NSA 模式下的5G 駐留策略研究

張俊斌

（中國(guó)電信集團(tuán)公司太原電信分公司，山西 太原 030006）

1 研究背景和意義

結(jié)合當(dāng)前的NSA 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，用戶在使用5G 網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需先在4G 側(cè)接入，經(jīng)歷4G 網(wǎng)絡(luò)附著、承載建立，接受基站測(cè)控等流程后，才能接入5G 網(wǎng)絡(luò)。這些流程中，只要任何一環(huán)出現(xiàn)問(wèn)題，用戶都無(wú)法占用5G 網(wǎng)絡(luò)，從而導(dǎo)致用戶體驗(yàn)差、品牌口碑下降等問(wèn)題。因此，每一個(gè)環(huán)節(jié)的優(yōu)化就尤為重要，本文就NSA 網(wǎng)絡(luò)下的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)及優(yōu)化方式進(jìn)行論述，在提升5G 用戶感知方面具有實(shí)踐意義。

2 論文理論基礎(chǔ)

2.1 5G 網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及實(shí)現(xiàn)方式(NSA)

5G 有兩種網(wǎng)絡(luò)部署模式：非獨(dú)立組網(wǎng)（NSA）與獨(dú)立組網(wǎng)（SA）。5G 建網(wǎng)初期SA 組網(wǎng)方式技術(shù)不成熟，且成本高，因此主要采用NSA 模式，4/5G 共用核心網(wǎng)節(jié)省網(wǎng)絡(luò)投資。5G 的非獨(dú)立組網(wǎng)方式實(shí)現(xiàn)5G 功能，即信令面由LTE 網(wǎng)絡(luò)承載，用戶面由5G 網(wǎng)絡(luò)承載。

2.2 實(shí)現(xiàn)5G 網(wǎng)絡(luò)功能的原理

NSA 架構(gòu)下，5G 功能的實(shí)現(xiàn)主要通過(guò)5G 輔載波添加后與LTE 基站形成主輔載波關(guān)系，主載波為L(zhǎng)TE 頻點(diǎn)，主要進(jìn)行信令傳輸；輔載波為NR 頻點(diǎn)，進(jìn)行大數(shù)據(jù)傳輸。

5G 輔載波添加過(guò)程：MeNB 向UE 下發(fā)B1測(cè)量控制（信令RRC 重配置）→UE 向MeNB 上報(bào)B1 發(fā)現(xiàn)NR 最強(qiáng)鄰區(qū)→MeNB 向SgNB 發(fā)送添加請(qǐng)求→SgNB向MeNB 回復(fù)添加確認(rèn)→MeNB 通過(guò)RRC 重配置向UE配置SgNB 建立NR 承載→UE 向MeNB 回復(fù)配置完成→MeNB 向SgNB 回復(fù)配置完成→MeNB 向SgNB 發(fā)送SN（僅在RLC 模式是AM 場(chǎng)景下）→MeNB 向核心網(wǎng)發(fā)送承載變更指示→核心網(wǎng)向MeNB 回復(fù)承載變更確認(rèn)→UE 向SgNB 發(fā)起隨機(jī)接入。

3 5G 網(wǎng)絡(luò)駐留關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)分析(NSA)

3.1 5G 駐留的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)

5G 駐留按照流程可分為以下幾個(gè)重要節(jié)點(diǎn)：若終端初始駐留在非錨定頻點(diǎn)，需要通過(guò)錨點(diǎn)優(yōu)選方案切換到錨定頻點(diǎn)；在錨定頻點(diǎn)下，基站下發(fā)B1測(cè)量控制；終端回應(yīng)上報(bào)B1測(cè)量消息；SCG 變更；SCG 保持。

3.2 5G 駐留的關(guān)鍵因素

用戶體驗(yàn)5G 網(wǎng)絡(luò)時(shí)，5G 駐留時(shí)長(zhǎng)會(huì)直接影響用戶感知，5G 駐留時(shí)間長(zhǎng)會(huì)將更多的流量引導(dǎo)至5G 網(wǎng)絡(luò)，有利于減輕LTE 網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷，因此提高5G 駐留比至關(guān)重要。影響5G 駐留比的原因很多，大致歸納為三類：[1]覆蓋因素（5G 覆蓋水平、4G 錨點(diǎn)覆蓋水平、4/5G 協(xié)優(yōu)優(yōu)化）；策略因素（錨點(diǎn)載波優(yōu)選配置、B1測(cè)量報(bào)告下發(fā)和上報(bào)問(wèn)題、SCG 業(yè)務(wù)量緩存長(zhǎng)度添加門限）；終端因素（終端開啟節(jié)能模式、5G 網(wǎng)絡(luò)智能切換開關(guān)、TCP 異常保護(hù)釋放5G）。

