基于4G和5G上下行分流策略研究

吳祥福

江西省通信產(chǎn)業(yè)服務(wù)有限公司 南昌市 330025

1 分流的原理

5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋是基于3GPP NR Option3模式進(jìn)行部署的，首先是演進(jìn)無(wú)線接入網(wǎng)，保持LTE系統(tǒng)核心網(wǎng)不變動(dòng)情況下，eNB與gNB全部連接到EPC。該模式以eNB作為主基站，全部的控制面信令都是eNB轉(zhuǎn)發(fā)。NR gNB和LTE eNB采用雙鏈接形式為用戶提供高數(shù)據(jù)速率。該方案部署在熱點(diǎn)片區(qū)，從而增加系統(tǒng)容量和吞吐率。

Option3X為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的部署模式。因此數(shù)據(jù)分流方式就是gNB通過(guò)X2接口將數(shù)據(jù)分流到eNB。

圖1 網(wǎng)絡(luò)部署模式圖

在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，進(jìn)行5G和LTE網(wǎng)絡(luò)的分流，制定上、下行不同的分流策略，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果，從而對(duì)5G用戶和LTE的分流進(jìn)行研究，得出了具體分流門(mén)限與策略，對(duì)現(xiàn)網(wǎng)的優(yōu)化具有一定的指導(dǎo)意義。

1.1 下行分流的原理

圖2 下行分流原理圖

下行的分流情況是由基站決定，下行的分流算法基于3GPP的流量控制算法得出如下情況：

（1）倘若預(yù)期分流增益比例（4G的流量/5G的流量）達(dá)到預(yù)期門(mén)限，即進(jìn)行數(shù)據(jù)分流；

（2）倘若預(yù)期分流增益比例（4G的流量/5G的流量）小于預(yù)期門(mén)限，即停止數(shù)據(jù)分流；

（3）4G和5G上的預(yù)期Throughput是根據(jù)F1-U和X2-U上的測(cè)量上報(bào)進(jìn)行估算得出。

1.2 上行分流的原理

圖3 上行分流原理圖

上行分流由UE決定。

（1）倘若上行Buffer中數(shù)據(jù)量大于門(mén)限，即UE進(jìn)行LTE上行分流情況；

（2）倘若Full Buffer上傳時(shí)候，上行Buffer始終大于門(mén)限時(shí)，上行使用LTE分流，即NR側(cè)和LTE側(cè)使用分流同時(shí)進(jìn)行上行發(fā)送情況。

2 分流參數(shù)策略及驗(yàn)證

測(cè)試場(chǎng)景的定義：相關(guān)測(cè)試的好中差點(diǎn)定義如下：

近點(diǎn)：NR SS-RSRP＞-70dBm & NR SS-SINR＞25dB

中點(diǎn)：-85dBm＜NR SS-RSRP＜-95dBm & NR SSSINR～20dB

遠(yuǎn)點(diǎn)：-95dBm＜NR SS-RSRP＜-105dBm

2.1 下行分流參數(shù)策略

在實(shí)際站點(diǎn)進(jìn)行了CQT 4G/5G下行分流測(cè)試。分別在NR好中差環(huán)境下測(cè)試了不同下行分流增益門(mén)限下的4G分流情況。其中默認(rèn)設(shè)置為4G分流關(guān)閉，T0-T4分別為下行分流增益門(mén)限設(shè)置為1%，5%，10%和20%。設(shè)置同一參數(shù)策略下，場(chǎng)景和4G分流比的關(guān)系。

在分流增益門(mén)限=1%下，好點(diǎn)和中點(diǎn)的4G分流比例基本一致，分流效果不理想，分流占比?。坏谶h(yuǎn)點(diǎn)（差點(diǎn)），LTE的分流效果明顯，分流比例最大，效率最高，提升了遠(yuǎn)點(diǎn)用戶的感知。

表1 T1：dlDataSplitGainThreshold=1%時(shí)現(xiàn)場(chǎng)在近、中、遠(yuǎn)點(diǎn)測(cè)試的分流情況

在分流增益門(mén)限=5%下，好點(diǎn)和中點(diǎn)的4G分流比例基本一致，分流效果不理想，分流占比??；但在遠(yuǎn)點(diǎn)（差點(diǎn)），LTE的分流效果明顯，分流比例最大，效率最高，提升了遠(yuǎn)點(diǎn)用戶的感知。可以看出來(lái)，在分流增益門(mén)限為1%和5%的情況下，分流的情況一致，在遠(yuǎn)點(diǎn)分流效果明顯，效果最好。

表2 T2：dlDataSplitGainThreshold=5%時(shí)現(xiàn)場(chǎng)在近、中、遠(yuǎn)點(diǎn)測(cè)試的分流情況

在分流增益門(mén)限=10%下，好點(diǎn)和中點(diǎn)的4G分流比例基本一致，分流效果不理想，分流占比小；但在遠(yuǎn)點(diǎn)（差點(diǎn)），LTE的分流效果明顯，分流比例最大，效率最高，提升了遠(yuǎn)點(diǎn)用戶的感知。

