5G多頻網(wǎng)用戶速率優(yōu)化研究

摘" 要：中國(guó)移動(dòng)通過(guò)部署2.6 GHz+700 MHz混合組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)覆蓋升級(jí)，受空中接口數(shù)據(jù)包流轉(zhuǎn)復(fù)雜性、頻段覆蓋差異性等因素影響，異頻組網(wǎng)后會(huì)出現(xiàn)用戶感知速率長(zhǎng)期下滑問(wèn)題。文章以提升5G速率感知為目標(biāo)，在傳統(tǒng)低速率優(yōu)化方法的基礎(chǔ)上，將頻段特性、組網(wǎng)策略研究納入速率優(yōu)化分析模型中，對(duì)用戶低速率完成端到端精準(zhǔn)定位時(shí)，靈活部署頻段特性及組網(wǎng)策略，有助于實(shí)現(xiàn)速率問(wèn)題的標(biāo)本兼治。

關(guān)鍵詞：頻段特性；組網(wǎng)策略；速率優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TN929.5" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" 文章編號(hào)：2096-4706（2025）01-0008-05

Research on User Rate Optimization of 5G Multi-frequency Network

Abstract： China Mobile achieves 5G network coverage upgrades by the deployment of 2.6 GHz+700 MHz hybrid networking. Affected by the complexity of air interface data packet flow and the difference of frequency band coverage and other factors， there will be a problem of long-term decline in user perception rate after inter-frequency networking. The goal of this paper is improving the 5G rate perception. Based on the traditional low-rate optimization method， it incorporates the frequency band characteristics and networking strategy research into the rate optimization analysis model. When the user end-to-end precise positioning with low rate is completed， the flexible deployment of frequency band characteristics and networking strategy is helpful in solving the rate problem comprehensively and fundamentally.

Keywords： frequency band characteristics; networking strategy; rate optimization

0" 引" 言

5G網(wǎng)絡(luò)用戶的高增長(zhǎng)同步帶來(lái)了用戶感知的劣化，用戶速率作為評(píng)測(cè)5G用戶網(wǎng)絡(luò)感知的關(guān)鍵指標(biāo)，影響5G下載速率的原因可歸納為無(wú)線網(wǎng)、核心網(wǎng)、承載網(wǎng)、服務(wù)器及終端層方面[1]，本文從速率感知全局優(yōu)化的角度出發(fā)將傳統(tǒng)空口速率定位方法與組網(wǎng)策略、功能特性完成融合，以一種全新的分析模型實(shí)現(xiàn)低速率問(wèn)題的精準(zhǔn)定位及方案應(yīng)用。

1" 5G感知速率定義

5G速率為單位時(shí)間在PUSCH/PDSCH信道傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)量，公式為：

其中，GtDCCH表示Grant值，即上下行PUSCH、PDSCH信道碼字調(diào)度次數(shù)。TBsize表示碼字傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊，由MCS（Modulation and Coding Scheme）、RB（RE Number per slot * Bits per RE）決定大小。R表示RANK值，即終端流數(shù)，Eslot表示信道開(kāi)銷中錯(cuò)塊（BLER）占所有發(fā)送塊的比例。數(shù)據(jù)包傳輸中要受通信系統(tǒng)中包含無(wú)線網(wǎng)在內(nèi)的多層網(wǎng)影響，傳統(tǒng)低速率定位中主要圍繞以下三方面：一是資源類如MCS、Grant，二是傳輸通道能力類如RB、RANK，三是信道質(zhì)量類如BLER。

2" 低速率排查

參考控制面信道數(shù)據(jù)包傳輸中速率值的變化，按照速率值的高低對(duì)控制面定界為Scheduled、Served、PDCP、RLC、MAC、APP六層，以此為通道既可輔助空口完成傳輸網(wǎng)—核心網(wǎng)—終端條線低速率定位（空口端到端①～④步），又可通過(guò)APP層速率波動(dòng)反查組網(wǎng)策略（空口端到端⑤～⑥步）實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)優(yōu)化。

2.1" 空口綜合定位

控制面Scheduled～Mac層低速率可協(xié)同空口端到端編碼效率、傳輸通道能力及信道質(zhì)量評(píng)估聯(lián)合定位，APP低層速率可通過(guò)排查組網(wǎng)策略合理性解決，5G低速率多維優(yōu)化系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

