張 峰

中郵建技術(shù)有限公司

0 引言

NB-IoT是一種基于蜂窩的窄帶物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，它是低功耗廣域網(wǎng)（Low Power Wide Area Network，簡稱LPWA）技術(shù)的一種標準，并由3GPP（第三代合作伙伴計劃 國際標準組織）負責其標準化制定工作。

NB-IoT主要應用于低吞吐量、能容忍較大時延且低移動性的場景，如智能電表、遙感器和智能建筑等。NB-IoT可直接部署于已有的GSM或LTE網(wǎng)絡(luò)中，即可復用現(xiàn)有基站以降低部署成本，實現(xiàn)平滑升級。

NB-IoT終端的主要應用場景皆屬于低移動性場景，為了兼顧NB-IoT的低復雜度與低成本的需求，在R13中將切換（Handover）流程給移除了。目前，NB-IoT 終端在不同的基站間移動時，先進行RRC連接的釋放，然后同新的基站建立RRC連接。

1 NB-IoT重選技術(shù)簡介

對NB-IoT來說，目前的移動性管理是通過重選進行的。但NB-IoT中，小區(qū)重選的機制進行了相應的簡化處理。由于NB-IoT終端不支持緊急撥號的功能，所以當NB-IoT終端無法找到合適覆蓋小區(qū)時，該NB-IoT終端不會暫時駐扎（Camp）在Acceptable Cell，取而代之的是持續(xù)搜尋直到找到Suitable Cell為止（根據(jù)3GPP TS 36.304規(guī)格的定義，所謂的Suitable Cell為可以提供正常服務的Cell，而Acceptable Cell為僅能提供緊急服務的Cell）。

小區(qū)重選的主要執(zhí)行者是終端，重選整個過程網(wǎng)絡(luò)側(cè)的設(shè)備并不參與，所以重選性能的評估及重選問題的發(fā)現(xiàn)只能通過路測進行。NB-IoT的小區(qū)重選遵循R準則，具體計算公式如下：

Rs= Qmeas,s+ QHyst- Qoあsettemp Rn= Qmeas,n- Qoあset-Qoあsettemp

表1 NB-IoT重選參數(shù)

NB-IoT中Qoあset只針對異頻重選的頻點而言，同頻重選不再有小區(qū)偏置。

UE對滿足S準則的所有測量到的小區(qū)按照如上R準則進行排序，如果排序為最好的小區(qū)不是當前的服務小區(qū)，且滿足如下兩個條件，則觸發(fā)小區(qū)重選（重選到該排序最好的小區(qū)）。

（1）新小區(qū)比原服務小區(qū)的質(zhì)量好的時長超過Treselection。

（2）UE在原服務小區(qū)的駐留時長超過1s。如果在重選過程中找不到合適的小區(qū)，則UE進入任何小區(qū)選擇狀態(tài)。

2 NB-IoT重選原則

NB-IoT小區(qū)在重選之前，必須先進行鄰區(qū)測量，鄰區(qū)測量必須滿足一定的條件。隨著UE成功進入小區(qū)駐留狀態(tài)，當前只有滿足同頻/異頻測量規(guī)則時，才對鄰區(qū)進行測量與顯示，而不會實時對鄰區(qū)進行測量與顯示。下圖是路測軟件中顯示的小區(qū)重選相關(guān)參數(shù)，通過系統(tǒng)消息3下發(fā)。

圖1 路測軟件信令截圖

系統(tǒng)消息3下發(fā)重選門限參數(shù)：當前配置下當服務小區(qū)RSRP小于等于-65×2+30×2= -70 才啟動對鄰區(qū)進行測量；RRC層通過RSRP測量結(jié)果計算Srxlev，并將該值與同頻/非同頻測量啟動門限Sintrasearch和Snonintrasearch進行比較，作為是否啟動鄰小區(qū)測量的判決條件之一。整個流程如下圖所示：

圖2 小區(qū)重選流程

（1）UE在進行小區(qū)重選時，根據(jù)當前服務小區(qū)的信號質(zhì)量對鄰區(qū)進行測量，當前服務小區(qū)Srxlev的計算公式與小區(qū)選擇S準則中公式Srxlev = Qrxlevmeas-Qrxlevmin-Pcompensation–Qoあsettemp相同。

