5G 網(wǎng)絡(luò)上行鏈路用戶感知的切換算法研究

韓小軍 李曉東 潘海龍 王佳琦 許舒健

1.中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團(tuán)有限公司紹興分公司；2.中郵建技術(shù)有限公司

0 引言

進(jìn)入5G 時(shí)代，超高清視頻、沉浸式游戲、全息視頻、下一代社交網(wǎng)絡(luò)等業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)的上行速率提出了更高要求?？梢哉f，上行鏈路受限很大程度上影響了5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋和用戶感知。

1 5G 上行受限影響及改善方案

1.1 5G 網(wǎng)絡(luò)上行受限

當(dāng)某業(yè)務(wù)發(fā)起業(yè)務(wù)，上行需求目標(biāo)在上行受限點(diǎn)，下行需求目標(biāo)在覆蓋邊緣，將會在上行受限臨點(diǎn)和下行覆蓋位置區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)上行受限。

TDD 系統(tǒng)上行受限是鏈路預(yù)算的結(jié)果，上行允許的最大空中傳播損耗要小于下行，覆蓋范圍取決于上行，因此上行覆蓋受限。

5G 的覆蓋完全受限于上行鏈路，特別是當(dāng)5G 基站和4G基站共站點(diǎn)部署的情況下，不能達(dá)到同覆蓋、會出現(xiàn)5G 覆蓋不連續(xù)的問題，降低用戶體驗(yàn)。5G 網(wǎng)絡(luò)上行覆蓋受限如圖1所示。

圖1 5G 網(wǎng)絡(luò)上行覆蓋受限

上行損耗=手機(jī)發(fā)射功率+手機(jī)天線增益-基站饋線損耗+基站天線增益+分集接收增益-人體損耗-基站靈敏度。

下行損耗=基站發(fā)射功率-雙工損耗-基站饋線損耗+基站天線增益+手機(jī)天線增益-人體損耗-手機(jī)靈敏度。

上行受限一般采用PHR（Power Headroom Report，功率余量報(bào)告）表征，PHR 用于周期地向gNB 報(bào)告UL_SCH 信道估算功率和UE 最大發(fā)射功率之間的差值，便于調(diào)整UE 發(fā)射功率；當(dāng)PHR ＜0，表示上行受限，將影響用戶感知。

1.2 受限場景感知體驗(yàn)欠佳

上行受限感知實(shí)測：在同一小區(qū)相同時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行測試，對比上行受限和非受限場景下用戶業(yè)務(wù)真實(shí)體驗(yàn)情況，發(fā)現(xiàn)上行受限對用戶上/下行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、即時(shí)通信、UE 耗電等體驗(yàn)感知影響較大。

（1）速率體驗(yàn)：上行未受限，下行速率790Mbps，上行速率113Mbps；當(dāng)上行受限時(shí)，下行速率185Mbps，上行速率4.15Mbps；

（2）游戲體驗(yàn)：上行未受限，游戲時(shí)延57ms，感知正常；上行受限時(shí)，游戲時(shí)延300ms，游戲卡頓；

（3）網(wǎng)頁體驗(yàn)：上行未受限，網(wǎng)頁瀏覽感知正常；上行受限時(shí)，網(wǎng)頁瀏覽慢或失敗；

（4）視頻體驗(yàn)：上行未受限，視頻播放正常；上行受限時(shí)，視頻卡頓或播放失?。?/p>

（5）耗電體驗(yàn)：上行未受限，小時(shí)耗電15%；上行受限時(shí)，小時(shí)耗電28%。

1.3 基于質(zhì)量N2L 改善上行感知

基于上行質(zhì)量SA—>LTE 切換如圖2 所示。

圖2 基于上行質(zhì)量SA->LTE 切換

當(dāng)駐留在NR 小區(qū)邊緣時(shí)，用戶體驗(yàn)明顯劣化。本功能可識別UE 上行弱覆蓋，并將UE 切換或重定向至E-UTRAN 小區(qū)以提升用戶感知。該功能實(shí)現(xiàn)方式為基站監(jiān)測SA 用戶上行鏈路質(zhì)量，若上行SINR 低于門限A，啟動對LTE 鄰區(qū)的測量，繼而當(dāng)NR 側(cè)RSRP 低于門限B，LTE 側(cè)門限高于門限C，則觸發(fā)5G 到4G 的切換，改善用戶感知。

