基于SSB 异频组网提升室分驻留的策略研究

陆 璐 钱国宝

1.中国移动通信集团江苏有限公司盐城分公司；2.扬州大学

0 引言

现阶段的NR（New Radio，新空口，即5G 空口技术标准）商用网络部署情况是频带N41，带宽100MHz，频率范围2515MHz-2615MHz，SSB（Synchronization Signal and PBCH block，同步信号和物理广播信道块）固定为6312。由于所有小区采用固定配置，小区间切换只能采用基于A3 的切换事件，而同频切换是一直测量的，也就是说相邻小区会不断地比较各小区的信号强弱来判定切换的发生。此时网络无法通过参数控制小区向相邻小区的切换，导致室内外小区间切换频繁，严重影响用户感知。

在3GPP 协议中明确规定，SSB 采用GSCN 编号方式，其位置可以在小区的全部CRB（Common Resource Block，通用资源块）范围内任意位置灵活配置。基于此，提出了一种不同小区间采用相同的频率资源而使用不同的SSB 频率位置，创造出异频组网的条件，并将小区间的切换策略由A3 事件触发改为A2+A5事件触发，从而对不同的SSB频点设置不同的切换门限，达到控制终端切换的目的。这一策略的实施有助于解决室内外信号间的频繁切换问题，最终实现用户稳定驻留的目标。

1 技术原理

NR 系统采用波束赋形技术，对每类信道和信号都会形成能量更集中、方向性更强的窄波束。但是相对宽波束（比如LTE 波束），窄波束的覆盖范围有限，一个波束无法完整覆盖小区内的所有用户，因此NR 引入了波束扫描的方法来覆盖整个小区内的所有用户，即基站在某一个时刻可以发送一个波束方向，通过多个时刻发送不同方向的波束以覆盖整个小区，如图1 所示。

图1 SSB 波束扫描示意图

在每个波束中，都要配置PSS、SSS、PBCH、DMRS for PBCH，以便UE 实现下行同步，且PSS、SSS、PBCH、DMRS for PBCH 必须同时发送。为了确保PSS、SSS、PBCH、DMRS for PBCH 可 以 同 时 发 送，NR 系统将PSS/SSS、PBCH 和DMRS for PBCH 组合在一起，并称其为同步信号块SSB，对应的波束称为SSB 波束。

如图2 所示，一个SSB 在时域上连续占用4 个符号，频域上占用20 个RB（即240 个子载波）。其中PSS 和SSS 在时域上分别占用SSB 中的符号0 和符号2，频域上分别占用127 个子载波。PBCH（含DMRS for PBCH）在时域上占用SSB 中的符号1 和符号3，频域上分别占用240 个子载波，此外还占用符号2 中两端各48 个子载波。

图2 SSB 示意图

NR 支持SSB 的频域位置灵活配置，可通过参数NRDUCell.SsbFreqPos 配置小区SSB 的频域位置，通过参数NRDUCell.SsbDescMethod 配置小区SSB 频域位置描述方式。

针对不同SCS（Sub-Carrier Spacing）和频段，NR 给出了多种SSB在时域的Pattern，分别命名为Case A、Case B、Case C、Case D、Case E。不同Pattern 下，SSB 的最大个数和起始符号位置不同，如图3 所示。

图3 SSB 时域Pattern

当前版本支持的时域Pattern 为：FDD 仅支持Case A，TDD 低频支持Case A、Case C，TDD 高频支持Case D。

不同工作频率的最大SSB 个数不同，如表1 所示。

表1 各频段波束个数

3GPP TS 38.104 V15.4.0 标准中已经明确定义了SSB 采用基于同步栅格的GSCN 进行编号，编号规则见表2。

对于0～3000MHz 频率，当前产品支持表2 中M 的取值可以为1、3 或5。

表2 同步栅格与编号

2 方案设计

方案设计分为两步，第一步是确定SSB 频点，因为室分、宏站小区的频率范围是一致的，仅仅SSB 的GSCN 号不同，这里第一步必须需要确认SSB 频点位置；第二步是设计移动性策略，确定SSB 频点后，根据3GPP 规定的S 准则和R 准则，以及切换算法相关参数进行移动性策略的参数设计。

2.1 确定SSB 频点

基于N41 频段2515MHz-2615MHz 共计100MHz 的部署情况，并依据3GPP 协议中的GSCN 编号规则，计算SSB 的中心频率位置。主要涉及的公式如下：

