5G網(wǎng)絡(luò)單驗(yàn)入網(wǎng)典型案例研究

周彬 孫鵬文 張賓

摘 ?要：第五代移動(dòng)通信技術(shù)（5th generation mobile networks）是最新一代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)，是繼4G（LTE-A、WiMax）、3G（UMTS、LTE）和2G（GSM）系統(tǒng)后的技術(shù)延伸。5G的性能目標(biāo)是更高數(shù)據(jù)速率、更低的延遲、節(jié)省能源、降低成本、提高系統(tǒng)容量和大規(guī)模設(shè)備連接。為給目前建設(shè)期的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供借鑒，通過對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的闡述和對(duì)縣區(qū)的5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期的單站優(yōu)化的研究，報(bào)告了單站優(yōu)化的標(biāo)準(zhǔn)和優(yōu)化思路。

關(guān)鍵詞：單驗(yàn)入網(wǎng);連接建立成功率;吞吐量;信干噪比

引言

伴隨著5G牌照的發(fā)放，5G通信網(wǎng)絡(luò)部署進(jìn)度進(jìn)一步加快。運(yùn)營商仍沿用單站優(yōu)化、簇優(yōu)化、全網(wǎng)優(yōu)化的思路進(jìn)行逐步推進(jìn)。作者曾就職于中通建設(shè)股有限公司并從事通信網(wǎng)的優(yōu)化工作，目前中通建設(shè)股份有限公司承擔(dān)了河北邢臺(tái)、衡水部分縣區(qū)的5G單站優(yōu)化工作，部分區(qū)域的簇優(yōu)化已經(jīng)展開，積累了一些入網(wǎng)經(jīng)驗(yàn)，可以給其他區(qū)域網(wǎng)絡(luò)提供參考。

建設(shè)期的基礎(chǔ)工作是做好單站入網(wǎng)。單站優(yōu)化包括扇區(qū)的覆蓋質(zhì)量、基站建設(shè)參數(shù)的核查等。單站的業(yè)務(wù)測試情況主要包括：5G連接建立成功率、Ping時(shí)延測試、5G語音EPS FB測試、5G語音EPS FB（FR功能測試）;吞吐量測試主要包括：下行吞吐量測試和上行吞吐量測試。優(yōu)良的單站質(zhì)量旨在為全網(wǎng)5G的性能提升提供業(yè)務(wù)保障。單驗(yàn)入網(wǎng)質(zhì)量的好壞對(duì)于運(yùn)營商業(yè)務(wù)的拓展、內(nèi)容提供商流量的提升、客戶的感知都具有重要意義。

一、5G基本概念

與之前的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)相類似，5G網(wǎng)絡(luò)仍歸屬于數(shù)字蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)，運(yùn)營商覆蓋的服務(wù)區(qū)域仍被劃分為無數(shù)的小區(qū)。表示聲音和圖像等信息的的信號(hào)由模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換（A/D）進(jìn)行數(shù)字化，并作為比特流在空間內(nèi)傳輸。5G用戶設(shè)備通過射頻電磁波與蜂窩中的本地天線陣列和低功率自動(dòng)收發(fā)器進(jìn)行通信。收發(fā)器從公共頻率池分配相應(yīng)的頻道，這些頻道在地理上分離的蜂窩中可以重復(fù)使用。

5G網(wǎng)絡(luò)其數(shù)據(jù)傳輸速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于以前的各類網(wǎng)絡(luò)，最高傳輸速率可達(dá)10Gbit/s，比當(dāng)前的有線互聯(lián)網(wǎng)還要快，比LTE快100倍。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是較低的網(wǎng)絡(luò)延遲（即更快的響應(yīng)時(shí)間），5G時(shí)延會(huì)低于1ms，而4G時(shí)延為30至70ms。由于數(shù)據(jù)傳輸更快，5G網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)使得其將不僅可以為手機(jī)用戶提供接入服務(wù)，而且還將為一般的家庭用戶和辦公場所的網(wǎng)絡(luò)提供服務(wù)，與有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行有力的競爭。

二、5G的關(guān)鍵技術(shù)

2.1超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)

為了保證未來5G網(wǎng)絡(luò)支持1000倍流量的增長，必須要做的就是減小小區(qū)半徑和增加低功率節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。在現(xiàn)有站點(diǎn)密度的基礎(chǔ)上，5G需要補(bǔ)充10倍以上密度的各種無線接入設(shè)備和天線，在室外站的覆蓋區(qū)內(nèi)，站間距將會(huì)小于10m的范圍，并且需要支持25000人在每平方千米內(nèi)使用。超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)擴(kuò)大了整網(wǎng)覆蓋率，實(shí)現(xiàn)了擴(kuò)容，促使了手機(jī)終端在各覆蓋層次間進(jìn)行平滑承載。

