[王輝 楊境平 周斌誠]
韶關全網采用5G獨立組網(standalone,SA),其中5G主要為華為和愛立信設備,4G為愛立信和中興的設備。
為推進韶關智慧城市建設,韶關電信與韶關市第一人民醫(yī)院和韶關市粵北人民醫(yī)院分別簽訂了5G戰(zhàn)略合作協議,充分發(fā)揮中國電信在社會主義網絡強國建設中的戰(zhàn)略核心地位優(yōu)勢與兩家醫(yī)院先進的醫(yī)療服務優(yōu)勢,攜手推進韶關智慧醫(yī)療服務,打造智慧韶城。自3月份以來,韶關電信克服新冠疫情影響,第一時間投入5G建設和優(yōu)化工作,順利保障了疫情期間醫(yī)院和交通關卡等重要場景的通信服務,圓滿完成了各項通信工作任務,有效的支撐了韶關的疫情防控工作。
為提升5G網絡體驗,韶關電信相關人員夜以繼日,率先完成全網SA模式的網絡建設工作,包括安裝調測、單站和簇優(yōu)化工作。對基于5G網絡SA模式互操作策略開展深入研究,針對空閑態(tài)重選和連接態(tài)在不同場景下的互操作分別開展優(yōu)化。本文從5G網絡建設和網絡優(yōu)化層面分別給出了相關建議,一方面可以指導5G SA網絡的全面建設,另一方面指明了SA優(yōu)化的重點。
作為推進傳統產業(yè)轉型升級基礎和刺激新業(yè)態(tài)創(chuàng)新發(fā)展的5G網絡,是“新基建”的重中之重,而如何快速、優(yōu)質的部署網絡則是運營商需要重點考慮的問題。
為了快速完成5G基站的建設,中國電信韶關分公司創(chuàng)新管理模式,組建5G網絡建設聯合作戰(zhàn)組,由各參建單位和部門分管領導組成領導小組,組長由韶關電信管理層王輝副總經理擔任,負責確定網絡建設部署總體思路和計劃;由各參建單位和部門項目負責人擔任組員,負責要求實施落實領導組下達的建設指令。各單位部門分工協作的同時,堅持統一領導、統一指揮原則。由領導小組統一領導,確保項目大方向與思路正確無誤,同時充分授權項目主管,具體工作由作戰(zhàn)組統一指揮,推進工程進度。從根本上消除了部門與部門之間、部門與參建單位之間屏障,切實有效的提升了各相關部門的溝通協作效能。
聯合作戰(zhàn)組的成立,充分發(fā)揮了其跨部門和跨單位的統籌協調優(yōu)勢,大幅度的縮短了工程各環(huán)節(jié)的周期,比如通過與韶關中捷協商,實現了省內干線配送必須實現供應商通知提貨后次日達韶關,支線配送由中捷與施工隊伍合作,解決了站點多,分布廣的問題,實現了與施工單位同步到站;通過與鐵塔公司協商,項目負責人切入到鐵塔交付日常工作,執(zhí)行每日交付動態(tài)管理,同時對于部分特殊站點,與鐵塔公司同步進場,實現鐵塔站址改造與基站設備安裝調測一次性全部完成等。
聯合作戰(zhàn)組的存在,切實的解決了以往不同部門之間,尤其是不同單位之間協同作業(yè)的痛點和難點。極大的避免了項目內部不必要的消耗,有效的提升了項目推進的效率,值得繼續(xù)探索其存在價值。
網絡建設規(guī)劃先行,在項目下達之前。為了能夠有效的支撐5G網絡建設,項目組在2019年便完成了韶關5G網絡中長期規(guī)劃工作,并對站址庫中的站點進行優(yōu)先級排序。同時按照優(yōu)先級順序對提前對基站的配套資源進行摸查,并提出解決方案和意見。為了能夠快速響應支撐需求,未雨綢繆,在2019年提前組織的多次5G網絡建設培訓,為整個團隊從理論到實操打下了一個良好大的基礎。