具體介紹如下：

1）Scheduled層作為控制面?zhèn)鬏數(shù)淖畹蛯樱俾适芪锢韺覯CS、Grant等編碼資源的效率影響：MCS為調(diào)制編碼方案代表一個(gè)OFDM符號(hào)所能承載的有用符號(hào)數(shù)由調(diào)制和碼率組成，表征空口效率。調(diào)制方式有QPSK～2 560AM共5種，最大調(diào)制方式為256QAM，即支持最大調(diào)制階數(shù)為8[2]，MCS影響因素受限于無(wú)線覆蓋、鏈路質(zhì)量、CQI值、BLER等，在RSRP-65 dbm～75 dbm、SINR30 dB好點(diǎn)條件MCS27階時(shí)速率接近理論值。碼率代表物理層上信息比特?cái)?shù)與PDSCH層比特?cái)?shù)間比率，隨CQI大小變化，與速率調(diào)制方式及終端解調(diào)能力相匹配，保證高碼率調(diào)制需保持在64QAM以上。Grant代表時(shí)隙調(diào)度次數(shù)，按照5 ms單周期DL/UL時(shí)隙配比8∶2配置，1 s滿調(diào)度理想值為1 600/400次，若編碼效率良好可由傳輸通道能力中服務(wù)器、基站等能力輔助定位。

2）Served層為控制面速率傳輸中間層，速率受物理層數(shù)據(jù)包資源配置及傳輸層通道能力共同決定，包括RB資源塊配置、服務(wù)器承載及RANK值評(píng)估：資源配置包含RB塊大小及帶寬，RB資源塊代表物理層頻域資源分配標(biāo)準(zhǔn)，以100 MHz帶寬為例按照帶寬利用率98%計(jì)算RB調(diào)度數(shù)273個(gè)，RB帶寬受限于收服務(wù)器、基站、終端能力；服務(wù)器承載能力關(guān)鍵為TCP配置（WinSize/RTT/線程數(shù)），Win Size代表發(fā)送和接受窗口的緩存大小，窗口越大數(shù)據(jù)緩沖能力越強(qiáng)。RTT為發(fā)包到確認(rèn)的時(shí)間，RTT越短發(fā)送窗能更快清空發(fā)送緩存填充新的數(shù)據(jù)。WinSize、RTT固定時(shí)增加線程數(shù)可提升傳輸通道能力改善速率，建議保底配置10線程。USIM卡業(yè)務(wù)速率限制上要求網(wǎng)絡(luò)側(cè)對(duì)Non-GBR速率需對(duì)QCIAMBR需按照UL100 Mpps/DL1Gps配置，并在對(duì)MME側(cè)對(duì)端口進(jìn)行欠費(fèi)查詢聯(lián)合定位。

涉及終端或基站側(cè)為RANK為相同的時(shí)頻資源，在空間同時(shí)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流數(shù)量[3]，是終端對(duì)無(wú)線環(huán)境多徑信道的測(cè)量及均衡，均衡后結(jié)果會(huì)測(cè)量值。基站側(cè)通過(guò)權(quán)值方案完成對(duì)終端RANK反饋，影響終端上報(bào)RANK的因素包括參數(shù)配置、SRS功率、上行干擾及信道環(huán)境等。在頻繁切換區(qū)域通過(guò)調(diào)整CSI-RS、DMRStype類型及附加導(dǎo)頻數(shù)可解決低RANK問(wèn)題。在基站側(cè)權(quán)值方案會(huì)通過(guò)RANK間接影響速率。天選終端采用SRS權(quán)值，非天選終端采用PMI權(quán)值影響RANK。優(yōu)化中需考量信道環(huán)境、天線不平衡等因素以獲得更優(yōu)RANK。傳輸配置受鏈路傳輸質(zhì)量、接口及網(wǎng)元帶寬配置影響包括服務(wù)器網(wǎng)口/交換機(jī)/路由設(shè)備，通過(guò)傳輸掛表灌包確認(rèn)，可以快速確認(rèn)傳輸問(wèn)題[4]。配置上可將速率協(xié)商機(jī)制設(shè)為自適應(yīng)帶寬建議配置10GE。若傳輸通道能力良好可通過(guò)對(duì)PDCP信道質(zhì)量診斷。

