牡丹江联通LTE共享基站与大网基站为何无法互相切换
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移动信号的好坏很大程度上取决于基站的部署,基站数量越多、密度越大,信号也就越好,因此运营商不得不斥巨资部署大量的基础设施。而开放式无线市场可以降低运营商成本,为此运营商们想出了一些解决方案,截至2018年底,中国移动的4G基站数已达241万个,而相比之下电信、联通分别只有138万个、99万个,加起来也仍比移动少一点点,于是联通和电信选择展开合作,共享部分基站。
中国联合网络有限公司黑龙江省牡丹江分公司(以下简称牡丹江联通)有若干电信承建的LTE共享基站,源小区采用的诺基亚设备,目标小区也采用的诺基亚设备。但是测试发现,双方互相切换都失败,即电信承建站点切换至联通公网基站失败,联通公网基站反向切换至电信承建站点也失败,属跨厂家S1切换失败事件。为了解决该问题,牡丹江联通进行了多次测试及基站配置核查,找到问题的主要原因是邻区配置中的Cell ID配置错误,导致切换失败,最终通过同时修改联通和电信配置数据,双方切换成功,KPI指标正常。
共享站与大网基站无法互相切换
牡丹江联通有若干电信承建的共享基站,单独在基站下可正常切换业务,但共享站与大网基站无法互相进行切换。即共享站可切换到联通大网小区,联通大网小区可以正常检测到共享站联通小区的信号,持续上报测量报告,但一直无RRC重配消息,直到电平太低脱网,重选到共享站的联通小区上,如图1所示。
图1 切换失败示意图
根据源eNB和目标eNB是否连接到同一个MME以及他们之间是否存在X2连接,LTE中的切换分为X2切换和S1切换。LTE中将缺省进行X2切换,除非源eNB和目标eNB之间不在同一个MME的范围内或者不存在X2连接时,进行S1切换。
S1切换和X2切换差别主要体现在切换准备上,S1切换处理要比X2多两条信令消息,X2的切换时延从测试统计出大概在30ms左右,S1的切换时延要比X2切换时延多出20ms左右,而如果切换时延定义为重配置到重配置完成,则切换时延没有差别,但整个切换流程S1切换用时仍然多于X2切换用时,如图2所示。
图2 S1切换源基站侧信令流程
案例描述
牡丹江联通有若干电信承建的共享基站,共享站与联通大网基站均为诺基亚设备,因X2接口没有打通,故采用S1切换方式。牡丹江联通前期与电信对各自基站进行了参数核查及邻区补全,完成后电信共享站的联通小区向大网联通基站可进行正常切换,但反向联通大网基站无法切换到共享的联通小区。牡丹江联通通过反复测试及参数核查,并对信令流程进行了梳理,对切换执行时目标小区的搜索机制进行了分析,同时对共享站的邻区配置进一步明确,最终成功解决了该问题。
逐步分析问题所在
因电信共享基站可向联通大网基站正常切换,初步认为S1链路及切换没问题,测量控制与切换控制的参数及信令流程没问题,可能其他流程存在问题。
UE测量报告上传之后,源基站没有发起S1切换请求,如图3所示。该问题出现要么由于S1 timer超时,切换请求cancel,要么由于unknown-target导致HO preparaTIon failure,所以后续没有RRC重新配置信息。推测邻居配置中的Cell ID与真实的Cell ID发生了不匹配,导致切换失败,需进一步核查邻区配置小区。
图3 基站未发起S1切换请求
经进一步检查,共享基站数据配置正常,基于此,配置好联通大网邻区参数即可,主要涵盖LNADJ基站级邻区、LNADJL小区级邻区、LNREL 3个参数,UE可正常从共享小区向大网联通小区切换,但在联通大网的基站上,依此添加共享小区为外部小区,切换却失败。据此基本锁定共享基站的联通大网小区配置有问题。切换目标基站及目标小区由单独的字段进行定义,由此推测切换过程应包含确认切换目标基站及目标小区两个过程,且存在逻辑关系。
基于上述推测,如果按照小区级信息进行邻区配置,就会发生目标基站无法确认的情况,导致切换失败。电信共享基站向联通大网基站切换时,因基站级PLMN码与小区级PLMN码均为46001,可顺利切换。但大网基站向电信共享基站切换时,因基站级PLMN码为46011,小区级PLMN码为46001,双方不一致导致切换失败。如图4所示,推测将切换关系修改成去电信基站的联通小区时,切换成功。
图4 问题剖析示意图
解决方法
基于前文的分析,尝试修改邻区PLMN配置。
第一步,LNADJ是基站级邻区,用这个来确认切换目标基站,即电信基站,所以使用46011,如图6所示。
图6 基站级邻区参数修改
第二步,LNADJL是小区级邻区,用这个来确认切换目标小区,即联通小区,所以使用46001,如图7所示。
图7 小区级邻区参数修改
第三步,LNREL中,这个参数明确要求为Primary PLMN ID,所以使用46011,如图8所示。
图8 LNREL参数修改
处理结果
将异常的各项参数与配置数据配置一致以后,共享基站向联通公网基站DT切换正常,联通公网基站向共享基站DT切换正常,共享基站向联通公网基站切换KPI指标正常,联通公网基站向电信竞合承建联通基站切换KPI指标正常。
总结
对于共享基站而言,目标基站是电信基站,基站级的PLMN应为电信的标识46011,但是目标切换小区是联通小区,PLMN应为46001。如果目标小区的切换分为两个步骤,即定位基站和定位小区,那么如果直接把所有的邻区信息设置为小区级配置,就会发生目标基站无法确认的情况从而导致切换失败。