重慶電信5G NSA上行覆蓋能力提升研究

摘要：目前在國內(nèi)，5G的主流頻段還是2.6G/3.5G，由于2.6G/3.5G的頻率較高，跟3/4G所用的2.1GHZ或者1.8GHZ相比，穿透損耗大、信號(hào)衰減快。此外手機(jī)體積小能力弱，且由于輻射指標(biāo)的限制，在TDD雙發(fā)場景下也就最大26dBm（0.4瓦），平均23dBm（0.2瓦）的發(fā)射功率，路徑上還要經(jīng)歷重重折損，離基站稍微遠(yuǎn)點(diǎn)，還沒到達(dá)基站就衰減殆盡了。本次5G NSA上行覆蓋能力提升研究，主要就是為解決NR基站的上行覆蓋不足的問題，目前我們提出了三種解決此問題的手段，分別是上行動(dòng)態(tài)分流、上行Fallback to LTE、上行CoMP策略，并通過驗(yàn)證后，在全網(wǎng)實(shí)施取得了不錯(cuò)的效果。

關(guān)鍵詞：5G;NSA;上行動(dòng)態(tài)分流;上行Fallback to LTE;上行CoMP策略

業(yè)務(wù)類別：5G、上行覆蓋、參數(shù)優(yōu)化及驗(yàn)證

一、概述

通過通信理論可知，頻段越高，上下行覆蓋差異越明顯，上行覆蓋容易受限。實(shí)際的測試、優(yōu)化過程中，明顯也感覺到NR 3.5G 頻段存在上下行覆蓋不平衡問題，上行為感知短板。NSA EN-DC 場景下，可將 NR 的數(shù)據(jù)流量分流到 LTE，從而利用 LTE 的上行覆蓋能力彌補(bǔ) NR 上行覆蓋的不足;具體地，有三種種實(shí)現(xiàn)方式：1、上行動(dòng)態(tài)分流：可以通過 NSA 上行分流用 LTE 上行覆蓋能力彌補(bǔ) NR 上行覆蓋的不足，具體增益取決于 LTE 上行質(zhì)量。2、上行Fallback to LTE：通過上行信道質(zhì)量的分流特性Fallback to LTE僅在 NR 質(zhì)差點(diǎn)占用 LTE 資源彌補(bǔ) NR 上行覆蓋的不足。3、上行CoMP策略：主要是利用gNodeB服務(wù)小區(qū)和同頻鄰區(qū)的天線對一個(gè)UE的PUSCH信道上的信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合接收，并在服務(wù)小區(qū)上進(jìn)行合并譯碼，獲得信號(hào)合并接收增益。

二、優(yōu)化策略

（一）上行動(dòng)態(tài)分流

NSA EN-DC 場景下可配置上行同時(shí)在 NR 和 LTE 傳輸，具體地：建立雙連接時(shí)通過空口重配（RRC Connection Reconfiguration）消息的信元 primaryPath 和信元 ul-DataSplitThreshold 為 UE 配置上行主 RLC 實(shí)體和上行數(shù)據(jù)分流門限參數(shù)：

當(dāng) UE 不支持上行 Split 承載，或 UE 上行待發(fā)送數(shù)據(jù)量低于分流門限時(shí)，上行數(shù)據(jù)僅在主路徑進(jìn)行傳輸; 當(dāng) UE 支持上行 Split 承載，且 UE 上行待發(fā)送數(shù)據(jù)量高于分流門限時(shí)，上行數(shù)據(jù)在兩個(gè)空口分流傳輸，具體的分流策略由終端算法決策。 上行 Split 承載 4/5G 同時(shí)傳輸特性需要終端支持，現(xiàn)網(wǎng)商用 NSA 終端僅海思芯片支持，高通芯片不支持上行分流。

（二）上行Fallback to LTE

NSA EN-DC 場景下，上行數(shù)傳可承載在 LTE PUSCH 或 NR PUSCH， 當(dāng) NR 上行 PUSCH 覆蓋受限時(shí)，網(wǎng)絡(luò)側(cè)可控制 UE 切換到 LTE PUSCH 上發(fā)送數(shù)據(jù)，具體的承載切換策略由基站側(cè)算法決策。通常實(shí)現(xiàn)如下：

