5G多頻網用戶速率優化研究

摘" 要：中國移動通過部署2.6 GHz+700 MHz混合組網實現5G網覆蓋升級，受空中接口數據包流轉復雜性、頻段覆蓋差異性等因素影響，異頻組網后會出現用戶感知速率長期下滑問題。文章以提升5G速率感知為目標，在傳統低速率優化方法的基礎上，將頻段特性、組網策略研究納入速率優化分析模型中，對用戶低速率完成端到端精準定位時，靈活部署頻段特性及組網策略，有助于實現速率問題的標本兼治。

關鍵詞：頻段特性；組網策略；速率優化

中圖分類號：TN929.5" 文獻標識碼：A" 文章編號：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網絡用戶的高增長同步帶來了用戶感知的劣化，用戶速率作為評測5G用戶網絡感知的關鍵指標，影響5G下載速率的原因可歸納為無線網、核心網、承載網、服務器及終端層方面[1]，本文從速率感知全局優化的角度出發將傳統空口速率定位方法與組網策略、功能特性完成融合，以一種全新的分析模型實現低速率問題的精準定位及方案應用。

1" 5G感知速率定義

5G速率為單位時間在PUSCH/PDSCH信道傳輸的有效數據量，公式為：

其中，GtDCCH表示Grant值，即上下行PUSCH、PDSCH信道碼字調度次數。TBsize表示碼字傳輸的數據塊，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，Eslot表示信道開銷中錯塊（BLER）占所有發送塊的比例。數據包傳輸中要受通信系統中包含無線網在內的多層網影響，傳統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，三是信道質量類如BLER。

2" 低速率排查

參考控制面信道數據包傳輸中速率值的變化，按照速率值的高低對控制面定界為Scheduled、Served、PDCP、RLC、MAC、APP六層，以此為通道既可輔助空口完成傳輸網—核心網—終端條線低速率定位（空口端到端①～④步），又可通過APP層速率波動反查組網策略（空口端到端⑤～⑥步）實現精準優化。

2.1" 空口綜合定位

控制面Scheduled～Mac層低速率可協同空口端到端編碼效率、傳輸通道能力及信道質量評估聯合定位，APP低層速率可通過排查組網策略合理性解決，5G低速率多維優化系統架構如圖1所示。

具體介紹如下：

1）Scheduled層作為控制面傳輸的最低層，速率受物理層MCS、Grant等編碼資源的效率影響：MCS為調制編碼方案代表一個OFDM符號所能承載的有用符號數由調制和碼率組成，表征空口效率。調制方式有QPSK～2 560AM共5種，最大調制方式為256QAM，即支持最大調制階數為8[2]，MCS影響因素受限于無線覆蓋、鏈路質量、CQI值、BLER等，在RSRP-65 dbm～75 dbm、SINR30 dB好點條件MCS27階時速率接近理論值。碼率代表物理層上信息比特數與PDSCH層比特數間比率，隨CQI大小變化，與速率調制方式及終端解調能力相匹配，保證高碼率調制需保持在64QAM以上。Grant代表時隙調度次數，按照5 ms單周期DL/UL時隙配比8∶2配置，1 s滿調度理想值為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，速率受物理層數據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、服務器承載及RANK值評估：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準，以100 MHz帶寬為例按照帶寬利用率98%計算RB調度數273個，RB帶寬受限于收服務器、基站、終端能力；服務器承載能力關鍵為TCP配置（WinSize/RTT/線程數），Win Size代表發送和接受窗口的緩存大小，窗口越大數據緩沖能力越強。RTT為發包到確認的時間，RTT越短發送窗能更快清空發送緩存填充新的數據。WinSize、RTT固定時增加線程數可提升傳輸通道能力改善速率，建議保底配置10線程。USIM卡業務速率限制上要求網絡側對Non-GBR速率需對QCIAMBR需按照UL100 Mpps/DL1Gps配置，并在對MME側對端口進行欠費查詢聯合定位。

涉及終端或基站側為RANK為相同的時頻資源，在空間同時傳輸的數據流數量[3]，是終端對無線環境多徑信道的測量及均衡，均衡后結果會測量值。基站側通過權值方案完成對終端RANK反饋，影響終端上報RANK的因素包括參數配置、SRS功率、上行干擾及信道環境等。在頻繁切換區域通過調整CSI-RS、DMRStype類型及附加導頻數可解決低RANK問題。在基站側權值方案會通過RANK間接影響速率。天選終端采用SRS權值，非天選終端采用PMI權值影響RANK。優化中需考量信道環境、天線不平衡等因素以獲得更優RANK。傳輸配置受鏈路傳輸質量、接口及網元帶寬配置影響包括服務器網口/交換機/路由設備，通過傳輸掛表灌包確認，可以快速確認傳輸問題[4]。配置上可將速率協商機制設為自適應帶寬建議配置10GE。若傳輸通道能力良好可通過對PDCP信道質量診斷。

