項(xiàng)目5-LTE接入問題優(yōu)化

1、LTE無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化移動通信系p模塊模塊1 LTE1 LTE概述概述p模塊模塊2 LTE2 LTE基本原理及關(guān)鍵技術(shù)基本原理及關(guān)鍵技術(shù)p模塊模塊3 LTE3 LTE基本信令流程基本信令流程p模塊模塊4 LTE4 LTE覆蓋問題優(yōu)化覆蓋問題優(yōu)化p模塊模塊5 5 接入問題優(yōu)化接入問題優(yōu)化p模塊模塊6 6 小區(qū)選擇和重選問題優(yōu)化小區(qū)選擇和重選問題優(yōu)化p模塊模塊7 7 切換問題優(yōu)化切換問題優(yōu)化p模塊模塊8 8 功率控制問題優(yōu)化功率控制問題優(yōu)化課程目標(biāo)課程目標(biāo)內(nèi)容提要任務(wù)1 UE開機(jī)流程與隨機(jī)接入任務(wù)2 LTE初始接入流程任務(wù)3 LTE接入問題分類任務(wù)4 LTE接入問題案例分析任務(wù)1 UE開機(jī)流程與隨機(jī)接

2、入 UE開機(jī)流程 隨機(jī)接入流程手機(jī)開機(jī)過程手機(jī)開機(jī)過程 PLMN選擇和小區(qū)選擇 P-SCH、S-SCH和PBCH所處位置和系統(tǒng)帶寬無關(guān)，從而使UE可在系統(tǒng)帶寬未知情況下完成小區(qū)搜索。 手機(jī)開機(jī)過程 PLMN選擇和小區(qū)選擇 PLMN Selection Location Registration PLMNs available PLMNselected Location Registration response Registration Area changes Indication to userManual ModeAutomatic modeService requests NAS Co

3、ntrol Radio measurements Cell Selection and Reselection 手機(jī)開機(jī)過程 PLMN選擇 UE會根據(jù)自身能力在E-UTRAN頻段中掃描所有的載頻信道，以尋找可用的PLMN。UE將搜索最強(qiáng)小區(qū)，讀取其系統(tǒng)信息來確定這個小區(qū)所歸屬的PLMN。如果在最強(qiáng)小區(qū)上讀到了一個或多個PLMN，UE將把所找到的滿足一定質(zhì)量門限PLMN作為高質(zhì)量PLMN報給NAS；能獲取到PLMN ID，但是不滿足質(zhì)量門限的PLMN將和測量值一起上報給NAS層。 PLMN的選擇結(jié)果由NAS層給出。 一旦選定了PLMN，就可以進(jìn)行小區(qū)選擇過程了。 手機(jī)開機(jī)過程 小區(qū)搜索目的 檢測

4、小區(qū)的物理層小區(qū)ID（Physical Cell-ID） 完成下行時間/頻率同步 下行CP模式檢測：normal或extended模式 檢測eNodeB所用的發(fā)射天線端口數(shù) 讀取PBCH（即MIB） 獲取SFN、下行系統(tǒng)帶寬和PHICH配置信息 手機(jī)開機(jī)過程 小區(qū)選擇分為：初始小區(qū)選擇和存儲信息小區(qū)選擇 Initial Cell Selection無需E-UTRAN載頻對應(yīng)射頻信道的先驗(yàn)知識，UE會根據(jù)能力掃描在E-UTRAN的頻帶內(nèi)掃描所有射頻信道，在每個載頻上UE需要搜索一個最好小區(qū)，一旦找到一個合適小區(qū)，就選擇這個小區(qū)。 Stored Information Cell Selection

