定时器类参数和常量类参数在网络优化中的意义相当重要,本书仅仅对层三信令涉及的定时器以及常量类参数进行讨论,如涉及一些底层参数,请参阅相关文献。
信令的启动、交互、传递、终止都是靠一系列的定时器以及常量类参数进行组合控制的,因此,在微观层面,这一类型参数决定着某一信令的起止时刻,或者重复传递的频次。宏观层面,某一参数的调整,对于整个网络的性能,网络优化的效果都可能产生巨大的影响。熟悉此类型参数是网络优化的重要手段之一。此类型参数分为两部分,一部分是定时器(timer)参数,一部分是常量(constant)参数,下面分别进行介绍。
定时器类参数顾名思义就是确定时间长度的参数。这类参数辅助信令进行开始以及终止的定时,3GPP EUTRA中该类参数共12个,具体参数名称以及描述请参见表7-7所示。
表7-7 3GPP相关定时器描述
(续)
在这些名目繁多的定时器中,本书着重攫取几个与日常网络优化息息相关的定时器参数进行说明。
1.T300
如图7-3所示,T300定时器由系统消息SIB2下发(参见36.3315.2.2.9),值存在名为UE-TimersAndConstants的信息块中(IE),当UE的上层要求处于RRC_IDLE状态的UE发起RRC连接请求时,T300开始启动。值得一提的是,当连接态下(RRC_CONNECT-ED),SIB2消息下发后,存储于该消息块中其他的定时器及常量是不做更新的,但是T300需要进行同步更新。当收到了RRC连接建立、RRC连接拒绝、小区重选或者高层主动释放连接时,该定时器终止。除了正常RRC连接建立导致T300的终止,其他原因导致T300终止后,MAC层相关配置都需要进行重置并释放掉。小区重选和高层还需要RLC层重建。如该定时器超时,则会重置MAC层,释放掉MAC配置以及重建RBs(Radio Bears)已有的RLC实体。3GPP协议中规定T300的取值范围为枚举值,分别可以为{ms100,ms200,ms300,ms400,ms600,ms1000,ms1500,ms2000},其中ms100代表定时器时长可以设为100 ms。
图7-3 RRC连接建立成功
该定时器设置的长短决定了网络中RRC连接建立的成功率以及资源的合理利用情况,如果设置过长,可以提升RRC连接建立成功率,但是可能会导致无谓的消耗资源,例如,在小区覆盖边缘地区或者高干扰区域,信号质量已经恶化的情况下,层三信令并不释放连接,而是等待底层进行不断地重传尝试,这样不仅导致个体用户接续时延的增加,可能还会带来对网络资源整体的消耗以及导致的拥塞发生,同时还可能由于底层不断地重传导致网络干扰的抬升。反之,如果该定时器设置过短,可能导致RRC连接建立成功率过低,从而进一步影响CS域或者PS域业务接通率。
在无线网络优化中,设置参数的目的不是为了单纯地提升统计KPI,而是在适配网络结构的基础上,使得KPI尽量贴近用户感知,既不能恶化KPI使用户感知受到影响,也不能单纯地提升了某项KPI,而使得其与用户感知完全脱节,最佳合理的策略是正向同步优化KPI作为评估手段的基础,提升用户感知。根据现网测试结果以及优化经验的基础,同时考虑到LTE网络主要承载PS域业务以及CSFB的用户接续时延感知(CSFB用户拨叫接续时延将会是LTE话音业务中衡量用户感知的重要标准之一,因此需要从信令流程、参数设置以及新功能影响各个层面逐一进行优化设置,以期效果达到最佳),建议T300现网设置为400 ms。
2.T301
定时器T301的获取途径有两种,其一如同T300、T310、N310、T311、N311等一样,从系统消息SIB2中的信息块ue-TimersAndConstants中获取;另一种则是通过信息块rlf-TimersAndConstans获取,取值范围为{ms100,ms200,ms300,ms400,ms600,ms1000,ms1500,ms2000},取值类型为枚举型,单位为毫秒。一般在驻留到一个合适的LTE小区后,与上传RRC Connection Reestablishment Request同时启动,在收到RRC Connection Reestablishment后终止。另外如果收到RRC Connection Reetablishment Reject后该定时器也会终止,UE会从RRC_CONNECTED转为RRC_IDLE,重置MAC,释放掉所有无线资源(包括RLC实体、MAC配置和相应PDCP实体)。当该定时器超时,UE会从RRC_CONNECTED转为RRC_I-DLE。
UE可以检测到无线链路失败、切换失败、移动出E-UTRA失败(异系统互操作)、来自底层指示的完整性保护失败以及RRC连接重配失败,该定时器启动如果链路重建原因值(reestablishmentCause)为reconfigurationFailure,则可能该重建过程是由于重配失败触发;如果链路失败原因值为handoverFailure,则可能该重建过程是由于系统内切换或者异系统互操作导致(从LTE网络切换出或者CCO重定向);如果链路失败原因值为otherFailure,则重建过程由其他原因导致。