3）PDCP～MAC層作為控制面速率傳輸的次高層，速率受信道質量影響：由誤塊率、丟包率指標并由參數配置反查。誤塊率按照＜1%關聯低SINR反向檢查覆蓋、強鄰區干擾等問題，若無線條件穩定為MCS選階算法固定或選階太高導致。各層速率參數PDCP層的PDCPSN長度/丟包計時器，RLC層的RLC模式配置、重傳次數、發送窗口及時隙配置，MAC層的HARQ重傳比例/DCI參數等需參考場景酌情修改控制誤塊。可通過空口灌包定位排查，若空口灌包結果優于FTP測試結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量差對故障、空口覆蓋及上行干擾來診斷。

4）APP層速率為控制面速率傳輸的最高層，受無線層網絡性能及結構影響，同時受頻段特性及組網策略間接影響。無線性能上速率受故障、容量、干擾影響，故障側射頻單元、CPRI、AAU不可用告警會直接速率掉底需優先處理；容量側無線利用率（PRB忙時利用率/CCE利用率最大值）＞70%后會加重網絡負載影響感知；干擾多由上行的窄帶干擾、阻塞干擾、雜散干擾、鄰道干擾及網內頻段干擾導致，通過頻譜定位、掃頻提升。

無線結構上速率則受站點覆蓋不合理影響（弱覆蓋、過覆蓋、重疊覆蓋）：宏站MR覆蓋率＜80%、室分MR覆蓋率＜90%、RSRP＜-105 dBm采樣點占比＞15%為區域弱覆蓋，RSRP差值6 dB小區數達到3個的信號交疊區為重疊覆蓋區，服務小區發生＞2次切換或過小區數＞10個為過覆蓋區，可通過關聯CQI值強化主小區覆蓋改善。

2.2" 頻段特性定位

頻段部署上中國移動配置有2.6 GHz＋700 MHz雙層網，2.6 GHz頻段共160 Mbit/s帶寬TDD制式傳播能力強覆蓋面廣，主打容量層，大帶寬[5]下行速率占優用于廣覆蓋場景。700 MHz上下行各30 Mbit/s

帶寬FDD制式，無線傳播損耗小[6]，主打深度覆蓋上行速率占優用于覆蓋補充場景。在對室外孤站覆蓋拉遠測試中發現下載速率上同位置2.6 GHz優于700 MHz，電平高于-85 dBm時2.6 GHz上行感知速率優于700 MHz，低于-100 dBm后700 MHz感知優于2.6 GHz，如圖2所示。可利用覆蓋近點處2.6 GHz大帶寬優勢，遠點700 MHz深度覆蓋優勢對組網策略實施調整。

2.3" 組網策略

組網策略的合理性通過應用側傳遞至用戶，在組網策略上中國移動5G頻間策略啟用覆蓋的系統內雙向異頻切換，雙向切換均采用A2＋A5事件觸發，在當前頻段服務小區電平低于A2門限時觸發對服務小區及異頻鄰區的測量，當服務小區電平低于A5本端門限（-105 dBm）且異頻鄰區電平優于A5對端門限（-100 dBm）時發起對異頻小區的切換。該策略用于建網初期覆蓋邊緣場景感知的保障，實現在2.6 GHz弱覆蓋及時變更至700 MHz強覆蓋區，遠點700 MHz覆蓋受限，近點優先占用2.6 GHz，遠點占用700 MHz。由遠點進入近點覆蓋區時無法實現由700 MHz快速變更至2.6 GHz造成連片低速率。

4G-5G互操作是5G網絡建設完成后優化的重要環節之一[7]，互操作啟用基于覆蓋/業務重定向策略采用B1事件。在鄰區RSRP測量值高于B1門限時快速返回NR小區。5G-4G系統間配置覆蓋＋上行質量切換組合策略，上行質量切換采用B21事件，基站監測SA用戶上行鏈路質量，上行SINR測量值低于3 dB，若NR側RSRP測量值低于B21門限，LTE側測量值高于門限B1觸發5G-4G的切換，若沒有觸發5G-4G切換則繼續通過基于覆蓋進行測量

監控。其中上行質切策略后可先于RSRP識別5G小區上行質差用戶，將這些小區切換到覆蓋較好的LTE小區，可快速提升用戶感知。頻段特性上分別利用700 MHz/2.6 GHz覆蓋特性實現頻率協同：700 MHz深度覆蓋能力補充2.6 GHz覆蓋短板并擴大TDD下行大帶寬優勢，將現網策略由基于覆蓋調整為頻率優先級＋覆蓋的組合策略，借助靈活調度時頻資源實現速率提升，步驟如下：

