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NSA带SN与不带SN切换及优化浅析
NSA带SN与不带SN切换及优化浅析
【摘要】目前5GNR组网有SA和NSA组网,其中SA采用option2方案,NSA基本上采用option3X方案;SA切换原理基本上与LTE一致,NSA切换由于与LTE有互操作与LTE切换有较大差异。
由于NSA切换引入了SN(辅节点),NSA切换分带SN切换和不带SN切换,本文将对比二者区别及SN切换成功率优化简单分析
【关键字】NSA带SN切换不带SN切换
【业务类别】4G5G
一、问题描述
5G建设采用NSA组网架构,为提升网络切换性能,开启了带SN切换功能,能够有效降低了切换时延、切换过程中流量下降等问题。
但是打开带SN切换功能开关,MN、SN同时切换场景的切换成功率低为95.6%,下行速率611Mbps,SN切换成功率较差。
二、分析过程
目前5G为较大程度利用现网4G资源节省投资,开通均采用NSA模式-3X网络架构模式,5G的部署以LTEeNB做为控制面锚点接入EPC,或以eLTEeNB做为控制面锚点接入5GC,因此当前5G实施NSA组网模式,NSA终端必须先占用锚点小区后,才能使用5G业务。
目前5G为较大程度利用现网4G资源节省投资,开通均采用NSA模式-3X网络架构模式,5G的部署以LTEeNB做为控制面锚点接入EPC,或以eLTEeNB做为控制面锚点接入5GC,因此当前5G实施NSA组网模式,NSA终端必须先占用锚点小区后,才能使用5G业务。
(2)EUTRAN-NR双连接
EUTRA-NR双连接(EUTRA-NRDualConnectivity),简称EN-DC,就是具备多Rx/Tx能力的UE使用两个不同网络节点(MeNB和SgNB)上的不同调度的无线资源。
其中,一个提供EUTRAN接入,另一个提供NR接入;一个调度器位于MeNB侧,另一个调度器位与SgNB侧。
EN-DC双连接场景中,UE连接到作为主节点的eNB和作为辅节点的gNB,其中eNB通过S1-MME和S1-U接口分别连接到MME和SGW,并同时通过X2-C和X2-U接口连接到gNB,gNB也可以通过S1-U接口连接到SGW。
2.1NSA切换原理
LTE系统内移动性:
UE在MeNB1和SgNB1的覆盖区内,已接入LTE/NR双连接。
UE基站MeNB2移动时触发主站切换,从MeNB1切换到MeNB2,此种场景下源MN在切换之前会先发起SN释放流程(主站站内切换不释放),释放掉SN,切换成功后再触发SN增加流程将SN增加到目标侧MN.
NR系统内移动性(前提是配置了同频邻区):
在SgNB1服务区内向SgNB2或者本站其他小区移动时可能发生辅站变更。
NR切换场景细分:
2.2带SN切换与不带SN切换区别
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:
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。
相较于带SN切换,不带SN切换有两大缺点:
速率存在掉坑现象,切换走的是先删腿再加腿的流程,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。
并且切换过程中,速率掉沟明显。
切换时延过长,不带SN切换时延明显大于带SN切换时延;
带SN切换流程:
主节点4G小区满足A3门限,发起测量报告,在测量报告里,携带最强的NR邻区测量;如果最强的NR邻区,其RSRP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切换的同时5G小区同步完成变更。
如果最强的NR邻区,其RSRP不满足“带SN切换RSRP差值”门限,那么4G切换,5G小区不变。
2.3带SN切换流程
ØUE在源4G小区发起业务,并完成双连接添加
Ø主节点4G小区满足A3门限,发起测量报告,在测量报告里,携带最强的NR邻区测量
Ø如果最强的NR邻区,其RSRP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切换的同时5G小区同步完成变更。
“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;
图
(2)4/5G同时切换
Ø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,如图(3):
图(3)4G切换5G不变
NR切换的测量机制:
5GNR的切换全部包含NR内部与EUTRAN系统之间这两类场景;
5GNR的切换流程同4G一样仍然包括测量、判决、执行三个流程;
测量:
由RRCConnectionReconfiguration消息携带下发;测量NR的SSB,EUTRAN的CSI-RS;
判决:
UE上报MR,基站判断是否满足门限;
执行:
基站将UE要切换到的目标小区下发给UE;
NR切换策略介绍:
2.4带SN切换信令分析
图(4)SN切换协议信令
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给MN回复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。
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。
NSA前台切换信令:
NSA前台测试信令:
测控信息
NSA前台测试信令:
测量报告
NSA前台测试信令:
切换执行
三、问题措施
带SN切换邻区规划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:
对于精品线路为保证演示效果,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。
带SN切换覆盖优化对于NSA组网下,涉及到锚点LTE和NR两层网络优化,具体优化方法如下:
1.锚点LTE覆盖优化:
NSA组网场景下,4G网络覆盖是保证5G服务的前提,优先完成锚点站点的覆盖优化,即通过RF优化调整,保证锚点4G小区覆盖良好,无弱覆盖、越区覆盖、乒乓切换和无主导小区的情况。
2.NR覆盖优化:
尽可能提高SSRSRP和SINR。
一般精品区域NR与锚点采用1:
1的建设方案,NR的初始方位角和下倾角可与FDD锚点站点保持一致。
问题列举:
SN切换TOP小区打开带Sn切换开关后,MR信息中只上报当前SCG测量信息,无目标侧SCG小区测量信息,因此导致5GSN切换成功率低,如图所示:
(2)经分析确认,后台需要打开<上报最强邻区开关>,打开此开关后,终端侧MR测报里面才会上报目标侧最强邻区信息;同时更容易触发MN、SN同时切换流程,如图:
(3)打开<上报最强邻区开关>后,存在MR上报,基站不下重配问题;经过前后台抓取log分析,基站侧配置SSBIndex=1,但终端会上报SSBIndex=0和1,此时lrrm会根据带过来的SSBIndex去跟网管匹配,分配preambleid,与网管侧不匹配,因此直接被拒绝,综上判断,上报最强邻区开关需打开,网管侧配置SSBIndex0和1需同时为True。
(2)网管侧配置SSBIndex0和1为True,如图(8);
打开以上开关后,问题得到有效解决,MN,SN同时切换场景切换成功率100%,下行速率从611Mbps提升到695Mbps。
项目
覆盖率(%)
下行速率(Mbps)
切换成功率
优化前
99.5
611
95.6%
优化后
99.7
695
100%
四、经验总结
对于5GNSA网络,涉及到LTE锚点小区和NR小区,在切换问题上需要同时考虑锚点小区和NR小区,切换分析较为复杂。
在锚点和邻区关系上,切换不仅局限于5G-5G之间的邻区,还有4G-5G的锚点,4G-5G的邻区,三者缺一不可。
在切换问题上,对于LTE小区,需要注意邻区关系和锚点关系,避免LTE小区频繁切换,导致SN频繁添加切换,从而影响了切换成功率。
对于NR小区,需要修改上报最强邻区开关及SSB参数配置,同时对于B1添加门限和A2去腿门限,避免SN频繁切换。
日常网优分析在仔细解读信令的同时,需要区分切换场景,做好邻区、锚点、门限等参数的核查,减少SN添加次数,提升切换成功率。
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