5G NR輔站變更成功率提升方案研究

龐啟文 徐波 李新衛(wèi)

摘 要：5G NSA建網(wǎng)初期，NR輔站變更成功率是NSA終端移動(dòng)性管理的重要方面。本文從輔站變更的原理、切換信令流程進(jìn)行全面深入分析，找出影響NR輔站站間變更成功率的主因，解決建網(wǎng)初期典型網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問(wèn)題，以提高NR輔站變更成功率和業(yè)務(wù)體驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：5G;NSA;輔站站內(nèi)變更;輔站站間變更

中圖分類(lèi)號(hào)：TN929.5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）34-0004-05

Study on the Improvement Scheme of 5G SgNB Pscell Change Success Rate

PANG Qiwen XU Bo LI Xinwei

（China Unicom Henan Branch，Zhengzhou Henan 450008）

Abstract： At the beginning of 5G NSA network establishment， the success rate of NR secondary station change is an important aspect of NSA terminal mobility management. This paper analyzed the principle of the change of the secondary station and the switching signaling process， found out the main factors affecting the success rate of the change between the secondary stations of NR， and solved the typical network optimization problems in the initial stage of network construction， so as to improve the change success rate and business experience of NR auxiliary station.

Keywords： 5G;NSA;change in auxiliary station;change between auxiliary stations

NSA建網(wǎng)初期，存在多種因素影響輔站站間變更率，需要進(jìn)行全面深入的分析，核查建網(wǎng)初期存在的一些典型問(wèn)題，找出主因，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提升NSA網(wǎng)絡(luò)的綜合性能，改善5G用戶(hù)的滿(mǎn)意度。

1 指標(biāo)定義

1.1 指標(biāo)統(tǒng)計(jì)點(diǎn)

5G NSA組網(wǎng)方式中，5G基站的業(yè)務(wù)面通過(guò)5G鏈路至核心網(wǎng)，控制面信令錨定于4G基站?；谠O(shè)備廠商間的差異，4G和5G異廠商無(wú)法建立X2鏈路，5G無(wú)法接入，因此，本文探究?jī)煞N共享錨點(diǎn)的解決方案[1]。

1.1.1 輔站站內(nèi)變更統(tǒng)計(jì)點(diǎn)。如圖1中A點(diǎn)所示，當(dāng)gNodeB向eNodeB發(fā)送SgNB Modification Required消息時(shí)，若是PSCell的變更，則N.NsaDc.IntraSgNB.PSCell.Change.Att累加。如圖1中B點(diǎn)所示，當(dāng)gNodeB收到eNodeB發(fā)送的SgNB Modification Confirm消息時(shí)，若是PSCell的變更，則N.NsaDc.IntraSgNB.PSCell.Change.Succ累加。統(tǒng)計(jì)值累加在LTE-NR NSA DC用戶(hù)所屬的PSCell上。

1.1.2 輔站站間變更統(tǒng)計(jì)點(diǎn)。如圖2中A點(diǎn)所示，當(dāng)gNodeB向eNodeB發(fā)送SgNB Modification Required消息時(shí)，若是PSCell的變更，則N.NsaDc.IntraSgNB.PSCell.Change.Att累加。如圖2中B點(diǎn)所示，當(dāng)gNodeB收到eNodeB發(fā)送的SgNB Modification Confirm消息時(shí)，若是PSCell的變更，則N.NsaDc.IntraSgNB.PSCell.Change.Succ累加。統(tǒng)計(jì)值累加在LTE-NR NSA DC用戶(hù)所屬的PSCell上[2]。

1.2 指標(biāo)定義

從上述內(nèi)容可知，輔站變更可以分為站內(nèi)變更與站間變更，從觸發(fā)方式來(lái)看，則可以分為錨點(diǎn)觸發(fā)和NR觸發(fā)。

第一，NSA DC場(chǎng)景下輔站站內(nèi)小區(qū)變更成功率KPI定義：

（N.NsaDc.IntraSgNB.PSCell.Change.Succ /N.NsaDc.IntraSgNB.PSCell.Change.Att） × 100%

第二，NSA DC場(chǎng)景下輔站站間小區(qū)變更成功率KPI定義：

（N.NsaDc.InterSgNB.PSCell.Change.Succ/ N.NsaDc.InterSgNB.PSCell.Change.Att） × 100%