2 基于質(zhì)量N2L 原理分析

2.1 方案原理介紹

（1）gNodeB 對小區(qū)內(nèi)所有UE 進(jìn)行實(shí)時(shí)上行覆蓋檢測。檢測方式為持續(xù)5 次測量UE。如果持續(xù)5 次檢測到UE SINR<目標(biāo)門限–2dB，則記錄UE 狀態(tài)為弱覆蓋。

（2）gNodeB 對于狀態(tài)為弱覆蓋的UE，啟動基于上行弱覆蓋的NG-RAN 至E-UTRAN 系統(tǒng)間切換或重定向。如果UE切換或重定向失敗，則繼續(xù)駐留在NG-RAN 小區(qū)中。gNodeB會周期性識別小區(qū)內(nèi)弱覆蓋狀態(tài)的UE，啟動基于上行弱覆蓋的NG-RAN 至E-UTRAN 系統(tǒng)間切換或重定向。

2.2 方案參數(shù)說明

（1）系統(tǒng)間業(yè)務(wù)移動性算法開關(guān)&基于上行SINR 移動至EUTRAN 開關(guān)：該參數(shù)用于控制基于上行SINR 移動至E-UTRAN 功能的打開和關(guān)閉。當(dāng)該開關(guān)打開時(shí)，表示可以基于上行SINR 測量結(jié)果將UE 移動至E-UTRAN 系統(tǒng)；當(dāng)該開關(guān)關(guān)閉時(shí)，表示無法基于上行SINR 測量結(jié)果將UE 移動至E-UTRAN 系統(tǒng)。

（2）異系統(tǒng)切換策略開關(guān)&EUTRAN 切換開關(guān)：該參數(shù)表示按運(yùn)營商配置異系統(tǒng)切換策略開關(guān)。當(dāng)E-UTRAN 切換開關(guān)為開時(shí)，表示NG-RAN 可以將UE 切換至E-UTRAN 系統(tǒng)；當(dāng)E-UTRAN 切換開關(guān)為關(guān)時(shí)，表示NG-RAN 無法將UE 切換至E-UTRAN 系統(tǒng)。

（4）NR 遷移到E-UTRAN 的上行SINR 低門限（0.1 分貝）：該參數(shù)表示基于上行SINR 的遷移至E-UTRAN 的上行SINR 判決低門限。當(dāng)UE 處于SA 模式，且基站測量到終端的上行SINR 持續(xù)小于該門限減去2dB 之差時(shí)，觸發(fā)該終端從NG-RAN 遷移至E-UTRAN 系統(tǒng)。

（5）基于上行SINR 的遷移至E-UTRAN B2 RSRP 門限1（毫瓦分貝）：該參數(shù)表示基于上行SINR 的遷移至E-UTRAN B2事件的RSRP門限1。當(dāng)在NRCellHoEutranMeaGrp.CovBasedHoB1B2Hyst 時(shí)間段內(nèi)，如果終端測量到服務(wù)小區(qū)RSRP 的值一直小于該門限且E-UTRAN 鄰區(qū)RSRP 的值一直大于NRCellHoEutranMeaGrp.NetworkingOptionOptB1Thld 的門限，終端上報(bào)B2 事件。

（6）網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)優(yōu)選的RSRP 觸發(fā)門限（毫瓦分貝）：該參數(shù)表示基于網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)優(yōu)選的B1或B2事件的RSRP觸發(fā)門限。如果E-UTRAN 小區(qū)RSRP 測量值超過該門限時(shí)，UE 上報(bào)B1或B2 事件。

