LTE網絡PCI沖突優化策略及實踐

楊宇晨 韓永濤

摘要：LTE網絡中，存在過覆蓋和PCI規劃不合理的情況，易引起PCI沖突從而導致RF覆蓋質量問題。通過對自動添加鄰區（ANR）的信息進行分析，可以發現站點的PCI沖突問題，進一步分析可得到站點越區覆蓋情況。通過分析現網的PCI沖突和越區覆蓋情況，可以有效指導后期的規劃，使用沖突較少的PCI可以減少現網的PCI沖突概率，提升網絡的整體性能。

關鍵詞：LTE網絡;PCI沖突;模三干擾;ANR

1概述

LTE系統一共包括504個PCI（Physical Cell Indentifier）。這些PCI分為168個組，每組包括3個PCI。PCI決定小區信號同步、信號解調是否成功。每個E-UTRAN小區對應唯一一個PCI。當LTE網絡中的E-UTRAN小區數目較多時，不可避免地會出現PCI復用，即多個E-UTRAN同頻小區使用同一個PCI。如果PCI規劃不合理、手動調整PCI、鄰區參數被修改等，則可能導致E-UTRAN同頻小區間的PCI沖突。

某市FDD-LTE網絡快速建設及開通，PCI沖突問題愈發明顯，為了打造LTE精品網絡，某市進行PCI沖突問題的專項分析研究，作者在暑期實習中有幸參與其中。通過對現網鄰區信息表進行多維度分析，發現部分問題小區存在嚴重越區問題;通過天饋調整方法或者降功率方法可以完全解決問題站點和問題小區，因遺留問題數量較多，優先調整TOP站點。

經過PCI沖突專項研究分析和實際驗證，本次共提煉了3條經驗供推廣使用：

1）從PCI維度，對全網鄰區信息表分析，可以發現沖突最為嚴重的PCI，在規劃設計中，可以有意的避開使用TOP PCI，從而減少PCI沖突概率;也可以對TOP沖突PCI進行重新規劃，重新指定不沖突的PCI范圍進行重新規劃，減少現網的PCI沖突告警數量。

2）通過分析鄰區信息表中的PCI沖突種類，可以快速發現導致PCI沖突最為最為嚴重的小區;且這些小區一般為越區最嚴重的小區，可以通過降低功率或者調整天饋控制小區的覆蓋范圍。

3）通過MR數據，并借助NASTAR進行定量分析，對已經發現的TOP小區給出具體的覆蓋范圍，并制定具體的天饋調整策略和功率修改建議;并通過調整后的MR數據，分析調整效果，重新制定相關措施，閉環相關的問題小區。

2基礎概念-PCI＼NRT和NCL、ANR

2.1 PCI

根據協議36.211定義，LTE的PHY_CELL_ID是由主同步信號（NID（1））和輔同步信號（NID（2））組成，如式（1）所示：NIDcell= 3NID（1）+ NID（2）? ，其中，NID（1）取值為0～167，NID（2）取值為0～2。主同步信號用于符號timing對準，頻率同步，以及部分的小區ID偵測，它包括3個序列，每個序列表示相同Cell ID組內的不同Cell ID。輔同步信號用于幀timing對準，CP長度偵測，以及小區組ID偵測，它包括168個序列，每個序列表示不同的Cell ID組。

綜上，LTE系統一共包括504個PCI。這些PCI分為168個組，每組包括3個PCI。每個E-UTRAN小區對應唯一一個PCI。PCI決定小區信號同步、信號解調是否成功。PCI決定RS在頻域的位置，相鄰小區的導頻位置錯開在網絡負載較輕時能夠有效提升性能。

2.2 NCL和NRT

2.2.1 NCL

NCL即非本eNodeB內的外部小區列表。外部小區列表記錄了周邊鄰區的基本信息。NCL分為系統內NCL和異系統NCL。每個eNodeB有一個系統內NCL和不同制式的異系統NCL。這里我們只關注系統內NCL，系統內NCL記錄了E-UTRAN外部小區的ECGI（E-UTRAN Global Cell Identifier）、PCI（Physical Cell Identifier）和頻點等信息。

2.2.2 NRT

NRT即鄰區關系表，記錄了本小區和其他小區構成的鄰區關系。每個小區有一個系統內同頻NRT、系統內異頻NRT（以下統稱系統內NRT）和不同制式的異系統NRT。系統內NRT和異系統NRT中包含的信息不同。這里我們只關注系統內NRT。系統內NRT包含的主要信息有：

