基于NSA和SA混合組網(wǎng)下的5G網(wǎng)絡(luò)鄰區(qū)規(guī)劃的研究

1 問(wèn)題背景

5G網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)場(chǎng)景性能指標(biāo)保障監(jiān)控發(fā)現(xiàn)，“東莞移動(dòng)樞紐樓D-HRH-2、3”小區(qū)1月開始“站間輔站變更成功率”和“輔站變更成功率”指標(biāo)明顯異常。特別是“東莞移動(dòng)樞紐樓D-HRH-2”小區(qū)“輔站變更成功率”指標(biāo)基本在10%以下，嚴(yán)重影響5G用戶感知。詳細(xì)性能指標(biāo)統(tǒng)計(jì)如圖1、圖2所示。

圖2 東莞移動(dòng)樞紐樓D-HRH-2輔站變更成功率

“站間輔站變更成功率”詳細(xì)指標(biāo)Counter計(jì)數(shù)，如圖3、圖4所示。

2 5G組網(wǎng)模式介紹及“站間輔站變更成功率”指標(biāo)釋義

圖3 東莞移動(dòng)樞紐樓D-HRH-2站間輔站變更成功率

圖4 東莞移動(dòng)樞紐樓D-HRH-3站間輔站變更成功率

基于案例分析需要，分別對(duì)5G組網(wǎng)模式及“輔站變更成功率”指標(biāo)定義進(jìn)行解釋，有利于對(duì)案例內(nèi)容的深刻理解。

2.1 東莞地市現(xiàn)網(wǎng)5G組網(wǎng)模式

在中國(guó)移動(dòng)5G建設(shè)過(guò)程中，將依照NSA、NSA&SA、SA三種形態(tài)組網(wǎng)架構(gòu)規(guī)劃建設(shè)，滿足不同階段對(duì)網(wǎng)絡(luò)的需求，如圖5所示。

圖5 5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)

2.2 NSA組網(wǎng)架構(gòu)

2019年中國(guó)移動(dòng)的NSA部署分為兩個(gè)階段。第一個(gè)階段為早期示范階段，為了在5?17國(guó)際電信日實(shí)現(xiàn)5G率先發(fā)布，采用新增vEPC的方式進(jìn)行NSA網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)示范，從而避免早期的示范對(duì)現(xiàn)網(wǎng)4G網(wǎng)絡(luò)的影響。第二階段為5G預(yù)備商用階段，對(duì)現(xiàn)網(wǎng)的商用EPC進(jìn)行升級(jí)支持NSA組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)5G的規(guī)模預(yù)商用。

中國(guó)移動(dòng)早期NSA的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)方案，選擇了Option 3系列架構(gòu)，具備不需要部署5GC，投資成本低；LTE eNB不需要升級(jí)成eLTE，工程簡(jiǎn)單；芯片2019年一季度成熟，終端面市早等三大優(yōu)勢(shì)。

2.3 SA組網(wǎng)架構(gòu)

中國(guó)移動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)SA部署亦是在2019年，因此在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，也需要考慮SA的組網(wǎng)架構(gòu)落地，比如5GC的部署和對(duì)接需要提前考慮。

SA相比于NSA，其優(yōu)勢(shì)是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)一步到位，網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)最優(yōu)，對(duì)現(xiàn)網(wǎng)4G影響最小，同時(shí)也便于研究開展新業(yè)務(wù)。SA的劣勢(shì)是產(chǎn)業(yè)成熟度較NSA來(lái)講略低，包括標(biāo)準(zhǔn)和終端進(jìn)展，但是這種差距在逐漸縮小。

SA網(wǎng)絡(luò)部署中，考慮核心網(wǎng)大區(qū)制建設(shè)的策略，在實(shí)際建設(shè)中要考慮本區(qū)域的UPF下沉及建設(shè)，避免數(shù)據(jù)流的迂回給傳輸帶來(lái)太大的壓力以及影響業(yè)務(wù)體驗(yàn)。運(yùn)營(yíng)商需要提前為UPF下沉提供資源配套，如空間、電源和傳輸?shù)取?/p>

2.4 NSA&SA混合組網(wǎng)架構(gòu)

2019年，中國(guó)移動(dòng)5G網(wǎng)絡(luò)采用NSA部署來(lái)占領(lǐng)市場(chǎng)高地，前期友好用戶放號(hào)采用NSA單模終端。到2020年中國(guó)移動(dòng)發(fā)力建設(shè)SA網(wǎng)絡(luò)時(shí)，這部分終端就面臨著收回替換的問(wèn)題，這將對(duì)中國(guó)移動(dòng)的品牌運(yùn)營(yíng)以及運(yùn)營(yíng)成本帶來(lái)較大的沖擊，因此發(fā)展NSA&SA混合組網(wǎng)的建網(wǎng)模式是從NSA到SA演進(jìn)必經(jīng)的一個(gè)階段。

