基于錨點讓渡的5G NSA共享技術(shù)研究

蘇鳳軒 鐘豫粵 陳楚雄

摘 ?要：為了降本增效，電信運營商在5G共建共享上進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的深度融合。5G NSA組網(wǎng)中，承建方4/5G基站要同設(shè)備廠家部署。對于特殊場景，承建方無法實現(xiàn)同廠家同步建設(shè)的情況下，文章對基于錨點讓渡的5G NSA共享技術(shù)進(jìn)行了研究。結(jié)合理論推理和試點實驗的方法，進(jìn)行運營商之間NSA S1和X2接口互聯(lián)互通和錨點讓渡4/5G互操作系統(tǒng)參數(shù)研發(fā)，證明基于錨點讓渡的5G NSA共享技術(shù)可行。在南沙區(qū)、黃埔區(qū)的試點結(jié)果表明，該技術(shù)能有效解決5G共建共享中的錨點選擇問題。

關(guān)鍵詞：5G NSA 共享;錨點讓渡;無線優(yōu)化

中圖分類號：TN929.5 ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2096-4706（2021）13-0051-04

Research on 5G NSA Sharing Technology Based on Anchor Transfer

SU Fengxuan， ZHONG Yuyue， CHEN Chuxiong

（Guangzhou Branch of China United Network Communications Co.， Ltd.， Guangzhou ?510335， China）

Abstract： In order to reduce cost and increase efficiency， telecom operators carry out in-depth network integration on 5G co construction and sharing. In 5G NSA networking， the Contractor’s 4/5G base station shall be deployed with the equipment manufacturer. For special scenarios， when the contractor cannot carry out synchronous construction with the manufacturer， this paper studies 5G NSA sharing technology based on anchor transfer. Combined with the methods of theoretical reasoning and pilot experiments， the interconnection of NSA S1 and X2 interfaces between operators and the development of 4 / 5G interoperability system parameters of anchor transfer are carried out， which proves that the 5G NSA sharing technology based on anchor transfer is feasible. The pilot results of this technology in Nansha District and Huangpu District show that it can effectively solve the problem of anchor point selection in 5G co construction and sharing.

Keywords： 5G NSA sharing; anchor transfer; wireless optimization

0 ?引 ?言

根據(jù)3GPP協(xié)議、5G NSA組網(wǎng)結(jié)構(gòu)，4G基站作為錨點負(fù)責(zé)控制面信令處理，5G基站作為業(yè)務(wù)信道輔載波，兩者之間由X2接口進(jìn)行連接。由于每個廠家的X2接口協(xié)議有所不同，所以4/5G基站要同廠家部署。對于特殊場景，承建方受設(shè)備廠家供貨能力等條件影響，往往4/5G無法同廠家同步建設(shè)，例如廣州的南沙、黃埔區(qū)域。如果按照早期的承建方提供4/5G的思路，那么5G要以4G廠家為對標(biāo)，面臨較大量的搬遷規(guī)整，這不僅耗費巨大的搬遷拆裝費用，還將延誤5G共建網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的進(jìn)度。這種情況下，擬進(jìn)行基于錨點讓渡的5G NSA共享技術(shù)的研究，解決5G共建共享中的錨點選擇問題。

1 ?錨點讓渡的5G NSA共享技術(shù)

基于異運營商的錨點讓渡方案，其創(chuàng)新點在于打破了5G承建方提供4G錨點的思路，根據(jù)承建方和共享方4/5G網(wǎng)絡(luò)的實際建設(shè)情況，選擇共享方4G錨點來完成5G NSA網(wǎng)絡(luò)共享。錨點讓渡涉及4G的共享，需要解決S1接口、X2接口的互聯(lián)互通。廣州電聯(lián)IPPAN承載網(wǎng)路由已經(jīng)打通，雙方基站網(wǎng)元、核心網(wǎng)元通過共享IP地址互相訪問，為跨運營商的S1、X2接口建立提供了互聯(lián)互通的條件。前期對于電聯(lián)4G同廠家的場景，電信、聯(lián)通各自用自己的4G基站做錨點，連接到承建方的5G基站，共享承建方的5G，稱作雙錨點方案。雙錨點方案實施說明同廠家設(shè)備，不同運營商網(wǎng)管4～5之間的X2接口可以建立成功。錨點讓渡方案中電聯(lián)間S1接口、X2接口互聯(lián)互通跟雙錨點方案同理，理論上是可行的。其關(guān)鍵技術(shù)是跨運營商N(yùn)SA S1和X2接口互聯(lián)互通和錨點讓渡4/5G互操作參數(shù)優(yōu)化。

