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45G协同优化指导手册
4/5G协同优化指导手册-NSA分册
2019年10月
1.概述
1.1.5G组网架构简介
3GPP协议定义了多种5G网络部署方式,根据5G控制面锚点不同区分为两大类:
独立组网(SA)和非独立组网(NSA):
SA(独立组网):
5G无线网与核心网之间的NAS信令(如注册,鉴权等)通过5G基站传递,5G可以独立工作
NSA(非独立组网):
5G依附于4G基站工作的网络架构,5G无线网与核心网之间的NAS信令(如注册,鉴权等)通过4G基站传递,5G无法独立工作
协议规定的几种组网架构如下图所示:
SA优势在于4G改造少,且一步到位,无二次改造成本,5G与4G异厂商组网灵活,且端到端5G易拓展垂直行业;NSA优势在于对核心网及传输网新建/改造难度低,对5G连续覆盖要求压力小,目前国际运营商多选择NSA,两者的对比情况见下表:
对比维度
NSA
SA
业务能力
仅支持大带宽业务
较优:
支持大带宽和低时延业务,便于拓展垂直行业
4G/5G组网灵活度
较差:
异厂商分流性能可能不理想
较优:
可异厂商
语音能力
方案
4GVoLTE
Vo5G或者回落至4GVoLTE
性能
同4G
Vo5G性能取决于5G覆盖水平,VoLTE性能同4G
基本性能
终端吞吐量
下行峰值速率优(4G/5G双连接,NSA比SA优7%)
上行边缘速率优(尤其是FDD为锚点时)
上行峰值速率优(终端5G双发,SA比NSA优87%)
上行边缘速率低(后续可增强)
覆盖性能
同4G
初期5G连续覆盖压力大
业务连续性
较优:
同4G,不涉及4G/5G系统间切换
略差:
初期未连续覆盖时,4G/5G系统间切换多
对4G现网改造
无线网
改造较大:
且未来升级SA不能复用,存在二次改造
改造较小:
4G升级支持与5G互操作,配置5G邻区
核心网
改造较小:
方案一升级支持5G接入,需扩容;方案二新建虚拟化设备,可升级支持5G新核心网
改造小:
升级支持与5G互操作
5G实施难度
无线网
难度较小:
新建5G基站,与4G基站连接;连续覆盖压力小,邻区参数配置少
难度较大:
新建5G基站,配置4G邻区;连续覆盖压力大
核心网
不涉及
难度较大:
新建5G核心网,需与4G进行网络、业务、计费、网管等融合
国际运营商选择
美国、韩国、日本、电信等主流运营商
产品成熟度
2018年中支持测试
2018年底支持测试,5G核心网成熟挑战大,需重点推动
目前初期推荐采用NSAoption3X组网架构,LTE与5GNR新空口双连接(LTE-NRDC)的方式,4G基站(eNB)为主站(作为控制面锚点),5G基站(gNB)为辅站,同时对原有的4G核心网进行升级(EPC→EPC+),从而实现控制面信令通过4G锚点传输,用户面数据由NR站点通过X2接口传输。
1.2.option3X介绍
NSA组网模式下,从LTE升级到5G,4G基站为了能够承载5G的信令,升级为增强型4G基站,也就是锚点,同时增加了4G增强型基站与5G基站的信令接口X2,用以管理5G的用户接入和5G用户面数据传输。
由此可见,NSA组网模式下,4G基站作为5G的锚点,负责控制面信令传输,对于用户的驻留和保持至关重要,锚点优化也是NSA组网的重点。
NSAOption3模式下,LTEeNodeB要作为NR锚点,对LTEeNodeB处理能力要求很高。
Option3X作为Option3的优化方案,将NR作为数据汇聚和分发点,充分利用NR设备处理能力更强的优势,便捷提升网络处理能力。
1.3.锚点优化的重要性及主要流程介绍
当前5G实施NSA组网模式,NSA终端必须占用锚点小区后,才能使用5G业务提升用户感知。
