4/5G協同組網下網絡容量提升方法研究

侯建民，郭興軍，黃 帥

（中國移動通信集團山西有限公司大同分公司，山西 大同 037006）

0 引言

隨著5G全面商用及大規模的工程建設，無線網絡正式進入并將長期處于“大建設、大調整、大優化”周期，2/3/4/5G多制式、 5模13頻的復雜無線網絡成為常態。在5G網絡建設初期，一方面由于 5G頻率和現網D頻段重復，5G建設需進行 D頻清退，同時由于天面資源受限，為了不增加租賃成本，5G天面安裝大部分為替換原有 D頻設備，對現網 4G網絡造成巨大影響，網絡厚度有所下降；另一方面由于 5G套餐大量發展，而 5G網絡仍不完善，未能形成有效分流，加上用戶辦理 5G套餐未使用 5G網絡占比較高，大量業務回落到 4G網絡上，造成4G業務量持續上漲，高負荷小區日益增長，容量問題引起的投訴占比持續升高，解決容量問題已成為當前提升用戶體驗的重中之重。鑒于以上問題，本文聚焦用戶感知，研究了 4/5G無線網絡協同發展下網絡容量提升策略，并通過現網實施驗證，取得了顯著成效。

1 提升策略

網絡容量工作重點是通過負載均衡、擴容、新建站點等手段來提升基站承載能力，降低站點利用率，解決網絡擁塞，提升用戶感知。本文主要研究了5G反向開通 3D-MIMO、4/5G網絡間負載均衡及深挖現網資源，提升 4/5G資源利用率等容量提升策略，推動容量工作全面向 5G演進，進一步完善了 4/5G協同組網下容量保障體系。

1.1 5G反開3D-MIMO

5G建設時期，為有效節約天面資源，同時避免干擾，需拆除現網D頻段來安裝5G AAU，導致4G容量承載力下降。根據5G頻譜劃分，中國移動獲得了160 M（2515 MHz-2675 MHz）的頻譜資源，其中4G的D頻段已使用了中間的60 MHz（D1/2/3頻段2575 MHz-2635 MHz）。為實現5G連續100 M組網，需將前100 M騰出來用于5G建設，后60 M可反向開通4G來補充容量。如圖1所示。

利用5G反向開通部署3D MIMO具有組網靈活、有效降低選址難度、增強覆蓋、降低干擾、提升容量等優點。同時3D MIMO相較于傳統的8T8R具有明顯技術優勢：一是具備3D立體賦形能力提供更多空分維度；二是多天線收發提升用戶體驗，下行窄波束精準賦形，能量聚焦，上行多天線接收，提供更高的分集接收增益，進而提升用戶體驗及小區容量。數據分析，3D-MIMO較傳統8T8R小區上/下行承載能力提升約2-3倍。

圖1 頻譜示意圖5G BBU+AAU支持雙模開啟NR和LTE 3D-MIMO

圖2 3D/8T/FDD1800單PRB承載能力對比

1.2 4/5G負載均衡

4/5G負載均衡主要包含以下三種情況：

（1）4G各頻段間均衡調整。針對高負荷小區首先從站內同覆蓋小區間進行均衡，站內小區間均衡手段以負載均衡策略為主，互操作策略為輔，負載均衡策略由于具備實時性，能夠及時有效地將高負荷小區業務均衡到同覆蓋其他小區；針對站內同覆蓋扇區間業務已經均衡，但是仍然高負荷的小區，需要進一步排查該扇區中各小區覆蓋的合理性，主要從越區覆蓋、天饋位置及覆蓋分布是否合理等方面進行現場排查，通過跨站均衡策略及RF調整等手段實現站間均衡。站間負荷均衡策略主要是將負荷均衡候選小區從同覆蓋扇區擴大到周邊站點異頻小區，在異頻插花組網及密集區域效果顯著，均衡策略如圖3所示。

圖3 4G各頻段間負載均衡

（2）5G NSA組網下錨點及非錨點的駐留和負載均衡。基站通過終端上報的UE能力識別NSA終端或普通LTE終端，需對NSA終端、普通終端重選及切換策略差異化設置。針對NSA終端優先駐留錨點頻點，當NSA用戶占用非錨點頻點，則通過錨點優先功能重選或切換到高優先級錨點頻點。