1）空閑態下設置不同重現優先級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對端門限升為-97 dBm。

3）啟用700 MHz與2.6 GHz頻率優先級切換，采用A1＋A4事件。A1設為-99 dBm，A4設為-95 dBm，表示鄰頻的2.6 GHz小區中信號電平高于-95 dBm可快速返回2.6 GHz網，調整后全網上行平均速率由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。

系統間策略對系統間上行質差區域設置保護間隔，旨在保護在該場景用戶由4G重定向回5G后由于SINR波動導致的系統間乒乓切換導致的速率掉底問題。建議4G-5G重定向B1門控制在[-105 dBm， -110 dBm]區間，4G-5G重定向B1門限＞5G-4G上行質量切換B21門限＞5G-4G基于覆蓋異系統A2門限+2 dB。

3" 功能特性應用

為強化速率效果結合2.6 GHz、700 MHz頻段特性開展功能特性應用，大包遷移、SUL上行增強、下行DMRS插花特性應用后區域速率增幅顯著。

3.1" 大包遷移及SUL上行增強

針對2.6 GHz和700 MHz共站低速率問題，開啟大包遷移及SUL上行增強功能特性完成驗證：

1）大包遷移特性實現過程。用戶上行數據量達到門限時判斷該UE為大包用戶，將該用戶切換到指定優先級的頻點[8]，將上行大包遷移至FDD網絡緩解TDD網絡瓶頸，在2.6 GHz/700 MHz共站站點部署功能后可實現業務最佳承載保障用戶感知。其中2.6 GHz/"700 MHz小區會在上行/下行大包遷移功能打開后在預設時間段內根據瞬時數據量來判定是否為大包狀態后，業務按照指示遷移至共站700 MHz/2.6 GHz小區，有效規避由于無線環境導致的小包低速率問題。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上行增強特性實現過程。上行數據包分時在NR TDD和低頻SUL頻譜上發送，極大地增加了5G用戶的上行可用時頻資源[9]，但R16 SUL上行增強技術相比R16上行CA，可實現上下行頻段解耦，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，可實現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信道質量估計[10]，基于下行速率選擇信號好但低速率小區開啟DMRS插花開關后在DMRS符號未發送導頻的RE上面發送數據，配置上可將Type1下單端口1/2的RE分配業務，Type2下單端口2/3的RE分配業務，并對Type2下按照不同調制門限進行校正。Type1DMRS特性應用后在MCS[10，16]區間下行速率增幅10%；Type2DMRS特性應用后在MCS[16，22]區間下行速率增幅15%，如圖5所示。

4" 結" 論

圍繞5G用戶速率感知本文對端到端空口定位方法進行了改造，并將2.6 GHz/700 MHz功能特性及組網策略融入至端到端分析模型中，應用后對多層網間影響速率的要素完成定位的同時，可通過組網策略及功能特性應用實現速率問題的最終解決。

參考文獻：

[1] 夏丹.面向智能工廠的5G網絡服務質量優化關鍵技術研究 [D].廣州：華南理工大學，2023.

[2] 王春劍.IEEE 802.11ax標準MAC層多用戶隨機接入技術研究 [D].成都：西南交通大學，2020.

[3] 鄒昌光，朱祖聰.基于MCS/RANK精細優化的5G NR速率提升研究 [J].信息通信，2020（11）：183-187.

[4] 許文輝，紀純妹，胡琳欣，等.5G用戶下載速率低問題分析和處理 [J].廣東通信技術，2022，42（9）：65-68.

[5] 張國新，陳凱，王哲，等.5G網絡規模部署與智慧運營 [M].北京：人民郵電出版社，2023.

[6] 張葉江，陳捷，劉毅，等.一種降低城區網格道路5G重疊覆蓋率的新方法 [J].電信科學，2024，40（1）：83-91.

[7] 黃嫚嫚，郝雋，黃翔，等.基于APP感知速率拐點的4G/5G協同優化研究 [J].江蘇通信，2024，40（1）：26-30.

[8] 虞輝，王君君.基于頻率優先級的上行大包遷移策略研究與應用 [J].江蘇通信，2020，36（6）：14-19＋81.

[9] 夏龍根.5G弱場下的上行增強技術研究及應用 [J].電信工程技術與標準化，2024，37（6）：33-36.

[10] 高尚蕾，張治中，段浴，等.5G系統中基于解調參考信號的信道估計方法 [J].電訊技術，2021，61（2）：191-196.