室內(nèi)電梯2G/3G互操作優(yōu)化
通信產(chǎn)業(yè)網(wǎng)
何鋒鋒 曲臻
中國聯(lián)通深圳分公司
摘要： 某大廈坐落于深圳CBD區(qū)域，由于存在物業(yè)問題，導致3G分布系統(tǒng)遲遲未能開通，目前樓內(nèi)2G分布正常運行，該樓主要以寫字辦公為主。隨著3G的正式商用，近期陸續(xù)有VIP用戶反映在該樓電梯內(nèi)出現(xiàn)脫網(wǎng)的現(xiàn)象。樓宇的周邊環(huán)境見圖所示，附近有電信樞紐WCDMA室外宏蜂窩。分析方法與優(yōu)化思路1.現(xiàn)象分析通過現(xiàn)場確認，在排除2G/3G鄰區(qū)漏配、終端及硬件等問題后，確認該問題屬典型的電梯快衰落現(xiàn)象，即在電梯門關(guān)閉的瞬間，由于信號的快速衰落，使得UE在較短的時間內(nèi)無法完成正常的重選、切換過程，從而導致脫網(wǎng)的出現(xiàn)。出現(xiàn)該問題的原因主要是室外3G信號質(zhì)量足夠好(室外信號在電梯口的EC/NO為-12～-14dB)，導致在進入電梯前，仍然無法滿足重選門限(3G低于-14dB進行測量)，當UE進入電梯關(guān)門后的瞬間，信號開始快速衰落，從開始衰落至信號到達脫網(wǎng)的過程當中，如果時長不足于支撐UE進行重選的行為，則發(fā)生脫網(wǎng)，一般在脫網(wǎng)后UE會通過重新搜索網(wǎng)絡(luò)選擇上2G的信號，此過程也就會影響用戶的實際感受。
Abstract：
Key words :
某大廈坐落于深圳CBD區(qū)域，由于存在物業(yè)問題，導致3G分布系統(tǒng)遲遲未能開通，目前樓內(nèi)2G分布正常運行，該樓主要以寫字辦公為主。隨著3G的正式商用，近期陸續(xù)有VIP用戶反映在該樓電梯內(nèi)出現(xiàn)脫網(wǎng)的現(xiàn)象。
樓宇的周邊環(huán)境見圖所示，附近有電信樞紐WCDMA室外宏蜂窩。
分析方法與優(yōu)化思路
1.現(xiàn)象分析
通過現(xiàn)場確認，在排除2G/3G鄰區(qū)漏配、終端及硬件等問題后，確認該問題屬典型的電梯快衰落現(xiàn)象，即在電梯門關(guān)閉的瞬間，由于信號的快速衰落，使得UE在較短的時間內(nèi)無法完成正常的重選、切換過程，從而導致脫網(wǎng)的出現(xiàn)。
出現(xiàn)該問題的原因主要是室外3G信號質(zhì)量足夠好(室外信號在電梯口的EC/NO為-12～-14dB)，導致在進入電梯前，仍然無法滿足重選門限(3G低于-14dB進行測量)，當UE進入電梯關(guān)門后的瞬間，信號開始快速衰落，從開始衰落至信號到達脫網(wǎng)的過程當中，如果時長不足于支撐UE進行重選的行為，則發(fā)生脫網(wǎng)，一般在脫網(wǎng)后UE會通過重新搜索網(wǎng)絡(luò)選擇上2G的信號，此過程也就會影響用戶的實際感受。
在電梯場景中，除了要考慮電梯內(nèi)外信號的重選條件外，應該同時考慮用戶在進電梯的過程當中進行業(yè)務請求的可能，這里存在兩種情況：
情況1：假設(shè)用戶在小區(qū)重選前進行CS12.2K語音業(yè)務的呼叫，此時用戶是在電梯外的3G小區(qū)下進行的業(yè)務請求，為了讓用戶能安全地從室外3G小區(qū)過渡至室內(nèi)2G小區(qū)，這里需要考慮兩個過程，即RRC連接與切換：a)應保證UE在電梯外小區(qū)下成功地完成RRC連接，否則，無法保證用戶正常完成一下步動作(即由室外3G小區(qū)切換至室內(nèi)2G小區(qū))；b)在完成RRC連接的情況下，需要成功完成切換過程。因此，以上兩個過程，需要保證在電梯門關(guān)閉后，信號出現(xiàn)衰減至一定程度之內(nèi)(即UE能與網(wǎng)絡(luò)作出信息交互的極限能力之內(nèi))，有足夠的時間保證UE完成這兩個過程，否則會出現(xiàn)呼叫失敗、切換失敗或者掉話等情況，假設(shè)T1為RRC連接時間，T2為切換所需時間，T0為信號衰減至極限時間，需要滿足T1+T2<=T0，才能保證正常的業(yè)務。
情況2：假設(shè)用戶在小區(qū)重選后進行CS12.2K語音業(yè)務的呼叫，即說明UE已經(jīng)正常完成小區(qū)重選的過程，此時用戶是在電梯內(nèi)的2G小區(qū)下進行起呼，此時是UE沒有受到電梯脫網(wǎng)的影響。因此，在情況2中只要保證UE能正常完成小區(qū)重選過程，就可以說UE是安全的，這也就需要小區(qū)重選的時間小于信號衰減至極限的時間；假設(shè)信號衰減時長為T0，小區(qū)重選時間為T3，即要求T3<=T0，否則會出現(xiàn)小區(qū)重選失敗的現(xiàn)象。
2.時延分析
通過現(xiàn)象分析，可知只要確認T0、T1、T2、T3的時間，即可知道UE在進入電梯的過程當中是否安全，以下對這各個流程及時延進行簡要分析。
RRC連接時延
