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5G NSA共享载波网络优化研究

范文

聂平李新卫张昱刘亚柯刘旭东

摘要：本文主要研究联通作为承建方在保障电信用户使用共享网络时无差别地体验5G感知的各种网络优化策略。首先对电联共建共享进行概述，然后提出共建共享互操作策略，最后对共建共享互操作策略进行验证，为今后大规模建网积累经验。

关键词：5G;NSA;网络共建共享

中图分类号：TN929.5文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）25-0013-04

Abstract： This paper mainly studied various network optimization strategies of Unicom as the contractor to ensure that telecom users can experience 5G perception indiscriminately when using shared network. First of all， the paper summarized the construction and sharing of power grid， and then proposed the co construction and sharing interoperability strategy. Finally， it verified the co construction and sharing interoperability strategy， so as to accumulate experience for large-scale network construction in the future.

Keywords： 5G;NSA;Network Co-Construction and sharing

由于5G NSA涉及的网元较多，无线网络规划和优化均需要考虑4G和5G的网络结构及各种场景，联通和电信共享共建5G网络对双方的无线网都要求深度融合，包括现有的4G网络，所以无线优化的方案制订不仅要考虑承建方的用户感知，而且要考虑共享方用户的使用感知，各种策略的制定均需要考虑双方的网络情况。本文主要研究了联通作为承建方在保障电信用户使用共享网络时无差别地体验5G感知的各种网络优化策略。

1 电联共建共享概述

1.1 网络共享特性

3GPP（The 3rd Generation Partnership Project，第三代合作项目：无线接入网络）中定义了两种RAN共享概念：共载频共享模式MOCN和分载频共享模式MORAN[2]。

1.1.1 共载频共享模式MOCN。电信和联通共享NSA站点的基础设施或网络设备，并且也共享小区载波，这些共享的小区称为共载频共享小区，每个共载频共享小区同时归属于两大运营商。共载频共享MOCN拓扑图如图1所示。

1.1.2 分载频共享模式MORAN。电信和联通共享NSA站点的基础设施或网络设备，但是每个运营商有其独立的小区，这些独立的小区称为分载频共享小区，每个分载频共享小区归属于一个运营商。分载频共享MOCN拓扑图如图2所示。

1.2 锚点共享方案

现阶段5G组网均为NSA组网方式，5G基站的业务面通过5G链路至核心网，控制面信令锚定于4G基站[1];基于设备厂商间的差异，4G和5G异厂商无法建立X2链路，5G无法接入，因此探究两种共享锚点解决方案。

1.2.1 单锚点场景。运营商双方主设备厂家为异厂商，采用单锚点共享场景。例如，以联通承建区域为例，若电信4G站点为中兴设备、5G站点为华为设备，4G和5G无法建立X2链路，5G无法接入，可采用单锚点共享场

①NSA核心网分别建设;5G NR共享，锚点使用载波共享4G站;双方核心网同时连接5G NR和共享4G站。

②5G NR和共享的4G站同时广播双方的PLMN;5G NR和共享4G站建立X2。

③使用方的5G用户可使用承建方4G锚点，但使用方4G用户不能驻留承建方4G锚点。

1.2.2 双锚点场景。运营商双方主设备厂家为同厂商，采用双锚点共享场景。例如，以联通承建区域为例，联通、电信主设备厂商均为华为，可采用双锚点共享场景。

NSA双锚点方案具体如下所示。

①NSA核心网分别建设;5G NR共享，锚点使用各自4G站;双方核心网同时连接5G NR和各自4G站。

②5G NR同时广播双方的PLMN;5G NR和4G站建立X2;终端按PLMN选网。

③不需要版本开发;4G仅需双方进行锚点改造。

2 共建共享互操作策略

共建共享的互操作策略也能称之为“一上三下”策略，其中“一上”是指電信5G用户通过锚点优选驻留4G共享载波;“三下”是指电信普通4G普通用户迁回、电信5G用户VoLTE语音用户迁回、电信5G用户基于NR覆盖迁回（需要4G license）。

2.1 锚点优选

识别NSA用户并迁移至锚点载波，从而使NSA用户能使用5G网络。NSA用户迁移至锚点载波示意图如图3所示。

通常情况下，可采用两种方式实现锚点优选功能。第一，空闲态专有优先级重选方式：NSA用户从连接态释放，通过LTE专用优先级优先驻留到锚点载波;第二，连接态方式：NSA用户接入、切换入、重建时，采用NSA专用优先级切换至锚点载波。

