5G共建共享邊界優(yōu)化案例與探討

于 洋，王偉京，紀(jì) 鋼，周彤昕，高應(yīng)龍（中國(guó)聯(lián)通天津分公司，天津 300143）

0 前言

隨著5G 網(wǎng)絡(luò)正式商用，5G 的大規(guī)模使用指日可待，5G 作為下一代信息科技革命的主角，其日常網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量成為廣大用戶(hù)與運(yùn)維人員所關(guān)心的首要問(wèn)題，但是5G 網(wǎng)絡(luò)初期采用NSA 架構(gòu)，5G 與4G 耦合程度較高，帶來(lái)異廠商互通難、互操作配置復(fù)雜等問(wèn)題。后續(xù)向SA 演進(jìn)還需多次大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)調(diào)整，同時(shí)高密集組網(wǎng)、應(yīng)用場(chǎng)景多、業(yè)務(wù)需求差異大帶來(lái)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的空前復(fù)雜，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)將出現(xiàn)多制式、多頻段、多頻點(diǎn)共存的局面。因此開(kāi)展5G 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方法的研究，做好4G/5G 協(xié)同優(yōu)化，是確保5G 網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量領(lǐng)先的關(guān)鍵。

1 共建共享組網(wǎng)方式

目前現(xiàn)網(wǎng)主要存在以下3 種共建共享網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠Ｐ汀?/p>

a）1.8 GHz單錨點(diǎn)共享載波方案。

b）2.1 GHz單錨點(diǎn)獨(dú)立載波方案。

c）雙錨點(diǎn)獨(dú)立載波方案。

其中單錨點(diǎn)指承建方所在的單個(gè)4G基站，在NSA組網(wǎng)Option3x 中主要負(fù)責(zé)信令傳輸與數(shù)據(jù)透?jìng)?，并有部分業(yè)務(wù)分流功能。雙錨點(diǎn)指2個(gè)運(yùn)營(yíng)商錨點(diǎn)站共享5G共享基站，各自連接原有核心網(wǎng)。

1.1 1.8 GHz單錨點(diǎn)共享載波方案

此方案為2運(yùn)營(yíng)商共用承建方錨點(diǎn)1.8 GHz載波，2 類(lèi)用戶(hù)同時(shí)接入錨點(diǎn)作為主小區(qū)，分別接入各自EPC 4G核心網(wǎng)（見(jiàn)圖1）。

1.2 2.1 GHz單錨點(diǎn)獨(dú)立載波方案

此方案為2 運(yùn)營(yíng)商共用承建方錨點(diǎn)站，各自使用2.1 GHz 不同載波作為接入，2 類(lèi)用戶(hù)同時(shí)接入錨點(diǎn)作為主小區(qū)，分別接入各自EPC 4G核心網(wǎng)（見(jiàn)圖2）。

1.3 雙錨點(diǎn)獨(dú)立載波方案

此方案為2 運(yùn)營(yíng)商各自使用原有4G 錨點(diǎn)站鏈接承建方5G共享基站，各自使用原有4G載波作為接入，2 類(lèi)用戶(hù)同時(shí)接入錨點(diǎn)作為主小區(qū)，分別接入各自EPC 4G 核心網(wǎng)，中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通的4G 基站及5G基站均需同廠家，4G 基站改造量較少，可快速部署，但錨點(diǎn)站與5G站址可能出現(xiàn)位置偏差（見(jiàn)圖3）。

1.4 中國(guó)聯(lián)通作為承建方在共建共享后的網(wǎng)絡(luò)頻段架構(gòu)

a）3.5 GHz定位：5G容量層，承載面向所有用戶(hù)的大容量高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。

b）1.8 GHz/2.1 GHz 定位：4G 基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)容量層及VoLTE 語(yǔ)音，共建共享中作為NSA 錨點(diǎn)，后續(xù)頻譜動(dòng)態(tài)共享，作為5G的底層。

c）900 MHz 定位：基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)（LTE、NR、UMTS、NB）覆蓋層，承載語(yǔ)音、NB-IoT等業(yè)務(wù)。

2 中國(guó)聯(lián)通共建共享環(huán)境下的后臺(tái)參數(shù)配置

中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信用戶(hù)可基于PLMN 和UE 能力區(qū)分4 類(lèi)用戶(hù)：中國(guó)聯(lián)通NSA 用戶(hù)、中國(guó)聯(lián)通4G 用戶(hù)、中國(guó)電信NSA 用戶(hù)、中國(guó)電信4G 用戶(hù)，可識(shí)別不同用戶(hù)類(lèi)型，執(zhí)行差異化優(yōu)化策略。

a）空閑態(tài)：通過(guò)廣播消息中重選參數(shù)和RRC re?lease 中專(zhuān)用頻點(diǎn)優(yōu)先級(jí)對(duì)不同類(lèi)型用戶(hù)下發(fā)不同重選優(yōu)先級(jí)，實(shí)現(xiàn)傾向性的重選策略。

b）連接態(tài)：對(duì)4類(lèi)用戶(hù)設(shè)置不同的覆蓋切換參數(shù)，數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)傾向性的切換策略。

