多頻協(xié)同組網(wǎng)下載波聚合優(yōu)化策略分析

摘要：目前，5G網(wǎng)絡已經(jīng)大規(guī)模商用，為提升覆蓋率和下行速率，提高用戶的感知體驗，3GPP引入了載波聚合技術（Carrier"Aggregation，CA）把多個連續(xù)或者非連續(xù)的載波聚合成更大的帶寬來滿足無線商用網(wǎng)絡需求。載波聚合可以充分利用運營商的非連續(xù)頻譜資源，提高離散頻譜的利用率。在5G"SA組網(wǎng)中，尤其是在運營商共建共享的大環(huán)境下，載波聚合技術能夠充分利用各方的頻譜資源聚合成更大的帶寬，利用高低頻組合有效擴展覆蓋范圍，緩解覆蓋瓶頸問題。

關鍵詞：載波聚合技術"頻譜資源"主載波"A6的輔載波

中圖分類號：TN92

Analysis"of"CA"Optimization"Strategy"in"Multi-Frequency"Collaborative"Networking

HUANG"Youwei""NIE"Lei*

Guangzhou"Branch"of"China"Mobile"Communications"Group"Guangdong"Co.，nbsp;Ltd.，"Guangzhou，"Guangdong"Province，"510335"China

Abstract："At"present，"5G"networks"have"been"widely"commercialized."To"improve"coverage"and"downlink"speed，"and"improve"user"experience，"the"Carrier"Aggregation（CA）"is"introduced"in"3GPP"to"aggregate"multiple"contiguous"or"non-contiguous"CA"into"a"larger"bandwidth"to"meet"the"requirements"of"commercial"wireless"networks."CA"can"make"full"use"of"operators'"non-contiguous"spectrum"resources"and"improve"the"utilization"of"discrete"spectrum"resources."In"5G"SA"networking，"especially"in"a"large-scale"co-construction"and"sharing"environment"of"an"operator，"CA"can"make"full"use"of"spectrum"resources"of"all"parties"to"aggregate"into"a"larger"bandwidth，"so"as"to"achieve"excellent"user"experience，"establish"a"competitive"advantage，"and"effectively"expand"a"coverage"range"by"using"a"combination"of"a"high"frequency"and"a"low"frequency，"thereby"alleviating"a"coverage"bottleneck"problem.

Key"Words："CA;"Spectrum"resources;"Primary"carrier;"Auxiliary"carrier"ofA6

目前，3GPP定義了5G的三大應用場景包括"增強型移動寬帶（enhanced"Mobile"Broad"Band，eMBB）、高可靠低時延通信（UItra-Reliable"and"Low"Latency"Communication，"URLLC"）及大規(guī)模物聯(lián)通信（"massive"Machine"Type"Communications，"mMTC）[1]。5G網(wǎng)絡已經(jīng)大規(guī)模商業(yè)化部署，隨著用戶對現(xiàn)網(wǎng)要求越來越高，各大運營商均積極部署5G網(wǎng)絡，提升現(xiàn)網(wǎng)用戶感知，積極研發(fā)旨在速率提升和弱點覆蓋獲得突破。

載波聚合（Carrier"Aggregation，CA）是將2個或更多的載波單元（Component"Carrier，"CC）聚合在一起以支持更大的傳輸帶寬。每個載波單元對應一個獨立的小區(qū)。通?？梢詫?個載波單元等同于1個小區(qū)。使用載波聚合可以高效地利用零碎的頻譜，支持更大的傳輸帶寬，UE配置了載波聚合之后，能夠同時與多個小區(qū)進行收發(fā)數(shù)據(jù)的操作，因此能夠顯著提升單用戶峰值速率。同時，還可以根據(jù)不同載波的無線特性，通過載波聚合技術，靈活選擇相應載波進行數(shù)據(jù)的下發(fā)或上傳，可增強上行覆蓋。為了高效地利用零碎的頻譜，無論SA還是NSA，載波聚合支持不同載波單元之間的聚合：（1）1相同或不同帶寬的載波單元;（2）同一頻帶內(nèi)，連續(xù)或非連續(xù)的載波單元；（3）不同頻帶內(nèi)的載波單元。

