LTEMRO功能详述和优化验证.docx

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LTEMRO功能详述和优化验证

LTE-MRO功能详述和优化验证

概述

在实际网络建设阶段和网络运行阶段，由于很多移动性参数都是采用基线参数配置形式和人工路测修改移动性参数维护模式，使得网络移动性参数的维护成本非常高。

为了满足在覆盖有效的基础上，提升移动性性能和降低其维护成本，标准和产品中都引入MRO算法需求。

MobilityRobustOptimization（MRO）移动性鲁棒性优化，即优化设置不当的切换参数。

切换参数设置不当，会引起同频、异频、异系统的切换过早、过晚或乒乓，导致切换失败或UE掉话。

MRO通过统计这些异常数据来优化移动参数，目前通过调整邻区CIO来优化。

一、MRO原理

MRO通过对不同切换情况的识别，并对它们进行统计，根据统计结果对切换的相关参数进行优化，使得网络中的切换失败、掉话和不必要的切换降到最少。

MRO是通过如下过程进行参数优化：

Ø场景识别

分析切换异常的特征，定义切换过早、过晚以及乒乓切换的场景。

在切换时，识别这些切换场景。

Ø场景处理

在MRO优化周期，对识别到切换异常的次数进行统计。

在优化周期到达时，根据统计的切换异常次数与门限，确定参数调整的方向。

Ø结果监控

在参数调整后，监控切换的各项指标是否得到优化。

若切换指标得到优化，则在下个优化周期不会回退参数；若切换指标恶化，则在下个周期进行参数回退。

（一）系统MRO

系统MRO优化是指在LTE系统的同频邻区或异频邻区之间进行的切换参数优化。

同频邻区的切换由事件A3决定，异频邻区的切换由事件A2、事件A4或事件A3决定，所以优化的参数是同频和异频的事件A3的CIO（CellIndividualOffset）、事件A4的CIO以及事件A2的门限。

需要注意的是，只有当eNodeB之间建立了X2链路时，才能进行系统MRO优化。

LTE系统的同频邻区的MRO优化流程中没有参数回退的判断，即没有图3-1中虚线所框的部分。

（图3-1系统MRO优化流程）

（二）场景识别及优化

场景识别是判断切换异常的场景，包括切换过早、切换过晚以及乒乓切换。

如图3-2所示，切换过早、过晚是针对UE从小区A切向小区B来说的。

（图3-2切换过早过晚示意图）

1.切换过早

源小区对UE下发切换命令后，由于目标小区信号质量不佳，UE切换到目标小区发生失败，UE发起RRC重建回源小区，源小区的质量还能满足UE的要求并继续为UE服务，这种场景我们判断为切换过早。

解决办法：

切换过早就是在没有达到正常切换区域就进行切换了，导致UE在目标小区信号差，因此，需要将CIO调小，让切换更晚一点到来。

（切换过早示意图）

在eNodeB中，切换过早有以下两种情况：

1）、UE接到切换命令，在切换到目标小区的过程中发生了RLF（RadioLinkFailure）。

在RRC重建时，重建回源小区。

这种情况说明源小区信号质量还可以继续做为该UE的服务小区，或目标小区过容易满足切换条件导致目标小区选择错误，UE的切换发生过早了。

2）、从源小区切换到目标小区成功后，在目标小区只停留了很短的时间，就发生了RLF。

在RRC重建时，重建回源小区或重建到其他小区。

这两种情况分别说明目标小区是一个不稳定的邻区（如信号波动很大的小区），或目标小区过容易满足切换条件导致目标小区选择错误，UE的切换发生过早了。

如果判断为切换过早，不管是哪一种情况，都会将NRT（NeighborRelationsTable）中对应邻区关系对中的切换过早次数加1。

2.切换过晚

UE因为源小区的信号不好，没来得及上报测量报告，或者有测量报告上报但是还没有收到切换命令，UE就发生RRC重建，重建到目标小区或者一个新小区，这个时候UE重建到的小区通过RLFINDICATION信令将UE的重建信息带给源小区，源小区根据UE重建信息判定是否为切换过晚场景，根据重建信息中的目标小区的PCI，查找到对应的邻区记录后，判定为切换过晚。