在工程推進期間,工作溝通對接環(huán)節(jié)前置,縮短配套物資到貨時限。比如說項目負責人主動跟進供應商到貨事宜,直接與供應商對接,聯合采購中心共同制定采購方案,在確保設備參數滿足需求的前提下,選取設備到貨時限短的供應商;提前針對項目推進過程中可能出現的問題,做應急預案,比如說根據天氣情況,合理安排施工種類,做到全天候施工。
由于移動網的工期通常來說都比較緊張,對施工隊伍的素質要求較高,而且由于不同的場景需要使用的配套材料也不一樣,提前做好規(guī)劃和培訓有利于快速響應,縮短工程周期和提供工程質量。
由于韶關采用全網SA組網模式,這是一張在全國乃至全世界都沒有先例的方案,沒有能夠讓我們參考的學習的對象,只能自己摸著石頭過河。為了能夠探索解決5G網絡商用中可能出現的問題的解決辦法,韶關決定并且選擇了武江區(qū)主城區(qū)作為韶關5G試驗區(qū),同時也計劃將該實驗區(qū)打造成韶關5G網絡示范區(qū)。
2.3.1 圍繞市場需求打造業(yè)務體驗“示范區(qū)”
在“試驗區(qū)”內聚焦網絡結構、參數配置、天線權值優(yōu)化、錨點優(yōu)化、4/5G協同、共享邊界參數配置策略等維度,制定5G網絡性能優(yōu)化詳細工作目標、計劃和工作內容,了解當前5G業(yè)務發(fā)展重點區(qū)域,集中優(yōu)化資源支撐市場和業(yè)務發(fā)展。建設精品網絡,切實將“試驗區(qū)”打造成“示范區(qū)”,如圖1所示。
示范區(qū)圍繞“占得上”、“留得住”、“體驗優(yōu)”三大原則,確定了5G網絡設計目標,如表1所示。
2.3.2 以用戶體驗為導向解決網絡問題難點
開展網絡質量和業(yè)務體驗評估,通過測試分析、網管指標分析、投訴分析、友商網絡質量和業(yè)務體驗對標4個維度發(fā)現和定位當前5G網絡可能存在的問題;以“業(yè)務體驗一致”為目標,定位共建共享場景下需要重點解決的難點問題,根據評估結果,針對性開展優(yōu)化工作。在試驗區(qū)內的所有優(yōu)化工作要求堅持“兩協同”。一是電信聯通協同,雙方需要密切合作,完成共建共享場景下的典型問題和難點問題的分析、處理和經驗總結。二是要4/5G協同優(yōu)化,完成4G和5G網絡覆蓋、鄰區(qū)、切換策略等方面的聯合調優(yōu),實現網絡體驗指標的提升。
圖1 韶關5G“示范區(qū)”
表1 “示范區(qū)”網絡質量和業(yè)務體驗標準
通過各種摸索嘗試,在聯合作戰(zhàn)組的不懈努力之下,韶關5G網絡建設一步領先,步步領先,不僅提前完成了集團公司的建設任務,而且在摸爬探索中,歸納總結了一些列的5G建設和優(yōu)化經驗,示范區(qū)的各種網絡指標明顯優(yōu)于前期的制定的標準,同時也優(yōu)于同期的行業(yè)競爭對手。
2.4.1 韶關5G網絡建設紀事
(1)4月2日:韶關電信、聯通、鐵塔,華為,共同召開“5”動韶關 共贏未來-韶關5G部署會。
(2)4月9日:韶關全省率先開展愛立信4G與華為5G基站異廠家互操作測試
(3)5月1日:本期5G基站配套新建IPRAN完成調測,5G基站具備大量開通條件。
(4)5月3日:第一個本期5G基站開通,5G基站開通進入快車道。
(5)5月16日:韶關電信提前完成了本期5G工程建設任務,是電信承建的區(qū)域中第二個完成5G建設的地市。
(6)5月27日:韶關率先啟動5G網絡SA試商用測試,期間完成基站割接到商用5GC后5G網絡的各種測試,包括上傳業(yè)務、下載業(yè)務、語音業(yè)務-EPSFB等。
(7)6月11日:完成全網中興4G基站與華為5G基站互操作數據配置驗證,19日凌晨完成新豐區(qū)域所有基站的數據配置
