4G/5G共建共享場(chǎng)景下的4G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化策略研究

楊云明

（廣州杰賽科技股份有限公司，廣州 廣東 510310）

0 引 言

隨著我國(guó)通信行業(yè)在4G/5G網(wǎng)絡(luò)共建共享方面不斷深入地研究與合作，共建共享領(lǐng)域不斷拓展，加快了建網(wǎng)進(jìn)程，縮短了建網(wǎng)周期，增加了網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍，降低了網(wǎng)絡(luò)的整體擁有成本，并持續(xù)提升了網(wǎng)絡(luò)資產(chǎn)的運(yùn)營(yíng)效率及經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)共建共享項(xiàng)目存在著不同網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商分區(qū)承建、4G/5G網(wǎng)絡(luò)設(shè)備供貨廠家眾多、4G小區(qū)共享區(qū)域不連續(xù)以及5G室內(nèi)分享共享不穩(wěn)定等各類現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景較為復(fù)雜。共建共享過(guò)程中，很多用戶反映4G/5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的質(zhì)量較差，影響使用感受。針對(duì)這些問(wèn)題，基于4G/5G共建共享場(chǎng)景研究4G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化策略，以提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)管理水平，提升用戶網(wǎng)絡(luò)使用感受。

1 4G/5G共建共享網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1.1 4G/5G共享網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)概述

我國(guó)5G網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，為了充分利用長(zhǎng)期演進(jìn)技術(shù)的連續(xù)覆蓋優(yōu)勢(shì)，運(yùn)營(yíng)商采用了NSA非獨(dú)立組網(wǎng)模式來(lái)推動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)的快速布網(wǎng)?；贜SA架構(gòu)，5G網(wǎng)絡(luò)只承載用戶數(shù)據(jù)，終端控制信令則是通過(guò)4G錨點(diǎn)來(lái)傳輸。NSA終端需要接入錨點(diǎn)小區(qū)才能添加新空口輔載波。錨點(diǎn)小區(qū)如何選擇，輔載波如何添加，均需要運(yùn)用4G網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了充分利用當(dāng)前已經(jīng)建成的4G網(wǎng)絡(luò)資源，擴(kuò)大4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋的深度與廣度，運(yùn)營(yíng)商在原本5G共建共享基礎(chǔ)上擴(kuò)充了4G網(wǎng)絡(luò)的共享程度。當(dāng)前4G網(wǎng)絡(luò)共享能夠?qū)崿F(xiàn)4G網(wǎng)絡(luò)互補(bǔ)覆蓋。網(wǎng)絡(luò)整體的4G/5G共享網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，4G網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)的角色比較復(fù)雜，其中4G共享錨點(diǎn)小區(qū)、4G錨點(diǎn)優(yōu)選小區(qū)、4G共享小區(qū)以及4G共享小區(qū)周邊小區(qū)等均依賴4G網(wǎng)絡(luò)共享來(lái)實(shí)現(xiàn)功能，此外角色配置的模式與策略并不一致，需要各個(gè)角色互相配合，實(shí)現(xiàn)4G/5G網(wǎng)絡(luò)共享[1,2]。

1.2 4G/5G共享策略的差異性

4G/5G網(wǎng)絡(luò)共享所要實(shí)現(xiàn)的目的并不相同，因此在網(wǎng)絡(luò)策略方面是有差異的。4G網(wǎng)絡(luò)承載的是NSA業(yè)務(wù)，通常是指無(wú)線側(cè)4G網(wǎng)絡(luò)基站與5G網(wǎng)絡(luò)基站共同存在。核心網(wǎng)絡(luò)采用的是4G核心網(wǎng)和5G核心網(wǎng)互相組合的架構(gòu)。共享方的4G用戶會(huì)遷回到本網(wǎng)之內(nèi)，同時(shí)共享方將NSA用戶優(yōu)選到共享錨點(diǎn)區(qū)域的承載業(yè)務(wù)中，而本網(wǎng)的4G用戶也遷回到本網(wǎng)之內(nèi)[3]。

