基于SSB 異頻組網(wǎng)提升室分駐留的策略研究

陸 璐 錢國寶

1.中國移動通信集團(tuán)江蘇有限公司鹽城分公司；2.揚(yáng)州大學(xué)

0 引言

現(xiàn)階段的NR（New Radio，新空口，即5G 空口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)）商用網(wǎng)絡(luò)部署情況是頻帶N41，帶寬100MHz，頻率范圍2515MHz-2615MHz，SSB（Synchronization Signal and PBCH block，同步信號和物理廣播信道塊）固定為6312。由于所有小區(qū)采用固定配置，小區(qū)間切換只能采用基于A3 的切換事件，而同頻切換是一直測量的，也就是說相鄰小區(qū)會不斷地比較各小區(qū)的信號強(qiáng)弱來判定切換的發(fā)生。此時網(wǎng)絡(luò)無法通過參數(shù)控制小區(qū)向相鄰小區(qū)的切換，導(dǎo)致室內(nèi)外小區(qū)間切換頻繁，嚴(yán)重影響用戶感知。

在3GPP 協(xié)議中明確規(guī)定，SSB 采用GSCN 編號方式，其位置可以在小區(qū)的全部CRB（Common Resource Block，通用資源塊）范圍內(nèi)任意位置靈活配置?；诖?，提出了一種不同小區(qū)間采用相同的頻率資源而使用不同的SSB 頻率位置，創(chuàng)造出異頻組網(wǎng)的條件，并將小區(qū)間的切換策略由A3 事件觸發(fā)改為A2+A5事件觸發(fā)，從而對不同的SSB頻點(diǎn)設(shè)置不同的切換門限，達(dá)到控制終端切換的目的。這一策略的實(shí)施有助于解決室內(nèi)外信號間的頻繁切換問題，最終實(shí)現(xiàn)用戶穩(wěn)定駐留的目標(biāo)。

1 技術(shù)原理

NR 系統(tǒng)采用波束賦形技術(shù)，對每類信道和信號都會形成能量更集中、方向性更強(qiáng)的窄波束。但是相對寬波束（比如LTE 波束），窄波束的覆蓋范圍有限，一個波束無法完整覆蓋小區(qū)內(nèi)的所有用戶，因此NR 引入了波束掃描的方法來覆蓋整個小區(qū)內(nèi)的所有用戶，即基站在某一個時刻可以發(fā)送一個波束方向，通過多個時刻發(fā)送不同方向的波束以覆蓋整個小區(qū)，如圖1 所示。

圖1 SSB 波束掃描示意圖

在每個波束中，都要配置PSS、SSS、PBCH、DMRS for PBCH，以便UE 實(shí)現(xiàn)下行同步，且PSS、SSS、PBCH、DMRS for PBCH 必須同時發(fā)送。為了確保PSS、SSS、PBCH、DMRS for PBCH 可 以 同 時 發(fā) 送，NR 系統(tǒng)將PSS/SSS、PBCH 和DMRS for PBCH 組合在一起，并稱其為同步信號塊SSB，對應(yīng)的波束稱為SSB 波束。

如圖2 所示，一個SSB 在時域上連續(xù)占用4 個符號，頻域上占用20 個RB（即240 個子載波）。其中PSS 和SSS 在時域上分別占用SSB 中的符號0 和符號2，頻域上分別占用127 個子載波。PBCH（含DMRS for PBCH）在時域上占用SSB 中的符號1 和符號3，頻域上分別占用240 個子載波，此外還占用符號2 中兩端各48 個子載波。

圖2 SSB 示意圖

NR 支持SSB 的頻域位置靈活配置，可通過參數(shù)NRDUCell.SsbFreqPos 配置小區(qū)SSB 的頻域位置，通過參數(shù)NRDUCell.SsbDescMethod 配置小區(qū)SSB 頻域位置描述方式。

針對不同SCS（Sub-Carrier Spacing）和頻段，NR 給出了多種SSB在時域的Pattern，分別命名為Case A、Case B、Case C、Case D、Case E。不同Pattern 下，SSB 的最大個數(shù)和起始符號位置不同，如圖3 所示。

圖3 SSB 時域Pattern

當(dāng)前版本支持的時域Pattern 為：FDD 僅支持Case A，TDD 低頻支持Case A、Case C，TDD 高頻支持Case D。

不同工作頻率的最大SSB 個數(shù)不同，如表1 所示。

表1 各頻段波束個數(shù)

3GPP TS 38.104 V15.4.0 標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)明確定義了SSB 采用基于同步柵格的GSCN 進(jìn)行編號，編號規(guī)則見表2。

對于0～3000MHz 頻率，當(dāng)前產(chǎn)品支持表2 中M 的取值可以為1、3 或5。

表2 同步柵格與編號

2 方案設(shè)計

方案設(shè)計分為兩步，第一步是確定SSB 頻點(diǎn)，因?yàn)槭曳帧⒑暾拘^(qū)的頻率范圍是一致的，僅僅SSB 的GSCN 號不同，這里第一步必須需要確認(rèn)SSB 頻點(diǎn)位置；第二步是設(shè)計移動性策略，確定SSB 頻點(diǎn)后，根據(jù)3GPP 規(guī)定的S 準(zhǔn)則和R 準(zhǔn)則，以及切換算法相關(guān)參數(shù)進(jìn)行移動性策略的參數(shù)設(shè)計。

2.1 確定SSB 頻點(diǎn)

基于N41 頻段2515MHz-2615MHz 共計100MHz 的部署情況，并依據(jù)3GPP 協(xié)議中的GSCN 編號規(guī)則，計算SSB 的中心頻率位置。主要涉及的公式如下：