3）PDCP～MAC層作為控制面速率傳輸?shù)拇胃邔樱俾适苄诺蕾|(zhì)量影響：由誤塊率、丟包率指標(biāo)并由參數(shù)配置反查。誤塊率按照＜1%關(guān)聯(lián)低SINR反向檢查覆蓋、強(qiáng)鄰區(qū)干擾等問(wèn)題，若無(wú)線條件穩(wěn)定為MCS選階算法固定或選階太高導(dǎo)致。各層速率參數(shù)PDCP層的PDCPSN長(zhǎng)度/丟包計(jì)時(shí)器，RLC層的RLC模式配置、重傳次數(shù)、發(fā)送窗口及時(shí)隙配置，MAC層的HARQ重傳比例/DCI參數(shù)等需參考場(chǎng)景酌情修改控制誤塊。可通過(guò)空口灌包定位排查，若空口灌包結(jié)果優(yōu)于FTP測(cè)試結(jié)果為基站以上傳輸通道能力不足，若HARQ下行重傳比例高則信道質(zhì)量差對(duì)故障、空口覆蓋及上行干擾來(lái)診斷。

4）APP層速率為控制面速率傳輸?shù)淖罡邔樱軣o(wú)線層網(wǎng)絡(luò)性能及結(jié)構(gòu)影響，同時(shí)受頻段特性及組網(wǎng)策略間接影響。無(wú)線性能上速率受故障、容量、干擾影響，故障側(cè)射頻單元、CPRI、AAU不可用告警會(huì)直接速率掉底需優(yōu)先處理；容量側(cè)無(wú)線利用率（PRB忙時(shí)利用率/CCE利用率最大值）＞70%后會(huì)加重網(wǎng)絡(luò)負(fù)載影響感知；干擾多由上行的窄帶干擾、阻塞干擾、雜散干擾、鄰道干擾及網(wǎng)內(nèi)頻段干擾導(dǎo)致，通過(guò)頻譜定位、掃頻提升。

無(wú)線結(jié)構(gòu)上速率則受站點(diǎn)覆蓋不合理影響（弱覆蓋、過(guò)覆蓋、重疊覆蓋）：宏站MR覆蓋率＜80%、室分MR覆蓋率＜90%、RSRP＜-105 dBm采樣點(diǎn)占比＞15%為區(qū)域弱覆蓋，RSRP差值6 dB小區(qū)數(shù)達(dá)到3個(gè)的信號(hào)交疊區(qū)為重疊覆蓋區(qū)，服務(wù)小區(qū)發(fā)生＞2次切換或過(guò)小區(qū)數(shù)＞10個(gè)為過(guò)覆蓋區(qū)，可通過(guò)關(guān)聯(lián)CQI值強(qiáng)化主小區(qū)覆蓋改善。

2.2" 頻段特性定位

頻段部署上中國(guó)移動(dòng)配置有2.6 GHz＋700 MHz雙層網(wǎng)，2.6 GHz頻段共160 Mbit/s帶寬TDD制式傳播能力強(qiáng)覆蓋面廣，主打容量層，大帶寬[5]下行速率占優(yōu)用于廣覆蓋場(chǎng)景。700 MHz上下行各30 Mbit/s

帶寬FDD制式，無(wú)線傳播損耗小[6]，主打深度覆蓋上行速率占優(yōu)用于覆蓋補(bǔ)充場(chǎng)景。在對(duì)室外孤站覆蓋拉遠(yuǎn)測(cè)試中發(fā)現(xiàn)下載速率上同位置2.6 GHz優(yōu)于700 MHz，電平高于-85 dBm時(shí)2.6 GHz上行感知速率優(yōu)于700 MHz，低于-100 dBm后700 MHz感知優(yōu)于2.6 GHz，如圖2所示。可利用覆蓋近點(diǎn)處2.6 GHz大帶寬優(yōu)勢(shì)，遠(yuǎn)點(diǎn)700 MHz深度覆蓋優(yōu)勢(shì)對(duì)組網(wǎng)策略實(shí)施調(diào)整。

