分場景5G輔載波門限策略研究及實(shí)踐

胡曉春，白曉平，張宇豐

（中國移動(dòng)通信集團(tuán)陜西有限公司，陜西 西安 710077）

0 引言

今年是5G NR 站點(diǎn)新開站大面積建設(shè)的一年，隨著5G 用戶的激增和移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的高速發(fā)展，5G 流量迅速增長，在給網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營收益帶來新的增長點(diǎn)的同時(shí)，也出現(xiàn)了5G 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的滯后。在NSA 組網(wǎng)構(gòu)架下，存在邊緣占用5G 但是測試速率結(jié)果不如4G 的問題現(xiàn)象，該問題是由于輔載波添加門限（B1）與輔載波刪除門限（A2）設(shè)置不合理導(dǎo)致的。為解決上述問題，對集中開站如何銜接日常優(yōu)化的需求和難點(diǎn)進(jìn)行了分析，將優(yōu)化前移至集中開站階段，對集中開站分場景設(shè)置輔載波添加門限（B1）與輔載波刪除門限（A2）設(shè)置進(jìn)行了深入的研究，本文從集中開站如何劃分場景和不同場景下輔載波添加/刪除門限兩個(gè)維度分別提出了集中開站分場景NSA 輔載波門限策略，以提升NSA 構(gòu)架下5G 邊緣用戶的感知，為后續(xù)的5G NSA 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化提供經(jīng)驗(yàn)及支持。達(dá)到新開5G 小區(qū)邊緣用戶速率優(yōu)于4G 網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)，提升了用戶占用5G 網(wǎng)絡(luò)的感知。

1 主要面臨的挑戰(zhàn)

1.1 5G覆蓋邊緣存在占用5G網(wǎng)絡(luò)但是速率不如4G速率的現(xiàn)象

5G 商用后，隨著5G 用戶的增加，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)速度的提升，在5G 覆蓋邊緣存在占用5G 信號(hào)，可是網(wǎng)速慢、感知差，部分地方不如4G 的現(xiàn)象，如圖1 所示。該問題是由于輔載波添加門限（B1）與輔載波刪除門限（A2）設(shè)置不合理導(dǎo)致的[1]。

圖1 5G和LTE邊緣速率對比

1.2 集中開站環(huán)節(jié)無MR/DT 數(shù)據(jù)信息支撐

集中開站可參考數(shù)據(jù)少，僅有規(guī)劃及現(xiàn)網(wǎng)的工參信息，參數(shù)場景化劃分原則需要基于現(xiàn)網(wǎng)及規(guī)劃數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)，集中開站環(huán)節(jié)沒有MR/DT 等數(shù)據(jù)信息支撐，無法進(jìn)行精細(xì)優(yōu)化動(dòng)作。

2 場景化參數(shù)策略研究

2.1 場景劃分原則研究

如何劃分場景是集中開站階段優(yōu)化的關(guān)鍵，針對集中開站的特點(diǎn)，按照對集中開站參數(shù)設(shè)計(jì)階段的特點(diǎn)，研究站點(diǎn)距離與電平的關(guān)系、4G/5G 電平差與速率的關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)化映射站點(diǎn)距離，用來指導(dǎo)場景劃分及參數(shù)設(shè)計(jì)[2]。

按照DT 數(shù)據(jù)提取的和覆蓋電平的基本要求，將場景劃分為覆蓋場景和干擾場景[3]，本節(jié)基于集團(tuán)NR 網(wǎng)絡(luò)覆蓋率最小RSRP 要求，現(xiàn)網(wǎng)平均NR RSRP，陜西省的單驗(yàn)激活速率要求，分析出站點(diǎn)距離與電平的關(guān)系和4G/5G 電平差與速率的關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)化映射站點(diǎn)距離，提出了基于站點(diǎn)距離的場景化思路，將場景劃分為連續(xù)覆蓋場景、不連續(xù)覆蓋場景、強(qiáng)干擾場景和弱/無干擾場景，從而達(dá)到集中開站的場景劃分[4]，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化前移、增強(qiáng)用戶感知的目的。

