TD-SCDMA网络测试中切换失败的分析

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1、TD-SCDMA 网络测试中切换失败的分析 王中元，袁超伟 北京邮电大学信息与通信工程学院 内容提要：本文针对 TD-SCDMA 网络测试中经常出现的切换失败问题进行了研究。文章详细 讨论了切换的原理、流程，并分析了导致切换失败的原因，提出了针对切换问题的网络优化 的步骤。最后，结合工程实际中出现的问题提出了解决方案。 关键词：TD-SCDMA 切换 优化 1. 引 言 中国自主研发的 TD-SCDMA 商业试用至今已经在全国 38 个城市推出了服务， 并且取 得了良好的用户体验。与此同时，中国移动宣布：TD 三期建网涉及城市达到 162 座。 因此，至 2011 年，TD-SCDMA 的网络

2、将覆盖全国 200 座城市。可以说 TD-SCDMA 网络建 设正在如火如荼地进行中。因此，对 TD 网络的测试和优化工作将成为移动未来工作的 重点。 在网络优化的工作中， 切换的优化是一项十分重要的工作。 因为切换失败往往是造 成各种业务无法顺利进行的罪魁祸首。本文根据 TD-SCDMA 网络的切换原理，结合信令 流程， 详细分析了造成切换失败的原因， 提出了优化的方法， 并给出工程实例作为参考。 2. 信令与切换 切换是一个重要的无线资源管理功能，是蜂窝系统所独有的功能和关键特征。 硬切换是在早期的移动通信系统中采用的一种越区切换方法。 当用户终端从一个小 区或扇区切换到另一个小区或扇区时

3、，先中断与原基站的通信，然后再与新的基站建立 通信。而接力切换利用 TDD 系统的特点和上行同步技术，在切换测量期间，利用开环技 术进行并保持上行预同步，从而达到减少切换时间、提高切换成功率、降低切换掉话率 的目的。 从信令上看，硬切换与接力切换也有一些不同。首先，在信令“physical channel reconfiguration”中，如果包含“synchronization parameters”则为硬切换，否则 为接力切换；其次，从信令流程上看，接力切换在切换命令“physical channel reconfiguration”下发后，UE 不需要与目标小区进行同步，因为这部分在之

4、前已经通 过预同步完成了1,2。 2.1 切换流程 TD-SCDMA 的切换主要可以分为三个过程：测量过程、决策过程和执行过程。如下 图所示： 图 1 切换过程 （1）测量过程的主要功能是对于 TD-SCDMA 系统中切换要求的参数进行测量，并且 对于测量报告的结果进行检验。 测量过程主要分为系统内的测量和系统间的测量， 以及 同频测量和异频测量。这个过程主要涉及到测量报告的周期、格式等参数。 （2） 决策过程的主要功能是根据网络和业务等各方面要求配置参数， 并参考相应的 门限值和测量结果给出切换判决结果， 最终决定用户终端是否进行切换以及切换的目标测 量 决 策 执 行 小区。 决策过程的设

5、计具体体现了切换算法中的各种切换准则， 同时也是对于 TD-SCDMA 系统要求的性能的具体反映。 （3）执行过程的主要功能是当决策过程已经判决用户终端需要进行相应的切换时， 通过 RNC 与用户终端的信令交互使用用户终端与目标小区建立连接， 并为用户终端分配 相应的无线资源，从而完成 TD-SCDMA 系统切换3,4。 3.切换过程中常出现的异常信令情况 (1)终端上报测量报告， 但是由于上行信道质量不好或失步， 导致RNC收不到测量报 告，使得服务小区一直发送测量报告，且服务小区质量已经很差，但是还是不能发起切 换。 (2)RNC收到测量报告，但是由于下行失步，导致UE无法收到随后下发的测

6、量控制， UE不停地发测量报告，却不能发起切换。 (3)UE由于和原小区失步， 无法收到原小区DCH信道的数据， 即无法收到物理信道重 配置信令，导致无法切换。 (4)UE在原小区能够保持同步，但无法正确解析物理信道重配置命令，UE试图发送 Cell update，但功率已经不足，导致基站无法解析。这属于切换不及时的一种情况， 可以通过修改切换参数来修改。 (5)UE收到物理信道重配置信令，却无法与新小区建立上行同步，导致帧定时跟踪 出现问题，这时，UE无法在目标小区正确收发，正常情况下会回到原小区发物理信道重 配置失败，若此时与原小区失步的话，会导致无法回滚，而引发物理信道重配置超时。 (6