2 信令流程

信令流程涉及UU、X2、S1接口和4G eNodeB和5G gNodeB、MME、UGW等網(wǎng)元，可能存在5G輔節(jié)點(diǎn)變更失敗的點(diǎn)多的現(xiàn)象，優(yōu)化難度大[3]。

錨點(diǎn)不變NR站內(nèi)和站間變更信令流程分別如圖3和圖4所示。

3 輔站站內(nèi)變更成功率影響因素

輔站站內(nèi)變更成功率影響因素按網(wǎng)元可劃分為無(wú)線(xiàn)側(cè)和傳輸側(cè)兩類(lèi)[4]。其中，無(wú)線(xiàn)側(cè)主要包含參數(shù)類(lèi)及鄰區(qū)類(lèi)，如圖5所示;傳輸側(cè)主要包含鏈路故障，如圖6所示。

4 指標(biāo)優(yōu)化

4.1 無(wú)線(xiàn)側(cè)優(yōu)化

4.1.1 參數(shù)優(yōu)化。影響輔站站內(nèi)變更成功率的重要參數(shù)如表1所示。

第一，同頻切換的A3偏置。若為正，將增加A3事件觸發(fā)的難度，延緩切換;若為負(fù)，則降低A3事件觸發(fā)的難度，提前進(jìn)行切換。

第二，同頻切換的A3幅度遲滯。增大遲滯Hyst，將增加A3事件觸發(fā)的難度，延緩切換，影響用戶(hù)感受;減小該值，將使得A3事件更容易被觸發(fā)，導(dǎo)致誤判和乒乓切換。

第三，同頻切換的A3時(shí)間遲滯。延遲觸發(fā)時(shí)間的設(shè)置可以有效減少平均切換次數(shù)和誤切換次數(shù)，防止不必要切換的發(fā)生。延遲觸發(fā)時(shí)間越大，平均切換次數(shù)越小，但延遲觸發(fā)時(shí)間的增大會(huì)增加掉話(huà)的風(fēng)險(xiǎn)。

4.1.2 鄰區(qū)優(yōu)化。5G<->5G外部描述核查：5G<->5G鄰區(qū)是NSA架構(gòu)下5G輔載波變更的基本要求，只有定義5G<->5G鄰區(qū)關(guān)系才會(huì)發(fā)起輔站變更請(qǐng)求。主要核查外部小區(qū)描述設(shè)置錯(cuò)誤、外部小區(qū)描述PCI沖突等問(wèn)題。

4.2 傳輸側(cè)優(yōu)化

傳輸側(cè)故障分類(lèi)、原因和解決手段具體如表2所示。

5 輔站站間變更成功率影響因素

輔站站間變更成功率影響因素按網(wǎng)元可劃分為無(wú)線(xiàn)側(cè)和傳輸側(cè)兩類(lèi)。其中，無(wú)線(xiàn)側(cè)主要包含參數(shù)類(lèi)及鄰區(qū)類(lèi)，如圖7所示;傳輸側(cè)主要包含X2鏈路和SI鏈路，如圖8所示。

6 指標(biāo)優(yōu)化

6.1 無(wú)線(xiàn)側(cè)優(yōu)化

6.1.1 參數(shù)優(yōu)化。錨點(diǎn)涉及的參數(shù)有很多，影響輔站站間變更成功率的重要參數(shù)如表3所示。

第一，流量上報(bào)開(kāi)關(guān)：NR和錨點(diǎn)站的流量上報(bào)開(kāi)關(guān)不一致會(huì)導(dǎo)致輔站變更失敗，因?yàn)檎鹃g變更沒(méi)有結(jié)束，期間發(fā)起的變更請(qǐng)求都會(huì)被立馬拒絕，在話(huà)統(tǒng)側(cè)會(huì)統(tǒng)計(jì)成流程交叉導(dǎo)致的變更失敗。

第二，X2鏈路自動(dòng)配置開(kāi)關(guān)：未打開(kāi)LTE和NR間X2自建立開(kāi)關(guān)，會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)管無(wú)法自建立X2鏈路。另外，自動(dòng)刪除開(kāi)關(guān)參數(shù)配置不合理，容易引起無(wú)用的X2鏈路得不到及時(shí)釋放，占用X2規(guī)格數(shù)資源，新的X2鏈路無(wú)法自動(dòng)新建加入。