如何及时将NSA终端迁移到锚点小区并保证稳定占用,是当前面临的重要问题,也是当前NSA终端移动性策略遇到的重要问题。
NSA锚点优化主要涉及NSA锚点规划的原则与方法、锚点优先驻留策略、接入性能优化、4/5G协同优化等内容,如下图所示:
2.NSA锚点规划原则和方法
2.1.NSA锚点规划策略
NSA组网的4G锚点选择,需要综合考虑诸多因素,如产业成熟、载频性能(覆盖、容量)、投资成本(利旧现网、NR与LTE可实现共站建设降低X2接口工程成本)、能够快速建网部署等。
2.1.1.锚点频点选择策略
锚点选择主要基于终端支持能力、候选锚点覆盖/容量、基础性能等维度考虑,基本原则如下:
评估维度
评估方法概述
终端支持能力
选择NSA终端支持度最高的频点作为锚点:
例如当前高通X50、海思Balong5000及后续芯片终端均支持FDD1800和F频段作为锚点
锚点覆盖水平
NSA锚点必须做到覆盖连续,否则在无锚点覆盖的区域无法添加5G;同时锚点的覆盖范围一定要大于5G覆盖范围;
商用终端所支持的NSA锚点有限,对于主流终端所支持的锚点,如果当前覆盖较差则必要时需要进行新建站补盲。
锚点覆盖水平参考现网VoLTE建网标准。
要求锚点可选频段覆盖率满足DLRSRP>-108dBm的样本比例要达到95%,才能满足NSA组网需求。
锚点容量
考虑锚点本身容量需求及未来分流功能的使用,优先选择上下行频带宽容量大的频点作为高优先级锚点
锚点基础性能
若锚点各频点的基础性能(包括接入、切换成功率、掉话率、RRC重建比、乒乓切换次数等)存在较大差异,并且基础性能差的频点难以优化提升,则建议优先选择基础性能好的频点作为NSA高优先级锚点
基于以上分析,推荐的锚点频段为FDD1800和F频段。
外场测试1.8G和1.9G作为锚点,NR性能基本相当,但考虑到FDD1800在覆盖和上行方面的优势,条件许可的省建议优选FDD1800。
2.1.2.单双锚点配置策略
下表为单、双锚点特点比较:
对比维度
双锚点
单锚点
覆盖
双锚点覆盖互助
若单锚点连续覆盖,则与双锚点差异小;若单锚点不连续覆盖,则5G性能受损
容量
锚点总容量大,高负荷场景NSA终端负载均衡空间大
锚点总容量小,高负荷场景NSA终端无负载均衡能力
性能
锚点小区间同时涉及同频、异频切换,单锚点覆盖不连续场景异频切换过多影响性能
锚点小区间仅涉及同频切换
优化
多层网优化,工作量较单锚点翻倍
仅需对单层网优化
单双锚点选择原则:
1、5G建网初期NSA用户数少,推荐使用单锚点,便于快速开通优化满足5G商用,后续根据分流策略及NSA用户数增长等可按需开通多锚点;
2、针对当前单锚点覆盖不连续场景,可以通过双锚点做临时覆盖过渡;待高优先级锚点覆盖补充连续后再退回单锚点配置。
2.1.3.详细锚点选择方法
基于选定的频段和频点,规划具体的锚点小区时,同样涉及两种方式:
5G建设区域内锚点频点所有小区、5G建设区域内锚点频点部分小区,两种方式特点如下:
第一种方式优点:
当前处于5G规模建设阶段,5G站点逐渐从点到线到面扩展,覆盖范围越来越大。
若逐步对5G规划区域内的锚点小区进行NSA功能配置,由于工程建设批次多时间紧,容易存在锚点漏改造问题,影响5G单验及优化进度,同时商用阶段影响用户体验,另外对于锚点相关的4-5G邻区配置及锚点优先级功能应用等优化工作均可能产生问题。
若按照5G工期,对规划范围内锚点频点所有小区批量进行NSA锚点功能配置工作,则整体效率更高,且漏配错配问题均可高效规避和解决,因此推荐5G建设区域所有锚点小区均进行NSA功能配置,但4-5G邻区则按需添加,且如果厂家支持,需通过参数配置,保证只有锚点配置了5G邻区时,SIB2消息中广播upperlayerindication-r15,终端才能显示驻留在5G。
第二种方式优点:
锚点层在满足连续覆盖的基础上,选择尽量少的小区,减少锚点层切换,减少邻区配置数量,有利于网络性能的提升。
在建网初期,建议只升级与NR共站的LTE站点和第一圈邻区的站点作为锚点站点。
目前为保证用户占用5G后的用户感知,优先推荐第二种方式进行锚点小区选择。
如选择第一种方式,也需要在配置参数时进行控制,只选择与NR共站或第一圈邻区的锚点站点配置相关的参数。
2.2.4/5G邻区规划原则和方法
4G与5G之间邻区规划的基本原则,是与5G小区存在重叠覆盖关系的所有锚点小区,都需要将该5G小区配置为邻区。
在现网实际规划时,有两种主要方式:
1、共扇区邻区继承方式
步骤1:
提取某5G小区(A)对应的共扇区4G锚点小区(B)所有的同频邻区关系(C-Z);
步骤2:
针对同频邻区对应的每个4G锚点小区(C-Z),均添加5G小区(A)作为4G-5G邻区关系;
步骤3:
对于邻区超规格的情况,提取“特定两小区间切换”话统指标,按照切换次数从多到少排序,优先参考切换次数多的同频邻区关系添加4G-5G的邻区关系。
需说明的是,切换尝试次数的门限可以基于各本地网的邻区配置规格调整;邻区规格以各厂家提供为准。
2、地理拓扑规划方式
步骤1:
梳理并核实5G建设区域内的锚点小区工程参数,包含经纬度、方位角、站高等关键数据;
步骤2:
以2层邻区范围为基准,圈定5G站点周边的锚点小区(包含4/5G共站邻区),密集城区对应800m左右距离;
步骤3:
对于邻区超规格的情况,则优先考虑邻区层数更小、方位角相向的配置4G-5G邻区关系。
需说明的是,基于地理拓扑规划邻区一般基于工具实现;邻区层数、方位角相向等实现方式依托于工具能力。
如果锚点覆盖连续且已完成基础性能优化,且锚点与5G站点1比1建设,则可以直接继承共扇区邻区,即某锚点小区的所有同频4G邻区,均需添加与该锚点小区同扇区的5G小区为4-5G邻区;若锚点未连续覆盖,则优先推荐基于地理拓扑规划的方式。
现阶段推荐采用两种方式相结合的方法进行4G-5G的邻区规划。
规划完成后,根据现场实测情况,进行邻区的相应优化,保证终端测试的连续性,NR邻区增补后,需要核查对应锚点LTE的邻区关系以及NR对应的锚点关系需要重新梳理,避免NR小区间配置邻区后,对应的锚点无邻区。
2.3.X2规划原则和配置方法
X2基于4G与5G之间的邻区规划,与锚点4G小区存在邻区关系的所有5G小区所在的gNodeB,都要跟该锚点eNodeB规划X2关系。
共网管场景下,X2链路可通过X2自建立功能直接自动配置,其他场景则通过手工方式配置。
在此过程中,需要关注X2链路数量超规格的问题,针对此问题建议结合4G特定两小区间切换指标,对切换频度较低的现有邻区和X2配置进行精简。
3.锚点驻留优化
3.1.锚点优先方案(推荐)
当前5G实施NSA组网模式,NSA终端必须占用锚点小区后,才能使用5G业务提升用户感知。
如何及时将NSA终端迁移到锚点小区并保证稳定占用,是当前NSA终端移动性策略遇到的重要问题。
目前推荐的方案是开启定向切换功能实现锚点优先。
5G建设区域内4G非锚点小区均建议开启定向切换功能,以实现“占得上”和“留得住”两大能力:
“占得上”:
非锚点侧开启该功能,可实现在初始接入、切换入、RRC释放等场景触发NSA用户快速从非锚点网络迁移到锚点网络;
“留得住”:
锚点侧开启该功能,依托4/5G移动性参数解耦和RRC释放消息携带专属优先级,可保证NSA用户稳定驻留锚点网络。
3.1.1.功能介绍
5GUE接入非锚点小区,如果它的邻区中存在锚点邻区,则在连接态下主动发起向锚点邻区的定向切换,或在RRC释放过程中携带IMMCI重选信息引导NSA终端迁移至锚点小区。
在锚点小区通过独立的移动性策略和RRC释放过程中携带IMMCI重选信息确保NSA终端在锚点小区/频点的稳定占用,多功能配合使用,达到优先占用锚点的目的。