3.3 5G 駐留的關(guān)鍵鏈路

NSA 組網(wǎng)下網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性增加，5G 駐留除了受5G 覆蓋水平影響外，關(guān)鍵鏈路問(wèn)題也會(huì)有影響，如：NR 基站鄰區(qū)關(guān)系配置錯(cuò)誤、S1-U/X2-U 鏈路不通、錨點(diǎn)及NR 基站狀態(tài)/告警異常等都對(duì)5G 駐留比有較大影響。

4 5G 網(wǎng)絡(luò)駐留關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)分析優(yōu)化(NSA)

4.1 總體優(yōu)化思路與配置策略

實(shí)現(xiàn)5G 終端優(yōu)先占用錨定頻點(diǎn)，就是要把NSA 終端從非錨定頻點(diǎn)小區(qū)遷移至錨定頻點(diǎn)的小區(qū)，并且在終端遷移完成后盡可能多的占用錨定頻點(diǎn)小區(qū)。從非錨定頻點(diǎn)的小區(qū)角度來(lái)看，要在空閑態(tài)和連接態(tài)把終端趕到錨定頻點(diǎn)的小區(qū)；從錨定頻點(diǎn)的小區(qū)角度來(lái)看，就是如何在空閑態(tài)和連接態(tài)把終端留在錨定頻點(diǎn)的小區(qū)。

配置策略如下：（1）在非錨定頻點(diǎn)和錨定頻點(diǎn)均覆蓋的區(qū)域，當(dāng)NSA 終端開機(jī)占用非錨定頻點(diǎn)的小區(qū)時(shí)，可定向切換至錨定頻點(diǎn)/錨點(diǎn)小區(qū)（非錨定頻點(diǎn)的小區(qū)添加錨點(diǎn)的小區(qū)為鄰區(qū)關(guān)系），需要在非錨定頻點(diǎn)的小區(qū)配置NSA 定向切換和定向重選功能。（2）NSA 終端占用到錨定頻點(diǎn)的小區(qū)后為確保在錨點(diǎn)上的穩(wěn)定駐留，需要在錨定頻點(diǎn)的小區(qū)配置NSA 終端獨(dú)立的A1/A2/A3/A4/A5和空閑態(tài)IMMCI 重選；且高負(fù)荷時(shí)禁止將NSA終端負(fù)荷均衡至其他頻點(diǎn)，需要在錨定頻點(diǎn)的小區(qū)配置NSA 終端過(guò)濾功能。（3）當(dāng)NSA 終端所在區(qū)域無(wú)錨定頻點(diǎn)的小區(qū)覆蓋時(shí)，基于覆蓋切換/重選至非錨定頻點(diǎn)的小區(qū)，需要在非錨定頻點(diǎn)的小區(qū)為NSA 終端配置獨(dú)立的A1/A2/A4/A5和空閑態(tài)IMMCI 重選。

4.2 關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)問(wèn)題優(yōu)化

4.2.1 錨點(diǎn)駐留失敗優(yōu)化

出現(xiàn)錨點(diǎn)駐留失敗問(wèn)題，一般表現(xiàn)在由NSA 錨點(diǎn)切換到非錨點(diǎn)，或是終端駐留在非錨點(diǎn)頻點(diǎn)，沒(méi)有切換到NSA 錨點(diǎn)。（1）錨點(diǎn)頻點(diǎn)覆蓋較差，低于A2切換門限，導(dǎo)致用戶從錨點(diǎn)異頻切出；（2）非錨點(diǎn)小區(qū)到錨點(diǎn)小區(qū)鄰區(qū)漏配，導(dǎo)致A5上報(bào)不切換，無(wú)法切換至錨點(diǎn)頻點(diǎn)；（3）NSA 網(wǎng)絡(luò)下非錨點(diǎn)小區(qū)未打開NAS 開關(guān)和配置EN-DC載波優(yōu)選。

4.2.2 基站不下發(fā)B1 測(cè)量，及終端未上報(bào)B1 測(cè)量報(bào)告

基于SCG 添加模式下，基站下發(fā)B1測(cè)量控制，滿足門限終端會(huì)上報(bào)測(cè)量報(bào)告，3s 內(nèi)不上報(bào)B1，基站會(huì)刪除B1測(cè)量控制。此環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題，需要分兩步排查：基站是否下發(fā)B1測(cè)量和終端是否上報(bào)B1測(cè)量報(bào)告。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)優(yōu)化經(jīng)驗(yàn)判斷，基站未下發(fā)B1測(cè)量報(bào)告大致有三種原因：（1）LTE 側(cè)未打開NSA 開關(guān)；（2）未配置SCG 頻點(diǎn)；（3）未配置NR 鄰區(qū)。

終端未上報(bào)B1測(cè)量報(bào)告比較復(fù)雜，需要從多個(gè)角度去分析：（1）核查NR 頻點(diǎn)配置是否有錯(cuò)誤；（2）無(wú)線環(huán)境核查；（3）NR 小區(qū)是否狀態(tài)異?；虼嬖诟婢?；（4）核查是否存在外部干擾或相鄰5G 小區(qū)干擾導(dǎo)致小區(qū)搜索失敗；（5）核查B1門限是否配置過(guò)高；（6）核查S1-U 或X2-U 鏈路是否上報(bào)傳輸資源不可用；（7）核查終端問(wèn)題。

