电联5G 合建NSA 网络规划和优化
前景理论 2021-05-06

1、概述

NSA(Non-standalone, 非独立) 组网模式下, 同一 NSA 网络内部必然存在锚点区和非锚点区, 形成 NSA 网络内不同区域之间的边界。而共建共享又新增了承建方、 共享方的维度, 引入新的共享策略配置, 导致网络的结构更加复杂化。共建共享降低 CAPEX(Capital Expenditure, 资本性支出) 的同时, 也同步带来了运维难度的增加。

当前电联共建共享已逐步从开通建设阶段进入运维阶段, 此时双方也逐步将关注点从施工转移到网络精细运维优化, 如何确保电信、 联通用户在合建一张网络下的用户体验一致性, 成为双方关注的重点。


2、共建共享 NSA 组网下感知差异表现

2.1、终端定点体验差异

当前现网联通卡默认承载为 QCI6(QOS Classification Identifier, QOS 分类标识), 而电信卡默认承载为 QCI9, 默认承载的不一致, 将会导致用户体验存在差异, 如下表 1。

从测试对比结果来看, 联通承建区电信卡用户体验速率略差于联通卡。

2.2 拉网测试感知差异

针对电信承建区进行电信、 联通拉网测试对比, 测试里程 190KM, 测试指标如表 2, 结果表明:电信承建区电联速率存在一致性体验差异。

2.3 后台性能指标差异

对比电信用户、 联通用户, 统计相同小区下用户感知指标, 电信承建区电联用户存在明显不一致问题, 联通承建区存在相似问题。


3、共建共享 NSA 组网下感知差异原因剖析

3.1 QCI 等级差异对感知影响

影响用户体验速率的因素有三点:

(1 ) 有没有路可提供给用户进行数据包的转发(承载建立和抢占的优先级);

(2 ) 用户的业务数据包可以被转发得多快、 多好(转发优先级、 延迟、 丢包率);

(3 ) 同一时刻最多能转发多少数据包(带宽)。

这 3 点在网络中受 3 个关键参数控制:ARP、 QCI、 xBR(MBR、 GBR)。分别表明对承载资源:能不能占、 占得怎么样、 占多少。

QCI 对网络资源“占得怎么样” 进行了质量的量化。不同业务对时延、 误比特率的需求只是一个趋势区间, 绝大多数并没有严格的限定值(如下图 2 所示)。但感性从来不是程序的特长, “灰度” 在程序的世界里也是不存在的。软件编程只认数字和逻辑。网络要实现 QOS 的控制, 第一步要做的就是“量化” 、 “数字化” 。

为了便于协调网络不同节点对同样的业务采用一致的质量控制标准, 网络定义了业务质量的索引-QCI, QCI 占用一个字符, 取值范围 0~255.协议定义了 1~9 的标准 QCI 值, 这些不同的 QCI 对应不同的QOS 质量要求。

3GPP 定义的 9 种标准的 QCI 对应的延迟和丢包率分布如下。

这些标准 QCI 所定义的 QOS 质量要求可以适用绝大多数应用协议场景。定义 了 QCI 之后, 在用户业务建立时, 4G 核心网并不需要像 2G、 3G 网络一样将资源 类型、 优先级、 可靠性、 丢包率等全部参数传递给无线侧网元, 而是只将QCI 数值传递到 E- UTRAN。这样, 使用同样的 QCI, eNodeB、 S- GW、 P- GW 的各3GPP 网元就可以按照相同的标准执行 QoS 控制, 减少了网元间的参数传递。至于各网元在 QoS 执行过程中是基于有线还是无线、 基于电路还是分组、 基于队列还是令牌, 需要各网元根据自身的承载和所处的网络位置决定, 是各网元的“内部事务” 。不同承载等级将给用户带来不一致的感知体验。比如, 在联通承建的1.8G共享载波共建共享网络, 测试联通用户 SIM 卡 QCI6、 电信用户 SIM 卡 QCI9;未配置 VIP 用户情况下, QCI6 优先级高于 QCI9 优先级, 双方同时测速体验差异大,如图 4。

解决建议:

方案一:电信联通核心网 QoS 配置拉齐。

方案二:无线侧进行 QCI 映射, 将 QCI6/9 配置到相同的逻辑信道优先级(EMLP), 然后将 QCI6/9 的权重配置拉齐。

3.2 共享边界插花对感知影响

共享边界插花对感知的影响, 主要分为如下三个方面:边界同频干扰问题、弱覆盖 4/5G 边界锚点占用问题、 跨厂家边界 NR 同频干扰问题。

3.2.1 边界同频干扰问题

问题 1:在电信承建区, 联通 NSA 用户优先占用锚点共享载波 F1, 在边界处移动到联通承建区无法及时重选或切换到联通的 F2 频点, 导致同频干扰, 可能会引起接入或掉话问题。

问题 2:在共享区与非共享区的边界, 共享方联通 NSA 用户在向非共享区域移动过程中, 因为无法从电信共享载波 F1 重选或切换至电信的非共享载波 F1,从而产生同频干扰可能会导致接入失败或掉话问题。

