4/5G協(xié)同組網(wǎng)下網(wǎng)絡(luò)容量提升方法研究

侯建民，郭興軍，黃 帥

（中國移動(dòng)通信集團(tuán)山西有限公司大同分公司，山西 大同 037006）

0 引言

隨著5G全面商用及大規(guī)模的工程建設(shè)，無線網(wǎng)絡(luò)正式進(jìn)入并將長期處于“大建設(shè)、大調(diào)整、大優(yōu)化”周期，2/3/4/5G多制式、 5模13頻的復(fù)雜無線網(wǎng)絡(luò)成為常態(tài)。在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，一方面由于 5G頻率和現(xiàn)網(wǎng)D頻段重復(fù)，5G建設(shè)需進(jìn)行 D頻清退，同時(shí)由于天面資源受限，為了不增加租賃成本，5G天面安裝大部分為替換原有 D頻設(shè)備，對(duì)現(xiàn)網(wǎng) 4G網(wǎng)絡(luò)造成巨大影響，網(wǎng)絡(luò)厚度有所下降；另一方面由于 5G套餐大量發(fā)展，而 5G網(wǎng)絡(luò)仍不完善，未能形成有效分流，加上用戶辦理 5G套餐未使用 5G網(wǎng)絡(luò)占比較高，大量業(yè)務(wù)回落到 4G網(wǎng)絡(luò)上，造成4G業(yè)務(wù)量持續(xù)上漲，高負(fù)荷小區(qū)日益增長，容量問題引起的投訴占比持續(xù)升高，解決容量問題已成為當(dāng)前提升用戶體驗(yàn)的重中之重。鑒于以上問題，本文聚焦用戶感知，研究了 4/5G無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)同發(fā)展下網(wǎng)絡(luò)容量提升策略，并通過現(xiàn)網(wǎng)實(shí)施驗(yàn)證，取得了顯著成效。

1 提升策略

網(wǎng)絡(luò)容量工作重點(diǎn)是通過負(fù)載均衡、擴(kuò)容、新建站點(diǎn)等手段來提升基站承載能力，降低站點(diǎn)利用率，解決網(wǎng)絡(luò)擁塞，提升用戶感知。本文主要研究了5G反向開通 3D-MIMO、4/5G網(wǎng)絡(luò)間負(fù)載均衡及深挖現(xiàn)網(wǎng)資源，提升 4/5G資源利用率等容量提升策略，推動(dòng)容量工作全面向 5G演進(jìn)，進(jìn)一步完善了 4/5G協(xié)同組網(wǎng)下容量保障體系。

1.1 5G反開3D-MIMO

5G建設(shè)時(shí)期，為有效節(jié)約天面資源，同時(shí)避免干擾，需拆除現(xiàn)網(wǎng)D頻段來安裝5G AAU，導(dǎo)致4G容量承載力下降。根據(jù)5G頻譜劃分，中國移動(dòng)獲得了160 M（2515 MHz-2675 MHz）的頻譜資源，其中4G的D頻段已使用了中間的60 MHz（D1/2/3頻段2575 MHz-2635 MHz）。為實(shí)現(xiàn)5G連續(xù)100 M組網(wǎng)，需將前100 M騰出來用于5G建設(shè)，后60 M可反向開通4G來補(bǔ)充容量。如圖1所示。

利用5G反向開通部署3D MIMO具有組網(wǎng)靈活、有效降低選址難度、增強(qiáng)覆蓋、降低干擾、提升容量等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)3D MIMO相較于傳統(tǒng)的8T8R具有明顯技術(shù)優(yōu)勢：一是具備3D立體賦形能力提供更多空分維度；二是多天線收發(fā)提升用戶體驗(yàn)，下行窄波束精準(zhǔn)賦形，能量聚焦，上行多天線接收，提供更高的分集接收增益，進(jìn)而提升用戶體驗(yàn)及小區(qū)容量。數(shù)據(jù)分析，3D-MIMO較傳統(tǒng)8T8R小區(qū)上/下行承載能力提升約2-3倍。