(8)6月19日:完成全網5G基站割接到商用核心網
(9)6月20日:率先完成全網所有愛立信4G基站割接,完成互操作數據配置,數據業(yè)務正常、語音業(yè)務正常,全市網絡具備SA商用能力。
2.4.2 示范區(qū)建設成果
韶關5G示范區(qū)各項指標測試數據均優(yōu)于原設計指標,如表2所示。
表2 示范區(qū)網絡質量實測
LNR是指4G簡稱LTE和5G簡稱NR的合成,LNR互操作方案主要分為兩大塊:空閑態(tài)方案和連接態(tài)方案,連接態(tài)方案根據業(yè)務類型區(qū)分又可以分為語音業(yè)務和數據業(yè)務。
2.5.1 空閑態(tài)方案
空閑態(tài)移動性方案主要保證UE在空閑態(tài)時,能夠保證自身在相對能夠接受服務的位置。推薦現網設置NR駐留優(yōu)先級大于LTE駐留優(yōu)先級。
LNR互操作推薦策略中,重選分為NR2L基于低優(yōu)先級的重選和L2NR基于高優(yōu)先級的重選:
(1)NR2L基于低優(yōu)先級的重選
當NR服務小區(qū)信號質量低于起測量門限時,UE會測量LTE的信號質量;
當NR服務小區(qū)信號質量低于低優(yōu)先級重選門限(NR),且LTE信號質量高于低優(yōu)先級重選門限(LTE)時,UE將重選到LTE。
(2)L2NR基于高優(yōu)先級的重選
UE會一直測量NR的信號質量,當NR的信號質量高于高優(yōu)先級重選門限時,UE將重選到NR。
2.5.2 語音互操作方案
(1)EPS FB
當前基站版本NR不能成熟支持VONR,當UE有語音需求時,將通過EPS FB回落到LTE進行VOLTE(當前協議不支持二級回落到UMTS/GSM進行語音),EPS FB回落LTE支持以下3種方式:
①基于測量的切換方式
②基于測量的重定向方式
③基于盲的重定向方式
聯通和電信SA用戶各自EPS FB回各自LTE小區(qū),如圖2所示。
圖2 ESP FB示意圖
切換、重定向、盲重定向均存在各自的優(yōu)缺點,具體如表3所示。
表3 切換、重定向與盲定向對比
(2)Fast Return
在VoLTE語音釋放后,5G開戶用戶測量NR小區(qū),如果符合切換門限,再fastreturn通過重定向/切換返回NR小區(qū),數據業(yè)務繼續(xù)體驗5G網絡。如圖3所示。
圖3 Fast Return示意圖
(3)VONR<->VOLTE切換
預計2021年開始現網可能陸續(xù)商用VONR,網絡側開始支持VONR和VOLTE的互相切換,保證語音業(yè)務的連續(xù)性。
2.5.3 數據業(yè)務互操作方案
數據業(yè)務互操作方案主要是為了保障數據業(yè)務的連續(xù)性,華為5G基站版本支持以下3個特性:
(1)基于覆蓋的NR2L重定向/切換:
當NR覆蓋不連續(xù),移動到NR網絡覆蓋邊緣,將基于覆蓋切換/重定向到LTE,如圖4所示。
圖4 基于覆蓋的NR2L重定向/切換
(2)基于覆蓋的L2NR重定向:
當用戶從LTE小區(qū)向邊緣移動時,測量NR小區(qū),如果NR小區(qū)符合門限,則重定向/切換到NR小區(qū),體驗5G空口和大帶寬,如圖5所示。
圖5 基于覆蓋的L2NR重定向
(3)基于業(yè)務的L2NR重定向:
根據QCI設置業(yè)務的駐留策略,如果業(yè)務傾向承載在NR,則在業(yè)務建立或者變更、切換的時候,測量NR小區(qū),優(yōu)先回到NR網絡。