（1）連續(xù)與非連續(xù)覆蓋場景劃分策略

覆蓋場景劃分策略為將連續(xù)覆蓋的門限要求映射為邊緣的UE 距離NR 的站點(diǎn)距離。分為兩步。首先，依據(jù)DT 測試數(shù)據(jù)分析得出NR 小區(qū)覆蓋距離與RSRP 電平的關(guān)系（關(guān)系1），如圖2 所示。其次，利用DT 測試大數(shù)據(jù)分析NR 覆蓋距離和平均電平關(guān)系表[5]，如表1 所示，查詢集團(tuán)NR 網(wǎng)絡(luò)覆蓋率最小RSRP 要求為-93 dBm 得出邊緣UE 距離NR 站點(diǎn)的最大距離要求為300 m。

圖2 NR小區(qū)覆蓋距離與RSRP的關(guān)系（關(guān)系1）

表1 NR站點(diǎn)距離與NR平均電平的關(guān)系

（2）干擾場景識(shí)別策略

如圖3 所示，LTE 與NR 站點(diǎn)的距離與干擾相關(guān)性強(qiáng)，距離越近，干擾越大，需找到LTE 對NR 產(chǎn)生強(qiáng)干擾的臨界距離[6]。

圖3 NR與LTE站點(diǎn)的距離

NR 與LTE 站點(diǎn)的距離=UE 與LTE 站點(diǎn)的距離+UE與NR 站點(diǎn)的距離。

1）UE 與NR 站點(diǎn)的距離分析

首先根據(jù)已知條件1：現(xiàn)網(wǎng)平均NR RSRP 為-87 dBm。其次數(shù)據(jù)分析得出NR 小區(qū)覆蓋距離與NR RSRP 關(guān)系（關(guān)系1）如圖4 所示：

圖4 NR小區(qū)距離與NR RSRP的關(guān)系（關(guān)系1）

最后根據(jù)關(guān)系1 與現(xiàn)網(wǎng)平均NR RSRP 為-87 dBm（條件1）得出UE 與NR 站點(diǎn)距離為160 m。

該推導(dǎo)方法適應(yīng)于5G 建設(shè)初期，隨著5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)基站的增加，現(xiàn)網(wǎng)平均NR RSRP 會(huì)逐步增加，影響門限的設(shè)置。但推導(dǎo)原理以及方法可以借鑒使用，具有普遍性。

2）UE 與LTE 站點(diǎn)的距離分析

UE 與LTE 站點(diǎn)的距離推導(dǎo)依據(jù)以下兩種條件：條件1：現(xiàn)網(wǎng)平均NR RSRP 為-87 dBm；條件2：300 Mbit/s為全網(wǎng)5G 用戶套餐最低速率要求。

推導(dǎo)步驟如下，第一步：推導(dǎo)出干擾場景下LTE RSRP 的取值；第二步：基于LTE 電平推導(dǎo)出UE 與LTE的距離如圖5 所示。

圖5 UE與LTE站點(diǎn)距離推導(dǎo)

第一步：干擾場景下的LTE RSRP 的推導(dǎo)

首先依據(jù)DT 大數(shù)據(jù)分析得出LTE 與NR 電平差與速率的相關(guān)性（關(guān)系2），如圖6 所示；其次通過關(guān)系2與條件2（300 Mbit/s 為全網(wǎng)5G 用戶套餐最低速率要求）得出LTE 與NR 的電平差為8 dm 以上時(shí)，干擾較強(qiáng)，屬于強(qiáng)干擾場景；最后結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)平均NR RSRP 為-87 dBm（條件1）得出LTE RSRP=-79 dBm。

圖6 LTE與NR的電平差與NR下行速率的關(guān)系（關(guān)系2）

第二步：UE 與LTE 的距離推導(dǎo)

