5G场景化室内部署及端到端问题解决实践案例

2019-01-10黄云飞，梁力维

移动通信 2019年12期

关键词：室分无源有源

【摘要】首先提出5G场景化室内解决方案，以现网某大厦、某博览会场馆作为典型的两种不同场景开展实践应用，评估方案效果，并对在此过程中发现的终端与核心网之间的端到端适配问题进行分析解决，对后续5G室分部署尤其是重大展馆的保障部署提供方案借鉴。

【关键词】室分部署;终端接入问题

doi：10.3969/j.issn.1006-1010.2019.12.012 中图分类号：TN929.5

文献标志码：A 文章编号：1006-1010（2019）12-0061-06

引用格式：黄云飞，梁力维. 5G场景化室内部署及端到端问题解决实践案例[J]. 移动通信， 2019，43（12）： 61-66.

5G Scenario-based Indoor Deployment and End-to-End Problem Solving Practice Case

HUANG Yunfei， LIANG Liwei

（Guangdong Branch of China Telecom Co.， Ltd.， Guangzhou 510180， China）

[Abstract] This paper first proposes a 5G scenario-based indoor solution， and then a building and an expo venue are adopted to be two different typical scenarios for practical applications. The effectiveness of the solution is further evaluated， and the end-to-end adaptation issue between the terminal and the core network is analyzed and solved. The results provide reference for subsequent deployment of 5G indoor environment， especially for the supporting deployment of the exhibition halls.

[Key words]room deployment; terminal access issues

0 引言

5G商用初期，网络聚焦热点场景，重点包括营业厅、政府机构、重大展厅等，用于保障用户体验和支撑重大业务演示，室内覆盖方案显得尤为重要。

1 5G场景化室内部署方案

1.1 室内覆盖可选方案

5G室内覆盖可行的方案有5G纯有源、5G有源+无源、5G无源、5G皮基站等四大类，各种方案的对比如下。

（1）5G纯有源

5G纯有源即5G有源室分。优势：可支持4T4R;支持sub 3G与C-band的多模;运维可视、维护方便。不足：有源价格高、功耗大;设备重、体质大，安装要求高。

（2）5G有源+無源

◆5G有源室分+无源天线（全向小天线）。优势：在隔断多或狭长的场景，外接天线可实现延伸覆盖，提高设备的利用率，降低投资。不足：有源价格高、功耗大;设备重、体质大，安装要求高;支持3.5G的新型无源器件，目前还没有量产且价格是相应现有无源器件的1.5～2倍，而且不可以监控;实现4T4R需要外接4路天馈，工程实施难度加大;同时支持外接与内置天线同步发射功率的现有设备只能实现2T2R。

◆5G有源室分+无源天线（窄波束天线）。优势：在容量需求高的空旷区域，可有效控制覆盖，实现多小区部署;可支持4T4R。不足：有源价格高、功耗大;设备重、体质大，安装要求高。

（3）5G无源

◆5G无源室分（5G RRU+漏缆）。优势：在高铁、地铁等隧道场景，能实现5G信号的均匀连续覆盖。不足：只有5/4的漏缆支持3.5 GHz频段，现有常用的13/8泄漏电缆无法利旧;实现4T4R需要建设4路漏缆，工程上难以实现。

◆5G无源室分（5G RRU+射灯天线互打）。优势：在住宅小区场景，可采用美化射灯天线实现小区室内的5G覆盖。不足：支持3.5 GHz的新型无源器件，目前还没有量产，价格是相应现有无源器件的1.5～2倍，且不可以监控;目前射灯天线只能实现2T2R，影响速率性能。

◆5G无源室分（5G RRU+小天线）。优势：可支持多系统合路共用天馈。不足：支持3.5 GHz的新型无源器件，目前还没有量产，且价格是相应现有无源器件的1.5～2倍，且不可以监控;实现4T4R需要建设4路天馈，工程上难以实现;信源只能选8T8R设备，无法充分利用设备的发射功率;3.5 GHz高频段造成馈线损耗增加，导致覆盖能力下降。

