5G优化案例5G NSA覆盖边缘上行感知提升研究.docx
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5G优化案例5GNSA覆盖边缘上行感知提升研究
5GNSA覆盖边缘上行感知提升研究
XX
【摘要】NR3.5G频段存在上下行覆盖不平衡问题,上行为感知短板。
NSAEN-DC场景下,可将NR的数据流量分流到LTE,从而利用LTE的上行覆盖能力弥补NR上行覆盖的不足。
具体地,有两种实现方式:
基于上行数据分流实现4/5G上行同时传输,网络侧控制当NR上行信道质量低于门限后将上行业务动态调整至4G侧。
课题对各厂家NSA上行分流、NSA上行基于覆盖回落LTE的功能进行验证,并在现网部署,评估特性效果和网络影响。
【关键字】5GNSA上行动态分流上行回落LTE
【业务类别】移动网
一、问题描述
NR3.5G频段存在上下行覆盖不平衡问题,上行为感知短板。
NR大带宽和MassiveMIMO的应用使得NR速率较4G有大幅的提升。
本次通过DT和CQT测试,对NR边缘用户速率进行分析,NR下行速率良好,即使在SSBRSRP低于-110dBm时,下行吞吐率仍保持在百兆以上,而上行吞吐率则有较大概率低于5Mbps。
●拉网数据分析
对DT测试拉网数据进行分析,发现SSBRSRP小于-110dBm时,5G上行速率有明显下降,平均上行速率在13Mbps左右,而下行平均速率仍保持较高水平,约270Mbps。
SS-RSRP范围
下行吞吐率(Mbps)
上行吞吐率(Mbps)
-120--110
272.8
13.1
-110--100
409.5
38.4
-100--90
621.2
90.6
-90--80
675.5
111.9
-80--70
757.5
116.6
>-70
769.5
119.8
●CQT测试分析
选取5G边缘场景定点测试SSBRSRP低于-110dBm时上行吞吐率,当远点选择在SSBRSRP低于-116dBm时平均上行速率在3Mbps;以上行体验速率5Mbps为标准,当SSBRSRP低于-114dBm时,上行低于5Mbps概率超过50%。
SS-RSRP范围
上行吞吐率(Mbps)
低于5Mbps概率
<-120
1.24
97.1%
-120--118
2.67
98.6%
-118--116
2.54
87.0%
-116--114
3.11
67.3%
-114--112
6.08
37.0%
-112--110
11.28
6.8%
二、NSAEN-DC场景下的上行增强技术
2.1上行Split承载4/5G同时传输(上行动态分流)
NSAEN-DC场景下可配置上行同时在NR和LTE传输,具体地:
建立双连接时通过空口重配(RRCConnectionReconfiguration)消息的信元primaryPath和信元ul-DataSplitThreshold为UE配置上行主RLC实体和上行数据分流门限参数:
∙当UE不支持上行Split承载,或UE上行待发送数据量低于分流门限时,上行数据仅在主路径进行传输;
∙当UE支持上行Split承载,且UE上行待发送数据量高于分流门限时,上行数据在两个空口分流传输,具体的分流策略由终端算法决策。
上行Split承载4/5G同时传输特性需要终端支持,现网商用NSA终端仅海思芯片支持,高通芯片不支持上行分流。
2.2上行Split承载主路径切换(上行基于质量回落LTE)
NSAEN-DC场景下,上行数传可承载在LTEPUSCH或NRPUSCH,当NR上行PUSCH覆盖受限时,网络侧可控制UE切换到LTEPUSCH上发送数据,具体的承载切换策略由基站侧算法决策。
通常实现如下:
∙基站根据UE上报的NR上行SINR信道质量进行判决,当满足NR上行SINR质差门限后,触发判决,通过RRC消息通知UE上行传输数据路径切换到LTE。
∙当满足NR上行SINR质优门限后,触发判决,重新将主路径切换到NR。
目前各终端均支持上行Split承载主路径切换。
