王曉剛，王 勇，宮 琦，楊曉虹（.中國聯(lián)通山西分公司，山西 太原 030006；.中國聯(lián)合網(wǎng)絡通信有限公司，北京 00033）

1 概述

2019 年10 月底，國內(nèi)三大運營商官宣5G 網(wǎng)絡正式商用。作為數(shù)字社會經(jīng)濟增長的新引擎，新一輪信息科技革命的主角，5G 網(wǎng)絡注定是復雜的，其建設不可能一蹴而就。為充分利用已經(jīng)成熟的4G網(wǎng)絡，最大限度降低CAPEX，國內(nèi)各運營商5G 建網(wǎng)初期均采用NSA 架構(gòu)。在NSA 模式下，5G 與4G 緊耦合，不可避免帶來異廠商互通難、互操作配置復雜等共性問題，后續(xù)向SA 演進需多次大規(guī)模網(wǎng)絡調(diào)整，高密集組網(wǎng)、應用場景多、業(yè)務需求差異大帶來網(wǎng)絡架構(gòu)的空前復雜，無線網(wǎng)絡將出現(xiàn)多制式、多頻段、多頻點共存的局面。因此，開展5G 網(wǎng)絡優(yōu)化方法的研究，做好4G/5G協(xié)同優(yōu)化，是確保5G NSA網(wǎng)絡質(zhì)量領(lǐng)先的關(guān)鍵。

NSA 組網(wǎng)模式下，同一NSA 網(wǎng)絡內(nèi)部必然存在錨點區(qū)和非錨點區(qū)，形成NSA 網(wǎng)內(nèi)不同區(qū)域之間的邊界。共建共享又新增了承建方和共享方等維度，而國內(nèi)不同省份網(wǎng)絡基礎不同，所采取的5G NSA網(wǎng)絡構(gòu)架不完全相同，比如南方省份采取中國電信主建，而北方省份大多為中國聯(lián)通主建，還有一些省市，如四大直轄市、浙江及廣東，采用中國聯(lián)通和中國電信各自承建一半的策略，這樣又產(chǎn)生了不同策略5G NSA網(wǎng)絡之間的多種邊界。

所有這些邊界兩側(cè)的網(wǎng)絡組網(wǎng)策略不完全一樣，如果在優(yōu)化過程中不加以特別處理，非常可能引起承建或共享方的4G 和NSA 用戶，穿越邊界時，無法順暢切換，影響用戶體驗。所以，NSA 組網(wǎng)模式下，在解決上述共性問題的同時，需特別關(guān)注邊界優(yōu)化問題。

2 共建共享NSA組網(wǎng)模式下邊界分析

共建共享NSA 組網(wǎng)模式下，可能的邊界有如下2類。

a）同一本地網(wǎng)內(nèi)共享區(qū)與非共享區(qū)邊界，考慮共建共享非錨點區(qū)可能存在中國聯(lián)通非錨點區(qū)和中國電信非錨點區(qū)2種類型，由此導致2種不同的邊界。

b）采用不同NSA 組網(wǎng)模式網(wǎng)絡邊界，如中國聯(lián)通承建網(wǎng)絡和中國電信承建網(wǎng)絡，由于中國聯(lián)通和中國電信的錨點策略不同，形成不同錨點策略網(wǎng)絡之間的邊界。

2.1 共享和非共享區(qū)邊界

共建共享模式下，尤其是建網(wǎng)初期，由于NSA 網(wǎng)絡覆蓋不連續(xù)，以及4G 網(wǎng)絡本身的多層次特性，導致只有部分或少量4G基站成為錨點，這樣必然存在錨點區(qū)和非錨點區(qū)。由于錨點區(qū)和非錨點區(qū)互操作策略不同，所以不論共享方用戶還是承建方用戶，在錨點區(qū)和非錨點區(qū)互相穿越時，可能存在由于對方互操作策略不同，導致無法穿越，穿越速度慢，或者穿越后，無法選擇合適的網(wǎng)層等情況，必然會影響4G 和NSA 用戶體驗。

為充分展示不同場景下網(wǎng)絡特性，以下分析中，中國聯(lián)通承建以NSA 單錨點共享載波為分析對象，而中國電信承建以NSA 單錨點獨立載波為分析對象。雙錨點獨立載波，情況比較簡單，不在此贅述。