針對(duì)空閑態(tài)單錨點(diǎn)1.8 GHz 共享載波邊界：在邊界區(qū)的中國(guó)電信承建區(qū)，中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通NSA 用戶(hù)，F(xiàn)1（中國(guó)電信承載區(qū)錨點(diǎn)載波）設(shè)置為最高專(zhuān)用優(yōu)先級(jí)，F(xiàn)2（中國(guó)聯(lián)通承載區(qū)錨點(diǎn)載波）設(shè)置為次高專(zhuān)用優(yōu)先級(jí)。在邊界區(qū)的中國(guó)聯(lián)通承建區(qū)，針對(duì)中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通NSA 用戶(hù)，F(xiàn)2 設(shè)置為最高專(zhuān)用優(yōu)先級(jí)，F(xiàn)1設(shè)置為次高專(zhuān)用優(yōu)先級(jí)。通過(guò)RRC release 的IMMCI字段下發(fā)的專(zhuān)用優(yōu)先級(jí)，選擇最高專(zhuān)用優(yōu)先級(jí)的錨點(diǎn)載波接入駐留，如果無(wú)法駐留，選擇次高專(zhuān)用優(yōu)先級(jí)錨點(diǎn)載波接入駐留。

針對(duì)連接態(tài)單錨點(diǎn)1.8 GHz 共享載波邊界：在邊界區(qū)，存在切換關(guān)系的中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信1.8 GHz錨點(diǎn)小區(qū)之間互配F1 與F2 的異頻鄰區(qū)。中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信NSA 用戶(hù)在邊界區(qū)移動(dòng)時(shí)發(fā)生1.8 GHz 異頻切換。

圖4示出的是單錨點(diǎn)1.8 GHz共享載波邊界。

圖4 單錨點(diǎn)1.8 GHz共享載波邊界

針對(duì)空閑態(tài)單錨點(diǎn)2.1 GHz 獨(dú)立載波與單錨點(diǎn)1.8 GHz 共享載波邊界：在邊界區(qū)的中國(guó)電信承建區(qū)，針對(duì)中國(guó)電信NSA用戶(hù)，中國(guó)電信載波F1設(shè)置為最高專(zhuān)用優(yōu)先級(jí)，共享載波設(shè)置為次高專(zhuān)用優(yōu)先級(jí)；針對(duì)中國(guó)聯(lián)通NSA 用戶(hù)，1.8 GHz 專(zhuān)用載波F2 設(shè)置為最高專(zhuān)用優(yōu)先級(jí)，共享載波設(shè)置為次高專(zhuān)用優(yōu)先級(jí)。在邊界區(qū)的中國(guó)聯(lián)通承建區(qū)，針對(duì)中國(guó)電信NSA 用戶(hù)，F(xiàn)3 設(shè)置為最高專(zhuān)用優(yōu)先級(jí)，F(xiàn)1 設(shè)置為次高專(zhuān)用優(yōu)先級(jí)；針對(duì)中國(guó)聯(lián)通NSA 用戶(hù)，F(xiàn)3 設(shè)置為最高專(zhuān)用優(yōu)先級(jí)，F(xiàn)2設(shè)置為次高專(zhuān)用優(yōu)先級(jí)。通過(guò)RRC release 的IMMCI字段下發(fā)的專(zhuān)用優(yōu)先級(jí)，選擇最高專(zhuān)用優(yōu)先級(jí)的錨點(diǎn)載波接入駐留，如果無(wú)法駐留，選擇次高專(zhuān)用優(yōu)先級(jí)錨點(diǎn)載波接入駐留。

針對(duì)鏈接態(tài)單錨點(diǎn)2.1 GHz 獨(dú)立載波與單錨點(diǎn)1.8 GHz共享載波邊界：在邊界區(qū)存在切換關(guān)系的中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信錨點(diǎn)小區(qū)之間互配中國(guó)電信獨(dú)立載波與中國(guó)聯(lián)通共享載波的異頻鄰區(qū)，以及中國(guó)聯(lián)通獨(dú)立載波與中國(guó)聯(lián)通共享載波的異頻鄰區(qū)。中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信NSA用戶(hù)在邊界區(qū)移動(dòng)時(shí)發(fā)生異頻切換。