需要注意的是,即使PUSCH承载在LTE,NR侧上行控制信道PRACH和PUCCH只能承载
在NR,NR的RLC层状态报告等非应用层数据原来需要通过NRPUSCH传输的,还继续在NRPUSCH发送。
三、各厂家特性相关参数配置
3.1上行Split承载4/5G同时传输特性
3.1.1中兴区
针对QCI6/7/8/9可按照如下配置开启上行Split承载4/5G同时传输特性。
网管
参数名称
参数表
默认值
建议值
4G
双连接承载类型
双链接承载
MCG模式
SCGSplit模式
5G
上行主RLC实体
LTE与NR双连接
PDCP参数
SCG
SCG
5G
上行数据分流门限
LTE与NR双连接
PDCP参数
12800Byte
5G
上行split承载主路径
选择模式
LTE与NR双连接
PDCP参数
静态配置
静态配置
修改配置后,当上行流量小于上行数据分流门限(dataSplitThresholdUl)时,仅NR传输上行数据;当上行流量大于等于上行数据分流门限(dataSplitThresholdUl)时,上行在LTE和NR同时传输。
说明:
中兴4G基站将双连接承载类型为“SCGSplit模式”后,默认配置下下行分流会同时生效。
若需实现上行分流特性开启,但下行分流特性关闭,需进行如下参数配置:
网管
参数名称
参数表
默认值
建议值
5G
Split承载QoS分割模式
增强双连接功能
基于参数配置分割[1]
基于参数配置分割[1]
5G
SNQoS分割比例
增强双连接功能
100
100
5G
下行流控模式
增强双连接功能
基于反馈的状态流控模式[1]
比例配置模式[0]
3.1.2华为区
分流是QCI承载为单位的算法机制,华为区当前支持分流的QCI=6,7,8,9,通过修改UlDataSplitThreshold开启上行分流。
参数命令
参数名称
测试参数设置
MOD
gNBPdcpParamGroup
UlDataSplitThreshold
INFINITY(上行动态分流关闭)
BYTE1600(终端缓存数据大于1600字节时开启动态分流)
3.2上行Split承载主路径切换特性
3.2.1中兴区
针对QCI6/7/8/9可按照如下配置开启上行Split承载主路径切换传输特性。
网管
参数名称
参数表
默认值
建议值
4G
双连接承载类型
双链接承载
MCG模式
SCGSplit模式
5G
上行主RLC实体
LTE与NR双连接PDCP参数
SCG
SCG
5G
上行数据分流门限
LTE与NR双连接PDCP参
infinity
数
5G
上行split承载主路径选择模式
LTE与NR双连接PDCP参数
静态配置
动态配置
5G
上行SINR质差门限
NSA分流参数
30dB
24dB
5G
上行SINR质优门限
NSA分流参数
35dB
30dB
5G
上行信道质量质差-质优判决连续次数
NSA分流参数
4
4
修改配置后,当上行单RBSINR<上行SINR质差门限,且上行单RB的信道质量判决满足“上行信道质量质差-质优判决连续次数”,则主路径从NR切换到LTE;当上行单RBSINR
>上行SINR质优门限,且上行单RB的信道质量判决满足“上行信道质量质差-质优判决连续次数”,则主路径从LTE切换到NR。
说明:
单RBSINR=宽带SINR+10*log(使用RB数量)+功率上报余量。
3.2.2华为区
通过开启NSADC算法开关上行回退LTE开关,可开启Split承载主路径切换功能(即上行基于质量回落LTE的特性),相关配置如下:
参数命令
参数名称
测试参数设置
MODNRCELLNSADCCONFIG
NsaDcAlgoSwitch
(NSADC算法开关)
NsaDcAlgoSwitch=UL_FALLBACK_TO_LTE_SWITCH-0(默认
NsaDcAlgoSwitch=UL_FALLBACK_TO_LTE_SWITCH-1(
建议配置)
MODNRDUCELLSRSMEAS
