摘要;文章主要介绍了当前5G网络NSA组网架构下,采用锚点站进行5G覆盖的原理和Option3x模型下,网络的优化方法和组网方案。
关键词:移动通信、NSA、5G组网、覆盖优化、切换
0、概述:
随着移动通信技术的不断发展,5G网络概念不断深入人心。低时延、高可靠、超大规模连接等技术指标远超4G网络。2020年运营商也不断加大对5G网络的建设投入,以求在庞大的5G网络市场上抢得先机。但是,传统的4G网络依然存在,如果完全抛弃传统网络,全面从4G网络“硬升级”至5G网络,将会对运营商的网络成本带来巨大的压力,因此,如何从4G网络稳健、快速、低成本的升级至5G网络成为各大运营商思考的一个问题。
基于网络的现状,3GPP提供了三种NSA的组网架构供运营商进行选择:Option3/3A架构、Option7/7A架构和Option4/4A架构。Option7/7A的组网架构,4G基站和5G基站共用5G网络的核心网,该组网架构下,用户想要用到5G网络,需要同时升级无线网和核心网,网络演进速度较慢,演进成本高;Option4/4A的组网架构与Option7/7A的组网架构基本类似,其区别在于Option4/4A的组网架构5G基站为主站,4G基站为辅站,要想实现连续的5G网络覆盖,需要建设大量的5G站点,而Option7/7A的组网架构下,4G网络为主站,5G站点为辅站,在前期利用现有的4G基站进行覆盖,业务面享用5G的站点资源,相对适用于网络现状,整体较Option4/4A的组网架构低;Option3/3A的组网架构下,4G基站和5G基站共用4G网络的核心网,不需要建立5G网络核心网,只需要新建5G网络基站即可,即利用了5G的网络技术,又减少了技术演进的成本压力,整体网络演进成本低,目前为大多数运营商所采用。
Option3/3A的组网架构,根据数据流的走向不同,又分为Option3、Option3A、Option3X三种模式,当前的5G网络,采用Option3x的方式进行组网,此种模型下,以4G站为主站,5G站为辅站进行网络覆盖。由于信令面承载在4G网络上,因此锚点站的覆盖水平,决定了当前5G网络的覆盖水平,当前5G网络的覆盖优化主要基于锚点站的覆盖展开。
1、锚点的基本概念
锚点小区概念:NR站点覆盖区域内的所有FDD1800或F频小区。NSA用户信令面承载在LTE,承载信令面的LTE小区即被称为锚点小区,频点被称为锚点频点。
非锚点小区概念:NR站点覆盖区域内的非FDD1800或F频小区。必须开通专用锚点优选功能的为非锚点小区。
普通4G小区:NR站点覆盖区域外的其它LTE小区
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图 1 NSA组网的基本流程
NSA组网架构下的4G锚点选择,需要综合考虑很多的因素,如产业成熟、载频性能(覆盖、容量)、投资成本(利旧现网、NR与LTE可实现共站建设降低X2接口工程成本)、是否能够快速建网部署等。
2、锚点频点选择策略
锚点的选择主要基于终端的支持能力、候选锚点的覆盖/容量、基础性能等多个维度进行考虑,其基本原则如下:
评估维度 评估方法概述
终端支持能力 选择NSA终端支持度最高的频点作为锚点:例如当前高通X50、海思Balong5000及后续芯片终端均支持FDD1800和F频段作为锚点
锚点覆盖水平 NSA锚点必须做到覆盖连续,否则在无锚点覆盖的区域无法添加5G;同时锚点的覆盖范围一定要大于5G覆盖范围;
商用终端所支持的NSA锚点有限,对于主流终端所支持的锚点,如果当前覆盖较差则必要时需要进行新建站补盲。
锚点覆盖水平参考现网VoLTE建网标准。要求锚点可选频段覆盖率满足DL RSRP>-108dBm的样本比例要达到95%,才能满足NSA组网需求。
锚点容量 考虑锚点本身容量需求及未来分流功能的使用,优先选择上下行频带宽容量大的频点作为高优先级锚点
锚点基础性能 若锚点各频点的基础性能(包括接入、切换成功率、掉话率、RRC重建比、乒乓切换次数等)存在较大差异,并且基础性能差的频点难以优化提升,则建议优先选择基础性能好的频点作为NSA高优先级锚点
表格 1 锚点的选择对比表
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基于以上分析,推荐的锚点频段为FDD1800和F频段。外场测试1.8G和1.9G作为锚点,NR的网络性能基本相当,但是考虑到FDD 1800在网络覆盖和上行方面的优势,条件许可的地市,建议优先选择FDD1800的网络频段。
3、单双锚点配置策略
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表格 2 锚点策略对比表
5G建网初期采用NSA(非独立)组网模型,信令流通过4G基站(锚点)接入核心网,锚点每次切换、掉话、重建都会大幅度影响5G的速率体验。根据现场测试,锚点每切换一次,5G平均速率约降低15%-45%
4、网络锚点的具体选择方法
基于选定的频段和频点,规划具体的锚点小区时,同样涉及两种方式:
(1)5G建设区域内锚点频点所有小区
(2)5G建设区域内锚点频点部分小区
两种方式特点如下:
第一种方式优点:当前处于5G规模建设阶段,5G站点逐渐从点到线到面扩展,覆盖范围越来越大。如果逐步对5G规划区域内的锚点小区进行NSA功能配置,由于工程建设批次多时间紧,容易存在锚点漏改造问题,影响5G站点的单验和优化进度,同时商用阶段也会影响用户的体验,另外对于锚点相关的4-5G邻区的配置优化,以及锚点的优先级功能应用的配置优化等优化工作,均可能产生问题。而如果按照5G的建设工期,对规划范围内锚点频点所有小区批量进行NSA锚点功能配置工作,则整体效率会更高,且漏配、错配的问题均可高效规避和解决。因此,推荐5G网络建设区域的所有锚点小区均进行NSA功能配置,但4-5G邻区仍然按需添加。且在厂家支持情况下,需通过参数配置来保证,只有锚点配置了5G的邻区时,SIB2消息中广播upperlayerindication-r15信息,终端才能显示驻留在5G。
第二种方式的优点:锚点层在满足连续覆盖的基础上,选择尽量少的小区,减少锚点层切换,减少邻区配置数量,有利于网络性能的提升。在建网初期,建议只升级与NR共站的LTE站点和第一圈邻区的站点作为锚点站点。
目前,为保证用户占用5G网络后的使用感知,优先推荐第二种方式进行锚点小区的选择。如果选择第一种方式,也需要在配置参数时进行控制,只选择与NR共站或第一圈邻区的锚点站点进行相关的参数配置。
5、结束语
现阶段,5G网络采用Option3X的方式进行部署,其信令面由4G网络进行承载。其基本的组网思想是:在满足网络覆盖的前提下,减少终端的测量和切换,以提升网络性能和用户感知。在这个基本思想的指导下,是采用单锚点的策略还是双锚点的策略,不应该仅通过理论验证,应该基于本地市的网络覆盖特点,基于实际的网络覆盖情况,进行分析部署。各地市可以根据本区域网络的实际覆盖特点,积极地进行尝试,选用恰当的组网策略进行网络覆盖和网络优化。
参考文献:
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[4]面向5G协作通信系统的资源分配技术综述[J].徐前斌.重庆邮电大学学报.2019(02)
[5]《5G网络架构》作者:杨峰义张建敏王海宁出版社:中国工信出版集团