1研究背景

根據(jù)聚合載波所在的頻段，載波聚合可以分為：頻段內(nèi)（intra-band）載波聚合和頻段間（inter-band）載波聚合[2-3]。同頻段內(nèi)的載波聚合，可以分為連續(xù)的和非連續(xù)的載波聚合。頻段間的載波聚合是聚合2個或以上不同頻段的載波，這會帶來射頻實現(xiàn)的復雜性。如果是不同制式的，如TDD和FDD頻段之間的載波聚合，實現(xiàn)會更為復雜。

載波聚合終端共有3種狀態(tài)，輔小區(qū)（Secondary"Cell，SCell）配置未激活，SCell配置且激活，SCell未配置，基站通過主載波上的RRC信令和MAC層控制單元進行統(tǒng)一管理。初始接入、切換入或重建入小區(qū)時會觸發(fā)輔小區(qū)的配置，通過測量事件A4或者盲配置來完成。輔小區(qū)變更則是基站收到UE上報A6事件，即輔小區(qū)的同頻鄰區(qū)比輔小區(qū)的信號質(zhì)量好，在不改變主小區(qū)（Primary"Cell，PCell）的情況下變更輔小區(qū)，以保證輔小區(qū)的信號質(zhì)量（如圖1所示）。

2載波聚合優(yōu)化策略研究

中國移動現(xiàn)階段商用組網(wǎng)主要是2.6"G和700"M組網(wǎng)，局部存在小區(qū)邊緣用戶覆蓋不足，用戶下行速率較差等問題。2.6"G和700"M異頻間鄰區(qū)組網(wǎng)可以有效解決這個問題，通過載波聚合的功能優(yōu)化策略，可以有效提高下行速率和用戶邊緣覆蓋問題。通過載波聚合策略優(yōu)化，可以解決異頻組網(wǎng)無線環(huán)境差異化問題，也可以降低兩者之間的干擾情況（如圖2所示）。5G網(wǎng)絡大規(guī)模部署之后，5G用戶大規(guī)模增加，當小區(qū)滿載后，容易出現(xiàn)掉速率的情況，而且存在小區(qū)邊緣用戶覆蓋較差，造成用戶感知體驗不好。綜合上述分析，本小節(jié)將重點分析異頻組網(wǎng)下鄰區(qū)間載波聚合優(yōu)化策略，并利用相關數(shù)據(jù)分析整理，精準優(yōu)化載波聚合功能部署，提升用戶感知。

2.1"CA下基于測量的輔載波選擇優(yōu)化

2.1.1現(xiàn)網(wǎng)各頻段干擾現(xiàn)狀

目前，CA在基于測量的輔載波添加或是在輔載波的切換過程中，當上報上來的異頻鄰區(qū)都滿足A4門限添加要求，并且組合帶寬相同的情況下，只會隨機選擇其中一個小區(qū)做為輔載波（如表1所示）。針對此類問題，本次優(yōu)化制定相關策略。當上報上來的異頻鄰區(qū)都滿足條件且組合帶寬一樣的情況下，要優(yōu)先選擇參考信號接收功率（Reference"Signal"Receiving"Power，RSRP）高的那個異頻鄰區(qū)做為輔載波。

2.1.2"RSRP與SCC選擇成功率關聯(lián)分析

結(jié)合實際覆蓋，統(tǒng)計不同RSRP與（輔載波，Secondary"Carrier"Component，SCC）選擇成功率有直接的關系，發(fā)現(xiàn)隨著RSRP與SCC的選擇成功率強相關（如圖3所示）?？紤]到現(xiàn)實測試中的實際情況在-75點位前選擇成功率比較穩(wěn)定，在-95點位之后SCC選擇成功率出現(xiàn)斷崖式下滑。