1.1 ?共享組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

早期推薦的5G NSA共建共享方案有單錨點方案和雙錨點方案。NSA單錨點方案有體現(xiàn)跨運營商4G S1接口打通，NSA雙錨點方案有體現(xiàn)跨運營商4-5的X2接口打通。而錨點讓渡方案則是同時將跨運營商4G S1和X2接口都互聯(lián)互通。單錨點和雙錨點方案組網(wǎng)如圖1所示。錨點讓渡方案示組網(wǎng)如圖2所示。

1.2 ?跨運營商N(yùn)SA S1和X2接口互聯(lián)互通

共享方讓渡4G錨點，需要跨運營商N(yùn)SA S1和X2接口互聯(lián)互通。通過打通兩個運營商的傳輸承載網(wǎng)，每個基站網(wǎng)元均有自己的業(yè)務(wù)IP地址和共享IP地址，雙方能夠訪問友商的核心網(wǎng)和4/5G基站網(wǎng)元。

運營商之間的傳輸承載網(wǎng)打通后，共享的NR和4G錨點就可以通過IP地址設(shè)置建立基站到核心網(wǎng)的S1鏈路和本基站到對端基站的X2鏈路，難點在于4G基站所屬不同運營商、不同網(wǎng)管。4G到5G之間的信令交互通過X2接口進(jìn)行交互，必須保證底層承載網(wǎng)在電聯(lián)之間打通，以及X2鏈路本端和對端IP設(shè)置正常，跨運營商的X2接口才能建立成功。其中X2鏈路是根據(jù)4～5鄰區(qū)關(guān)系來配置的，因為終端會根據(jù)鄰小區(qū)列表進(jìn)行5G信號測量，發(fā)起5G加腿請求，才需要用到4～5的X2接口來傳遞信令。由于4～5鄰區(qū)是多對多關(guān)系，尤其是跨運營商網(wǎng)管的情況下，X2鏈路人工配置會帶來非常龐大的工作量。華為網(wǎng)管支持LTE X2自建立自刪除的SON功能，通過管理員交換電信、聯(lián)通兩家的OMC配置文件，網(wǎng)管能夠根據(jù)4～5鄰區(qū)對指定的網(wǎng)元對象自動添加或刪除X2鏈路，用命令打開相應(yīng)的開關(guān)設(shè)置。

華為OMC網(wǎng)管的SON功能，雖然能通過交換電聯(lián)雙方網(wǎng)管的配置文件，可以做到根據(jù)4～5鄰區(qū)關(guān)系自動建立X2鏈路，但是由于4G錨點基站和5G基站是多對多關(guān)系，而一個基站的X2鏈路配置條數(shù)是有限制的，從而會導(dǎo)致X2滿配而無法再添加X2鏈路。另外，當(dāng)對方網(wǎng)管的基站發(fā)生斷站或IP變更時，原自動添加的X2鏈路發(fā)生故障導(dǎo)致業(yè)務(wù)失敗。實施過程中，注意以下兩點：

一是嚴(yán)格控制4～5鄰區(qū)對的數(shù)量。南沙、黃埔郊區(qū)范圍的，最多不超過1公里兩層基站配置鄰區(qū)關(guān)系，4～5鄰區(qū)對過多，X2鏈路有可能超出條數(shù)的控制，控制4～5鄰區(qū)對的數(shù)量能減少X2滿配的問題。

二是4/5基站分配新的共享IP段，需傳輸專業(yè)檢查承載網(wǎng)數(shù)據(jù)配置是否正確完整。確保新分配的共享IP地址能夠在電聯(lián)雙方的承載網(wǎng)互聯(lián)互通。

1.3 ?4/5G互操作系統(tǒng)參數(shù)

共享方讓渡4G錨點，需要研究4/5G互操作方案，主要考慮承建方NSA用戶駐留共享方錨點以及用戶撥打volte時回落返回承建方4G的問題。另外讓渡方共享4G，會導(dǎo)致承建方4G終端也會駐留在讓渡方4G小區(qū)，給讓渡方4G小區(qū)的負(fù)荷和業(yè)務(wù)體驗造成影響，因此互操作方案也要考慮普通4G用戶遷回承建方4G網(wǎng)絡(luò)的策略：

（1）承建方NSA用戶。承建方5G用戶通過錨點優(yōu)選上共享錨點。

（2）承建方4G用戶。通過連接態(tài)和空閑態(tài)將承建方4G用戶遷移回承建方4G小區(qū)/承建方5G用戶撥打volte時通過業(yè)務(wù)分層遷移回承建方4G小區(qū)。