對于中國聯(lián)通承建網(wǎng)絡，考慮中國聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)FDD 1800M 覆蓋情況較好，一般選擇FDD 1800M 作為錨點網(wǎng)層，采用單錨點共享載波模式，共享和非共享區(qū)邊界情況如圖1所示。

中國電信承建網(wǎng)絡，一般選擇LTE 2.1G 作為錨點頻點，采用單錨點獨立載波模式，所以網(wǎng)絡構(gòu)架和中國聯(lián)通不盡相同，但是共享和非共享區(qū)邊界基本一樣。共享和非共享區(qū)邊界如圖2所示。

2.2 不同組網(wǎng)策略下NSA網(wǎng)絡邊界

根據(jù)NSA 技術(shù)規(guī)范以及本地網(wǎng)4G 網(wǎng)絡現(xiàn)網(wǎng)實際情況，NSA組網(wǎng)策略大致有如下3種。

a）雙錨點獨立載波組網(wǎng)：主要針對共建共享區(qū)域內(nèi)，LTE網(wǎng)設備廠家為同一廠家的情況。

b）單錨點獨立載波組網(wǎng)：針對LTE 網(wǎng)頻率資源相對豐富，而LTE 網(wǎng)對共享網(wǎng)層容量需求相對較高的情況。

c）單錨點共享載波組網(wǎng)：針對LTE 頻率資源相對緊張，而LTE容量需求相對較低的情況。

不同?。ㄊ校┚W(wǎng)絡，甚至是同一?。ㄊ校﹥?nèi)部不同區(qū)域邊界兩邊NSA 網(wǎng)絡組網(wǎng)策略有可能不同，根據(jù)實際網(wǎng)絡狀況，可能有圖3所示的4種邊界。

3 不同邊界下互操作策略研究

3.1 邊界互操作策略下用戶分類

圖1 中國聯(lián)通承建NSA網(wǎng)絡共享和非共享區(qū)邊界示意圖

圖2 中國電信承建NSA網(wǎng)絡共享和非共享區(qū)邊界示意圖

圖3 不同策略NSA網(wǎng)絡邊界示意圖

根據(jù)中國電信與中國聯(lián)通于2019 年9 月9 日簽署的《5G 網(wǎng)絡共建共享框架合作協(xié)議書》，將在全國范圍內(nèi)合作共建一張5G 接入網(wǎng)絡，現(xiàn)階段采用NSA 模式的5G 網(wǎng)絡。共建共享的只是5G 接入網(wǎng)，現(xiàn)網(wǎng)4G 不進行共享，各自建設和維護。這種網(wǎng)絡構(gòu)架下，針對普通4G 用戶以及5G NSA 用戶需采取不同互操作策略。而中國電信承建網(wǎng)絡和中國聯(lián)通承建網(wǎng)絡下，這2 類用戶的互操作策略也不盡相同?？紤]上述因素，從邊界互操作角度出發(fā)，中國電信和中國聯(lián)通現(xiàn)網(wǎng)用戶可歸納為4類：中國電信4G 用戶、中國電信NSA 用戶、中國聯(lián)通4G用戶、中國聯(lián)通NSA用戶。

邊界互操作策略，將針對各類特定用戶采取不同的策略，確保共享網(wǎng)絡下所有用戶在跨越網(wǎng)內(nèi)不同區(qū)域以及不同類型網(wǎng)絡時，都能順暢切換，業(yè)務感知不受影響。

3.2 共享與非共享邊界互操作策略

3.2.1 中國聯(lián)通承建NSA共建共享場景

中國聯(lián)通承建NSA 共建共享模式下，主要涉及中國聯(lián)通4G 用戶和NSA 用戶在與中國電信開通共享、未開通共享邊界的互操作策略，以及中國電信4G用戶和NSA 用戶在與中國聯(lián)通共享、非共享區(qū)域邊界的共享策略。