（7）上行業(yè)務(wù)量判決開關(guān)：該參數(shù)表示gNodeB 判斷上行弱覆蓋的UE 是否同時(shí)滿足上行業(yè)務(wù)量條件的開關(guān)。

（8）上行業(yè)務(wù)量判斷門限（bit）：該參數(shù)表示上行弱覆蓋的UE 根據(jù)業(yè)務(wù)量的情況從NG-RAN 轉(zhuǎn)移到E-UTRAN。配置越大，則UE 越難從NG-RAN 轉(zhuǎn)移到E-UTRAN；配置越小，則UE 越容易從NG-RAN 轉(zhuǎn)移到E-UTRAN。

（9）4G 側(cè)防乒乓定時(shí)器時(shí)長：UE 基于上行質(zhì)量原因從NG-RAN 小區(qū)切換入E-UTRAN 小區(qū)。如果當(dāng)參數(shù)配置在（0，100）中，則在定時(shí)器eNBcellRsvdPara.RsvdU8Para30 超時(shí)前，不啟動E-URAN 至NG-RAN 系統(tǒng)間業(yè)務(wù)分層；當(dāng)定時(shí)器超時(shí)后，啟動E-UTRAN 到NG-RAN 系統(tǒng)間業(yè)務(wù)分層。單位：秒。

3 基于質(zhì)量N2L 方案驗(yàn)證

3.1 功能性驗(yàn)證

基于上行質(zhì)量切換能開啟后，在基站判斷UE 處于上行弱覆蓋場景且NR 服務(wù)小區(qū)在RSRP 低于-110dBm 時(shí)下發(fā)B2 測量控制，終端上報(bào)B2 測量報(bào)告，隨后發(fā)起NR 向LTE 的切換。

（1）從測試log 中終端上報(bào)B2 測量報(bào)告，證實(shí)功能已開啟。信令流程如圖3 所示。

旅游英語翻譯是典型的跨域文化差異進(jìn)行交流的活動，需要分析兩種文化差異對當(dāng)前旅游英語翻譯造成的影響，讓學(xué)生具備跨文化差異進(jìn)行交流的能力。文化差異導(dǎo)致在對歷史文化或者是特殊文化在翻譯過程中會出現(xiàn)一些誤區(qū)，這樣就影響旅游英語的翻譯效果，需要遵循文化對等開展變通的語言翻譯。本文認(rèn)為教師應(yīng)該靈活開展語言直譯以及意譯，這是讓專業(yè)學(xué)生對旅游英語進(jìn)行高質(zhì)量翻譯的關(guān)鍵。同時(shí)，要想做好旅游英語的翻譯工作，也應(yīng)該借助比喻方法翻譯歷史典故等內(nèi)容。

圖3 信令流程

（2）從商場、高樓、住宅小區(qū)3 個(gè)場景分別驗(yàn)證功能開啟后速率對比情況如圖4 所示。

圖4 基于質(zhì)量N2L 切換功能開啟后速率對比

由圖4 可知，功能開啟后，UE 達(dá)到切換的門限后，商場場景上行速率提升了7.5Mbps，高樓場景下上行速率提升了4.6Mbps，住宅小區(qū)場景下速率提高了4.2Mbps。其中商場這種有良好4G 室分覆蓋場景的上行速率提升最為明顯，測試結(jié)果證明了開啟基于上行質(zhì)量切換開關(guān)的可行性與實(shí)用性。

3.2 不同參數(shù)組驗(yàn)證

為進(jìn)一步驗(yàn)證不同參數(shù)設(shè)置下N2L 切換生效比例（資源優(yōu)化切換到4G 的次數(shù)占5G 回落4G 的總次數(shù)比例）以及網(wǎng)絡(luò)影響情況，主要從5G 服務(wù)小區(qū)RSRP 門限、業(yè)務(wù)判決開關(guān)以及4G 門限四個(gè)維度進(jìn)行驗(yàn)證，以找出比較合理的參數(shù)組推廣實(shí)施。