首先根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)格DT 數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析得出LTE D RSRP 電平與站點(diǎn)距離的關(guān)系（關(guān)系3），如圖7 所示；其次由LTE 電平的RSRP 為-79 dBm 與關(guān)系3 得出UE離LTE 站點(diǎn)距離，如表2 所示。UE 與LTE 站點(diǎn)距離=60 m。

圖7 D頻段RSRP強(qiáng)度與站點(diǎn)距離的關(guān)系（關(guān)系3）

表2 NR站點(diǎn)距離與NR平均電平的關(guān)系

3）干擾場景識(shí)別結(jié)論：

UE 與NR 站點(diǎn)距離=160 m，UE 與LTE 站點(diǎn)距離=60 m。

因此NR與LTE的距離=UE與LTE站點(diǎn)的距離+UE與NR站點(diǎn)的距離=220 m。NR 與LTE 的站點(diǎn)距離小于220 m 時(shí)為強(qiáng)干擾場景，當(dāng)距離小于220 m 時(shí)，為弱/無干擾場景。

（3）研究結(jié)論

綜合以上分析，新開站距離新增NR 站點(diǎn)≤300 m的范圍存在其他的NR 站點(diǎn)為連續(xù)覆蓋場景，否則為不連續(xù)覆蓋場景；NR 小區(qū)滿足：距離NR 站點(diǎn)≤220 m 的范圍存在D1/D2LTE 小區(qū)為強(qiáng)干擾小區(qū)，否則為弱覆蓋小區(qū)。

據(jù)此可分為4 個(gè)場景：

場景1：連續(xù)覆蓋場景和弱干擾場景（距離新增NR站點(diǎn)較近（≤300 m）的范圍存在其他的NR 站點(diǎn)；NR小區(qū)不能滿足：距離NR 站點(diǎn)較近（≤220 m）的范圍存在D1/D2LTE 小區(qū)）。

場景2：連續(xù)覆蓋場景和強(qiáng)干擾場景（距離新增NR站點(diǎn)較近（≤300 m）的范圍存在其他的NR 站點(diǎn)；NR小區(qū)能滿足：距離NR 站點(diǎn)較近（≤220 m）的范圍存在D1/D2LTE 小區(qū)）。

場景3：不連續(xù)覆蓋場景和弱干擾場景（距離新增NR 站點(diǎn)較近（≤300 m）的范圍不存在其他的NR 站點(diǎn)；NR 小區(qū)不能滿足：距離NR 站點(diǎn)較近（≤220 m）的范圍存在D1/D2LTE 小區(qū)）。

場景4：不連續(xù)覆蓋場景和強(qiáng)干擾場景（距離新增NR 站點(diǎn)較近（≤300 m）的范圍不存在其他的NR 站點(diǎn)；NR 小區(qū)能滿足：距離NR 站點(diǎn)較近（≤220 m）的范圍存在D1/D2LTE 小區(qū)）。

2.2 不同場景NSA輔載波激活刪除參數(shù)門限研究

在新開站劃分場景完成后，針對不同的場景如何設(shè)置NSA 輔載波激活刪除參數(shù)門限。為此，本文基于LTE與NR 電平差值與NR MCS 關(guān)系分析，提出了基于魯棒性設(shè)置不同場景參數(shù)門限來解決問題[7]。

（1）研究思路

條件1：NR 邊緣用戶保證速率為100 Mbit/s；條件2：據(jù)上一節(jié)已分析LTE 與NR 電平差值≥8 時(shí)，LTE 網(wǎng)絡(luò)會(huì)對NSA 的終端產(chǎn)生強(qiáng)干擾。

