5G異廠家邊界優化的研究和創新

【摘 ?要】為優化5G異廠家邊界切換，解決異廠家邊界干擾問題，通過研究總結前期試點和現網實際保障經驗，首次針對5G組網異廠家邊界優化，創新性提出帶SN和不帶SN的切換優化，通過配置對齊解決系統內干擾優化的感知提升策略。在現網基礎上大幅提高異廠家邊界5G測試速率，提升用戶感知。這為后續大規模的5G網絡優化，尤其是異廠家邊界優化提供參考借鑒。

【關鍵詞】切換優化;SSB頻點配置;CSI-RS配置

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2019.12.001 ? ? ?中圖分類號：TN929.5

文獻標志碼：A ? ? ?文章編號：1006-1010（2019）12-0002-08

引用格式：黃云飛，佘莎. 5G異廠家邊界優化的研究和創新[J]. 移動通信， 2019，43（12）： 2-9.

Research and Innovation of 5G Different Manufacturers' Boundary Optimization

HUANG Yunfei1， SHE Sha2

（1. Guangdong Branch of China Telecom Co.， Ltd.， Guangzhou 510180， China;2. Guangdong Telecom Planning and Design Institute Co.， Ltd.， Guangzhou 510630， China）

[Abstract]?In order to optimize the boundary handover of 5G different manufacturers and solve the issue of the boundary interference， this paper first summarizes the previous pilot and actual network support experience， and then proposes to optimize the handover with and without SN for the boundaries of different manufacturers in 5G networks. Furthermore， a perceptual enhancement strategy is proposed to resolve intra-system interference optimization through configuration alignment. On the basis of the existing network， 5G test rate of different manufacturers' boundaries is greatly improved and the user perception is improved. It provides reference for subsequent large-scale 5G network optimization， especially for different manufacturers.

[Key words]handover optimization; SSB frequency configuration; CSI-RS configuration

0 ? 引言

5G組網涉及到4G錨點站和5G NR站，5G的網絡結構、切換原理、信道時頻域配置等都與傳統網絡不同，現有的優化經驗遠不能滿足5G的組網需求。

邊界區域異廠家之間的5G組網優化，涉及四個網絡（廠家1的LTE和NR，廠家2的LTE和NR）和兩個廠家的協同，場景和切換關系復雜，且由于各廠家在信道時頻域配置方面存在自有設置，這會造成相互干擾，嚴重影響邊界區域的用戶感知。針對切換優化和系統內干擾優化，急需從原理上進行分析，拉通對齊雙方參數算法，才能避免邊界干擾，平滑進行切換過渡，保證邊界用戶感知。

1 ? 項目創新方案

本項目的創新思路是在無5G網絡優化經驗的基礎上，首次針對5G組網異廠家邊界優化，提出帶SN和不帶SN的切換優化策略，并可通過信道時頻域配置對齊解決系統內干擾問題，在現網基礎上大幅提高異廠家邊界5G測試速率，提升用戶感知。本項目的創新遵循“功能驗證”“區域試點”“成效評估”的原則展開。

1.1 ?異廠家邊界切換優化方案

5G小區間的切換分為同廠家內部小區間切換和異廠家間小區間切換。針對這兩種方式采用不同的優化思路。

（1）邊界區域同廠家內部NSA小區間切換優化方法

邊界區域同廠家內部NSA小區間切換，優化方向為從小區間不帶SN切換優化到帶SN切換。從而避免切換過程中速率掉坑現象，提升用戶感知。

1）帶SN切換信令流程（如圖1）

2）創新策略優勢

采用不帶SN的切換，5G切換會經歷先刪腿、進行錨點切換、錨點切換后再加腿的過程，這將導致切換過程出現掉坑現象，影響網絡連片下的性能提升和速率連續性。同廠家內部的帶SN切換可以有效解決該問題，提升用戶感知。

