NSA網(wǎng)絡(luò)的錨點優(yōu)先策略研究

韓 喆

（中國移動通信集團廣東有限公司，廣東 廣州 510623）

1 概 述

5G NSA的組網(wǎng)模式下，NSA終端必須占用LTE錨點小區(qū)后，才能使用5G業(yè)務(wù)提升用戶感知。如何實現(xiàn)現(xiàn)網(wǎng)LTE站點與5G錨點站之間的業(yè)務(wù)遷移，確保5G用戶優(yōu)先體驗5G網(wǎng)絡(luò)的同時均衡錨點站與現(xiàn)網(wǎng)LTE站點業(yè)務(wù)，是當(dāng)前NSA終端移動性策略遇到的重要問題。

NSA組網(wǎng)的4G錨點選擇，需要綜合考慮諸多因素，如產(chǎn)業(yè)成熟、載頻性能（覆蓋、容量）、投資成本（利舊現(xiàn)網(wǎng)、NR與LTE可實現(xiàn)共站建設(shè)降低X2接口工程成本）、能夠快速建網(wǎng)部署等，優(yōu)先采用FDD作為錨點站。將特定UE在多層網(wǎng)區(qū)域駐留在特定網(wǎng)絡(luò)層，可通過SPID配置功能來實現(xiàn)需求，即通過網(wǎng)絡(luò)側(cè)配置使特定用戶駐留在指定網(wǎng)絡(luò)層中。目前，SPID功能的用戶遷移可通過2種方式來實現(xiàn)。

1.1 基于SPID的切換、重選及均衡策略

SPID（Subscriber Profile ID）是在HSS中給UE分配的用戶識別入口標(biāo)識。SPID取值范圍是1～256，其中1～128是運營商可以配置的值，129～256是3GPP預(yù)留的。SPID不是必須的，但是如果UE配置了SPID則是會在UE網(wǎng)絡(luò)附著時由HSS發(fā)送給MME，作為UE上下文內(nèi)容之一存儲在MME中[1]。其中，UE的SPID信息會通過下面4種信令發(fā)送給eNB。

（1）UE從ECM-IDLE轉(zhuǎn)化為ECM-CONNECTED模式時：通過INITIAL CONTEXT SETUP REQUEST將包含SPID信息的UE Context發(fā)送給eNB。

（2）基于S1的切出時：通過包含SPID信息的S1AP:HANDOVER REQUIRED消息。

（3）基于S1的切入時：通過包含SPID信息的S1AP:HANDOVER REQUEST消息。

（4）基于X2切換時：通過包含SPID信息的X2AP:HANDOVER REQUEST (source eNB -＞ target eNB)消息。

基于SPID策略需要核心網(wǎng)HSS配置SPID，當(dāng)前5G商用策略“不換卡不換號”，無法準(zhǔn)確獲取全量的5G用戶號碼，適用于小范圍5G用戶。以某省為例，現(xiàn)網(wǎng)用戶的SPID分為3種，一種為普通LTE用戶未簽約，SPID為空值；一種為普通LTE用戶簽約SPID為256；最后是少量5G用戶簽約SPID為26。

1.2 基于UE能力的切換、重選及均衡策略

該策略功能實現(xiàn)與基于SPID的功能完全一致，區(qū)別在于不用核心網(wǎng)特殊設(shè)置SPID，只基于UE的終端能力進(jìn)行判斷[2]。經(jīng)現(xiàn)網(wǎng)測試，現(xiàn)網(wǎng)4G卡只要應(yīng)用于5G終端就可以進(jìn)行5G業(yè)務(wù)，區(qū)別僅在與簽約速率與5G卡存在差距。與當(dāng)前5G“不換卡不換號”的商用策略相符。因此，完全可以使用基于UE能力的判斷來區(qū)別現(xiàn)網(wǎng)用戶。該策略無需修改核心網(wǎng)SPID，基于UE能力實現(xiàn)，操作簡單。

2 用戶遷移策略

2.1 空閑態(tài)、連接態(tài)遷移

NSA終端空閑、連接狀態(tài)遷移流程如圖1所示。現(xiàn)網(wǎng)配置了多層網(wǎng)互操作策略，具體過程為：將錨點小區(qū)專用優(yōu)先級設(shè)置最高級7；使用異頻A5切換，錨點站、服務(wù)小區(qū)電平滿足切換條件時5G用戶開始向錨點站切換；錨點小區(qū)提高異頻測量門限，使用A4切換至LTE現(xiàn)網(wǎng)小區(qū)。

