LTE/LTE－A系统自组织网络技术和标准化进展

2.2自优化技术

自优化主要包括移动负载均衡（MLB）、随机接入信道（RACH）优化和移动健壮性优化（MRO）功能。通过自优化，每个基站可以根据当前的负载和性能统计情况，进行参数调整，优化系统性能。基站的自优化需要在OAM的控制下进行，基于对网络性能测量及数据收集，OAM可以在必要的时候，启动或终止网络自优化操作；同时，基站对参数的调整也必须在OAM允许的取值范围内进行。

（1）MLB方案是指eNB自动调整移动性参数，将下辖重负载小区的业务部分转移到相邻或同覆盖的其他轻负载小区，以实现业务负荷在小区间的合理分配。MLB机制同时适用于▲图1 3GPPLTE/LTE-A规范版本演进时间表接入系统内部（Intra-LTE）和接入网

络间（Inter-RAT）的场景。

在MLB的实现过程中，eNB对下辖小区的负荷状态进行监控，并通过或者S1接口与邻节点交互负载信息。根据获得的负载信息，eNB调整过载小区的移动性参数，使得其所服务的UE可以更容易的切换或重选到邻近轻负载小区。

对于Intra-LTE MLB场景，为了避免重负载eNB单方调整切换参数导致乒乓切换，还引入了eNB间的切换参数协商机制；对于场景，考虑到不同系统的切换参数设置和切换算法不具通用性，所以未采用切换参数协商机制。

相比人工调整参数进行负载均衡，MLB机制具有调整迅速，对业务突发适应性好等突出优点。

（2）RACH优化方案优化旨在通过调整的配置参数，保证合理的UE随机接入成功率和接入时延。在RACH过程中，基站基于UE随机接入成功概率以及对接入时延统计和估算等方式判断RACH是否需要优化。为了协助基站进行统计，标准中引入了随机接入相关信息的上报过程。

例如UE需上报成功进行接入时所进行的接入尝试次数。根据统计结果，对不合理的RACH参数进行调整。调整后的RACH参数需要在相邻eNB之间交互，以协调RACH配置，减少相邻小区间的相互干扰。

之前的蜂窝通信系统对性能的统计一直比较困难，对参数的设置更多的是依靠经验和路测。RACH优化机制的引入极大的简化了RACH参数的配置过程。

（3）MRO方案移动健壮性优化（MRO）技术用于对切换参数设置问题进行自动检测，通过对大量连接失败现象进行分析和统计，确定问题原因，以便进行相应的参数调整。

在Rel-9阶段，MRO首先研究了场景中由于切换参数设置不合理而导致的UE连接失败问题，并将问题原因归纳为3类：过迟切换、过早切换和切换到错误小区。

给出了如下描述性定义：过迟切换指已经在服务小区驻留了一段时间的UE，在未收到切换命令的情况下，与服务小区连接中断，随后UE选择了除服务小区外的其他小区进行了重建；过早切换指UE在接入目标小区的过程中发生切换失败或在接入目标小区后短时间内发生连接中断，随后UE在源小区进行重建；切换到错误小区定义为UE在接入目标小区的过程中发生切换失败或在接入目标小区后短时间内发生连接中断，随后UE在除源和目标小区外的其他小区进行重建。

为了便于基站判断切换失败的类型，需要获得UE的切换上下文和重建小区信息。3种错误的检测如图3、图4、图5所示。

图3是一个过迟切换的检测过程。在进行问题检测时，重建基站将重建小区的标识和重建UE的标识通过X2接口通知给UE连接中断前所连的服务基站，即最后服务基站。由最后服务基站根据本地存储的UE上下文确定UE连接中断的原因。

过早切换的检测过程如图4所示。与过迟切换检测过程类似，最后服务基站根据从重建基站所获得的信息和本地存储的UE上下文确定连接中断的原因。最后服务基站再将检测结果发送给问题切换所对应的基站，以便问题基站参数调整。

切换到错误小区的检测过程如图5所示。与前两种检测类似，最后服务基站首先确定导致UE连接中断的原因，再将检测结果通知给问题切换所对应的源基站，即问题基站，以便问题基站进行参数调整。移动健壮性优化功能详细的检测流程可以参见文献[3-4].

除了切换参数设置问题外，网络覆盖漏洞也可能导致UE连接失败，因此在进行MRO检测时，需要能区分出覆盖问题和参数设置问题。为此，在Rel-9和Rel-10阶段，分别引入和增强了UE测量上报机制，允许将连接失败前后的测量结果上报，以辅助对连接失败原因的判断[5].为了解决异系统间切换参数配置错误所导致的UE连接失败问题，在阶段，MRO在已有Intra-LTE过早和过迟切换检测机制的基础上进行了扩展，支持了对异系统到LTE的过早切换和LTE到异系统的过迟切换的检测[6].

异系统间的非必要切换和乒乓切换虽然不会导致UE掉话，但是会引起大量核心网信令交互，造成不必要的信令开销。因此，相关问题的检测也先后在Rel-10和Rel-11阶段进行了标准化。

异系统间非必要切换指UE在系统可以保持良好连接的情况下，被切换到其他系统。为了检测非必要切换，当UE从LTE小区切换到异系统小区时，目标小区需配置继续测量LTE频点的信号质量，如果

小区的信号质量满足预设门限，则可判定发生了非必要切换。

异系统间乒乓切换指UE从系统切换到异系统后，在很短的时间内回切到LTE系统的情况。乒乓切换的检测基于在网络节点间传输的历史信息进行，UE历史信息中记录了UE最近所接入的最多16个小区的标识以及在每个小区的停留时间。通过UE历史信息，在UE从异系统切入LTE小区时，目标LTE小区可以判断UE是否发生了乒乓切换。为了排除由于LTE系统覆盖漏洞引发的乒乓切换，可以配置UE在异系统小区内检测LTE小区的信号质量。

切换参数优化一向是移动通信网络优化的重点和难点，移动健壮性优化机制的引入将有助于对切换问题的自动分析和定位，提升网络优化的效率。

2.3自治愈技术

自治愈技术指OAM持续监测通信网络，一旦发现可以自动解决的故障，就启动对相关必要信息的收集，如错误数据、告警、跟踪数据、性能测量、测试结果等，并进行故障分析，根据分析结果触发恢复动作。自治愈功能同时也将监测恢复动作的执行结果，并根据执行结果进行下一步操作，如有必要可以撤销恢复动作。

目前，在LTE规范[7]中，标准化了两种自治愈触发场景，一种是由于软硬件异常告警触发的自治愈；另一种是小区退服触发的自治愈。相应的，一些可用的自动恢复方法有：根据告警信息定位故障，通过软件复位或切换到备份硬件等方式，进行故障恢复；调整相邻小区的覆盖，补偿退服小区的网络覆盖等。

现代移动通信网络设备种类繁多，一旦发生故障，排查起来费时费力。自治愈功能可以自动、迅速地发现网络故障，并尝试恢复，降低对用户体验的不利影响。自治愈对保障通信网络运行稳定性具有重要意义。