（2020年江蘇省通信學會“華蘇杯”論文征集三等獎）5G NSA網(wǎng)絡異運營商異廠家室內(nèi)外邊界互操作策略

趙 煜 朱序均 徐明達

1.中國聯(lián)合網(wǎng)絡通信集團有限公司江蘇省分公司；2.中國聯(lián)合網(wǎng)絡通信集團有限公司蘇州分公司

0 引言

隨著中國聯(lián)通與中國電信5G網(wǎng)絡共建共享的推進，為了實現(xiàn)5G網(wǎng)絡高效覆蓋，快速形成5G服務能力，增強5G網(wǎng)絡和服務的市場競爭力，亟需解決運營商及設備廠商4/5G邊界的切換問題，尤其是重點口碑場景及價值場景。因此，本文重點研究異運營商及異設備廠商間的室內(nèi)、室外4/5G切換問題，并形成總結(jié)，指導后續(xù)的網(wǎng)絡建設。

1 NSA架構(gòu)5G異運營商異廠家室內(nèi)外邊界互操作方案

1.1 背景

現(xiàn)階段聯(lián)通、電信5G網(wǎng)絡以非獨立組網(wǎng)（Non-Standalone，NSA）為主，雙方在各自承建區(qū)內(nèi)開通5G站并共享，共建共享的主要方案為5G無線網(wǎng)絡可以連接到多個運營商核心網(wǎng)節(jié)點（Multi-Operator Core Network，MOCN）+4G單錨點共享載波方案和5G MOCN+雙錨點方案。聯(lián)通、電信4/5G室內(nèi)、室外邊界且異廠家的場景，由于承建方4G異頻A2設置較低，導致共享方NSA用戶較難從承建方4G共享宏站切換至共享方室內(nèi)4G錨點小區(qū)，進而較難占用共享方室分5G小區(qū)，最終影響NSA用戶感知。本研究重點針對該場景（4/5G室內(nèi)外異廠家）的互操作方案進行研究，并輸出相應的方案總結(jié)。

1.2 4/5G室內(nèi)外異廠家互操作存在的問題

聯(lián)通NSA用戶占用電信4/5G單錨點共享宏站，移動到聯(lián)通室內(nèi)后，電信宏站5G信號變?nèi)?、速率降低，由于電?G錨點站的信號未達到NSA用戶的異頻起測（A2）門限，導致聯(lián)通NSA用戶始終占用電信4/5G小區(qū)，5G信號差，影響用戶感知。電信4/5G宏站向聯(lián)通4/5G室分切換場景如圖1所示。

圖1 4/5G室內(nèi)外異廠家場景

1.3 4/5G室內(nèi)外異廠家互操作方案

1.3.1 方案一：基于A2+A5異頻切換方案

4G和NSA用戶設置不同的異頻切換參數(shù)組，針對NSA用戶提高A2+A5門限。4/5G室內(nèi)外異廠家互操作方案如圖2所示。

圖2 4/5G室內(nèi)外異廠家互操作方案

方案描述：（1）針對NSA用戶設置獨立的異頻切換參數(shù)組，承建方4G宏站和共享方4G室分間，考慮使用A2+A5，同時提高A2+A5門限，使NSA用戶提前啟動共享方4G室分異頻測量，保證NSA用戶盡可能快地切入共享方4G室分。（2）共享方4G室分小區(qū)開通空閑態(tài)錨點優(yōu)選功能，并提高5G的A2和B1門限，合理控制承建方5G宏站和共享方5G室分的覆蓋范圍，避免宏站和室分頻繁切換。

可能存在的問題：（1）針對NSA用戶設置過高的A2，可能會導致共享方室外的NSA用戶過早地切換到4G非共享站，無法使用5G，影響5G覆蓋范圍；同時也會導致承建方NSA用戶過早地啟動異頻測量，切換至承建方其他的異頻頻點，切換過程中影響承建方NSA用戶感知。（2）提高承建方4G宏站A2的門限，共享方4G室分開通連接態(tài)錨點優(yōu)選功能，可能會存在乒乓切換的問題，因此，共享方4G室分需要關(guān)閉連接態(tài)錨點優(yōu)選功能，僅開通空閑態(tài)錨點優(yōu)選功能。

1.3.2 方案二：4G室分新增載波緩沖方案

共享方4G室分新開載波（開通共享），新增載波頻點保持和承建方4G錨點一致。

方案描述：（1）共享方4G室分新開F2頻點的載波（開通共享），F(xiàn)2頻點保持和承建方4G宏站錨點頻點一致；（2）共享方NSA用戶優(yōu)先通過同頻切換，從承建方4G錨點站切入共享方4G室分F2頻點的載波，或者從共享方4G室分F2同頻切入承建方4G錨點站；（3）共享方4G室分小區(qū)的原F1頻點的載波建議開通空閑態(tài)錨點優(yōu)選功能，新增F2頻點的載波錨點優(yōu)先級設置為最高，盡量使NSA用戶空閑態(tài)占用F2頻點的載波；（4）共享方4G室分打開錨點小區(qū)間負載均衡優(yōu)先轉(zhuǎn)移普通4G用戶；負載均衡和NSA解耦，打開MLB不轉(zhuǎn)移NSA用戶到非錨點小區(qū)功能。

