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(guó)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(wèn)題，導(dǎo)致3G分布系統(tǒng)遲遲未能開(kāi)通，目前樓內(nèi)2G分布正常運(yùn)行，該樓主要以寫(xiě)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(jiàn)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，在排除2G/3G鄰區(qū)漏配、終端及硬件等問(wèn)題后，確認(rèn)該問(wèn)題屬典型的電梯快衰落現(xiàn)象，即在電梯門(mén)關(guān)閉的瞬間，由于信號(hào)的快速衰落，使得UE在較短的時(shí)間內(nèi)無(wú)法完成正常的重選、切換過(guò)程，從而導(dǎo)致脫網(wǎng)的出現(xiàn)。出現(xiàn)該問(wèn)題的原因主要是室外3G信號(hào)質(zhì)量足夠好(室外信號(hào)在電梯口的EC/NO為-12～-14dB)，導(dǎo)致在進(jìn)入電梯前，仍然無(wú)法滿足重選門(mén)限(3G低于-14dB進(jìn)行測(cè)量)，當(dāng)UE進(jìn)入電梯關(guān)門(mén)后的瞬間，信號(hào)開(kāi)始快速衰落，從開(kāi)始衰落至信號(hào)到達(dá)脫網(wǎng)的過(guò)程當(dāng)中，如果時(shí)長(zhǎng)不足于支撐UE進(jìn)行重選的行為，則發(fā)生脫網(wǎng)，一般在脫網(wǎng)后UE會(huì)通過(guò)重新搜索網(wǎng)絡(luò)選擇上2G的信號(hào)，此過(guò)程也就會(huì)影響用戶的實(shí)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(wèn)題，導(dǎo)致3G分布系統(tǒng)遲遲未能開(kāi)通，目前樓內(nèi)2G分布正常運(yùn)行，該樓主要以寫(xiě)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(jiàn)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)，在排除2G/3G鄰區(qū)漏配、終端及硬件等問(wèn)題后，確認(rèn)該問(wèn)題屬典型的電梯快衰落現(xiàn)象，即在電梯門(mén)關(guān)閉的瞬間，由于信號(hào)的快速衰落，使得UE在較短的時(shí)間內(nèi)無(wú)法完成正常的重選、切換過(guò)程，從而導(dǎo)致脫網(wǎng)的出現(xiàn)。
出現(xiàn)該問(wèn)題的原因主要是室外3G信號(hào)質(zhì)量足夠好(室外信號(hào)在電梯口的EC/NO為-12～-14dB)，導(dǎo)致在進(jìn)入電梯前，仍然無(wú)法滿足重選門(mén)限(3G低于-14dB進(jìn)行測(cè)量)，當(dāng)UE進(jìn)入電梯關(guān)門(mén)后的瞬間，信號(hào)開(kāi)始快速衰落，從開(kāi)始衰落至信號(hào)到達(dá)脫網(wǎng)的過(guò)程當(dāng)中，如果時(shí)長(zhǎng)不足于支撐UE進(jìn)行重選的行為，則發(fā)生脫網(wǎng)，一般在脫網(wǎng)后UE會(huì)通過(guò)重新搜索網(wǎng)絡(luò)選擇上2G的信號(hào)，此過(guò)程也就會(huì)影響用戶的實(shí)際感受。
在電梯場(chǎng)景中，除了要考慮電梯內(nèi)外信號(hào)的重選條件外，應(yīng)該同時(shí)考慮用戶在進(jìn)電梯的過(guò)程當(dāng)中進(jìn)行業(yè)務(wù)請(qǐng)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(jìn)行CS12.2K語(yǔ)音業(yè)務(wù)的呼叫，此時(shí)用戶是在電梯外的3G小區(qū)下進(jìn)行的業(yè)務(wù)請(qǐng)求，為了讓用戶能安全地從室外3G小區(qū)過(guò)渡至室內(nèi)2G小區(qū)，這里需要考慮兩個(gè)過(guò)程，即RRC連接與切換：a)應(yīng)保證UE在電梯外小區(qū)下成功地完成RRC連接，否則，無(wú)法保證用戶正常完成一下步動(dòng)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(guò)程。因此，以上兩個(gè)過(guò)程，需要保證在電梯門(mén)關(guān)閉后，信號(hào)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(shí)間保證UE完成這兩個(gè)過(guò)程，否則會(huì)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(shí)間，T2為切換所需時(shí)間，T0為信號(hào)衰減至極限時(shí)間，需要滿足T1+T2<=T0，才能保證正常的業(yè)務(wù)。