基站根據(jù) UE 上報(bào)的 NR 上行 SINR 信道質(zhì)量進(jìn)行判決，當(dāng)滿足NR 上行 SINR 質(zhì)差門限后，觸發(fā)判決，通過 RRC 消息通知 UE 上行傳輸數(shù)據(jù)路徑切換到 LTE。 當(dāng)滿足 NR 上行 SINR 質(zhì)優(yōu)門限后，觸發(fā)判決，重新將主路徑切換到 NR。 目前各終端均支持上行 Split 承載主路徑切換。 需要注意的是，即使PUSCH 承載在LTE， NR 側(cè)上行控制信道PRACH和 PUCCH 只能承載在 NR，NR 的 RLC 層狀態(tài)報(bào)告等非應(yīng)用層數(shù)據(jù)原來需要通過 NR PUSCH 傳輸?shù)?，還繼續(xù)在 NR PUSCH 發(fā)送。

（三）上行CoMP策略

當(dāng)小區(qū)邊緣用戶信號(hào)質(zhì)量差，信噪比低時(shí)，用戶吞吐率會(huì)受限。CoMP（coordinated multipoint transmission/reception）功能是指gNodeB使用服務(wù)小區(qū)和同頻鄰區(qū)的天線對小區(qū)邊緣用戶的業(yè)務(wù)信道數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合處理，從而提升小區(qū)邊緣用戶的吞吐率。

gNodeB利用服務(wù)小區(qū)和同頻鄰區(qū)的天線對一個(gè)UE的PUSCH信道上的信號(hào)進(jìn)行聯(lián)合接收，并在服務(wù)小區(qū)上進(jìn)行合并譯碼，獲得信號(hào)合并接收增益。對于每個(gè)用戶，當(dāng)前僅支持服務(wù)小區(qū)和一個(gè)協(xié)作小區(qū)的聯(lián)合接收。本功能由參數(shù)NRDUCellAlgoSwitch.CompSwitch中的子開關(guān)“INTRA_GNB_UL_COMP_SW”控制。

三、功能驗(yàn)證

（一）上行動(dòng)態(tài)分流

對巴南魚洞區(qū)域進(jìn)行上行動(dòng)態(tài)分流驗(yàn)證，開啟前NR PDCP上行平均吞吐率98.16Mbps，開啟后NR PDCP上行平均吞吐率153.73Mbps，提升55.57Mbps;

2、對巴南魚洞區(qū)域NR-RSRP小于-100dBm進(jìn)行對比，開啟前NR PDCP上行平均吞吐率22.82Mbps，開啟后NR PDCP上行平均吞吐率57.64Mbps，提升34.82Mbps;

（二）上行Fallback to LTE

對巴南魚洞區(qū)域進(jìn)行Fallback to LTE驗(yàn)證，開啟前NR PDCP上行平均吞吐率89.45Mbps，開啟后NR PDCP上行平均吞吐率99.15Mbps，提升9.7Mbps。

LTE-KPI指標(biāo)，驗(yàn)證區(qū)域魚洞Fallback to LTE開啟后上行PRB利用率感知速率無明顯變化。

（三）上行CoMP驗(yàn)證

對巴南魚洞區(qū)域進(jìn)行UL CoMP驗(yàn)證，開啟前NR PDCP上行平均吞吐率99.27Mbps，開啟后NR PDCP上行平均吞吐率102.65Mbps，提升3.38Mbps。

NR-KPI指標(biāo)，當(dāng)UL CoMP開啟后小區(qū)站內(nèi)UL CoMP平均每小時(shí)調(diào)度用戶6378147次，用戶上行速率由之前平均4.00Mbps， 提升到4.34Mbps;

四、經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

重慶電信本次通過 NSA 上行分流、NSA 上行基于覆蓋回落 LTE 的功能以及上行CoMP策略的研究，彌補(bǔ)了 NR 上行覆蓋的不足。本次研究在不同的場景驗(yàn)證十分充分的情況下，才開始在全網(wǎng)推廣，并取得了不錯(cuò)的效果，希望本篇案例能為全國其他省市分公司正在研究此類問題，提供一種策略參考。

作者簡介：

程果（1989.01-），男，漢族，安徽省懷寧人，碩士研究生，研究方向：5G網(wǎng)絡(luò)，LTE網(wǎng)絡(luò)。