非锚点小区策略
锚点小区策略
空闲态:
NSA终端的IMMCI重选
空闲态:
NSA终端的IMMCI重选;
连接态:
非锚点到锚点定向切换;独立的移动策略,通过配置NSA独立的A1/A2/A4/A5事件等,确保在锚点小区稳定驻留
连接态:
独立的移动策略,通过配置NSA独立的A1/A2/A4/A5事件等,确保在锚点小区稳定驻留
高负荷:
LB/CLB不选NSA用户;
NSA优先占用锚点小区方案典型场景过程如下所示:
第一:
在非锚点和锚点都有覆盖的区域,当NSA终端开机占用非锚点时,可定向切换至锚点小区(非锚点小区添加锚点小区为邻区关系)【需要在非锚点小区配置NSA定向切换和定向重选功能】
第二:
NSA终端占用到锚点小区后,执行独立的移动性策略,确保在锚点上的稳定驻留【需要在锚点小区配置NSA终端独立的A1/A2/A4/A5。
配置空闲态IMMCI重选】;且高负荷时禁止将NSA终端负荷均衡到其他频点【需要在锚点小区配置NSA终端过滤功能】
第三:
当锚点小区无覆盖时,基于覆盖切换/重选至非锚点小区,且在非锚点小区执行NSA终端独立的移动性策略【需要在非锚点小区为NSA终端配置独立的A1/A2/A4/A5和空闲态IMMCI重选,使NSA终端更容易切换/重选到锚点】;
第四:
当NSA终端移动到锚点小区的覆盖区域时,定向切换/基于覆盖切换/IMMCI重选到锚点小区
3.1.2.锚点优先驻留策略及容量分担策略
大多数场景下LTE的频率优先级设置为E>D>F=FDD,锚点专用优先级建议
Ø1.8GFDD或F频段配置为NSA锚点,设置为高优先级;(下图以FDD1800是锚点为例;如果是双锚点,可配置FDD1800优先级7,F频段优先级6,其余频段优先级0;如果是F单锚点,可配置F优先级6或7,其余配置为0)
Ø其余频段配置为非NSA锚点,则设置NSA锚点优先级为0,表示不能作为NSA锚点;
锚点配置方案
通常锚点FDD/F负荷较小,基于锚点优先功能将NSA用户迁移到锚点小区后,锚点无容量压力。
部分场景下,锚点FDD/F承担了较多的容量压力,如果出现锚点容量受限场景,会影响NSA用户的感知。
建议锚点小区继承现网LTE负荷均衡策略配置或者开启负荷均衡功能,让非NSA用户负荷均衡到非锚点小区,NSA用户留在锚点小区从而享受5G服务。
NSA终端做VoLTE业务时由锚点切换非锚点使用A5事件,如果锚点是FDD1800,且已经实施了语数分层策略将语音已经承载在FDD1800,则门限配置参考现网普通4G终端。
锚点小区进行负荷均衡的时候,为了防止在连接态和空闲态将NSA终端均衡切换到其他小区,需要配置NSA用户过滤功能。
3.2.诺基亚设备锚点驻留实现
当前诺基亚设备尚无完整的锚点优选功能来确保NSA用户驻留4G锚点,目前采用的方案是双连接ENDC(LTE4088)+PLMNID(LTE1905)+原地切换(LTE5105)3个功能叠加使用来进行NSA用户锚点驻留。
Ø功能原理
✓LTE4088,LTE-NRDualConnectivity:
对终端的双连接EN-DC能力进行判断;
✓LTE1905,PLMNIDandSPIDselectedMobilityProfiles:
通过PLMNID、SPID或两者的组合对终端进行分类,每类终端使用不同的移动性策略;
✓LTE5150,EN-DCsteeredHandover:
当UE在NSA组网区域初始接入非锚点层,或UE在非NSA组网区域接入非锚点层并移动至NSA组网区域准备切换时,通过UE上报的终端能力识别是否支持ENDC,如果
1终端不支持ENDC:
正常接入或切换完成,不会有其他额外判决;
2终端支持ENDC:
无需发起A2,UE(连接态)发起A5测量并判决,使UE切换至预设好的锚点频点层,进而让UE优先能双连接。