解决办法：

切换过晚就是UE已经过了正常切换区域还没有切换了，导致UE在源小区信号差，因此，需要将CIO调大，让切换更早一点到来。

（切换过晚示意图）

在eNodeB中，切换过晚是指UE在源小区发生了RLF，并且在RRC重建时，重建到非源小区。

这种情况说明UE超出了源小区信号覆盖的围，UE的切换发生过晚了。

在LTE系统中，包括同频切换与异频切换。

同频切换由事件A3决定，异频切换由事件A2与事件A3，或者由事件A2与事件A4决定。

其中事件A2决定异频切换测量的下发，所以异频切换过晚有可能因为事件A2、事件A4或事件A3的相关参数设置不合理，导致测量下发过晚引起的切换过晚。

事件A3触发，即邻区质量高于服务小区一定偏置值。

事件A2用于异频测量的触发，表示服务小区的质量已经低于一定门限值。

事件A4的触发，即邻区质量高于一定门限值。

Ø同频切换过晚

本小区通过X2口接收到某一小区发送的RLFIndication指示，且本小区中存在RLFIndication信令中的上下文消息，判断为一次同频切换过晚。

Ø异频与事件A2相关的切换过晚

本小区没有下发启动测量GAP的MeasurementConfiguration消息或下发启动测量GAP的MeasurementConfiguration消息失败，导致UE超出了本小区覆盖质量围，产生了RLF后重建在某小区。

本小区通过X2口接收到某小区发送的RLFIndication指示，且本小区存在RLFIndication信令中的上下文消息，则判定为一次与事件A2相关的切换过晚。

这里需要区分切换是事件A3或事件A4触发的，因为基于事件A3的异频A2RSRP触发门限与基于事件A4的事件A2RSRP触发门限不同。

Ø异频与事件A4或事件A3相关的切换过晚

本小区下发启动测量GAP的MeasurementConfiguration消息成功，但没有下发切换命令或下发切换命令失败，导致UE超出了本小区覆盖质量围产生了RLF，本小区通过X2口接收到某小区发送的RLFIndication指示，且本小区中存在RLFIndication信令中的上下文消息，则判断为一次与事件A4相关的切换过晚。

RLFIndication中包括信息如下：

-    FailureCellID:

PCIofthecellinwhichtheUEwasconnectedpriortothefailureoccurred;

-    ReestablishmentCellID:

ECGIofthecellwhereRLre-establishmentattemptismade;

-    C-RNTI:

C-RNTIoftheUEinthecellwhereUEwasconnectedpriortothefailureoccurred;

-    shortMAC-I（optionally）:

the16leastsignificantbitsoftheMAC-Icalculatedusingthesecurityconfigurationofthesourcecellandthere-establishmentcellidentity.

同频邻区进行切换过早/过晚的MRO优化，有以下两种情况。

1）、在RLF异常比例>CoverAbnormalThd的情况下：

邻区对之间发生了足够的切出次数StatNumThd。

前一周期异常RLF比例-这一周期异常RLF比例>=周期间比例波动门限。

2）、在RLF异常比例<=CoverAbnormalThd的情况下：

邻区对之间发生了足够的切出次数StatNumThd。

前一周期异常RLF比例-这一周期异常RLF比例>=周期间比例波动门限。

切换成功率<=邻区间优化门限NcellOptThd。

RLF异常比例门限CoverAbnormalThd=5%，RLF异常比例=（切换过早RLF次数+切换过晚RLF次数）/总的切换次数。

以上任一种情况满足时，eNodeB都将比较切换过早次数与切换过晚次数的大小，若切换过早次数大于切换过晚次数，则对同频事件A3的邻区CIO减少一个步长，也就是相当于减小邻区小区的切换围，使切换晚些。

