NSA網(wǎng)絡(luò)的錨點(diǎn)優(yōu)先策略研究

韓 喆

（中國(guó)移動(dòng)通信集團(tuán)廣東有限公司，廣東 廣州 510623）

1 概 述

5G NSA的組網(wǎng)模式下，NSA終端必須占用LTE錨點(diǎn)小區(qū)后，才能使用5G業(yè)務(wù)提升用戶感知。如何實(shí)現(xiàn)現(xiàn)網(wǎng)LTE站點(diǎn)與5G錨點(diǎn)站之間的業(yè)務(wù)遷移，確保5G用戶優(yōu)先體驗(yàn)5G網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)均衡錨點(diǎn)站與現(xiàn)網(wǎng)LTE站點(diǎn)業(yè)務(wù)，是當(dāng)前NSA終端移動(dòng)性策略遇到的重要問題。

NSA組網(wǎng)的4G錨點(diǎn)選擇，需要綜合考慮諸多因素，如產(chǎn)業(yè)成熟、載頻性能（覆蓋、容量）、投資成本（利舊現(xiàn)網(wǎng)、NR與LTE可實(shí)現(xiàn)共站建設(shè)降低X2接口工程成本）、能夠快速建網(wǎng)部署等，優(yōu)先采用FDD作為錨點(diǎn)站。將特定UE在多層網(wǎng)區(qū)域駐留在特定網(wǎng)絡(luò)層，可通過SPID配置功能來實(shí)現(xiàn)需求，即通過網(wǎng)絡(luò)側(cè)配置使特定用戶駐留在指定網(wǎng)絡(luò)層中。目前，SPID功能的用戶遷移可通過2種方式來實(shí)現(xiàn)。

1.1 基于SPID的切換、重選及均衡策略

SPID（Subscriber Profile ID）是在HSS中給UE分配的用戶識(shí)別入口標(biāo)識(shí)。SPID取值范圍是1～256，其中1～128是運(yùn)營(yíng)商可以配置的值，129～256是3GPP預(yù)留的。SPID不是必須的，但是如果UE配置了SPID則是會(huì)在UE網(wǎng)絡(luò)附著時(shí)由HSS發(fā)送給MME，作為UE上下文內(nèi)容之一存儲(chǔ)在MME中[1]。其中，UE的SPID信息會(huì)通過下面4種信令發(fā)送給eNB。

（1）UE從ECM-IDLE轉(zhuǎn)化為ECM-CONNECTED模式時(shí)：通過INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST將包含SPID信息的UE Context發(fā)送給eNB。

（2）基于S1的切出時(shí)：通過包含SPID信息的S1AP:HANDOVER REQUIRED消息。

（3）基于S1的切入時(shí)：通過包含SPID信息的S1AP:HANDOVER REQUEST消息。

（4）基于X2切換時(shí)：通過包含SPID信息的X2AP:HANDOVER REQUEST (source eNB -＞ target eNB)消息。

基于SPID策略需要核心網(wǎng)HSS配置SPID，當(dāng)前5G商用策略“不換卡不換號(hào)”，無法準(zhǔn)確獲取全量的5G用戶號(hào)碼，適用于小范圍5G用戶。以某省為例，現(xiàn)網(wǎng)用戶的SPID分為3種，一種為普通LTE用戶未簽約，SPID為空值；一種為普通LTE用戶簽約SPID為256；最后是少量5G用戶簽約SPID為26。

1.2 基于UE能力的切換、重選及均衡策略

該策略功能實(shí)現(xiàn)與基于SPID的功能完全一致，區(qū)別在于不用核心網(wǎng)特殊設(shè)置SPID，只基于UE的終端能力進(jìn)行判斷[2]。經(jīng)現(xiàn)網(wǎng)測(cè)試，現(xiàn)網(wǎng)4G卡只要應(yīng)用于5G終端就可以進(jìn)行5G業(yè)務(wù)，區(qū)別僅在與簽約速率與5G卡存在差距。與當(dāng)前5G“不換卡不換號(hào)”的商用策略相符。因此，完全可以使用基于UE能力的判斷來區(qū)別現(xiàn)網(wǎng)用戶。該策略無需修改核心網(wǎng)SPID，基于UE能力實(shí)現(xiàn)，操作簡(jiǎn)單。