整體思路：1）根據(jù)數(shù)據(jù)分析LTE 與NR 電平差值與NR MCS 關(guān)系（關(guān)系1）；2）根據(jù)關(guān)系1 與條件2 得出強(qiáng)干擾場景的NR MCS 門限；3）分析MCS 各個(gè)區(qū)間內(nèi)NR RSRP與NR 下載速率關(guān)系[8]（關(guān)系2）。根據(jù)第二步的MCS 門限與關(guān)系2 得出兩種類型的A2/B1 門限，類型1 的魯棒性較差，門限建議設(shè)置更加保守；類型2 的魯棒性較強(qiáng)，門限建議設(shè)置更加寬松。類型1：非連續(xù)覆蓋強(qiáng)場景、非連續(xù)弱覆蓋場景、連續(xù)覆蓋強(qiáng)干擾場景；類型2：連續(xù)覆蓋弱干擾。

（2）LTE 與NR 電平差值與NR MCS 關(guān)系分析

通過現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)分析，LTE 與NR 電平差值與NR MCS 關(guān)系（關(guān)系1）如圖8 所示。

圖8 LTE與NR電平差與MCS的關(guān)系（LTE減NR）

通過關(guān)系1 與條件2，由圖8 得出NR MCS ≤15，受干擾影響大。

（3）MCS 各個(gè)區(qū)間內(nèi)NR RSRP 與NR 下載速率關(guān)系

當(dāng)NR 下載速率在100 Mbit/s（條件1），NR 用戶感知差，此時(shí)NR RSRP 在NR MCS 三個(gè)區(qū)間取值范圍為-107～-103 dBm 之間[9]（關(guān)系2）。具體見表3、圖9 內(nèi)容：

表3 MCS與速率的關(guān)系

圖9 MCS與速率的關(guān)系（關(guān)系2）

（4）門限設(shè)置建議

綜上分析，類型1（魯棒性差）的A2 門限為-103 dBm，類型2（魯棒性強(qiáng)）的A2 門限為-107，B1 門限在A2 門限基礎(chǔ)上設(shè)置5 dB 保護(hù)間隔[10]，最終得出：

類型1：（包含場景2、場景3、場景4）A2=-103 dBm，B1=-98 dBm；

類型2：（包含場景1）A2=-107 dBm，B1=-102 dBm。

3 集中開站分場景NSA輔載波門限策略實(shí)踐

基于集中開站分場景NSA 輔載波門限策略實(shí)踐于陜西西安，實(shí)踐效果顯著，獲得全網(wǎng)的推廣使用，目前在其他省獲得推廣實(shí)踐。綜合西安、成都、杭州三地的場景數(shù)據(jù)，其中覆蓋場景：5G 邊緣用戶下載體驗(yàn)速率提升至134.71 Mbit/s；干擾場景：5G 邊緣用戶下載體驗(yàn)速率提升至143.90 Mbit/s。

西安、成都、杭州輔載波添加和刪除策略實(shí)施后指標(biāo)提升對比如表4 所示：

表4 各地市參數(shù)設(shè)置區(qū)間及實(shí)施效果

4 結(jié)束語

5G NSA 組網(wǎng)下用戶下載速率受錨點(diǎn)小區(qū)電平、5G小區(qū)電平、無線環(huán)境、輔載波添加刪除門限等影響，需綜合考慮各種因素，合理配置輔載波門限。本文對NSA組網(wǎng)下5G 邊緣用戶下載速率的需求和保障難點(diǎn)進(jìn)行了分析，以用戶體驗(yàn)為中心，從錨點(diǎn)小區(qū)的輔載波添加門限B1（NSA DC B1 事件RSRP 門限）和5G 小區(qū)的輔載波刪除門限A2（PSCell A2 事件RSRP 門限）兩個(gè)維度，提出了基于不同場景的輔載波添加和刪除策略。通過實(shí)踐，得出了基于NSA 組網(wǎng)下分場景輔載波添加刪除門限的最優(yōu)方案，對于NSA 組網(wǎng)下5G 邊緣用戶提升下載速率和用戶感知保障工作具有指導(dǎo)意義。