5、需要根據(jù)UE通過以前的測量控制信元或者檢測到小區(qū)儲存起來的載頻信息,為指導(dǎo)進(jìn)行小區(qū)選擇。如果找到合適小區(qū)，就選擇這個小區(qū)；否則還是要發(fā)起Initial Cell Selection。 手機(jī)開機(jī)過程 小區(qū)搜索過程 手機(jī)開機(jī)過程 廣播消息讀取 MIB（Master Information Block），在PBCH中承載 PBCH每10 ms無線幀出現(xiàn)一次，位于Slot#1前4個OFDM符號中央6個RB UE首先需要讀取PBCH來獲取接收其它系統(tǒng)消息的必要信息（SFN、下行系統(tǒng)帶寬、PHICH配置） SIB（System Information Block） 包含SIB1SIB11，均映射到PDSC

6、H SIB1，重復(fù)周期是80 ms（位于SFN mod 8 = 0邊界），每重復(fù)周期內(nèi)傳輸4次（位于SFN mod 2 = 0無線幀） SIB1攜帶了其它SIB的調(diào)度信息（SI序號、窗長、周期），基于這些調(diào)度信息來讀取其它SIB 每個SI包含一個或多個SIB，并可在SI窗內(nèi)重復(fù)發(fā)送 UE通過HARQ重傳合并（不帶ACK/NACK反饋）提高系統(tǒng)消息接收性能 任務(wù)1 UE開機(jī)流程與隨機(jī)接入 UE開機(jī)流程 隨機(jī)接入流程UE隨機(jī)接入過程 隨機(jī)接入過程特點(diǎn) TDD/FDD共有； 和小區(qū)大小無關(guān)的處理過程； 分為競爭接入和非競爭接入； UE和eNB請求/應(yīng)答方式完成； 隨機(jī)接入過程的目的 請求初始接入；

7、從空閑狀態(tài)向連接狀態(tài)轉(zhuǎn)換； 支持eNodeB之間的切換過程； 取得/恢復(fù)上行同步； 向eNodeB請求UE ID； 向eNodeB發(fā)出上行發(fā)送的資源請求。UE隨機(jī)接入過程 隨機(jī)接入過程觸發(fā) 在RRC_IDLE 狀態(tài)時，發(fā)起的初始接入； 在RRC_CONNECTED 狀態(tài)時，發(fā)起的連接重建立處理； 小區(qū)切換過程中的隨機(jī)接入； 在RRC_CONNECTED狀態(tài)時，下行數(shù)據(jù)到達(dá)發(fā)起的隨機(jī)接入；如上行失步 在RRC_CONNECTED狀態(tài)時，上行數(shù)據(jù)到達(dá)發(fā)起的隨機(jī)接入；如上行失步 或 無SR使用的PUCCH資源（SR達(dá)到最大傳輸次數(shù)）UE隨機(jī)接入過程 隨機(jī)接入過程分類 基于競爭的接入: 手機(jī)在廣播的前

8、導(dǎo)集合中隨機(jī)選取一個前導(dǎo)碼 使用Preamble Group A/B 當(dāng)兩個手機(jī)選取同一個前導(dǎo)碼時，競爭發(fā)生 適用于所有的隨機(jī)接入場合 基于非競爭的接入: 手機(jī)所用的前導(dǎo)碼是由基站分配的 隨機(jī)接入過程通過三步完成 僅適用于場合3和4第四步用來解決沖突無須解決沖突UE隨機(jī)接入過程 Preamble分類 Preamble ID個數(shù)：可配，最多64個（063） Preamble A: 059; Preamble B: 459; Dedicated Preamble（剩下的ID）。 PRACH頻域位置： 起始RB Number由高層（L3）后臺配置。60ULRBNnRAPRBoffsetUE隨機(jī)接入過

