基于5G NSA站点间不同切换模式下的体验研究Word文件下载.docx
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“带SN切换RSRP差值”默认配置为0,表示目标NR小区RSRP≥源NR小区RSRP,4G切换的同时5G小区同步完成变更
4.如果最强的NR邻区,其RSRP不满足“带SN切换RSRP差值”门限,即目标NR小区RSRP-源NR小区RSRP<
带SN切换RSRP差值,那么4G切换,5G小区不变。
“带SN切换RSRP差值”默认配置为0,表示目标NR小区RSRP<
源NR小区RSRP,4G切换,5G小区不变。
图2-1带SN切换场景1,4/5G同切
图2-2带SN切换场景2,4G切换/5G不变
我们以第一种场景,4G切换伴随5G变更,解读下协议标准信令。
图2-3带SN切换标准信令流程
MeNB站间携带SN的X2切换流程过程说明如下:
1.UE检测到满足测量门限条件的邻区之后,上报测量报告。
2-3.MN根据触发条件,判决触发SN修改流程。
MN给SN发送SgNBModificationRequest消息,SN收到之后,进行SN修改携带信息接纳。
SN根据MN回复的SgNBModificationRequestAcknowledge消息。
4-7.源MN送HandoverRequestmessage给目标MN,该消息中携带MCG和SCG相关配置信息,NR测量结果。
目标MN根据测量结果触发目标SN添加过程,发送SgNBAdditionRequest,并启动DC准备过程定时器#@ControlPlaneTimer.dCPrepTimer@#等待SN回复响应。
目标SN收到之后,进行SRB3(主要用于承载SN侧的RRC消息)等接纳。
如果处理成功,回复SgNBAdditionRequestAcknowledge,目标MN发送HandoverRequestAcknowledgemessage给源MN。
8-9.源MN发起SN删除流程,发送SgNBReleaseRequest消息给SN;
如果需要数据反传,源MN提供数据反传地址给源SN,启动数据反传,源SN回复SgNBReleaseRequestAcknowledge消息给源MN。
10-14.源MN发送RrcConnectionReconfiguration消息给UE,包含MobilityControlInfoIE,指示UE接入目标侧。
UE向目标小区发起随机接入,UE成功接入目标小区后,发送RrcConnectionReconfigurationComplete消息给目标MN侧,目标MN给目标SN发送SgNBReconfigurationcompelte,UE和目标SN随机接入。
15-16.源SN发送SecondaryRATDataUsageReport消息给源MN,携带通过NR无线传递给UE的数据流量;
源MN将该SecondaryRATReport消息,携带切换标识,发送给MME。
17-18.如果源SN需要数据反传,发送SNStatusTransfer,源MN发送SNStatusTransfer消息给目标侧,进行源SN数据反传。
19-24.目标MN发起S1PATHSWITCH流程更新S1口上下行地址流程,如果S1口上行地址发生变更,则MN通过SN修改流程通知SN。
25-26.目标MN发送UEContextRelease消息给源MN,源MN发送UEContextRelease消息给源SN,源SN释放相关资源,至此携带SN的X2切换完成。
2.2.不带SN切换原理介绍
不带SN切换,切换过程中存在SN释放和LTE切换到目标小区后SN添加两个过程:
UE在锚点LTE1和NR1的覆盖区内,已接入LTE/NR双连接。
UE向基站锚点LTE2移动时触发MN切换,从锚点LTE1切换到锚点LTE2。
此种场景下源MN在切换命令下发后,先发起SN释放流程,释放SN。
LTE切换到目标小区后,再触发SN添加流程,将SN添加到目标侧MN。
图2-4不带SN切换
不带腿切换的本质是MN切换触发SN在源小区的释放和在目标小区的添加。
NSA组网SN添加信令:
图2-5SN添加标准信令流程
1:
MeNB和SgNB建立X2连接