NsaUlFackToLteSinrHyst(NSA上行回落到LTESINR迟滞)
NsaUlFackToLteSinrHyst=30(
默认,单位0.1分贝)
NsaUlFackToLteSinrHyst
=20(建议配置)
MODNRDUCELLSRSMEAS
NsaUlFackToLteSinrThld(NSA上行回落到LTESINR门限)
NsaUlFackToLteSinrThld=-30
(默认,单位0.1分贝)
NsaUlFackToLteSinrThld=-20(建议配置)
当NR小区上行SINR小于上行FallbacktoLTE的触发门限(Thld-Hyst)时,将切换到上行LTEonly模式;当NR小区SINR大于上行FallbacktoLTE的恢复门限(Thld+Hyst)时,将切换到NSADC上行分流模式。
以默认值为例,上行FallbacktoLTE的触发门限/恢复门限为(-6;0)。
四、中兴区试点验证情况
在中兴分别开启上行Split承载4/5G同时传输特性、上行Split承载主路径切换特性,及同时开启2种特性,开展基站、终端的特性支持功能验证,完成特性开启对网络性能影响评估,并寻优特性相关门限。
4.1上行Split承载4/5G同时传输
4.1.1特性生效验证
5G终端通过UECapabilityInformation信令携带splitDRB-withUL-Both-MCG-SCG信元上报UE是否支持在4/5G同时进行上行数据传输。
经验证,华为Mate20X支持该特性,中兴天机10不支持(信令未带splitDRB-withUL-Both-MCG-SCG信元)。
Mate20X
天机10
特性开启后,RRCConnectionReconfiguration信令中有出现信元ul-DataSplitThreshold,取值为网管配置值,表明基站开启上行Split承载4/5G同时传输特性。
当UE对应的QCI没配置Split承载,或者UE能力不支持上行Split承载4/5G同时传输时,上行数据分流门限ul-DataSplitThreshold信元取值为infinity。
现场选取一个5GNR差点,设置上行数据分流门限=100byte,使得上行Split承载4/5G同时传输特性快速生效;设置上行Split承载主路径选择模式=静态配置,使得上行Split承载主路径切换特性不生效。
当UE上行待发送数据量高于分流门限时,上行数据在两个空口分流传输,即同一时刻有两条主路径,4G+5G的流量=4G和5G两条主路径的流量叠加。
4.1.2特性效果评估
●CQT测试评估
现场选取NR好中差点,分别验证基于上行数据分流门限开启上行Split承载4/5G同时传输特性对网络性能的影响。
其中,差点和中点增益明显,增益取决于LTE质量和传输能力;而好点开启特性后,NR侧上行MAC层平均吞吐率下降明显,总的上行PDCP层平均吞吐率略有增加,怀疑终端上行能力受限,终端上行平均吞吐率接近饱和。
选点
运营商
特性状态
NR-RSRP
(dBm)
NR-SINR
(dB)
LTE-RSRP
(dBm)
LTE-SINR
(dB)
PDCP上
行平均吞吐率
(Mbps)
NRMAC
上行平均吞吐率
(Mbps)
LTEMAC
上行平均吞吐率
(Mbps)
差点
电信
关闭
-108.1
-5.5
-85.4
14.9
53.5
54
0
电信
开启
-106.5
-5.2
-84.1
14.4
82.1
62.3
18.6
联通
关闭
-106.4
-5.3
-81.2
11.2
42.4
42.7
0
联通
开启
-106
-8.6
-79.3
10.8
79.8
47.6
33
中点
电信
关闭
-95.2
4.1
-84.9
7.8
74.7
75.3
0
电信
开启
-97.4
4.7
-83.5
7.5
110.6
73.4
33.6
联通
关闭
-94.8
4.8
-85.4
8
75.5
76
0
联通
开启
-97
4.6
-83.8
7.5
107.8