情況2：假設(shè)用戶在小區(qū)重選后進(jìn)行CS12.2K語(yǔ)音業(yè)務(wù)的呼叫，即說(shuō)明UE已經(jīng)正常完成小區(qū)重選的過(guò)程，此時(shí)用戶是在電梯內(nèi)的2G小區(qū)下進(jìn)行起呼，此時(shí)是UE沒(méi)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(guò)程，就可以說(shuō)UE是安全的，這也就需要小區(qū)重選的時(shí)間小于信號(hào)衰減至極限的時(shí)間；假設(shè)信號(hào)衰減時(shí)長(zhǎng)為T(mén)0，小區(qū)重選時(shí)間為T(mén)3，即要求T3<=T0，否則會(huì)出現(xiàn)小區(qū)重選失敗的現(xiàn)象。
2.時(shí)延分析
通過(guò)現(xiàn)象分析，可知只要確認(rèn)T0、T1、T2、T3的時(shí)間，即可知道UE在進(jìn)入電梯的過(guò)程當(dāng)中是否安全，以下對(duì)這各個(gè)流程及時(shí)延進(jìn)行簡(jiǎn)要分析。
RRC連接時(shí)延
當(dāng)UE需要和網(wǎng)絡(luò)建立連接時(shí)，包括位置區(qū)或路由區(qū)更新、業(yè)務(wù)請(qǐng)求、尋呼響應(yīng)等場(chǎng)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(qǐng)求，UTRAN分配一定的資源為UE建立信令無(wú)線承載(SRB，Signal-lingRadioBearer)，建立UE到無(wú)線接入網(wǎng)UTRAN接入點(diǎn)的信令承載，為UE和UTRAN提供信令傳輸通道。
信令開(kāi)始點(diǎn)為UE發(fā)起RRCCONNECTIONREQUEST消息；信令結(jié)束點(diǎn)為UE向RNC發(fā)起的RRCCONNECTIONSETUPCOMPLETE消息。結(jié)合路測(cè)數(shù)據(jù)，目前現(xiàn)網(wǎng)中RRC連接的時(shí)延一般為500ms左右，即T1=500ms。
切換時(shí)延
切換的過(guò)程包含2D起壓模和3A切換事件。信令開(kāi)始點(diǎn)為UE根據(jù)2D門(mén)限觸發(fā)2D事件的測(cè)量報(bào)告的上報(bào)；信令結(jié)束點(diǎn)為CN發(fā)“IuRe-leaseCommand”消息給RNC釋放資源?，F(xiàn)網(wǎng)2D和3A的切換時(shí)間差分別設(shè)置為640ms、100ms，從路測(cè)上看時(shí)延一般為1s左右，即T2=1s。
重選時(shí)延
重選的過(guò)程包含測(cè)量和目標(biāo)小區(qū)選擇兩個(gè)環(huán)節(jié)。第一環(huán)節(jié)：根據(jù)S準(zhǔn)則啟動(dòng)測(cè)量;第二環(huán)節(jié)：根據(jù)R準(zhǔn)則來(lái)進(jìn)行鄰區(qū)排序，選擇R值最大的小區(qū)作為重選目標(biāo)小區(qū)。
由于重選過(guò)程屬手機(jī)行為，并不需與網(wǎng)絡(luò)間進(jìn)行交互，盡管有重選判決時(shí)間Tresecitions，但在實(shí)際路測(cè)當(dāng)中，一般的路測(cè)軟件是無(wú)法獲取小區(qū)重選的過(guò)程時(shí)間。通過(guò)高通路測(cè)軟件QXDM及分析軟件APEX可獲取手機(jī)的底層消息，從而可確認(rèn)UE的起測(cè)量時(shí)間點(diǎn)及完成重選后在2G網(wǎng)絡(luò)的位置更新時(shí)間點(diǎn)。