其中，F(xiàn)requency_center_ssb 表示SSB 中心頻率位置，M表示補(bǔ)償，N 表示基數(shù)。

其中，GSCN 表示全球同步信道柵格編號，M 表示補(bǔ)償，N 表示基數(shù)。

將GSCN=6312 代入公式2，得到N、M 的唯一解分別為2104 和3。再將M、N 代入公式1，可知SSB 中心頻率位置為2524.95Mhz。SSB 中心頻率距離CRB 下邊界頻率距離為2524.95-2515=9.95MHz，距離CRB 上邊界頻率距離為2615-2524.95=90.05MHz，由此可知SSB 的中心位置在CRB的下邊界。

對此，考慮到頻率越高，其衰減越快，而室內(nèi)場景主要為短距離覆蓋，故而建議將室分小區(qū)的SSB 設(shè)置在CRB 的上邊界，加快其衰減速度。

經(jīng)過公式1、2 反向推導(dǎo)，室分小區(qū)的SSB 應(yīng)為6510，nARFCN 號為520830，見表3。

表3 頻點(diǎn)配置方案數(shù)據(jù)

圖4 為頻域位置示意圖。

圖4 SSB 頻域位置

2.2 移動性策略制定

為實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外差異化，依據(jù)室分場景的邊緣業(yè)務(wù)需求（100Mbps），制定調(diào)整室分、宏站小區(qū)的切換、重選策略，從而實(shí)現(xiàn)差異化的目標(biāo)。圖5 為切換策略配置示意圖。

圖5 移動性策略配置

3 方案驗(yàn)證

3.1 目標(biāo)與驗(yàn)證方案

目標(biāo)選取八菱華莊整個居民小區(qū)作為方案驗(yàn)證點(diǎn)。該居民小區(qū)范圍內(nèi)包含室分外打小區(qū)和宏站小區(qū)，滿足連續(xù)覆蓋要求。方案設(shè)計上將室分小區(qū)SSB 頻點(diǎn)由6312 修改為6510，小區(qū)重選優(yōu)先級由6 修改為7，并同步修改周邊小區(qū)相關(guān)配套參數(shù)。

如表4 所示，調(diào)整方案涉及5G 室分小區(qū)、5G 宏站小區(qū)、4G 錨點(diǎn)小區(qū)三類目標(biāo)小區(qū)的參數(shù)調(diào)整方案，有頻點(diǎn)修改、添加異頻頻點(diǎn)、調(diào)整重選參數(shù)、調(diào)整切換參數(shù)。

表4 調(diào)整方案

3.2 測試評估

測試中選取好、中、差三類點(diǎn)位，分別測試至少10 次上傳、下載任務(wù)，以10 次的平均值作為最終測試數(shù)據(jù)，詳細(xì)情況如表5 所示。

表5 定點(diǎn)測試對比表

如表5 所示，好、中、差點(diǎn)的SS-SINR 分別提升5.25dB、13.70dB、14.67dB，提升明顯；好、中、差點(diǎn)的上傳速率分別提升-2.01pp、4.02pp、14.23pp，中、差點(diǎn)有明顯改善，上行速率保持在50Mbps 以上；好、中、差點(diǎn)的下載速率分別提升0.69pp、-2.23pp、-10.46pp，中、差點(diǎn)有所劣化，主要由SSB對PDSCH 信道干擾導(dǎo)致，但下載速率依舊保持在350Mbps 以上；好、中、差點(diǎn)的誤塊率分別下降0.74pp、3.29pp、7.21pp，改善明顯；MCS 階數(shù)無明顯變化。

如圖6 所示，調(diào)整后SS-RSRP 弱覆蓋路段（黃色部分）有所增加，經(jīng)分析，由于切換策略的改變使得覆蓋能力有少許下降，但依舊保持在-100dBm 以上，不影響用戶使用。

圖6 SS-RSRP 覆蓋圖

如圖7 所示，調(diào)整后SS-SINR 優(yōu)質(zhì)路段（深綠色部分）明顯增加，整體信號干擾明顯下降。雖然覆蓋有所下降，但其信道質(zhì)量得到了大幅改善。

圖7 SS-SINR 覆蓋圖

如表6 所示，調(diào)整后平均SS-RSRP 下降1.8dB，平均SSSINR 提升14.16dB，NR 覆蓋率提升至100%，測試區(qū)域內(nèi)室分小區(qū)占用比例由59.14%提升到100%，穩(wěn)定占用室分小區(qū)；下載速率下降35.56%，因受切換參數(shù)A2 門限-100dBm、A51門限-102dBm、A52 門限-96dBm 影響（邊緣場景增加）導(dǎo)致，但總體滿足下載速率達(dá)到400Mbps 的要求。

表6 拉網(wǎng)測試對比表

3.3 小結(jié)

經(jīng)過目標(biāo)選取、方案設(shè)計、測試評估，結(jié)果表明該居民區(qū)平均SS-RSRP 下降1.8dB，SS-SINR 提升14.16dB，覆蓋率提升至100%，測試區(qū)域內(nèi)室分小區(qū)占用比例由59.14%提升到100%，達(dá)到穩(wěn)定占用室分小區(qū)的目標(biāo)，并對用戶感知無明顯影響。

4 結(jié)束語

在5G 網(wǎng)絡(luò)中，使用同一無線頻率資源組網(wǎng)，采用SSB 異頻組網(wǎng)，可以降低小區(qū)間SSB 信道干擾，提升小區(qū)PBCH 的解調(diào)性能，并有效控制UE 在室分小區(qū)下的駐留，降低室內(nèi)外乒乓切換的情況，達(dá)到改善用戶感知的目的。該方案有助于NR 制式同頻部署場景下的室內(nèi)外話務(wù)分流控制，降低室內(nèi)信號外泄造成的影響，為室內(nèi)外用戶提供差異化感知。