3.2.1 N2L 生效比例對比分析

N2L 各參數(shù)組配置如表1 所示。

表1 N2L 各參數(shù)組配置

（1）4G 側(cè)防乒乓驗(yàn)證：從參數(shù)組1、2 對比可知，4G 側(cè)防乒乓功能開啟后基于質(zhì)量的N2L 生效比例降低約0.8 個(gè)百分點(diǎn)，為提升邊緣用戶感知情況，建議開啟。

（2）5G 服務(wù)小區(qū)RSRP 門限驗(yàn)證：從參數(shù)組1、3 對比可知，5G 側(cè)服務(wù)小區(qū)電平門限從-112dbm 提升至-110dbm，基于質(zhì)量生效比例提升約10 個(gè)百分點(diǎn)。

（3）上行業(yè)務(wù)量判決驗(yàn)證：從參數(shù)組5、6 對比可知，上行業(yè)務(wù)量判決開關(guān)開啟后，上行業(yè)務(wù)量判斷門限門限生效，基于質(zhì)量生效比例影響約10 個(gè)百分點(diǎn)。

（4）4G 目標(biāo)小區(qū)RSRP 門限驗(yàn)證：從參數(shù)組6、7 對比可知，4G 目標(biāo)小區(qū)RSRP 門限調(diào)整從-110dbm 提升至-108dbm，基于質(zhì)量生效比例影響約0.8 個(gè)百分點(diǎn)。

3.2.2 KPI 指標(biāo)對比分析

N2L 各參數(shù)組配置KPI 對比分析如表2 所示。

表2 N2L 各參數(shù)組配置KPI 對比分析

整體來看，基于質(zhì)量切換功能開通后無線接通率、無線掉線率、用戶感知速率及CQI 等常規(guī)指標(biāo)略有提升，不同參數(shù)組設(shè)置5G 業(yè)務(wù)量、5G 分流比、倒流比等指標(biāo)略有波動，整體符合參數(shù)設(shè)置預(yù)期。

4 結(jié)束語

整體來看，基于質(zhì)量切換功能開通后無線接通率、無線掉線率、用戶感知速率及CQI 等常規(guī)指標(biāo)略有提升，不同參數(shù)組設(shè)置5G 業(yè)務(wù)量、5G 分流比、倒流比等指標(biāo)略有波動，整體符合參數(shù)設(shè)置預(yù)期。

（1）4G側(cè)防乒乓功能影響基于質(zhì)量的N2L生效比例約0.8個(gè)百分點(diǎn)，但乒乓影響用戶體驗(yàn)，為提升邊緣用戶感知情況，建議開啟；（2）5G 服務(wù)小區(qū)RSRP 門限對N2L 生效比例影響較大，從-112dbm 到-110dbm，這2db GAP 區(qū)間影響約10個(gè)百分點(diǎn)，但5G 分流比有所下降；（3）上行業(yè)務(wù)量判決功能對N2L 生效比例影響約10 個(gè)百分點(diǎn)，功能開啟后小包業(yè)務(wù)的用戶就不會切換至4G，如微信支付寶掃碼付費(fèi)等用戶體驗(yàn)，增加投訴風(fēng)險(xiǎn)建議關(guān)閉；（4）4G 目標(biāo)小區(qū)RSRP 門限-108dbm調(diào)整至-110dbm 后，基于質(zhì)量的N2L 生效比例可以提升0.8 個(gè)百分點(diǎn)，當(dāng)前5G 網(wǎng)絡(luò)覆蓋相對4G 存在不足，在5G 弱覆蓋的場景可適當(dāng)放寬對4G 小區(qū)的覆蓋判決要求。

綜合上述，建議選擇參數(shù)組4 進(jìn)行設(shè)置，基于上行質(zhì)量N2L 的生效比例12%左右，能較好保障邊緣用戶感知，同時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)均有提升，在此基礎(chǔ)上可繼續(xù)考慮下探5G 到4G 門限提升5G 駐留能力。