圖1 頻譜示意圖5G BBU+AAU支持雙模開啟NR和LTE 3D-MIMO

圖2 3D/8T/FDD1800單PRB承載能力對(duì)比

1.2 4/5G負(fù)載均衡

4/5G負(fù)載均衡主要包含以下三種情況：

（1）4G各頻段間均衡調(diào)整。針對(duì)高負(fù)荷小區(qū)首先從站內(nèi)同覆蓋小區(qū)間進(jìn)行均衡，站內(nèi)小區(qū)間均衡手段以負(fù)載均衡策略為主，互操作策略為輔，負(fù)載均衡策略由于具備實(shí)時(shí)性，能夠及時(shí)有效地將高負(fù)荷小區(qū)業(yè)務(wù)均衡到同覆蓋其他小區(qū)；針對(duì)站內(nèi)同覆蓋扇區(qū)間業(yè)務(wù)已經(jīng)均衡，但是仍然高負(fù)荷的小區(qū)，需要進(jìn)一步排查該扇區(qū)中各小區(qū)覆蓋的合理性，主要從越區(qū)覆蓋、天饋位置及覆蓋分布是否合理等方面進(jìn)行現(xiàn)場排查，通過跨站均衡策略及RF調(diào)整等手段實(shí)現(xiàn)站間均衡。站間負(fù)荷均衡策略主要是將負(fù)荷均衡候選小區(qū)從同覆蓋扇區(qū)擴(kuò)大到周邊站點(diǎn)異頻小區(qū)，在異頻插花組網(wǎng)及密集區(qū)域效果顯著，均衡策略如圖3所示。

圖3 4G各頻段間負(fù)載均衡

（2）5G NSA組網(wǎng)下錨點(diǎn)及非錨點(diǎn)的駐留和負(fù)載均衡。基站通過終端上報(bào)的UE能力識(shí)別NSA終端或普通LTE終端，需對(duì)NSA終端、普通終端重選及切換策略差異化設(shè)置。針對(duì)NSA終端優(yōu)先駐留錨點(diǎn)頻點(diǎn)，當(dāng)NSA用戶占用非錨點(diǎn)頻點(diǎn)，則通過錨點(diǎn)優(yōu)先功能重選或切換到高優(yōu)先級(jí)錨點(diǎn)頻點(diǎn)。

錨點(diǎn)優(yōu)先級(jí)配置策略如圖4所示，針對(duì)NSA用戶，F(xiàn)DD1800為NSA錨點(diǎn)，設(shè)置為高優(yōu)先級(jí)7；在FDD不連續(xù)區(qū)域配置TDD-F作為錨點(diǎn)補(bǔ)充覆蓋，用戶優(yōu)先級(jí)配置為6；其余頻段配置為非NSA錨點(diǎn)，則設(shè)置NSA錨點(diǎn)優(yōu)先級(jí)為0，表示不能作為NSA錨點(diǎn)。針對(duì)4G普通用戶，使用原有LTE載波優(yōu)先級(jí)。

圖4 錨點(diǎn)優(yōu)先級(jí)配置策略

（3）5G SA組網(wǎng)下4/5G載波共享調(diào)度。LTETDD和NR動(dòng)態(tài)頻譜共享通過NR重配置激活BWP（Bandwidth Par t）帶寬以及LTE的小區(qū)靜默，支持LTE TDD和NR制式間進(jìn)行動(dòng)態(tài)頻譜共享，同一時(shí)間內(nèi)共享載波只能用于一個(gè)制式：當(dāng)NR網(wǎng)絡(luò)的話務(wù)量低于門限值時(shí)，NR網(wǎng)絡(luò)可以向LTE TDD小區(qū)共享出頻譜資源；當(dāng)LTE TDD網(wǎng)絡(luò)話務(wù)量低于門限值時(shí)，LTE TDD網(wǎng)絡(luò)可以向NR小區(qū)共享出頻譜資源。以2.6 G的160 MHz頻譜，LTE和NR頻譜共享示例如圖5所示。

圖5 4/5G頻譜共享示意圖

1.3 深入挖潛盤活現(xiàn)網(wǎng)資源

隨著5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)快速推進(jìn)，4G網(wǎng)絡(luò)的投資必然會(huì)有所減少。為有效提升現(xiàn)網(wǎng)資源利用率，以最少的資源實(shí)現(xiàn)最大化的效果，對(duì)現(xiàn)網(wǎng)軟件、硬件資源進(jìn)行深度挖潛，最大化資源使用效率。主要包括低流量小區(qū)整治、基帶板挖潛、D頻段搬遷等措施。

1.3.1 低流量小區(qū)整治開展低流量小區(qū)整治工作，在減少多層網(wǎng)低

利用率的同時(shí)，可騰出軟件資源用于高負(fù)荷小區(qū)擴(kuò)容。首先要排查設(shè)備故障、干擾問題、覆蓋問題和參數(shù)配置等問題，避免減容或小區(qū)合并后出現(xiàn)高負(fù)荷問題，總體處理思路如圖6所示。