可能存在的問題：（1）如果現(xiàn)網(wǎng)4G室分硬件功率已用滿，在支持新開載波的情況下，新增載波需要降低載波功率，可能會導致覆蓋下降；（2）如果4G室分硬件不支持新開，可能需要新增遠端射頻模塊（Remote Radio Unit，RRU）。

2 4/5G室內(nèi)外異廠家互操作方案驗證

2.1 驗證場景

選取電信承建區(qū)4/5G宏站（開通共享）+蘇州聯(lián)通新區(qū)營業(yè)廳4/5G室分（4G未開通共享、5G未開通共享）場景進行專題研究及方案驗證。

2.2 基于A2+A5異頻切換方案驗證

2.2.1 A2+A5門限設置

選擇進出口等信號會發(fā)生切換的區(qū)域，進行電信4G共享宏站和聯(lián)通4G室分的信號強度測試，根據(jù)測試情況，設置電信共享4G宏站切入聯(lián)通4G室分的門限。

聯(lián)通新區(qū)營業(yè)廳進出口現(xiàn)場測試情況：電信共享4G宏站測試情況，RSRP基本穩(wěn)定在-86 dBm至-92 dBm之間。聯(lián)通4G室分測試情況，參考信號接收功率（Reference Signal Receiving Power，RSRP）基本穩(wěn)定在-84 dBm至-88 dBm之間。

綜合現(xiàn)場實際測試情況，針對NSA用戶的異頻切換參數(shù)組，建議電信共享4G錨點站切入聯(lián)通4G室分，門限設置值如表1所示。

表1 NSA用戶A2+A5門限配置

2.2.2 A2+A5異頻方案驗證

（1）聯(lián)通NSA用戶從承建方宏站切入共享方室分場景驗證

聯(lián)通NSA用戶占用電信共享4G錨點站（頻點1825、PCI=133）小區(qū)做業(yè)務時，服務小區(qū)RSRP小于A2門限，目標小區(qū)（聯(lián)通4G室分小區(qū)頻點1650、PCI=211）RSRP大于A5-2門限（-90 dBm）時，觸發(fā)4G錨點異頻切換且成功。聯(lián)通NSA用戶成功切換占用聯(lián)通4G室分小區(qū)后，下發(fā)B1測量事件，且聯(lián)通5G室分小區(qū)（SSB頻點為636654，PCI=668）的NR-RSRP為-92 dBm，滿足B1門限，啟動SCG添加流程，添加成功后，聯(lián)通NSA用戶占用聯(lián)通室分5G小區(qū)。

（2）聯(lián)通NSA用戶從共享方室分切入承建方共享宏站場景驗證

聯(lián)通NSA用戶從聯(lián)通新區(qū)營業(yè)廳向外移動時，用戶從聯(lián)通4G室分小區(qū)（1650，PCI=211）同頻切換至聯(lián)通室外宏站（1650，PCI=113）。聯(lián)通NSA用戶繼續(xù)向外移動后，大約在3秒左右，聯(lián)通室外宏站小區(qū)（1650，PCI=113）觸發(fā)連接態(tài)錨點優(yōu)選功能，切換至電信室外4G錨點站（1825，PCI=106）。

上報B1測量事件后，發(fā)送SCG添加流程，并添加成功，占用電信5G（NR小區(qū)SSB頻點為627264，PCI=106）。

2.2.3 關(guān)鍵指標變化

對A2+A5異頻方案部署前后進行了對比測試，選取在變更前后5秒進行評估，5G修改異頻后，電聯(lián)雙方用戶的下行速率及SINR均有明顯提升，指標前后對比如表2所示。

表2 切換前后對比

室分4G小區(qū)流量和速率保持平穩(wěn)波動，電信4G宏站小區(qū)修改針對NSA用戶的A2+A5門限后，聯(lián)通室分小區(qū)異頻切換入次數(shù)略有增加，符合預期。聯(lián)通室分4G異頻切換入次數(shù)指標對比如圖3所示。

圖3 聯(lián)通室分4G異頻切換入次數(shù)指標對比

2.2.4 小結(jié)

室外宏站切入室分：提高電信室外4G錨點站A2+A5門限后，用戶可以較快地從室外宏站切入室分小區(qū)，并很快發(fā)起SCG添加流程，成功占用室分5G小區(qū)。

室分切入室外宏站：從室內(nèi)移動到室外后，聯(lián)通NSA用戶先同頻切換至聯(lián)通室外宏站，再通過室外宏站錨點優(yōu)先切換至電信錨點站，中間多了1次同頻切換流程和SCG的刪除、添加流程，短暫影響NSA用戶感知約3秒左右。

不同的室內(nèi)外站點場景，需設置的不同A2+A5門限方案，根據(jù)本次驗證建議：室外宏站針對NSA用戶的A2設置為-85dbm至-90dBm，A5設置為-90dBm至-100dBm。

