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摘 要：本文主要对中国电信高铁自动软串联方法进行了探讨。
关键词：中国电信 高铁 软串联
一、实现过程
为了实现高速小区软串联整体增益，需要进行高速小区识别、高速小区调整、软串联自配置、公网干扰协调和特殊信令无效重传优化几个过程。
为了减少高速移动多普勒频移对移动通信用户的影响，可以通过将小区设置为高速小区，从而通过基站的频率纠偏功能，最大化减少高速移动产生的影响。
1.高速小区增益。为了降低多普勒频移，在高速小区和超高速小区场景下，eNodeB通过上行频率纠偏的功能进行上行的自动频率控制。小区通过小区指示参数（Cell.HighSpeedFlag）来配置为高速小区或超高速小区。上行自动频率控制分为以下两个部分：
（1）初始纠偏。初始纠偏是UE进行随机接入时，eNodeB通过随机接入前导检测到接入UE的频移，并进行纠偏。
（2）持续纠偏。持续纠偏是UE接入网络后，eNodeB根据UE的导频信号进行频移估计，所得到的频偏作为UE频率纠正的持续输入。
初始纠偏是一个粗调的过程，而持续纠偏是一个微调的过程。当已接入网络的UE因信道发生突变导致微调无法有效跟踪频移时，上行数据可能出现连续的译码失败。在这种情况下，eNodeB将通过重新进行频偏区间搜索，保证上行数据的正确解调与译码。
2.高速小区识别。针对高速小区识别，目前常用的方法用两种：经过大量测试识别出高速小区和通过KPI统计是否为高速小区。
方法一：通过大量高铁测试，筛选出测试占用的小区，识别为高速小区。
方法二：通过打开参数CellAlgoSwitch.HighSpeedSchOptSwitch中的子開关ProcSwitchBasedOnUserSpeed，同时设置识别UE的高速或低速状态，统计高铁场景下小区高速用户数来，以此来设定该小区为高速小区。
通过该方法识别“高速小区”，不仅减少了大量人力测试的资源问题，还提高了“高速小区”识别的精准度。为后续的频率纠偏、软串联、干扰协调和特殊信令无效重传等特性应用奠定了实施基础。
3.高速小区调整。
高铁/动车：
（1）对于频段低于1GHz或速度低于120km/h的场景，建议使用低速小区覆盖；
（2）对于频段为1GHz～2.6GHz、速度高达350km/h的场景，建议使用高速小区覆盖；
（3）对于频段为1GHz～2.6GHz、速度高达450km/h的场景，建议使用超高速小区覆盖。
由于个别高铁新增站点未规划成高速小区，造成高铁区域高速+低速站点交替覆盖，此场景会导致如下问题：
（1）高速用户无法稳定获取高速小区增益，用户体验下降，影响切换成功率、接入成功率等性能指标；
（2）部分高速优化特性无法生效，如公网干扰协调、软串联等。
同时，当小区设置为高速小区后，为了减少接入冲突，提高接入成功率，需要针对小区半径配置情况来规划。
4.软串联自配置。高速用户专属策略管理的定向切换需要在高铁同频邻区列表配置软串联标识，软串联标识可以通过软串联自配置方案获取，也可以通过手工进行配置，但是手工配置的工作量大，为了解决这个问题，在eRAN12.1版本引入了高铁软串联的自识别功能。
高铁公网是指运营商网络中高速小区与低速小区同频组网，并且高速小区的覆盖区域内同时存在高速用户和低速用户的组网场景。该场景下高速小区要同时兼顾高速用户与低速用户，若要同时考虑高速用户和低速用户，则在特性、参数、QoS等方面高、低速用户均不能达到最优。
软串联自组织功能可以基于用户识别和高铁识别，分场景进行差异化管理，尽可能同时满足高速用户和低速用户的需求。
软串联自组织功能根据高铁移动特征，准确识别出高铁到达与离开的事件，以及用户的高速或低速属性，具备易部署、自组织的特征。识别高速用户，支持对高速用户配置专门的高速TA命令发送周期与调度优先级；其中：