圖5 示出的是單錨點(diǎn)2.1 GHz 獨(dú)立載波與單錨點(diǎn)1.8 GHz共享載波邊界。

圖5 單錨點(diǎn)2.1 GHz獨(dú)立載波與單錨點(diǎn)1.8 GHz共享載波邊界

同廠家雙連接場(chǎng)景邊界空閑態(tài)優(yōu)先駐留至本網(wǎng)載波，連接態(tài)時(shí)互相添加本網(wǎng)錨點(diǎn)載波小區(qū)之間的異頻鄰區(qū)。

圖6示出的是同廠家雙錨點(diǎn)獨(dú)立載波邊界。

圖6 同廠家雙錨點(diǎn)獨(dú)立載波邊界

3 中國(guó)聯(lián)通5G測(cè)試案例分析

本次選取4個(gè)5G 站點(diǎn)，6個(gè)錨點(diǎn)站點(diǎn)（2個(gè)4G 站點(diǎn)不共站）進(jìn)行5G共建共享單錨點(diǎn)連片測(cè)試。站點(diǎn)選用中國(guó)聯(lián)通承建1.8 GHz 單載波共享頻段組網(wǎng)方式。5G載波使用中心頻點(diǎn)號(hào)為636680。

圖7示出的是共建共享組網(wǎng)策略。

表1示出的是組網(wǎng)使用的重選/切換策略。

3.1 理論參數(shù)配置與實(shí)際感知差異

圖7 共建共享組網(wǎng)策略

表1 組網(wǎng)使用重選/切換策略

本次測(cè)試項(xiàng)目有5G 接入測(cè)試、峰值速率測(cè)試、中國(guó)電信NSA 用戶(hù)VoLTE 回遷、中國(guó)聯(lián)通NSA 用戶(hù)VoLTE 業(yè)務(wù)、中國(guó)電信普通用戶(hù)回遷：重選/切換、中國(guó)聯(lián)通NSA 用戶(hù)錨點(diǎn)切換/重選，共計(jì)6 項(xiàng)，測(cè)試業(yè)務(wù)條目均成功。中國(guó)聯(lián)通NSA 終端單獨(dú)測(cè)試下載峰值速率可達(dá)到1 194 Mbit/s；中國(guó)電信NSA 終端單獨(dú)測(cè)試下載峰值速率可達(dá)到1 109 Mbit/s；中國(guó)聯(lián)通和中國(guó)電信NSA 終端一起測(cè)試下載峰值速率時(shí)，中國(guó)聯(lián)通用戶(hù)速率為621 Mbit/s，中國(guó)電信用戶(hù)速率為568 Mbit/s。

中國(guó)聯(lián)通NSA 用戶(hù)VoLTE 測(cè)試：中國(guó)聯(lián)通NSA 終端占用錨點(diǎn)小區(qū)添加5G SCG，發(fā)起VoLTE 語(yǔ)音電話(huà)，正常接通并且無(wú)雜音。

3.2 邊界場(chǎng)景下切換問(wèn)題

本次測(cè)試針對(duì)各類(lèi)型終端進(jìn)行移動(dòng)性條目測(cè)試，發(fā)現(xiàn)在跨運(yùn)營(yíng)商進(jìn)行切換重選過(guò)程中出現(xiàn)若干問(wèn)題。

問(wèn)題一：中國(guó)電信NSA 用戶(hù)從中國(guó)聯(lián)通錨點(diǎn)站通過(guò)X2切換方式不能切換到中國(guó)電信非錨點(diǎn)站。

中國(guó)電信NSA 測(cè)試，從中國(guó)聯(lián)通錨點(diǎn)站59091 進(jìn)行VoLTE 業(yè)務(wù)向中國(guó)電信非錨點(diǎn)站120823切換，中國(guó)電信非錨點(diǎn)站回復(fù)切換準(zhǔn)備失敗，原因?yàn)閜rotocol=1：TX2AP_CauseProtocol_Root_abstract_syntax_error_re ?ject。查看從中國(guó)聯(lián)通錨點(diǎn)向中國(guó)電信非錨點(diǎn)的切換請(qǐng)求中攜帶了EN_DC 指示與ConfigRelease，切換攜帶的信息無(wú)誤。

切換請(qǐng)求中攜帶的私有信源為ignore，根據(jù)協(xié)議3GPP TS 36.423，作為目標(biāo)側(cè)中國(guó)電信非錨點(diǎn)站點(diǎn)應(yīng)該忽略該私有信源，但是回復(fù)切換準(zhǔn)備失敗，需要排查拒絕原因。

