（2020年江苏省通信学会“华苏杯”论文征集三等奖）5G NSA网络异运营商异厂家室内外边界互操作策略

赵 煜 朱序均 徐明达

1.中国联合网络通信集团有限公司江苏省分公司；2.中国联合网络通信集团有限公司苏州分公司

0 引言

随着中国联通与中国电信5G网络共建共享的推进，为了实现5G网络高效覆盖，快速形成5G服务能力，增强5G网络和服务的市场竞争力，亟需解决运营商及设备厂商4/5G边界的切换问题，尤其是重点口碑场景及价值场景。因此，本文重点研究异运营商及异设备厂商间的室内、室外4/5G切换问题，并形成总结，指导后续的网络建设。

1 NSA架构5G异运营商异厂家室内外边界互操作方案

1.1 背景

现阶段联通、电信5G网络以非独立组网（Non-Standalone，NSA）为主，双方在各自承建区内开通5G站并共享，共建共享的主要方案为5G无线网络可以连接到多个运营商核心网节点（Multi-Operator Core Network，MOCN）+4G单锚点共享载波方案和5G MOCN+双锚点方案。联通、电信4/5G室内、室外边界且异厂家的场景，由于承建方4G异频A2设置较低，导致共享方NSA用户较难从承建方4G共享宏站切换至共享方室内4G锚点小区，进而较难占用共享方室分5G小区，最终影响NSA用户感知。本研究重点针对该场景（4/5G室内外异厂家）的互操作方案进行研究，并输出相应的方案总结。

1.2 4/5G室内外异厂家互操作存在的问题

联通NSA用户占用电信4/5G单锚点共享宏站，移动到联通室内后，电信宏站5G信号变弱、速率降低，由于电信4G锚点站的信号未达到NSA用户的异频起测（A2）门限，导致联通NSA用户始终占用电信4/5G小区，5G信号差，影响用户感知。电信4/5G宏站向联通4/5G室分切换场景如图1所示。

图1 4/5G室内外异厂家场景

1.3 4/5G室内外异厂家互操作方案

1.3.1 方案一：基于A2+A5异频切换方案

4G和NSA用户设置不同的异频切换参数组，针对NSA用户提高A2+A5门限。4/5G室内外异厂家互操作方案如图2所示。

图2 4/5G室内外异厂家互操作方案

方案描述：（1）针对NSA用户设置独立的异频切换参数组，承建方4G宏站和共享方4G室分间，考虑使用A2+A5，同时提高A2+A5门限，使NSA用户提前启动共享方4G室分异频测量，保证NSA用户尽可能快地切入共享方4G室分。（2）共享方4G室分小区开通空闲态锚点优选功能，并提高5G的A2和B1门限，合理控制承建方5G宏站和共享方5G室分的覆盖范围，避免宏站和室分频繁切换。

可能存在的问题：（1）针对NSA用户设置过高的A2，可能会导致共享方室外的NSA用户过早地切换到4G非共享站，无法使用5G，影响5G覆盖范围；同时也会导致承建方NSA用户过早地启动异频测量，切换至承建方其他的异频频点，切换过程中影响承建方NSA用户感知。（2）提高承建方4G宏站A2的门限，共享方4G室分开通连接态锚点优选功能，可能会存在乒乓切换的问题，因此，共享方4G室分需要关闭连接态锚点优选功能，仅开通空闲态锚点优选功能。

1.3.2 方案二：4G室分新增载波缓冲方案

共享方4G室分新开载波（开通共享），新增载波频点保持和承建方4G锚点一致。

方案描述：（1）共享方4G室分新开F2频点的载波（开通共享），F2频点保持和承建方4G宏站锚点频点一致；（2）共享方NSA用户优先通过同频切换，从承建方4G锚点站切入共享方4G室分F2频点的载波，或者从共享方4G室分F2同频切入承建方4G锚点站；（3）共享方4G室分小区的原F1频点的载波建议开通空闲态锚点优选功能，新增F2频点的载波锚点优先级设置为最高，尽量使NSA用户空闲态占用F2频点的载波；（4）共享方4G室分打开锚点小区间负载均衡优先转移普通4G用户；负载均衡和NSA解耦，打开MLB不转移NSA用户到非锚点小区功能。