74.8
29.2
好点
电信
关闭
-66.1
20.1
-72.4
24.4
100.6
101.2
0
电信
开启
-68.9
24.9
-67.7
27.3
110
79
32.8
联通
关闭
-71.2
26.4
-89.4
16.1
106.6
107.3
0
联通
开启
-70.4
26.9
-90.1
17
111.1
78.2
29.9
●DT测试评估
DT测试特性开启后,PDCP层上行平均吞吐率提升15Mbps,增益主要来源于LTE侧,同时NR接入、保持和切换性能正常。
特性配置
PDCP上
行平均吞吐率(Mbps)
NRMAC
上行平均吞吐率(Mbps)
LTE_MAC
层平均上行速率
(Mbps)
NR_ServingSSAVGRSRP(dBm)
NR_ServingSSAVGSINR(dB)
SgNB添加成功率
NR掉线率
NSA切
换成功率
关闭
103
104
0
-78
6.3
100.0%
0.0%
100.0%
开启
117
90
27
-75.1
6.7
100.0%
0.0%
100.0%
●连片部署跟踪
选取区域连片部署上行split承载4/5G同时传输特性,特性开启后,LTE和NR站点的关键KPI业务指标正常,话务等指标由于当前用户数较少,话务波动大,无明显增益。
LTE
NR
RRC连
接建立成功率
E-RAB
掉话率
系统内切换出成功率
辅站
(SgNB)
添加成功率
SN添加成功率
SN站内变更成功率
SN站间变更成功率
SN异常释放率
RRC连
接最大
NSA
用户数
RRC连
接平均
NSA
用户数
修改前一周
99.98%
0.03%
99.77%
100.00%
99.92%
99.60%
97.37%
0.07%
34
1.9
修改后一周
99.98%
0.03%
99.70%
100.00%
99.98%
100.00%
98.82%
0.06%
33
1.96
4.2上行Split承载主路径切换
4.2.1特性生效验证
初始添加5G时,上行主路径配置为NR侧,cellGroup:
1;满足NR上行质差门限后,触发判决,基站侧下发RRCConnectionReconfiguration,DRB承载将主路径切换至MCG,cellGroup:
0;NR侧上行SINR满足恢复门限时,传输基站侧下发RRCConnectionReconfiguration,重新将主路径切换至SCG,cellGroup:
1。
具体信令如下:
场景
Mate20X
天机10
上行主路径初始配置在SCG
上行主路径切换至MCG
上行主路径切换回SCG
现场选取5GNR差点,设置上行Split承载主路径选择模式=动态配置;设置上行SINR质差门限=30dB,上行SINR质优门限=35dB,使得上行Split承载主路径切换特性快速生效;设置上行数据分流门限=infinity,使得上行Split承载4/5G同时传输特性不生效。
测试当
NR质差后,上行主路径切换至LTE,NR上行恢复后,重新将主路径切换到NR;同一时刻只有一条主路径,4G+5G的流量=4G或者5G其中一条主路径的流量。
4.2.2特性效果评估
●CQT测试评估
定点开展上传测试,在LTE覆盖良好的情况下,特性能够提升上行吞吐率,具体增益取决于LTE上行性能。
运营商
上行主路径切换
PDCP上行平均吞吐率(Mbps)
NRRSRP
(dBm)
NRSINR(dB)
NRMAC上行
平均吞吐率
(Mbps)
LTERSRP
(dBm)
LTESINR
(dBm)
LTEMAC上
行
平均吞吐率
(Mbps)
电信
切换前
2.8
-103.2
-5.8
3.0
-85.1
10.8
0
电信
切换后
27.1
-102.5
-5.2
0
-82.9
14.5
28.5
联通
切换前
19.6
-99.4
0.1
20.2
-73.1
15.1
0
联通
切换后
40.2
-99.6
-1.8
0
-79.5
14.7
41.5
●连片部署
