基于4G和5G上下行分流策略研究

吴祥福

江西省通信产业服务有限公司 南昌市 330025

1 分流的原理

5G网络覆盖是基于3GPP NR Option3模式进行部署的，首先是演进无线接入网，保持LTE系统核心网不变动情况下，eNB与gNB全部连接到EPC。该模式以eNB作为主基站，全部的控制面信令都是eNB转发。NR gNB和LTE eNB采用双链接形式为用户提供高数据速率。该方案部署在热点片区，从而增加系统容量和吞吐率。

Option3X为当前网络的部署模式。因此数据分流方式就是gNB通过X2接口将数据分流到eNB。

图1 网络部署模式图

在5G网络建设初期，进行5G和LTE网络的分流，制定上、下行不同的分流策略，通过现场实验验证结果，从而对5G用户和LTE的分流进行研究，得出了具体分流门限与策略，对现网的优化具有一定的指导意义。

1.1 下行分流的原理

图2 下行分流原理图

下行的分流情况是由基站决定，下行的分流算法基于3GPP的流量控制算法得出如下情况：

（1）倘若预期分流增益比例（4G的流量/5G的流量）达到预期门限，即进行数据分流；

（2）倘若预期分流增益比例（4G的流量/5G的流量）小于预期门限，即停止数据分流；

（3）4G和5G上的预期Throughput是根据F1-U和X2-U上的测量上报进行估算得出。

1.2 上行分流的原理

图3 上行分流原理图

上行分流由UE决定。

（1）倘若上行Buffer中数据量大于门限，即UE进行LTE上行分流情况；

（2）倘若Full Buffer上传时候，上行Buffer始终大于门限时，上行使用LTE分流，即NR侧和LTE侧使用分流同时进行上行发送情况。

2 分流参数策略及验证

测试场景的定义：相关测试的好中差点定义如下：

近点：NR SS-RSRP＞-70dBm & NR SS-SINR＞25dB

中点：-85dBm＜NR SS-RSRP＜-95dBm & NR SSSINR～20dB

远点：-95dBm＜NR SS-RSRP＜-105dBm

2.1 下行分流参数策略

在实际站点进行了CQT 4G/5G下行分流测试。分别在NR好中差环境下测试了不同下行分流增益门限下的4G分流情况。其中默认设置为4G分流关闭，T0-T4分别为下行分流增益门限设置为1%，5%，10%和20%。设置同一参数策略下，场景和4G分流比的关系。

在分流增益门限=1%下，好点和中点的4G分流比例基本一致，分流效果不理想，分流占比小；但在远点（差点），LTE的分流效果明显，分流比例最大，效率最高，提升了远点用户的感知。

表1 T1：dlDataSplitGainThreshold=1%时现场在近、中、远点测试的分流情况

在分流增益门限=5%下，好点和中点的4G分流比例基本一致，分流效果不理想，分流占比小；但在远点（差点），LTE的分流效果明显，分流比例最大，效率最高，提升了远点用户的感知。可以看出来，在分流增益门限为1%和5%的情况下，分流的情况一致，在远点分流效果明显，效果最好。

表2 T2：dlDataSplitGainThreshold=5%时现场在近、中、远点测试的分流情况

在分流增益门限=10%下，好点和中点的4G分流比例基本一致，分流效果不理想，分流占比小；但在远点（差点），LTE的分流效果明显，分流比例最大，效率最高，提升了远点用户的感知。

表3 T3：dlDataSplitGainThreshold=10%时现场在近、中、远点测试的分流情况

在分流增益门限=20%下，好点和中点的4G分流比例基本一致，分流效果不理想，分流占比小；但在远点（差点），LTE的分流效果明显，分流比例最大，效率最高，提升了远点用户的感知。

表4 T4：dlDataSplitGainThreshold=20%时时现场在近、中、远点测试的分流情况

2.2 下行分流测试总结

下行分流由基站决定，下行分流比例的多少与多个因素有关，即NR预计速率，分流LTE预计速率以及下行预计分流增益比例门限，在4G分流扇区无线信号质量基本一致情况下，随着NR从好点到差点，则4G的分流比例会越来越大。

当NR速率高的时候，不建议分流，当NR速率低的时候，触发分流：

2.3 上行分流参数策略

在实际站点进行了CQT 4G/5G上行分流测试。分别在NR好中差环境下测试了不同上行分流增益门限下的4G分流情况。其中默认设置为4G分流关闭，T0-T4分别为上行分流Buffer门限设置为100bytes，800bytes，6400bytes和infinity。而上行分流Buffer门限设置为inifinity等效于关闭上行分流。同一参数策略下，场景和4G分流比的关系。

在上行Buffer分流门限=100bytes下，好点的分流比例最小，差点的分流比例最大。这个与NR的上行速率随着无线环境变差，同时LTE在不同场景下上行速率基本不变有关。

表5 T1：ulDataSplitThreshold=100byte时在好点、中点、差点进行测试的分流情况

在上行Buffer分流门限=800bytes下，好点的分流比例最小，差点的分流比例最大。这个与NR的上行速率随着无线环境变差，同时LTE在不同场景下上行速率基本不变有关。

表6 T2：ulDataSplitThreshold=800byte时在好点、中点、差点进行测试的分流情况

在上行Buffer分流门限=6400bytes下，好点的分流比例最小，差点的分流比例最大。这个与NR的上行速率随着无线环境变差，同时LTE在不同场景下上行速率基本不变有关。

表7 T3：ulDataSplitThreshold=6400byte时在好点、中点、差点进行测试的分流情况

在上行Buffer分流门限设置为infinity后，没有4G分流。

表8 T4：ulDataSplitThreshold=infinity byte时在好点、中点、差点进行上行测试的分流情况

2.4 上行分流测试总结

上行分流由UE决定，上行分流比例的多少与多个因素有关，NR预计速率，分流LTE预计速率和上行分流Buffer门限。

LTE分流使用户体验到PDCP速率等于NR与LTE上行速率叠加情况，FDD锚点上行速率比较高的，不论在小区中心和小区边缘，都可以带来明显增益效果。

3 分流参数优化推广及后期计划

通过这次测试，我们发现无论下行NSA分流还是上行NSA分流，其分流比例的大小与多个因素有关，即NR预计速率，LTE预计速率以及相关分流门限的设置。

在目前NR覆盖还不完善的情况下，后续还是建议开NSA的4G分流功能，但是在实际操作中需要合理设置上下行的分流门限，实现上行小包业务不分流，大包及full buffer业务分流，下行近点少分流，远点多分流的策略。