2.3 4G室分新增載波過渡方案（新增載波與室外承建方4G同頻）

2.3.1 新增載波開通方案

聯(lián)通室分4G室分新增載波并開通，載波信息如表3所示。

表3 室分新增4G載波信息

電信反饋，切換時原小區(qū)和目標小區(qū)中心頻點相同，但帶寬不同的情況下，同樣會判斷為異頻切換。因此，本次新開載波采用15MHz帶寬。新增4G載波互操作及負載均衡（Mobility Load Balancing，MLB）參數(shù)設置如表4所示。

表4 室分新增4G載波互操作參數(shù)配置

打開兩個功能：打開錨點小區(qū)間負載均衡優(yōu)先轉(zhuǎn)移普通4G用戶；負載均衡和NSA解耦，MLB不轉(zhuǎn)移NSA用戶到非錨點小區(qū)。

2.3.2 新增載波方案驗證

分別驗證聯(lián)通、電信用戶，從室外到室內(nèi)，以及從室內(nèi)到室外的來回切換。

2.3.3 載波開通后關(guān)鍵指標

新增載波測試時延、速率變化情況，同頻切換速率損失10.53%，優(yōu)于異頻切換的71.15%；同頻切換時延24.8ms，優(yōu)于異頻切換的1642.6ms。切換測試指標對比指標如表5所示。

表5 切換測試指標對比

新增載波開通并打開共享后，4G流量、4G感知速率和質(zhì)量指標整體保持平穩(wěn)，4G側(cè)NSA PCell用SgNB添加成功率保持平穩(wěn)，基本為100%。

2.3.4 小結(jié)

室外宏站切換入室分場景：聯(lián)通和電信NSA用戶均可從電信室外宏站1825頻點切換入聯(lián)通室分1825頻點，用戶感知平穩(wěn)；聯(lián)通4G用戶從聯(lián)通室外宏站1650頻點切換入聯(lián)通室分1650頻點。

室分切換入室外宏站場景：聯(lián)通和電信NSA用戶均可從聯(lián)通室分1825頻點同頻切換入電信室外4G共享站；聯(lián)通NSA用戶占用聯(lián)通室內(nèi)1650頻點時，優(yōu)先同頻切換入聯(lián)通室外宏站4G小區(qū)，再通過連接態(tài)錨點優(yōu)選功能異頻切換入電信4G共享站1825頻點小區(qū)；聯(lián)通4G用戶占用聯(lián)通室內(nèi)1650頻點時，可以同頻切換入聯(lián)通室外宏站4G小區(qū)。

3 4/5G室內(nèi)外異廠家互操作專題總結(jié)

3.1 提高A2+A5異頻切換門限方案

如果設置過高的A2，可能會導致乒乓切換及共享方5G覆蓋范圍的收縮；如果A2設置過低，可能會導致共享方的NSA用戶無法及時切換占用室分信號，影響NSA用戶感知。因此，不同的場景需要根據(jù)現(xiàn)場的實際覆蓋情況設置不同的門限值。

室分切入室外宏站場景，從室內(nèi)移動到室外后，聯(lián)通NSA用戶先同頻切換至聯(lián)通室外宏站，再通過室外宏站錨點優(yōu)先切換至電信錨點站，中間多了1次同頻切換流程和SCG的刪除、添加流程，短暫影響NSA用戶感知。

3.2 4G室分新增載波過渡方案

此方案不會影響共享5G覆蓋方案，且對用戶感知影響較小。

室分切入室外宏站場景，聯(lián)通4G用戶占用聯(lián)通室內(nèi)1825頻點時，可以同頻切換入電信4G室外共享站，如果電信觸發(fā)聯(lián)通普通4G用戶遷回功能，異頻切換入聯(lián)通4G室分小區(qū)，可能存在乒乓切換的風險。

此方案需要新增4G載波，涉及軟件License投資，因此推薦在高價值場景和重點口碑場景等價值區(qū)域使用。

3.3 兩種方案對比

建議根據(jù)場景覆蓋復雜程度、場景價值等維度綜合考慮，選擇方案。兩種方案對比如表6所示。

表6 兩種方案對比

另外，在方案驗證過程中遇到如下幾個問題，后續(xù)室內(nèi)外邊界優(yōu)化時，供參考：

（1）聯(lián)通NSA終端乒乓切換：聯(lián)通室分小區(qū)開通連接態(tài)錨點優(yōu)選功能，抬高電信4G小區(qū)針對NSA用戶的A2后，導致聯(lián)通NSA用戶乒乓切換，可以關(guān)閉室分小區(qū)連接態(tài)錨點優(yōu)選解決。

（2）聯(lián)通NSA用戶流程異常：聯(lián)通用戶占用聯(lián)通室分1825頻點共享小區(qū)后，出現(xiàn)Detach/Attach流程，核查測試卡是否做了路由指向。

4 結(jié)束語

本文針對NSA網(wǎng)絡異運營商異設備廠商間室內(nèi)、室外互操作方案的研究，提出A2+A5參數(shù)配置切換方式以及新增4G錨點載波兩種方案，有效地解決此類場景邊界對5G用戶感知產(chǎn)生的影響，在NSA、SA電聯(lián)共享網(wǎng)絡大范圍推廣中有一定的借鑒作用。