分別選取不同的重選配置參數(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，獲取合適的重選時(shí)延，具體設(shè)置與測(cè)試時(shí)延。從三種配置的測(cè)試結(jié)果來(lái)看，默認(rèn)值的重選時(shí)延最大，為8.5s；配置1與默認(rèn)值相差不大，為7s左右；配置2的重選時(shí)延最小，為3.5s，主要跟小區(qū)重選的計(jì)時(shí)器調(diào)整有關(guān)。
信號(hào)衰落時(shí)延
選取聯(lián)通大廈室內(nèi)高層電梯作為研究對(duì)象，研究電梯在關(guān)門(mén)后脫網(wǎng)的時(shí)延及UE信息交互的極限。
從以上測(cè)試結(jié)果可看出，從電梯完全關(guān)閉到信令交互的極限時(shí)間BE=4.7s，此時(shí)EC/IO約為-16dB，場(chǎng)強(qiáng)為-116dBm；從電梯完全關(guān)閉到手機(jī)脫網(wǎng)的時(shí)間共為BC=5.9s，此時(shí)EC/IO約為-17.88dB，場(chǎng)強(qiáng)為-118dBm。
假設(shè)信號(hào)開(kāi)始衰減的時(shí)間點(diǎn)為D，信號(hào)衰落的最后極限為E(非脫網(wǎng)點(diǎn))，即T0=DE。這里的D點(diǎn)有兩種情況，一是信號(hào)在電梯門(mén)關(guān)閉之前就開(kāi)始衰落，二是在電梯門(mén)關(guān)閉之后開(kāi)始衰落。在實(shí)際測(cè)試過(guò)程中，信號(hào)在電梯門(mén)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(rèn)為是DE=BE=4.7s。
優(yōu)化實(shí)施和應(yīng)用
通過(guò)上面的現(xiàn)象分析可知，在用戶進(jìn)入電梯過(guò)程中，存在兩種情況：1)用戶在小區(qū)重選前進(jìn)行CS12.2K語(yǔ)音業(yè)務(wù)的呼叫；2)用戶在小區(qū)重選后進(jìn)行CS12.2K語(yǔ)音業(yè)務(wù)的呼叫。在情況1的時(shí)候，需要保證T1+T2<=T0；在情況2的時(shí)候，需要保證T3<=T0。結(jié)合上面的時(shí)延分析可知：
對(duì)于情況1，T1+T2=1.5s，T0=BE=4.7s，能滿足T1+T2<=T0的條件，說(shuō)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(diǎn)的EC/IO近似地看作小區(qū)重選的門(mén)限，即-14.28dB，UE應(yīng)該在低于-14.28dB開(kāi)始進(jìn)行測(cè)量，由于目前測(cè)量門(mén)限為-14dB，可滿足需求。
對(duì)于情況2，在現(xiàn)網(wǎng)重選配置參數(shù)下，T3=8s，無(wú)法滿足T3<=T0，當(dāng)參數(shù)配置為2的時(shí)候，T3=3.5s，可滿足條件，因此建議在電梯場(chǎng)景中重選參數(shù)采用配置2。
通過(guò)實(shí)際測(cè)試驗(yàn)證，當(dāng)滿足T1+T2<=T0且T3<=T0的情況下，并由T1+T2推出的D點(diǎn)位置作為起測(cè)量門(mén)限，重選成功率有明顯的提升。
創(chuàng)新卡片
·焦點(diǎn)：電梯2G/3G切換問(wèn)題
·創(chuàng)新出發(fā)點(diǎn)：在2G/3G互操作的電梯場(chǎng)景優(yōu)化當(dāng)中，通常只是單一地考慮小區(qū)重選或者切換過(guò)程，往往會(huì)忽略掉用戶在進(jìn)電梯過(guò)程當(dāng)中的行為因素，用戶隨時(shí)可能在電梯關(guān)門(mén)的時(shí)候進(jìn)行業(yè)務(wù)請(qǐng)求的可能，這就需要同時(shí)考慮UE在完成小區(qū)重選后的用戶行為。
·實(shí)踐：為了解決電梯快衰落場(chǎng)景當(dāng)中的2G/3G切換問(wèn)題，深圳聯(lián)通提出了一種簡(jiǎn)潔實(shí)用的T1+T2優(yōu)化方法，經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用，可以解決在電梯關(guān)門(mén)過(guò)程當(dāng)中的起呼困難問(wèn)題，并確保正常切換，從而使得用戶進(jìn)出電梯過(guò)程的通話保持連貫性。
·創(chuàng)新主體：深圳聯(lián)通
·推廣空間：對(duì)室內(nèi)電梯的2G/3G互操作場(chǎng)景具有參考價(jià)值。
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