9、程 基于競爭的隨機(jī)接入過程UE隨機(jī)接入過程 MSG1：隨機(jī)接入前導(dǎo)發(fā)送 根據(jù)MSG3消息塊大小和路損情況決定在Preamble Group A/B中隨機(jī)選擇一個Preamble碼在PRACH信道上發(fā)送。 根據(jù)eNodeB指示的根ZC序列號、循環(huán)移位配置、是否采用restricted set（僅FDD）、以及前導(dǎo)序列號，進(jìn)行ZC序列的選擇和循環(huán)移位的計(jì)算。 根據(jù)eNodeB在廣播消息中指示的PRACH期望接收功率、前導(dǎo)格式和前導(dǎo)發(fā)送計(jì)數(shù)，進(jìn)行PRACH開環(huán)發(fā)射功率計(jì)算和power ramping過程 eNB：根據(jù)接收的前導(dǎo)測量手UE與基站距離；產(chǎn)生定時調(diào)整量UE隨機(jī)接入過程 MSG2：隨機(jī)接入響

10、應(yīng)（RAR） 在PDSCH上發(fā)送 位置由PDCCH指示，No HARQ 內(nèi)容 被響應(yīng)的前導(dǎo)標(biāo)識； 定時調(diào)整量； Temporary C-RNTI； Msg3的資源分配； UE：發(fā)完前導(dǎo)后在一個時間窗內(nèi)等待RA response，如果在時間窗內(nèi)沒有等到屬于此UE的響應(yīng)，認(rèn)為本次接入失敗，則退回第一步進(jìn)行一次新的前導(dǎo)發(fā)送嘗試；否則，進(jìn)入step3。UE隨機(jī)接入過程 MSG3發(fā)送 根據(jù)eNodeB指示的相關(guān)功控參數(shù)、路損估計(jì)、PUSCH發(fā)送所占RB數(shù)等等，計(jì)算Msg 3的開環(huán)發(fā)射功率。 根據(jù)隨機(jī)接入響應(yīng)授權(quán)，按指定的資源和格式在PUSCH上進(jìn)行Msg 3發(fā)送，Msg 3采用上行HARQ。 消息內(nèi)容：

11、 初始接入： RRC Connection Request, 使用CCCH；至少傳輸NAS UE ID，但是沒有NAS消息。 RRC連接重建立：RRC Connection Re-establishment Request, 使用CCCH；沒有任何NAS消息。 切換：RRC Handover Confirm, 通過DCCH；傳輸U(kuò)E的C-RNTI。 其他情況至少傳輸U(kuò)E的C-RNTI (上行數(shù)據(jù)到和下行數(shù)據(jù)到)UE隨機(jī)接入過程 MSG4：競爭解決 沖突檢測，在PDCCH上發(fā)送C-RNTI， 或在DL-SCH上發(fā)送UE 競爭解決ID 給UE； HARQ； 內(nèi)容包括 NAS層UE ID； 分配資源

12、情況等； UE： 檢測到自己NAS層ID的UE發(fā)送ACK將temporary C-RNTI升級成C-RNTI，上行同步過程結(jié)束，等待基站調(diào)度，發(fā)送上行數(shù)據(jù)。 沒有檢測到自己NAS層ID的UE知道發(fā)生了沖突，一段時間后重新發(fā)起上行同步過程。UE隨機(jī)接入過程 基于非競爭的隨機(jī)接入過程UE隨機(jī)接入過程 基于非競爭的隨機(jī)接入過程 1) eNB 通過下行專用信令給UE指派非沖突的隨機(jī)接入前綴（non-contention Random Access Preamble ）這個前綴不在BCH上廣播的集合中。UE隨機(jī)接入過程 基于非競爭的隨機(jī)接入過程 2)UE在RACH上發(fā)送指派的隨機(jī)接入前綴。 3) eNB