第三，gNodeB標(biāo)識(shí)長(zhǎng)度：錨點(diǎn)小區(qū)要求配置鄰區(qū)PLMN名單，類(lèi)型為白名單，制式為NR，GNBIDLENGTH=24，同時(shí)保證NR基站實(shí)際GNBIDLENGTH=24，以保證該錨點(diǎn)小區(qū)能正常添加NR輔載波，終端能正常接入、切換入。

第四，切換失敗懲罰時(shí)間：NecHoPrepFailPunishTimer，該參數(shù)用于控制向目標(biāo)小區(qū)切換（包括EPSFB，基于覆蓋的系統(tǒng)內(nèi)切換，基于覆蓋的系統(tǒng)間切換）時(shí)，若為資源類(lèi)切換準(zhǔn)備失敗，則在該定時(shí)器內(nèi)禁止切換到該目標(biāo)小區(qū)。該參數(shù)取值為0表示不進(jìn)行懲罰，單位為秒，NecHoPrepFailPunishTimer=50。

6.1.2 鄰區(qū)優(yōu)化。NSA架構(gòu)下完整的鄰區(qū)關(guān)系包括4G<->4G鄰區(qū)、4G->5G鄰區(qū)、5G<->5G鄰區(qū)，鄰區(qū)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如圖9所示。

鄰區(qū)分析目的是避免4G<->4G鄰區(qū)、4G->5G鄰區(qū)及5G<->5G鄰區(qū)存在鄰區(qū)漏配、錯(cuò)配、同頻同PCI以及參數(shù)準(zhǔn)確性等配置問(wèn)題。

①5G<->5G鄰區(qū)核查。5G<->5G鄰區(qū)核查包括5G<->5G外部描述核查和5G<->5G鄰區(qū)關(guān)系核查。

第一，5G<->5G外部描述核查。5G<->5G鄰區(qū)是NSA架構(gòu)下5G輔載波變更的基本要求，只有定義5G<->5G鄰區(qū)關(guān)系才會(huì)發(fā)起輔站變更請(qǐng)求。主要核查外部小區(qū)描述錯(cuò)誤，外部小區(qū)描述PCI沖突和外部小區(qū)冗余等問(wèn)題。

第二，5G<->5G鄰區(qū)關(guān)系核查。5G<->5G鄰區(qū)按以下3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)配置：城區(qū)1.5 km內(nèi)或者3層站點(diǎn)間需添加鄰區(qū)關(guān)系，郊縣農(nóng)村站點(diǎn)3 km或者3層站點(diǎn)間需添加鄰區(qū)關(guān)系，室分周?chē)?00 m內(nèi)宏站需添加鄰區(qū)關(guān)系。

②4G<->4G鄰區(qū)核查。4G<->4G鄰區(qū)核查分為4G<->4G外部描述核查和4G<->4G鄰區(qū)關(guān)系核查。

第一，4G<->4G外部描述核查。外部小區(qū)描述錯(cuò)誤，同頻PCI沖突。

第二，4G<->4G鄰區(qū)關(guān)系核查。冗余鄰區(qū)刪除、漏配鄰區(qū)添加。鄰區(qū)一般都要求互為鄰區(qū)，即A扇區(qū)載頻把B作為鄰區(qū)，B也要把A作為鄰區(qū);宏站間，市區(qū)1.5 km，郊區(qū)2.5 km，建議鄰區(qū)配置50條;宏站與微站，以宏站為中心，市內(nèi)500 m內(nèi)，郊區(qū)800 m內(nèi)為鄰區(qū)關(guān)系;微站與微站，200 m以?xún)?nèi)為鄰區(qū)關(guān)系。

