面向已运营网络的X2邻区交互及ANR策略研究与实践江苏

面向已运营网络的X2邻区交互及ANR策略研究与实践田 宁 钱文玲 张志华 董浩闻南京电信无线维护中心 江苏省无线网络优化中心摘要： 在目前4G网络的SON（自组织）功能研究与实践中，对于eNodeB间X2接口进行配置自动更新带来的邻区及外部小区增加合理性一直是十分值得探讨的话题。本文从实际出发，对相关场景利弊及ANR自动删除策略应用进行了深入分析研究，4G网络PCI混淆、切换成功率等关键性能提升显著，最终基于实践提出了面向已运营网络的X2配置更新及ANR配置策略。关键词： NCL（NeighborCellList）、NRT（NeighborRelation Table）、ANR、X2配置更新（X2 Configuration Update）、PCI混淆。1. 概述为了降低网络运维成本，提升运维效率及用户体验，LTE基于自组织网络（SON）的ANR（Automatic Neighbor Relationship，自动邻区关系）功能，实现4G邻区及外部小区的自动化管理。在已运营网络中，eNodeB间的X2链路一般有手工添加及基于切换尝试的批量自动配置两种方式。当网络规模较大时，运营商一般倾向于使用X2自动配置方式，提高效率、减少配置错误。一方面，在大量使用X2自配置的背景下，利用X2口的建立、小区间的X2链路资源，自动将源小区的E-CGI、TAC等信息更新至目标小区的邻区及外部小区列表中，是很多设备制造商在建网初期倾向于推荐的策略选择。但该方式在实际网络中，易造成邻区和外部小区的不当添加、产生PCI混淆等关联问题，尤其不适用于拉远站点场景，会导致大量拓扑结构中不存在切换关系的小区被加入本端小区的外部小区列表(NCL)中。另一方面，在外部小区列表数量相对较多的情况下，是否对外部小区列表信息充分信任，尤其对于新增加或更新的PCI信息（暂未添加对应的邻区列表NRT信息），直接基于相关的切换请求、发起X2切换并添加NRT,是在宏微协同，复杂组网条件下已运营网络亟需研究并解决的课题。ANR目前支持通过X2 Setup流程和基于X2 eNodeB Configuration Update流程添加对端的所有小区至外部小区，当ANR模式是基于NCL时，通过X2添加的NCL和本站小区之间可能不存在切换关系；当eNodeB收到UE上报的PCI在NRT中不存在时，eNodeB会在NCL中查找，如果UE测量到的小区PCI与NCL中的PCI相同，则直接将NCL中对应的小区添加为邻区，但实际上UE测量到的小区可能不是NCL中的小区，从而UE会被切换到错误的小区，导致切换失败。2. 原理分析ANR通过NCL（NeighborCellList，邻居小区列表）和NRT（NeighborRelation Table，邻区关系表）来实现邻区自优化、自配置的功能。NCL是eNodeB级别的，包含E-CGI、PCI、TAC、频点等信息，与该eNodeB相对周边网元规划关系强相关，变更频次相对较低；NRT是小区级别的，与各小区现场覆盖目标强相关，变更相对较为频繁，具体包括E-CGI、是否切换禁止、是否允许切换及ANR自动配置、切换算法参数等信息。2.1 NCL的自动更新和完善在打开基于X2信息更新网元配置参数开关的情况下，目前ANR支持两种方式添加NCL：通过X2 Setup流程和基于X2 eNodeB Configuration Update流程添加对端的所有小区至本端的外部小区。Ø 基于X2 Setup信息添加NCLX2接口建立时，源eNodeB1会向目标eNodeB2发送X2 Setup Request消息,目标eNodeB2在收到X2 Setup Request消息后，如果核查出eNodeB1的本地小区不在eNodeB2的NCL中，且eNodeB2的X2信息更新网元配置参数开关打开，则eNodeB2将eNodeB1的本地小区添加到eNdoeB2的NCL表,同时会向源eNdoeB1回复X2 Setup Response消息，eNodeB1在收到X2 Setup Response消息后，如果核查出eNodeB2的本地小区不在eNdoeB1的NCL表中，且eNodeB1的X2信息更新网元配置参数开关打开，则eNodeB1将eNodeB2的本地小区添加到eNdoeB1的NCL表。流程图如下：Ø 基于X2 eNodeB Configuration Update信息添加NCL源eNodeB1的参数，如服务小区PCI、TAC、邻区等参数发生改变，则会通过X2 eNodeB Configuration Update信息通知周边的eNodeB2。eNodeB2收到了来自eNodeB1的X2 eNodeB Configuration Update消息，且eNodeB2的X2信息更新网元配置参数开关打开，eNodeB2更新邻区相关参数，如果X2 eNodeB Configuration Update消息中的对端本地小区不在当前eNodeB2的NCL中，且当前eNodeB2的X2信息更新网元配置参数开关打开，则当前eNodeB会将这样的小区添加到NCL表。X2 eNodeB Configuration Update信息中包含源eNodeB参数变更的本地小区信息，例如E-CGI、PCI、频点等。