基于上述3个功能叠加,诺基亚设备可以实现的锚点驻留的效果如下:
厂商
诺基亚
使用功能
功能
ENDC+PLMNID+原地切换
LTE4088+LTE1905+LTE5150
实现效果
初始接入
通过建立默认承载进入连接态,针对NSA用户在占用非锚点小区时切换到设置的锚点频点小区
LTE5150
进入空闲态
以释放优先级控制NSA用户优先驻留锚点层小区
LTE4088+LTE1905
连接态
针对NSA用户在占用非锚点小区时切换到设置的锚点频点小区,但没有针对NSA用户的专用异频切换参数组,无法控制不切出锚点小区
LTE5150
异频负载均衡
可以针对NSA用户设置切出低优先级,但无法保证NSA用户不被负载均衡切出锚点小区
LTE4088+LTE1905
Ø参数设置
Abbreviated
MOClass
参数说明
锚点层
非锚点层
参数功能
actSelMobPrf
MRBTS/LNBTS
移动性选择功能开关
TRUE
TRUE
LTE1905
actIdleLB
MRBTS/LNBTS
空闲态负载均衡开关
TRUE
TRUE
moProfileSelect
MRBTS/LNBTS
移动性选择方案
plmn
plmn
LTE1905
moPrMappingList
MRBTS/LNBTS/LNCEL
移动性配置映射列表
LTE1905
lteNrDualConnect
MRBTS/LNBTS/LNCEL
EN-DC终端能力
EN-DC_capable
LTE4088
Support
LTE1905
mcc
MRBTS/LNBTS/LNCEL
移动国家码
460
460
LTE1905
mnc
MRBTS/LNBTS/LNCEL
移动网络码
0
0
LTE1905
mncLength
MRBTS/LNBTS/LNCEL
mnc长度
2
2
LTE1905
moPrId
MRBTS/LNBTS/LNCEL
对应的移动性配置ID
1
1
LTE1905
threshold2InterFreq
MRBTS/LNBTS/LNCEL
异频启测门限
-110(30)
-75(65)
LTE1905
threshold2a
MRBTS/LNBTS/LNCEL
异频关闭门限
-104(36)
-73(67)
LTE1905
T320
MRBTS/LNBTS/LNCEL
空闲态专用重选优先级有效时长
180min
180min
LTE1905
moDPrId
MRBTS/LNBTS/MODPR
默认移动性配置
0
0
LTE1905
autoAdapt
MRBTS/LNBTS/MODPR
移动性参数自适应
TRUE
TRUE
LTE1905
autoAdaptIMLB
MRBTS/LNBTS/MODPR
空闲态负载均衡自适应
TRUE
TRUE
LTE1905
targetSelMethod
MRBTS/LNBTS/MODPR
空闲态重选目标频点选择方式
SIB_based
SIB_based
LTE1905
moPrId
MRBTS/LNBTS/MOPR
对应的移动性配置ID
1
1
LTE1905
freqLayListLte
MRBTS/LNBTS/MOPR
LTE切换频点
1300
1300
LTE1905
idleLBPercentageOfUes
MRBTS/LNBTS/MOPR
空闲态负载均衡用户百分比
100
100
LTE1905
idleLBPercCaUe
MRBTS/LNBTS/MOPR
空闲态负载均衡CA用户百分比
100
100
LTE1905
targetSelMethod
MRBTS/LNBTS/MOPR
空闲态重选目标频点选择方式
dedicated
dedicated
LTE1905
moimpId