錨點優先級配置策略如圖4所示，針對NSA用戶，FDD1800為NSA錨點，設置為高優先級7；在FDD不連續區域配置TDD-F作為錨點補充覆蓋，用戶優先級配置為6；其余頻段配置為非NSA錨點，則設置NSA錨點優先級為0，表示不能作為NSA錨點。針對4G普通用戶，使用原有LTE載波優先級。

圖4 錨點優先級配置策略

（3）5G SA組網下4/5G載波共享調度。LTETDD和NR動態頻譜共享通過NR重配置激活BWP（Bandwidth Par t）帶寬以及LTE的小區靜默，支持LTE TDD和NR制式間進行動態頻譜共享，同一時間內共享載波只能用于一個制式：當NR網絡的話務量低于門限值時，NR網絡可以向LTE TDD小區共享出頻譜資源；當LTE TDD網絡話務量低于門限值時，LTE TDD網絡可以向NR小區共享出頻譜資源。以2.6 G的160 MHz頻譜，LTE和NR頻譜共享示例如圖5所示。

圖5 4/5G頻譜共享示意圖

1.3 深入挖潛盤活現網資源

隨著5G網絡建設快速推進，4G網絡的投資必然會有所減少。為有效提升現網資源利用率，以最少的資源實現最大化的效果，對現網軟件、硬件資源進行深度挖潛，最大化資源使用效率。主要包括低流量小區整治、基帶板挖潛、D頻段搬遷等措施。

1.3.1 低流量小區整治開展低流量小區整治工作，在減少多層網低

利用率的同時，可騰出軟件資源用于高負荷小區擴容。首先要排查設備故障、干擾問題、覆蓋問題和參數配置等問題，避免減容或小區合并后出現高負荷問題，總體處理思路如圖6所示。

1.3.2 基帶板挖潛

圖6 低流小區處理流程圖

基帶板挖潛主要針對“未下掛小區基帶板”、“同站超配基帶板”、“高能力基帶板浪費”三類站點進行梳理，其中未下掛小區基帶板是指基帶板下未下掛任何小區；同站超配基帶板是指同站點下的小區可整合下掛至少量基帶板下，從而節約基帶板資源；高能力基帶板浪費是指某站點存在高能板件但下掛小區較少，另外存在部分站點下掛多塊低性能基帶板，可調整對換從而節約低性能基帶板。

對于無下掛小區的基帶板即空置基帶板，直接資源回收；同站多配基帶板的，進行小區整合，騰挪出基帶板；高能力基帶板浪費的，可與下掛多塊低性能基帶板站點對換。

1.3.3 D頻段搬遷

5G建設時由于天面資源受限，為了不增加租賃成本，5G AAU安裝大部分替換原有 D頻設備，將替換下的大量的 D頻設備，搬遷至農村、廠礦等單網熱點區域，用來快速解決農村高負荷問題及補充覆蓋，最大限度的挖掘無線資源能力。

2 應用實施

2.1 5G反開3D-MIMO

（1）問題描述：某地市棚戶區常駐人口超過 30萬，移動用戶占比達 70%以上，樓宇密集，容量需求旺盛，日均流量 57 TB，占全市全網流量超過 10%，但是由于樓宇密集，宏站建設困難，弱覆蓋及高負荷問題較為突出，用戶感知相對較差。

（2）實施情況：借助 5G全面部署契機，利用 5G反向開通 65個3DMIMO站點，有效緩解了高負荷問題，高負荷待擴容小區由 35個降低至 16個，其中3DMIMO日均吸收流量超過 57.38 TB，占比達到38%，感知類投訴由月均 331單降低至 44單，整體成效顯著。

（3）效果評估：實施效果如圖7所示，3D開通后，流量上漲明顯，日均業務量增長 20.5TB，壓抑流量得到有效釋放；同時 3D-MIMO承載了約 38%的業務量，有效緩解區域內容量問題，上行 PRB利用率下降 10.51%，下行 PRB利用率下降 6.89%，日高負荷小區比例下降0.5%，區域內容量問題引發投訴量下降 50%。

