黃 亮

（中國(guó)聯(lián)通長(zhǎng)沙分公司，湖南 長(zhǎng)沙 410000）

1 5G組網(wǎng)架構(gòu)與option3X介紹

1.1 5G組網(wǎng)架構(gòu)簡(jiǎn)介

3GPP協(xié)議定義了多種5G網(wǎng)絡(luò)部署方式，根據(jù)5G控制面錨點(diǎn)不同區(qū)分為兩大類(lèi)：獨(dú)立組網(wǎng)（SA）和非獨(dú)立組網(wǎng)（NSA）。

（1）SA（獨(dú)立組網(wǎng)）：5G無(wú)線網(wǎng)與核心網(wǎng)之間的NAS信令（如注冊(cè)，鑒權(quán)等）通過(guò)5G/eLTE基站傳遞，5G/eLTE可以獨(dú)立工作。

（2）NSA（非獨(dú)立組網(wǎng)）：5G與4G共同工作的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，無(wú)線網(wǎng)與核心網(wǎng)之間的NAS信令（如注冊(cè)，鑒權(quán)等）通過(guò)錨點(diǎn)基站傳遞，無(wú)法獨(dú)立工作。

圖1 國(guó)內(nèi)三家運(yùn)營(yíng)商5G組網(wǎng)演進(jìn)結(jié)構(gòu)圖

圖1中，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)演進(jìn)的主導(dǎo)思路是先以NSA非獨(dú)立組網(wǎng)方式為主，隨后向NSA/SA混合組網(wǎng)方式過(guò)渡，最終向以SA獨(dú)立組網(wǎng)方式演變。建網(wǎng)初期均選擇的是NSA架構(gòu)無(wú)線網(wǎng)共享方案，其主要原因分析如下：

（1）NSA組網(wǎng)又被稱(chēng)為非獨(dú)立組網(wǎng)方式，從字面上就很好理解，它所采用的基站并不是獨(dú)立的，而是與原有的4G基站相互協(xié)調(diào)來(lái)提供快速的5G網(wǎng)絡(luò)，NSA在前期的優(yōu)勢(shì)十分明顯，具有建設(shè)快、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

（2）SA組網(wǎng)又稱(chēng)為獨(dú)立組網(wǎng)，采用的基站只有5G基站，并沒(méi)有與原先的基站進(jìn)行搭配，它的優(yōu)勢(shì)就是低延遲。但是它也存在著無(wú)法避免的缺點(diǎn)，那就是建設(shè)成本高。

以目前國(guó)內(nèi)三大運(yùn)營(yíng)商嚴(yán)控運(yùn)營(yíng)成本的實(shí)際情況來(lái)看，選擇以NSA方式組網(wǎng)無(wú)疑是性價(jià)比最高的一種方案。

1.2 option3X介紹

在NSA組網(wǎng)方式中又可以細(xì)分為Option3、Option3a和Option3x三種方式，初期推薦采用NSA option3X組網(wǎng)架構(gòu)，4G與5G NR新空口雙連接（ENDC）的方式，4G基站（eNB）做為為主站（作為控制面錨點(diǎn)），5G基站（gNB）作為輔站傳輸用戶面數(shù)據(jù)。相較于 Option3和 Option3a，option 3X LTE eNB與NR gNB采用雙連接的形式，同時(shí)數(shù)據(jù)可以動(dòng)態(tài)分流且避免了分流部分?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)現(xiàn)網(wǎng)影響，在網(wǎng)絡(luò)部署初期，Option 3X更具有優(yōu)勢(shì)。

NSA組網(wǎng)模式下，從4G網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)到5G，5G的信令是由4G基站承載，因此，4G原有基站須升級(jí)為增強(qiáng)型4G基站，也就是錨點(diǎn)，同時(shí)增加了X2信令接口，負(fù)責(zé)4G增強(qiáng)型基站與5G基站之間的信令連接，管理5G的用戶接入和5G用戶面數(shù)據(jù)傳輸。因此，在NSA組網(wǎng)模式下，4G基站作為5G的錨點(diǎn)，負(fù)責(zé)控制面信令傳輸，對(duì)于用戶的駐留和保持至關(guān)重要，錨點(diǎn)優(yōu)化也是NSA組網(wǎng)的重點(diǎn)。

NSA Option3模式下，LTE eNodeB要作為NR錨點(diǎn)，對(duì)LTE eNodeB處理能力要求很高。Option 3X作為Option3的優(yōu)化方案，將NR作為數(shù)據(jù)匯聚和分發(fā)點(diǎn)，充分利用NR設(shè)備處理能力更強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，便捷提升網(wǎng)絡(luò)處理能力。

圖2 5G兩種模式組網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖

2 空閑態(tài)策略

2.1 5G圖標(biāo)顯示原理

GSMA協(xié)議規(guī)定四種配置終端可以顯示5G圖標(biāo)，如表1所示。

表1 5G終端狀態(tài)表

表1中，Config.D中配置表示終端在IDLE狀態(tài)下當(dāng)接入到可以支持NSA的LTE小區(qū)中，無(wú)需檢測(cè)NR的覆蓋，終端便可以顯示5G圖標(biāo)。該指示參數(shù)在SIB2消息內(nèi)攜帶（3GPP 36.331）。