3.2.2 弱覆盖 4/5G 边界锚点占用问题

问题 1:在承建方的 4G 小区边缘弱覆盖区域, 承建方的覆盖差, 但共享方的覆盖好, 共享方的 NSA 用户可能会基于覆盖的异频切换回共享 F2 载波。

问题 2:在共享方的小区边缘弱覆盖区域, 共享方的覆盖差, 但承建方的覆盖好, 共享方的 4G 用户可能会基于覆盖的异频切换到承建方的共享 F1 载波。

3.2.3 跨厂家边界 NR 同频干扰问题

由于异厂家之间 4G 锚点与 5G NR 之间无法建立 X2, 在 NSA 终端从设备商 A 的4G 锚点移动到跨厂家的边界区域时, 无法基于 NR 覆盖进行 SN 变更, 设备商 A的 SN 在未释放时, 设备商 B 的 NR 覆盖远好于设备商 A 的 NR 覆盖, 导致 NR 同频干扰问题, 影响 NSA 终端的业务体验。

3.3 共享保留插花对感知影响

在非共建共享边界区域(承建区内部区域), 由于存在部分的共享保留插花、室分未共享、 锚点未共享, 导致对用户感知产生影响。

3.3.1 共享保留插花

当前电信在联通承建区, 依然存在部分 5G 站点为 5G 共享区域保留站点,此类站点的配置, 导致在联通承建区内部存在较多的共享插花问题, 对用户感知带来一定的影响。

3.3.2 室分未共享

当前室分共享为部分按需申请共享, 非开通即共享, 导致电信承建区、 联通承建区, 均存在较多室分未共享站点。当前电信承建区室分小区 674, 已共享 196,共享占比仅 29%。

3.3.3 锚点未共享

部分区域, 依然存在锚点未连片共享, 此类场景会引入共享边界干扰问题,譬如东山区域室外锚点情况, 存在 24 个基站 55 个小区未共享。

3.4 共享参数配置对感知影响

共享配置影响电联感知一致性问题, 主要有如下三类:


4、感知一致性优化策略及效果

4.1 网络平权

在电联共建共享场景, 为确保电信用户与联通用户的感知体验一致性, 协调将联通默认承载从 QCI6 拉平到 QCI9, 进行电联默认承载拉平后, 在联通基站下面进行电信卡、 联通卡业务体验对比测试。

默认承载拉平后, 对比速率测试, 电信联通体验速率相当, 测试统计结果如下:

4.2 边界策略

通过连片共享减少边界场景、 先测后切确保 NR 覆盖、 边界精细优化, 达到电联感知一致性保障目的。同时, 对于 VOLTE 业务, 通过策略迁回本网, 避免VOLTE 用户受到共建共享各场景边界的干扰影响。

4.2.1 连片共享

经统计 8 月电信承建区、 联通承建区锚点共享配置, 发现电联锚点共享差异明显, 存在较多锚点不连片共享场景。

针对双方锚点共享情况进行详细评估, 共享双方锚点差异较大, 锚点覆盖的差异造成了共享双方 NSA 网络感知差异。目前已针对锚点连片共享问题, 9 月份进行了 1.8G、 2.1G 全锚点共享开通, 9 月电信增补 2.1G 锚点小区 1120 个, 联通增补共享锚点小区 1950 个, 全锚点共享后, 电联路测各项指标差异明显缩小。

全锚点共享前后, 覆盖测试对比图如下:电联覆盖差距从 15%下降到 5%。

4.2.2 先测后切

室外全锚点共享后, 依旧存在室内外边界、 承建区边界, 用户占用共享小区依旧面临非共享小区干扰, 通过边界先测后切及回切, 在共享 NR 覆盖较弱, 驻留在共享方 4G。此类场景, 通过开启先测后切与回切的功能, 可以有效解决在NR 无覆盖/弱覆盖场景下, NSA 终端依然驻留锚点小区引起的边界同频干扰及锚点高负荷问题。功能开启后, 联通流量占比下降明显, 由 17%下降至 15%, 功能生效。(联通测, 已同步全网开启对应功能)。

4.2.3 边界精细优化

梳理电联共享边界包括机场高速,大道、 体育东路以及天河员村共建区域,逐条路线分析, 根据双方站点情况, 进行资源规整, 明确主服务站点。如珠江新城共享边界林和中 路 NR 弱覆盖问 题:终端在该路段占用 林和村东 NR-AAU302-5GZTH10247(890285_5 PCI=209), RSRP=-90dBm 左右, 电信锚点小区(481940_5 PCI=20)。随后 4G 小区切换到(481879_1 PCI=118) 后终端拖网没有占用 5G 小区信号, 该路段联通占用(265327_130 PCI=386), RSRP=-93dBm 左右。

优化措施:将共享边界向右微调, 联通 4G 小区(393741_3 PCI=318)开共享,关 闭 电 信 481940_5 锚 点 并 开 优 选 , 添 加 联 通 4G 小区 (394218_1PCI=160),(393741_3 PCI=318)邻区关系。