选取区域部署上行split主路径特性,特性开启后,LTE和NR站点的关键KPI业务指标正常,话务等指标由于当前用户数较少,话务波动大,无明显增益。
LTE
NR
RRC连
接建立成功率
E-RAB
掉话率
系统内切换出成功率
辅站
(SgNB)
添加成功率
SN添加成功率
SN站内变更成功率
SN站间变更成功率
SN异常释放率
RRC连
接最大
NSA用
户数
RRC连
接平均
NSA用
户数
修改前一周
99.99%
0.02%
99.70%
100.00%
99.95%
99.65%
97.13%
0.00%
51
3.78
修改后一周
99.99%
0.02%
99.70%
100.00%
98.36%
99.83%
97.58%
0.00%
49
2.51
4.2.3上行SINR门限寻优
目前终端侧无法看到上行SingleRbSINR,基站侧也未记录上行SingleRbSINR,故无法进行上行SingleRbSINR门限的寻优对比。
通过实验数据拟合,上行SingleRbSINR门限小于24时,上行速率低于5Mbps,当上行SingleRbSINR高于30时,NR上行速率高于20Mbps(注:
实验数据供参考)。
故建议网管配置参数上行SINR质差门限配置为24,上行SINR质优门限配置为30。
4.3上行分流两种特性共存验证
网管设置相关参数同时开启上行Split承载4/5G同时传输特性和上行Split承载主路径切换特性,并现场选取一个5GNR差点验证2种特性共存现象。
测试过程始终未发生主路
径切换,而是一直保持NR和LTE上行同时传输,即同一时刻有两条主路径,4G+5G的流量
=4G和5G两条主路径的流量叠加。
结论:
同时开启上行Split承载4/5G同时传输特性和上行Split承载主路径切换特性时。
只要满足上行数据分流门限时,上行承载就会在4/5G同时保持,进行上行传输,不会进行主路径的切换。
未满足上行数据分流门限时,上行承载会根据上行SINR情况,进行主路径的切换。
上行数据分流门限
上行SINR质差门限
上行承载情况
满足要求
满足要求
LTE和NR同时传输
满足要求
不满足要求
LTE和NR同时传输
不满足要求
满足要求
仅LTE传输上行数据
不满足要求
不满足要求
仅NR传输上行数据
4.4不同双链接承载类型业务评估
中兴区开启两类特性需修改双连接承载类型为SCGSplit,若插花开启特性,则LTE锚点站的双连接承载类型共有2种类型:
SCG和SCGSplit,非锚点站的双链接承载类型只有MCG类型。
根据双链接承载类型和是否锚点小区,会出现5种场景,如下表所示。
场景类型
4G小区A
4G小区B
备注
是否锚点站
双链接承载类型
是否锚点站
双链接承载类型
场景1
锚点站
SCG
锚点站
SCG
现网普遍场景
场景2
锚点站
SCGSplit
锚点站
SCG
场景3
锚点站
SCGSplit
锚点站
SCGSplit
场景4
锚点站
SCG
非锚点站
MCG
现网普遍场景
场景5
锚点站
SCGSplit
非锚点站
MCG
现场选取同一路段的LTE站点和NR站点进行DT测试,验证各类承载类型插花部署下业务是否正常。
测试5种场景下,不同的双链接承载类型组合,前后指标一致,业务正常,NR和LTE的接入、保持、切换等性能均正常。
运营商
电信
联通
无线制式
DT指标
场景1
场景2
场景3
场景4
场景5
场景1
场景2
场景3
场景4
场景5
NR+LTE
PDCP上行平均吞吐率(Mbps)
103
101
125
97
127
94
110
116
91
123
NR
NRMAC上行平均吞吐率(Mbps)
104
92
100
98
99
95
92
92
91
94
LTE
LTE_MAC层平均上行速率(Mbps)
0
11
26
13
26
0
16
27
9
31
NR
NR_ServingSSAVGRS
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