13、的MAC層產(chǎn)生隨機(jī)接入響應(yīng)，并在DL-SCH上發(fā)送，隨機(jī)接入過程結(jié)束。任務(wù)2 LTE初始接入流程 初始接入信令流程 隨機(jī)接入信令I(lǐng)E查看 LTE中的隨機(jī)接入分為基于競爭的隨機(jī)接入和無競爭的隨機(jī)接入兩種形式。初始的隨機(jī)接入過程,是一種基于競爭的接入過程,可以分為四個步驟： (1): 前導(dǎo)序列傳輸 (2): 隨機(jī)接入響應(yīng) (3): MSG3發(fā)送(RRC Connection Request)。 (4): 沖突解決消息初始接入信令流程 LTE中,每個小區(qū)有64個隨機(jī)接入的前導(dǎo)序列,分別被用于基于競爭的隨機(jī)接入(如初始接入)和非競爭的隨機(jī)接入(如切換時的接入)。其中,用于競爭的隨機(jī)接入的前導(dǎo)序列的數(shù)目

14、個數(shù)為numberofRA-Preambles,在SIB2系統(tǒng)消息中廣播。 用于競爭的隨機(jī)前導(dǎo)序列, 又被分為GroupA和GroupB兩組。第一步：隨機(jī)接入前導(dǎo)序列傳輸 當(dāng)eNB檢測到UE發(fā)送的前導(dǎo)序列，就會在DL-SCH上發(fā)送一個響應(yīng)，包含：檢測到的前導(dǎo)序列的索引號、用于上行同步的時間調(diào)整信息、初始的上行資源分配(用于發(fā)送隨后的MSG3),以及一個臨時C-RNTI,此臨時的C-RNT將在步驟四(沖突解決)中決定是否轉(zhuǎn)換為永久的C-RNTI。UE需要在PDCCH上使用RA-RNTI (Random Access RNTI)來監(jiān)聽RAR消息。第二步：隨機(jī)接入響應(yīng)（RAR） RA-RNTI=1+

15、t_id+10*f_id。 其中： t_id，發(fā)送前導(dǎo)的PRACH的第一個subframe索引號(0=t_id10)； f_id，在這subframe里的PRACH索引，也就是頻域位置索引，(0=f-id=6),不過對于FDD系統(tǒng)來說，只有一個頻域位置，因此f_id永遠(yuǎn)為零。 RA-RNTI與UE發(fā)送前導(dǎo)序列的時頻位置一一對應(yīng)。UE和eNodeB可以分別計(jì)算出前導(dǎo)序列對應(yīng)的RA-RNTI值。第二步：隨機(jī)接入響應(yīng)（RAR） UE接收到RAR消息,獲得上行的時間同步和上行資源。但此時并不能確定RAR消息是發(fā)送給UE自己而不是發(fā)送給其他的UE的。由于UE的前導(dǎo)序列是從公共資源中隨機(jī)選取的,因此,存在

16、著不同的UE在相同的時間-頻率資源上發(fā)送相同的接入前導(dǎo)序列的可能性,這樣,他們就會通過相同的RA-RNTI接收到同樣的RAR。而且,UE也無從知道是否有其他的UE在使用相同的資源進(jìn)行隨機(jī)接入。為此UE需要通過隨后的MSG3和MSG4消息,來解決這樣的隨機(jī)接入沖突。 第三步：MSG3發(fā)送（RRC Connection Request） MSG3是第一條基于上行調(diào)度,通過HARQ (Hybrid Automatic Repeat request), 在PUSCH上傳輸?shù)南?。其最大重傳次?shù)由maxHARQ-Msg3TX定義。在初始的隨機(jī)接入中,MSG3中傳輸?shù)氖?RRCConnectionRequ

17、est。如果不同的UE接收到相同的RAR消息,那么他們就會獲得相同的上行資源,同時發(fā)送Msg3消息,為了區(qū)分不同的UE,在MSG3中會攜帶一個UE特定的ID,用于區(qū)分不同的UE。第三步：MSG3發(fā)送（RRC Connection Request） 如果在mac-ContentionResolutionTimer時間內(nèi),UE接收到eNodeB返回的ContentionResolution消息,并且其中攜帶的UE ID與自己在Msg3中上報給eNodeB的相符,那么UE就認(rèn)為自己贏得了此次的隨機(jī)接入沖突,隨機(jī)接入成功。 并將在RAR消息中得到的臨時C-RNTI置為自己的C-RNTI。否則的話,UE