高速TA命令发送周期可通过TimeAlignmentTimer. HighSpeedTaCmdSendPeriod配置，但其实际生效值与上行定时命令优化开关的状态有关。
上行定时命令优化开关打开时，其实际生效值由“TA命令发送周期”与“高速TA命令发送周期”的最小值决定。
上行定时命令优化开关关闭时，其实际生效值由“上行时间对齐定时器/2-32”与“高速TA命令发送周期”的最小值决定。
调度优先级可通过CellUlschAlgo.UserSpeedUlSchPriWeight和CellDlschAlgo.UserSpeedDlSchPriWeight配置。
对于TTI绑定、SPS、闭环MIMO、自适应SFN/SDMA等特性，当CellAlgoSwitch.HighSpeedSchOptSwitch中的子开关ProcSwitchBasedOnUserSpeed打开时，若TTI绑定、SPS、闭环MIMO、自适应SFN/SDMA的开关打开，则低速用户可使用这些特性，而高速用户无法使用。
5.公网干扰协调。高铁公网组网场景下，高铁小区与周围低速小区之间存在同频干扰，可通过降低周围低速小区的同频干扰来提升高速用户的体验。
当列车到达时，eNodeB根据高速用户的同频测量（A3偏置为10dB）和历史同频切换信息，确定强干扰邻区，并通过X2消息通知强干扰邻区做干扰协同，包括邻小区限制可用RB数和降低下行发射功率两种方式。
高铁公网随动干扰协调功能由参数HighSpdAdaptionPara. InterfAvoidMode中的子开关RbBasedInterfAvoid和PowerBasedInterfAvoid来控制两种干扰协同方式是否生效。 当开启高铁干扰随动降RB后，低速邻区可用的RB资源将受到限制，进而降低对服务小区的干扰；当开启高铁干扰随动降功率后，低速邻区将降低一定的功率来降低对服务小区的干扰。
6.特殊信令无效重传优化。根据LTE协议规定，LTE终端可以不回复切换信令以及RRC Release消息的狀态报告，从而会导致无效的切换信令以及RRC Release消息的RLC ARQ重传。本优化功能打开后，可以减少切换信令与RRC Release消息的无效RLC重传。
二、实施效果
在本次专项优化过程，在建设、维护、优化等部门共同努力下，通过对PRACH规划调整、高速小区和高速专属特性等方面的优化调整后，唐山境内的津秦高铁覆盖及感知质量得到了明显的提升。
1.特性效果。高速站点连续覆盖优化及软串联自配置打开后，相比前一周同频切换成功率升高0.12%，异频切换成功率升高1.18%，随机接入成功率升高12.93%。
特殊信令无效重传优化特性打开后，相比前一周切换命令误码率下降53.8%，RRC CONN REL误码率下降26.8%，信令面PRB利用率下降9.5%。
公网随动干扰协调特性打开后，验证区域相比前一周高速用户下行用户体验速率升高4.41%，高速用户下行SINR均值升高2.77%。
2.综合效果。特性功能开通后，经KPI观察，特性功能生效，切换信令和RRC释放误码率得到提升，经测试，测试区域上行速率提升了27.89%，下载速率提升了59.32%。
三、创新价值
通过高铁自动软串联方法研究，不仅改变了传统“高铁小区”识别和软串联添加方法，也通过特性开启最大程度减少了高速移动对无线环境带来的影响，同时也提升高了高铁用户性能，主要创新价值体现在以下方面：
（1）采用“高速小区”KPI识别方法，大大的减少了人力投入成本，也提高了识别精度；
（2）采用软串联自动添加，大大减少人工添加的工作量，也提高了准确性；
（3）通过“高速小区”改造，最大化减少了多普勒频移带来负面影响，同时利用特殊信令无效重传优化，提高了高速用户移动性能；