可能存在的问题：（1）如果现网4G室分硬件功率已用满，在支持新开载波的情况下，新增载波需要降低载波功率，可能会导致覆盖下降；（2）如果4G室分硬件不支持新开，可能需要新增远端射频模块（Remote Radio Unit，RRU）。

2 4/5G室内外异厂家互操作方案验证

2.1 验证场景

选取电信承建区4/5G宏站（开通共享）+苏州联通新区营业厅4/5G室分（4G未开通共享、5G未开通共享）场景进行专题研究及方案验证。

2.2 基于A2+A5异频切换方案验证

2.2.1 A2+A5门限设置

选择进出口等信号会发生切换的区域，进行电信4G共享宏站和联通4G室分的信号强度测试，根据测试情况，设置电信共享4G宏站切入联通4G室分的门限。

联通新区营业厅进出口现场测试情况：电信共享4G宏站测试情况，RSRP基本稳定在-86 dBm至-92 dBm之间。联通4G室分测试情况，参考信号接收功率（Reference Signal Receiving Power，RSRP）基本稳定在-84 dBm至-88 dBm之间。

综合现场实际测试情况，针对NSA用户的异频切换参数组，建议电信共享4G锚点站切入联通4G室分，门限设置值如表1所示。

表1 NSA用户A2+A5门限配置

2.2.2 A2+A5异频方案验证

（1）联通NSA用户从承建方宏站切入共享方室分场景验证

联通NSA用户占用电信共享4G锚点站（频点1825、PCI=133）小区做业务时，服务小区RSRP小于A2门限，目标小区（联通4G室分小区频点1650、PCI=211）RSRP大于A5-2门限（-90 dBm）时，触发4G锚点异频切换且成功。联通NSA用户成功切换占用联通4G室分小区后，下发B1测量事件，且联通5G室分小区（SSB频点为636654，PCI=668）的NR-RSRP为-92 dBm，满足B1门限，启动SCG添加流程，添加成功后，联通NSA用户占用联通室分5G小区。

（2）联通NSA用户从共享方室分切入承建方共享宏站场景验证

联通NSA用户从联通新区营业厅向外移动时，用户从联通4G室分小区（1650，PCI=211）同频切换至联通室外宏站（1650，PCI=113）。联通NSA用户继续向外移动后，大约在3秒左右，联通室外宏站小区（1650，PCI=113）触发连接态锚点优选功能，切换至电信室外4G锚点站（1825，PCI=106）。

上报B1测量事件后，发送SCG添加流程，并添加成功，占用电信5G（NR小区SSB频点为627264，PCI=106）。

2.2.3 关键指标变化

对A2+A5异频方案部署前后进行了对比测试，选取在变更前后5秒进行评估，5G修改异频后，电联双方用户的下行速率及SINR均有明显提升，指标前后对比如表2所示。

表2 切换前后对比

室分4G小区流量和速率保持平稳波动，电信4G宏站小区修改针对NSA用户的A2+A5门限后，联通室分小区异频切换入次数略有增加，符合预期。联通室分4G异频切换入次数指标对比如图3所示。

图3 联通室分4G异频切换入次数指标对比

2.2.4 小结

室外宏站切入室分：提高电信室外4G锚点站A2+A5门限后，用户可以较快地从室外宏站切入室分小区，并很快发起SCG添加流程，成功占用室分5G小区。

室分切入室外宏站：从室内移动到室外后，联通NSA用户先同频切换至联通室外宏站，再通过室外宏站锚点优先切换至电信锚点站，中间多了1次同频切换流程和SCG的删除、添加流程，短暂影响NSA用户感知约3秒左右。

不同的室内外站点场景，需设置的不同A2+A5门限方案，根据本次验证建议：室外宏站针对NSA用户的A2设置为-85dbm至-90dBm，A5设置为-90dBm至-100dBm。