1.3.2 基帶板挖潛

圖6 低流小區(qū)處理流程圖

基帶板挖潛主要針對(duì)“未下掛小區(qū)基帶板”、“同站超配基帶板”、“高能力基帶板浪費(fèi)”三類站點(diǎn)進(jìn)行梳理，其中未下掛小區(qū)基帶板是指基帶板下未下掛任何小區(qū)；同站超配基帶板是指同站點(diǎn)下的小區(qū)可整合下掛至少量基帶板下，從而節(jié)約基帶板資源；高能力基帶板浪費(fèi)是指某站點(diǎn)存在高能板件但下掛小區(qū)較少，另外存在部分站點(diǎn)下掛多塊低性能基帶板，可調(diào)整對(duì)換從而節(jié)約低性能基帶板。

對(duì)于無下掛小區(qū)的基帶板即空置基帶板，直接資源回收；同站多配基帶板的，進(jìn)行小區(qū)整合，騰挪出基帶板；高能力基帶板浪費(fèi)的，可與下掛多塊低性能基帶板站點(diǎn)對(duì)換。

1.3.3 D頻段搬遷

5G建設(shè)時(shí)由于天面資源受限，為了不增加租賃成本，5G AAU安裝大部分替換原有 D頻設(shè)備，將替換下的大量的 D頻設(shè)備，搬遷至農(nóng)村、廠礦等單網(wǎng)熱點(diǎn)區(qū)域，用來快速解決農(nóng)村高負(fù)荷問題及補(bǔ)充覆蓋，最大限度的挖掘無線資源能力。

2 應(yīng)用實(shí)施

2.1 5G反開3D-MIMO

（1）問題描述：某地市棚戶區(qū)常駐人口超過 30萬，移動(dòng)用戶占比達(dá) 70%以上，樓宇密集，容量需求旺盛，日均流量 57 TB，占全市全網(wǎng)流量超過 10%，但是由于樓宇密集，宏站建設(shè)困難，弱覆蓋及高負(fù)荷問題較為突出，用戶感知相對(duì)較差。

（2）實(shí)施情況：借助 5G全面部署契機(jī)，利用 5G反向開通 65個(gè)3DMIMO站點(diǎn)，有效緩解了高負(fù)荷問題，高負(fù)荷待擴(kuò)容小區(qū)由 35個(gè)降低至 16個(gè)，其中3DMIMO日均吸收流量超過 57.38 TB，占比達(dá)到38%，感知類投訴由月均 331單降低至 44單，整體成效顯著。

（3）效果評(píng)估：實(shí)施效果如圖7所示，3D開通后，流量上漲明顯，日均業(yè)務(wù)量增長 20.5TB，壓抑流量得到有效釋放；同時(shí) 3D-MIMO承載了約 38%的業(yè)務(wù)量，有效緩解區(qū)域內(nèi)容量問題，上行 PRB利用率下降 10.51%，下行 PRB利用率下降 6.89%，日高負(fù)荷小區(qū)比例下降0.5%，區(qū)域內(nèi)容量問題引發(fā)投訴量下降 50%。

2.2 4/5G負(fù)載均衡

（1）問題描述：某地市高校共有師生 47，000余人，人員高度集中，業(yè)務(wù)量長期居高不下，網(wǎng)絡(luò)容量壓力巨大。其中 4G日均業(yè)務(wù)量達(dá) 35.4 TB，高校區(qū)域內(nèi)4G網(wǎng)絡(luò)規(guī)模站點(diǎn) 104個(gè)，小區(qū)數(shù) 767個(gè)，高負(fù)荷小區(qū)101個(gè)，占比 13.2%；5G站點(diǎn)18個(gè)，小區(qū)數(shù) 53個(gè)。

圖7 3D開通后業(yè)務(wù)量變化圖

（2）實(shí)施情況：為緩解 4G網(wǎng)絡(luò)容量壓力同時(shí)充分挖掘 5G網(wǎng)絡(luò)資源，在學(xué)校區(qū)域內(nèi)開展 4/5G負(fù)載均衡，主要從 4/5G鄰區(qū)調(diào)整及互操作參數(shù)調(diào)整著手，提升5G駐留及分流能力，緩解 4G網(wǎng)絡(luò)容量壓力。

