電信LTE網(wǎng)絡(luò)PRACH規(guī)劃優(yōu)化方案及優(yōu)化效果

電信LTE網(wǎng)絡(luò)PRACH規(guī)劃優(yōu)化方案及優(yōu)化效果【摘要】基于烏海電信LTE網(wǎng)絡(luò)建設(shè)已經(jīng)達(dá)到一定規(guī)模，為規(guī)范PRACH的使用，進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，針對(duì)現(xiàn)網(wǎng)FDD宏站的PRACH進(jìn)行規(guī)劃優(yōu)化工作，提升用戶感知。關(guān)鍵字：PRACH、ZC根序列、復(fù)用距離【原理介紹】隨機(jī)接入在LTE系統(tǒng)中起著重要作用，影響著初始連接、切換、重建、恢復(fù)上行同步。其中，PrachZC根序列是LTE小區(qū)的重要參數(shù)，關(guān)系著隨機(jī)接入的Preamble序列。若鄰近小區(qū)對(duì)應(yīng)著相同的ZC根，則可能導(dǎo)致PRACH虛警，因此，為L(zhǎng)TE小區(qū)分配合適的PrachZC根、核查、并解決網(wǎng)絡(luò)中潛在的PrachZC根沖突，對(duì)LTE無線網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)、維護(hù)有著重要意義。PrachZC根特性涉及PrachZC根規(guī)劃、PrachZC根核查（評(píng)估）、PrachZC根重分配在網(wǎng)絡(luò)的新建、擴(kuò)容階段，需要為網(wǎng)絡(luò)中新建的E-UTRAN小區(qū)分配合適ZC根索引，保證E-UTRAN小區(qū)正常的隨機(jī)接入。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的布局發(fā)生變化、原先規(guī)劃的PrachZC根不合理、或現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)元參數(shù)發(fā)生了變化（例如RF調(diào)整導(dǎo)致小區(qū)半徑發(fā)生變化），則需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)中E-UTRAN小區(qū)重新分配合適的Ncs、PrachZC根。ZC根序列規(guī)劃目的PRACH根序列是采用ZC序列作為根序列（以下簡(jiǎn)稱為ZC根序列），由于每個(gè)小區(qū)前導(dǎo)序列是由ZC根序列通過循環(huán)移位（Ncs，cyclicshift也即零相關(guān)區(qū)配置）生成，每個(gè)小區(qū)的前導(dǎo)序列為64個(gè)，UE使用的前導(dǎo)序列是隨機(jī)選擇或由eNB分配的，因此為了降低相鄰小區(qū)之間的前導(dǎo)序列干擾過大就需要正確規(guī)劃ZC根序列索引。在FDD和TDD的format0~3下，ZC根序列索引有838個(gè)，Ncs取值有16種，此時(shí)的ZC序列的長(zhǎng)度是839；本規(guī)劃根據(jù)小區(qū)特性（是否高速小區(qū)）給多個(gè)小區(qū)配置ZC根序列索引和Ncs取值，從而保證相鄰小區(qū)間使用該索引生成的前導(dǎo)序列不同。規(guī)劃目的是為小區(qū)分配ZC根序列索引以保證相鄰小區(qū)使用該索引生成的前導(dǎo)序列不同，從而降低相鄰小區(qū)使用相同的前導(dǎo)序列而產(chǎn)生的相互干擾。Ncs選擇的約束Ncs配置的Ncs值不宜過小，否則超過Ncs對(duì)應(yīng)半徑的用戶由于無法被識(shí)別出正確的Preamble必然導(dǎo)致無法接入。Ncs也不宜過大，即超過基站需要支持的接入半徑，會(huì)造成基站的資源浪費(fèi)。Ncs的選擇和小區(qū)半徑的大小、最大的時(shí)延擴(kuò)展有關(guān)，滿足如下的關(guān)系：補(bǔ)充：高速小區(qū)：移動(dòng)速度大于120kmps的場(chǎng)景認(rèn)為是高速小區(qū)。因此一般來說，高速公路、高鐵的覆蓋小區(qū)需要設(shè)置成為高速小區(qū)。其他的可以配置為低速小區(qū)。在實(shí)際網(wǎng)絡(luò)中，eNB會(huì)下發(fā)Ncs，HighSpeedFlag，rootSequenceIndex等等PRACH參數(shù)。如下所示：上圖中，NcsConfig=11，對(duì)應(yīng)的Ncs=93，但是此時(shí)只下發(fā)了一個(gè)rootSequenceIndex=0，肯定無法通過循環(huán)移位生成64個(gè)Preamble。但是協(xié)議規(guī)定UE需要生成64個(gè)Preamble序列。因此在這種情況下，如果一個(gè)rootSequenceIndex無法生成64個(gè)Preamble序列，那么UE繼續(xù)用下一個(gè)rootSequenceIndex=1、rootSequenceIndex=2.。。。一直到eNB生成64個(gè)Preamble序列為止。比如一直到rootSequenceIndex=6生成了64個(gè)Preamble。在實(shí)際規(guī)劃的時(shí)候，如果一個(gè)eNB選擇了下發(fā)rootSequenceIndex=0，NcsConfig=11，那么肯定是另外一個(gè)eNB的rootSequenceIndex從7開始。。。。然后繼續(xù)。ZC根序列規(guī)劃原則ZC根序列索引和Ncs取值是生成前導(dǎo)序列所必須的參數(shù)。本算法就是為待規(guī)劃區(qū)域的小區(qū)分配不同ZC根序列索引與Ncs取值。ZC根序列索引分配應(yīng)該遵循以下幾個(gè)原則：1.