2:
UE附着到主节点MeNB网络和核心网EPC并建立业务承载。
3:
MeNB给UE下发NR测量配置(B1事件门限)。
4:
满足B1事件门限,UE上报B1测量报告。
MeNB通过RRM判决出为添加SgNB,向SN发送SnAdditionRequest消息。
该SnAdditionRequest消息主要携带E-RABs-ToBeAdded-List信元和MeNBtoSeNBContainer信元。
其中MeNBtoSeNBContainer携带有SCG-ConfigInfo信元(详见3GPPTS38.331协议)。
5:
SgNB接收到SgNBAdditionRequest消息后,Pscell候选小区选择和接纳控制,接纳成功给MeNB回复SgNBAdditionRequestAcknowledge消息,接纳失败给MeNB回复SgNBAdditionRequestReject消息。
6:
MeNB收到SgNB的SgNBAdditionRequestAcknowledge消息后,下发空口RRCConnectionReconfiguration消息给UE,携带SgNB侧的SCG配置。
7/8/9:
a)UE收到RRCConnectionReconfiguration消息后,完成配置SCG,并给MeNB回复RRCConnectionReconfigurationComplete消息。
UE检测PSCell的下行信号捕获到系统广播MIB信息,解析RRCConnectionReconfiguration消息携带的ServingCellConfigCommon信元获取到相关系统广播SIB1参数。
b)UE竞争或非竞争接入到SgNB小区。
10:
MeNB收到UE的RRCConnectionReconfigurationComplete消息后,给SgNB发送SnReconfigurationComplete消息,通知SN对UE的空口重配完成。
SgNB收到该消息后,激活配置,并完成SgNB增加过程。
11/12:
仅在跨PCE场景下,MeNB给SgNB回复SNStatusTransfer消息,数据反传从MeNB到SgNB,避免激活双连接过程中引起业务中断。
13/14:
仅在跨PCE场景下,MeNB发送给EPCE-RABModificationIndication消息,通知EPC承载的下行隧道信息发生变更,EPC接收到回复E-RABModificationConfirmation消息。
15/16:
完成添加SgNB流程后SgNB侧的PSCell小区通过SRB3给UE下发测量重配消息,携带有A2事件门限。
SN删除信令
图2-6SN删除标准信令流程
MeNB通过X2口给SgNB发送SgNBReleaseRequest消息,发起SgNB释放过程
SgNB回复SgNBReleaseRequestAcknowledge,停止NR侧空口发送业务数据
3/4:
MeNB给UE下发重配消息RRCConnectionReconfiguration,携带SCG-RELEASE信元。
UE回复RRCConnectionReconfigurationComplete消息。
5/6/7:
仅在跨PCE
场景下,需数据反传(避免去激活双连接过程中业务中断),SgNB给MeNB回SNStatusTransfer消息,数据反传从SgNB到MeNB.
场景下,SgNB给MeNB发送SecondaryRATDataVolumeReport
消息
8:
场景下,MeNB发送给EPCE-RABModificationIndication消息,通知EPC承载的下行隧道信息发生变更,EPC接收到回E-RABModificationConfirmation消息。
9:
MeNB给SgNB发送UeContextRelease,SgNB收到该消息后,进行本地资源释放,完成SgNB释放过程。
最终承载迁回MeNB网络。
3.解决措施
针对上述策略,我们对宣城电信开通的莲塘变电站5G站点进行业务测试与信令跟踪,首先对站点进行锚点及邻区规划。
3.1.锚点规划原则
推荐使用多对多的配置方案,具体原则如下:
1.锚点规划原则:
建议NR与锚点LTE采用1:
1的建设方案。