一是進(jìn)行 4/5G鄰區(qū)核查，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鄰區(qū)精細(xì)化添加，累計(jì)完成 4/5G鄰區(qū)添加 198調(diào)整，5/4G鄰區(qū)添加122條；二是進(jìn)行 4/5G互操作參數(shù)調(diào)整，總體原則是讓 5G用戶更多向 5G網(wǎng)絡(luò)遷移。具體參數(shù)設(shè)置為：LTE側(cè)開啟E-UTRAN至 NG-RAN系統(tǒng)間業(yè)務(wù)移動(dòng)性開關(guān)、 NR切換開關(guān)、 NR重定向開關(guān)、 E-UTRAN至NG-RAN的快速返回開關(guān)，NR頻點(diǎn)重選優(yōu)先級(jí)設(shè)置為 7，重選 NR小區(qū)定時(shí)器時(shí)長設(shè)置為1，異系統(tǒng)切換事件采用 EventB1，基于覆蓋的 E-UTRAN切換至 NR B1事件RSRP觸發(fā)門限設(shè)置范圍為 -108 dBm-102 dBm，基于業(yè)務(wù)的 E-UTRAN切換至 NR測量定時(shí)器設(shè)置為 10。5G側(cè)系統(tǒng)間業(yè)務(wù)移動(dòng)性算法開關(guān)、切換方式開關(guān) -重定向、 VoNR開關(guān)開啟、非同頻測量 RSRP觸發(fā)門限設(shè)置為 -110 dBm--104 dBm，服務(wù)頻點(diǎn)低優(yōu)先級(jí) RSRP重選門限設(shè)置為 -114 dBm--108 dBm，異系統(tǒng)切換 A1 RSRP門限設(shè)置為 -105 dBm--100 dBm，EPS FB等待定時(shí)器建議值 20，基于覆蓋的切換至E-UTRAN B2 RSRP門限1設(shè)置為 -115 dBm--105 dBm，基于覆蓋的切換B1 RSRP門限設(shè)置為 -110 dBm--103 dBm，EPS FB B1 RSRP門限設(shè)置為 -113 dBm--105 dBm。

（3）效果評(píng)估：參數(shù)部署后一周 4/5G業(yè)務(wù)量對(duì)比如圖 8所示。

（4）參數(shù)部署后效果明顯，學(xué)校區(qū)域內(nèi) 4G總業(yè)務(wù)量下降近 3.6 TB，5G總業(yè)務(wù)量上漲 2.25 TB，實(shí)現(xiàn)翻倍增長，有效緩解 4G網(wǎng)絡(luò)壓力，同時(shí)提升了 5G網(wǎng)絡(luò)利用率，后續(xù)隨著 5G終端滲透率及 5G用戶的不斷增長，4/5G業(yè)務(wù)均衡需持續(xù)跟蹤優(yōu)化。

圖8 4/5G業(yè)務(wù)量變化圖

2.3 深挖盤活現(xiàn)網(wǎng)資源

（1）問題描述：通過對(duì)某地市全網(wǎng)低效小區(qū)全量分析，發(fā)現(xiàn)存在多數(shù)低效副載波未及時(shí)減容，高負(fù)荷區(qū)域由于擴(kuò)容資源不足未能及時(shí)擴(kuò)容，部分站點(diǎn)存在基帶板空載，以及高能力基帶板浪費(fèi)等諸多問題。資源調(diào)度不靈活，資源利用率不高，未能充分發(fā)揮現(xiàn)網(wǎng)資源能力。

（2）實(shí)施情況：為有效提升現(xiàn)網(wǎng)資源利用率，開展了現(xiàn)網(wǎng)資源核查及靈活調(diào)度。一是低零小區(qū)整治，及時(shí)對(duì)無業(yè)務(wù)需求副載波進(jìn)行減容，減容后資源調(diào)整到高負(fù)荷區(qū)域，累計(jì)完成小區(qū)減容 3，768個(gè)，擴(kuò)容 2，344個(gè)；二是基帶板調(diào)整，核查現(xiàn)網(wǎng)空載板件，及時(shí)拆除調(diào)整到需擴(kuò)容區(qū)域，同時(shí)核查超配置板件進(jìn)行及時(shí)替換調(diào)整，累計(jì)完成空載板件 132塊拆除，超配置板件替換 221塊；三是 D頻段搬遷，將 5G安裝替換下來的 D頻段設(shè)備搬遷到農(nóng)村高負(fù)荷區(qū)域，解決容量問題，累計(jì)完成 231個(gè)D頻段小區(qū)搬遷。

（3）效果評(píng)估：通過低效小區(qū)治理及現(xiàn)網(wǎng)資源調(diào)度，取得顯著效果，全年低效小區(qū)指標(biāo)由 26.21%下降到 18.32%，降幅 7.89%，高負(fù)荷待擴(kuò)容小區(qū)比例由1.7%下降到 0.38%，降幅 1.32%。如圖 9所示。

圖9 低效小區(qū)及高負(fù)荷變化圖

3 結(jié)束語

綜上所述，5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，4G容量問題仍然較為嚴(yán)峻，通過研究4/5G協(xié)同組網(wǎng)下容量提升策略，不斷提升5G網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)承載能力來緩解4G容量壓力，同時(shí)深挖現(xiàn)網(wǎng)資源，提升資源利用率，達(dá)到運(yùn)營商降本增效的目的，推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)良性發(fā)展，提升用戶滿意度，以網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢助力運(yùn)營商高質(zhì)量發(fā)展。