經(jīng)分析，原因是由于中國(guó)聯(lián)通側(cè)切換請(qǐng)求未攜帶LTE 的QCI9 的RLC 配置導(dǎo)致切換失敗。使用SCG 模式，對(duì)于SCG 模式，NR 只存在NR RLC 承載，LTE 上就沒(méi)有對(duì)應(yīng)的承載，所以在handover request 消息中沒(méi)有QCI9 的RLC 配置。解決方案為中國(guó)電信側(cè)修改為支持SCG模式的X2切換模式，或中國(guó)聯(lián)通側(cè)修改為Split模式。

問(wèn)題二：中國(guó)聯(lián)通共享錨點(diǎn)基站在中國(guó)電信核心網(wǎng)側(cè)標(biāo)識(shí)錯(cuò)誤PLMN。

5G 共享載波測(cè)試過(guò)程中，中國(guó)電信NSA 測(cè)試，在中國(guó)聯(lián)通共享錨點(diǎn)小區(qū)進(jìn)行VoLTE 業(yè)務(wù)回切至中國(guó)電信非錨點(diǎn)小區(qū)正常，業(yè)務(wù)結(jié)束后中國(guó)電信NSA 用戶(hù)在非錨點(diǎn)小區(qū)下發(fā)定向切換事件，前臺(tái)信令顯示上報(bào)MR 但一直不切向中國(guó)聯(lián)通共享錨點(diǎn)小區(qū)；而核查中國(guó)聯(lián)通側(cè)共享錨點(diǎn)小區(qū)并未收到來(lái)自中國(guó)電信非錨點(diǎn)小區(qū)的切換請(qǐng)求。

由于是S1 切換，聯(lián)合中國(guó)電信核心網(wǎng)排查，發(fā)現(xiàn)非錨點(diǎn)小區(qū)發(fā)起向中國(guó)聯(lián)通共享錨點(diǎn)小區(qū)的切換請(qǐng)求，但中國(guó)電信核心網(wǎng)回復(fù)非錨點(diǎn)小區(qū)切換準(zhǔn)備失敗，原因?yàn)閡n-known targetID。

經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)中國(guó)聯(lián)通錨點(diǎn)基站在中國(guó)電信核心網(wǎng)標(biāo)識(shí)為46011 而不是46001，核心網(wǎng)與無(wú)線(xiàn)側(cè)的PLMN協(xié)商是通過(guò)S1 SETUP 消息交互實(shí)現(xiàn)的，在S1 SETUP REQUEST 消息中攜帶eNodeB 的PLMN。共享錨點(diǎn)基站塘沽俊安北作為中國(guó)聯(lián)通基站主PLMN 配置為46001，核查發(fā)現(xiàn)該站在最初配置中國(guó)電信S1 鏈路時(shí)配置了S1 與PLMN 的映射，而中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通共享載波錨點(diǎn)場(chǎng)景是不需要配置映射關(guān)系的，只有獨(dú)立載波錨點(diǎn)場(chǎng)景才需要配置S1 與PLMN 映射。該問(wèn)題也在中國(guó)電信和中國(guó)聯(lián)通共享開(kāi)通當(dāng)日的參數(shù)核查時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并刪除映射關(guān)系。故第一次配通中國(guó)電信S1 鏈路時(shí)，觸發(fā)S1 SETUP 消息中攜帶了映射的中國(guó)電信的PLMN，在中國(guó)電信核心網(wǎng)上標(biāo)識(shí)46011，而當(dāng)日刪除映射關(guān)系只是參數(shù)配置上的修改，并未重新觸發(fā)S1 SETUP 流程。閉塞→解閉塞到中國(guó)電信S1 鏈路后，再次核查該站在中國(guó)電信核心網(wǎng)的標(biāo)識(shí)顯示為46001。隨后測(cè)試中國(guó)電信非錨點(diǎn)小區(qū)切換到中國(guó)聯(lián)通錨點(diǎn)小區(qū)沒(méi)有再出現(xiàn)un-known targetID問(wèn)題。

4 總結(jié)與展望

面對(duì)5G 網(wǎng)絡(luò)日趨復(fù)雜的全新挑戰(zhàn)，對(duì)5G 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作提出了新要求。一方面5G 優(yōu)化可使用4G 已經(jīng)形成的優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)和參數(shù)配置成果，實(shí)現(xiàn)5G 的快速建網(wǎng)；另一方面，從規(guī)劃入手，結(jié)合5G現(xiàn)網(wǎng)優(yōu)化工作總結(jié)新思路和新手段，形成5G 結(jié)構(gòu)、覆蓋參數(shù)、性能等優(yōu)化方法，大力推進(jìn)4G/5G 網(wǎng)絡(luò)協(xié)同優(yōu)化。同時(shí)應(yīng)積極推動(dòng)5G 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化變革，將5G 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、人工智能和網(wǎng)絡(luò)大數(shù)據(jù)緊密結(jié)合，加快5G 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作智能化和自動(dòng)化。