如果是精品线路优化,要求NR站点数不少于LTE站点数。
2.NR与锚点对应关系:
因锚点LTE与NR非共天馈,无法保证NR与锚点LTE覆盖完全相同,所以NR至锚点推荐使用一对多的方案
(1)NR与共站址LTE均配置为锚点关系
(2)NR对打的LTE小区配置为锚点关系,另外对于有切换关系相邻NR小区对应的LTE需配置为锚点关系。
(3)根据实际RF优化情况,对NR锚点小区做精细调整。
(4)NR对现网LTE优化要求较高,需要现场进行精细化的LTE优化调整,特别是精品线路优化,避免锚点LTE小区有越区/频繁乒乓切换带
3.2.邻区规划原则
NSA组网下,因为控制面信令由LTE承载,所以NR邻区规划依赖于服务小区对应锚点的规划,可参考NR至锚点的添加,即保证锚点LTE小区对应的NR小区均需要配置邻区关系,具体原则为:
1.距离原则:
除同站3个扇区添加邻区外,第一圈对打的小区需进行互为邻区配置,同时对应的锚点LTE小区需要保证有邻区关系,可直接参考LTE锚点对应的NR小区关系配置,同一锚点下NR小区均需要保证邻区关系。
2.强度原则:
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。
SN切换与不带SN切换开关在于带SN切换功能开关是否开启。
图3-1带SN切换功能打开
优化团队选取5G站进行不带SN切换信令跟踪以及带SN切换信令跟踪。
3.3.不带SN切换场景验证
1、
UE占用5G基站,满足LTE侧A3事件上报,上报4G邻区RSRP更强小区(PCI=350)
图3-2MR上报信令截图
2、LTE侧下发RRC重配,携带4G侧目标小区,同时,5G侧SN连接释放。
图3-3RR重配置,SN释放
3、在新4G小区上下发RRC重配,携带NRB1事件配置。
图3-4RRC重配置,下发B1事件
4、满足B1事件,SN添加,5G锚点小区添加完毕,UE占用5G小区信号,5G切换时延节点为4G上报MR至新小区上SN添加成功,时延4210ms。
图3-5满足B1,SN重新添加
3.4.带SN切换信令场景验证
UE占用5G信号,满足LTE侧A3事件,MR测量报告中,同时携带LTE侧与5G侧服务小区与最强邻区消息。
如图,5G侧邻区电平低于源5G小区(PCI=140)。
图3-64G侧服务小区与邻区强度
图3-75G侧服务小区与邻区强度
2、
5G侧由于源侧电平大于邻区电平,因此5G侧SN仍在源小区上建立,5G小区未切换,4G侧通过RRC重配下发切换命令切换至新小区。
图3-85G侧不发生切换
图3-94G侧发生切换
3、
4/5G同步切换完成,无SN释放(注:
此次为4G切换,5G驻留原小区情况),5G切换时延节点为MR上报至SGNBReconfigurationComplete,切换时延为130ms。
3.5.场景验证小结
参考上述场景验证结果,切换时延如下:
场景
4G信令面时延(ms)
4G用户面时延(ms)
5G信令面时延(ms)
5G用户面时延(ms)
带SN
90
101
130
141
不带SN
92
104
4210
4222
图3-10不同模式下的时延对比
切换时延过长,带SN切换时延为50ms左右,不带SN切换为4S左右。
如果是做一些高清视频类的演示任务,对最低速率要硬性要求,譬如下行最低不能小于50Mbps,则影响演示效果。
在切换过程中有一小段速率回落到4G,持续时间一般在2s到5s之间。
这段时间完全由锚点4G小区提供速率。
上面试验场景持续时间为4s左右,切换过程中,有2s~5s的时间在4G做业务,并且切换过程中,速率掉沟明显,如下图所示。
图3-11带SN切换速率下速率正常
图3-12不带SN切换存在速率掉沟
4.经验总结
5G站点开通现阶段还处于未连片情况,为后期路测精细优化做准备,单个站点的优化前期务必对锚点小区、邻区优化精细化。
本文暂通过不同单站的切换方式验证来分析不同切换方式的优劣势,相比于不带SN切换,带SN切换对用户感知效果很好,同时SN切换对5G与5G邻区关系也有更高要求。
随着5G网络连片覆盖,加速推进5G商用进程,建议采用带SN切换模式保证用户感知。
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