③4G->5G鄰區(qū)核查。4G->5G鄰區(qū)核查包括4G->5G外部描述核查和4G->5G鄰區(qū)關(guān)系核查。

第一，4G->5G外部描述核查。外部小區(qū)描述錯(cuò)誤，同頻PCI沖突，外部小區(qū)冗余。

第二，4G->5G鄰區(qū)關(guān)系核查。在優(yōu)化好錨點(diǎn)4G<->4G鄰區(qū)的前提下，4G->5G鄰區(qū)繼承4G<->4G鄰區(qū)并結(jié)合錨點(diǎn)與5G站點(diǎn)的距離適當(dāng)調(diào)整，即4G錨點(diǎn)小區(qū)所有同頻的FDD1800鄰區(qū)共站的5G小區(qū)都應(yīng)該定義4G->5G鄰區(qū)關(guān)系，同時(shí)錨點(diǎn)與5G站點(diǎn)的距離在1 km以?xún)?nèi)也定義為4G->5G鄰區(qū)關(guān)系。由于目前仍存在部分區(qū)域5G站間距過(guò)大，不能保證連續(xù)覆蓋，因此，需要將錨點(diǎn)站與5G站點(diǎn)距離在2 km內(nèi)視情況添加。

6.1.3 共享核查。站間變更流程如圖10所示。從圖10可知，信令點(diǎn)1和信令點(diǎn)6是站間SgNB變更請(qǐng)求和成功的信令點(diǎn)，共享PLMN漏配會(huì)導(dǎo)致SgNB添加請(qǐng)求（信令點(diǎn)3）后續(xù)流程失敗。

6.2 傳輸側(cè)優(yōu)化

6.2.1 X2鏈路滿(mǎn)配。X2鏈路作為錨點(diǎn)站與NR站之間的切換信令通道，對(duì)輔站變更成功起著關(guān)鍵作用，主要涉及4G<->4G、4G->5G以及5G<->5G的X2接口。X2信令流程如圖11所示。

第一，打開(kāi)X2鏈路自建立開(kāi)關(guān)。如圖11所示：準(zhǔn)確配置4G<->4G、4G->5G以及5G<->5G鄰區(qū)后，可以通過(guò)打開(kāi)X2鏈路自建立開(kāi)關(guān)，自動(dòng)建立X2接口;但如果超過(guò)基站板卡支持的X2鏈路數(shù)量上限（256或512條，與基站板卡型號(hào)有關(guān)），將導(dǎo)致X2鏈路無(wú)法添加。

第二，打開(kāi)X2自刪除開(kāi)關(guān)。當(dāng)X2滿(mǎn)配時(shí)，可打開(kāi)X2自刪除開(kāi)關(guān)，刪除4G和4G之間故障和利用率較低的X2;在1 440 min內(nèi)，如果X2故障，或者X2切入切出次數(shù)小于1次，將刪除4G和4G之間的X2鏈路;如果90 min內(nèi)，原4G基站與目標(biāo)4G基站需要建立X2的次數(shù)大于10次，則自動(dòng)建立X2鏈路，以上門(mén)限都可以根據(jù)現(xiàn)網(wǎng)情況進(jìn)行調(diào)整。

第三，按比例設(shè)置X2鏈路接口。當(dāng)X2滿(mǎn)配時(shí)，可通過(guò)設(shè)置4G和5G，X2接口按比例分配，保證4G<->4G、4G->5G以及5G<->5G之間X2滿(mǎn)足最低配置數(shù)量要求。

6.2.2 X2鏈路故障。X2AP（X2 Application Protocol）連接在底層SCTP鏈路資源可用時(shí)，gNodeB將收到對(duì)端eNodeB發(fā)起的連接建立請(qǐng)求，并對(duì)連接請(qǐng)求做合法性檢查，若檢查不通過(guò)，將無(wú)法建立連接。常見(jiàn)的X2鏈路告警包括底層鏈路故障、建立失敗及無(wú)可用NSA小區(qū)，具體如表4所示。

7 效果驗(yàn)證

通過(guò)逐一分析、處理以上問(wèn)題，目前現(xiàn)網(wǎng)5G輔節(jié)點(diǎn)變更成功率已提升至95%左右。

8 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本次研究輔站變更成功率提升方案，發(fā)現(xiàn)目前影響成功率的主要因素是鄰區(qū)不完善、跨網(wǎng)管X2不能自建立導(dǎo)致鏈路缺失、鄰區(qū)錯(cuò)漏。通過(guò)這三方面的優(yōu)化，能大幅提升輔站變更成功率。

參考文獻(xiàn)：

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