4G網(wǎng)絡(luò)共享，在共享方覆蓋較弱的區(qū)域中，4G用戶的業(yè)務(wù)由承建方承載，如果承建方共享區(qū)域的覆蓋較弱，則將共享方的用戶遷回到本網(wǎng)之內(nèi)。本網(wǎng)4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋較弱的時(shí)候會(huì)將用戶遷到承建方的共享小區(qū)網(wǎng)絡(luò)之內(nèi)[4]。4G/5G共享屬于混合組網(wǎng)，導(dǎo)致場(chǎng)景極其復(fù)雜，而且4G網(wǎng)絡(luò)共享與5G網(wǎng)絡(luò)共享策略不同，有的區(qū)域甚至存在沖突，因此需要根據(jù)不同的場(chǎng)景設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)共享操作策略，以應(yīng)對(duì)4G/5G環(huán)境下4G網(wǎng)絡(luò)不夠流暢的問(wèn)題。

2 4G/5G共享環(huán)境下4G網(wǎng)絡(luò)基本策略

4G/5G共建共享方式有共享載波（MOCN）與獨(dú)立載波（MORAN）兩種。獨(dú)立載波指的是共享單元與射頻單元的頻率資源相對(duì)獨(dú)立，服務(wù)部署和無(wú)線資源管理也是獨(dú)立的。共享載波指的是共享單元和射頻單元，共享無(wú)線資源管理和頻率資源，并進(jìn)行統(tǒng)一的服務(wù)部署。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況，不同區(qū)域可以選擇適合自己區(qū)域情況的共建共享模式[5,6]。

2.1 5G共享4G網(wǎng)絡(luò)策略

無(wú)線側(cè)4G網(wǎng)絡(luò)基站與5G網(wǎng)絡(luò)基站并存的條件下，5G網(wǎng)絡(luò)共享策略一般包括4G雙錨點(diǎn)共享、4G錨點(diǎn)共享、4G錨點(diǎn)獨(dú)立載波以及4G錨點(diǎn)讓渡，各個(gè)方案有各自的適用場(chǎng)景。當(dāng)前5G共享方案采用較多的為4G雙錨點(diǎn)共享模式（NSA+MOCN模式）、4G單錨點(diǎn)載波（4G MOCN+5G MOCN）以及4G錨點(diǎn)讓渡方案（4G MOCN+5G MOCN）[7]。

4G雙錨點(diǎn)共享模式下要求承建方與共享方的基站設(shè)備是同一廠家出產(chǎn)的，共享策略如下。空閑狀態(tài)下，承建方與共享方4G優(yōu)先級(jí)保持不變，承建方與共享方開(kāi)全錨點(diǎn)，占用開(kāi)啟錨點(diǎn)的區(qū)域，發(fā)起5G網(wǎng)絡(luò)添加。連接狀態(tài)下，普通4G用戶的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)遵循原網(wǎng)駐留原則，NSA用戶的語(yǔ)音服務(wù)遵從4G網(wǎng)駐留策略。這一共享方式雙方的4G錨點(diǎn)不需要配置彼此的操作策略，保留己方原有策略即可，原網(wǎng)絡(luò)的4G用戶的使用感受基本不受影響。

4G單錨點(diǎn)載波共享模式下采用共享載波MOCN模式，承建方的共享載波會(huì)同時(shí)下發(fā)電聯(lián)4G/5G網(wǎng)絡(luò)雙方的ID，此時(shí)相當(dāng)于使用者的網(wǎng)絡(luò)有一個(gè)后備的頻點(diǎn)[8]。使用方要考慮優(yōu)選錨點(diǎn)方案，用戶發(fā)起5G業(yè)務(wù)需要駐留在承建方的4G共享錨點(diǎn)載波上，具體策略如表1所示。

