陶意歡

(中國(guó)電信集團(tuán)有限公司南京分公司，江蘇 南京 210008)

截至2021 年一季度月，國(guó)內(nèi)各運(yùn)營(yíng)商均推出4G 流量升級(jí)套餐并緊跟5G 新基建的步伐，推出5G 高流量套餐，對(duì)消費(fèi)心態(tài)產(chǎn)生了明顯的積極引導(dǎo)和刺激。由于用戶行為導(dǎo)致的流量抑制不斷得到釋放，用戶對(duì)視頻業(yè)務(wù)的使用頻次、視頻節(jié)目分辨率顯著提升。其中抖音、愛奇藝、騰訊流量占比顯著提高，嗶哩嗶哩等新應(yīng)用開始普及。與此同時(shí)，單用戶DOU 高速同步增長(zhǎng)，高流量用戶占比不斷提高，視頻業(yè)務(wù)的流量占比已超45%。

對(duì)于高流量商務(wù)區(qū)、大型體育場(chǎng)館等密集話務(wù)、關(guān)鍵窗口場(chǎng)景，隨著用戶行為變化，用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源消耗、評(píng)價(jià)網(wǎng)絡(luò)方式也在深刻轉(zhuǎn)變。在此背景下，需重新審視高流量場(chǎng)景無線網(wǎng)建設(shè)策略，亦需結(jié)合對(duì)用戶行為的精確分析和感知拐點(diǎn)研究，大膽創(chuàng)新、利用全新思路和技術(shù)手段進(jìn)行無線能力部署和優(yōu)化。

本文在實(shí)踐的基礎(chǔ)上，建立差異化用戶體驗(yàn)的4/5G 容量規(guī)劃和信源投放體系，確保資源精確投入；針對(duì)4G 網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷疏忙，運(yùn)用錯(cuò)頻組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)容量和用戶感知的雙提升；最后，針對(duì)5G網(wǎng)絡(luò)，建立了一套完善的參數(shù)優(yōu)化體系，確保切換、RANK、CQI和波數(shù)特性達(dá)到最優(yōu)，分流4G 話務(wù)，降低網(wǎng)絡(luò)整體負(fù)荷。

本文的成果已經(jīng)在南京重點(diǎn)核心商圈、奧體體育場(chǎng)、南京南站、南京站和夫子廟景區(qū)等重點(diǎn)窗口場(chǎng)景大面積推廣，用戶感知得到明顯提升，網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷達(dá)到均衡。同時(shí)，本文中的宏微協(xié)同優(yōu)化策略已成功申請(qǐng)發(fā)明專利，專利號(hào)：ZL201710981685.6.

1 基于用戶感知速率場(chǎng)景化因子建模的容量預(yù)測(cè)和規(guī)劃方法

通過大量測(cè)試，對(duì)網(wǎng)頁業(yè)務(wù)，主要影響感知因素為打開時(shí)延(用戶側(cè)感知為瀏覽時(shí)延)。隨用戶增加，PRACH 資源、PDCCH、PUCCH資源利用率和上行PRB 利用率增長(zhǎng)幅度較??；而下行業(yè)務(wù)信道PRB 利用率增長(zhǎng)最快，成為網(wǎng)頁用戶的感知影響的最大因素及制約瓶頸。具體而言，網(wǎng)頁首屏?xí)r延在下行PRB 利用率達(dá)到65%時(shí)明顯增加，下行PRB 利用率達(dá)到90%時(shí)，時(shí)延急劇增加，影響業(yè)務(wù)感知。

基于高流量區(qū)域進(jìn)行建模和預(yù)測(cè)評(píng)估，結(jié)合歷史話統(tǒng)計(jì)算增長(zhǎng)系數(shù)、特定區(qū)域系數(shù)修正(政企破壁)等建立容量、負(fù)荷預(yù)測(cè)模型，計(jì)算并得出未來容量演進(jìn)方案及載波需求，并匹配多產(chǎn)品創(chuàng)新解決方案提前做好滾動(dòng)擴(kuò)容預(yù)測(cè)和規(guī)劃，預(yù)防高負(fù)荷帶來用戶感知體驗(yàn)甚至投訴的風(fēng)險(xiǎn)，總體流程機(jī)制如圖1。