反之，则增加一个步长。

若在本统计周期，人工在线修改过CIO值或其它切换参数值（迟滞、门限、Offset、TTT、滤波系数K），或者手动在线增加、删除黑小区，本统计周期不做MRO调整。

下一个周期进行基于人工修改值的MRO优化。

并且，优化调整判断时，不判断周期间RLF比例的波动情况。

3.乒乓切换

当UE进行A—>B—>A这样的切换流程，从小区A切换到小区B后，在小区B停留的时间很短（必须小于乒乓切换的时间门限），又返回到小区A，说明小区A的信号质量相对目标小区而言更好，我们判定这种场景为乒乓切换

乒乓切换的判决如图3-3所示，乒乓判决时，小区A作为切换入小区收到UEHistoryinformation以后，如果UEHistoryinformation中次新小区的GCI与本小区相同，在最新小区停留的时间（图3-3中停留时间2）小于乒乓门限时间PingpongTimeThd，则认为这是一次乒乓切换。

乒乓切换说明小区A相对于小区B而言，属于信号质量更好的小区，而小区B还不具备稳定的信号质量来承接该切换的UE。

乒乓切换会引起不必要的信令开销，增加切换失败的概率，同时对吞吐量也会产生一定的影响。

（图3-3乒乓切换判决示意图）

如果NRT中的邻区对已进行了切换过早/过晚的MRO优化，则不再进行乒乓切换的MRO优化。

反之，则进行乒乓切换的判决，如果满足乒乓切换的条件，则进行乒乓切换的MRO优化。

在判断乒乓场景是否需要调整时，只考虑乒乓比例是否超过乒乓门限。

其中，乒乓切换比例=乒乓切换次数/总切换次数。

在需要进行乒乓切换MRO优化时，如果乒乓切换比例大于比例门限PingpongRatioThd，则对应邻区对的CIO减少一个步长；否则，不进行参数调整。

同频邻区与异频邻区的乒乓优化原理一样，同频邻区调整事件A3的CIO，异频邻区调整事件A4或事件A3的CIO。

二、Q市MRO参数验证

（一）优化策略及参数配置

1.试验区域

截止2016年12月22日，现网共计5654个小区，此次除高速、高铁和C县区域外全部进行参数验证修改，共计874个基站（包含3571个小区）。

2.参数配置

参数名称

参数ID

参数定义

修改脚本

小区级同频MRO算法开关

IntraFreqMroSwitch

该参数表示小区级同频MRO算法开关

MODCELLALGOSWITCH:

LOCALCELLID=xx,MROSWITCH=IntraFreqMroSwitch-1;

基站级同频MRO算法开关

IntraFreqMroSwitch

该参数表示基站级同频MRO算法开关

MODENODEBALGOSWITCH:

MROSWITCH=IntraFreqMroSwitch-1;

MRO优化周期

OptPeriod

该参数表示进行异常切换（切换过早、切换过晚、乒乓切换等）的监测、识别和统计的周期长度，然后在周期到达后根据统计数据进行切换参数调整。

该参数建议取值为5分钟的倍数，否则该参数会扩展为5分钟的倍数后运行。

MODMRO:

OPTPERIOD=60,NCELLOPTTHD=90,STATNUMTHD=200,PINGPONGTIMETHD=1,PINGPONGRATIOTHD=5,MROOPTMODE=FREE;

邻区优化门限

Ncelloptimizationthreshold

该参数表示进行移动性参数优化的成功率门限，当切换成功率大于该门限才能进行乒乓切换优化。

MRO统计次数门限

StatNumThd

该参数表示进行系统移动性参数优化所需的切换次数门限，切换次数包含切换出尝试次数和切换过晚的次数，当切换总次数达到该门限后才能进行移动性参数的优化。

乒乓时间门限

PingpongTimeThd

该参数表示判别乒乓切换的时间门限，如果UE切换到目标小区后又切换回到源小区，在目标小区停留时间低于该参数值时，源小区通过UE历史信息即可判决为乒乓切换。

乒乓比例门限

PingpongRatioThd

该参数表示系统乒乓切换的比例门限，即若乒乓切换比例超过该门限时，则要进行参数调整，若乒乓切换比例小于等于该门限则不启动参数调整。

MRO优化模式

MroOptMode

该参数表示移动性鲁棒性优化算法运行的模式，如果为自由模式，则切换/重选参数优化由eNodeB自动处理；如果为受控模式，则上报需要优化的切换/重选参数给U2000，需要维护人员手工确认才会进行切换/重选参数优化。