该参数的取值直接导致RRC连接的重建成功率以及业务接续时延,设置值过高可能导致UE在链路失败或者切换失败等原因触发的链路重建过程中的底层无谓随机接入尝试次数过多,从而影响RRC Connection Reestablishment这种层三挽救机制的接续感知,反之,如果该值设置过低,会导致RRC连接重建成功率下降,根据现网优化建议及测试情况,建议该值设置为600 ms。
3.T311
该参数与T301结合很紧密,都是与RRC重建相关的参数。当UE检测到无线链路失败或切换失败或移动出E-UTRA失败或收到来自底层的完整性保护失败指示或RRC连接重配失败,则UE启动T311,同时挂起除SRB0的一切RB,并进行相关默认配置。同时执行小区选择(详见TS36.304规定的小区选择流程)。T311是在T301之前进行触发的,一旦当UE选择到了合适的E-UTRA小区,T311即被终止,同时启动T301。一旦T311超时后,终端会从RRC连接态转为RRC空闲态,同时释放原因值为“RRC connection failure”。T311取值为枚举型,取值范围为{ms1000,ms3000,ms5000,ms10000,ms15000,ms20000,ms30000}。3GPP协议36.3119.2.5规定默认值为ms1000。
该值设置与由于无线链路失败、切换失败等原因引起的RRC重建成功率息息相关,RRC连接重建本身就是对于链路失败的一种挽救机制。将该值设置放宽可以挽救由于无线链路失败等原因带来的掉线风险,但同时也增加了无谓的小区选择等待,对于用户感知带来潜在的风险,现网建议值为1000 ms。
4.T302(www.xing528.com)
该参数并不由网络侧系统消息实际下发,而是随着网络侧下发的RRC连接拒绝消息中附带着的一个名为RRCConnectionReject-r8-IEs的消息块中的waitTime参数值进行设置,如图7-4所示。当接收到网络侧下发的RRC Connection Reject时,UE侧同步启动T302,在T302运行过程中,终端主被叫以及RRC信令建立都是被禁止,从UE侧来看,在这段时间内,小区好像是被“禁止”了一样(Cell Barring)。值得一提的是,当T302超时后,会通知上层终端被叫访问禁止被解除了,但是主叫语音、信令访问、主叫CSFB仍有可能还处于“禁止”状态,需要分别和定时器T303、T305、T306组合使用(即等到这些定时器也失效后),才可能将主叫“禁止”状态撤销(36.331.5.3.3.7)。
图7-4 RRC连接建立,网络拒绝
3GPP协议中规定该参数值取值和waitTime取值应该一样,为整型,单位为秒,范围为{1,…,16}。该值取值决定着网络上层发起业务请求时,RRC层的响应“灵敏”程度。如果该值设置过大,可能导致RRC连接拒绝后限制时间过长,无法快速响应上层的业务请求,使本该再次迅速建立的RRC不能及时被建立,影响用户感知,且该次RRC连接建立如果由主叫发起被拒后,网络侧由于未收到相关信令,无法被统计为未接通。除去T302设置过大的这些缺点,在某些特殊场合,可能会有些应用,例如,在重大集会、演出及话务突发地区,如果该值设置过小可能会导致业务请求频繁出现,导致资源调度冲突甚至引发大规模的拥塞,因此该定时器在RRC层面起到了类似对上层业务请求进行调度缓冲的作用,根据现网测试结果,该值设置为2 s,在特殊场景下可以进行适度的局部调优。
5.T304
该定时器是个与LTE系统内、异系统切换或者CCO(Cell Change Order,小区改变命令)辅助异系统重定向相关的参数。T304的设置由RRC Connetion Reconfiguration消息中所携带的信息块mobilityControlInfo中的toEUTRA获取,取值为枚举型,包括{ms50,ms100,ms150,ms200,ms500,ms1000,ms2000,spare1},单位毫秒。另外,在UE执行CCO到GERAN时,T304的设置值可以从MobilityFromEUTRACommnad消息中CellChangeOrder信息块中获取,取值为枚举型,包括{ms100,ms200,ms500,ms1000,ms2000,ms4000,ms8000,spare1},单位毫秒。