圖1 網(wǎng)絡(luò)容量規(guī)劃原則

通過以上扇區(qū)載波計(jì)算，制定容量規(guī)劃原則如下：

步驟1：數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，對(duì)需要擴(kuò)容的小區(qū)，統(tǒng)計(jì)小區(qū)級(jí)全量MR(measurement report，本文指用戶手機(jī)終端信號(hào)強(qiáng)度)。

步驟2：用戶遠(yuǎn)近點(diǎn)判決(遠(yuǎn)近點(diǎn)門限建議100m～150m)，識(shí)別遠(yuǎn)點(diǎn)、近點(diǎn)用戶。

步驟3：室內(nèi)外判決，在遠(yuǎn)近點(diǎn)判決結(jié)果的基礎(chǔ)上，統(tǒng)計(jì)室內(nèi)和室外MR 條數(shù)，若室內(nèi)MR 條數(shù)＞室外MR 條數(shù)，則用戶判定為室內(nèi)，否則判定為室外。

步驟4：容量解決方案匹配：用戶分布近點(diǎn)，優(yōu)先使用扇區(qū)劈裂方案；用戶分布遠(yuǎn)點(diǎn)室外：優(yōu)先采用桿微站補(bǔ)熱。

若用戶分布遠(yuǎn)點(diǎn)室內(nèi)且樓宇為高層高價(jià)值樓宇，則優(yōu)先采用數(shù)字化室分，若用戶分布遠(yuǎn)點(diǎn)室內(nèi)且樓宇為低層或低價(jià)值樓宇，則優(yōu)先室外打室內(nèi)。

步驟5：桿微站補(bǔ)熱點(diǎn)位確定，在步驟3 的基礎(chǔ)上，選取MR數(shù)量TOP1 柵格，作為桿站候選點(diǎn)位。

步驟6：與覆蓋站點(diǎn)去重，當(dāng)所有站點(diǎn)規(guī)劃完畢后，需要與覆蓋的解決方案去重。當(dāng)覆蓋規(guī)劃桿站和容量規(guī)劃桿站30m 內(nèi)，建議去重。

具體流程圖如圖2。

圖2 4/5G 無線網(wǎng)規(guī)劃方案制定原則

對(duì)南京主城區(qū)標(biāo)志性高流量場(chǎng)景進(jìn)行分析，通過以上算法，精確制定差異化覆蓋方案，通過宏微協(xié)同、室內(nèi)外立體覆蓋、異頻組網(wǎng)等，見表1。以南京地鐵1 號(hào)線北線為例，軌行區(qū)采用漏纜天線，站臺(tái)站廳采用有源室分方案，4/5G 多頻組網(wǎng)方案開通后，隨著5G 分流比升高，4G 流量和負(fù)荷明顯下降，用戶感知提升明顯?？傮w情況如圖3 所示。

表1 南京部分高流量場(chǎng)景4/5G 覆蓋方案

圖3 南京地鐵1 號(hào)線5G 分流走勢(shì)圖

2 4G 錯(cuò)頻組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)容量和用戶感知雙提升

對(duì)標(biāo)友商的室外頻點(diǎn)資源豐富，降低同頻干擾和重疊覆蓋的策略，結(jié)合電信頻帶資源，創(chuàng)新提出了利用Band1 的2145-2170MHz 頻段，配置100 和500 兩個(gè)20M帶寬頻點(diǎn)，考慮到設(shè)備支持情況，后修改為100(20M)和475(15M)頻點(diǎn)。同時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整切換參數(shù)，使得用戶占用SINR 最優(yōu)頻點(diǎn)。