MRBTS/LNBTS/MOPR/MOIMP
专用空闲态移动性配置
1
1
LTE1905
dlCarFrqEut
MRBTS/LNBTS/MOPR/MOIMP
空闲态异频频点
1300
1300
LTE1905
idleLBEutCelResPrio
MRBTS/LNBTS/MOPR/MOIMP
空闲态重选优先级
6.8
6.8
LTE1905
idleLBEutCelResWeight
MRBTS/LNBTS/MOPR/MOIMP
空闲态重选权重
100
100
LTE1905
actIfHo
MRBTS/LNBTS
基于ENDC切换功能开关
TRUE
TRUE
LTE5150
thresholdRsrpEndcFilt
MRBTS/LNBTS/LNCEL/LNHOIF
A4接入电平值
-105
-105
LTE5150
freqLayListEndcHo
MRBTS/LNBTS/MODPR
添加-freqLayListEndcHo到锚点站的频点
1300
1300
LTE5150
3.3.异厂家的SPID等方案
当前爱立信仍不支持NSA定向切换功能,一方面需要加快NSA定向切换功能的研发与部署,另一方面需积极准备其他过渡替代方案,如SPID方案等。
核心网为NSA终端配置了特殊的SPID进行标记,无线基站通过识别这个标记,为这类用户配置特殊的重选参数,将锚定小区的频点配置为高优先级,引导NSA终端优先占用锚点频点。
假如NSA终端从非锚定小区或者锚定小区RRC释放时,通过读取Rrcconnectionreleease消息携带的锚定频点是高优先级,优先占用到锚定小区。
非锚点小区策略(把NSA终端搞到锚点)
锚点小区策略(把NSA终端留在锚点)
空闲态:
基于SPID的IMMCI;
空闲态:
基于SPID的IMMCI(尽量用)或将锚点小区自身的频点优先级配置为最高(可选);
连接态:
无
连接态:
适当降低数据业务的异频启测门限A2;
高负荷:
LB/CLB不选5G用户;
整个NSA优先占用锚点小区方案共包含四个过程,分别如下所示:
第一:
当NSA终端从非锚点小区RRC释放时,可根据Rrcconnectionreleease消息中IMMCI指示的锚点频点为高优先级,优先重选到锚点小区(该优先级最长生效时间配置为3小时)【需要在非锚点小区为NSA终端配置基于SPID的重选功能】
第二:
NSA终端重选到锚点小区后,假如一直处于空闲态,则IMMCI指示的优先级规则依然有效(最长3小时),假如该终端进入连接态,则该优先级规则失效,并且为了避免连接态的NSA终端过早基于覆盖切换到其他频点,适当降低锚点小区的异频A2门限,增加NSA终端连接态占用锚点小区的范围【需要在锚点小区配置异频A2的门限】
第三:
假如该NSA终端从连接态释放RRC进入空闲态,根据锚点小区的Rrcconnectionreleease消息消息中IMMCI指示的锚点频点为高优先级,再次执行锚点频点是高优先级的重选规则,增加NSA终端空闲态持续占用锚点小区的范围【需要在锚点小区为NSA终端配置基于SPID的重选功能】
第四:
NSA终端占用锚点小区时,禁止在空闲态或者连接态将NSA终端负荷均衡到其他频点【需要在锚点小区配置NSA终端过滤功能】
SPID等过渡替代方案在使用前需要在现网小范围开展充分性功能验证,确保在不影响现网前提下,提升NSA终端的锚点驻留能力。
如前期各省在试点各省SPID方案时发现仍存在以下几点问题,还需不支持NSA定向切换功能厂家考虑完善相关工作方案:
•用户SPID标签困难:
需提前在核心网侧给特定用户打上SPID标签;
•空闲态SPID方案难触发:
商用终端难以进入空闲态,导致功能难
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