重慶電信5G NSA上行覆蓋能力提升研究

摘要：目前在國內，5G的主流頻段還是2.6G/3.5G，由于2.6G/3.5G的頻率較高，跟3/4G所用的2.1GHZ或者1.8GHZ相比，穿透損耗大、信號衰減快。此外手機體積小能力弱，且由于輻射指標的限制，在TDD雙發(fā)場景下也就最大26dBm（0.4瓦），平均23dBm（0.2瓦）的發(fā)射功率，路徑上還要經歷重重折損，離基站稍微遠點，還沒到達基站就衰減殆盡了。本次5G NSA上行覆蓋能力提升研究，主要就是為解決NR基站的上行覆蓋不足的問題，目前我們提出了三種解決此問題的手段，分別是上行動態(tài)分流、上行Fallback to LTE、上行CoMP策略，并通過驗證后，在全網實施取得了不錯的效果。

關鍵詞：5G;NSA;上行動態(tài)分流;上行Fallback to LTE;上行CoMP策略

業(yè)務類別：5G、上行覆蓋、參數優(yōu)化及驗證

一、概述

通過通信理論可知，頻段越高，上下行覆蓋差異越明顯，上行覆蓋容易受限。實際的測試、優(yōu)化過程中，明顯也感覺到NR 3.5G 頻段存在上下行覆蓋不平衡問題，上行為感知短板。NSA EN-DC 場景下，可將 NR 的數據流量分流到 LTE，從而利用 LTE 的上行覆蓋能力彌補 NR 上行覆蓋的不足;具體地，有三種種實現方式：1、上行動態(tài)分流：可以通過 NSA 上行分流用 LTE 上行覆蓋能力彌補 NR 上行覆蓋的不足，具體增益取決于 LTE 上行質量。2、上行Fallback to LTE：通過上行信道質量的分流特性Fallback to LTE僅在 NR 質差點占用 LTE 資源彌補 NR 上行覆蓋的不足。3、上行CoMP策略：主要是利用gNodeB服務小區(qū)和同頻鄰區(qū)的天線對一個UE的PUSCH信道上的信號進行聯合接收，并在服務小區(qū)上進行合并譯碼，獲得信號合并接收增益。

二、優(yōu)化策略

（一）上行動態(tài)分流

NSA EN-DC 場景下可配置上行同時在 NR 和 LTE 傳輸，具體地：建立雙連接時通過空口重配（RRC Connection Reconfiguration）消息的信元 primaryPath 和信元 ul-DataSplitThreshold 為 UE 配置上行主 RLC 實體和上行數據分流門限參數：

當 UE 不支持上行 Split 承載，或 UE 上行待發(fā)送數據量低于分流門限時，上行數據僅在主路徑進行傳輸; 當 UE 支持上行 Split 承載，且 UE 上行待發(fā)送數據量高于分流門限時，上行數據在兩個空口分流傳輸，具體的分流策略由終端算法決策。 上行 Split 承載 4/5G 同時傳輸特性需要終端支持，現網商用 NSA 終端僅海思芯片支持，高通芯片不支持上行分流。

（二）上行Fallback to LTE

NSA EN-DC 場景下，上行數傳可承載在 LTE PUSCH 或 NR PUSCH， 當 NR 上行 PUSCH 覆蓋受限時，網絡側可控制 UE 切換到 LTE PUSCH 上發(fā)送數據，具體的承載切換策略由基站側算法決策。通常實現如下：

基站根據 UE 上報的 NR 上行 SINR 信道質量進行判決，當滿足NR 上行 SINR 質差門限后，觸發(fā)判決，通過 RRC 消息通知 UE 上行傳輸數據路徑切換到 LTE。 當滿足 NR 上行 SINR 質優(yōu)門限后，觸發(fā)判決，重新將主路徑切換到 NR。 目前各終端均支持上行 Split 承載主路徑切換。 需要注意的是，即使PUSCH 承載在LTE， NR 側上行控制信道PRACH和 PUCCH 只能承載在 NR，NR 的 RLC 層狀態(tài)報告等非應用層數據原來需要通過 NR PUSCH 傳輸的，還繼續(xù)在 NR PUSCH 發(fā)送。

（三）上行CoMP策略

當小區(qū)邊緣用戶信號質量差，信噪比低時，用戶吞吐率會受限。CoMP（coordinated multipoint transmission/reception）功能是指gNodeB使用服務小區(qū)和同頻鄰區(qū)的天線對小區(qū)邊緣用戶的業(yè)務信道數據進行聯合處理，從而提升小區(qū)邊緣用戶的吞吐率。

gNodeB利用服務小區(qū)和同頻鄰區(qū)的天線對一個UE的PUSCH信道上的信號進行聯合接收，并在服務小區(qū)上進行合并譯碼，獲得信號合并接收增益。對于每個用戶，當前僅支持服務小區(qū)和一個協作小區(qū)的聯合接收。本功能由參數NRDUCellAlgoSwitch.CompSwitch中的子開關“INTRA_GNB_UL_COMP_SW”控制。

三、功能驗證

（一）上行動態(tài)分流

對巴南魚洞區(qū)域進行上行動態(tài)分流驗證，開啟前NR PDCP上行平均吞吐率98.16Mbps，開啟后NR PDCP上行平均吞吐率153.73Mbps，提升55.57Mbps;

2、對巴南魚洞區(qū)域NR-RSRP小于-100dBm進行對比，開啟前NR PDCP上行平均吞吐率22.82Mbps，開啟后NR PDCP上行平均吞吐率57.64Mbps，提升34.82Mbps;

（二）上行Fallback to LTE

對巴南魚洞區(qū)域進行Fallback to LTE驗證，開啟前NR PDCP上行平均吞吐率89.45Mbps，開啟后NR PDCP上行平均吞吐率99.15Mbps，提升9.7Mbps。

LTE-KPI指標，驗證區(qū)域魚洞Fallback to LTE開啟后上行PRB利用率感知速率無明顯變化。

（三）上行CoMP驗證

對巴南魚洞區(qū)域進行UL CoMP驗證，開啟前NR PDCP上行平均吞吐率99.27Mbps，開啟后NR PDCP上行平均吞吐率102.65Mbps，提升3.38Mbps。

NR-KPI指標，當UL CoMP開啟后小區(qū)站內UL CoMP平均每小時調度用戶6378147次，用戶上行速率由之前平均4.00Mbps， 提升到4.34Mbps;

四、經驗總結

重慶電信本次通過 NSA 上行分流、NSA 上行基于覆蓋回落 LTE 的功能以及上行CoMP策略的研究，彌補了 NR 上行覆蓋的不足。本次研究在不同的場景驗證十分充分的情況下，才開始在全網推廣，并取得了不錯的效果，希望本篇案例能為全國其他省市分公司正在研究此類問題，提供一種策略參考。

作者簡介：

程果（1989.01-），男，漢族，安徽省懷寧人，碩士研究生，研究方向：5G網絡，LTE網絡。