CIO调整围配置指示

CioAdjLimitCfgInd

该参数表示是否配置CIO调整围最大值和最小值参数

MODCELLMRO:

LOCALCELLID=5,CIOADJLIMITCFGIND=CFG,CIOADJUPPERLIMIT=dB4,CIOADJLOWERLIMIT=dB-4;

CIO调整围最大值

CioAdjUpperLimit

该参数表示MRO算法调整CIO围的最大值，仅当CIO调整围配置指示设置为CFG（配置时）有效，用来标示MRO算法调整CIO的围上限。

CIO调整围最小值

CioAdjLowerLimit

该参数表示MRO算法调整CIO围的最小值，仅当CIO调整围配置指示设置为CFG（配置时）有效，用来标示MRO算法调整CIO的围下限。

（二）后台指标对比

对参数修改区域持续观察了5天，通过指标可以发现，参数修改后，多项指标均稳中有升：

指标项

参数修改前（12月18-22日）

参数修改后（12月23-27日）

乒乓切换次数

38658

27934

切换过早次数

36580

33863

切换过晚次数

24079

23730

切换成功率

99.82%

99.82%

E-RAB掉线率

0.14%

0.14%

CQI大于等于7占比

94.39%

94.40%

RRC重建次数

161235

152705

RRC重建比例

2.92%

2.79%

重定向比例

2.80%

2.72%

各项指标详细指标对比及走势如下：

1.乒乓切换、切换过早过晚次数变化

提取12月23日参数修改前后5天指标进行对比，特定两小区间用户乒乓切换次数从修改前平均38658次降低至修改后平均27934次，特定两小区间切换出过早次数从36580次减少至33863次，特定两小区间切换出过晚次数从24079次减少至23730次。

（参数修改区域切换过早、过晚及乒乓切换次数变化情况）

2.切换成功率及E-RAB掉线率变化

同样对比参数修改前后5天的指标，系统切换成功率和E-RAB掉线率持平。

（参数修改区域切换成功率及E-RAB掉线率变化情况）

3.CQI指标变化

同样对比参数修改前后5天的指标，CQI大于等于7的占比由94.39%提升至94.40%，如下所示：

（参数修改区域CQI类指标变化情况）

4.RRC重建指标变化

乒乓切换、切换过早、过晚次数的减少，有利于减少用户RRC重建次数，通过对比，RRC重建次数从161235次下降至152705次，RRC重建比例从2.92%下降至2.79%。

（参数修改区域RRC重建指标变化情况）

5.重定向指标变化

乒乓切换、切换过早过晚次数的减少，有利于降低用户掉线的比例，也有利于减少重定向比例，4G重定向3G次数由154230降低至149176,4G重定向3G比例从2.8%下降至2.72%。

（参数修改区域RRC重定向指标变化情况）

三、优化总结

通过修改MRO功能参数验证不难发现，在开启MRO功能后，系统可以通过优化邻区间CIO参数的方式自动进行网络优化，且对减少乒乓切换、切换过早、切换过晚均有比较好的改善效果，通过MRO功能的优化，CQI类指标也有也有小幅度改善；乒乓切换及切换过早过晚次数的减少也使得用户能更好的与基站保持连接，RRC掉线的次数和占比有了较大幅度的改善。

MRO功能的优势在于实现了对网络自维护，面对日益复杂的无线网络环境，网络自己通过监控指标并对相关参数进行自动调整，可以大幅度降低优化成本，并提高优化效率及优化准确度。