表3 T3：dlDataSplitGainThreshold=10%時(shí)現(xiàn)場(chǎng)在近、中、遠(yuǎn)點(diǎn)測(cè)試的分流情況

在分流增益門(mén)限=20%下，好點(diǎn)和中點(diǎn)的4G分流比例基本一致，分流效果不理想，分流占比??；但在遠(yuǎn)點(diǎn)（差點(diǎn)），LTE的分流效果明顯，分流比例最大，效率最高，提升了遠(yuǎn)點(diǎn)用戶的感知。

表4 T4：dlDataSplitGainThreshold=20%時(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)在近、中、遠(yuǎn)點(diǎn)測(cè)試的分流情況

2.2 下行分流測(cè)試總結(jié)

下行分流由基站決定，下行分流比例的多少與多個(gè)因素有關(guān)，即NR預(yù)計(jì)速率，分流LTE預(yù)計(jì)速率以及下行預(yù)計(jì)分流增益比例門(mén)限，在4G分流扇區(qū)無(wú)線信號(hào)質(zhì)量基本一致情況下，隨著NR從好點(diǎn)到差點(diǎn)，則4G的分流比例會(huì)越來(lái)越大。

當(dāng)NR速率高的時(shí)候，不建議分流，當(dāng)NR速率低的時(shí)候，觸發(fā)分流：

2.3 上行分流參數(shù)策略

在實(shí)際站點(diǎn)進(jìn)行了CQT 4G/5G上行分流測(cè)試。分別在NR好中差環(huán)境下測(cè)試了不同上行分流增益門(mén)限下的4G分流情況。其中默認(rèn)設(shè)置為4G分流關(guān)閉，T0-T4分別為上行分流Buffer門(mén)限設(shè)置為100bytes，800bytes，6400bytes和infinity。而上行分流Buffer門(mén)限設(shè)置為inifinity等效于關(guān)閉上行分流。同一參數(shù)策略下，場(chǎng)景和4G分流比的關(guān)系。

在上行Buffer分流門(mén)限=100bytes下，好點(diǎn)的分流比例最小，差點(diǎn)的分流比例最大。這個(gè)與NR的上行速率隨著無(wú)線環(huán)境變差，同時(shí)LTE在不同場(chǎng)景下上行速率基本不變有關(guān)。

表5 T1：ulDataSplitThreshold=100byte時(shí)在好點(diǎn)、中點(diǎn)、差點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試的分流情況

在上行Buffer分流門(mén)限=800bytes下，好點(diǎn)的分流比例最小，差點(diǎn)的分流比例最大。這個(gè)與NR的上行速率隨著無(wú)線環(huán)境變差，同時(shí)LTE在不同場(chǎng)景下上行速率基本不變有關(guān)。

表6 T2：ulDataSplitThreshold=800byte時(shí)在好點(diǎn)、中點(diǎn)、差點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試的分流情況

在上行Buffer分流門(mén)限=6400bytes下，好點(diǎn)的分流比例最小，差點(diǎn)的分流比例最大。這個(gè)與NR的上行速率隨著無(wú)線環(huán)境變差，同時(shí)LTE在不同場(chǎng)景下上行速率基本不變有關(guān)。

表7 T3：ulDataSplitThreshold=6400byte時(shí)在好點(diǎn)、中點(diǎn)、差點(diǎn)進(jìn)行測(cè)試的分流情況

在上行Buffer分流門(mén)限設(shè)置為infinity后，沒(méi)有4G分流。

表8 T4：ulDataSplitThreshold=infinity byte時(shí)在好點(diǎn)、中點(diǎn)、差點(diǎn)進(jìn)行上行測(cè)試的分流情況

2.4 上行分流測(cè)試總結(jié)

上行分流由UE決定，上行分流比例的多少與多個(gè)因素有關(guān)，NR預(yù)計(jì)速率，分流LTE預(yù)計(jì)速率和上行分流Buffer門(mén)限。

LTE分流使用戶體驗(yàn)到PDCP速率等于NR與LTE上行速率疊加情況，F(xiàn)DD錨點(diǎn)上行速率比較高的，不論在小區(qū)中心和小區(qū)邊緣，都可以帶來(lái)明顯增益效果。

3 分流參數(shù)優(yōu)化推廣及后期計(jì)劃

通過(guò)這次測(cè)試，我們發(fā)現(xiàn)無(wú)論下行NSA分流還是上行NSA分流，其分流比例的大小與多個(gè)因素有關(guān)，即NR預(yù)計(jì)速率，LTE預(yù)計(jì)速率以及相關(guān)分流門(mén)限的設(shè)置。

在目前NR覆蓋還不完善的情況下，后續(xù)還是建議開(kāi)NSA的4G分流功能，但是在實(shí)際操作中需要合理設(shè)置上下行的分流門(mén)限，實(shí)現(xiàn)上行小包業(yè)務(wù)不分流，大包及full buffer業(yè)務(wù)分流，下行近點(diǎn)少分流，遠(yuǎn)點(diǎn)多分流的策略。