7、)UE收到物理信道重配置信令，由于原小区或邻小区对目标小区的下行信道存在 干扰，导致UE无法正确解析目标小区的下行信号，使得UE无法与目标小区建立同步，造 成物理信道重配置超时。 (7)UE已向目标Node B发送物理信道重配置完成信令，但是由于目标小区Node B底 噪过高，或此时多部UE位于小区边缘，且上行发射功率都被抬升的比较高，导致产生较 大的上行时隙干扰，使得目标小区Node B无法正确解析重配置完成的信令，而引发物理 信道重配置超时。 切换时的异常信令需要结合路测仪和RNC后台共同分析原因，一起定位问题，到底 是上行失步还是下行失步、 物理信道重配置终端是否有收到、 物理信道重配置

8、超时原因 是什么等。 4.切换失败的原因及解决方法 通过对信令的分析，我们发现造成切换失败的原因主要分为以下几种：邻区漏配、 导频污染、 干扰以及切换参数设置不当等都会造成切换失败。 下面将详细讨论如何辨别 这些原因的发生，并提出解决方法。 4.1 邻区漏配 邻区漏配在建网初期很容易发生。 如果发生邻区漏配的情况， 主要会对网络产生两 方面的影响： 一是在小区重选时终端不会重选到本来信号较好的邻区， 而是一直驻留在 信号差的小区，导致呼通率等指标降低；二是影响扰码的优化，如果两个小区是邻区， 但没有配成邻区，那么就有可能把这两个小区的扰码配成一样的，造成解调的困难。 确认邻区漏配的方法是：观察

9、掉话前服务小区的PCCPCH RSCP信息和扫描仪记录的 TOPN小区信息，如果服务小区的PCCPCH RSCP很差，而扫描仪记录的TOPN小区中的最强 小区的场强很好， 这时再检查扫描仪记录的TOPN小区中的最强小区的扰码， 看看它是否 出现在掉话前最后一次的测量控制的邻区列表中， 如果测量控制的邻区列表中没有该扰 码，那么可以确认是邻区漏配。 另外， 如果掉话后 UE 马上进行小区重选， 而 UE 重选的小区扰码和掉话时的扰码不一致，也可以怀疑是邻区漏配的问题，可以通过测量控制进一步进行确认（从掉话位置 的消息开始往前找， 找到最近的同频或异频测量控制消息， 检查该测量控制消息的邻区 列表

10、） 。 4.2 导频污染 导频污染是指在某一点存在过多的强导频， 但却没有一个足够强的主导频。 如果导 频的RSCP值大于某一门限，判定该导频为强导频。 在导频污染区域，由于没有主导频，很容易产生乒乓切换或C/I较差的问题，所以， 切换很容易失败。 对于导频污染引起的切换问题， 可以通过调整某一个天线的工程参数或调整PCCPCH 功率值， 使该小区成为主导小区； 也可以通过调整周围的其他几个小区的天线工程参数 及PCCPCH 功率值，减小信号到达这些区域的强度；从而减少导频个数；如果条件许可， 可以增加新的基站覆盖这片地区。 4.3 存在干扰 干扰主要分为三类：一类是目标小区上行干扰严重，导致

11、上行同步失败；另一类是 原小区下行干扰严重；还有一类是同频干扰。 目标小区上行UPPCH信道干扰严重， 或者同时有其他UE 的上行同步碰撞， 导致和目 标小区的上行同步失败；目标小区的UPPTS期望接收到的功率设置过小，功率步长设置 不当等原因可能会导致同步无法完成。 这个问题可以通过调整FPACH的功率、 UPPTS期望 接收功率来解决。 在切换过程中，如果原小区下行干扰严重，有可能会导致原小区无法有效接收到 UE 上报的测量报告，从而不进行切换。此时，系统侧应该有“物理信道重配置超时” 消息。而 UE 会出现失步，并发出“小区更新”。此时路测设备上的 DPCH SIR 会相应 的较差。 另

