5G异厂家边界优化的研究和创新

【摘  要】为优化5G异厂家边界切换，解决异厂家边界干扰问题，通过研究总结前期试点和现网实际保障经验，首次针对5G组网异厂家边界优化，创新性提出带SN和不带SN的切换优化，通过配置对齐解决系统内干扰优化的感知提升策略。在现网基础上大幅提高异厂家邊界5G测试速率，提升用户感知。这为后续大规模的5G网络优化，尤其是异厂家边界优化提供参考借鉴。

【关键词】切换优化;SSB频点配置;CSI-RS配置

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2019.12.001      中图分类号：TN929.5

文献标志码：A      文章编号：1006-1010（2019）12-0002-08

引用格式：黄云飞，佘莎. 5G异厂家边界优化的研究和创新[J]. 移动通信， 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组网涉及到4G锚点站和5G NR站，5G的网络结构、切换原理、信道时频域配置等都与传统网络不同，现有的优化经验远不能满足5G的组网需求。

边界区域异厂家之间的5G组网优化，涉及四个网络（厂家1的LTE和NR，厂家2的LTE和NR）和两个厂家的协同，场景和切换关系复杂，且由于各厂家在信道时频域配置方面存在自有设置，这会造成相互干扰，严重影响边界区域的用户感知。针对切换优化和系统内干扰优化，急需从原理上进行分析，拉通对齐双方参数算法，才能避免边界干扰，平滑进行切换过渡，保证边界用户感知。

1   项目创新方案

本项目的创新思路是在无5G网络优化经验的基础上，首次针对5G组网异厂家边界优化，提出带SN和不带SN的切换优化策略，并可通过信道时频域配置对齐解决系统内干扰问题，在现网基础上大幅提高异厂家边界5G测试速率，提升用户感知。本项目的创新遵循“功能验证”“区域试点”“成效评估”的原则展开。

1.1  异厂家边界切换优化方案

5G小区间的切换分为同厂家内部小区间切换和异厂家间小区间切换。针对这两种方式采用不同的优化思路。

（1）边界区域同厂家内部NSA小区间切换优化方法

边界区域同厂家内部NSA小区间切换，优化方向为从小区间不带SN切换优化到带SN切换。从而避免切换过程中速率掉坑现象，提升用户感知。

1）带SN切换信令流程（如图1）

2）创新策略优势

采用不带SN的切换，5G切换会经历先删腿、进行锚点切换、锚点切换后再加腿的过程，这将导致切换过程出现掉坑现象，影响网络连片下的性能提升和速率连续性。同厂家内部的带SN切换可以有效解决该问题，提升用户感知。