圖3 SIB2消息圖

2.2 空閑態(tài)配置

（1）業(yè)務(wù)分析。當(dāng)NSA終端用戶進(jìn)入到NSA部署區(qū)域時(shí)，由于目前大網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)均部署為純LTE模式，因此終端大概率情況下會(huì)駐留到LTE大網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上，并不會(huì)馬上切換到NSA錨點(diǎn)站上。此時(shí)用戶為空閑態(tài)，無(wú)高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)需求，客戶的感知點(diǎn)位：終端能顯示5G圖標(biāo)，能給用戶提示進(jìn)入了5G區(qū)域，和普通2G，3G，4G用戶區(qū)分開(kāi)來(lái)。

（2）應(yīng)對(duì)策略。在空閑態(tài)下用戶不會(huì)進(jìn)行上下行業(yè)務(wù)，因此無(wú)需NR提供高速上下行業(yè)務(wù)，當(dāng)前需要僅僅為NSA終端能夠顯示5G圖標(biāo)。可以采用Config D設(shè)置，將NSA區(qū)域內(nèi)非錨點(diǎn)站（能與NSA錨點(diǎn)站同覆蓋區(qū)域）均開(kāi)啟Config D設(shè)置，將基站上所有小區(qū)UpperLayerIndicationR15參數(shù)設(shè)置為1，終端有NSA能力在所有打開(kāi)功能的小區(qū)下均能顯示5G圖標(biāo)，提供和普通2G，3G，4G用戶進(jìn)行區(qū)分。

圖4 5G終端圖標(biāo)顯示及信令

3 連接態(tài)策略

3.1 連接態(tài)切換原理

異頻、異系統(tǒng)間連接態(tài)互操作一般采用切換、重定向的方式，測(cè)量事件有A1，A2，A3，A4，A5等，切換參數(shù)包括自動(dòng)測(cè)量門(mén)限及切換判決門(mén)限等。為保持用戶在空閑態(tài)和連接態(tài)的駐留一致性，連接態(tài)移動(dòng)性參數(shù)與空閑態(tài)參數(shù)需盡量保持一致。針對(duì)不同的優(yōu)先級(jí)策略，可使用不同的切換策略事件和參數(shù)，不同切換類(lèi)型的切換原理及相關(guān)參數(shù)示例如表2所示。

表2 小區(qū)切換參數(shù)

3.2 錨點(diǎn)載波面臨問(wèn)題

當(dāng)前，錨點(diǎn)載波大部分采用B1 375（5M）頻點(diǎn)，與大網(wǎng)LTE B3（1650，1500）B1（500）均為異頻。需要進(jìn)行異頻切換才能進(jìn)入錨點(diǎn)載波。使用普通A3，A5進(jìn)行切換時(shí)會(huì)基于當(dāng)前區(qū)域內(nèi)LTE小區(qū)RSRP值，以及A1，A2，A3，A5的門(mén)限值。因此會(huì)出現(xiàn)如下幾種問(wèn)題：

（1）當(dāng)A2門(mén)限設(shè)置較高時(shí)，會(huì)出現(xiàn)測(cè)量不及時(shí)，在近處NSA終端無(wú)法測(cè)量錨點(diǎn)載波信號(hào)，以致于無(wú)法進(jìn)行切換。

（2）當(dāng)A2門(mén)限設(shè)置較低時(shí)，會(huì)出現(xiàn)終端測(cè)量負(fù)荷高，區(qū)域內(nèi)終端體驗(yàn)下降。

（3）當(dāng)A3，A5門(mén)限正常設(shè)置，NSA終端基本會(huì)在大網(wǎng)間進(jìn)行切換。

（4）當(dāng)A3，A5門(mén)限針對(duì)錨點(diǎn)載波設(shè)置較低時(shí)，會(huì)導(dǎo)致大量4G用戶隨著NSA用戶一同切換到錨點(diǎn)載波上，由于當(dāng)前錨點(diǎn)大部分使用的5M帶寬，會(huì)造成錨點(diǎn)載波擁塞問(wèn)題。

3.3 定向切換原理

當(dāng)前的NSA組網(wǎng)模式，如果錨定小區(qū)優(yōu)先級(jí)不是最高，則存在NSA終端無(wú)法及時(shí)占用錨定小區(qū)的問(wèn)題。例如，電信將FDD2100中的5M頻段作為錨點(diǎn)小區(qū)，但是由于多頻組網(wǎng)策略需要，錨點(diǎn)站一般不會(huì)定為最高優(yōu)先級(jí)，那么就存在NSA終端可能無(wú)法及時(shí)占用錨點(diǎn)站小區(qū)，進(jìn)而無(wú)法進(jìn)行5G業(yè)務(wù)的問(wèn)題。5G UE接入非錨點(diǎn)小區(qū)，如何及時(shí)遷移到錨點(diǎn)小區(qū)是當(dāng)前NSA終端移動(dòng)性策略遇到的重要問(wèn)題。

