大唐移动蔡月民,D均衡问题研究

by admin on 2019年11月19日

摘要:近些年由于公共安全需求,在重要交通路口、商场、交通枢纽等人流量大的区域建设了越来越多的LTE仿真基站,目前仿真站的安装、设置还没有明确规范,也不属于运营商统一管理,其对现有移动通信网络产生了较大的影响,本文通过研究仿真站的数据采集机制,结合现有TD-LTE网络优化特点,对TD-LTE公安仿真站的优化给出一些建议。

C114讯
12月10日消息12月8日,在2018年中国移动全球合作伙伴大会期间举办的中国移动5G创新合作峰会上,中国信科集团旗下大唐移动副总工程师蔡月民博士做了题为《网络开放创新
共赢5G》的演讲。

随着移动4G用户的迅速上升,套餐优惠,
TDD网络出现较多用户、流量热点区域突出,局部高负荷严重,热点区域内FD/DD负荷不均衡问题突出。

关键词:TD-LTE LTE仿真站 IMSI TAU

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本文主要介绍了基于目前的网络现状,针对FD/DD均衡策略研究;主要从FD/DD不均衡的差异化对比分析、FD/DD均衡优化提升、流量分流的效果评估。

Abstract:In recent years, due to the demand of public security, more
and more LTE simulation base stations have been constructed in important
traffic intersections, shopping malls, traffic hubs and other areas with
large traffic flow. At present, the installation and setup of simulation
stations have not been clearly regulated, and they are not under the
unified management of operators, which has a great impact on the
existing mobile communication network. This paper studies the data
acquisition mechanism of the simulation station, and gives some
suggestions on the optimization of the TD-LTE public security simulation
station.

TDD load balancing research

Keyword:TD-LTE LTE simulation base station IMSI TAU

With the rapid rise of mobile 4G users and preferential package, TDD
network has more users, prominent traffic hotspots, severe local high
load, and prominent unbalanced FD and DD load in hot spots.

1 认识仿真站

This paper mainly introduces the research on FD and DD balance
strategies based on the current network status. Mainly from the FD and
DD unbalanced differentiation comparative analysis, FD and DD balanced
optimization and improvement, flow diversion effect evaluation.

公安仿真基站是公安系统以公共安全为目的对移动用户进行监控的系统终端采集器。其功能为仿真基站覆盖范围的移动手机用户在空闲状态下强制进行系统登记,从而达到对安装在各个交通要道节点移动手机用户信息进行采集的目的。

关键词:TD-LTE、负荷均衡、高负荷

1.1 仿真站基础介绍

Key Words:The td-scdma LTE, Load balancing, High load

由于LTE协议规定Identity Request (if requested identification parameter
is
IMSI)不需要完整性保护,因此4G仿真站也就是利用这个实现了对用户敏感信息的收集。目前发现的主要是公安系统利用4G仿真站监控用户位置和人流量。这些仿真站为了欺骗终端接入,一般会仿冒现网周边一个小区的PCI,导致现网小区出现切换、掉线等指标恶化。并会有干扰的可能(取决于仿真站是否与现网基站同步,是否使用与现网相同的时隙配比)。

1. 高负荷及FD不均衡现状

1.2 仿真站获取IMSI过程介绍

随着4G网络的日渐成熟,4G用户对LTE网络的需求日益增加,特别是自18年7月移动推出不限量套餐以来,网络负荷问题越来越严重,某区域高负荷小区占比从年初的2%增至6%左右,并且呈上升趋势。高负荷区域内忙时用户上网慢,VOLTE通话质量差已成为主要的网络问题,比较突出的就体现在高校区域。

LTE仿真基站采用和运营商TD-LTE网络不同的TAC,且仿真基站功率一般较高,在满足R&S重选准则后,UE空闲态发起向仿真基站的重选并请求更新路由区(TAURequest),获取终端的GUTI,仿真站在获取到GUTI后,可以造出特定NAS消息(Identity
Request)要求终端上报其IMSI信息。可见,仿真站可以在TAU过程中伪造Identity
Request直传信令,用于获取用户IMSI信息。

一方面部分高负荷区域室外TD-LTE频点F1F2D1D2D3已满配,室内E1E2频点满配,现有的小区已全是高负荷,TD-LTE已无频点可扩容。另一方面农村区域高负荷问题呈上升趋势,但是为了给5G预留部分D频段,目前已不再追加D频段的硬件投资,使部分农村区域无D频段分流,负荷形势十分严峻。

仿真站给UE下发Identity
Request,要求用户上报用户信息(如IMSI、IMEI),随即处在EMM连接态的用户会反馈Identity
Response给网络侧,该消息中包含UE的IMSI信息,网络侧即获取到UE的IMSI等用户信息。由此可以看出仿真基站可通过用户反馈的Identity
Response来获取用户信息。仿真站提取用户的IMSI号码后,以随便一个cause值拒绝TAU,并将该用户释放或重定向至2G。

与高负荷占比高相对应的是,在已有的有D频段覆盖的区域,FD不均衡占比形势也十分严峻,区域指标一度超过20%。

2 仿真站造成的终端回不到4G问题研究

2. 负荷不均衡的主要原因

日常经常发现,部分用户在从仿真站被重选到2G后不能及时回到4G网络,甚至一直回不到4G网络,用户网络感知影响严重,通过对该问题的研究,发现有以下集中情况。

2.1 FD功率不一致

2.1仿真站不响应

FD功率功率设置不一致,导致不同小区覆盖差异,功率大,覆盖远的小区吸收用户多,导致FD同覆盖小去不均衡。在处理这类问题中首要是功率拉齐。一般同覆盖情况下要求D比F功率可适当高1-3DB。同时对新扩容共设备小区需功率拉齐。

正常情况下当用户进入仿真基站后,因为仿真基站的TAC和大网的TAC配置不同,用户会发送TAU更新TA请求,仿真基站因为没有连接核心网,所以直接进行TAU
reject,把用户释放,用户被仿真基站释放后,重新做联合TA/LA的更新附着请求进入4G网络。

2.2 优先级不当

在异常区域进行仿真基站进行测试时,出现问题时,当用户进入仿真基站后,因为仿真基站的TAC和大网的TAC配置不同,用户会发送TAU更新TA请求,此时仿真基站没有按照正常的实现触发TAU
reject来释放用户,而是没有响应用户的TAU请求消息。

小区重选公共参数中的小区重选优先级对用户的驻留影响很大,目前通用的设置值是F频点是5、D频点是6、E频点是7。优先级越高越不容易往低优先级小区重选和切换。同时对异频优先级高于本小区优先级的小区也越容易重选和切换。在日常优化过程中如果D频点的优先级设置过低,也不容易驻留用户造成FD不均衡。

按照协议实现要求,UE当时尝试5次TAU请求,每次间隔为T3411,当达到5次后,依旧无法完成TAU更新完成,发生该问题后的处理策略,协议描述如下,根据终端类型是CS/PS
mode 1还是CS/PS mode 2进行不同的流程。如果终端是是CS/PS mode
1,且VOLTE功能不可用时,终端将选至2G/3G网络,并关闭4G网络功能,保证语音业务。如果终端是CS/PS
mode 2,终端等待T3402,然后重新发起联合TA/LA更新。

2.3 后台测量参数设置不当

从上可以看出,在异常区域仿真基站由于没有处理用户的TAU请求消息,导致用户回不到4G网络。

后台参数设置不当主要表现为A1A2A4A5设置不当,主要表现一下几方面:

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