18、認(rèn)為此次接入失敗,并按照上面所述的規(guī)則進(jìn)行隨機(jī)接入的重傳過程。值得注意的是,沖突解決消息MSG4,也是基于HARQ的。只有贏得沖突的UE才發(fā)送ACK值,失去沖突或無法解碼Msg4 的UE不發(fā)送任何反饋消息。第三步：沖突解決消息初始接入信令流程圖初始接入信令流程圖任務(wù)2 LTE初始接入流程 初始接入信令流程 隨機(jī)接入信令I(lǐng)E查看隨機(jī)接入信令I(lǐng)E查看RACH所需的信息在SIB2的公共無線資源配制信息（radio Resource Config Common）發(fā)送，如圖圖 SIB2 rach_Config隨機(jī)接入信令I(lǐng)E查看圖 SIB2 Prach_Config隨機(jī)接入信令I(lǐng)E查看CNT中msg1截

19、圖UE獲取PRACH相關(guān)配置后，發(fā)起隨機(jī)接入，在MSG1消息里可以檢驗(yàn)UE是否按照系統(tǒng)消息攜帶的參數(shù)進(jìn)行隨機(jī)接入，如圖所示：任務(wù)3 LTE接入問題分類 隨機(jī)接入問題分析 E-RAB建立問題隨機(jī)接入問題分析 隨機(jī)接入分為基于沖突的隨機(jī)接入和基于非沖突的隨機(jī)接入兩個流程，其區(qū)別為針對兩種流程其選擇隨機(jī)接入前綴的方式。前者為UE從基于沖突的隨機(jī)接入前綴中依照一定算法隨機(jī)選擇一個隨機(jī)前綴；后者是基站側(cè)通過下行專用信令給UE指派非沖突的隨機(jī)接入前綴。初始接入采用基于競爭的隨機(jī)接入，切換采用非競爭的隨機(jī)接入?；诟偁幍碾S機(jī)接入UEeNBRandom Access Preamble（MSG1）1Random

20、 Access Response（MSG2）2Scheduled Transmission（MSG3）3Contention Resolution（MSG4）4基于 競爭的隨機(jī)接入 從前臺UE側(cè)角度分析隨機(jī)接入失敗發(fā)生的階段： （1）MSG1發(fā)送后是否收到MSG2； （2）MSG3是否發(fā)送成功； （3）MSG4是否正確接收。MSG1發(fā)送后是否收到MSG2MSG3是否發(fā)送成功MSG4是否正確接收 任務(wù)3 LTE接入問題分類 隨機(jī)接入問題分析 E-RAB建立問題E-RAB相關(guān)概念 一個E-RAB（E-UTRAN Radio Access Bearer）是指一個S1承載和空中接口上的數(shù)據(jù)無線承載DR

21、B的串聯(lián)（在TS 36。300定義）。當(dāng)E-RAB建立之后，E-RAB和NAS層的EPS承載之間是一對一的映射關(guān)系。E-RAB建立流程E-RAB建立問題及分析 小區(qū)RRC建立失敗：資源分配失敗而導(dǎo)致RRC連接建立失敗的次數(shù)；重點(diǎn)關(guān)注top資源是否足夠，包括top用戶數(shù)，傳輸、PRB等；UE無應(yīng)答而導(dǎo)致RRC連接建立失敗的次數(shù)；關(guān)注質(zhì)差、干擾、無線環(huán)境等；小區(qū)發(fā)送RRC Connection Reject消息次數(shù)；關(guān)注傳輸問題、是否擁塞、干擾；因?yàn)镾RS資源分配失敗而導(dǎo)致RRC連接建立失敗的次數(shù)；重點(diǎn)關(guān)注SRS帶寬、配置指示、配置方式、SRS ACK/NACK設(shè)置是否合理等；因?yàn)镻UCCH資源分