2.1.3制定輔載波優(yōu)化選擇策略

A4測量添加輔載波如圖4所示。

A4測量上報時，當重排序開關打開時，則對上報過濾后的鄰區(qū)進行重排序；當重排序開關關閉時，按照優(yōu)先DU內(nèi)，其次DU間，最后CU間的順序排序；當執(zhí)行鄰區(qū)組合流量權重排序策略后無法選擇出最優(yōu)時，選擇組合中輔載波鄰區(qū)排序最靠前的鄰區(qū)組合（如圖4所示）。

A6測量替換輔載波（如圖5所示）。

A6測量上報時，當重排序開關打開時，則對上報過濾后的鄰區(qū)進行重排序；

當重排序開關關閉時，按照優(yōu)先DU內(nèi)，其次DU間，最后CU間的順序排序；

當執(zhí)行鄰區(qū)組合流量權重排序策略后無法選擇出最優(yōu)時，選擇組合中輔載波鄰區(qū)排序最靠前的鄰區(qū)組合[4-6]。

3策略實施效果

基于載波聚合以上策略研究，在廣東省某外場進行了策略部署，以驗證策略推廣效果。

3.1"CA下基于測量的輔載波選擇優(yōu)化

在功能開啟前，輔載波平均MCS*RI為44.9，功能開啟后，輔載波平均MCS*RI為47.3，因此功能開啟后對于輔載波有5.28%正增益，整體CA流量為2.2%的增益，CA用戶的下行UE"Throughput（kbps）提升33.619%（如表2所示）。

在異頻組網(wǎng)的情況下，當RSRPgt;-80點位時，輔載波可以優(yōu)化選擇較好的RSRP，從平均Throughpu"tDL數(shù)據(jù)可以看出，功能開啟之后的速率要明顯好于功能開啟之前，說明優(yōu)化策略生效，符合預期（如圖6所示）。

統(tǒng)計了輔載波的下行速率對比，發(fā)現(xiàn)開啟功能后，輔載波的表現(xiàn)與F+T組網(wǎng)表現(xiàn)相似，速率增強是在不破壞主載波的前提之下，輔載波是速率增強的關鍵因素，有效的提高了資源的利用率（如圖7所示）。

3.2廣州體育館3CC方案

3.2.1背景

廣州體育館建筑面積近10萬m2，將作為全運會體操和排球舉辦地，屆時將容納1萬以上觀眾進行觀看，為保證用戶極致感知，在方案設計之初充分考慮3CC部署需求。

3.2.2"3CC部署方案

針對廣州體育館室內(nèi)特點，采用雙Qcell開通3CC"NR組成CA，中移新品Qcell"R8159"M18232649可同時支持2.6G開通100M+60M"NR和4.9G開通100M+60M"NR，且均為4T4R。將新增四頻QCell+4通道賦形天線覆蓋安裝于看臺上方頂棚和內(nèi)場頂部馬道處（如圖8所示）。

3.2.3方案優(yōu)點

（1）兩套設備組網(wǎng)，雙系統(tǒng)備份，系統(tǒng)可靠性高；（2）2.6G和4.9G錯頻組網(wǎng)，有效控制同頻干擾；（3）兩套Qcell分別開通100M+60M@2.6G和100M@4.9G小區(qū)，組成N41c+N79的載波聚合。

4結(jié)語

隨著5G網(wǎng)絡的全網(wǎng)商用逐步發(fā)展，商用網(wǎng)絡里支持載波聚合功能的終端逐漸增多，5G網(wǎng)絡下的載波聚合功能感知體驗亟須優(yōu)化完善。本文主要分析并實踐了在中國移動700M，2.6G，4.9G異頻組網(wǎng)的條件之下，通過基于測量的輔載波選擇優(yōu)化和基于A6的輔載波變更防乒乓優(yōu)化等優(yōu)化策略，增強載波聚合輔載波添加的穩(wěn)定性，提高了載波聚合的整體性能，進而提升5G網(wǎng)絡下載波聚合的感知質(zhì)量。

參考文獻

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