（2）邊界區域異廠家間NSA小區間切換優化方法

1）原理介紹

異廠家NSA小區間切換采用不帶SN切換（如圖2），切換過程中存在SN釋放和LTE切換到目標小區后SN添加兩個過程。

圖2 ? ?異廠家NSA小區間切換采用不帶SN切換

◆UE在錨點LTE1和NR1的覆蓋區內，已接入LTE/NR雙連接。

◆UE向基站錨點LTE2移動時觸發MN切換，從錨點LTE1切換到錨點LTE2。此種場景下源MN在切換命令下發后，先發起SN釋放流程，釋放SN。

◆LTE切換到目標小區后，再觸發SN添加流程，將SN添加到目標側MN。

2）協議信令流程

不帶腿切換的本質是MN切換觸發SN在源小區的釋放和在目標小區的添加。

◆NSA組網SN添加信令的流程如圖3所示。

◆SN刪除信令流程如圖4所示。

3）測試前臺空口信令

◆LTE側接入信令流程：終端發起Attach request Msg。

◆NR側信令：NR側系統消息廣播。

◆SN添加信令流程：NR信號強度達到B1事件門限，UE上報B1測量報告，添加NR輔載波。

◆不帶SN切換信令流程：UE先在源4G小區刪除NR輔載波，完成從源4G小區到目的4G小區的切換，再在目的4G小區添加NR輔載波。

4）優化策略

當采用不帶SN切換，RF優化策略如下：

◆4G/5G盡可能按照1：1建設，測試路線上每個4G小區都有一個同站5G小區，通過RF優化，使得同站4G/5G盡量同覆蓋。

◆4G覆蓋優化良好，無弱覆蓋、越區覆蓋、乒乓切換等問題。

◆4G/5G按照1：1組網，且在4G/5G基本同覆蓋的情況下，鄰區只要做到同覆蓋4G到5G單向鄰區，5G到5G可以不需要鄰區。

◆對于測試路線上個別確實無法做到4G/5G基本同覆蓋的點，譬如存在5G小區沒有同站4G小區的情況，需要現場測試尋找最優切換。

5）鄰區配置原則

◆LTE->LTE，對于站內鄰區，只需要增加同頻鄰區關系;對于站間鄰區，需要增加外部鄰區，并增加同頻鄰區關系。

◆NR->NR，所有NR站內的小區都互配鄰區，并且對路線上所有的NR站點小區都互配了鄰區。對于站內鄰區，需要增加鄰區關系;對于站間鄰區，需要增加外部鄰區。

◆LTE-NR鄰區，將路線上所有的NR站點都配置成了LTE的NR鄰區。LTE-NR鄰區配置都是在LTE上完成。

6）相關切換參數

邊界優化時，需將廠家間切換參數進行拉通對比，從前期試點梳理結果來看，目前廠家間的參數設置都有一定差異，后續將根據規模網絡的優化經驗，統一初始切換參數設置。

1.2 ?異廠家邊界干擾優化方案

（1）邊界SSB頻點配置對齊原理

NR下行物理信道的時頻域分布如圖5所示。

PDCCH：時域占用時隙前1～3符號，頻域使用資源可配置;支持PDCCH和PDSCH相同符號上FDM資源共享。

DMRS for PDSCH：時域位置可配置;頻域密度和使用資源可配置;支持DMRS和PDSCH相同符號上FDM資源共享。

SSB：時域位置固定，固定4符號;頻域占用20RB，頻域位置可配置;支持SSB和PDSCH相同符號上FDM資源共享。

CSI-RS：時域位置可配置，頻域位置和帶寬可配置;支持CSI-RS和PDSCH相同符號上FDM資源共享。

協議定義SSB的頻點可以靈活選取，和中心頻點的選擇沒有直接關系。根據協議，SSB頻點配置有SSB_DESC_TYPE_NARFCN（絕對頻點）和SSB_DESC_TYPE_GSCN（全局同步信道號）兩種方式。

從上述SSB的信道特征可以看出，要保證鄰區間SSB不干擾PDSCH，要滿足時域、頻域對齊原則：SSB頻點對齊、SSB波束個數對齊。

1）頻點對齊

SSB頻域未對齊干擾PDSCH示意圖如圖6所示。

2）SSB波束個數對齊

NR場景下，若SSB在頻域或時域上對不齊，則可能產生干擾。當頻域對齊后，如果SSB時域上出現對不齊，同樣會產生干擾。與LTE 每個TTI都被鄰區CRS干擾不同，SSB是有一定周期的干擾，因此需要考慮周期干擾對平均MCS的影響。

（2）邊界CSI-RS配置對齊原理

CSI-RS時域位置可配置，頻域位置和帶寬可配置。同SSB頻點配置統一一樣，為避免鄰區CSI RS對本小區PDSCH產生干擾，建議全網配置統一，尤其邊界區域雙方廠家需保證配置一致。

例如可統一配置所有PMI的CSI RS都在slot0， slot10， slot20， slot30， ....，CQI和RSRP的CSI RS都在slot1，周期為40 slot。鄰區和本區的配置完全一致，這樣就不會出現因為鄰區在某個符號發CSI RS，本區在這個符號上發PDSCH，導致鄰區CSI RS對本區PDSCH產生干擾。

