NSA組網(wǎng)下5G網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化思路

王良慧

摘要：隨著5G商用牌照的正式發(fā)放，三家運營商以及中國廣電都取得各自5G建設(shè)的頻譜資源，隨即在全國重點城市拉開了5G網(wǎng)絡(luò)試點建設(shè)的序幕，我國正式進入5G商用元年。5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，綜合考慮市場、技術(shù)、終端等諸多因素，各運營商優(yōu)先采用NSA的組網(wǎng)方式，當前主流方案為Option 3x的部署場景，即沿用4G核心網(wǎng)，并在eNB（4G基站）作為錨點的基礎(chǔ)上部署5G基站gNB。在gNB開通入網(wǎng)后，網(wǎng)優(yōu)人員需同時從eNB和gNB側(cè)入手展開優(yōu)化工作，確保5G網(wǎng)絡(luò)連續(xù)優(yōu)質(zhì)覆蓋，同時不能影響原有4G網(wǎng)絡(luò)的正常運行。

關(guān)鍵字：5G基站;4G基站;NSA組網(wǎng);網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化

引言

運營商在5G建網(wǎng)初期，充分利用現(xiàn)有4G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋優(yōu)勢推動5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，以較低的成本搶占市場先發(fā)優(yōu)勢，基于NSA組網(wǎng)聚焦eMBB業(yè)務(wù)，后期再通過軟件升級平滑演進到SA組網(wǎng)。本文主要研究中國電信在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的優(yōu)化思路。

1 NSA Option 3x組網(wǎng)概述

1.1 組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

Option 3x場景下，eNB作為主基站，所有控制面信令均由eNB轉(zhuǎn)發(fā)，gNB作為輔基站，用戶面數(shù)據(jù)可由gNB分流至eNB，整個過程中，eNB與gNB采用雙連接的形式，共同為用戶提供了較高的下行峰值速率，該組網(wǎng)方式在5G部署初期對于高密度住宅、高流量商圈、高校等熱點區(qū)域均較為適用。

1.2 信令流程

NSA組網(wǎng)下UE（終端）接入gNB的信令流程大致可以分為五步：UE隨機接入LTE網(wǎng)絡(luò);eNB下發(fā)測量控制信令要求UE對gNB發(fā)起測量 ;UE向eNB上報測量結(jié)果;eNB根據(jù)測量結(jié)果完成gNB輔站添加;UE接入5G網(wǎng)絡(luò)。

UE初始隨機接入流程與原4G網(wǎng)絡(luò)相同，在此不作贅述。

UE接入成功后，eNB會通過RRC連接重配置向UE下發(fā)對gNB的測量控制信令，其中包含了測量事件B1及其門限值，目前集團公司設(shè)置的B1門限值為-110dbm，遲滯系數(shù)為512ms，即當測試中SS_RSRP值達到-110dbm以上并持續(xù)512ms，UE將會向eNB上報該gNB小區(qū)的PCI及RSRP。

eNB收到UE反饋的測量報告后，選取其中RSRP最好的gNB小區(qū)，向其發(fā)起輔站添加流程，請求該gNB為E-RAB分配無線資源并建立對應(yīng)的無線承載。

由于NSA組網(wǎng)下gNB側(cè)空口沒有信令無線承載，僅有數(shù)據(jù)無線承載，因此UE通過eNB側(cè)的RRC連接重配置完成對gNB的隨機接入，最后eNB向MME發(fā)送E-RAB?Modification?Indication請求更改S1-U接口至gNB側(cè)，至此UE完成對gNB隨機接入。

2 優(yōu)化思路

2.1 eNB側(cè)的優(yōu)化思路

通過分析測試數(shù)據(jù)，4G錨點站無線關(guān)鍵性能指標的好壞將會直接影響到5G用戶的體驗。其中包括eNB側(cè)隨機接入失敗、eNB側(cè)掉話、eNB間的頻繁切換、eNB未配置為gNB鄰區(qū)或X2接口故障、錨點參數(shù)漏配錯配等因素。根據(jù)H市實際測試情況，eNB間頻繁切換與eNB漏配gNB鄰區(qū)兩種情況較為常見。

（1）頻繁切換

針對頻繁切換，在不影響現(xiàn)網(wǎng)4G覆蓋的前提下，一方面可以適當調(diào)整4G錨點站小區(qū)間的切換參數(shù)，另一方面可以通過調(diào)整天饋參數(shù)（方位角、下傾角）以獲得一個主覆蓋小區(qū)，避免越區(qū)覆蓋。以上所有數(shù)據(jù)調(diào)整后都需要進行及時的跟蹤與復(fù)測。此場景在4G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中也較為常見。

（2）eNB漏配gNB鄰區(qū)

針對eNB未配置為gNB鄰區(qū)，在后臺網(wǎng)管核實無誤后，通過添加腳本升級eNB為錨點站，添加4G到5G的鄰區(qū)關(guān)系。

選取H市一處具體案例進行分析：新開5G站點進行路測時無法占用5G信號，如下圖所示測試路段出現(xiàn)明顯的5G脫網(wǎng)現(xiàn)象，網(wǎng)優(yōu)無法完成單驗，站點不能入網(wǎng)。在后臺網(wǎng)管進行核查該站點未配置4G小區(qū)為鄰區(qū)，網(wǎng)優(yōu)人員于后臺網(wǎng)管添加腳本，后續(xù)復(fù)測5G信號恢復(fù)站點正常入網(wǎng)。