當(dāng)前現(xiàn)網(wǎng)多頻組網(wǎng)策略涉及2.6G TDD、1.8G FDD、2.1G FDD、800M FDD，大帶寬(2.6/1.8/2/1)之間通過A2+A3 事件做異頻切換，大帶寬與小帶寬(800M)之間通過A2+A4 事件做異頻切換，同時(shí)，800M打開基于頻率優(yōu)先級(jí)的異頻切換。

而在本次錯(cuò)頻組網(wǎng)中，為了讓室外用戶優(yōu)先占用2.1G 的兩個(gè)頻點(diǎn)，1.8G 與2.1G 之間的異頻切換需要使用A2+A4 事件，2.1G 之間的異頻切換通過A2+A3 事件觸發(fā)，那么針對(duì)小帶寬800M，創(chuàng)新增加了“A5 事件+頻率偏置”的策略，通過對(duì)800M頻點(diǎn)配置頻率偏置，在1.8/2.1G 配置800M 2452 的異頻頻點(diǎn)疊加上頻率偏置，使得“A5 門限1+頻率偏置”等于異頻測(cè)量啟動(dòng)門限，見圖4。

圖4 4G 切換策略優(yōu)化圖

切換門限如圖5 所示，其中，“A5 門限1”可以單獨(dú)設(shè)置(異頻切換判決時(shí)的源小區(qū)低于此門限)，“A5 門限2”(異頻切換判決時(shí)的目標(biāo)小區(qū)高于此門限)與A4 門限共用，所以疊加-15dB的頻率偏置，使得800M 目標(biāo)小區(qū)的RSRP 判決門限為-90+(-15)=-105dBm。

目前該方案已在新街口商圈進(jìn)行復(fù)制推廣，并逐步在其他核心高流量區(qū)域?qū)嵤孕陆挚跒槔?，錯(cuò)頻方案不再局限于只占用2.1G 的兩個(gè)錯(cuò)頻頻點(diǎn)，而是充分利用各頻點(diǎn)在部分區(qū)域干擾低的優(yōu)勢(shì)，占用全部頻點(diǎn)。通過切換參數(shù)優(yōu)化，在不同路段占用最優(yōu)頻點(diǎn)的同時(shí)兼顧負(fù)荷均衡，相對(duì)大網(wǎng)切換參數(shù)設(shè)置可避免FDD2.1G 的資源浪費(fèi)，最終達(dá)到既提升了室外道路覆蓋效果，又提升用戶感知的效果，優(yōu)化后指標(biāo)提升如圖6 所示。

圖6 南京新街口錯(cuò)頻優(yōu)化效果評(píng)估

3 基于5G NSA 組網(wǎng)的4/5G 協(xié)同優(yōu)化策略

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：獨(dú)立組網(wǎng)(SA)和非獨(dú)立組網(wǎng)(NSA)：

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

NSA(非獨(dú)立組網(wǎng))：5G 依附于4G 基站工作的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，5G 無線網(wǎng)與核心網(wǎng)之間的NAS 信令(如注冊(cè)，鑒權(quán)等)通過4G基站傳遞,5G 無法獨(dú)立工作。

SA 優(yōu)勢(shì)在于4G 改造少，且一步到位，無二次改造成本，5G與4G 異廠商組網(wǎng)靈活，且端到端5G 易拓展垂直行業(yè)；NSA 優(yōu)勢(shì)在于對(duì)核心網(wǎng)及傳輸網(wǎng)新建/改造難度低，對(duì)5G 連續(xù)覆蓋要求壓力小，目前國(guó)內(nèi)運(yùn)營(yíng)商在5G 網(wǎng)絡(luò)建網(wǎng)初期多選擇NSA 網(wǎng)路推進(jìn)5G 網(wǎng)絡(luò)快改造，并逐步向SA 網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)變。