2.2智能自組織網(wǎng)絡(luò)

傳統(tǒng)的2G、3G、4G網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)部署及維護(hù)主要依靠人工完成，需要大量的優(yōu)化工程師和測試設(shè)備。故障恢復(fù)的進(jìn)度會(huì)出現(xiàn)延遲，而且人工網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的效果也不太理想，網(wǎng)絡(luò)故障解決成功率偏低。自組織網(wǎng)絡(luò)（self-organizingnetwork，SON）通過實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)智能化來減輕人工對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的影響。

2.3內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)

大規(guī)模客戶和多業(yè)務(wù)成為目前新的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)，而用戶訪問互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)質(zhì)量會(huì)受到流量劇增的影響。如果網(wǎng)絡(luò)能有效地分發(fā)大流量的業(yè)務(wù)，就能降低用戶的時(shí)延，讓運(yùn)營商和內(nèi)容提供商提供更優(yōu)質(zhì)、高效的服務(wù)。

2.4 D2D通信

5G網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展客觀要求 頻譜效率和網(wǎng)絡(luò)容量進(jìn)行本質(zhì)的提升，設(shè)備到設(shè)備通信應(yīng)運(yùn)而生，其具有潛在的減小基站壓力、提高頻譜利用率的優(yōu)勢，減少了瓶頸效應(yīng)，擴(kuò)充了信息的傳輸通道。因此，D2D也是未來5G網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)之一。

三、5G單站驗(yàn)收入網(wǎng)業(yè)務(wù)驗(yàn)證

目前5G網(wǎng)絡(luò)仍處于大規(guī)模建設(shè)時(shí)期，做好 5G單站驗(yàn)收入網(wǎng)優(yōu)化是保證后期5G全網(wǎng)業(yè)務(wù)性能的基礎(chǔ)。

單驗(yàn)入網(wǎng)主要包括了業(yè)務(wù)測試情況和吞吐量測試。業(yè)務(wù)測試情況包括：5G連接建立成功率、Ping時(shí)延測試、5G語音EPS FB測試、5G語音EPS FB（FR功能測試）;吞吐量測試包括了：下行吞吐量測試和上行吞吐量測試。

3.1 業(yè)務(wù)測試情況的驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)

5G連接建立成功率：標(biāo)準(zhǔn)需測試10次，成功率100%;Ping時(shí)延測試：測試終端處于主測小區(qū)內(nèi)覆蓋好點(diǎn);測試終端接入系統(tǒng)，分別發(fā)起32Bytes、2000Bytes ping32Bytes小包;時(shí)延平均15ms，1500Bytes大包：時(shí)延平均17ms，各重復(fù)ping100次，成功率大于等于90%為通過。5G語音EPS FB測試：定點(diǎn)測試：SS-RSRP≥-80dBm或SS-SINR≥15dB;

完成10次語音業(yè)務(wù)撥打測試，EPS Fallback成功率要求100%;EPS Fallback 呼叫建立時(shí)延平均要求在4秒內(nèi)。5G語音EPS（FR功能測試）：定點(diǎn)測試：SS-RSRP≥-80dBm或SS-SINR≥15dB;完成10次語音業(yè)務(wù)撥打測試，F(xiàn)ast Return成功率要求100%;Fast Return時(shí)延平均要求在2.5秒內(nèi)。

3.2 單驗(yàn)吞吐量測試驗(yàn)證標(biāo)準(zhǔn)

3.2.1 上下行吞吐量測試

上下行信道條件劃分：

①好點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)：-80dBm≦SS-RSRP或15dB≦SS-SINR;

②中點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)：-90dBm≦SS-RSRP<-80dBm且5dB≦SS-SINR<10dB;

③差點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)：SS-RSRP< -90dBm或SS-SINR<0dB。

上傳速率標(biāo)準(zhǔn)：好點(diǎn)>120Mbps、中點(diǎn)>70Mbps、差點(diǎn)>1Mbps

下載速率標(biāo)準(zhǔn)：好點(diǎn)>800Mbps、中點(diǎn)>300Mbps、差點(diǎn)>90Mbps

測試關(guān)鍵步驟：測試終端進(jìn)行滿buffer下行TCP業(yè)務(wù)，穩(wěn)定后保持30s以上;記錄L2吞吐量;記錄RSRP、CQI、SINR、MCS、MIMO方式等信息。