（3）5G鄰區(qū)及錨點站添加思路

通過完成H市所有站點簇優(yōu)化工作，針對當前5G鄰區(qū)及錨點站鄰區(qū)不支持ANR功能這一情況，參照2/3G鄰區(qū)規(guī)劃經(jīng)驗，制定如下原則：按照正向3層站，背向2層站（錨點鄰區(qū)含室分）的方式，進行5G鄰區(qū)及錨點站鄰區(qū)規(guī)劃，實際可根據(jù)現(xiàn)場情況再做適當調(diào)整。

2.2 gNB側(cè)的優(yōu)化思路

（1）gNB側(cè)優(yōu)化一方面沿用了eNB側(cè)的優(yōu)化手段：

對天饋工參進行調(diào)整：gNB的天饋系統(tǒng)整合了原有的天線與RRU，現(xiàn)塔上僅有AAU設(shè)備，在天饋工參方面新增一項電子方位角，可在后臺網(wǎng)管中進行調(diào)整，配合機械方位角與機械電子傾角可共同完成5G覆蓋優(yōu)化;

gNB小區(qū)間添加鄰區(qū)，設(shè)置合理的小區(qū)間切換參數(shù)避免gNB小區(qū)間的頻繁切換而導(dǎo)致5G下行速率不達標。

（2）5G采用了Massive MIMO大規(guī)模天線技術(shù)，相較于原4G中的單波束模式，5G設(shè)計為多波束模式，UE可以通過對gNB發(fā)出的多個波束進行掃描，獲取最優(yōu)波束的合集供不同信道使用。目前廣播波束初步劃分成16個應(yīng)用場景。

在優(yōu)化過程中，對于不同的場景可在后臺網(wǎng)管中選擇對應(yīng)的水平波瓣寬度與垂直波瓣寬度，針對部分較為復(fù)雜且無法準確判定類型的場景，可選取多組參數(shù)組合，在現(xiàn)場修改參數(shù)并測試，根據(jù)后續(xù)測試數(shù)據(jù)分析選擇最優(yōu)參數(shù)組合，完成優(yōu)化工作。

（3）上行受限是5G目前面臨的諸多挑戰(zhàn)之一，主要體現(xiàn)在上行帶寬受限和上行覆蓋受限。一方面由于5G采用的3.5GHz頻段導(dǎo)致覆蓋距離相對4G低頻有所降低，另一方面目前采用的典型時隙配比側(cè)重于滿足下行流量需求。近期集團公司與華為公司共同提出了超級上行的優(yōu)化解決方案，即通過低頻FDD的上行帶寬來補充5G的高頻上行帶寬，一方面能充分利用5G大帶寬優(yōu)勢，另一方面保證了全時隙均有上行數(shù)據(jù)的傳輸。此方案可用于建網(wǎng)后期5G的深度優(yōu)化工作。

2.3 其他優(yōu)化問題

目前電信使用5G頻段為3.4GHz-3.5GHz，與廣電衛(wèi)星地面站之間會產(chǎn)生一定干擾，經(jīng)測試分析干擾主要表現(xiàn)為5G基站對衛(wèi)星地面站的干擾，通過進一步排查得出干擾原因：由于衛(wèi)星接收器非線性因素而接收了帶外5G信號，產(chǎn)生阻塞干擾，最終導(dǎo)致問題出現(xiàn)。目前可采用的干擾消除方式主要有以下三點：

（1）提升衛(wèi)星地面站抗干擾能力

考慮更換衛(wèi)星地面站接收裝置上的高頻頭，若高頻頭不滿足3.7GHz-4.2GHz的要求，可在高頻頭后加裝帶通濾波器，有效消除干擾。

（2）通過對衛(wèi)星地面站安裝隔離罩進行物理隔離

（3）通過對5G基站工參進行調(diào)整

在確保5G覆蓋的基礎(chǔ)上，調(diào)整AAU物理方位角、下傾角等工參;適當降低AAU信號發(fā)射功率。

3 結(jié)語

目前NSA組網(wǎng)下會同時涉及到4G、5G兩套系統(tǒng)的優(yōu)化，由于5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)剛剛起步，在測試過程中不可避免會出現(xiàn)不同類型的問題，后續(xù)優(yōu)化工作中首先需要判斷問題點出現(xiàn)在eNB側(cè)還是gNB側(cè)，進一步分析出問題類型屬于覆蓋型、干擾型或參數(shù)漏配錯配等，在不影響現(xiàn)網(wǎng)4G覆蓋的基礎(chǔ)上制定出有針對性的優(yōu)化方案，有效解決5G網(wǎng)絡(luò)問題。

參考文獻：

[1] 馮征.面向應(yīng)用的5G核心網(wǎng)組網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J].移動通信，2019，43（6）：2-9.