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摘要：本文主要简述了TD-LTE系统切换概况，分析了TD-LTE切换算法及切换机制，以及探讨TD-LTE切换问题优化措施。
关键词：TD-LTE；网络切换；性能优化
切换（Handover 或者Handoff）是移动通信系统的一个非常重要的功能。它是控制无线链路的一种手段，切换能够让用户在跨越不同的小区时保持连续的通话而不掉话。当用户设备在小区之间移动时，基站可能基于某种策略发起切换过程。切换性能与切换参数的设置密切相关，如果切换参数设置不合理，则会降低用户感受度，并且还会因乒乓切换、无线链路失败(RLF, RadioLink Failure) 等原因而浪费网络资源。
一、TD-LTE系统切换概况
（一）TD-LTE系统切换的种类及类型
现阶段, 网络切换作为无线资源管理中的重要部门, 其性能是否优化, 直接影响到用户的使用体验以及网络传输的效果。目前, 网络用户状态主要被分为空闲状态(RRC_DILE)以及连接状态(RRC_CONNECTED)两种。所谓的切换指的就是连接状态下所对应的移动行为。
目前, TD-LTE无线网络的切换的类型主要有两种;软切换和硬切换。所谓的软切换指的是用户在与目标小区建立连接的前提下, 再断开与源小区之间的连接。而硬切换的过程则是相反,即用户先断开与源小区之间的连接,再和目标小区建立新的连接。
事实上,由于TD-LTE系统在构建的过程中,并没有在上行、下行的过程中采取宏分集合并的技术,因而在TD_LTE无线网络系统中,所采用的切换类型主要为硬切换事实上,网络切换指的是用户在业务连接状态下,在业务服务不变的前提下,将无线承载改为相邻小区的操作过程。
（二）TD-LTE系统的切换过程
TD-LTE无线网络系统所采取的切换类型为硬切换,因而在实际的切换过程中,服务基站与目标基站之间的信息传递主要通过xZ接口进行。事实上,切换的环节主要包含四个步骤,分别是测量控制、切换准备、执行、完成。在这四个步骤中,切换的测量控制与准备主要是依赖于用户与基站共同协作完成,而切换的执行过程则是由用户、基站以及MME协作完成。
二、TD-LTE切换算法及切换机制
切换是移动台在业务连接状态时，当移动台位置发生变化，原来的服务小区将可能不再能够给用户继续提供服务，这时候为了业务不被中断，需要寻找最合适的小区或网络为用户提供服务，从而实现无缝覆盖。切换作为一个重要的移动性管理功能，直接影响整个系统的性能，切换不仅要保证用户在穿越边界时仍能正常地进行业务，而且还要做到快速、有效，这样才有利于降低整个系统干扰，减少掉话，提高系统容量。
切换一般分为硬切换、软切换和接力切换。其中硬切换先断后通的切换方式势必引起通信的短暂中断，但是它的优点是实现起来比较简单。而在LTE网络中，由于网络取消了RNC实体，不再支持宏分集，所以也采用的是硬切换。
LTE的切换过程一般可以分为4个部分：测量、处理、决策和执行。切换测量( 切换决策是基于信道测量)由LTE 在下行链路来进行处理。处理是为了过滤掉快衰落效应和层1测量的缺陷，这些处理过的测量要以周期性或事件触发的形式报告给基站。因此切换的开始基于切换测量的处理，如果终端上报的条件得到满足，决策通过后，由源基站下发切换指令，开始执行切换。
在3GPPTS36.331中切换测量报告的触发有 A1，A2，A3，A4，A5，B1，B27种， 其中B1，B2是系统间的测量。其余5种测量的触发条件分别是A1，为测量值对比门限条件服务变好时触发；A2，为测量值对比门限条件服务变差时触发；A3，为测量值邻区比服务区更佳时触发；A4 为邻区测量值比门限更佳时触发；A5为服务区测量值比threshold1变差而邻区测量值threshold2更佳时触发。A1，A2 一般为异频组网时，终端上报的该测量结果后，作为网络侧下发异频测量控制事件的触发，满足异频切换门限时再上报A5测量报告，就可以进行异频的小区切换。在当前TD-LTE 规模实验网中，采用的是20MHz 同频组网，因此终端进行切换时，一般触发的是A3测量报告。A3切换算法反映了相邻目标小区的信号质量，又反映了当前服务小区的信号质量，综合考虑了这两方面的因素来触发切换。具体算法规定如下：
UE将：