從NSA到NSA&SA雙模組網(wǎng)演進(jìn)中，基站側(cè)不需增加硬件資源，只需升級(jí)軟件和配置即可，核心網(wǎng)增加5GC，配置從RAN到5GC的路由即可。NSA與SA混合組網(wǎng)架構(gòu)，如圖6所示。

2.5 “站間輔站變更成功率”指標(biāo)釋義

“站間輔站變更”信令流程，如圖7、表1所示。

圖6 NAS&SA混合組網(wǎng)架構(gòu)

圖7 站間輔站變更信令流程

表1 站間輔站變更信令測(cè)量點(diǎn)

3 “癥結(jié)”定位過(guò)程詳細(xì)分析

結(jié)合網(wǎng)管平臺(tái)數(shù)據(jù)，分別從故障、干擾、容量以及鄰區(qū)等多個(gè)維度對(duì)“東莞移動(dòng)樞紐樓D-HRH-2、3”小區(qū)進(jìn)行無(wú)線層問(wèn)題排查。

3.1 故障排查

經(jīng)過(guò)網(wǎng)管統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，指標(biāo)劣化期間，問(wèn)題站點(diǎn)“東莞移動(dòng)樞紐樓D-HRH”小區(qū)在性能指標(biāo)劣化期間，不存在影響性能告警消息，非顯性告警故障引起指標(biāo)異常。

3.2 干擾排查

網(wǎng)管系統(tǒng)查詢，“東莞移動(dòng)樞紐樓D-HRH”小區(qū)性能指標(biāo)劣化期間，上行干擾平均值在-108 dBm左右，處于5G現(xiàn)網(wǎng)站點(diǎn)小區(qū)干擾平均水平，暫未發(fā)現(xiàn)存在明顯干擾問(wèn)題。第二、第三小區(qū)干擾噪聲平均值，如圖8、圖9所示。

圖8 東莞移動(dòng)樞紐樓D-HRH-2干擾噪聲平均值

圖9 東莞移動(dòng)樞紐樓D-HRH-3干擾噪聲平均值

3.3 容量排查

在網(wǎng)管查詢問(wèn)題小區(qū)指標(biāo)劣化期間，問(wèn)題站點(diǎn)“東莞移動(dòng)樞紐樓D-HRH”小區(qū)下行PRB平均利用率指標(biāo)保持在6.00%左右，上行PRB平均利用率指標(biāo)保持在12.00%左右（如圖10、圖11所示），小區(qū)內(nèi)的最大用戶數(shù)在8人左右，判斷不存在高負(fù)荷問(wèn)題。

圖10 東莞移動(dòng)樞紐樓D-HRH-2PRB平均利用率

圖11 東莞移動(dòng)樞紐樓D-HRH-:3PRB平均利用率

3.4 小區(qū)Trace跟蹤排查

對(duì)“東莞移動(dòng)樞紐樓D-HRH-2”小區(qū)進(jìn)行Trace跟蹤排查，發(fā)現(xiàn)gNodeB（NR站點(diǎn)）發(fā)送給eNodeB（NSA錨點(diǎn)站）的SgNB Change Required消息中，攜帶的目標(biāo)gNodeB（NR站點(diǎn)）站點(diǎn)為“東莞松山湖移動(dòng)綜合樓D-HRW-1”小區(qū)，如圖12所示?！皷|莞松山湖移動(dòng)綜合樓D-HRW-1”小區(qū)基礎(chǔ)信息，如表2所示。

圖12 “東莞移動(dòng)樞紐樓D-HRH-2”小區(qū)Trace信令跟蹤

表2 “東莞松山湖移動(dòng)綜合樓D-HRW-1”小區(qū)基礎(chǔ)信息

eNodeB（NSA錨點(diǎn)站）收到SgNB Change Required消息后，回復(fù)“SgNB Change REFUSE”的失敗消息，且其消息解碼中失敗的原因值為“Transport resource unavailable”。如圖13所示。

圖13 “東莞移動(dòng)樞紐樓D-HRH-2”小區(qū)Trace信令跟蹤

查詢“東莞移動(dòng)樞紐樓D-HRH”站點(diǎn)的“NR架構(gòu)選項(xiàng)”（即組網(wǎng)模式）為“獨(dú)立組網(wǎng)&非獨(dú)立組網(wǎng)共存模式”。如圖14所示。

圖14 “東莞移動(dòng)樞紐樓D-HRH”基站組網(wǎng)模式

但“東莞松山湖移動(dòng)綜合樓D-HRW”站點(diǎn)的“NR架構(gòu)選項(xiàng)”（即組網(wǎng)模式）為“獨(dú)立組網(wǎng)”，如圖15所示。且“東莞移動(dòng)樞紐樓DC-HFH”錨點(diǎn)站點(diǎn)已定義“東莞松山湖移動(dòng)綜合樓D-HRW-1”小區(qū)為鄰區(qū)。