（4）通过公网干扰协调，在“非专网”组网的情况下，最大化减少公网用户带来影响，提高了高速用户体验。
关键词：中国电信 高铁 软串联
一、实现过程
为了实现高速小区软串联整体增益，需要进行高速小区识别、高速小区调整、软串联自配置、公网干扰协调和特殊信令无效重传优化几个过程。
为了减少高速移动多普勒频移对移动通信用户的影响，可以通过将小区设置为高速小区，从而通过基站的频率纠偏功能，最大化减少高速移动产生的影响。
1.高速小区增益。为了降低多普勒频移，在高速小区和超高速小区场景下，eNodeB通过上行频率纠偏的功能进行上行的自动频率控制。小区通过小区指示参数（Cell.HighSpeedFlag）来配置为高速小区或超高速小区。上行自动频率控制分为以下两个部分：
（1）初始纠偏。初始纠偏是UE进行随机接入时，eNodeB通过随机接入前导检测到接入UE的频移，并进行纠偏。
（2）持续纠偏。持续纠偏是UE接入网络后，eNodeB根据UE的导频信号进行频移估计，所得到的频偏作为UE频率纠正的持续输入。
初始纠偏是一个粗调的过程，而持续纠偏是一个微调的过程。当已接入网络的UE因信道发生突变导致微调无法有效跟踪频移时，上行数据可能出现连续的译码失败。在这种情况下，eNodeB将通过重新进行频偏区间搜索，保证上行数据的正确解调与译码。
2.高速小区识别。针对高速小区识别，目前常用的方法用两种：经过大量测试识别出高速小区和通过KPI统计是否为高速小区。
方法一：通过大量高铁测试，筛选出测试占用的小区，识别为高速小区。
方法二：通过打开参数CellAlgoSwitch.HighSpeedSchOptSwitch中的子開关ProcSwitchBasedOnUserSpeed，同时设置识别UE的高速或低速状态，统计高铁场景下小区高速用户数来，以此来设定该小区为高速小区。
通过该方法识别“高速小区”，不仅减少了大量人力测试的资源问题，还提高了“高速小区”识别的精准度。为后续的频率纠偏、软串联、干扰协调和特殊信令无效重传等特性应用奠定了实施基础。
3.高速小区调整。
高铁/动车：
（1）对于频段低于1GHz或速度低于120km/h的场景，建议使用低速小区覆盖；
（2）对于频段为1GHz～2.6GHz、速度高达350km/h的场景，建议使用高速小区覆盖；
（3）对于频段为1GHz～2.6GHz、速度高达450km/h的场景，建议使用超高速小区覆盖。
由于个别高铁新增站点未规划成高速小区，造成高铁区域高速+低速站点交替覆盖，此场景会导致如下问题：
（1）高速用户无法稳定获取高速小区增益，用户体验下降，影响切换成功率、接入成功率等性能指标；
（2）部分高速优化特性无法生效，如公网干扰协调、软串联等。
同时，当小区设置为高速小区后，为了减少接入冲突，提高接入成功率，需要针对小区半径配置情况来规划。
4.软串联自配置。高速用户专属策略管理的定向切换需要在高铁同频邻区列表配置软串联标识，软串联标识可以通过软串联自配置方案获取，也可以通过手工进行配置，但是手工配置的工作量大，为了解决这个问题，在eRAN12.1版本引入了高铁软串联的自识别功能。
高铁公网是指运营商网络中高速小区与低速小区同频组网，并且高速小区的覆盖区域内同时存在高速用户和低速用户的组网场景。该场景下高速小区要同时兼顾高速用户与低速用户，若要同时考虑高速用户和低速用户，则在特性、参数、QoS等方面高、低速用户均不能达到最优。
软串联自组织功能可以基于用户识别和高铁识别，分场景进行差异化管理，尽可能同时满足高速用户和低速用户的需求。
软串联自组织功能根据高铁移动特征，准确识别出高铁到达与离开的事件，以及用户的高速或低速属性，具备易部署、自组织的特征。识别高速用户，支持对高速用户配置专门的高速TA命令发送周期与调度优先级；其中：