2.2 4/5G負載均衡

（1）問題描述：某地市高校共有師生 47，000余人，人員高度集中，業務量長期居高不下，網絡容量壓力巨大。其中 4G日均業務量達 35.4 TB，高校區域內4G網絡規模站點 104個，小區數 767個，高負荷小區101個，占比 13.2%；5G站點18個，小區數 53個。

圖7 3D開通后業務量變化圖

（2）實施情況：為緩解 4G網絡容量壓力同時充分挖掘 5G網絡資源，在學校區域內開展 4/5G負載均衡，主要從 4/5G鄰區調整及互操作參數調整著手，提升5G駐留及分流能力，緩解 4G網絡容量壓力。

一是進行 4/5G鄰區核查，點對點鄰區精細化添加，累計完成 4/5G鄰區添加 198調整，5/4G鄰區添加122條；二是進行 4/5G互操作參數調整，總體原則是讓 5G用戶更多向 5G網絡遷移。具體參數設置為：LTE側開啟E-UTRAN至 NG-RAN系統間業務移動性開關、 NR切換開關、 NR重定向開關、 E-UTRAN至NG-RAN的快速返回開關，NR頻點重選優先級設置為 7，重選 NR小區定時器時長設置為1，異系統切換事件采用 EventB1，基于覆蓋的 E-UTRAN切換至 NR B1事件RSRP觸發門限設置范圍為 -108 dBm-102 dBm，基于業務的 E-UTRAN切換至 NR測量定時器設置為 10。5G側系統間業務移動性算法開關、切換方式開關 -重定向、 VoNR開關開啟、非同頻測量 RSRP觸發門限設置為 -110 dBm--104 dBm，服務頻點低優先級 RSRP重選門限設置為 -114 dBm--108 dBm，異系統切換 A1 RSRP門限設置為 -105 dBm--100 dBm，EPS FB等待定時器建議值 20，基于覆蓋的切換至E-UTRAN B2 RSRP門限1設置為 -115 dBm--105 dBm，基于覆蓋的切換B1 RSRP門限設置為 -110 dBm--103 dBm，EPS FB B1 RSRP門限設置為 -113 dBm--105 dBm。

（3）效果評估：參數部署后一周 4/5G業務量對比如圖 8所示。

（4）參數部署后效果明顯，學校區域內 4G總業務量下降近 3.6 TB，5G總業務量上漲 2.25 TB，實現翻倍增長，有效緩解 4G網絡壓力，同時提升了 5G網絡利用率，后續隨著 5G終端滲透率及 5G用戶的不斷增長，4/5G業務均衡需持續跟蹤優化。

圖8 4/5G業務量變化圖

2.3 深挖盤活現網資源

（1）問題描述：通過對某地市全網低效小區全量分析，發現存在多數低效副載波未及時減容，高負荷區域由于擴容資源不足未能及時擴容，部分站點存在基帶板空載，以及高能力基帶板浪費等諸多問題。資源調度不靈活，資源利用率不高，未能充分發揮現網資源能力。

（2）實施情況：為有效提升現網資源利用率，開展了現網資源核查及靈活調度。一是低零小區整治，及時對無業務需求副載波進行減容，減容后資源調整到高負荷區域，累計完成小區減容 3，768個，擴容 2，344個；二是基帶板調整，核查現網空載板件，及時拆除調整到需擴容區域，同時核查超配置板件進行及時替換調整，累計完成空載板件 132塊拆除，超配置板件替換 221塊；三是 D頻段搬遷，將 5G安裝替換下來的 D頻段設備搬遷到農村高負荷區域，解決容量問題，累計完成 231個D頻段小區搬遷。

（3）效果評估：通過低效小區治理及現網資源調度，取得顯著效果，全年低效小區指標由 26.21%下降到 18.32%，降幅 7.89%，高負荷待擴容小區比例由1.7%下降到 0.38%，降幅 1.32%。如圖 9所示。

圖9 低效小區及高負荷變化圖

3 結束語

綜上所述，5G網絡建設初期，4G容量問題仍然較為嚴峻，通過研究4/5G協同組網下容量提升策略，不斷提升5G網絡的業務承載能力來緩解4G容量壓力，同時深挖現網資源，提升資源利用率，達到運營商降本增效的目的，推動網絡良性發展，提升用戶滿意度，以網絡優勢助力運營商高質量發展。