2.3 4G室分新增载波过渡方案（新增载波与室外承建方4G同频）

2.3.1 新增载波开通方案

联通室分4G室分新增载波并开通，载波信息如表3所示。

表3 室分新增4G载波信息

电信反馈，切换时原小区和目标小区中心频点相同，但带宽不同的情况下，同样会判断为异频切换。因此，本次新开载波采用15MHz带宽。新增4G载波互操作及负载均衡（Mobility Load Balancing，MLB）参数设置如表4所示。

表4 室分新增4G载波互操作参数配置

打开两个功能：打开锚点小区间负载均衡优先转移普通4G用户；负载均衡和NSA解耦，MLB不转移NSA用户到非锚点小区。

2.3.2 新增载波方案验证

分别验证联通、电信用户，从室外到室内，以及从室内到室外的来回切换。

2.3.3 载波开通后关键指标

新增载波测试时延、速率变化情况，同频切换速率损失10.53%，优于异频切换的71.15%；同频切换时延24.8ms，优于异频切换的1642.6ms。切换测试指标对比指标如表5所示。

表5 切换测试指标对比

新增载波开通并打开共享后，4G流量、4G感知速率和质量指标整体保持平稳，4G侧NSA PCell用SgNB添加成功率保持平稳，基本为100%。

2.3.4 小结

室外宏站切换入室分场景：联通和电信NSA用户均可从电信室外宏站1825频点切换入联通室分1825频点，用户感知平稳；联通4G用户从联通室外宏站1650频点切换入联通室分1650频点。

室分切换入室外宏站场景：联通和电信NSA用户均可从联通室分1825频点同频切换入电信室外4G共享站；联通NSA用户占用联通室内1650频点时，优先同频切换入联通室外宏站4G小区，再通过连接态锚点优选功能异频切换入电信4G共享站1825频点小区；联通4G用户占用联通室内1650频点时，可以同频切换入联通室外宏站4G小区。

3 4/5G室内外异厂家互操作专题总结

3.1 提高A2+A5异频切换门限方案

如果设置过高的A2，可能会导致乒乓切换及共享方5G覆盖范围的收缩；如果A2设置过低，可能会导致共享方的NSA用户无法及时切换占用室分信号，影响NSA用户感知。因此，不同的场景需要根据现场的实际覆盖情况设置不同的门限值。

室分切入室外宏站场景，从室内移动到室外后，联通NSA用户先同频切换至联通室外宏站，再通过室外宏站锚点优先切换至电信锚点站，中间多了1次同频切换流程和SCG的删除、添加流程，短暂影响NSA用户感知。

3.2 4G室分新增载波过渡方案

此方案不会影响共享5G覆盖方案，且对用户感知影响较小。

室分切入室外宏站场景，联通4G用户占用联通室内1825频点时，可以同频切换入电信4G室外共享站，如果电信触发联通普通4G用户迁回功能，异频切换入联通4G室分小区，可能存在乒乓切换的风险。

此方案需要新增4G载波，涉及软件License投资，因此推荐在高价值场景和重点口碑场景等价值区域使用。

3.3 两种方案对比

建议根据场景覆盖复杂程度、场景价值等维度综合考虑，选择方案。两种方案对比如表6所示。

表6 两种方案对比

另外，在方案验证过程中遇到如下几个问题，后续室内外边界优化时，供参考：

（1）联通NSA终端乒乓切换：联通室分小区开通连接态锚点优选功能，抬高电信4G小区针对NSA用户的A2后，导致联通NSA用户乒乓切换，可以关闭室分小区连接态锚点优选解决。

（2）联通NSA用户流程异常：联通用户占用联通室分1825频点共享小区后，出现Detach/Attach流程，核查测试卡是否做了路由指向。

4 结束语

本文针对NSA网络异运营商异设备厂商间室内、室外互操作方案的研究，提出A2+A5参数配置切换方式以及新增4G锚点载波两种方案，有效地解决此类场景边界对5G用户感知产生的影响，在NSA、SA电联共享网络大范围推广中有一定的借鉴作用。