当UE收到RRC Connection Reconfiguration消息时同时检查该消息携带了信息块mobility-ControlInfo,可判定为切换执行命令,同时启动T304计时,如图7-5所示。当UE向下层提交了RRC Connection Reconfiguration Complete消息并且MAC层已经成功完成了新小区的随机接入后,T304停止。当T304超时,意味着LTE系统内切换或者切换入LTE失败,当系统内切换失败时,除了信息块中physicalConfigDedicated、mac-MainConfig和sps-Config中的配置,其他配置回退到源主小区的设定,同时在一系列消息参数中进行切换失败记录更新(详见36.331.5.3.5.6);当切换入LTE失败时,重置MAC层,同时执行异系统中切换失败的后续操作。
当UE收到MobilityFromEUTRACommnad消息时,如果原因是切换(handover),则不启动T304,而如果原因值是小区改变命令(Cell Change Order),则启动T304,同时UE利用GSM小区获得的系统消息(System Information)尝试接入GSM目标小区,并由信息块Cell Change Order辅助指示在目标GSM小区中建立连接。当GSM小区关于CCO的接入准则得以满足的时候(具体准则详见TS44.060),即UE离开RRC_CONNECTED状态,重置MAC层,T304终止(实际上除了T320和T330,其他定时器都会终止),随后释放一切无线资源,包括基于已建立RB的RLC实体、MAC配置和相应PDCP实体。如果异系统小区接入失败时,T304也会被终止。除了信息块中physicalConfigDedicated、mac-MainConfig和sps-Config中的配置,其他配置回退到源主小区的设定,同时建立连接重建(Connection Reestab-lishment)流程。
由此可见,当该定时器用于LTE系统内切换、切换入LTE以及异系统小区改变命令(CCO)到GSM,只有操作成功时候才会终止该定时器,该定时器超时则意味着相应互操作的失败,以及会引发一系列后续的重配置。该值如果设置过大,尽管会增加切换成功概率,但是同样会使本该及时进行链路重建的UE不能及时重建,从而严重影响用户感知。同理,设置过小则很容易触发切换失败,不仅影响切换成功率,在一定程度上也会妨碍用户感知,经过现网测试,该值建议设置为200 ms。
图7-5 RRC连接重配置成功
6.T310
该定时器与检测无线链路失败有关。当UE检测连续N310个“out-of-sync”,即下行失步时,并且T300、T301、T304和T311均不在运行时,则启动该定时器。在该定时器运行中,如果UE从底层收到了N311个连续“in-sync”指示,该定时器会被终止。当该定时器超时时(或MAC层指示随机接入异常或RLC层指示已达到最大重传次数),UE则认为无线链路失败,同时将相应的测量值更新进VarRLF-Report参数中(详见36.331.5.3.11.3)。此时,如果接入层安全认证未被触发,则UE从连接态转为空闲态,否则触发RRC重建流程。
T310取值定义在系统消息SIB2(SystemInformationBlockType2)中的ue-TimersAndConsta-nts信息块,取值设置范围为{ms0,ms50,ms100,ms200,ms500,ms1000,ms1500},3GPP36.331规范中给出的默认取值为1000 ms。
该值与常量N310、N311共同影响了网络中掉线率的情况,如果该值设置过小,则网络环境一旦发生快衰,随即拆线,导致影响用户感知。而如果该值设置过大,则当网络环境恶化时,业务很难维持的情况下会导致资源一直不被释放,通过该参数设置可能会造成KPI与用户感知的分离,同时会掩盖一些网络中内在的问题,例如干扰、弱覆盖等。
常量类参数:在E-UTRA里的常量类参数很简单,只有N310和N311两个,见表7-8,该类参数没有单位,只有数值。在3GPP规范定义中,常量类参数不是独立存在的,而是辅助某些计时器参数对信令点进行统计的。
表7-8 常量类计数器描述
N310:该常量类参数取值范围为{n1,n2,n3,n4,n6,n8,n10,n20},3GPP 36.331给出的默认值为n1,N310、N311由SIB2系统消息获取。该常量与T310、N311结合起来影响掉线,如果在T310取值一定的情况下,该值设置较大,N311设置较小,意味着一旦出现覆盖边缘、干扰等因素导致的链路失步较难触发T310,同时一旦由于信号波动或恢复,导致物理层链路快速地恢复同步,在极端情况下使得用户已经无法进行业务,但是UE并未检测出Radio Link Failure。如果设置相反,即N310设置较小,N311设置较大,则会造成UE较易检测到Radio Link Failure,导致失步重建。
N311:该常量类参数取值范围为{n1,n2,n3,n4,n5,n6,n8,n10},3GPP 36.331给出的默认值为n1,该常量的取值应结合N310、T310共同设置。
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