优化效果:优化后, 问题闭环。占用联通小区(265327_130 PCI=386), RSRP=-90dBm 左右, 联通 4G 小区(394218_3 PCI=161), 5G 覆盖良好。

4.3 保留站插花策略

针对当前的锚点插花严重问题, 区分室内外场景, 进行锚点策略规整, 规整原则如下:

(1) 核查承建区共享区边界, 边界线 200 米范围内锚点策略、 锚定优选策略保持不变, 具体策略配置结合路测实际覆盖需求、 覆盖对比, 精细调整。

(2) 承建区内非边界室外站点, 配置锚点策略;共享区内非边界室外站点, 配置锚定优选策略。

(3) 室分场景, 策略保持不变, 4/5G 共站室分配置锚点, 非共站当前策略不变, 后续进行双模室分改造。

(4) 5G 共享保留插花站点, 站点 200 米内锚点策略保持不变, 200 米-400米范围内站点对于 sgNB 添加次数高的保留锚点, 其他配置锚点优选策略。

优化效果:目前针对联通承建区, 已完成锚点策略、 锚定优选策略规整, 核实待开为锚点优选小区共 1828 个小区(含锚点改锚点优选 1081 个)。开通后,4G 相关指标保持平稳, sgNB 因策略调整(锚点改优选), 添加次数下降符合预期。

4.4 共享参数核查策略

4.4.1 双 gID 改造

针对共享站点, 需进行统一规整完成双 gID 改造, 否则会影响共享方用户切换性能。如天香街机楼 5 楼传输机房 1NR-BBU302 和天香街机楼 5 楼传输机房1NR-BBU305-XJ 未完成双 gID 改造无法切换, 改造后进行邻区配置及核查后, 正常切换。

4.4.2 配置邻区双 PLMN

当 4G 锚点与 5G 邻区配置仅电信 PLMN, 未包含联通 PLMN 时, 联通用户将无法正常完成 sgNB 添加, 导致电联感知不一致。此类问题, 还包含 5G-5G 邻区PLMN 问题, 若 5G-5G 非双 PLMN, 则无法正常进行带 SN 切换, 影响共享方的感知。比如问题点嘉里道商厦, 即为邻区 PLMN 导致 sgNB 添加异常。

问题描述:482579-50CF 嘉理道商厦 LTE-RRU06-YJTD, 辅站(SgNB)添加成功率(eNB 侧)为 41.84%。

问题分析:核查发现 5G 站点 886711 定义两条 PLMN, 但 4-5G 链路 PLMN配置为单 PLMN。

问题解决:配置双 PLMN,修改后问题解决。

4.4.3 配置移动性专用测量

针对 NSA 用户配置专用移动性测量, 主要实现两个功能:当 NSA 终端在锚点基站上面时, 通过专用性测量, 确保 NSA 用户尽可能驻留在锚点网络层, 增加切换到非锚点层难度;当 NSA 终端因锚点弱覆盖等原因切换到非锚点层后, 通过移动性专用测量, 能快速的返回到锚点网络层, 从而确保 NSA 用户能最大程度的保持在锚点网络层, 建立双链接功能, 提升用户体验。

当 NSA 终端空闲态或者未占用锚点时, 通过如下策略进入锚点:

当 NSA 终端已经占用锚点时, 通过独立移动性策略, 保持占用锚点, 移动性策略配置如下:

现场优化排查, 发现部分路段电信卡测试和联通卡同车测试, 存在部分路段联通卡切换频繁问题, 核查发现电信 A2 异频起测-110 门限, 而联通卡 A2=-100门限, 联通卡异频起测过早会带来一定性能损失, 一方面异频测量 gap 对速率造成损失, 另外一方面过多的异频切换也会降低体验性能。

核查问题发现:EN-DC 用户专用移动性测量配置开关未开启, 导致配置的NSA用户专用移动性测量对联通用户失效, 此时电信用户应用的是 NSA 独立策略,而联通用户生效的则是普通的 4G 现网策略, 策略不一致导致感知差异。

对全网 NSA 独立策略核查修改后, 同类型问题解决。


5、总结

电信与联通合建 NSA 网络, 将导致 NSA 网络组网结构、 边界场景异常复杂,如何保障好不同边界场景、 不同运营商 4/5G 终端用户的体验, 是电联共建共享NSA 网络结构下, 网络规划和优化必须面对和解决的问题。

本文从电联用户终端定点性能差异、 拉网测试性能差异、 后台性能指标差异方面, 开展根因分析。从 QCI 等级差异、 共享边界插花干扰影响、 保留站点插花影响、 电联参数一致性方面进行原因归纳, 进而提出从网络平权、 边界策略、 室内外保留站插花策略以及共享参数核查五个方面, 输出电联感知一致性保障的优化策略体系。为保障 NSA 共建共享架构下, 电联感知一致性提供了很好的思路和可行的解决方案。

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