韶關華為廠商SA站點建設區(qū)域對應LTE網絡愛立信廠商進行NR與LTE網絡互操作遵循了以上原則進行了網絡配置,現網基站版本信息如表4所示。
表4 基站版本情況
基于互操作建議,華為建議配置參數如表5所示。
表5 華為5G建議參數
驗證涉及站點清單如表6所示,站點分布如圖6所示。
表6 驗證站點清單
圖6 驗證區(qū)域示意圖
驗證情況:
(1)驗證用例1(5G到4G空閑態(tài)重選):UE在華為NR站點韶關武江林科所5G_2小區(qū)發(fā)起接入,UE停止數據業(yè)務,進入空閑態(tài),UE移動至無5G信號覆蓋的區(qū)域,華為占用NR站點韶關武江林科所5G_2小區(qū)重選到愛立信4G站點543534_SGWJLinKeSuo_EPO_1小區(qū)。如圖7所示。
圖7 5G到4G空閑態(tài)重選
(2)驗證用例2(4G到5G空閑態(tài)重選):UE在愛立信4G站點544070_SGWJXiLianSuiD_EPI_1小區(qū)發(fā)起接入,UE暫停數據業(yè)務,進入空閑態(tài),UE移動至5G覆蓋的區(qū)域,愛立信占用4G站點占用543534_SGWJ LinKeSuo_EPO_1小區(qū)重選到華為NR站點韶關武江林科所5G_1小區(qū)。如圖8所示。
圖8 4G到5G空閑態(tài)重選
(3)驗證用例3(數據業(yè)務5G到4G連接態(tài)重定向):UE1在華為NR站點韶關武江林科所5G_2小區(qū)發(fā)起接入,開始數據業(yè)務,將UE1移動至無5G覆蓋的區(qū)域,華為占用NR站點韶關武江林科所5G_2小區(qū)重定向到愛立信4G站點543534_SGWJLinKeSuo_EPO_1小區(qū)。如圖9所示。
圖9 數據業(yè)務5G到4G連接態(tài)重定向
(4)驗證用例4(數據業(yè)務4G到5G連接態(tài)重定向):UE1在愛立信4G站點543645_SGWJRuShaoLuK_EPO_2小區(qū)發(fā)起接入,將UE1移動至5G覆蓋的區(qū)域,愛立信占用4G站點543534_SGWJLinKeSuo_EPO_1小區(qū)重定向到華為NR站點韶關武江林科所5G_1小區(qū)。如圖10所示。
圖10 數據業(yè)務4G到5G連接態(tài)重定向
(5)驗證用例5(語音業(yè)務基于重定向的EPS fallback):UE1在華為NR站點韶關武江林科所5G_1小區(qū)發(fā)起接入,如圖11所示。
圖11 語音業(yè)務基于重定向的EPS fallback 1
隨后發(fā)起語音業(yè)務請求,語音業(yè)務通過EPS fallback功能重定向回落到愛立信4G站點543534_SGWJLinKeSuo_EPO_1小區(qū),隨即在LTE網絡上發(fā)起語音業(yè)務建立QCI承載,如圖12所示。
通話60S后掛斷,UE1發(fā)起重定向回5G,2s內完成注冊返回成功,如圖13所示。
5G的網絡部署將是個逐步推進的過程,在相當長的一段時期內5G網絡會與現有多種網絡制式并存,為滿足5G引入后業(yè)務的連續(xù)性需求,5G與現存4G網絡的互操作是市場過渡階段的必然選擇。
本文總結了韶關5G建設優(yōu)化SA獨立組網模式下的經驗,可供后續(xù)其他城市5G建設優(yōu)化提供指引。
圖12 語音業(yè)務基于重定向的EPS fallback 2
圖13 語音業(yè)務基于重定向的EPS fallback 3