2 用戶遷移策略

2.1 空閑態(tài)、連接態(tài)遷移

NSA終端空閑、連接狀態(tài)遷移流程如圖1所示。現(xiàn)網(wǎng)配置了多層網(wǎng)互操作策略，具體過程為：將錨點(diǎn)小區(qū)專用優(yōu)先級(jí)設(shè)置最高級(jí)7；使用異頻A5切換，錨點(diǎn)站、服務(wù)小區(qū)電平滿足切換條件時(shí)5G用戶開始向錨點(diǎn)站切換；錨點(diǎn)小區(qū)提高異頻測(cè)量門限，使用A4切換至LTE現(xiàn)網(wǎng)小區(qū)。

圖1 NSA終端狀態(tài)遷移流程

在部署SPID策略后，小區(qū)級(jí)起測(cè)門限修改導(dǎo)致現(xiàn)網(wǎng)TF融合均衡策略變化，原作為容量層吸收業(yè)務(wù)的D頻段與FDD頻段切換次數(shù)增加，D頻段、FDD頻段切換成功次數(shù)及切換嘗試次數(shù)環(huán)比略有增長(zhǎng)，E頻段、F頻段的切換成功次數(shù)及切換嘗試次數(shù)環(huán)比略有下降，但總體各頻段的切換成功率保持穩(wěn)定。

2.2 空閑態(tài)負(fù)載均衡

NSA終端空閑態(tài)負(fù)載均衡流程如圖2所示。對(duì)于LTE站點(diǎn)，期望5G終端被均衡至錨點(diǎn)站，因此對(duì)MOPR下的負(fù)載均衡頻點(diǎn)進(jìn)行配置，MODPR不做配置。即LTE站點(diǎn)下空閑態(tài)專用負(fù)載均衡僅對(duì)5G終端生效；對(duì)于錨點(diǎn)站，期望4G終端被均衡至LTE現(xiàn)網(wǎng)站，因此對(duì)MODPR下的負(fù)載均衡頻點(diǎn)進(jìn)行配置，MOPR不做配置，即錨點(diǎn)站下空閑態(tài)專用負(fù)載均衡僅對(duì)4G終端生效。UE從連接態(tài)釋放進(jìn)入空閑態(tài)時(shí)，在RRC Release消息中攜帶NSA錨點(diǎn)優(yōu)先級(jí)下發(fā)給UE，UE基于該優(yōu)先級(jí)進(jìn)行小區(qū)重選到高優(yōu)先級(jí)的頻點(diǎn)上進(jìn)行駐留[3]。

基于UE能力的空閑態(tài)負(fù)載均衡仍復(fù)用原來LTIMLB的門限參數(shù)，為保證5G用戶及時(shí)遷移，需將負(fù)載均衡參數(shù)設(shè)置到極限。經(jīng)驗(yàn)證，在MOPR配置空閑態(tài)負(fù)載均衡頻點(diǎn)，MODPR不配置負(fù)載均衡頻點(diǎn)的情況下，空閑態(tài)負(fù)載均衡功能對(duì)普通用戶不生效。