（3）共享方NSA用戶。使用方5G用戶通過使用方共享錨點添加承建方共享5G。

錨點讓渡網(wǎng)絡(luò)參數(shù)策略主要是4/5G互操作，關(guān)鍵是“一上”“二下”的參數(shù)配置?！耙簧稀笔浅薪ǚ絅SA用戶通過錨點優(yōu)選選上讓渡方共享的錨點?！岸隆笔侵竿ㄟ^連接態(tài)和空閑態(tài)將承建方普通4G用戶遷回承建方4G小區(qū)，以及承建方NSA用戶撥打VoLTE語音時通過業(yè)務(wù)分層遷回承建方4G小區(qū)。錨點讓渡方案互操作策略如表1所示。

“一上”，通過PCCFREQCFG 參數(shù)設(shè)置讓渡方4G錨點小區(qū)的頻率優(yōu)先級。

“下”連接態(tài)或空閑態(tài)將承建方4G用戶遷回，通過FreqPriorityHoSwitch、NsaDcUeLteFunActivationSw兩個參數(shù)設(shè)置基于頻率優(yōu)先級的異頻切換，F(xiàn)reqPriorityHoSwitch設(shè)置開，NsaDcUeLteFunActivationSw設(shè)置關(guān)，通過頻率優(yōu)先級切換將4G用戶遷走，5G用戶不生效。

“二下”volte業(yè)務(wù)將承建方4G用戶遷回，通過ServiceIfdlearFcncrp參數(shù)設(shè)置基于業(yè)務(wù)的異頻切換策略配置，通過業(yè)務(wù)策略組定義承建方volte業(yè)務(wù)的頻點優(yōu)先級，通過業(yè)務(wù)頻率優(yōu)先級將4G用戶遷走。

前期對于電聯(lián)4G異廠家的場景，共享方5G終端通過錨點優(yōu)選連到承建方的4G共享錨點，再連接承建方的5G，稱作單錨點方案。單錨點方案實施說明通過NSA用戶頻點優(yōu)先級參數(shù)和4G用戶基于業(yè)務(wù)的異頻切換優(yōu)先級參數(shù)可以成功實現(xiàn)錨點優(yōu)選以及4G用戶遷回的策略。因此錨點讓渡方案中錨點優(yōu)選以及4G用戶遷回的策略跟單錨點方案同理，理論上是可行的。錨點讓渡方案4/5G互操作參數(shù)策略如圖3所示。

2 ?試驗效果

2.1 ?錨點讓渡5G NSA共享實施方案

基于南沙區(qū)、黃埔區(qū)電聯(lián)4/5G網(wǎng)絡(luò)不能同廠家同步建設(shè)，采用了承建方為5G主導(dǎo)，共享方讓渡4G錨點NSA共享組網(wǎng)。實施方案先通過單站試點實驗，再進(jìn)行南沙、黃埔區(qū)整體實施。

2.1.1 ?單站試點

在南沙區(qū)選取廣州南沙坤豪、廣州番禺金洲兩個5G單站做試點實驗。下面是實驗的主要步驟：

（1）共享方坤豪大廈、番禺金洲兩個4G錨點分配共享IP地址和VLAN。

（2）承建方南沙坤豪、番禺金洲兩個5G基站的分配共享IP地址和VLAN。

（3）5G NR站和4G錨點站分別連接到雙方核心網(wǎng)。

（4）配置共享方4～承建方5的鄰區(qū)對與X2鏈路，4～5鄰區(qū)需添加共享方的PLMN映射。

（5）5G NR站和4G 錨點站同時廣播雙方的PLMN，終端基于PLMN選網(wǎng)。

（6）承建方4G開通錨點優(yōu)先級選擇功能。

單站試點結(jié)果表明：5G NR和4G錨點均能正常工作，錨點讓渡的5G NSA共享技術(shù)可行。

2.1.2 ?南沙黃埔整體實施

基于南沙區(qū)、黃埔區(qū)電聯(lián)4/5G網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，按以下方案進(jìn)行5G共建共享規(guī)整：

（1）梳理區(qū)域內(nèi)電聯(lián)的4/5G網(wǎng)絡(luò)布局情況。

（2）以承建方為主導(dǎo)，共享方去重保留同廠家5G基站。

（3）共享方讓渡4G錨點。

（4）將承建方NSA用戶優(yōu)選到共享方讓渡的4G錨點上。

（5）完成5G同頻組網(wǎng)。

實施錨點讓渡后，電聯(lián)雙方的同廠家5G共享區(qū)域擴(kuò)大，規(guī)模增倍。后續(xù)電聯(lián)雙方可以通過站點置換，有效利用現(xiàn)網(wǎng)站點，快速擴(kuò)大共享站點規(guī)模，加快網(wǎng)絡(luò)連片部署進(jìn)度，形成生產(chǎn)力，如圖4所示。

2.2 ?實施效果

單站試點、連片試驗、南沙黃埔整體實施，均驗證了錨點讓渡的5G NSA共享技術(shù)可行，網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量指標(biāo)明顯提升，研究達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。