應(yīng)優(yōu)先分配高速小區(qū)對(duì)應(yīng)的ZC根序列索引。2.

接著對(duì)中低速小區(qū)分配對(duì)應(yīng)的ZC根序列。由于ZC根序列索引個(gè)數(shù)有限，因此如果某待規(guī)劃區(qū)域下的小區(qū)超過ZC根序列索引的個(gè)數(shù)，當(dāng)ZC根序列索引使用完后，應(yīng)對(duì)ZC根序列索引的使用進(jìn)行復(fù)用，復(fù)用規(guī)則為當(dāng)兩個(gè)小區(qū)之間的距離超過一定范圍時(shí)，兩個(gè)小區(qū)可以復(fù)用同一個(gè)ZC根序列索引。邏輯根序列號(hào)（Logicalrootsequencenumber）和物理根序列號(hào)（Physicalrootsequencenumber）的對(duì)應(yīng)關(guān)系。在SIB2里面下發(fā)的是邏輯根序列號(hào)，UE通過查表得出相應(yīng)的物理根序列號(hào)。在ZC根序列規(guī)劃過程中，在前導(dǎo)格式確定的情況下，每個(gè)邏輯序列號(hào)對(duì)應(yīng)的物理序列號(hào)是確定且是唯一的。中低速小區(qū)根序列數(shù)規(guī)劃對(duì)于中低速小區(qū)，每個(gè)ZC根序列索引產(chǎn)生前導(dǎo)序列數(shù)為839/Ncs（假設(shè)中低速小區(qū)的接入半徑為30km，則Ncs=217，839/217取整結(jié)果為4，則產(chǎn)生64個(gè)前導(dǎo)序列需要ZC根序列索引數(shù)為64/4，需要16個(gè)ZC根序列索引，即把這16個(gè)ZC根序列索引分給待分配小區(qū)。STEP1：根據(jù)小區(qū)半徑r和小區(qū)最大時(shí)延擴(kuò)展,計(jì)算小區(qū)Ncs取值范圍，得到表2中可取的循環(huán)移位偏移量Ncs值，例如計(jì)算Ncs>217，則Ncs可取值為279，419。注：對(duì)于低速小區(qū)，如果

>419，則將取值配置為0；STEP2：從Ncs取值范圍內(nèi)依次選擇最小的Ncs值；STEP3：從該剩余的ZC根序列索引中第一個(gè)未使用的ZC根序列索引邏輯編號(hào)開始，看是否能循環(huán)產(chǎn)生64個(gè)前導(dǎo)序列，如果不能產(chǎn)生則再繼續(xù)查找下一個(gè)連續(xù)ZC根序列索引，直到剩余連續(xù)的ZC根序列索引循環(huán)完畢，如果可以產(chǎn)生64個(gè)前導(dǎo)序列則轉(zhuǎn)STEP4；如果都不能產(chǎn)生64個(gè)前導(dǎo)序列，則轉(zhuǎn)STEP5；注：低速小區(qū)分配的ZC根序列必須連續(xù)，如果連續(xù)的ZC根序列不足以產(chǎn)生64前導(dǎo)序列，則不給予分配，繼續(xù)在剩余根序列中遍歷。STEP4：把邏輯根序列號(hào)和Ncs分配給待分配小區(qū)，只需輸出最小邏輯根序列號(hào)以及Ncs取值范圍內(nèi)最小值；STEP5：采用復(fù)用規(guī)則，為待分配小區(qū)分配合適的ZC根序列索引與Ncs值；【核查方式】ZC根核查的目的為：發(fā)現(xiàn)ZC根復(fù)用隔離度較小的LTE小區(qū)。復(fù)用隔離度通常通過兩種方式衡量：a)