2.3 基于A4切換的負(fù)載均衡遷移

圖2 NSA終端空閑態(tài)負(fù)載均衡流程

NSA終端基于A4切換的負(fù)載均衡遷移流程如圖3所示。核心網(wǎng)設(shè)置不同QCI的用戶可以對(duì)應(yīng)設(shè)置不同SPID組，并且設(shè)定不同的優(yōu)先級(jí)。這樣在LB進(jìn)行用戶選擇的時(shí)候，基于SPID優(yōu)先級(jí)選擇目標(biāo)用戶群。針對(duì)不同的SPID組，可以指定切出目標(biāo)頻點(diǎn)。負(fù)載均衡時(shí)向SPID用戶向?qū)Ｓ妙l率層進(jìn)行定向負(fù)載均衡，普通用戶執(zhí)行現(xiàn)網(wǎng)配置的負(fù)載均衡策略。此策略可通過負(fù)荷均衡門限設(shè)置，將SPID用戶定向均衡至指定頻點(diǎn)小區(qū)。站點(diǎn)采用A4切換，不影響現(xiàn)網(wǎng)異頻起測(cè)設(shè)置[4]。

原負(fù)載均衡時(shí)基于負(fù)荷的交換，除了需要配置本小區(qū)的負(fù)荷門限外還需配置鄰小區(qū)的負(fù)荷門限。理論上只有當(dāng)鄰小區(qū)負(fù)荷小于本小區(qū)時(shí)才進(jìn)行負(fù)荷均衡，在極端參數(shù)設(shè)置下，本小區(qū)與鄰小區(qū)負(fù)荷均設(shè)置為0，此時(shí)仍可以進(jìn)行負(fù)載均衡切換。

3 應(yīng)用方案

3.1 基于SPID的用戶遷移

將演示用5G卡SPID修改為26，普通用戶不做特殊設(shè)置；同時(shí)在基站側(cè)設(shè)置基于SPID的連接態(tài)與空閑態(tài)用戶遷移策略。核心網(wǎng)為NSA終端配置了特殊的SPID進(jìn)行標(biāo)記，無線基站通過識(shí)別這個(gè)標(biāo)記，為這類用戶配置特殊的重選參數(shù)，將錨定小區(qū)的頻點(diǎn)配置為高優(yōu)先級(jí)，引導(dǎo)NSA終端優(yōu)先占用錨點(diǎn)頻點(diǎn)。假如NSA終端從非錨定小區(qū)或者錨定小區(qū)RRC釋放時(shí)，通過讀取“無線鏈路連接釋放”消息攜帶的錨定頻點(diǎn)是高優(yōu)先級(jí)，優(yōu)先占用到錨定小區(qū)。

該方案在前期5G用戶較少，開通5G站點(diǎn)區(qū)域較小時(shí)進(jìn)行配置，但需在核心網(wǎng)HSS進(jìn)行配置，當(dāng)前5G商用策略“不換卡不換號(hào)”，無法準(zhǔn)確獲取全量的5G用戶號(hào)碼，適用于小范圍5G用戶，為當(dāng)前過渡方案。

3.2 基于UE能力的LTE站點(diǎn)負(fù)載均衡

在LTE現(xiàn)網(wǎng)站點(diǎn)配置基于UE能力的負(fù)載均衡策略，通過空閑態(tài)及連接態(tài)負(fù)載均衡功能識(shí)別5G終端。當(dāng)5G UE接入非錨點(diǎn)小區(qū)時(shí)，如果它的鄰區(qū)中存在錨點(diǎn)鄰區(qū)，則在連接態(tài)下主動(dòng)發(fā)起向錨點(diǎn)鄰區(qū)的定向切換，或在RRC釋放過程中攜帶IMMCI重選信息引導(dǎo)5G終端遷移至錨點(diǎn)小區(qū)。在錨點(diǎn)小區(qū)通過獨(dú)立的移動(dòng)性策略和RRC釋放過程中攜帶IMMCI重選信息確保NSA終端在錨點(diǎn)小區(qū)、頻點(diǎn)的穩(wěn)定占用，多功能配合使用，達(dá)到優(yōu)先占用錨點(diǎn)小區(qū)的目的。

