId: 标识RrcRedirectionConfClass的模板.

faType: 该参数指示RRC重定向这个频点的业务是“conversational”还是“data”等

rrcRedirectOrigCellColourThreshold:如果通过参数rrcRedirectionType判断有多个候选小区，并且OriginalCell在候选小区中，并且如果OriginalCell的Cell Color低于rrcRedirectOrigCellColourThreshold，如果高于这个门限，那么RRC重定向至TwinCell。只有当isRrcRedirectionInterFreq = TRUE时，该参数才起作用：

TwinCellList: 至多可以选择5个异频TwinCells（同覆盖不同频点小区或者来自其它的NodeB用来盲切的小区）作为RRC重定向的目标小区。TwinCell List中的小区和OriginalCell应该有相同的覆盖，但是某个TwinCell有更大的覆盖也是允许的。如果一个小区覆盖小于OriginalCell，那么这个小区不建议作为OriginalCell的TwinCell。

3.3.2 参数设计

IMCRA 设置方法如下：

1）激活RadioAccessService /isRrcRedirectionInterFreq to True

2）RNC侧设置

RadioAccessService/ RrcRedirectionConfClass:/0 （现网需要创建）。再在这个目录下创建FDD1，FDD2

dlFrequencyNumber

faType = conversational for FDD1

faType = data for FDD2

ulFrequencyNumber

3）Activate this feature on FddCell 侧:

Fddcell/InterFreqHhoFddCell: 在FDDcell下新创

RrcRedirectionType= preferredFA

twinCellList 设置为异频同sector小区的CELLID （邻区关系中必须要有这个小区）FDD1,2互相设置。

rrcRedirectionConfClassId 设置为RadioAccessService /下新创的那个RrcRedirectionConfClass/0

rrcRedirectOrigCellColourThreshold=green

4）测试小区IMCTA MODE 设为alarm AND cac

Wo Request，如下所示：

20111230_参数修改申请表_RNC16_新增Rr 20111230_参数修改

申请表_修改小区Mode

20111230_参数修改

申请表_南开理工大学

4. 典型双载波覆盖场景

4.1 离散型

这种双载波小区分布，切换关系较为简单，优化比较方便，但是双载波小区吸收话务的能力偏弱。这种双载波布局方式基本为了部分热点小区的覆

4.2 密集型

这种双载波的布局方式主要是基于话务量的增长，这种双载波布局方式，由于单双频边界较为复杂，二载波小区很多，但是在区域内又没有全覆盖，这样二载波上会存在较多的导频污染情况，并且由于FDD1和FDD2共用一个天线，FDD2的RF优化根本无从做起。

5. 离散型双载波优化

双频网的优化，无论是离散型和密集型实际上是异频重选和切换策略以及门限的优化。都必须通过大量的测试和分析，来得到最优策略，理论上只要我们想得到的策略，基本上都可以实施，大胆修改参数策略，详细进行评估，是优化双频的重要方法，天津的策略也只是适应于天津，对其它现场应该结合实际情况进行借鉴。

5.1 离散型双载波话务分担策略

5.1.1 小区重选策略方案

1）在实际组网中，总是会有一个载波是网络全覆盖的（F1或FDD1），在空闲模式下我们要求手Ue优先驻留在FDD1上，单业务优先建立在FDD1上。

FDD1小区的小区重选参数设置：

Object Parameter Value Comments

CellSele ctionInf o qQualMin

qRlevMin

sIntraSearch

sInterSearch

sSearchRatGsm

sSearchHcs

sHcsRatGsm

-16 dB

-115

10 dB

-32 dB

4 dB

当EcIo<=-6dB时，手机才进行同频的测量

当EcIo<=-48dB时，手机才进行异频的测

量，其实就是不进行异频测量

当EcIo<=-12dB时，手机进行异系统测量

qualMeas qualMea

sEcno

以CPICH EcIo的方式进行FDD 测量评估

FDD2小区的小区重选参数设置：

Object Parameter Value Comments

CellSele ctionInf o

qQualMin

qRlevMin

sIntraSearch

sInterSearch

sSearchRatGsm

sSearchHcs

sHcsRatGsm

qualMeas

-16 dB

-115

10 dB

16 dB

4 dB

qualMea

sEcno

当EcIo<=-6dB时，手机才进行同频的测量

当EcIo<=0dB时，手机才进行异频的测量，

其实就是总是进行异频测量

当EcIo<=-12dB时，手机进行异系统测量

以CPICH EcIo的方式进行FDD 测量评估通过以上两个Table的参数设置，Idle模式下，Ue在FDD1上不测量FDD2的信号，Ue

在FDD2上则总是测量FDD1的信号2）FDD2邻区关系中的小区重选关系设置

Object Parameter Serving F2Neighboring

Neighboring F2Neighboring

GSM

CellSelectio nInfo qQualMin

qHyst1

qHyst2

-16 dB

2 dB

UmtsNeighbou qQualMin-16 dB-16 dB

ringRelation qOffset1sn qOffset2sn

0 dB -50 dB

0 dB 0dB GsmNeighbour ingCell

qRxLevMin qOffset1sn

-115 dBm 50 dB

FDD1邻区关系中的小区重选关系设置

Object Parameter Serving F2

Neighboring F1

Neighboring F2 Neighboring

GSM

CellSelec tionInfo

qQualMin qHyst1 qHyst2

-16 dB 2 dB 2 dB

UmtsNeigh bouringRe lation

qQualMin qOffset1sn qOffset2sn

-16 dB 0 dB 0dB

-16 dB 0 dB 50dB

GsmNeighb ouringCel l qRxLevMin qOffset1sn

-115 dBm

50 dB

通过对FDD1和FDD2邻区关系中对qOffset2sn 参数的极端设置，以达到如果Ue 在Idle 下驻留到FDD2则自动重选至FDD1

5.1.2 iMCTA Table

5.1.2.1 iMCTA Alarm Table

Ue在FDD1上进行业务，触发Alarm之后，除了视频电话外，其它业务均优先向2G切换。

Ue在FDD2上进行业务，触发Alarm之后，所有业务均优先向FDD1切换

5.1.2.2 iMCTA CAC Table

CAC Priority Table （10713&10688）

Ue在FDD1上进行业务，触发CAC之后，所有业务均优先向FDD2切换。

Ue在FDD2上进行业务，触发CAC之后，所有业务均优先向FDD1切换。

5.1.2.3 iMCTA Service Table

R99终端在FDD1上建立业务后，在不触发Alarm和CAC时，不向FDD2切换。

HSDPA终端在FDD1上建立业务后，在不触发Alarm和CAC时，只有HSDPA和语音+HSPA业务向FDD2切换，该参数设置保证了H业务优先驻留FDD2。

5.2 典型掉话掉线分析

开始离散双频基站掉话掉线率较高，我们通过分析TOP20基站CTG将所有掉话掉线的Scenarios详细进行了分类，如：掉话信令流程、掉话Peg Counter、掉话时RF、以及业务IMSI。通过典型掉话的分析，我们进行了邻区的添加，和如下参数的修改。使得双频网KPI显著上升。

第二阶段，通过大量CTG分析，发现较多的邻区问题和无线原因以及处理了一些基站故障，双频基站KPI稳步提升。