（2）當前信號質(zhì)量Srxlev的計算公式中Qrxlevmin用的是在SIB1中廣播的小區(qū)最低接收電平值，通過參數(shù)CellSel.QRxLevMin配置，不使用SIB3、SIB5中Qrxlevmin。

（3）該終端判斷是否需要進行異頻測量時，實際條件與特性文檔略有差異：

1）當Srxlev≥SnonIntraSearchP時，不對異頻鄰區(qū)測量；當Srxlev

2）當同頻測量門限s-IntraSearchP與異頻測量門限s-NonIntraSearch不變時，提高參數(shù)CellResel.QRxLevMin配置的同頻鄰區(qū)最低接收電平值或提高EutranInterNFreq.QRxLevMin配置的異頻鄰區(qū)最低接收電平值，并不能使NB-IoT同頻、異頻鄰區(qū)測量提前啟動；提高參數(shù)CellSel.QRxLevMin配置的最低接收電平值才能使NB-IoT同頻、異頻鄰區(qū)測量更早啟動，但這將使小區(qū)選擇的要求變高。

3 典型案例

3.1 某市重選參數(shù)設(shè)置不合理導致NB-IoT測試SINR差

（1）問題描述

某市在進行性能測試時，發(fā)現(xiàn)由于重選異常導致整體SINR值偏低。

（2）問題分析

選取某市某特定區(qū)域作為組網(wǎng)驗證區(qū)域，涉及NB站點40個，102個扇區(qū)。規(guī)劃測試路線60km，測試時長3小時。測試配置使用高通芯片鼎利終端、Pioneer測試軟件。測試過程中發(fā)現(xiàn)部分路段存在重選不及時導致測試路段SINR差，甚至脫網(wǎng)情況出現(xiàn)。

圖3 某市測試問題圖

NB-IoT重選不及時分析：從鼎利軟件解析上來看，空口采集的測試LOG中，重選過程服務小區(qū)SINR低，在重選過程中及重選后有幾個點重復讀取該值。如圖中重選過程中03∶50∶17.579 到 03∶50∶19.202 時間段內(nèi) 2s多持續(xù)記錄 SINR 值保持上一次重選完成后的測量值。與鼎利廠家確認終端上報機制：在終端重選后的低S I N R采樣，在Pioneer軟件上數(shù)據(jù)解析采用繼承機制，即終端天線端口上報數(shù)據(jù)的頻率低時，測試軟件繼承上一個數(shù)據(jù)一段時間，然后等待數(shù)據(jù)更新。

圖4 重選問題信令截圖

從整體原因來看，影響NB-IoT終端測試重選不及時的主要原因為網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)置，默認設(shè)置SIB消息下發(fā)周期、小區(qū)重選遲滯值、同頻重選時間等重選相關(guān)參數(shù)均設(shè)置較大，終端較難從主服小區(qū)重選至目標小區(qū)。

表2 優(yōu)化前后參數(shù)對比

（3）測試驗證

經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)參數(shù)修改及鼎利軟件設(shè)置修改，對某市NB-IoT網(wǎng)絡(luò)連片區(qū)域進行驗證，拉網(wǎng)驗證綜合覆蓋率提升明顯，平均提升5.7%；SINR提升在1db左右。詳見下表：

表3 優(yōu)化前后表格對比

表4 優(yōu)化前后重選業(yè)務表格對比

由于重選不及時導致的SINR質(zhì)差問題路段，修改后解決效果明顯。依舊存在少部分SINR質(zhì)差路段，這是由于RSRP覆蓋較弱導致。

優(yōu)化前后主要指標對比：

圖5 優(yōu)化前后RSRP對比

圖6 優(yōu)化前后SINR對比

從上面可以看出，修改重選參數(shù)并優(yōu)化后，全網(wǎng)路測的覆蓋率得到明顯提升，從79.37%上升到85.71%，RSRP和SINR也得到明顯提升。

4 總結(jié)

通過研究NB-IoT移動性管理機制，總結(jié)輸出了NB-IoT重選業(yè)務優(yōu)化方法。SIB消息下發(fā)周期、小區(qū)重選遲滯值、同頻重選時間等重選相關(guān)參數(shù)對重選性能影響較大，通過優(yōu)化重選參數(shù)加快終端重選速度，提升了NB-IoT整體網(wǎng)絡(luò)性能。