（4）5G一体化皮基站

优势：可实现4T4R或2T2R;组网不需要网关;价格相对有源设备便宜。不足：设备稳定性比有源主设备差;回传方式采用IPRAN回传，不建议采用PON回传。

1.2 有源室分场景化部署方案

5G室分的建设主要是采用有源分布系统进行覆盖，对于新增室分覆盖的场景，可根据目标区域4G覆盖的情况，新增5G单模或5G双模有源室分进行覆盖。对于已建设有源室分的场景，增加5G覆盖共有三种实现方案。

（1）叠加方案（如图1）

图1 叠加方案

◆方案说明：新布放网线/光电复合缆（或利旧预埋的网线），与4G同点位部署新增的5G单模pRRU，新增扩展单元及BBU。

◆優点：单独部署，不受原有网线拉远距离的限制。

◆缺点：需要重新布线;新增了pRRU，对安装空间要求高。

◆适用场景：已有4G有源室分的场景。

（2）替换方案（如图2）

图2 替换方案

◆方案说明：利旧已有的网线/光电复合缆，同时把原4G pRRU替换为4G&5G多模pRRU，替换原有扩展单元，BBU增加5G基带板进行升级。

◆优点：不需要重新布放线缆，部署简单，施工周期短。

◆缺点：厂家支持情况不同，4G/5G需同厂家;设备造价相对高，网线超过100 m时带宽不满足。

◆适用场景：已有4G有源室分的场景。

（3）级联方案（如图3）

图3 级联方案

◆方案说明：利旧已有的光电复合缆，新增5G单模pRRU进行级联，5G单模pRRU要求在级联的第一级，替换原有扩展单元，BBU增加5G基带板进行升级。

◆优点：可以利旧原4G设备及光电复合缆，减少线缆的施工。

◆缺点：网线供电能力有限，无法满足两个单元级联;需要光电复合缆才适用。

◆适用场景：已有4G有源室分且原有线缆为光电复合缆的场景。

（4）新建5G方案（如图4）

图4 新建5G方案

◆方案说明：新增5G BBU、扩展单元和5G单模pRRU，新布放网线/光电复合缆。

◆优点：单模设备功耗低。

◆缺点：需新布线。

◆适用场景：4G已有覆盖（无源或室外站），只需新增5G的场景。

（5）新建4G/5G方案（如图5）

图5 新建4G/5G方案

◆方案说明：新增4G/5G BBU、扩展单元和4G&5G多模pRRU，新布放网线/光电复合缆。

◆优点：4G/5G同套设备，降低了对安装空间和用电功耗的需求。

◆缺点：4G/5G需同厂家。

◆适用场景：4G和5G都还未覆盖的场景。

1.3 实践应用

（1）场景1：4G/5G有源部署方案（某博览会展馆）

◆方案介绍

某展馆4G/5G均采用室分Lampsite进行覆盖，5G网络组网为NSA组网。4G/5G pRRU采用级联方式，并分别外接天线同步覆盖。每个展馆安装12个4G pRRU+12个4G窄波束天线+12个5G pRRU+12个5G窄波束天线。场馆有源方案如图6所示。

◆效果评估

对测试数据进行分析，展馆内各规划小区覆盖区域准确，小区间切换正常，展馆平均RSRP为77 dBm，下行平均速率687 Mb/s，峰值速率可达895 Mb/s，上行平均速率122 Mb/s。

（2）场景2：4G传统DAS及5G有源结合部署方案（某办公大厦）

◆方案介绍

某办公大厦4G部署传统室分进行覆盖，5G部署Lampsite进行覆盖。5G网络组网为NSA。

◆效果评估

选取某楼层的测试数据进行分析，22楼划分为1个5G小区，不涉及小区间切换。楼层平均RSRP为-79.34 dBm，平均SINR为23.80 dB，下行平均速率为837 Mb/s，上行平均速率为101 Mb/s。

2 端到端问题解决

2.1 问题现象描述

测试发现终端1关闭5G开关后，小于13 s内开启5G开关，手机不能正常接入5G网络。使用终端2进行验证，关闭5G开关后，小于13 s内开启5G开关，手机可以正常接入5G网络。