2.3" 組網(wǎng)策略

組網(wǎng)策略的合理性通過(guò)應(yīng)用側(cè)傳遞至用戶，在組網(wǎng)策略上中國(guó)移動(dòng)5G頻間策略啟用覆蓋的系統(tǒng)內(nèi)雙向異頻切換，雙向切換均采用A2＋A5事件觸發(fā)，在當(dāng)前頻段服務(wù)小區(qū)電平低于A2門限時(shí)觸發(fā)對(duì)服務(wù)小區(qū)及異頻鄰區(qū)的測(cè)量，當(dāng)服務(wù)小區(qū)電平低于A5本端門限（-105 dBm）且異頻鄰區(qū)電平優(yōu)于A5對(duì)端門限（-100 dBm）時(shí)發(fā)起對(duì)異頻小區(qū)的切換。該策略用于建網(wǎng)初期覆蓋邊緣場(chǎng)景感知的保障，實(shí)現(xiàn)在2.6 GHz弱覆蓋及時(shí)變更至700 MHz強(qiáng)覆蓋區(qū)，遠(yuǎn)點(diǎn)700 MHz覆蓋受限，近點(diǎn)優(yōu)先占用2.6 GHz，遠(yuǎn)點(diǎn)占用700 MHz。由遠(yuǎn)點(diǎn)進(jìn)入近點(diǎn)覆蓋區(qū)時(shí)無(wú)法實(shí)現(xiàn)由700 MHz快速變更至2.6 GHz造成連片低速率。

4G-5G互操作是5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)完成后優(yōu)化的重要環(huán)節(jié)之一[7]，互操作啟用基于覆蓋/業(yè)務(wù)重定向策略采用B1事件。在鄰區(qū)RSRP測(cè)量值高于B1門限時(shí)快速返回NR小區(qū)。5G-4G系統(tǒng)間配置覆蓋＋上行質(zhì)量切換組合策略，上行質(zhì)量切換采用B21事件，基站監(jiān)測(cè)SA用戶上行鏈路質(zhì)量，上行SINR測(cè)量值低于3 dB，若NR側(cè)RSRP測(cè)量值低于B21門限，LTE側(cè)測(cè)量值高于門限B1觸發(fā)5G-4G的切換，若沒(méi)有觸發(fā)5G-4G切換則繼續(xù)通過(guò)基于覆蓋進(jìn)行測(cè)量

監(jiān)控。其中上行質(zhì)切策略后可先于RSRP識(shí)別5G小區(qū)上行質(zhì)差用戶，將這些小區(qū)切換到覆蓋較好的LTE小區(qū)，可快速提升用戶感知。頻段特性上分別利用700 MHz/2.6 GHz覆蓋特性實(shí)現(xiàn)頻率協(xié)同：700 MHz深度覆蓋能力補(bǔ)充2.6 GHz覆蓋短板并擴(kuò)大TDD下行大帶寬優(yōu)勢(shì)，將現(xiàn)網(wǎng)策略由基于覆蓋調(diào)整為頻率優(yōu)先級(jí)＋覆蓋的組合策略，借助靈活調(diào)度時(shí)頻資源實(shí)現(xiàn)速率提升，步驟如下：

1）空閑態(tài)下設(shè)置不同重現(xiàn)優(yōu)先級(jí)4.9G（6）＞2.6 GHz（5） ＞700 MHz（4）。

2）2.6 GHz與700 MHz基于覆蓋頻間策略中A5本端門限由-105 dBm升至-99 dBm，為限制700 MHz到2.6 GHz異頻切換將其A5對(duì)端門限升為-97 dBm。

3）啟用700 MHz與2.6 GHz頻率優(yōu)先級(jí)切換，采用A1＋A4事件。A1設(shè)為-99 dBm，A4設(shè)為-95 dBm，表示鄰頻的2.6 GHz小區(qū)中信號(hào)電平高于-95 dBm可快速返回2.6 GHz網(wǎng)，調(diào)整后全網(wǎng)上行平均速率由7.7 Mbit/s提升至8.3 Mbit/s，下行平均速率由128.3 Mbit/s提升至139.3 Mbit/s，如圖3所示。