（2）边界区域异厂家间NSA小区间切换优化方法

1）原理介绍

异厂家NSA小区间切换采用不带SN切换（如图2），切换过程中存在SN释放和LTE切换到目标小区后SN添加两个过程。

图2    异厂家NSA小区间切换采用不带SN切换

◆UE在锚点LTE1和NR1的覆盖区内，已接入LTE/NR双连接。

◆UE向基站锚点LTE2移动时触发MN切换，从锚点LTE1切换到锚点LTE2。此种场景下源MN在切换命令下发后，先发起SN释放流程，释放SN。

◆LTE切换到目标小区后，再触发SN添加流程，将SN添加到目标侧MN。

2）协议信令流程

不带腿切换的本质是MN切换触发SN在源小区的释放和在目标小区的添加。

◆NSA组网SN添加信令的流程如图3所示。

◆SN删除信令流程如图4所示。

3）测试前台空口信令

◆LTE侧接入信令流程：终端发起Attach request Msg。

◆NR侧信令：NR侧系统消息广播。

◆SN添加信令流程：NR信号强度达到B1事件门限，UE上报B1测量报告，添加NR辅载波。

◆不带SN切换信令流程：UE先在源4G小区删除NR辅载波，完成从源4G小区到目的4G小区的切换，再在目的4G小区添加NR辅载波。

4）优化策略

当采用不带SN切换，RF优化策略如下：

◆4G/5G尽可能按照1：1建设，测试路线上每个4G小区都有一个同站5G小区，通过RF优化，使得同站4G/5G尽量同覆盖。

◆4G覆盖优化良好，无弱覆盖、越区覆盖、乒乓切换等问题。

◆4G/5G按照1：1组网，且在4G/5G基本同覆盖的情况下，邻区只要做到同覆盖4G到5G单向邻区，5G到5G可以不需要邻区。

◆对于测试路线上个别确实无法做到4G/5G基本同覆盖的点，譬如存在5G小区没有同站4G小区的情况，需要现场测试寻找最优切换。

5）邻区配置原则

◆LTE->LTE，对于站内邻区，只需要增加同频邻区关系;对于站间邻区，需要增加外部邻区，并增加同频邻区关系。

◆NR->NR，所有NR站内的小区都互配邻区，并且对路线上所有的NR站点小区都互配了邻区。对于站内邻区，需要增加邻区关系;对于站间邻区，需要增加外部邻区。

◆LTE-NR邻区，将路线上所有的NR站点都配置成了LTE的NR邻区。LTE-NR邻区配置都是在LTE上完成。

6）相关切换参数

边界优化时，需将厂家间切换参数进行拉通对比，从前期试点梳理结果来看，目前厂家间的参数设置都有一定差异，后续将根据规模网络的优化经验，统一初始切换参数设置。

1.2  异厂家边界干扰优化方案

（1）边界SSB频点配置对齐原理

NR下行物理信道的时频域分布如图5所示。

PDCCH：时域占用时隙前1～3符号，频域使用资源可配置;支持PDCCH和PDSCH相同符号上FDM资源共享。

DMRS for PDSCH：時域位置可配置;频域密度和使用资源可配置;支持DMRS和PDSCH相同符号上FDM资源共享。

SSB：时域位置固定，固定4符号;频域占用20RB，频域位置可配置;支持SSB和PDSCH相同符号上FDM资源共享。

CSI-RS：时域位置可配置，频域位置和带宽可配置;支持CSI-RS和PDSCH相同符号上FDM资源共享。

协议定义SSB的频点可以灵活选取，和中心频点的选择没有直接关系。根据协议，SSB频点配置有SSB_DESC_TYPE_NARFCN（绝对频点）和SSB_DESC_TYPE_GSCN（全局同步信道号）两种方式。

从上述SSB的信道特征可以看出，要保证邻区间SSB不干扰PDSCH，要满足时域、频域对齐原则：SSB频点对齐、SSB波束个数对齐。

1）频点对齐

SSB频域未对齐干扰PDSCH示意图如图6所示。

2）SSB波束个数对齐

NR场景下，若SSB在频域或时域上对不齐，则可能产生干扰。当频域对齐后，如果SSB时域上出现对不齐，同样会产生干扰。与LTE 每个TTI都被邻区CRS干扰不同，SSB是有一定周期的干扰，因此需要考虑周期干扰对平均MCS的影响。

（2）边界CSI-RS配置对齐原理

CSI-RS时域位置可配置，频域位置和带宽可配置。同SSB频点配置统一一样，为避免邻区CSI RS对本小区PDSCH产生干扰，建议全网配置统一，尤其边界区域双方厂家需保证配置一致。

例如可统一配置所有PMI的CSI RS都在slot0， slot10， slot20， slot30， ....，CQI和RSRP的CSI RS都在slot1，周期为40 slot。邻区和本区的配置完全一致，这样就不会出现因为邻区在某个符号发CSI RS，本区在这个符号上发PDSCH，导致邻区CSI RS对本区PDSCH产生干扰。