圖15 “東莞松山湖移動(dòng)綜合樓D-HRW”基站組網(wǎng)模式

綜上所述，由于現(xiàn)階段5GC（5G核心網(wǎng)）還不支持異系統(tǒng)切換，且現(xiàn)在商用的5G終端SIM卡也無(wú)法接入SA站點(diǎn)小區(qū)，因此，NSA終端占用“東莞移動(dòng)樞紐樓D-HRH-2”（混合組網(wǎng)）小區(qū)后，發(fā)起向定義了錨點(diǎn)鄰區(qū)、且屬于獨(dú)立組網(wǎng)的“東莞松山湖移動(dòng)綜合樓D-HRW-1”小區(qū)切換（NSA的NR站點(diǎn)小區(qū)向SA站點(diǎn)小區(qū)切換如同4G向5G發(fā)起切換一樣，屬于異系統(tǒng)切換，需要開放N26接口才能切換成功）。最終，導(dǎo)致“SgNB Change REFUSE”失?。凑鹃g輔站變更失敗），造成站間輔站變更成功率指標(biāo)惡化。

4 優(yōu)化方案和調(diào)整措施

針對(duì)相關(guān)問(wèn)題定位分析結(jié)果，需要?jiǎng)h除“東莞移動(dòng)樞紐樓D-HRH”（混合組網(wǎng)）站點(diǎn)小區(qū)和“東莞移動(dòng)樞紐樓DC-HFH”（錨點(diǎn)站點(diǎn)）小區(qū)中定義的“東莞松山湖移動(dòng)綜合樓D-HRW-1”小區(qū)鄰區(qū)。

于2020年1月19日分別執(zhí)行“東莞移動(dòng)樞紐樓D-HRH”（混合組網(wǎng)）站點(diǎn)小區(qū)和“東莞移動(dòng)樞紐樓DCHFH”（錨點(diǎn)站點(diǎn)）小區(qū)中定義的“東莞松山湖移動(dòng)綜合樓D-HRW-1”小區(qū)鄰區(qū)進(jìn)行刪除操作。

5 優(yōu)化效果

1月19日，對(duì)“東莞移動(dòng)樞紐樓D-HRH”（混合組網(wǎng)）站點(diǎn)小區(qū)和“東莞移動(dòng)樞紐樓DC-HFH”（錨點(diǎn)站點(diǎn)）小區(qū)中定義的“東莞松山湖移動(dòng)綜合樓D-HRW-1”小區(qū)鄰區(qū)進(jìn)行刪除操作后，“東莞移動(dòng)樞紐樓D-HRH-2/3”小區(qū)的“站間輔站變更成功率”指標(biāo)均達(dá)到100.00%，達(dá)到預(yù)期優(yōu)化效果。優(yōu)化前/后“東莞移動(dòng)樞紐樓D-HRH-2”、“東莞移動(dòng)樞紐樓D-HRH-3”小區(qū)級(jí)“站間輔站變更成功率”指標(biāo)對(duì)比情況，如表3、表4所示。

表3 優(yōu)化前/后“東莞移動(dòng)樞紐樓D-HRH-2”小區(qū)級(jí)“站間輔站變更成功率”指標(biāo)對(duì)比

表4 優(yōu)化前/后“東莞移動(dòng)樞紐樓D-HRH-3”小區(qū)級(jí)“站間輔站變更成功率”指標(biāo)對(duì)比

6 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

由于現(xiàn)階段供SA（獨(dú)立組網(wǎng)）使用的5GC（5G核心網(wǎng)）還不支持異系統(tǒng)切換（4G到5G），且現(xiàn)在商用的5G終端SIM卡也無(wú)法接入SA站點(diǎn)小區(qū)（NSA的NR站點(diǎn)小區(qū)向SA站點(diǎn)小區(qū)切換如同4G向5G發(fā)起切換一樣，屬于異系統(tǒng)切換，需要開放N26接口才能成功）。所以，目前在5G現(xiàn)網(wǎng)鄰區(qū)規(guī)劃和優(yōu)化中，LTE錨點(diǎn)站點(diǎn)小區(qū)、NSA模式和NSA&SA混合模式的NR站點(diǎn)小區(qū)均不能定義5G獨(dú)立組網(wǎng)模式的站點(diǎn)小區(qū)為鄰區(qū)。以本案例為鑒，檢查核實(shí)全網(wǎng)5G基站獨(dú)立組網(wǎng)模式的鄰區(qū)配置數(shù)據(jù)，徹底清查和預(yù)防出現(xiàn)類似網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題。