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空中接口学园空中接口技术的实施无线网络优化 → 读懂移动通信:这次我们把邻区说清楚
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发文心情 读懂移动通信:这次我们把邻区说清楚
邻区是做无线优化的人最经常遇到的术语,不过由于我不是优化人,所以一直以来对这个术语不够敏感。

  这次,想花点时间把邻区的来龙去脉彻底搞清楚,大体会分为这样一些内容:
  1. 什么是邻区?
  2. 为什么要邻区?
  3. 为什么基站要设置邻区?
  4. 基站该怎么设置邻区?
  5. 邻区怎样影响终端的行为?
  6. 基站是怎么通知终端邻区的?
  7. 终端是怎么感知到邻区的?
  8. 终端会感知到邻区的哪些信息?
  9. 邻区混淆、邻区冲突是怎么回事?
10. 感知的小区非邻区怎么办?
11. WCDMA的邻区合并是怎么回事?

  当然,如果大家能补充一些邻区配置的方式以及具体邻区的案例就更好了。


[此贴子已经被作者于2016-5-18 11:26:34编辑过]

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1. 什么是邻区?
  邻区,就是相邻小区的简称。

  小区,cell,是无线网络覆盖的基本单元,通常一个基站有三个小区,成千上万个小区,就像一块块地砖,实现了移动通信的地面覆盖。

  显然,每个小区都会有相邻的小区,就像中国地图上每个省份都有相邻的省份。

  不过,在移动通信系统中,邻区并不能简单类比于地图上的相邻的省份,这是由于以下三个原因:
  1. 小区的覆盖范围是不规则;
  2. 小区的覆盖范围是动态变化的;
  3. 小区的覆盖范围是重叠的;

  所以,在移动通信系统中,邻区并不是一个地理概念。


[此贴子已经被作者于2016-5-6 15:54:09编辑过]

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2. 为什么要邻区?
  那么邻区到底是什么呢?这就与邻区的作用有关系了。

  其实,我们注意到,虽然邻区是基站侧的概念,但是很多资料上都是这样写的:邻区是终端发生切换时的目标小区。

  这样一来,邻区就成了终端侧的概念,为了终端而存在,我觉得这个定义还不够准确,没有体现出基站的控制力。

  因此,我做了下修改:所谓邻区,就是基站为了终端能顺利切换而设置的目标小区的集合。

  这样,我们就可以看到基站的控制力,以及为什么要设置邻区了。

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3.  为什么基站要设置邻区?
      前面说了,基站为了保证顺利切换而设置邻区。

      作为切换,少数是站内切换,绝大多数应该是站间切换。为了能顺利切换,源基站与目的基站间必须建立连接,能传送相关的信息。

      源基站有可能与网络中所有基站建立连接吗?有这个必要吗?尤其是在2G、3G、4G网络同时覆盖的当下。

      正是因为这样两个因素,源基站会圈出一些伙伴,作为目标基站,这些目标基站,就是源基站的邻区。

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4.  基站该怎么设置邻区?
      设置邻区,叫配置邻区关系。

      当然,基站该怎么圈伙伴,还是要考虑需要。

      重叠覆盖的小区,通常应该是目标基站,也就是属于邻区。这些邻区,保证了终端可以切过去。否则,即使基站间建立了连接,有了邻区关系,可是没有覆盖,也是白搭。

      不过,重叠覆盖的小区并不能都纳入邻区,这是因为无线信号的不稳定,不能是棵菜就往筐里装。

      当然,更重要的是邻区关系不光用在基站间建立连接,还需要让终端也知道。


[此贴子已经被作者于2016-5-6 15:58:41编辑过]

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5.  邻区怎样影响终端的行为?
     从某种意义上,邻区,就是基站广播的合作伙伴。因此,终端一旦上了基站这条船,就得接受基站的伙伴。

   这样做对终端也是很有好处的。因为基站的伙伴,通常都是认证过(人为设置和校验过的),比较可靠,切换效果有保证。比起终端自己找,一般要好一些。

   另外,光靠终端自己找,也会消耗终端的电力,浪费终端的时间,还有可能找到的用不上。因此,在基站的伙伴中找,不失为一个明智的选择。

  当然,这里不排除由于各种因素,导致伙伴没有设置好。其中有一种情况是单向邻区,一个基站把另外一个基站看成伙伴,另外一个基站却没有这样做。这种情况在正常的人际交往中是很难立足的,无线网络也不例外。