* 当满足如下不等式A3-1时，认为满足此事件的进入条件：
* 当满足如下不等式A3-2 时，认为满足此事件的离开条件：
公式中变量的定义如下：Mn 为相邻小区的测量结果；Ofn为相邻小区频率上的的频率特定的偏移量；Ocn为相邻小区的小区特定偏移量，如果该相邻小区没有配置，则该值为0 ；Ms为服务小区的测量结果；Ofs为服务小区的频率特定的偏移量；Ocs为服务小区的小区特定的偏移量；Hys 为该事件的迟滞；Off为该事件的偏移参数。另外，Mn 、Ms 如果使用RSRP 的话，则单位为dBm，如果使用RSRQ，则单位为dB。其他参数的单位都为dB。
三、TD-LTE切换问题优化措施
针对不同的切换优化存在的问题，下面给出不同的优化措施与建议。
（一）硬件传输故障
硬件故障的现象表现为：告警系统上报相应的告警信息。首先要排除这些硬件故障告警，检查硬件数据配置，如果出现故障的小区及其相邻小区的数据配置在近期没有修改，突然出现切换问题，则应首先考虑是否eNodeB硬件故障造成。若该eNodeB下只有一个小区出现切换问题，则考虑是否由该小区本身的硬件故障造成，如部分载频损坏，引起呼叫切换到该载频时失败。对于上述问题，可以采用闭塞部分载频的方式来验证。若闭塞某个载频后，切换成功率恢复正常，则可以查看是否该载频故障，或与该载频相关的BBU或天馈故障。
（二）数据配置不合理
数据配置不当导致的故障现象表现为：UE 不发起切换或过多的发起切换，从而影响切换成功率。
由于切换判决算法受切换参数的控制，如果切换参数配置不当，可能导致MS 不发起切换或过多的发起切换，此时可从以下几个方面来考虑：（1）数据配置中的切换门限设置是否合理；（2）数据配置中的切换候选小区参数设置是否合理；（3）数据配置中的切换磁滞设置是否合理；（4）切换定时器。
（三）目标小区拥塞
目标小区拥塞的故障现象表现为：UE 发起切换请求后申请不到信道而切换失败。当目标小区出现拥塞导致切换失败后，为避免MUE 试图再次切换到此目标小区，应对目标小区进行惩罚。2.3.4 时钟问题时钟不同步，BTS 时钟不稳是引起切换掉话的重要原因，应注意保持基站时钟稳定，否则会因为时钟不稳，引起切换失败以及掉话过多。
（四）干扰问题
网络存在较大的干扰，容易引起接收质量下降，导致干扰切换或者质差切换增多， 降低了PBGT 切换比例，从一定程度上降低了现网的服务质量，影响用户的感受，甚至一定程度上影响切换成功率。干扰问题主要通过路测发现现网存在的干扰大的小区或者频点，然后通过调整天馈倾角，更换频点，调整发射功率和小区覆盖范围等常规的RF 优化手段解决。也可以通过辅助手段，登记干扰带测量，来估计下行的干扰情况。
（五）覆盖问题及上下行平衡
信号覆盖问题的现象表现为：切换成功率低、伴随着掉话且话音质量较差，用户直观感受差，通话过程中有杂音和金属声。信号覆盖问题主要存在三类，一类是越区覆盖，由于边缘门限设置过低，基站功率过大，倾角不合适导致越区覆盖，形成同频干扰，影响切换成功率；一类是孤岛效应引起的切换成功率低，如服务小区的覆盖远远超过其邻区，且未与其邻区的邻区配置相邻关系，这种情况容易在服务小区的边缘发生切换失败。覆盖问题和上下行平衡主要通过RF优化解决。
总结
现网中影响TD-LTE 网络性能的问题很多，在切换优化中可以通过最佳邻区配置、切换参数优化提升切换合理性，保证UE 在不频繁切换的情况下尽快驻留到最强电平的同频小区，而规避TD-LTE网络的同频干扰。随着网络建设深度覆盖问题的解决，双层网络建设以及网络负载不断提高，切换问题对网络性能的影响也会提升，除切换失败和不及时导致的同频干扰增大以外，异频切换不及时也会导致性能下降。切换优化仍然是移动网络运营商提升网络质量的重要手段。
参考文献：
[1]TD_LTE无线网络切换性能优化探索_郑文斌
[2]TD_LTE系统中基于切换性能的网络优化方法研究_刘凯凯
[3]TD_LTE无线切换成功率问题分析与优化_郑潮莲
[4]通过切换优化提升TD_LTE网络质量的研究_万仁辉
论文作者:曾导
论文发表刊物:《基层建设》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/30
标签：小区论文; 测量论文; 基站论文; 网络论文; 载频论文; 用户论文; 门限论文; 《基层建设》2017年第17期论文;