2 ? ?項目創新方案實施驗證過程

2.1 ?切換優化方案驗證

（1）優化前問題描述

測試發現在廠家邊界兩個站間路測時有速率掉坑情況（如圖7所示），但兩個站點都屬一個廠家，屬同廠家內部切換問題。

圖7 ? ?NSA組網站間切換優化前速率掉坑

（2）路測數據分析

分析測試信令發現，路測過程中LTE錨點小區切換必然觸發NR Cell Release。LTE錨點小區切換完成后則會重新執行NR Cell Add。顯然帶SN切換開關沒有打開。

（3）創新方案實施及效果

1）方案實施

◆廠家1站點在網管側打開SN開關及相關參數進行設置。無線參數->LTE FDD->E-UTRAN FDD->EN-DC策略表，打開“帶SN切換”開關。

◆廠家2站點，在保證切換的4G錨點站間已配置X2鏈路，同時在源和目的4G錨點站都與5G NR站點配置了X2鏈路的前提下，無需額外開關設置，即執行帶SN的小區間切換。

2）方案效果

切換速率掉坑問題得以解決，用戶感知有效提升，如圖8所示：

圖8 ? ?NSA組網站間切換優化后速率連續

（4）結論

在NSA網絡下，前期由于錨點升級和5G開通不連片等原因，路測優化時無法帶SN切換。5G切換過程會先刪腿、錨點切換后再加腿，導致切換出現掉坑現象，嚴重影響到網絡連片下性能提升和速率的連續性。某博覽會室外連片優化中，排除萬難推動站點連片開通，為性能連續性和打造高質量5G精品網奠定了基礎。后續需借鑒經驗對連片5G區域進一步進行帶SN切換優化，保障高質量高性能連片網絡。

2.2 ?干擾優化方案驗證

（1）室外場景驗證

1）干擾優化前問題描述

室外拉網測試過程中發現在某些覆蓋很好（SSB RSR>-80 dBm，SSB SINR>20 dB）的路段，下行業務速率較低。針對這些覆蓋很好但業務速率較低的路段進行單點測試，發現部分路段存在如下兩個問題：

問題1：個別路段駐留測試小區上使用的MCS很低，與SINR不匹配;

問題2：個別路段駐留測試小區上終端上報RI為2，下行只能使用2流，導致下行業務速率受到限制。

2）干擾優化前問題分析

◆問題1排查

檢查加腿重配（RRC Reconfiguration）信令，發現終端駐留測試小區和周圍鄰區均采用8P2B配置，CRI 40和CRI 41的CSI-RS資源用于PMI測量。但終端駐留測試小區的CSI-RS周期配置為10 ms，時隙偏移分別為6和16。周圍鄰區的CSI-RS周期配置均為20 ms，時隙偏移分別為10和30。兩者配置不一致，會導致周圍鄰區CSI-RS對終端駐留小區的固定時隙造成干擾。

按時隙統計終端CRC Fail誤塊，發現時隙10上誤塊率在85%左右，如圖9所示。顯然終端在時隙10上受到了固定干擾。

圖9 ? ?時隙10上CRC Fail誤塊嚴重

◆問題2排查

檢查加腿重配（RRC Reconfiguration）信令，發現終端駐留測試小區的CSI-RS周期配置為20 ms，時隙偏移分別為6和16。CSI-IM周期配置為20 ms，時隙偏移16，如下所示：

csi-IM-ResourceToAddModList

{

{

csi-IM-ResourceId 0，

csi-IM-ResourceElementPattern pattern1：

{

subcarrierLocation-p1 s0，

symbolLocation-p1 13

}

freqBand

{

startingRB 0，

nrofRBs 160

}

periodicityAndOffset slots20：16

}

{

csi-IM-ResourceId 1，

csi-IM-ResourceElementPattern pattern1：

{

subcarrierLocation-p1 s0，

symbolLocation-p1 13

}

freqBand

{

startingRB 0，

nrofRBs 160

}

periodicityAndOffset slots20 ： 16

}

}

由配置可見，CSI-IM配置與CSI-RS配置沖突，在終端進行干擾檢測的位置上存在CSI-RS參考信號的發送，從而導致終端上報RI降低，CQI上報不準，速率降低。

3）創新方案實施

將駐留測試小區CSI-RS周期和時隙偏移修改到與周圍鄰區一致（周期20 ms，時隙偏移分別為10和30）。

4）指標對比

在該路段重新進行測試，下行平均MCS從12提升到20，終端上報RI從2提升到4，下行MAC層速率則從138 Mb/s提升到270 Mb/s，相關指標統計如表1所示。