  总体而言,由于网络优化工程师的努力,在实际无线网络中基站的伙伴很少会设置错误,邻区没有设置好都是细枝末节,一旦发现,也会很快解决,不是主流。

   确定了基站的伙伴后,终端怎么找呢?这就需要终端进行测量了。

  最后一个问题,基站的邻区(伙伴)应该设置成多少?显然邻区越多,终端的测量任务就越繁重;越少,就越有可能遗漏。


[此贴子已经被作者于2016-5-9 14:03:46编辑过]

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6. 基站是怎么通知终端邻区相关信息?
    具体的方式与制式相关,正所谓“戏法各有不同”。

   PHS:
      没有频率规划以及不设置邻区,这是PHS系统的两大特点。
      因此PHS基站不会告诉终端邻区的信息。

    GSM:
      正好与PHS相反,又要频率规划,又设置邻区。
      GSM的邻区信息称为BA(BCCH Allocation) List,就是一张频点的列表。打了勾的频点,就是伙伴,就是邻区。
     BA list通过SI5以及SI5bis、SI5ter来承载,代表不同的频段,这些消息都在SACCH上发送。
     基站下发的BA list不能超过32个。

    WCDMA:
      不要频率规划,但要进行主扰码规划以及设置邻区。
      WCDMA的邻区信息分为同频邻区、异频邻区以及异系统邻区,每种邻区最多可以设置32个。
     WCDMA的邻区信息通过Measurement Control消息来承载,在终端建立业务连接、切换过程中发送。

    LTE:
      不要频率规划,但要进行PCI规划以及设置邻区。
      LTE的邻区信息在WCDMA三大类邻区信息基础上做了调整,整合为测量对象(Measurement object),测量对象可以理解为频点与制式的组合。基站可以最多定义8种测量对象,每种测量对象的邻区最多可以设置32个。
     LTE的邻区信息也不是通过单独的消息来承载了,而是通过RRCConnectionReconfiguration消息中的MeasConfig信息单元来承载,在终端建立业务连接、切换过程中发送。


[此贴子已经被作者于2016-5-10 14:13:31编辑过]

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7. 终端是怎么感知到邻区的?
    就是通过终端的测量。终端的测量需要测量时间,调谐到邻区所在的频点后,通过收集相关信息,感知到邻区。

    这里有两个关键因素:测量时间以及测量频点,影响测量的过程。

    比如大家熟悉的GSM,由于采用FDD+TDMA的工作方式,测量时间很充分,但是需要调谐到不同的频点,这个比较麻烦。

    又如WCDMA,FDD的方式,终端时刻在接收,同频测量比较方便,但是异频测量就比较麻烦,需要引入GAP,而GAP可以通过压缩模式来实现。

   LTE与WCDMA类似,异频测量也是要利用GAP,但是就没有压缩模式了,因为LTE的业务流是动态调度的,可以中断。

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8. 终端会感知到邻区的哪些信息?
    测量过程就不详述了,通过测量,终端可以感知到邻区的标识以及邻区的信号强度或者信号质量。

    以上这些邻区信息,根据邻区的制式,是有明显差别的:
              标识              信号
    GSM   频点+BSIC     RxLev
  WCDMA  PSC              RSCP、Ec/N0
    LTE    PCI               RSRP、RSRQ

    然后,终端或者定期(GSM),或者触发(WCDMA、LTE),把测量到的邻区信息反馈给基站,由无线网络决定是否启动切换。

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9. 邻区混淆、邻区冲突是怎么回事?
     前面介绍了邻区信息,可以看到邻区标识都是些很简单的信息,比如PCI是0~503,PSC是0~511,这主要是为了加快终端的测量过程。

     当然,这样就带了一个大问题:邻区混淆。也就是说,由于邻区标识太简单,有可能终端感知到的几个邻区,它们的标识是一样的。邻区混淆通常是由于越区覆盖造成的,或者高楼等特定覆盖区域。

    与邻区混淆相类似,有一种情况称为邻区冲突,这是网络配置时,小区的标识没有规划好,使得相邻的小区标识设重了。

    邻区冲突除了导致切换不成功,还会带来无线上的干扰,必须及时清理。


[此贴子已经被作者于2016-5-18 11:27:03编辑过]

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