2.2.1 ?業(yè)務(wù)增長

方案實施前后一周流量對比顯示，南沙區(qū)域5G網(wǎng)絡(luò)日均總流量由268.5 GB上升至426.02 GB，上升幅度為58.66%，運營商A的5G用戶日均總流量由68.17 GB上升至222.82 GB，上升幅度為226.85%，運營商B的5G用戶日均總流量由200.33 GB上升至203.20 GB，上升幅度為1.43%。

2.2.2 ?用戶感知

方案實施前后用戶感知明顯提升，用戶下行速率平均增長84.09 Mbps;電聯(lián)用戶多流占比RANK3，4增長1.75%，CQI<3改善0.64%;SgNB添加成功率提升10.22%;站間變更成功率提升4.26%，用戶感知明顯提升。

2.2.3 ?DT路測結(jié)果

運營商A用戶路測翻頻前后覆蓋率由72.26%上升到96.79%，上升24.53pp，駐留比由68.03%提升到80.65%，提升12.62pp;速率369.67 Mbps上升到449.64 Mbps，上升79.97 Mbps。

運營商B用戶路測翻頻前后覆蓋率由92.29%提升到94.87%，提升2.58pp，駐留比由81.56%提升到81.58%，提升0.02pp;速率518.49 Mbps上升到622.08 Mbps，上升103.59 Mbps。

錨點讓渡區(qū)域5G同頻組網(wǎng)后，共享錨點連續(xù)覆蓋，用戶體驗有所改善，業(yè)務(wù)感知良好，5G駐留比和業(yè)務(wù)量提升明顯。

3 ?結(jié) ?論

基于異運營商的錨點讓渡的5G NSA共享技術(shù)研究，是在5G共享的單錨點和雙錨點技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合廣州電聯(lián)目前4/5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)現(xiàn)狀進(jìn)行的創(chuàng)新。關(guān)鍵技術(shù)是跨運營商N(yùn)SA S1和X2接口互聯(lián)互通和錨點讓渡4/5G互操作參數(shù)優(yōu)化。通過華為廠家OMC的LTE X2自建立開關(guān)設(shè)置，解決跨運營商網(wǎng)管的4-5 X2鏈路配置和維護(hù)問題。通過“一上”“二下”的4/5G互操作參數(shù)策略優(yōu)化，解決承建方NSA用戶優(yōu)選讓渡方錨點、以及4G用戶遷回承建方4G網(wǎng)絡(luò)的問題。項目研究結(jié)合理論推理和試點實驗的方法，均證明異運營商的錨點讓渡的5G NSA共享技術(shù)可行。廣州電聯(lián)在南沙區(qū)、黃埔區(qū)因地制宜，用這種共享技術(shù)解決5G NSA網(wǎng)絡(luò)共享，通過置換減少站點拆裝規(guī)模，顯著降低雙方在共享區(qū)站點的網(wǎng)絡(luò)調(diào)整成本，而且有效利用雙方已建設(shè)成果，快速擴(kuò)大開通共享站點規(guī)模，形成5G領(lǐng)先優(yōu)勢。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王強(qiáng)，劉海林，黃杰，等.5G無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化 [M].北京：人民郵電出版社，2020：97+127+181+234.

[2] 達(dá)爾曼，巴克浮，舍爾德.5G NR標(biāo)準(zhǔn)：下一代無線通信技術(shù) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2019：43-86+186.

[3] 于洋，王偉京，紀(jì)鋼，等.5G共建共享邊界優(yōu)化案例與探討 [J].郵電設(shè)計技術(shù)，2020（6）：75-79.

[4] 許國平，劉宏嘉，李貝，等.基于NSA架構(gòu)的4G/5G協(xié)同優(yōu)化研究 [J].郵電設(shè)計技術(shù)，2021（3）：37-41.

[5] 張國光，趙煜，付斐，等.基于5G共建共享下NSA和SA互操作應(yīng)用研究 [J].江蘇通信，2021，37（1）：12-16.

[6] 蔣聲銘，裴蕾，羅通武.5G網(wǎng)絡(luò)NSA組網(wǎng)及錨點選擇分析 [J].通信電源技術(shù)，2020，37（6）：170-171+173.

作者簡介：蘇鳳軒（1975—），女，漢族，廣東廣州人，項目經(jīng)理，高級工程師，工程碩士，研究方向：5G、無線優(yōu)化;鐘豫粵（1975—），男，漢族，廣東韶關(guān)人，部門經(jīng)理，高級工程師，工程碩士，研究方向：5G共建共享、移動通信;陳楚雄（1975—），男，漢族，廣東惠州人，項目經(jīng)理，工學(xué)學(xué)士，研究方向：5G、無線優(yōu)化。