5）小結

CSI-RS周期和時隙偏移需要全網配置一致，配置不一致時會導致CSI-RS對其它小區的業務信道造成干擾，影響下行MCS和業務速率。

CSI-IM周期和時隙偏移配置需要避免和CSI-RS配置產生沖突，否則會導致終端上報RI降低，CQI上報不準，下行業務速率降低。

（2）室內外場景驗證

1）干擾優化前問題描述

優化期間發現廠家1的5G宏站與廠家2的5G有源室分覆蓋交疊區域雙方下載速率都不理想。廠家1室外宏站正常覆蓋區域下載速率平均在700 Mb/s以上，在兩個廠家覆蓋交疊區下載速率只有400 Mb/s，廠家2有源室分室內測試速率大約為200 Mb/s。

2）干擾優化前問題分析

關閉廠家2有源室分測試廠家1宏站5G下載速率可以達到700 Mb/s以上。打開廠家2有源室分測試廠家1宏站5G下載速率為400 Mb/s左右。

進一步結合現象分析MCS低，調制方式無法達到256QAM高階，推測是廠家小區參考信號（CSI-RS）配置不同導致在雙方覆蓋交疊區域參考信號對業務產生干擾，影響下載速率。

廠家CSI-RS參數配置情況如表2所示，確實存在宏站和室分配置不一致的小區。

表2 ? ?廠家CSI-RS參數配置情況

參數 廠家1宏站

取值 廠家2有源室分取值1 廠家2有源室分取值2

CSIRSPERIOD 40 10 40

CSIRESOURCENUM 4 1 4

CSI-RS符號在配置周期內偏移的slot數 0; 10; 20; 30 0 0; 10; 20; 30

3）創新方案實施

將廠家1宏站和廠家2室分的CSI-RS參數配置修改一致，如表3所示：

表3 ? ?廠家1宏站和廠家2室分的參數配置

參數 宏站和室分取值

CSIRSPERIOD 40

CSIRESOURCENUM 4

CSI-RS符號在配置周期內偏移的slot數 0; 10; 20; 30

4）優化前后對比

打開廠家2有源室分，廠家1宏站5G下載速率受影響不大。

5）小結

CSI-RS周期和時隙偏移需要全網配置一致（包括室內外小區間），配置不一致時會導致CSI-RS對其它小區的業務信道造成干擾，影響下行MCS和業務速率。

3 ? 結論

通過創新項目研究，總結如下異廠家邊界優化感知提升經驗，可以借鑒推廣：

（1）同廠家內部NSA小區間切換，優化方向為從小區間不帶SN切換優化到帶SN切換。從而避免切換過程中速率掉坑的現象，提升用戶感知。

（2）異廠家間NSA小區間切換，無法執行帶SN切換，先刪腿、再進行4G錨點間切換、再加腿，切換優化方向是通過RF優化盡量保證4G/5G同站覆蓋，優化梳理切換關系，避免頻繁刪腿和加腿。

（3）異廠家邊界區域，CSI-RS周期和時隙偏移需要全網配置一致，配置不一致時會導致CSI-RS對其它小區的業務信道造成干擾，影響下行MCS和業務速率。

（4）異廠家邊界區域，SSB 頻點和SSB波束個數需要配置一致，配置不一致也會導致SSB對其他小區的業務信道造成干擾。

參考文獻：

[1] 3GPP. 3GPP TS 36.331 V15.6.0： Evolved Universal Terrestrial Radio Access （E-UTRA）; Radio Resource Control （RRC）; Protocol specification （Release 15）[S]. 2019.

[2] 3GPP. 3GPP TS 38.331 V15.5.1： NR; Radio Resource Control （RRC） protocol specification （Release 15）[S]. 2019.

[3] 張建國，徐恩，肖清華. 5G NR頻率配置方法[J]. 移動通信， 2019，43（2）： 37-41.

[4] 劉瀟蔓，陳卓. LTE-NR雙連接技術探討[C]//面向5G的LTE網絡創新研討會（2017）論文集. 廣州： 移動通信編輯部， 2017.

[5] 鄧安達，高松濤，程日濤，等. 5G NSA組網技術方案研究[J]. 移動通信， 2019，43（6）： 16-20.

[6] 張炎俊，劉璐. NSA部署初期的移動性管理優化策略[J]. 電信工程技術與標準化， 2019（7）： 52-55.

[7] 楊旭，肖子玉，邵永平，等. 5G網絡部署模式選擇及演進策略[J]. 電信科學， 2018，34（6）： 144-152.

[8] 王志勤，徐菲. 關于5G組網技術路線的分析與建議[J]. 電信科學， 2019（7）.★