當UE需要和網(wǎng)絡(luò)建立連接時，包括位置區(qū)或路由區(qū)更新、業(yè)務請求、尋呼響應等場景，UE根據(jù)系統(tǒng)廣播的參數(shù)信息在RACH信道發(fā)起RRC連接建立請求，UTRAN分配一定的資源為UE建立信令無線承載(SRB，Signal-lingRadioBearer)，建立UE到無線接入網(wǎng)UTRAN接入點的信令承載，為UE和UTRAN提供信令傳輸通道。
信令開始點為UE發(fā)起RRCCONNECTIONREQUEST消息；信令結(jié)束點為UE向RNC發(fā)起的RRCCONNECTIONSETUPCOMPLETE消息。結(jié)合路測數(shù)據(jù)，目前現(xiàn)網(wǎng)中RRC連接的時延一般為500ms左右，即T1=500ms。
切換時延
切換的過程包含2D起壓模和3A切換事件。信令開始點為UE根據(jù)2D門限觸發(fā)2D事件的測量報告的上報；信令結(jié)束點為CN發(fā)“IuRe-leaseCommand”消息給RNC釋放資源。現(xiàn)網(wǎng)2D和3A的切換時間差分別設(shè)置為640ms、100ms，從路測上看時延一般為1s左右，即T2=1s。
重選時延
重選的過程包含測量和目標小區(qū)選擇兩個環(huán)節(jié)。第一環(huán)節(jié)：根據(jù)S準則啟動測量;第二環(huán)節(jié)：根據(jù)R準則來進行鄰區(qū)排序，選擇R值最大的小區(qū)作為重選目標小區(qū)。
由于重選過程屬手機行為，并不需與網(wǎng)絡(luò)間進行交互，盡管有重選判決時間Tresecitions，但在實際路測當中，一般的路測軟件是無法獲取小區(qū)重選的過程時間。通過高通路測軟件QXDM及分析軟件APEX可獲取手機的底層消息，從而可確認UE的起測量時間點及完成重選后在2G網(wǎng)絡(luò)的位置更新時間點。
分別選取不同的重選配置參數(shù)進行實驗研究，獲取合適的重選時延，具體設(shè)置與測試時延。從三種配置的測試結(jié)果來看，默認值的重選時延最大，為8.5s；配置1與默認值相差不大，為7s左右；配置2的重選時延最小，為3.5s，主要跟小區(qū)重選的計時器調(diào)整有關(guān)。
信號衰落時延
選取聯(lián)通大廈室內(nèi)高層電梯作為研究對象，研究電梯在關(guān)門后脫網(wǎng)的時延及UE信息交互的極限。
從以上測試結(jié)果可看出，從電梯完全關(guān)閉到信令交互的極限時間BE=4.7s，此時EC/IO約為-16dB，場強為-116dBm；從電梯完全關(guān)閉到手機脫網(wǎng)的時間共為BC=5.9s，此時EC/IO約為-17.88dB，場強為-118dBm。
假設(shè)信號開始衰減的時間點為D，信號衰落的最后極限為E(非脫網(wǎng)點)，即T0=DE。這里的D點有兩種情況，一是信號在電梯門關(guān)閉之前就開始衰落，二是在電梯門關(guān)閉之后開始衰落。在實際測試過程中，信號在電梯門關(guān)閉之前衰落并不明顯，所以可以忽略第一種情況，即T0的最小值可以近似地認為是DE=BE=4.7s。
優(yōu)化實施和應用
通過上面的現(xiàn)象分析可知，在用戶進入電梯過程中，存在兩種情況：1)用戶在小區(qū)重選前進行CS12.2K語音業(yè)務的呼叫；2)用戶在小區(qū)重選后進行CS12.2K語音業(yè)務的呼叫。在情況1的時候，需要保證T1+T2<=T0；在情況2的時候，需要保證T3<=T0。結(jié)合上面的時延分析可知：
對于情況1，T1+T2=1.5s，T0=BE=4.7s，能滿足T1+T2<=T0的條件，說明在現(xiàn)網(wǎng)的切換配置參數(shù)可滿足該種情況的需求；另外，由于該種情況已完成小區(qū)重選，可以將D點的EC/IO近似地看作小區(qū)重選的門限，即-14.28dB，UE應該在低于-14.28dB開始進行測量，由于目前測量門限為-14dB，可滿足需求。
對于情況2，在現(xiàn)網(wǎng)重選配置參數(shù)下，T3=8s，無法滿足T3<=T0，當參數(shù)配置為2的時候，T3=3.5s，可滿足條件，因此建議在電梯場景中重選參數(shù)采用配置2。
通過實際測試驗證，當滿足T1+T2<=T0且T3<=T0的情況下，并由T1+T2推出的D點位置作為起測量門限，重選成功率有明顯的提升。
創(chuàng)新卡片
·焦點：電梯2G/3G切換問題
·創(chuàng)新出發(fā)點：在2G/3G互操作的電梯場景優(yōu)化當中，通常只是單一地考慮小區(qū)重選或者切換過程，往往會忽略掉用戶在進電梯過程當中的行為因素，用戶隨時可能在電梯關(guān)門的時候進行業(yè)務請求的可能，這就需要同時考慮UE在完成小區(qū)重選后的用戶行為。
·實踐：為了解決電梯快衰落場景當中的2G/3G切換問題，深圳聯(lián)通提出了一種簡潔實用的T1+T2優(yōu)化方法，經(jīng)過實際應用，可以解決在電梯關(guān)門過程當中的起呼困難問題，并確保正常切換，從而使得用戶進出電梯過程的通話保持連貫性。
·創(chuàng)新主體：深圳聯(lián)通
·推廣空間：對室內(nèi)電梯的2G/3G互操作場景具有參考價值。
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