春天工作室：关于LTE中连接态下的异频测量

关于LTE中连接态下的异频测量的思考和小结。主要涉及测量gap及测量启动时机的计算。后面通过一个例子加以说明。空闲态下的测量本文不涉及，请参考36.304。欢迎勘误、指正和探讨。

1. 在同频测量的情况下，测量和业务数据的收发是没有冲突的，但为了使UE能够进行异频及异系统切换，服务小区需要安排一些测量gap给UE做异频或InterRAT测量。除此之外，在测量重定向、多载波间负载均衡、载波聚合CA等技术的应用中，也是需要依赖异频测量的。这里，本文讨论的前提是连接态下的异频/异RAT测量，空闲态下的测量启动机制参考36.304，不在此列。并假设UE只有一个收发信机，即在某个时间UE只能在一个载频上工作。

2. 测量及切换的主要机制是通过“事件参数（A1~A6/B1~B2） RRC重配（下测控或切换） MR上报 RRM判决（比如HOM判决）”这一套机制来共同来完成的，此处不解释。 而关于测量GAP，在规范TS36.133/8.1.2.1章节中有定义,见下截图。

MGL：测量gap的长度；两种模式下都是6ms。

MGRP：测量gap的重复周期，分别为40ms和80ms；

表中的60ms和30ms：指的是在两种gap模式下，每480ms中至少要安排给异频/异RAT的测量时间分别为60ms及30ms。换句话说，即对应着在480Ms的时间里，至少需要10次和5次的异频/异RAT测量机会（10*6=60 / 5*6=30）。

关于6ms协议的定义的理解：不管哪种模式, 测量gap都定义为6ms，原因是必须和测量的目标小区同步上才能进行RS的测量，而这些需要的时间大约为6ms。 进一步的解释，LTE物理层过程中定义的主同步信号PSS是10ms发两次（5ms一次），两个半帧中的ZC序列、前后两次相同；而辅同步信号SSS也是10ms发两次（5ms一次），但两个半帧中前后两次的m序列、前后交换了的（即m1 m2 变了m2 m1）。 所以为了准确的知道测量目标小区的PCI并同步上，以便能测量，至少需要一个半帧（5ms） 主辅同步信号之间时间长度（FDD为0，TDD为2个OFDMA符号长度） 接收机的频点转换时间，这些大约为6ms。

3. 信令中参数传递截图

注意这里面的GAP配置。

4. 关于测量GAP参数的解释：

Gap的相关参数，是通过RRC专用信令下发给UE的（RRC重配），其中GP0和GP1是后台配置的，分别代表是40ms周期和80ms周期的两种模式,见前规范截图的说明。 而gapoffset是为了区分不同UE的异频及异系统测量gap的起始帧号和子帧号的，也即确定不同UE的测量启动的时机的（精确到某个子帧 1ms）。

36331规范中定义的计算公式如下：

SFN mod T = FLOOR ( gapoffset / 10 );

Subframe = gapoffset mod 10;

T = MGRP / 10;

举例：上例RRC重配信令截图中，传递到UE的是gp0=34。即gapoffset=34, gp0代表gap模式=0，则MGRP=40ms, T = MGRP / 10=4； GAP周期是40ms，每次GAP测量时长时6ms（MGL）;

结论是：在满足SFN mod 4 =3的无线帧、并且在Subframe=34 mod 10=4的子帧，启动异频和异系统的测量GAP。

即是： SFN=3/7/11……的无线帧（10ms）的4子帧(1ms)，启动异频/异系统的测量，并且测量GAP为6ms（MGL）。

另，过早的启动异频及异系统测量，显然会影响下行速率（如果40ms周期里，测量6ms，影响达到近1/7），因为异频测量的时候，是无法收发数据的；但另外一个极端，若不能及时的启动异频或异系统测量，又会影响频间及系统间切换或其它RRM算法的执行，比如：过迟的启动异频/异RAT测量、可能会导致切换不及时而掉线。

5.一个案例的简要描述：

某地用户反映上网速率不稳定，偶尔出现速率明显下降的现象。在排除设备告警及其它异常情况之后，进一步分析后台信令数据，发现异常：此UE切换次数过多，部分时段竟然达到47次之多。

按道理，虽然UE切换次数每小时达到40多次也属于正常，应不至于强烈影响用户感受，但从信令仔细分析来看，此UE的切换过程都属于异频切换过程，即切换是发生在“从F频段到D频段或者从D到F频段”的切换，而异频切换需要事件触发的，目前此用户所在基站的后配配置为“A2 A3”策略，也就是说，每小时 UE 至少为触发异频切换而需要上报MR40多次，而UE在每次的异频测量启动时、都会启动测量GAP(6ms)，由于目前UE 只有一个收发信机，在启动 GAP 测量时，显然是不能传输任何数据。

如果异频测量过多或者甚至是乒乓切换了，那么极有可能会影响用户感知、甚至出现“上网速度明显下降”的情况。 而进一步统计UE上报的MR数量，每小时居然有100多次，最多的超过240次，见下图。

所以初步判断，是过多的异频测量及异频切换，影响了用户上网感知。

而异频测量的启动，是由A2事件触发的，故A2事件的门限值就是测量启动的触发点。从下发的门限值来看、A2门限为-98dbm，简单来说即UE监测到主服务小区的电平小于-98dbm,即启动对频间及系统间的测量。而MR中，UE携带的服务小区RSRP确实都低于该门限-98dbm的（UE上报的在-102dbm左右），所以异频测量一直进行。如下图。

再注意到，此UE的几个经常占用的小区的平均 RSRP 值均低于A2门限，故UE启动异频测量并稍后会上报A3需要异频切换，而且基本每次都切换成功，但又由于目标侧信号也低于A2门限，故UE再次启动异频测量A2 A3并再次发生切换，如此反复。

问题就很明显了，频繁的启动异频测量影响速率，而频繁的切换导致速率进一步下降。看上去是测量参数门限及乒乓切换的原因，但本质原因还是UE所处环境的几个小区信号均较弱，且强度相差不大，没有形成主覆盖导致。 这类问题可通过调整天线等优化手段优先解决主覆盖问题。如暂时覆盖无法解决，可考虑调整CIO，减少A2 A3、进而提高用户感受。 此问题最终通过调整覆盖从根本上解决了。

附录：几个常用的测量事件

A1事件： 服务小区质量高于一个绝对门限（Serving>threshold），可 用于关闭正在进行的频间扫描测量和去激活gap ；

A2事件： 服务小区质量低于一个绝对门限（Serving>threshold），可用于打开正在进行的频间扫描测量和激活gap ；

A3事件： 邻区比服务小区质量高于一个门限（Neighbour>Serving Offset），可用于频内频间的基于覆盖的切换；

A4事件： 邻区质量高于一个绝对门限。可基于负荷的切换。

A5事件： 服务小区质量低于一个绝对门限1（Serving>threshold1）且邻区质量高于一个绝对门限2（Neighbour>threshold2），可用于频内频间基于覆盖的且换。