對于中國電信4G 和NSA 用戶，通過詳細分析各種用戶在共享和非共享區(qū)域邊界的活動情況，涉及如下幾種情況互操作策略。

a）中國電信4G 用戶在共享區(qū)的非共享網(wǎng)層和非共享區(qū)之間移動，此時不需考慮共享網(wǎng)層影響，只要按現(xiàn)網(wǎng)4G策略，基于覆蓋的連接態(tài)切換即可。

b）中國電信NSA 用戶從非共享區(qū)到共享區(qū)，這種情況下，需要NSA 用戶盡快進入錨點網(wǎng)層，需啟用定向切換。

c）中國電信NSA 用戶在共享區(qū)需盡可能抑制從錨點網(wǎng)層切向非錨點網(wǎng)層，需在錨點小區(qū)配置獨立性移動參數(shù)，使得切出錨點困難。

d）中國電信NSA 用戶由于種種原因落入非錨點網(wǎng)層，這時需要盡快返回錨點網(wǎng)層，需要在非錨點網(wǎng)層配置獨立移動性參數(shù)，使得切入錨點容易。

e）中國電信4G 用戶，在中國電信4G 網(wǎng)絡非共享網(wǎng)絡無覆蓋的情況下，需臨時接入錨點網(wǎng)層，但是在非共享網(wǎng)絡有信號時，需盡快返回非錨點網(wǎng)層，需在錨點小區(qū)配置獨立移動性參數(shù)，確保中國電信4G用戶快速返回非共享網(wǎng)絡。

對于中國聯(lián)通4G 和NSA 用戶，和中國電信用戶移動性情況類似，不過由于中國聯(lián)通是承建方，所以對于落入共享網(wǎng)絡的中國聯(lián)通4G用戶，考慮這些用戶在共建共享之前，也可能駐留在FDD 1800M 網(wǎng)絡，所以不需快速切離共享網(wǎng)絡層，因而相對中國電信用戶而言，不需第e）類移動性策略。

中國聯(lián)通承建NSA 共建共享網(wǎng)絡模式下，共享和非共享邊界互操作策略如圖4所示。

3.2.2 中國電信承建NSA共建共享場景

中國電信承建NSA 單錨點獨立載波共建共享模式下，可類比中國聯(lián)通承建網(wǎng)絡構(gòu)架下的互操作策略，主要涉及中國電信4G 用戶和NSA 用戶在與中國聯(lián)通共享、非共享區(qū)域邊界的共享策略，以及中國聯(lián)通4G用戶與NSA 用戶在和中國電信開通共享、未開通共享邊界的互操作策略。

不過和單錨點共享載波模式相比，單錨點獨立載波模式下，中國電信和中國聯(lián)通的用戶有各自獨立的錨點網(wǎng)層，相互間不受影響，所以即便是4G 用戶進入錨點小區(qū)，也不需快速通過網(wǎng)絡策略讓4G終端用戶返回非錨點網(wǎng)層，只需考慮4G終端在非錨點網(wǎng)層之間基于覆蓋的切換，以及NSA 用戶從非錨點到錨點的定向切換，錨點小區(qū)較難切入非錨點以及從非錨點非常容易切入錨點4種互操作策略。中國電信承建NSA 單錨點獨立組網(wǎng)模式下，共享與非共享區(qū)邊界互操作策略如圖5所示。

3.3 不同NSA策略網(wǎng)絡邊界互操作策略

根據(jù)2.2 節(jié)分析，不同NSA 策略網(wǎng)絡邊界的典型特征，歸納了4 類典型邊界場景。為適配每類場景的不同特點，制定相應的互操作策略。

場景1：邊界兩邊均為NSA 單錨點共享載波模式，中國電信側(cè)FDD 共享載波使用中國電信FDD 主用頻段載波，頻點為F1，中國聯(lián)通側(cè)共享載波使用中國聯(lián)通FDD主用頻段載波，頻點為F2。

圖4 中國聯(lián)通承建NSA單錨點共享載波網(wǎng)絡共享區(qū)與非共享區(qū)邊界互操作策略示意圖

圖5 中國電信承建NSA單錨點獨立載波網(wǎng)絡共享區(qū)與非共享區(qū)邊界互操作策略示意圖

這種網(wǎng)絡構(gòu)架下，兩端均為單錨點獨立載波，但是獨立載波頻點不一樣，為確保兩端的NSA 用戶都能順暢切入對端，首先需設置不同的優(yōu)先級，設置原則如表1所示。