同時(shí)4G終端的測(cè)量頻點(diǎn)不配置錨點(diǎn)站頻點(diǎn)，負(fù)載均衡門限的特殊參數(shù)設(shè)置（例如1%）可以將全部5G終端通過A4切換、高優(yōu)先級(jí)重選進(jìn)行遷移，普通終端仍駐留在LTE站點(diǎn)。該方案需考慮5G終端基于負(fù)荷均衡分擔(dān)到錨點(diǎn)小區(qū)后，UE存在觸發(fā)均衡、切換回到非錨點(diǎn)小區(qū)的情況，需要設(shè)置切換保護(hù)帶（部分廠家MLB乒乓切換抑制功能，也可以作為補(bǔ)充方案），適用于現(xiàn)網(wǎng)低容量場(chǎng)景，減少了核心網(wǎng)操作，同時(shí)對(duì)現(xiàn)網(wǎng)LTE站點(diǎn)無影響。

3.3 基于UE能力的雙向負(fù)載均衡

LTE現(xiàn)網(wǎng)站點(diǎn)配置基于UE能力的連接態(tài)及空閑態(tài)負(fù)載均衡策略，4G終端測(cè)量包含錨點(diǎn)站頻點(diǎn)在內(nèi)的所有LTE頻點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際覆蓋情況進(jìn)行自由切換；同時(shí)5G終端通過空閑態(tài)及連接態(tài)負(fù)載均衡功能遷移至錨點(diǎn)站。在部分場(chǎng)景下，錨點(diǎn)站承擔(dān)了較多的容量壓力，如果出現(xiàn)錨點(diǎn)容量受限場(chǎng)景，會(huì)影響5G用戶的網(wǎng)絡(luò)感知，因此5G錨點(diǎn)小區(qū)繼承現(xiàn)網(wǎng)LTE基于UE能力的連接態(tài)及空閑態(tài)負(fù)載均衡策略，讓非NSA用戶負(fù)荷均衡到非錨點(diǎn)小區(qū)，NSA用戶留在錨點(diǎn)小區(qū)從而使用5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。當(dāng)錨點(diǎn)站小區(qū)負(fù)荷大于一定門限（例如50%），可優(yōu)先將4G終端用戶遷移至LTE現(xiàn)網(wǎng)站點(diǎn)，保證5G用戶駐留感知。

圖3 NSA終端基于A4切換的負(fù)載均衡遷移流程

該應(yīng)用方案對(duì)本文章節(jié)3.2方案進(jìn)行了補(bǔ)充，避免5G終端通過均衡等方式回到非錨點(diǎn)，但切換問題還是要設(shè)置一定的切換帶進(jìn)行乒乓切換抑制，避免頻繁切換對(duì)客戶感知造成影響。

4 結(jié) 論

在NSA組網(wǎng)模式下，如何及時(shí)將NSA終端遷移到錨點(diǎn)小區(qū)并保證穩(wěn)定占用，是當(dāng)前NSA終端移動(dòng)性策略遇到的重要問題。本文討論了基于SPID的用戶遷移、基于UE能力的LTE站點(diǎn)負(fù)載均衡以及基于UE能力的雙向負(fù)載均衡三種錨點(diǎn)優(yōu)先的應(yīng)用方案：方案一適用于前期小規(guī)模用戶演示場(chǎng)景，可保證5G用戶的感知；方案二適用于LTE低負(fù)荷場(chǎng)景，保證5G用戶的感知優(yōu)先；方案三適用于高負(fù)荷場(chǎng)景，可充分利用5G錨點(diǎn)站吸收現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)，同時(shí)保障5G用戶感知。目前推薦的方案是基于UE能力的雙向負(fù)載均衡策略，無需在核心網(wǎng)HSS進(jìn)行數(shù)據(jù)配置，既能及時(shí)將NSA終端遷移到錨點(diǎn)小區(qū)并保證穩(wěn)定占用，同時(shí)可以保障4/5G用戶體驗(yàn)感知，以實(shí)現(xiàn)“占得上”和“留得住”兩大能力。