高速TA命令发送周期可通过TimeAlignmentTimer. HighSpeedTaCmdSendPeriod配置，但其实际生效值与上行定时命令优化开关的状态有关。
上行定时命令优化开关打开时，其实际生效值由“TA命令发送周期”与“高速TA命令发送周期”的最小值决定。
上行定时命令优化开关关闭时，其实际生效值由“上行时间对齐定时器/2-32”与“高速TA命令发送周期”的最小值决定。
调度优先级可通过CellUlschAlgo.UserSpeedUlSchPriWeight和CellDlschAlgo.UserSpeedDlSchPriWeight配置。
对于TTI绑定、SPS、闭环MIMO、自适应SFN/SDMA等特性，当CellAlgoSwitch.HighSpeedSchOptSwitch中的子开关ProcSwitchBasedOnUserSpeed打开时，若TTI绑定、SPS、闭环MIMO、自适应SFN/SDMA的开关打开，则低速用户可使用这些特性，而高速用户无法使用。
5.公网干扰协调。高铁公网组网场景下，高铁小区与周围低速小区之间存在同频干扰，可通过降低周围低速小区的同频干扰来提升高速用户的体验。
当列车到达时，eNodeB根据高速用户的同频测量（A3偏置为10dB）和历史同频切换信息，确定强干扰邻区，并通过X2消息通知强干扰邻区做干扰协同，包括邻小区限制可用RB数和降低下行发射功率两种方式。
高铁公网随动干扰协调功能由参数HighSpdAdaptionPara. InterfAvoidMode中的子开关RbBasedInterfAvoid和PowerBasedInterfAvoid来控制两种干扰协同方式是否生效。 当开启高铁干扰随动降RB后，低速邻区可用的RB资源将受到限制，进而降低对服务小区的干扰；当开启高铁干扰随动降功率后，低速邻区将降低一定的功率来降低对服务小区的干扰。
6.特殊信令无效重传优化。根据LTE协议规定，LTE终端可以不回复切换信令以及RRC Release消息的狀态报告，从而会导致无效的切换信令以及RRC Release消息的RLC ARQ重传。本优化功能打开后，可以减少切换信令与RRC Release消息的无效RLC重传。
二、实施效果
在本次专项优化过程，在建设、维护、优化等部门共同努力下，通过对PRACH规划调整、高速小区和高速专属特性等方面的优化调整后，唐山境内的津秦高铁覆盖及感知质量得到了明显的提升。
1.特性效果。高速站点连续覆盖优化及软串联自配置打开后，相比前一周同频切换成功率升高0.12%，异频切换成功率升高1.18%，随机接入成功率升高12.93%。
特殊信令无效重传优化特性打开后，相比前一周切换命令误码率下降53.8%，RRC CONN REL误码率下降26.8%，信令面PRB利用率下降9.5%。
公网随动干扰协调特性打开后，验证区域相比前一周高速用户下行用户体验速率升高4.41%，高速用户下行SINR均值升高2.77%。
2.综合效果。特性功能开通后，经KPI观察，特性功能生效，切换信令和RRC释放误码率得到提升，经测试，测试区域上行速率提升了27.89%，下载速率提升了59.32%。
三、创新价值
通过高铁自动软串联方法研究，不仅改变了传统“高铁小区”识别和软串联添加方法，也通过特性开启最大程度减少了高速移动对无线环境带来的影响，同时也提升高了高铁用户性能，主要创新价值体现在以下方面：
（1）采用“高速小区”KPI识别方法，大大的减少了人力投入成本，也提高了识别精度；
（2）采用软串联自动添加，大大减少人工添加的工作量，也提高了准确性；
（3）通过“高速小区”改造，最大化减少了多普勒频移带来负面影响，同时利用特殊信令无效重传优化，提高了高速用户移动性能；
（4）通过公网干扰协调，在“非专网”组网的情况下，最大化减少公网用户带来影响，提高了高速用户体验。