表1 單錨點共享載波邊界優(yōu)先級設置

在不同優(yōu)先級設置下，具體策略如下。

a）空閑態(tài)：通過RRC release的IMMCI字段下發(fā)的專用優(yōu)先級，選擇最高專用優(yōu)先級的錨點載波接入駐留，如果無法駐留，選擇次高專用優(yōu)先級錨點載波接入駐留。

b）連接態(tài)：在邊界區(qū)，存在切換關(guān)系的中國聯(lián)通和中國電信1.8G 錨點小區(qū)之間互配F1與F2的異頻鄰區(qū)。中國聯(lián)通和中國電信NSA 用戶在邊界區(qū)移動時發(fā)生1.8G異頻切換。

場景2：邊界兩邊分別為單錨點獨立載波和單錨點共享載波模式，中國電信側(cè)單錨點獨立載波，假定使用中國電信NSA 用戶錨點為2.1G F1 頻點，中國聯(lián)通NSA 用戶錨點為2.1G F2。中國聯(lián)通側(cè)共享載波使用中國聯(lián)通FDD 主要載波，中國電信和中國聯(lián)通NSA 用戶均錨在FDD 1.8G，頻點為F3。

這種網(wǎng)絡構(gòu)架下，為確保兩端的NSA 用戶都能順暢切入對端，需考慮3個錨點頻點之間的互操作，設置3個頻點間的不同優(yōu)先級，設置原則如表2所示。

表2 單錨點獨立載波和共享載波邊界優(yōu)先級設置

不同優(yōu)先級設置下，具體策略如下：

a）空閑態(tài)：通過RRC release的IMMCI字段下發(fā)的專用優(yōu)先級，選擇最高專用優(yōu)先級的錨點載波接入駐留，如果無法駐留，選擇次高專用優(yōu)先級錨點載波接入駐留。

b）連接態(tài)：在邊界區(qū)，存在切換關(guān)系的中國聯(lián)通和中國電信錨點小區(qū)之間互配F1 與F3 的異頻鄰區(qū)，以及F2 與F3 的異頻鄰區(qū)。中國聯(lián)通和中國電信NSA用戶在邊界區(qū)移動時發(fā)生異頻切換。

場景3：邊界兩邊均為NSA 雙錨點獨立載波和單錨點共享載波模式，假定中國電信側(cè)中國電信用戶錨在1.8G，頻點為F1，中國聯(lián)通用戶錨在2.1G，頻點為F2。中國聯(lián)通側(cè)，中國聯(lián)通和中國電信用戶均錨在1.8G，頻點為F2。

這種網(wǎng)絡構(gòu)架下，兩端錨點策略完全不一樣，但是都使用了1.8G F2 頻點，為確保兩端的NSA 用戶都能順暢切入對端，優(yōu)先級設置原則如表3所示。

表3 雙錨點獨立載波和單錨點共享載波邊界優(yōu)先級設置

不同優(yōu)先級設置下，具體策略如下。

a）空閑態(tài)：通過RRC release的IMMCI字段下發(fā)的專用優(yōu)先級，選擇最高專用優(yōu)先級的錨點載波接入駐留，如果無法駐留，選擇次高專用優(yōu)先級錨點載波接入駐留。

b）連接態(tài)：在邊界區(qū)，存在切換關(guān)系的單錨點與雙錨點之間互配F1 與F2 的異頻鄰區(qū)，以及互配F2 與F2 的同頻鄰區(qū)。中國電信NSA 用戶在邊界區(qū)移動時發(fā)生異頻切換，中國聯(lián)通NSA 用戶在邊界區(qū)移動時發(fā)生同頻切換。

場景4：邊界兩邊均為NSA 雙錨點獨立載波，在中國電信和中國聯(lián)通側(cè)，中國電信用戶使用2.1G 頻點，假定為F1，中國聯(lián)通用戶使用1.8G頻點，假定為F2。

這種網(wǎng)絡構(gòu)架下，不論中國電信用戶，還是中國聯(lián)通用戶，由于都為獨立載波，而且中國電信側(cè)和中國聯(lián)通側(cè)使用頻點一致，只需將各自使用優(yōu)先級設為最高即可，原則如表4所示。

表4 雙錨點獨立載波和單錨點共享載波邊界優(yōu)先級設置

不同優(yōu)先級設置下，具體策略如下：

a）空閑態(tài)：通過RRC release的IMMCI字段下發(fā)的專用優(yōu)先級，選擇最高專用優(yōu)先級的錨點載波接入駐留。

b）連接態(tài)：在邊界區(qū)，存在切換關(guān)系的中國電信錨點小區(qū)之間互配F1 與F1 的同頻鄰區(qū)。存在切換關(guān)系的中國聯(lián)通錨點小區(qū)之間互配F2 與F2 的同頻鄰區(qū)。中國電信和中國聯(lián)通NSA 用戶在邊界區(qū)移動時發(fā)生同頻切換。

