高流量窗口場景4/5G 協同優化研究與應用

陶意歡

(中國電信集團有限公司南京分公司，江蘇 南京 210008)

截至2021 年一季度月，國內各運營商均推出4G 流量升級套餐并緊跟5G 新基建的步伐，推出5G 高流量套餐，對消費心態產生了明顯的積極引導和刺激。由于用戶行為導致的流量抑制不斷得到釋放，用戶對視頻業務的使用頻次、視頻節目分辨率顯著提升。其中抖音、愛奇藝、騰訊流量占比顯著提高，嗶哩嗶哩等新應用開始普及。與此同時，單用戶DOU 高速同步增長，高流量用戶占比不斷提高，視頻業務的流量占比已超45%。

對于高流量商務區、大型體育場館等密集話務、關鍵窗口場景，隨著用戶行為變化，用戶對網絡資源消耗、評價網絡方式也在深刻轉變。在此背景下，需重新審視高流量場景無線網建設策略，亦需結合對用戶行為的精確分析和感知拐點研究，大膽創新、利用全新思路和技術手段進行無線能力部署和優化。

本文在實踐的基礎上，建立差異化用戶體驗的4/5G 容量規劃和信源投放體系，確保資源精確投入；針對4G 網絡負荷疏忙，運用錯頻組網實現容量和用戶感知的雙提升；最后，針對5G網絡，建立了一套完善的參數優化體系，確保切換、RANK、CQI和波數特性達到最優，分流4G 話務，降低網絡整體負荷。

本文的成果已經在南京重點核心商圈、奧體體育場、南京南站、南京站和夫子廟景區等重點窗口場景大面積推廣，用戶感知得到明顯提升，網絡負荷達到均衡。同時，本文中的宏微協同優化策略已成功申請發明專利，專利號：ZL201710981685.6.

1 基于用戶感知速率場景化因子建模的容量預測和規劃方法

通過大量測試，對網頁業務，主要影響感知因素為打開時延(用戶側感知為瀏覽時延)。隨用戶增加，PRACH 資源、PDCCH、PUCCH資源利用率和上行PRB 利用率增長幅度較小；而下行業務信道PRB 利用率增長最快，成為網頁用戶的感知影響的最大因素及制約瓶頸。具體而言，網頁首屏時延在下行PRB 利用率達到65%時明顯增加，下行PRB 利用率達到90%時，時延急劇增加，影響業務感知。

基于高流量區域進行建模和預測評估，結合歷史話統計算增長系數、特定區域系數修正(政企破壁)等建立容量、負荷預測模型，計算并得出未來容量演進方案及載波需求，并匹配多產品創新解決方案提前做好滾動擴容預測和規劃，預防高負荷帶來用戶感知體驗甚至投訴的風險，總體流程機制如圖1。

圖1 網絡容量規劃原則

通過以上扇區載波計算，制定容量規劃原則如下：

步驟1：數據準備，對需要擴容的小區，統計小區級全量MR(measurement report，本文指用戶手機終端信號強度)。

步驟2：用戶遠近點判決(遠近點門限建議100m～150m)，識別遠點、近點用戶。

步驟3：室內外判決，在遠近點判決結果的基礎上，統計室內和室外MR 條數，若室內MR 條數＞室外MR 條數，則用戶判定為室內，否則判定為室外。

步驟4：容量解決方案匹配：用戶分布近點，優先使用扇區劈裂方案；用戶分布遠點室外：優先采用桿微站補熱。

若用戶分布遠點室內且樓宇為高層高價值樓宇，則優先采用數字化室分，若用戶分布遠點室內且樓宇為低層或低價值樓宇，則優先室外打室內。

步驟5：桿微站補熱點位確定，在步驟3 的基礎上，選取MR數量TOP1 柵格，作為桿站候選點位。

步驟6：與覆蓋站點去重，當所有站點規劃完畢后，需要與覆蓋的解決方案去重。當覆蓋規劃桿站和容量規劃桿站30m 內，建議去重。

具體流程圖如圖2。

圖2 4/5G 無線網規劃方案制定原則

對南京主城區標志性高流量場景進行分析，通過以上算法，精確制定差異化覆蓋方案，通過宏微協同、室內外立體覆蓋、異頻組網等，見表1。以南京地鐵1 號線北線為例，軌行區采用漏纜天線，站臺站廳采用有源室分方案，4/5G 多頻組網方案開通后，隨著5G 分流比升高，4G 流量和負荷明顯下降，用戶感知提升明顯。總體情況如圖3 所示。

表1 南京部分高流量場景4/5G 覆蓋方案

圖3 南京地鐵1 號線5G 分流走勢圖

2 4G 錯頻組網實現容量和用戶感知雙提升

對標友商的室外頻點資源豐富，降低同頻干擾和重疊覆蓋的策略，結合電信頻帶資源，創新提出了利用Band1 的2145-2170MHz 頻段，配置100 和500 兩個20M帶寬頻點，考慮到設備支持情況，后修改為100(20M)和475(15M)頻點。同時，根據實際情況調整切換參數，使得用戶占用SINR 最優頻點。

當前現網多頻組網策略涉及2.6G TDD、1.8G FDD、2.1G FDD、800M FDD，大帶寬(2.6/1.8/2/1)之間通過A2+A3 事件做異頻切換，大帶寬與小帶寬(800M)之間通過A2+A4 事件做異頻切換，同時，800M打開基于頻率優先級的異頻切換。