流程如下：2.2 NRT的自动更新和完善NRT和更新和完善，有考虑NCL和不考虑NCL基本信息的两类模式。一般而言，当eNodeB下各小区间无PCI混淆，小区覆盖相对规则、PCI分布较规律、接近理想拓扑，此时，NCL的基础信息可信度较高，直接基于NCL添加NRT,不触发UE的DRX态测试核实目标小区E-CGI，可以加快邻区添加速度、且不会造成邻区的误添加，节约首次添加NRT时的空口信令交互。当在宏微协同，复杂组网条件下，NCL可信度大幅降低，自动添加NRT会形成大量的PCI混淆，难以保证NRT的配置与实际地理信息相符合。此时，通过触发UE测量准确的E-CGI是相对较合理的方式。如下图所示，小区B和小区C的PCI均为1，UE1从小区A切换到小区B后，基于X2链路配置更新，小区A所在eNodeB会将小区B所在eNodeB下的所有小区加入到NCL中，包含小区B；UE2从小区A往小区C（PCI=1）切换时，UE不会去读取E-CGI信息而是直接向小区C发起切换，该场景下易导致切换失败。2.3 NRT中冗余邻区删除策略比较目前设备制造商提出的NRT冗余邻区删除策略主要有三：Ø 邻区规格满触发删除（在已运营网络初期、话务负荷相对较低的区域较难触发）；Ø 基于切换性能统计的删除（需达到一定的切换次数且低于切换成功率门限值，较难触发）；Ø 基于切换次数统计的删除（可灵活设定切换次数门限，删除效率高）；对X2自动添加、超远覆盖、不规则切换的非合理邻区而言，通过第三种方式效率显著高于一、二两种方式。3. 典型案例分析紫金科技创业50小区所在eNodeBX2自更新为打开，事件ANR配置模式为基于NCL。基于X2更新网元参数配置开关打开情况下，配置了X2链路的eNodeb会将邻eNodeB下所有小区均添加到NCL列表中，事件ANR模式设置为基于NCL，当UE上报的切换目标小区PCI与NCL列表中的PCI相同时，ANR会直接将NCL列表中的同PCI小区直接添加到NRT中。eNodeB通过X2链路自动添加大定坊东53小区为同频邻区（PCI为136），两小区相距10.8km，且切换失败次数占比较高。本地小区名称目标小区名称特定两小区间切换入尝试次数特定两小区间切换入成功次数特定两小区间切换出尝试次数特定两小区间切换出成功次数特定两小区间切换出失败次数紫金科技创业50大定坊东5300571542通过分析发现离源小区1.8KM内，有同为PCI 136的功德园50小区并未被源小区添加为邻区，源eNodeB发起的向PCI 136切换准备信息（X2 Handover Request）都发送到大定坊东53小区，由于X2切换的目标小区与实际地理关系不符，最终导致切换失败。切换失败问题小区地理分布情况如下：涉及的小区清单如下：eNodeB名称小区名称eNodeBIDCellIDLocalCellIDPCI备注NJL2HUB雨花_雨花功德园_262849_B功德园50262849504136 正确目标小区NJL2HTB雨花_铁心桥BBU32_259422_B大定坊东532594225313136错误目标小区NJL2HTC雨花_三重-铁心桥BBU1_262671_C紫金科技创业50262671504120 源小区进一步对源小区（紫金科技创业50小区）进行信令跟踪，从X2接口信令看，终端在源小区发起了到大定坊东53小区的错误切换，从UU口信令看，终端发起错误切换以后发生了RRC连接释放，发生切换失败。X2接口信令跟踪如下：UU口接口信令跟踪如下：4. 南京规模推广效果分析在南京现网中存在大量不规则覆盖、射频分离、扇区拉远场景。基于之前的分析，此次对基于X2信息更新网元配置策略、NRT的添加策略、ANR冗余邻区的删除策略。具体如下：策略分类优化设置方式关键要点基于X2信息更新网元配置策略关闭基于X2信息更新网元配置参数开关降低添加非必要小区到NCL概率；降低PCI混淆概率NRT添加策略修改事件ANR模式为不基于NCLUE进入DRX态，报目标小区的E-CGI，增加NRT添加的精确性。ANR冗余邻区删除策略打开冗余邻区自删除功能全网冗余NRT和冗余NCL大量删除，提供邻区删除效率南京规模推广范围，选取规则是NRT中存在较多PCI混淆的集中区域。通过以上参数策略的组合应用，解决相关区域PCI混淆、不合理邻区及外部小区数量较多的问题。从实施效果看，同频邻区、外部小区数量显著精简，PCI混淆数量显著减少，比例达到74.16%。从路测指标对比来看，整体RF类指标平稳，未见明显异常波动，切换次数有所减少，说明邻区删除对RF指标基本无明显影响。具体如下：由于该套参数可以添加漏配的正确邻区关系，切换成功率必然会提升，切换成功率提高大约0.25%。具体如下：系统内切换失败次数显著降低，日均减少2万次以上：切换失败导致E-RAB掉线次数减少，E-RAB掉线率增益大概在0.04%左右：综上所述，该套ANR参数策略可以显著减少PCI混淆数量且对切换成功率及E-RAB掉线率有较为显著的提升。5. 结论通过本文的研究与实践，在已运营网络各类复杂覆盖场景下，面向不合理邻区及外部小区添加、PCI混淆等关键短板问题，对基于X2信息更新网元配置、NRT添加、ANR邻区删除等关键策略进行了深入研究和实践，相关结论对网络运维延伸及自组织网络（SON）能力的深入发掘具有很高的借鉴价值。