2    项目创新方案实施验证过程

2.1  切换优化方案验证

（1）优化前问题描述

测试发现在厂家边界两个站间路测时有速率掉坑情况（如图7所示），但两个站点都属一个厂家，属同厂家内部切换问题。

图7    NSA组网站间切换优化前速率掉坑

（2）路测数据分析

分析测试信令发现，路测过程中LTE锚点小区切换必然触发NR Cell Release。LTE锚点小区切换完成后则会重新执行NR Cell Add。显然带SN切换开关没有打开。

（3）创新方案实施及效果

1）方案实施

◆厂家1站点在网管侧打开SN开关及相关参数进行设置。无线参数->LTE FDD->E-UTRAN FDD->EN-DC策略表，打开“带SN切换”开关。

◆厂家2站点，在保证切换的4G锚点站间已配置X2链路，同时在源和目的4G锚点站都与5G NR站点配置了X2链路的前提下，无需额外开关设置，即执行带SN的小区间切换。

2）方案效果

切换速率掉坑问题得以解决，用户感知有效提升，如图8所示：

图8    NSA组网站间切换优化后速率连续

（4）结论

在NSA网络下，前期由于锚点升级和5G开通不连片等原因，路测优化时无法带SN切换。5G切换过程会先删腿、锚点切换后再加腿，导致切换出现掉坑现象，严重影响到网络连片下性能提升和速率的连续性。某博览会室外连片优化中，排除万难推动站点连片开通，为性能连续性和打造高质量5G精品网奠定了基础。后续需借鉴经验对连片5G区域进一步进行带SN切换优化，保障高质量高性能连片网络。

2.2  干扰优化方案验证

（1）室外场景验证

1）干扰优化前问题描述

室外拉网测试过程中发现在某些覆盖很好（SSB RSR>-80 dBm，SSB SINR>20 dB）的路段，下行业务速率较低。针对这些覆盖很好但业务速率较低的路段进行单点测试，发现部分路段存在如下两个问题：

问题1：个别路段驻留测试小区上使用的MCS很低，与SINR不匹配;

问题2：个别路段驻留测试小区上终端上报RI为2，下行只能使用2流，导致下行业务速率受到限制。

2）干扰优化前问题分析

◆问题1排查

检查加腿重配（RRC Reconfiguration）信令，发现终端驻留测试小区和周围邻区均采用8P2B配置，CRI 40和CRI 41的CSI-RS资源用于PMI测量。但终端驻留测试小区的CSI-RS周期配置为10 ms，时隙偏移分别为6和16。周围邻区的CSI-RS周期配置均为20 ms，时隙偏移分别为10和30。两者配置不一致，会导致周围邻区CSI-RS对终端驻留小区的固定时隙造成干扰。

按时隙统计终端CRC Fail误块，发现时隙10上误块率在85%左右，如图9所示。显然终端在时隙10上受到了固定干扰。

图9    时隙10上CRC Fail误块严重

◆问题2排查

检查加腿重配（RRC Reconfiguration）信令，发现终端驻留测试小区的CSI-RS周期配置为20 ms，时隙偏移分别为6和16。CSI-IM周期配置为20 ms，时隙偏移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配置与CSI-RS配置冲突，在终端进行干扰检测的位置上存在CSI-RS参考信号的发送，从而导致终端上报RI降低，CQI上报不准，速率降低。

3）创新方案实施

将驻留测试小区CSI-RS周期和时隙偏移修改到与周围邻区一致（周期20 ms，时隙偏移分别为10和30）。

4）指标对比

在该路段重新进行测试，下行平均MCS从12提升到20，终端上报RI从2提升到4，下行MAC层速率则从138 Mb/s提升到270 Mb/s，相关指标统计如表1所示。