系統(tǒng)間策略對(duì)系統(tǒng)間上行質(zhì)差區(qū)域設(shè)置保護(hù)間隔，旨在保護(hù)在該場(chǎng)景用戶由4G重定向回5G后由于SINR波動(dòng)導(dǎo)致的系統(tǒng)間乒乓切換導(dǎo)致的速率掉底問(wèn)題。建議4G-5G重定向B1門控制在[-105 dBm， -110 dBm]區(qū)間，4G-5G重定向B1門限＞5G-4G上行質(zhì)量切換B21門限＞5G-4G基于覆蓋異系統(tǒng)A2門限+2 dB。

3" 功能特性應(yīng)用

為強(qiáng)化速率效果結(jié)合2.6 GHz、700 MHz頻段特性開(kāi)展功能特性應(yīng)用，大包遷移、SUL上行增強(qiáng)、下行DMRS插花特性應(yīng)用后區(qū)域速率增幅顯著。

3.1" 大包遷移及SUL上行增強(qiáng)

針對(duì)2.6 GHz和700 MHz共站低速率問(wèn)題，開(kāi)啟大包遷移及SUL上行增強(qiáng)功能特性完成驗(yàn)證：

1）大包遷移特性實(shí)現(xiàn)過(guò)程。用戶上行數(shù)據(jù)量達(dá)到門限時(shí)判斷該UE為大包用戶，將該用戶切換到指定優(yōu)先級(jí)的頻點(diǎn)[8]，將上行大包遷移至FDD網(wǎng)絡(luò)緩解TDD網(wǎng)絡(luò)瓶頸，在2.6 GHz/700 MHz共站站點(diǎn)部署功能后可實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)最佳承載保障用戶感知。其中2.6 GHz/"700 MHz小區(qū)會(huì)在上行/下行大包遷移功能打開(kāi)后在預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)根據(jù)瞬時(shí)數(shù)據(jù)量來(lái)判定是否為大包狀態(tài)后，業(yè)務(wù)按照指示遷移至共站700 MHz/2.6 GHz小區(qū)，有效規(guī)避由于無(wú)線環(huán)境導(dǎo)致的小包低速率問(wèn)題。在部署功能后700 MHz流量占比提升1.05%，下行速率提升3.93%。

2）SUL上行增強(qiáng)特性實(shí)現(xiàn)過(guò)程。上行數(shù)據(jù)包分時(shí)在NR TDD和低頻SUL頻譜上發(fā)送，極大地增加了5G用戶的上行可用時(shí)頻資源[9]，但R16 SUL上行增強(qiáng)技術(shù)相比R16上行CA，可實(shí)現(xiàn)上下行頻段解耦，下行載波可靈活組合。在方案為上行配置2.6 GHz＋700 MHz CA聚合，可實(shí)現(xiàn)UL130M帶寬比2.6 GHz配置上行速率最大提升32%，如圖4所示。

3.2 下行DMRS

DMRS信道用于下行PDSCH信道質(zhì)量估計(jì)[10]，基于下行速率選擇信號(hào)好但低速率小區(qū)開(kāi)啟DMRS插花開(kāi)關(guān)后在DMRS符號(hào)未發(fā)送導(dǎo)頻的RE上面發(fā)送數(shù)據(jù)，配置上可將Type1下單端口1/2的RE分配業(yè)務(wù)，Type2下單端口2/3的RE分配業(yè)務(wù)，并對(duì)Type2下按照不同調(diào)制門限進(jìn)行校正。Type1DMRS特性應(yīng)用后在MCS[10，16]區(qū)間下行速率增幅10%；Type2DMRS特性應(yīng)用后在MCS[16，22]區(qū)間下行速率增幅15%，如圖5所示。

4" 結(jié)" 論

圍繞5G用戶速率感知本文對(duì)端到端空口定位方法進(jìn)行了改造，并將2.6 GHz/700 MHz功能特性及組網(wǎng)策略融入至端到端分析模型中，應(yīng)用后對(duì)多層網(wǎng)間影響速率的要素完成定位的同時(shí)，可通過(guò)組網(wǎng)策略及功能特性應(yīng)用實(shí)現(xiàn)速率問(wèn)題的最終解決。

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