表1 4G單錨點(diǎn)載波共享網(wǎng)絡(luò)優(yōu)選策略

4G錨點(diǎn)讓渡方案中共享載波均采用MOCN模式，不同的4G共享網(wǎng)絡(luò)采用的是共享方的4G網(wǎng)絡(luò)，5G共享網(wǎng)絡(luò)采用的是承建方的5G網(wǎng)絡(luò)。如果4G/5G設(shè)備來(lái)自不同廠商，并且共享方的4G承建方設(shè)備與5G網(wǎng)絡(luò)基站設(shè)備屬于同一廠家，則可以使用4G錨點(diǎn)讓渡模式。4G錨點(diǎn)讓渡組網(wǎng)結(jié)構(gòu)與前述單錨點(diǎn)共享方案結(jié)構(gòu)類似。在NSA構(gòu)建模式下，5G共享組網(wǎng)中，4G雙錨點(diǎn)共享方式對(duì)原4G網(wǎng)絡(luò)的使用幾乎沒(méi)有影響，但4G單錨點(diǎn)共享模式和4G讓渡模式的承建方與共享方操作策略對(duì)4G網(wǎng)絡(luò)用戶的使用感受會(huì)有影響。

2.2 4G共享4G網(wǎng)絡(luò)的策略

現(xiàn)階段，4G網(wǎng)絡(luò)共建共享的主要目的是確保4G網(wǎng)絡(luò)覆蓋能夠互補(bǔ)。當(dāng)前不同運(yùn)營(yíng)商使用的頻點(diǎn)不同，共享方與承建方間的頻點(diǎn)選擇與切換具體策略如表2所示。

表2 共享方與承建方間的頻點(diǎn)選擇與切換具體策略

無(wú)論是4G還是5G共享網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)小區(qū)可能存在多種網(wǎng)絡(luò)共享屬性。因不同屬性的存在，所有同時(shí)有多種屬性策略。共享方和承建方網(wǎng)絡(luò)之間不同的策略變動(dòng)和頻點(diǎn)切換可能影響4G用戶的使用感受。

3 4G/5G共建共享場(chǎng)景問(wèn)題的解決方案

3.1 乒乓切換問(wèn)題

4G/5G網(wǎng)絡(luò)共建共享中最嚴(yán)重的問(wèn)題就是乒乓切換。部分乒乓切換會(huì)導(dǎo)致用戶的語(yǔ)音服務(wù)和數(shù)據(jù)服務(wù)的質(zhì)量急速下降，嚴(yán)重影響用戶體驗(yàn)。這類問(wèn)題一般通過(guò)核心網(wǎng)分析與無(wú)線側(cè)統(tǒng)計(jì)兩種方法進(jìn)行定位。無(wú)線側(cè)通過(guò)乒乓切換的時(shí)間點(diǎn)、次數(shù)以及運(yùn)營(yíng)商異頻切換的時(shí)間與次數(shù)的關(guān)聯(lián)性來(lái)進(jìn)行定位，當(dāng)用戶無(wú)法上網(wǎng)時(shí)，會(huì)通過(guò)核心網(wǎng)查詢問(wèn)題所在。發(fā)生乒乓切換問(wèn)題時(shí)，用戶終端會(huì)在小區(qū)的網(wǎng)絡(luò)頻點(diǎn)之間頻繁切換，導(dǎo)致數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)常被中斷?；诰W(wǎng)絡(luò)優(yōu)先級(jí)設(shè)定，部分4G用戶遷回原承建方網(wǎng)絡(luò)，頻率優(yōu)先級(jí)的切換使得大量4G用戶遷出到對(duì)端網(wǎng)絡(luò)，對(duì)端網(wǎng)絡(luò)又基于頻率優(yōu)先級(jí)將用戶推回到原網(wǎng)絡(luò)，導(dǎo)致出現(xiàn)乒乓切換[9]。