3.2.2 ?NR DT測試

主要進(jìn)行DT覆蓋測試、切換成功率測試、切換掉線率測試。其中的覆蓋測試出效果圖，但不作為驗(yàn)收門限。

3.3相關(guān)單站入網(wǎng)測試指標(biāo)和單驗(yàn)入網(wǎng)案例分析

3.3.1聯(lián)通寧強(qiáng)光源站點(diǎn)入網(wǎng)測試指標(biāo)

在寧強(qiáng)光源基站工作正常條件下，測試工程師連接測試終端與PC，以基站位置為測試中心，對(duì)基站周邊的道路進(jìn)行基站覆蓋范圍及覆蓋能力測試，記錄無線環(huán)境和速率等相關(guān)數(shù)據(jù)，并對(duì)基站周邊的道路進(jìn)行基站覆蓋范圍測試，距離基站7.69公里的電平強(qiáng)度為-110dBm。SINR拉遠(yuǎn)測試結(jié)果良好，滿足業(yè)務(wù)需求。下行速率拉遠(yuǎn)測試邊緣速率為10Mbps時(shí)，距離基站8公里。上行速率拉遠(yuǎn)測試邊緣速率為10Mbps時(shí)，距離基站7.5公里，達(dá)到單站入網(wǎng)要求。

3.3.2單驗(yàn)入網(wǎng)案例分析

如圖1所示，車輛由南向北行駛至HSTAC0260寧強(qiáng)光源-ZWH附近路段時(shí)，UE占用HSTAC0260寧強(qiáng)光源-ZWH-2小區(qū)信號(hào)，RSRP為-102.06dBm，SINR為-9.69dBm.MO3干擾導(dǎo)致該路段SINR差。

解決方案：調(diào)整HSTAC0260寧強(qiáng)光源-ZWH-2小區(qū)和HSTAC0365奧來管業(yè)庫房東北-ZWH-2小區(qū)PCI。

四、結(jié)束語

單站入網(wǎng)驗(yàn)證測試是保證全網(wǎng)建設(shè)質(zhì)量的基礎(chǔ)。人們對(duì)未來的5G通信的需求使它的通信傳輸速度將會(huì)得到極大提升，手機(jī)的速度將受到通信系統(tǒng)容量的限制，做好單站入網(wǎng)測試，也是保障網(wǎng)絡(luò)容量的必要步驟。5G的發(fā)展還將面臨極大的市場壓力，據(jù)預(yù)測，4G的多媒體服務(wù)將進(jìn)入第三發(fā)展階段，屆時(shí)覆蓋全球的5G網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)基本建成，全球25%以上的人口使用5G，通信行業(yè)正在消化吸收4G的第三代技術(shù)，對(duì)于5G技術(shù)的接納還需要一個(gè)逐步過渡的過程。因此，在建設(shè)5G通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)時(shí)，通信運(yùn)營商們將考慮直接在4G通信網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)施之上，采用逐步引入的方法，使移動(dòng)通信從4G逐步過渡到5G。通過將4G、WiFi等技術(shù)整合到新5G網(wǎng)絡(luò)里，實(shí)現(xiàn)真正的業(yè)務(wù)無縫銜接。

參考文獻(xiàn)

[1] ?王佩，陳金鷹，喻恒彥.5G進(jìn)展與關(guān)鍵技術(shù)分析[J].通信與信息技術(shù)，2015，（6）：57-58.

[2] ?劉超.淺談5G移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2016，（22）：257-258.

作者簡介：周彬（1982.6-），男（漢族），河北定州人，碩士在讀，任職于河北工程技術(shù)學(xué)院，高級(jí)工程師，研究方向：移動(dòng)通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

孫鵬文（1976.12-），男，（漢族），河北保定人，大學(xué)本科，任職于中通建設(shè)股份有限公司，高級(jí)工程師，研究方向：移動(dòng)通信。

張賓（1978.7-），男（漢族），河北保定人，大學(xué)本科，任職于河北工程技術(shù)學(xué)院，副教授，研究方向：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

基金項(xiàng)目：河北工程技術(shù)學(xué)院校級(jí)科研課題（編號(hào)：2020HG09），項(xiàng)目名稱：中國聯(lián)通邢臺(tái)分公司5G網(wǎng)絡(luò)單驗(yàn)入網(wǎng)典型案例研究