圖1 NSA終端狀態(tài)遷移流程

在部署SPID策略后，小區(qū)級起測門限修改導(dǎo)致現(xiàn)網(wǎng)TF融合均衡策略變化，原作為容量層吸收業(yè)務(wù)的D頻段與FDD頻段切換次數(shù)增加，D頻段、FDD頻段切換成功次數(shù)及切換嘗試次數(shù)環(huán)比略有增長，E頻段、F頻段的切換成功次數(shù)及切換嘗試次數(shù)環(huán)比略有下降，但總體各頻段的切換成功率保持穩(wěn)定。

2.2 空閑態(tài)負(fù)載均衡

NSA終端空閑態(tài)負(fù)載均衡流程如圖2所示。對于LTE站點，期望5G終端被均衡至錨點站，因此對MOPR下的負(fù)載均衡頻點進(jìn)行配置，MODPR不做配置。即LTE站點下空閑態(tài)專用負(fù)載均衡僅對5G終端生效；對于錨點站，期望4G終端被均衡至LTE現(xiàn)網(wǎng)站，因此對MODPR下的負(fù)載均衡頻點進(jìn)行配置，MOPR不做配置，即錨點站下空閑態(tài)專用負(fù)載均衡僅對4G終端生效。UE從連接態(tài)釋放進(jìn)入空閑態(tài)時，在RRC Release消息中攜帶NSA錨點優(yōu)先級下發(fā)給UE，UE基于該優(yōu)先級進(jìn)行小區(qū)重選到高優(yōu)先級的頻點上進(jìn)行駐留[3]。

基于UE能力的空閑態(tài)負(fù)載均衡仍復(fù)用原來LTIMLB的門限參數(shù)，為保證5G用戶及時遷移，需將負(fù)載均衡參數(shù)設(shè)置到極限。經(jīng)驗證，在MOPR配置空閑態(tài)負(fù)載均衡頻點，MODPR不配置負(fù)載均衡頻點的情況下，空閑態(tài)負(fù)載均衡功能對普通用戶不生效。

2.3 基于A4切換的負(fù)載均衡遷移

圖2 NSA終端空閑態(tài)負(fù)載均衡流程

NSA終端基于A4切換的負(fù)載均衡遷移流程如圖3所示。核心網(wǎng)設(shè)置不同QCI的用戶可以對應(yīng)設(shè)置不同SPID組，并且設(shè)定不同的優(yōu)先級。這樣在LB進(jìn)行用戶選擇的時候，基于SPID優(yōu)先級選擇目標(biāo)用戶群。針對不同的SPID組，可以指定切出目標(biāo)頻點。負(fù)載均衡時向SPID用戶向?qū)Ｓ妙l率層進(jìn)行定向負(fù)載均衡，普通用戶執(zhí)行現(xiàn)網(wǎng)配置的負(fù)載均衡策略。此策略可通過負(fù)荷均衡門限設(shè)置，將SPID用戶定向均衡至指定頻點小區(qū)。站點采用A4切換，不影響現(xiàn)網(wǎng)異頻起測設(shè)置[4]。

原負(fù)載均衡時基于負(fù)荷的交換，除了需要配置本小區(qū)的負(fù)荷門限外還需配置鄰小區(qū)的負(fù)荷門限。理論上只有當(dāng)鄰小區(qū)負(fù)荷小于本小區(qū)時才進(jìn)行負(fù)荷均衡，在極端參數(shù)設(shè)置下，本小區(qū)與鄰小區(qū)負(fù)荷均設(shè)置為0，此時仍可以進(jìn)行負(fù)載均衡切換。

3 應(yīng)用方案

3.1 基于SPID的用戶遷移

將演示用5G卡SPID修改為26，普通用戶不做特殊設(shè)置；同時在基站側(cè)設(shè)置基于SPID的連接態(tài)與空閑態(tài)用戶遷移策略。核心網(wǎng)為NSA終端配置了特殊的SPID進(jìn)行標(biāo)記，無線基站通過識別這個標(biāo)記，為這類用戶配置特殊的重選參數(shù)，將錨定小區(qū)的頻點配置為高優(yōu)先級，引導(dǎo)NSA終端優(yōu)先占用錨點頻點。假如NSA終端從非錨定小區(qū)或者錨定小區(qū)RRC釋放時，通過讀取“無線鏈路連接釋放”消息攜帶的錨定頻點是高優(yōu)先級，優(yōu)先占用到錨定小區(qū)。