ZC根序列的復(fù)用距離基于ZC根最小復(fù)用距離，核查出該距離范圍內(nèi)、同頻、同ZC根的LTE小區(qū)，作為潛在存在ZC根沖突的小區(qū)?？筛鶕?jù)現(xiàn)網(wǎng)情況，確定兩小區(qū)需間隔多遠(yuǎn)才不會(huì)有信號(hào)干擾，以這樣的距離作為同頻小區(qū)使用相同ZC根需間隔的最小距離，即ZC根復(fù)用的最小復(fù)用距離。網(wǎng)絡(luò)中，在RF規(guī)劃合理的場(chǎng)景下，上下行覆蓋是平衡的，因此，可以參考PCI規(guī)劃的復(fù)用距離：普通城區(qū)的最小復(fù)用距離為4km，郊區(qū)的最小復(fù)用距離為10km。b)

ZC根序列的復(fù)用階數(shù)階數(shù)與LTE鄰區(qū)有關(guān)，一階鄰區(qū)為L(zhǎng)TE小區(qū)鄰區(qū)表中對(duì)應(yīng)的小區(qū)，二階鄰區(qū)為L(zhǎng)TE小區(qū)一階鄰區(qū)的一階鄰區(qū)，依次類推。通常，源小區(qū)與一階鄰區(qū)直接相鄰，存在信號(hào)交疊區(qū)域，希望源小區(qū)與鄰區(qū)的ZC根不相同。但是，網(wǎng)絡(luò)中的一些LTE小區(qū)也許間隔很多階數(shù)仍存在信號(hào)交疊。基于ZC根的最小復(fù)用階數(shù)（至少為1），核查出同頻鄰區(qū)階數(shù)范圍內(nèi)ZC根相同的LTE小區(qū)，作為潛在存在ZC根序列沖突的小區(qū)。保守起見，可增加核查的復(fù)用階數(shù)。【核查結(jié)果】本次主要基于復(fù)用距離進(jìn)行核查。針對(duì)現(xiàn)網(wǎng)279個(gè)FDD和TDD宏站（834個(gè)小區(qū)）的PRACH采用U-NET進(jìn)行核查，核查結(jié)果如下，（其中9個(gè)FDD站點(diǎn)未開通）

其中存在復(fù)用距離在2000米以下的有116個(gè)小區(qū)，如果基站存在過覆蓋等情況，可能會(huì)存在因復(fù)用距離不足導(dǎo)致的接入問題?！净赨-NET規(guī)劃方案】Prach規(guī)劃輸入?yún)?shù)：使用的根序列范圍、計(jì)算小區(qū)半徑的方法。輸出參數(shù)就是每個(gè)小區(qū)的Ncs、起始根序列邏輯號(hào)，終止根序列邏輯號(hào)。規(guī)劃建議：導(dǎo)入數(shù)據(jù)過程鄰區(qū)和PRACH規(guī)劃過程采用U-NET規(guī)劃結(jié)果（復(fù)用距離2000米以上）核查復(fù)用距離范圍如下：【LTEeNBPRACH配置指導(dǎo)】LTEeNBPRACH配置涉及到：配置根序列、高速低速標(biāo)志、Preamble

格式、小區(qū)半徑這幾個(gè)參數(shù)。這些參數(shù)都在MODCELL里面進(jìn)行配置，如下所示：MODCELL:LocalCellId=0,RootSequenceIdx=XXX,HighSpeedFlag=LOW_SPEED,PreambleFmt=0,CellRadius=5000【PRACH規(guī)劃優(yōu)化效果】由于PRACH碼影響接入，因此需要對(duì)規(guī)劃優(yōu)化方案實(shí)施后，對(duì)前后四天的KPI指標(biāo)的接通率進(jìn)行對(duì)比，觀測(cè)其性能改善情況。復(fù)用距離對(duì)比如下：現(xiàn)網(wǎng)KPI指標(biāo)對(duì)比情況：10月27日凌晨0:00-2：00完成的PRACH修改工作，對(duì)前后三天的KPI關(guān)鍵指標(biāo)