12、外， 同频邻区可能产生较大的同频干扰， 邻区之间的码字相关性较差带来的干扰 也会对切换产生很大的影响， 甚至造成由于切换失败而导致掉话。 对此类问题可以通过 调整扰码或者频点达到优化的目的。 4.4 切换算法参数设置问题 切换算法参数设置不当主要会导致下面两类问题：切换来不及或者乒乓切换。 切换来不及从信令流程上表现为手机收不到物理信道重配置消息， 原因是在UE上报 测量报告后由于原小区信号 PCCPCH RSCP下降过快，在RNC发送物理信道重配置消息时 UE因为下行失步已经关闭发射机，从UE侧来看是收不到物理信道重配置命令。 从信号上看，切换来不及主要有以下现象： （1）拐角效应：原小区

13、PCCPCH RSCP陡降，目标小区PCCPCH RSCP陡升，对原小区 的下行信道产生较强的干扰，使得UE无法解调物理信道重配消息。 （2） 针尖效应： 原小区 PCCPCH RSCP快速下降后一段时间后上升， 目标小区PCCPCH RSCP出现短时间的陡升。 跟踪信令流程，发现一般在切换失败前手机上报了1G或者2A测量报告，RNC也收到 了测量报告，并下发了物理信道重配置消息，但UE收不到物理信道重配置消息。 解决切换来不及导致的掉话， 可以通过调整天线扩大切换区， 也可以配置切换参数 （迟滞和切时延） 使切换更容易发生， 或者增加CIO的值使目标小区能够提前发生切换。 CIO与实际测量值

14、相加所得的数值用于UE的测量事件评估过程。UE将该小区原始测量值 加上这个偏置后作为测量结果用于UE的切换判决， 在切换算法中起到移动小区边界的作 用。该参数设置越大，则切换越容易；设置越小，切换越困难，有可能影响接收质量。 乒乓切换主要有以下两种现象： （1）主导小区变化快：2个或者多个小区交替成为主导小区，主导小区具有较好的 RSCP和C/I，每个小区成为主导小区的时间很短； （2）无主导小区：存在多个小区，RSCP正常而且相互之间差别不大。 从信令流程上看， 一般可以看到刚完成一次切换后马上上报该小区1G或2A事件， 之 后由于收不到RNC下发的物理信道重配置消息导致失败。 解决乒乓切换

15、带来的掉话问题，可以调整某个小区的天线或PCCPCH POWER使覆盖区 域形成主导小区， 也可以调整切换延迟时间或者切换迟滞参数， 来增大切换发生的难度 等来减少乒乓的发生。 4.5 设备异常 首先查看告警台是否有异常告警存在， 同时分析消息跟踪， 看切换问题发生在流程 的哪一步， 通过查看失败的消息解析。 可以联系当地的服务人员帮忙确认是否是设备异 常问题。 至此，我们总结了系统内切换常见的几个问题，并分析了出现的原因，提出了一些 简单的改进策略。在实际工作中，可以按照下图的流程进行对切换的优化。 图 2 切换优化工作流程 5.案例分析 下面列举两个实际工作中常遇到的例子来说明切换的优化过

16、程。 5.1 邻区漏配 （1）现象描述 某地一 T2 不能正常与某地二 T2 小区和某地二 T3 小区切换导致掉话 （2）原因分析 从南往北测试过程中发现 UE 占用某地二 T2 小区后不能顺利切到某地一 T2，通过结合扫频数据以及回放 log 发现，此时两小区间相差 20 多个 dB，且 UE 已经发出测量 报告，但是不能正常切入，从扫频数据分析，掉话前此时占用最强的小区为某地一 T2， 经查询某地一 T2 小区与某地二 T2 小区和某地二 T3 小区没建立邻区关系。 （3）调整方案 将某地一 T2 与某地二 T2 小区和某地二 T3 小区建立双向邻区关系，并修改某地一 T2 的频点。 （4）优化效果 经过加上邻区关系该问题得以解决。 5.2 导频污染 （1）现象描述 在某交界路段，RSCP正常而C/I却较低，并且频切现象较为严重，从路测仪上看此区域存在导频污染现象。 （2）原因分析 某地一T1，某地二T1、某地三T1和某