2.2 使用方普通4G用户迁回

基于频率优先级+4，5G终端解耦的方式将普通4G用户从锚点迁回。

2.3 VoLTE语音用户迁回

基于业务的切换+4，5G终端解耦的方式将VoLTE用户从锚点迁回。

2.4 基于NR覆盖迁回（可选）

通过基于覆盖的NSA锚点优先级和CA锚点优先级两个功能组合实现该功能。覆盖不满足时，触发CA锚点优先级，将用户迁回（需licence）。

3 共建共享互操作策略验证

本研究选取二七广场3个站点、经开区5个站点进行5G共建共享“一上三下”策略验证。

3.1 电信5G用户优先驻留锚点测试

3.1.1 测試目的。电信5G用户开机后或从非共享锚点区域进入共享锚点区域后能够正常选到4G共享锚点上。

3.1.2 测试用例。2部电信5G测试终端，开机后观察是否能够通过锚点优先级驻留到共享4G锚点并显示5G信号，并记录LOG（可通过飞行模式试验，避免关机后测试软件断开连接）。

3.1.3 测试结果：符合预期。从图4可知，15：58：00.650，进行飞行模式;15：58：04.802，接入至联通1 650频点，耗时4.2 s;15：58：05.397，发起辅载波添加的B1测量;15：58：05.548，完成5G的辅载波添加，从驻留至联通载波至辅载波添加完成，耗时0.8 s。四个时间点对应图4中的①至④。

3.2 电信5G用户VoLTE业务迁出测试

3.2.1 测试目的。电信5G用户驻留在共享锚点进行VoLTE业务时通过测量切换至电信4G小区进行业务，业务结束后返回锚点载波。

3.2.2 测试用例。2部电信5G测试终端，驻留在共享锚点后，进行VoLTE业务互拨，观察其是否都被切换至电信小区，挂断电话，观察是否能够正常回到共享载波，并记录LOG。

3.2.3 测试结果：符合预期。电信5G用户占用联通锚点小区（1 650频点）发起VoLTE呼叫，呼叫过程中启动基于QCI1业务的异频A4测量，随后发起异频切换，目标频点为电信的1 850，切换成功后继续建立语音业务承载，VoLTE呼叫建立完成，呼叫用时2.5 s。

VoLTE呼叫结束后，手机进行A5测量后发起异频切换，目标频点为联通共享锚点载波1 650，通过基于锚点优先级的异频切换又返回锚点载波。

3.3 电信普通4G用户迁出锚点测试

3.3.1 测试目的。电信4G用户如果驻留在共享锚点，将其迁出至电信小区。

3.3.2 测试用例。

2部电信4G测试终端，通过锁频方式使其驻留在共享锚点，取消锁频后，观察是否能将其迁出至电信小区，并记录LOG。

3.3.3 测试结果：符合预期。普通用户通过锁频方式占用锚点载波，上报终端能力显示为非5G终端。

取消锁频后，发起A4测量，测量电信的异频频点1 850，虽然1 650频点电平（-59 dBm）远高于电信1 850频点电平（-80 dBm），仍然发起异频切换，目标小区为电信1 850频点。

3.4 电信5G用户在5G出覆盖范围后迁出测试

3.4.1 测试目的。电信5G用户驻留在共享锚点，当其移动出5G覆盖范围后将其切换至电信小区。

3.4.2 测试用例。2部电信5G测试终端，在5G覆盖范围内驻留在共享锚点后，移动出5G覆盖范围，但是还在共享锚点范围内，观察是否能将其切换至电信小区，并记录LOG。重复上述动作5次，观察成功率。

3.4.3 效果验证。3月27日完成807个单锚点5G站点及4G锚点改造、策略优化，23个单锚点5G站点、策略优化。经过测试验证及指标监控可以看到，共建共享的策略达到预期效果。详细指标如表1所示。策略实施前后业务量监控结果如表2所示。

4 结语

通过本次策略测试验证，可以看到4个策略实施后：电信的NSA用户顺利迁移至锚点载波，从而使电信NSA用户能够使用5G网络;保证了电信的普通用户（不支持5G）顺利迁回至电信4G基站上;在电信用户做VoLTE时能顺利迁回至电信站点上;在NR覆盖较差的地方，电信用户可以顺利迁回至电信站点上，保证了共建共享用户的感知。

参考文献：

[1]黄宇红，刘盛纲，杨光，等.5G高频系统关键技术及设计[M].北京：人民邮电出版社，2019.

[2]刘光毅，方敏，关皓，等.5G移动通信：面向全连接的世界[M].北京：人民邮电出版社，2019.

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