4 策略驗證及應用效果

當前5G 網(wǎng)絡建設還處于起步階段，5G NSA 網(wǎng)絡覆蓋大多呈點狀或局部連續(xù)。所以現(xiàn)網(wǎng)狀況下，NSA網(wǎng)絡內(nèi)部共享和非共享區(qū)的邊界場景非常普遍，針對這類場景，在現(xiàn)網(wǎng)做了充分驗證。通過不斷試驗，總結(jié)出了各種典型場景及業(yè)務下的最優(yōu)參數(shù)配置。

針對NSA 終端，從非錨點小區(qū)到錨點小區(qū)的定向切換，優(yōu)化配置參數(shù)如表5所示。

表5 NSA非錨點到錨點定向切換相關(guān)參數(shù)及配置

考慮NSA 終端的定向切換不應受負荷均衡等策略影響，所以在上述參數(shù)配置之外，還需在錨點小區(qū)打開“負荷均衡NSA 用戶過濾開關(guān)”，以防因負荷均衡原因?qū)SA用戶從錨點小區(qū)遷移出去。

針對業(yè)務態(tài)下非錨點小區(qū)到錨點小區(qū)易切入需求，需在非錨點小區(qū)做如表6所示的參數(shù)配置。

表6 業(yè)務態(tài)下非錨點到錨點易切入相關(guān)參數(shù)及優(yōu)化配置建議

針對業(yè)務態(tài)下錨點到非錨點難切出需求，根據(jù)理論分析以及現(xiàn)場反復驗證，表7 所示的優(yōu)化參數(shù)配置可得到較好業(yè)務體驗。

將上述優(yōu)化參數(shù)配置策略在現(xiàn)網(wǎng)實際應用后，驗證結(jié)果良好，都能達到預期效果。

信令跟蹤及分析結(jié)果顯示，優(yōu)化參數(shù)配置策略在現(xiàn)網(wǎng)應用后，完全實現(xiàn)了預期效果，NSA終端在非錨點小區(qū)收到錨點信號后，快速切入錨點小區(qū)，而切入錨點小區(qū)后，及時添加了SN小區(qū)。

表7 業(yè)務態(tài)下錨點到非錨點難切出相關(guān)參數(shù)及優(yōu)化配置建議

5 結(jié)束語

5G NSA 構(gòu)架組網(wǎng)，通過5G與LTE 雙連接，充分利用兩者優(yōu)勢，在不同制式、不同頻段、不同站點和不同業(yè)務訴求之間實現(xiàn)有效的區(qū)域級協(xié)同和靈活高效的分配資源，是實現(xiàn)5G NR 早期快速部署和網(wǎng)絡平滑演進的有效途徑。但是5G和LTE的緊耦合，導致NSA網(wǎng)絡構(gòu)架異常復雜，而中國電信和中國聯(lián)通共建共享又在本已復雜的網(wǎng)絡構(gòu)架基礎上，增添了很多新的場景。如何處理好這些不同特性場景間的互相配合問題，使NSA 終端和LTE 終端都能順暢穿越不同場景，是中國電信和中國聯(lián)通共建共享NSA 網(wǎng)絡構(gòu)架下，網(wǎng)絡規(guī)劃和優(yōu)化必須面對和解決好的課題。

本文以各種復雜場景邊界為切入點，依據(jù)不同邊界場景特點，給出相應策略及具體解決方案，并將相關(guān)方案在現(xiàn)網(wǎng)實際應用并充分驗證，為解決該類復雜問題提供了很好的思路和可行解決方案。

關(guān)于不同NSA 組網(wǎng)策略下，NSA 網(wǎng)間的驗證效果，鑒于目前實際網(wǎng)絡尚無相關(guān)場景，只在實驗室做了驗證，暫無現(xiàn)場應用案例。

文中描述參數(shù)配置，基于國內(nèi)一主流廠家網(wǎng)絡參數(shù)配置，不同廠家間參數(shù)不完全相同，在應用于其他廠家網(wǎng)絡時，部分參數(shù)可能需等效映射。