而在本次錯頻組網中，為了讓室外用戶優先占用2.1G 的兩個頻點，1.8G 與2.1G 之間的異頻切換需要使用A2+A4 事件，2.1G 之間的異頻切換通過A2+A3 事件觸發，那么針對小帶寬800M，創新增加了“A5 事件+頻率偏置”的策略，通過對800M頻點配置頻率偏置，在1.8/2.1G 配置800M 2452 的異頻頻點疊加上頻率偏置，使得“A5 門限1+頻率偏置”等于異頻測量啟動門限，見圖4。

圖4 4G 切換策略優化圖

切換門限如圖5 所示，其中，“A5 門限1”可以單獨設置(異頻切換判決時的源小區低于此門限)，“A5 門限2”(異頻切換判決時的目標小區高于此門限)與A4 門限共用，所以疊加-15dB的頻率偏置，使得800M 目標小區的RSRP 判決門限為-90+(-15)=-105dBm。

目前該方案已在新街口商圈進行復制推廣，并逐步在其他核心高流量區域實施，以新街口為例，錯頻方案不再局限于只占用2.1G 的兩個錯頻頻點，而是充分利用各頻點在部分區域干擾低的優勢，占用全部頻點。通過切換參數優化，在不同路段占用最優頻點的同時兼顧負荷均衡，相對大網切換參數設置可避免FDD2.1G 的資源浪費，最終達到既提升了室外道路覆蓋效果，又提升用戶感知的效果，優化后指標提升如圖6 所示。

圖6 南京新街口錯頻優化效果評估

3 基于5G NSA 組網的4/5G 協同優化策略

3GPP 協議定義了多種5G 網絡部署方式，根據5G 控制面錨點不同區分為兩大類：獨立組網(SA)和非獨立組網(NSA)：

SA(獨立組網)：5G 無線網與核心網之間的NAS 信令(如注冊，鑒權等)通過5G 基站傳遞，5G 可以獨立工作。

NSA(非獨立組網)：5G 依附于4G 基站工作的網絡架構，5G 無線網與核心網之間的NAS 信令(如注冊，鑒權等)通過4G基站傳遞,5G 無法獨立工作。

SA 優勢在于4G 改造少，且一步到位，無二次改造成本，5G與4G 異廠商組網靈活，且端到端5G 易拓展垂直行業；NSA 優勢在于對核心網及傳輸網新建/改造難度低，對5G 連續覆蓋要求壓力小，目前國內運營商在5G 網絡建網初期多選擇NSA 網路推進5G 網絡快改造，并逐步向SA 網絡轉變。

對于南京高流量場景，為實現話務梳忙和用戶感知提升，多采用4/5G 多頻立體組網的建設策略，當5G 實施NSA 組網模式，NSA 終端必須占用錨點小區后，才能使用5G 業務提升用戶感知。如何及時將NSA 終端遷移到錨點小區并保證穩定占用，是當前面臨的重要問題，也是當前NSA 終端移動性策略遇到的重要問題。

前5G 實施NSA 組網模式，NSA 終端必須占用錨點小區后，才能使用5G 業務提升用戶感知。如何及時將NSA 終端遷移到錨點小區并保證穩定占用，是當前NSA 終端移動性策略遇到的重要問題。目前推薦的方案是開啟定向切換功能實現錨點優先。5G 建設區域內4G 非錨點小區均建議開啟定向切換功能，以實現“占得上”和“留得住”兩大能力：

“占得上”：非錨點側開啟該功能，可實現在初始接入、切換入、RRC 釋放等場景觸發NSA 用戶快速從非錨點網絡遷移到錨點網絡；

“留得住”：錨點側開啟該功能，依托4/5G 移動性參數解耦和RRC 釋放消息攜帶專屬優先級，可保證NSA 用戶穩定駐留錨點網絡。

NSA 優先占用錨點小區方案4/5G 高流量場景過程如圖7所示。

圖7 5G 錨點優選策略圖

4G 的頻率優先級設置為E＞D＞F=FDD，錨點專用優先級建議，見圖8。

圖8 5G 錨點配置方案

(1)1.8G FDD 或2.1GFDD 段配置為NSA 錨點，設置為高優先級;(下圖以FDD 1800 是錨點為例；如果是雙錨點，可配置FDD1800 優先級7，2.1G 頻段優先級6，其余頻段優先級0；如果是單錨點，可配置單錨點優先級6 或7，其余配置為0)。

(2)其余頻段配置為非NSA 錨點，則設置NSA 錨點優先級為0，表示不能作為NSA 錨點。

通過該策略，對南京夫子廟景區進行系統優化，該區域5G通過64TR 宏站和路燈微站進行宏微協同立體覆蓋，采用雙錨點策略，建設優化前后該高流量場景平均速率提升為885Mbps，總體情況如表2 所示。

表2 夫子廟景區優化前后指標對比

4 結論

本文成果已經在南京重點核心商圈、奧體體育場、南京南站、南京站和夫子廟景區等重點窗口場景大面積推廣，用戶感知得到明顯提升，網絡負荷達到基本均衡。經實踐驗證，該方法充分實現了對用戶無線網業務需求的有效承載，對感知導向、差異服務、彈性容量的新型無線網能力打造，亦是一種積極且富有成效的探索。