基于終端NSA用戶能力進(jìn)行載波定向切換功能能夠較好解決以上問(wèn)題，該功能為當(dāng)UE進(jìn)入NSA部署區(qū)域內(nèi)的非錨點(diǎn)載波上時(shí)，UE會(huì)在小區(qū)上報(bào)自己的UE能力：對(duì)于普通終端，不具備ENDC能力，則進(jìn)行普通A3，A5切換，不額外下發(fā)判決條件；對(duì)于NSA終端，具備ENDC能力，基站會(huì)在UE上報(bào)UE capability之后，下發(fā)RRC reconfiguration消息中攜帶錨點(diǎn)載波相關(guān)信息。終端無(wú)法滿足A2條件便可發(fā)起測(cè)量錨點(diǎn)載波，當(dāng)測(cè)量有錨點(diǎn)載波信號(hào)時(shí)（大于門(mén)限值），終端便使用獨(dú)立A5事件判決切換（和普通A5事件門(mén)限區(qū)分）。

3.4 連接態(tài)配置

3.4.1 參數(shù)配置

表3 載波定向切換參數(shù)配置表

載波定向切換功能如表3參數(shù)需要進(jìn)行配置：

（1）需要檢查actifho（異頻切換開(kāi)關(guān)）是否開(kāi)啟。

（2）修改actendcho為true。

（3）增加MODPR整個(gè)MO，使用默認(rèn)值配置（在基站上配置會(huì)出現(xiàn)refFreqListNaccGeran/refFreqListSrvcc Gsmb刪除掉）。

（4）在MODPR中配置freqLayListEndcHo為需要設(shè)置錨點(diǎn)載波的頻點(diǎn)。

（5）修改autoAdapt為false。

（6）修改actSelMobPrf為true。

（7）配置actendcho后所有LNHOIF下需要配置thresholdRsrpEndcFilt或 thresholdRsrqEndcFilt（ 建 議 使用RSRP即可）。

3.4.2 定向切換流程

（1）終端接入非錨點(diǎn)小區(qū)（已開(kāi)啟定向切換功能），基站下發(fā)測(cè)量配置信息。

圖5 測(cè)量配置信令

⊙ A5-Threshold1-本站（非錨點(diǎn)站）RSRP低于門(mén)限：97-140=-43。

⊙ A5-Threhold2-目標(biāo)站（錨點(diǎn)站）RSRP高于門(mén)限：0-140=-140。

⊙ Time to Trigger 觸發(fā)時(shí)間為40 ms。

⊙ 基于RSRP觸發(fā)。

（2）終端測(cè)量到錨點(diǎn)載波信號(hào)，上報(bào)measurement，觸發(fā)A5（必須鄰區(qū)關(guān)系available，切換正常）。

圖6 A5切換信令

圖7 A5切換成功信令

⊙本站（非錨點(diǎn)站）RSRP測(cè)量值：48<97。

⊙目標(biāo)站（錨點(diǎn)站）RSRP測(cè)量值：60>0滿足條件。

⊙40ms基于RSRP觸發(fā)切換。

（3）切換成功信令如圖7所示。

4 結(jié)束語(yǔ)

（1）空閑態(tài)：基站升級(jí)到SRAN19及以上版本，開(kāi)啟R15Indicator功能后，5G終端可以在當(dāng)前站點(diǎn)下顯示5G圖標(biāo)，由于空閑態(tài)無(wú)需進(jìn)行業(yè)務(wù)，因此有5G圖標(biāo)即可，用戶不會(huì)因?yàn)闆](méi)有實(shí)際的gNB進(jìn)行業(yè)務(wù)而導(dǎo)致感知效果差。通過(guò)查詢確定與錨點(diǎn)站存在鄰區(qū)關(guān)系的站點(diǎn)，修改Primplmn Upper Layer IndicationR15為1后，功能生效，該參數(shù)僅對(duì)5G終端有效，不會(huì)對(duì)普通4G用戶造成影響。同時(shí)控制了顯示5G的范圍，保證用戶需要進(jìn)行業(yè)務(wù)時(shí)能夠通過(guò)連接態(tài)的配置切換到錨點(diǎn)NSA站點(diǎn)上。

（2）連接態(tài)：錨點(diǎn)站區(qū)域內(nèi)非錨點(diǎn)載波開(kāi)啟載波定向切換功能，5G終端在進(jìn)入錨點(diǎn)站區(qū)域內(nèi)，從非錨點(diǎn)載波識(shí)別到終端ENDC能力后，將終端通過(guò)A5事件切換到錨點(diǎn)載波上。

開(kāi)啟定向切換功能可以保證，5G用戶在需要進(jìn)行業(yè)務(wù)（初始接入）時(shí)，可以迅速切換到錨點(diǎn)站上，保證用戶5G使用體驗(yàn)，提升用戶使用感知！