對(duì)于南京高流量場(chǎng)景，為實(shí)現(xiàn)話務(wù)梳忙和用戶感知提升，多采用4/5G 多頻立體組網(wǎng)的建設(shè)策略，當(dāng)5G 實(shí)施NSA 組網(wǎng)模式，NSA 終端必須占用錨點(diǎn)小區(qū)后，才能使用5G 業(yè)務(wù)提升用戶感知。如何及時(shí)將NSA 終端遷移到錨點(diǎn)小區(qū)并保證穩(wěn)定占用，是當(dāng)前面臨的重要問題，也是當(dāng)前NSA 終端移動(dòng)性策略遇到的重要問題。

前5G 實(shí)施NSA 組網(wǎng)模式，NSA 終端必須占用錨點(diǎn)小區(qū)后，才能使用5G 業(yè)務(wù)提升用戶感知。如何及時(shí)將NSA 終端遷移到錨點(diǎn)小區(qū)并保證穩(wěn)定占用，是當(dāng)前NSA 終端移動(dòng)性策略遇到的重要問題。目前推薦的方案是開啟定向切換功能實(shí)現(xiàn)錨點(diǎn)優(yōu)先。5G 建設(shè)區(qū)域內(nèi)4G 非錨點(diǎn)小區(qū)均建議開啟定向切換功能，以實(shí)現(xiàn)“占得上”和“留得住”兩大能力：

“占得上”：非錨點(diǎn)側(cè)開啟該功能，可實(shí)現(xiàn)在初始接入、切換入、RRC 釋放等場(chǎng)景觸發(fā)NSA 用戶快速?gòu)姆清^點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)遷移到錨點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)；

“留得住”：錨點(diǎn)側(cè)開啟該功能，依托4/5G 移動(dòng)性參數(shù)解耦和RRC 釋放消息攜帶專屬優(yōu)先級(jí)，可保證NSA 用戶穩(wěn)定駐留錨點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)。

NSA 優(yōu)先占用錨點(diǎn)小區(qū)方案4/5G 高流量場(chǎng)景過程如圖7所示。

圖7 5G 錨點(diǎn)優(yōu)選策略圖

4G 的頻率優(yōu)先級(jí)設(shè)置為E＞D＞F=FDD，錨點(diǎn)專用優(yōu)先級(jí)建議，見圖8。

圖8 5G 錨點(diǎn)配置方案

(1)1.8G FDD 或2.1GFDD 段配置為NSA 錨點(diǎn)，設(shè)置為高優(yōu)先級(jí);(下圖以FDD 1800 是錨點(diǎn)為例；如果是雙錨點(diǎn)，可配置FDD1800 優(yōu)先級(jí)7，2.1G 頻段優(yōu)先級(jí)6，其余頻段優(yōu)先級(jí)0；如果是單錨點(diǎn)，可配置單錨點(diǎn)優(yōu)先級(jí)6 或7，其余配置為0)。

(2)其余頻段配置為非NSA 錨點(diǎn)，則設(shè)置NSA 錨點(diǎn)優(yōu)先級(jí)為0，表示不能作為NSA 錨點(diǎn)。

通過該策略，對(duì)南京夫子廟景區(qū)進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，該區(qū)域5G通過64TR 宏站和路燈微站進(jìn)行宏微協(xié)同立體覆蓋，采用雙錨點(diǎn)策略，建設(shè)優(yōu)化前后該高流量場(chǎng)景平均速率提升為885Mbps，總體情況如表2 所示。

表2 夫子廟景區(qū)優(yōu)化前后指標(biāo)對(duì)比

4 結(jié)論

本文成果已經(jīng)在南京重點(diǎn)核心商圈、奧體體育場(chǎng)、南京南站、南京站和夫子廟景區(qū)等重點(diǎn)窗口場(chǎng)景大面積推廣，用戶感知得到明顯提升，網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷達(dá)到基本均衡。經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證，該方法充分實(shí)現(xiàn)了對(duì)用戶無線網(wǎng)業(yè)務(wù)需求的有效承載，對(duì)感知導(dǎo)向、差異服務(wù)、彈性容量的新型無線網(wǎng)能力打造，亦是一種積極且富有成效的探索。