（1）现象一

◆基站上层指示开关：关闭。

◆终端1测试结果：关闭终端5G开关，手机LOG快速更改为4G;13 s内再次打开终端5G开关，终端始终无法接入5G网络;如超过20 s后再打开终端5G开关，终端可以正常接入5G网络。

◆终端2测试结果：关闭终端5G开关后，手机快速显示4G标识，再次打开终端5G开关后，手机接入5G网络，且手机显示5G标识。

（2）现象二

◆基站上层指示开关：打开。

◆终端1测试结果：关闭终端5G开关，手机LOG更改为4G需时长≥13 s;之后打开终端5G开关，终端可以正常接入5G网络。

◆终端2测试结果：关闭5G终端开关后，手机快速显示4G标识，再次打开终端5G开关后，无论当前网络是否有5G网络，手机都马上显示5G标识。如果有5G网络，手机正常接入5G网络。

（3）现象三

◆基站上层指示开关：打开。

◆终端1测试结果：关闭终端5G开关;手机LOG未更新为4G前，再次打开终端5G开关，手机LOG保持在5G;此时，Speed Test测速时无法请求服务器或者不能完成测速，提示为：“测试无法完成。请检查您的网络连接，然后重试”;使用网页等业务，出现卡顿问题。

上层指示开关参数为UpperLayerIndicationSwitch，

该参数用于控制小区在SIB2中是否广播UpperLayer

Indication-r15信元。当该参数设置为on时，表示SIB2会广播UpperLayerIndication-r15信元，且不依赖于NR邻区配置，此时终端无论空闲态还是连接态，只要接入LTE锚点站，就会显示5G信号。当该参数设置为off时，表示SIB2不会广播UpperLayerIndication-r15信元，此时手机必须接入LTE锚点并且添加NR辅载波成功，才显示5G信号。

2.2 问题详细分析

（1）问题现象一分析

3GPP协议的23401中明确：如果S1连接存在，eNodeB应该发NAS消息。

对终端1用户信令进行了跟踪分析，如图7红色方框所示，NAS层的消息是INIT_UE_MSG，即终端发起了initial类型的TAU。逻辑上讲initial类型的TAU本身就是在无S1连接状态下的第一条消息，initial本身的含义就是要建立从非注册态到注册态的连接。initial类型的TAU只有用户初始上线，或者用户处于idle态时才会发起。在关闭手机5G开关后，手机处于4G网络，仍为连接态，此时发起initial消息相矛盾。

由于终端1发起的TAU类型不对，导致MME释放了之前旧的连接，即发起了release释放流程。这个release释放流程和终端发起的intial_TAU流程冲突。核心网需要先处理完release后才正常处理TAU。也就是说关闭5G开关后，虽然终端LOG更改为4G，实际上终端还没有切换到4G，MME还在处理S1 release流程。这时打开5G开关，终端便无法接入5G网络，需要等待超过13 s打开5G开关才能正常访问5G网络。图7为终端异常信令流程图，图8为终端正常测试信令图。

（2）问题现象二分析

打开基站上层指示开关情况下，关闭5G开关，在核心网侧依然会触发异常TAU流程，导致回切4G时长大于等于13 s。只是打开基站上层指示开关情况下，MME处理完S1 release和TAU流程后，手机LOG才更改为4G。之后打开5G开关，基站引导终端发起注册5G的行为，终端可以快速接入5G。

（3）问题现象三分析

该问题为现象一MME处理流程异常延伸问题，当前暂无规避措施。

2.3 解决措施

（1）临时规避方案

打开锚点站上层指示开关，关闭终端5G开关后，当手机LOG更改为4G后再打开手机5G开关，这样终端可以正常接入5G网络。

（2）最终解决方案

◆待MME侧后续版本优化，提高MME处理能力的容错性;

◆厂家芯片终端修改，关闭5G开关改变发起TAU的类型。

3 经验总结

3.1 室分两大部署场景