●LCI（Local Cell Identifier）：本地小區標識。

●Target Cell PLMN：目標小區所屬運營商PLMN ID。

●eNodeB ID：目標小區eNodeB ID。

●Cell ID：目標小區Cell ID。

2.3 ANR

UE的ANR能力就是指UE讀取鄰區CGI的能力。RRC_UE_CAP_INFO消息的FGI（Feature Group Indicators）字段標識了UE對ANR的支持能力。針對系統內ANR，UE的FGI設置要求如下：當UE的FGI比特位5、17同時置為1時，表示支持同頻ANR能力。3GPP協議規定，為了讀取CGI（Cell Global Identification），eNodeB需要為UE配置一套臨時DRX（Discontinuous Reception）參數。在eNodeB和UE都進入DRX狀態后，UE讀取鄰區CGI。讀取完鄰區CGI后，eNodeB和UE退出DRX狀態。激活系統內ANR后，eNodeB會自動增加、刪除、更新NCL中的外部小區。激活系統內ANR后，eNodeB會自動增加、刪除NRT中的鄰區關系。

3 PCI沖突類型

PCI沖突包括PCI碰撞和PCI混淆兩大類。

3.1 PCI碰撞

如果使用同一PCI的兩個或多個同頻E-UTRAN小區在地理位置上的隔離度過小，則UE在這兩個小區的信號交疊區域不能正常的實現信號同步、解碼。這類PCI沖突稱為PCI碰撞，如圖所示：

如果某小區與鄰近的小區同頻、同PCI，那么則會出現PCI碰撞。

LTE配置規則對鄰區的配置做了限制，不允許源小區與同頻鄰區的PCI相同，因此不會出現LTE小區與其鄰區同頻、同PCI的情形。但會出現LTE小區與其外部小區同頻、同PCI。

3.2 PCI混淆

如果服務小區與測量小區的RSRP滿足切換門限，且該測量小區與服務小區的鄰區同頻、同PCI，則可能會導致UE切換失敗、掉話。這類PCI沖突稱為PCI混淆。PCI混淆通常出現在如下情形：測量小區是服務小區已配置的其它鄰區相同的PCI、卻不是服務小區已配置的鄰區。如下圖所示。

如圖所示，eNodeB誤以為UE測量到了服務小區的鄰區（Cell C），從而發起向鄰區（Cell C）的切換。此時，如果當前區域沒有鄰區（Cell C）信號的覆蓋（如圖所示，UE所處位置實為Cell B覆蓋），則導致切換失敗。

4 PCI沖突告警的檢測機制

PCI沖突檢測由ENodeB設備自行檢測，它可以發現E-UTRAN中的PCI沖突。以下這些與PCI沖突相關的參數發生變化，都會觸發eNodeB進行PCI沖突檢測：

●eNodeB下本地小區的PCI、頻點發生變化。

●eNodeB的EUTRAN外部小區的PCI、頻點發生變化，EUTRAN外部小區的增加或刪除。

●eNodeB的同頻NRT（Neighbor Relation Table）、異頻NRT中鄰區關系的增加或刪除。

觸發上述PCI沖突檢測的手段如下：

●人工操作觸發的PCI沖突檢測：

人工修改網元參數導致上述參數發生變化，從而觸發PCI沖突檢測。

●基于ANR的PCI沖突檢測：

ANR（Automatic Neighbor Relation）自動添加/刪除鄰區，或更新鄰區PCI，會觸發PCI沖突檢測。

●基于X2消息的PCI沖突檢測：

eNodeB收到X2接口消息。如果eNodeB之間存在X2接口，且GlobalProcSwitch.X2BasedUptENodeBCfgSwitch打開，則eNodeB在收到X2消息后，會根據X2消息中攜帶的對端小區信息進行鄰區參數的更新，從而觸發PCI沖突檢測。eNodeB檢測出PCI沖突以后、或者發現原有的PCI沖突消失，會上報PCI沖突告警信息“ALM-29247 小區PCI沖突告警”到U2000告警臺、LMT告警界面。

5 PCI沖突產生的原因

通過對現網中存在PCI碰撞、PCI混淆沖突問題分析，主要原因有：工參不準確、規劃不合理、配置不正確、小區存在越區覆蓋4種原因。前三種原因可以通過工參核對和參數核查快速發現;在某市現有的網絡中，PCI碰撞和混淆告警幾乎100%由小區越區覆蓋引起。

●工參不準確：工參經緯度和實際不一致，引起計算距離偏大。

●規劃不合理、規劃錯誤：站點布局太密，導致無法規劃。

●配置不正確：小區中的PCI配置與規劃不一致;鄰區中配置的PCI與實際小區PCI不一致;可能是規劃變更但站點斷鏈無法修改導致的遺留問題，或者人為修改錯誤。

●小區存在越區覆蓋：服務小區存在越區覆蓋;鄰區小區（部分或者全部）存在越區覆蓋;服務小區和鄰區（部分或者全部）同時存在越區覆蓋。

6如何減少PCI沖突

使用OMSTAR工具提取全網同頻鄰區關系表，對該表進行數據篩選，僅留下同頻鄰區表中同一服務小區且鄰區PCI相同的鄰區關系，篩選后的關系表稱為沖突鄰區關系表。

6.1沖突PCI排行對規劃的指導意義

對沖突鄰區關系表進行制作數據透視表，以沖突鄰區關系表中的鄰區PCI為行標簽，并對沖突鄰區關系表中的鄰區PCI進行計數。對行標簽的PCI進行從小到大排序，并制作折線圖，如下：