5）小结

CSI-RS周期和时隙偏移需要全网配置一致，配置不一致时会导致CSI-RS对其它小区的业务信道造成干扰，影响下行MCS和业务速率。

CSI-IM周期和时隙偏移配置需要避免和CSI-RS配置产生冲突，否则会导致终端上报RI降低，CQI上报不准，下行业务速率降低。

（2）室内外场景验证

1）干扰优化前问题描述

优化期间发现厂家1的5G宏站与厂家2的5G有源室分覆盖交叠区域双方下载速率都不理想。厂家1室外宏站正常覆盖区域下载速率平均在700 Mb/s以上，在两个厂家覆盖交叠区下载速率只有400 Mb/s，厂家2有源室分室内测试速率大约为200 Mb/s。

2）干扰优化前问题分析

关闭厂家2有源室分测试厂家1宏站5G下载速率可以达到700 Mb/s以上。打开厂家2有源室分测试厂家1宏站5G下载速率为400 Mb/s左右。

进一步结合现象分析MCS低，调制方式无法达到256QAM高阶，推测是厂家小区参考信号（CSI-RS）配置不同导致在双方覆盖交叠区域参考信号对业务产生干扰，影响下载速率。

厂家CSI-RS参数配置情况如表2所示，确实存在宏站和室分配置不一致的小区。

表2    厂家CSI-RS参数配置情况

参数 厂家1宏站

取值 厂家2有源室分取值1 厂家2有源室分取值2

CSIRSPERIOD 40 10 40

CSIRESOURCENUM 4 1 4

CSI-RS符号在配置周期内偏移的slot数 0; 10; 20; 30 0 0; 10; 20; 30

3）创新方案实施

将厂家1宏站和厂家2室分的CSI-RS参数配置修改一致，如表3所示：

表3    厂家1宏站和厂家2室分的参数配置

参数 宏站和室分取值

CSIRSPERIOD 40

CSIRESOURCENUM 4

CSI-RS符号在配置周期内偏移的slot数 0; 10; 20; 30

4）优化前后对比

打开厂家2有源室分，厂家1宏站5G下载速率受影响不大。

5）小结

CSI-RS周期和时隙偏移需要全网配置一致（包括室内外小区间），配置不一致时会导致CSI-RS对其它小区的业务信道造成干扰，影响下行MCS和业务速率。

3   结论

通过创新项目研究，总结如下异厂家边界优化感知提升经验，可以借鉴推广：

（1）同厂家内部NSA小区间切换，优化方向为从小区间不带SN切换优化到带SN切换。从而避免切换过程中速率掉坑的现象，提升用户感知。

（2）異厂家间NSA小区间切换，无法执行带SN切换，先删腿、再进行4G锚点间切换、再加腿，切换优化方向是通过RF优化尽量保证4G/5G同站覆盖，优化梳理切换关系，避免频繁删腿和加腿。

（3）异厂家边界区域，CSI-RS周期和时隙偏移需要全网配置一致，配置不一致时会导致CSI-RS对其它小区的业务信道造成干扰，影响下行MCS和业务速率。

（4）异厂家边界区域，SSB 频点和SSB波束个数需要配置一致，配置不一致也会导致SSB对其他小区的业务信道造成干扰。

参考文献：

[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] 张建国，徐恩，肖清华. 5G NR频率配置方法[J]. 移动通信， 2019，43（2）： 37-41.

[4] 刘潇蔓，陈卓. LTE-NR双连接技术探讨[C]//面向5G的LTE网络创新研讨会（2017）论文集. 广州： 移动通信编辑部， 2017.

[5] 邓安达，高松涛，程日涛，等. 5G NSA组网技术方案研究[J]. 移动通信， 2019，43（6）： 16-20.

[6] 张炎俊，刘璐. NSA部署初期的移动性管理优化策略[J]. 电信工程技术与标准化， 2019（7）： 52-55.

[7] 杨旭，肖子玉，邵永平，等. 5G网络部署模式选择及演进策略[J]. 电信科学， 2018，34（6）： 144-152.

[8] 王志勤，徐菲. 关于5G组网技术路线的分析与建议[J]. 电信科学， 2019（7）.★