關(guān)閉基于頻率優(yōu)先級(jí)的切換策略，通過(guò)判斷空閑態(tài)來(lái)設(shè)置優(yōu)先級(jí)。在用戶數(shù)和小區(qū)網(wǎng)絡(luò)吞吐量可以滿足并基本持平的條件下，改變切換策略能夠讓小區(qū)流量得到穩(wěn)定增長(zhǎng)，降低了約80%的掉話率，提升了用戶體驗(yàn)感。當(dāng)4G基站版本過(guò)低，切換策略無(wú)法分辨不同的運(yùn)營(yíng)商時(shí)，容易發(fā)生乒乓切換問(wèn)題。在這樣的情況下，關(guān)閉MOCN共享策略，設(shè)定專用優(yōu)先級(jí)，可以避免乒乓切換。

3.2 共享方占用承建方資源過(guò)多的問(wèn)題

當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)開(kāi)通了共建共享資源分配方式，承建方對(duì)于共享方占用的資源幾乎是不加限制的，因此就會(huì)出現(xiàn)共享方占用過(guò)多承建方資源，從而導(dǎo)致承建方小區(qū)用戶的使用感受不佳。對(duì)于資源占用過(guò)多的區(qū)域，要采用“來(lái)”與“回”的策略加以核查。對(duì)于來(lái)路，共享方與承建方的互相操作策略與資源限制設(shè)置要按照模板來(lái)進(jìn)行。如果是混合共享場(chǎng)景，如頻率優(yōu)先級(jí)切換策略無(wú)法區(qū)分運(yùn)營(yíng)商的情況下，涉及到4G單錨點(diǎn)共享區(qū)域，需要將頻率優(yōu)先級(jí)切換策略關(guān)閉，否則會(huì)出現(xiàn)乒乓切換問(wèn)題。對(duì)于回路，承建方到共享方的操作策略與資源限制設(shè)置要按照模板來(lái)進(jìn)行，用戶回遷的限制要適當(dāng)高于網(wǎng)絡(luò)限制，確保不同運(yùn)營(yíng)商的異頻頻點(diǎn)及外部小區(qū)的數(shù)據(jù)配置都是準(zhǔn)確無(wú)誤的[10]。

3.3 共享方用戶占用承建方資源并且無(wú)法遷回本網(wǎng)的問(wèn)題

此類故障的發(fā)生也是由于共享方和承建方在互操作策略的設(shè)計(jì)上出現(xiàn)了問(wèn)題。承建商按照不同場(chǎng)景需要設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)資源使用策略，要求配置承建方與共享方之間的互操作策略，切換或者重新選擇網(wǎng)絡(luò)資源設(shè)置策略。如果是因?yàn)楣蚕砭W(wǎng)絡(luò)片區(qū)不連貫導(dǎo)致同頻干擾信號(hào)較多，網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行不流暢，質(zhì)量下降嚴(yán)重，用戶頻點(diǎn)切換失敗，則需要適當(dāng)提高切換的門限。解決不同場(chǎng)景的切換問(wèn)題可采用的措施如表3所示。

表3 小區(qū)不同網(wǎng)絡(luò)共享場(chǎng)景下出現(xiàn)的切換問(wèn)題解決方案

4 結(jié) 論

我國(guó)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商在4G/5G網(wǎng)絡(luò)共享共建方面持續(xù)努力，高效建設(shè)，降低了網(wǎng)絡(luò)運(yùn)維成本，提升了運(yùn)營(yíng)效率和經(jīng)濟(jì)效益。目前我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商多改用NSA非獨(dú)立組網(wǎng)架構(gòu)模式開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，共享的5G基站需要和不同運(yùn)營(yíng)商的4G基站分別進(jìn)行錨定，因此在頻率資源的調(diào)度和分配方面更加復(fù)雜。4G共享區(qū)域和5G網(wǎng)絡(luò)的4G錨點(diǎn)區(qū)域策略上還存在各種差異，導(dǎo)致4G/5G網(wǎng)絡(luò)共享場(chǎng)景極為復(fù)雜，因此需要分析各個(gè)場(chǎng)景，有針對(duì)性地制定優(yōu)化策略，確保4G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)保持穩(wěn)定，使網(wǎng)絡(luò)用戶得到更好的體驗(yàn)。