4.2.3 SgNB 變更失敗優(yōu)化

現(xiàn)象一：接入LTE 后不下發(fā)5G 的A3測(cè)量控制，主要原因?yàn)?G 側(cè)未配置鄰區(qū)或鄰區(qū)關(guān)系配置錯(cuò)誤。解決方案：對(duì)于站內(nèi)鄰區(qū)，只需添加鄰區(qū)關(guān)系；對(duì)于站間鄰區(qū)，先添加外部鄰區(qū)關(guān)系再添加鄰區(qū)關(guān)系。

現(xiàn)象二：終端不上報(bào)NR 的A3事件，主要檢查周邊NR小區(qū)狀態(tài)是否有異常。解決方案：5G站告警信息核查，關(guān)注是否有小區(qū)告警等。

現(xiàn)象三：LTE 收到測(cè)量報(bào)告沒(méi)有轉(zhuǎn)發(fā)到NR 或NR未發(fā)起切換請(qǐng)求，主要原因?yàn)閄2鏈路異?；騆TE 未配置NR 的切換目標(biāo)小區(qū)鄰區(qū)關(guān)系或鄰區(qū)參數(shù)配置錯(cuò)誤。解決方案：排查X2鏈路；排查配置文件確保NR 外部鄰區(qū)等配置與5G 一致。

4.2.4 NR 側(cè)異常釋放優(yōu)化

該類別問(wèn)題的主要現(xiàn)象是X2 信令顯示gNB 發(fā)送NBReleaseRequired，解決方案：（1）查看掉話前小區(qū)測(cè)量的RSRP 和SINR，如果RSRP 或SINR 過(guò)低，說(shuō)明是信道質(zhì)量差導(dǎo)致掉話；（2）核查傳輸鏈路是否有異常；（3）查看釋放前是否收到了NR 的A2測(cè)量報(bào)告，檢查5G 側(cè)A2 門限設(shè)置是否合理。（4）核查SSBSINR 是否小于0db，如果小于0db，一般為鄰區(qū)信號(hào)干擾服務(wù)小區(qū)，需要確認(rèn)是否存在強(qiáng)度相當(dāng)或者更強(qiáng)的鄰區(qū)；如果不小于0db，則可能有外部干擾。（5）5G 不活動(dòng)定時(shí)器核查，如果設(shè)置過(guò)小用戶容易從5G 釋放，駐留時(shí)間短。

4.3 終端因素定位及優(yōu)化方法

根據(jù)現(xiàn)有資料已知部分終端有保護(hù)機(jī)制，比如出于省電或過(guò)溫保護(hù)考慮，會(huì)觸發(fā)主動(dòng)上報(bào)SCGFailure引發(fā)NR 異常釋放，將影響5G 業(yè)務(wù)駐留比。例如：華為MATE 系列省電模式，終端開啟省點(diǎn)模式后限制進(jìn)入5G，概率性釋放SCG 并攜帶rlc-MaxNumRetx 原因；TCP 異常保護(hù)，下行10S 收到不到數(shù)據(jù)，終端啟動(dòng)dorecovery 機(jī)制主動(dòng)上報(bào)SCGFailure 攜帶rlc-MaxNumRetx 原因釋放5G，同時(shí)抑制上報(bào)ENDC 能力，導(dǎo)致無(wú)法駐留5G。三星S 系列過(guò)溫保護(hù)，手機(jī)溫度接近安規(guī)門限（43℃-45℃）時(shí)主動(dòng)釋放SCG，攜帶rlc-MaxNumRetx 原因釋放5G。

優(yōu)化措施：根據(jù)對(duì)終端的觀察及信令分析，并結(jié)合各個(gè)終端系統(tǒng)的節(jié)電機(jī)制，將5G 智能切換開關(guān)關(guān)閉，并將節(jié)電開關(guān)關(guān)閉或修改終端模式為性能優(yōu)先后，掉4G頻次明顯減少，但仍存在掉4G 問(wèn)題，需廠家進(jìn)行優(yōu)化。

5 結(jié)束語(yǔ)

5G 網(wǎng)絡(luò)具有大帶寬、低時(shí)延、海量連接等特性，將會(huì)應(yīng)用到各行各業(yè)當(dāng)中，能否穩(wěn)定使用5G 網(wǎng)絡(luò)也成為重點(diǎn)場(chǎng)景下所關(guān)心的問(wèn)題。本文通過(guò)對(duì)NSA 網(wǎng)絡(luò)下5G用戶使用5G 網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，并闡述分析及優(yōu)化思路，對(duì)后期5G 網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化有一定的指導(dǎo)作用。