從上圖可以看出室分PCI和預留PCI沖突不明顯。因此優化的關鍵在于FDD和SDR宏站站點。

再對計數列進行從大到小排序，可以分析出TOP沖突嚴重的PCI，某市TOP10沖突最嚴重的PCI分別為：51、96、227、288、273、141、55、302、12?；诜治龀龅腡OP10嚴重沖突PCI，可以對這10個PCI的部分站點進行重新規劃，挑選的站點需要滿足這些條件：

●最好是越區站點

●最好是中心站點，而不是邊緣站點

挑選滿足上述條件的站點進行PCI重新規劃（重新指定不沖突的PCI范圍），并修改現網參數，達到減少現網的PCI沖突告警數量的目的。對于新開站點，可以有意的避開使用TOP沖突PCI，從而減少PCI沖突概率。

6.2如何發現TOP越區小區

為了有針對性的對全網站點進行越區評估，優先挑選越區最嚴重的站點進行調整，因此需要優先識別TOP越區小區。在實踐中，發現通過如下指標可以快速的分析全網情況：

總混淆的鄰區個數：沖突鄰區關系表中，服務小區存在PCI混淆的鄰區總個數。

對沖突鄰區關系表制作數據透視表，以沖突鄰區關系表中的服務小區為行標簽，并對沖突鄰區關系表中的鄰小區進行計數;再對計數列進行從大到小排序。

通過上述處理，可以得到某市現網指標：最大值94個，“某市國際酒店SDR-L-1”小區有94條鄰區信息出現PCI混淆;均值為9.4個。

6.3 PCI沖突現網案例

6.3.1通過沖突鄰區關系表在地圖上的呈現判斷越區（小區角度）

通過上述指標發現在某市現網中，小區“某市國際酒店SDR-L-1”越區最為嚴重，把該小區的沖突鄰區關系表在地圖上呈現，效果如下：

通過上圖，可以發現“某市國際酒店SDR-L-1”與周邊大約10km左右的站點都存在鄰區關系，而且與其主覆蓋方向一致（方向角為0），因此可以斷定該小區存在越區。

6.3.2通過沖突鄰區關系表在地圖上的呈現判斷越區（PCI角度）

通過上述發現，現網中PCI=51的沖突最為嚴重，把鄰區PCI=51的所有鄰區關系在地圖上呈現，效果如下：

圖中，所有有圖釘標示的站點為服務小區的鄰小區，其PCI為51;把沖突鄰區表的鄰小區（只顯示PCI=51的）和服務小區畫直線得到上圖，因此所有折線的拐角表示存在PCI沖突的服務小區。上圖可以側面的反饋鄰小區的覆蓋范圍，并反饋鄰小區的越區情況。通過圖中的鄰小區的覆蓋情況，可以判斷3個鄰小區都存在越區。為了進一步證實實際的覆蓋效果，在NASTAR上提取MR的TA分布關系如下圖所示：

從上圖可以看出，這四個站點都存在越區。為此對這些站點進行RF調整。調整前后的效果對比如下：

6.3.2.1???? TA覆蓋對比

通過調整，某市國際酒店SDR-L-1從調整前的23TA縮小到7TA。

6.3.2.2???? 同頻切換成功率對比

通過PRS提取同頻切換成功率，對比前后指標，發現某市國際酒店SDR-L-1從調整前的99.5%提升至99.9%。通過調整，同頻切換成功率指標提升明顯。

6.4越區覆蓋處理步驟總結

STEP1：提取全網鄰區關系表。

STEP2：提取沖突鄰區關系表（同一服務小區同頻鄰區PCI相同）。

STEP3：制作數據透視表（行：服務小區，列：對PCI沖突小區計數）。

STEP4：挑選TOP小區與NASTAR覆蓋MR進行對照（可選），吻合的小區進行天饋調整。

STEP5：刪除越區和沖突的鄰區關系。

STEP6：通過NASTAR評估調整效果，提取指標對比切換指標效果。

7總結

LTE網絡中，在PCI規劃不合理且存在過覆蓋的情況下，會引起PCI沖突從而導致RF覆蓋質量問題。通過對自動添加鄰區（ANR）的信息進行分析，可以發現站點的PCI沖突問題，進一步分析可得到站點越區覆蓋情況。該方法因為僅需通過對鄰區配置進行分析，數據獲取簡單，調整后效果反饋及時，無需進行路測，是一種成本廉價的網絡優化分析方法，值得推廣。

參考文獻

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