其中，Frequency_center_ssb 表示SSB 中心频率位置，M表示补偿，N 表示基数。

其中，GSCN 表示全球同步信道栅格编号，M 表示补偿，N 表示基数。

将GSCN=6312 代入公式2，得到N、M 的唯一解分别为2104 和3。再将M、N 代入公式1，可知SSB 中心频率位置为2524.95Mhz。SSB 中心频率距离CRB 下边界频率距离为2524.95-2515=9.95MHz，距离CRB 上边界频率距离为2615-2524.95=90.05MHz，由此可知SSB 的中心位置在CRB的下边界。

对此，考虑到频率越高，其衰减越快，而室内场景主要为短距离覆盖，故而建议将室分小区的SSB 设置在CRB 的上边界，加快其衰减速度。

经过公式1、2 反向推导，室分小区的SSB 应为6510，nARFCN 号为520830，见表3。

表3 频点配置方案数据

图4 为频域位置示意图。

图4 SSB 频域位置

2.2 移动性策略制定

为实现室内外差异化，依据室分场景的边缘业务需求（100Mbps），制定调整室分、宏站小区的切换、重选策略，从而实现差异化的目标。图5 为切换策略配置示意图。

图5 移动性策略配置

3 方案验证

3.1 目标与验证方案

目标选取八菱华庄整个居民小区作为方案验证点。该居民小区范围内包含室分外打小区和宏站小区，满足连续覆盖要求。方案设计上将室分小区SSB 频点由6312 修改为6510，小区重选优先级由6 修改为7，并同步修改周边小区相关配套参数。

如表4 所示，调整方案涉及5G 室分小区、5G 宏站小区、4G 锚点小区三类目标小区的参数调整方案，有频点修改、添加异频频点、调整重选参数、调整切换参数。

表4 调整方案

3.2 测试评估

测试中选取好、中、差三类点位，分别测试至少10 次上传、下载任务，以10 次的平均值作为最终测试数据，详细情况如表5 所示。

表5 定点测试对比表

如表5 所示，好、中、差点的SS-SINR 分别提升5.25dB、13.70dB、14.67dB，提升明显；好、中、差点的上传速率分别提升-2.01pp、4.02pp、14.23pp，中、差点有明显改善，上行速率保持在50Mbps 以上；好、中、差点的下载速率分别提升0.69pp、-2.23pp、-10.46pp，中、差点有所劣化，主要由SSB对PDSCH 信道干扰导致，但下载速率依旧保持在350Mbps 以上；好、中、差点的误块率分别下降0.74pp、3.29pp、7.21pp，改善明显；MCS 阶数无明显变化。

如图6 所示，调整后SS-RSRP 弱覆盖路段（黄色部分）有所增加，经分析，由于切换策略的改变使得覆盖能力有少许下降，但依旧保持在-100dBm 以上，不影响用户使用。

图6 SS-RSRP 覆盖图

如图7 所示，调整后SS-SINR 优质路段（深绿色部分）明显增加，整体信号干扰明显下降。虽然覆盖有所下降，但其信道质量得到了大幅改善。

图7 SS-SINR 覆盖图

如表6 所示，调整后平均SS-RSRP 下降1.8dB，平均SSSINR 提升14.16dB，NR 覆盖率提升至100%，测试区域内室分小区占用比例由59.14%提升到100%，稳定占用室分小区；下载速率下降35.56%，因受切换参数A2 门限-100dBm、A51门限-102dBm、A52 门限-96dBm 影响（边缘场景增加）导致，但总体满足下载速率达到400Mbps 的要求。

表6 拉网测试对比表

3.3 小结

经过目标选取、方案设计、测试评估，结果表明该居民区平均SS-RSRP 下降1.8dB，SS-SINR 提升14.16dB，覆盖率提升至100%，测试区域内室分小区占用比例由59.14%提升到100%，达到稳定占用室分小区的目标，并对用户感知无明显影响。

4 结束语

在5G 网络中，使用同一无线频率资源组网，采用SSB 异频组网，可以降低小区间SSB 信道干扰，提升小区PBCH 的解调性能，并有效控制UE 在室分小区下的驻留，降低室内外乒乓切换的情况，达到改善用户感知的目的。该方案有助于NR 制式同频部署场景下的室内外话务分流控制，降低室内信号外泄造成的影响，为室内外用户提供差异化感知。