該方案在前期5G用戶較少，開通5G站點區(qū)域較小時進(jìn)行配置，但需在核心網(wǎng)HSS進(jìn)行配置，當(dāng)前5G商用策略“不換卡不換號”，無法準(zhǔn)確獲取全量的5G用戶號碼，適用于小范圍5G用戶，為當(dāng)前過渡方案。

3.2 基于UE能力的LTE站點負(fù)載均衡

在LTE現(xiàn)網(wǎng)站點配置基于UE能力的負(fù)載均衡策略，通過空閑態(tài)及連接態(tài)負(fù)載均衡功能識別5G終端。當(dāng)5G UE接入非錨點小區(qū)時，如果它的鄰區(qū)中存在錨點鄰區(qū)，則在連接態(tài)下主動發(fā)起向錨點鄰區(qū)的定向切換，或在RRC釋放過程中攜帶IMMCI重選信息引導(dǎo)5G終端遷移至錨點小區(qū)。在錨點小區(qū)通過獨立的移動性策略和RRC釋放過程中攜帶IMMCI重選信息確保NSA終端在錨點小區(qū)、頻點的穩(wěn)定占用，多功能配合使用，達(dá)到優(yōu)先占用錨點小區(qū)的目的。

同時4G終端的測量頻點不配置錨點站頻點，負(fù)載均衡門限的特殊參數(shù)設(shè)置（例如1%）可以將全部5G終端通過A4切換、高優(yōu)先級重選進(jìn)行遷移，普通終端仍駐留在LTE站點。該方案需考慮5G終端基于負(fù)荷均衡分擔(dān)到錨點小區(qū)后，UE存在觸發(fā)均衡、切換回到非錨點小區(qū)的情況，需要設(shè)置切換保護(hù)帶（部分廠家MLB乒乓切換抑制功能，也可以作為補充方案），適用于現(xiàn)網(wǎng)低容量場景，減少了核心網(wǎng)操作，同時對現(xiàn)網(wǎng)LTE站點無影響。

3.3 基于UE能力的雙向負(fù)載均衡

LTE現(xiàn)網(wǎng)站點配置基于UE能力的連接態(tài)及空閑態(tài)負(fù)載均衡策略，4G終端測量包含錨點站頻點在內(nèi)的所有LTE頻點，根據(jù)實際覆蓋情況進(jìn)行自由切換；同時5G終端通過空閑態(tài)及連接態(tài)負(fù)載均衡功能遷移至錨點站。在部分場景下，錨點站承擔(dān)了較多的容量壓力，如果出現(xiàn)錨點容量受限場景，會影響5G用戶的網(wǎng)絡(luò)感知，因此5G錨點小區(qū)繼承現(xiàn)網(wǎng)LTE基于UE能力的連接態(tài)及空閑態(tài)負(fù)載均衡策略，讓非NSA用戶負(fù)荷均衡到非錨點小區(qū)，NSA用戶留在錨點小區(qū)從而使用5G網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。當(dāng)錨點站小區(qū)負(fù)荷大于一定門限（例如50%），可優(yōu)先將4G終端用戶遷移至LTE現(xiàn)網(wǎng)站點，保證5G用戶駐留感知。

圖3 NSA終端基于A4切換的負(fù)載均衡遷移流程

該應(yīng)用方案對本文章節(jié)3.2方案進(jìn)行了補充，避免5G終端通過均衡等方式回到非錨點，但切換問題還是要設(shè)置一定的切換帶進(jìn)行乒乓切換抑制，避免頻繁切換對客戶感知造成影響。

4 結(jié) 論

在NSA組網(wǎng)模式下，如何及時將NSA終端遷移到錨點小區(qū)并保證穩(wěn)定占用，是當(dāng)前NSA終端移動性策略遇到的重要問題。本文討論了基于SPID的用戶遷移、基于UE能力的LTE站點負(fù)載均衡以及基于UE能力的雙向負(fù)載均衡三種錨點優(yōu)先的應(yīng)用方案：方案一適用于前期小規(guī)模用戶演示場景，可保證5G用戶的感知；方案二適用于LTE低負(fù)荷場景，保證5G用戶的感知優(yōu)先；方案三適用于高負(fù)荷場景，可充分利用5G錨點站吸收現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)，同時保障5G用戶感知。目前推薦的方案是基于UE能力的雙向負(fù)載均衡策略，無需在核心網(wǎng)HSS進(jìn)行數(shù)據(jù)配置，既能及時將NSA終端遷移到錨點小區(qū)并保證穩(wěn)定占用，同時可以保障4/5G用戶體驗感知，以實現(xiàn)“占得上”和“留得住”兩大能力。