22、配失敗而導(dǎo)致RRC連接建立失敗的次數(shù)；關(guān)注PUCCH信道相關(guān)參數(shù)設(shè)置是否合理，CQI RB數(shù)配置是否合理等；流控導(dǎo)致的RRC Connection Request 消息丟棄次數(shù)；關(guān)注擁塞，業(yè)務(wù)流控相關(guān)參數(shù)是否設(shè)置正確等；流控導(dǎo)致的發(fā)送RRC Connection Reject消息次數(shù)；關(guān)注擁塞，業(yè)務(wù)流控相關(guān)參數(shù)是否設(shè)置正確等；E-RAB建立問題及分析 小區(qū)E-RAB建立失?。阂蛭词盏経E響應(yīng)而導(dǎo)致E-RAB建立失敗的次數(shù)；處理建議：需排查覆蓋，干擾，質(zhì)差，ENODEB參數(shù)設(shè)置錯誤，終端及用戶行為異常等原因；核心網(wǎng)問題導(dǎo)致E-RAB建立失敗次數(shù)；處理建議：需跟蹤信令，排查核心網(wǎng)問題（EPC參數(shù)設(shè)

23、置,TAC碼設(shè)置的一致性，對用戶開卡限制，硬件故障方面排查）；傳輸層問題導(dǎo)致E-RAB建立失敗次數(shù)；處理建議：需查詢傳輸是否有故障，高誤碼，閃斷，傳輸側(cè)參數(shù)設(shè)置問題；無線層問題導(dǎo)致E-RAB建立失敗次數(shù)；處理建議：處理建議：需排查覆蓋，干擾，質(zhì)差，ENODEB參數(shù)設(shè)置錯誤，終端及用戶行為異常等原因；無線資源不足導(dǎo)致E-RAB建立失敗次數(shù)；處理建議：排查TOP小區(qū)資源是否足夠，是否故障引起，若存在資源不足問題，可考慮參數(shù)調(diào)整，流量均衡（小區(qū)選擇，重選和切換類參數(shù)）。任務(wù)4 LTE接入問題案例分析 MSG1多次重發(fā)未響應(yīng) MSG4沖突檢測定時器超時MSG1多次重發(fā)未響應(yīng)1、問題現(xiàn)象短呼測試中出現(xiàn)U

24、E發(fā)出attach req和RRC Connection Request后未收到RRC Connection Setup，造成呼叫未接通。查看路測信令，如圖所示，在小區(qū)PCI 11，8次msg1發(fā)送未收到MSG2，檢查后臺告警此時無GPS失鎖告警。MSG1多次重發(fā)未響應(yīng)2. 問題分析與解決下行RSRP為-91dBm，接收電平良好，MSG1發(fā)送了8次，均未收到MSG2。通過降低“eNode B對PRACH的絕對前綴檢測門限”，提高PRACH信號的檢查概率，提升MSG1正確解調(diào)的概率。參數(shù)：eNode B對PRACH的絕對前綴檢測門限PRACH Absolute Preamble Threshold for Enode B Detecting Preamble取值范圍：1-65535單位：線性值缺省值：2000將“eNode B對PRACH的絕對前綴檢測門限”從2000改為50，修改后進(jìn)行短呼測試，RRC Connect Success為100%。在小區(qū)PCI 11，從MSG1發(fā)送的間隔上觀察，再未出現(xiàn)MSG1重發(fā)無響應(yīng)的現(xiàn)象。任務(wù)4 LTE接入問題案例分析 MSG1多次重發(fā)未響應(yīng) MSG4沖突檢測定時器超時MSG4沖突檢測定時器超時1、問題現(xiàn)象10月中旬對FT區(qū)域進(jìn)行50%模擬加載下的短呼性能摸底測試，路測發(fā)現(xiàn)前臺偶爾收不到MSG4，導(dǎo)致接通失敗。核對NodeB側(cè)信令