基于NSA和SA混合组网下的5G网络邻区规划的研究

1 问题背景

5G网络热点场景性能指标保障监控发现，“东莞移动枢纽楼D-HRH-2、3”小区1月开始“站间辅站变更成功率”和“辅站变更成功率”指标明显异常。特别是“东莞移动枢纽楼D-HRH-2”小区“辅站变更成功率”指标基本在10%以下，严重影响5G用户感知。详细性能指标统计如图1、图2所示。

图2 东莞移动枢纽楼D-HRH-2辅站变更成功率

“站间辅站变更成功率”详细指标Counter计数，如图3、图4所示。

2 5G组网模式介绍及“站间辅站变更成功率”指标释义

图3 东莞移动枢纽楼D-HRH-2站间辅站变更成功率

图4 东莞移动枢纽楼D-HRH-3站间辅站变更成功率

基于案例分析需要，分别对5G组网模式及“辅站变更成功率”指标定义进行解释，有利于对案例内容的深刻理解。

2.1 东莞地市现网5G组网模式

在中国移动5G建设过程中，将依照NSA、NSA&SA、SA三种形态组网架构规划建设，满足不同阶段对网络的需求，如图5所示。

图5 5G网络架构演进

2.2 NSA组网架构

2019年中国移动的NSA部署分为两个阶段。第一个阶段为早期示范阶段，为了在5•17国际电信日实现5G率先发布，采用新增vEPC的方式进行NSA网络及业务示范，从而避免早期的示范对现网4G网络的影响。第二阶段为5G预备商用阶段，对现网的商用EPC进行升级支持NSA组网，实现5G的规模预商用。

中国移动早期NSA的网络建设方案，选择了Option 3系列架构，具备不需要部署5GC，投资成本低；LTE eNB不需要升级成eLTE，工程简单；芯片2019年一季度成熟，终端面市早等三大优势。

2.3 SA组网架构

中国移动5G网络启动SA部署亦是在2019年，因此在实际的网络建设中，也需要考虑SA的组网架构落地，比如5GC的部署和对接需要提前考虑。

SA相比于NSA，其优势是网络建设一步到位，网络体验最优，对现网4G影响最小，同时也便于研究开展新业务。SA的劣势是产业成熟度较NSA来讲略低，包括标准和终端进展，但是这种差距在逐渐缩小。

SA网络部署中，考虑核心网大区制建设的策略，在实际建设中要考虑本区域的UPF下沉及建设，避免数据流的迂回给传输带来太大的压力以及影响业务体验。运营商需要提前为UPF下沉提供资源配套，如空间、电源和传输等。

2.4 NSA&SA混合组网架构

2019年，中国移动5G网络采用NSA部署来占领市场高地，前期友好用户放号采用NSA单模终端。到2020年中国移动发力建设SA网络时，这部分终端就面临着收回替换的问题，这将对中国移动的品牌运营以及运营成本带来较大的冲击，因此发展NSA&SA混合组网的建网模式是从NSA到SA演进必经的一个阶段。

从NSA到NSA&SA双模组网演进中，基站侧不需增加硬件资源，只需升级软件和配置即可，核心网增加5GC，配置从RAN到5GC的路由即可。NSA与SA混合组网架构，如图6所示。

2.5 “站间辅站变更成功率”指标释义

“站间辅站变更”信令流程，如图7、表1所示。

图6 NAS&SA混合组网架构

图7 站间辅站变更信令流程

表1 站间辅站变更信令测量点

3 “症结”定位过程详细分析

结合网管平台数据，分别从故障、干扰、容量以及邻区等多个维度对“东莞移动枢纽楼D-HRH-2、3”小区进行无线层问题排查。

3.1 故障排查

经过网管统计发现，指标劣化期间，问题站点“东莞移动枢纽楼D-HRH”小区在性能指标劣化期间，不存在影响性能告警消息，非显性告警故障引起指标异常。

3.2 干扰排查

网管系统查询，“东莞移动枢纽楼D-HRH”小区性能指标劣化期间，上行干扰平均值在-108 dBm左右，处于5G现网站点小区干扰平均水平，暂未发现存在明显干扰问题。第二、第三小区干扰噪声平均值，如图8、图9所示。

图8 东莞移动枢纽楼D-HRH-2干扰噪声平均值

图9 东莞移动枢纽楼D-HRH-3干扰噪声平均值

3.3 容量排查

在网管查询问题小区指标劣化期间，问题站点“东莞移动枢纽楼D-HRH”小区下行PRB平均利用率指标保持在6.00%左右，上行PRB平均利用率指标保持在12.00%左右（如图10、图11所示），小区内的最大用户数在8人左右，判断不存在高负荷问题。

图10 东莞移动枢纽楼D-HRH-2PRB平均利用率

图11 东莞移动枢纽楼D-HRH-:3PRB平均利用率

3.4 小区Trace跟踪排查

对“东莞移动枢纽楼D-HRH-2”小区进行Trace跟踪排查，发现gNodeB（NR站点）发送给eNodeB（NSA锚点站）的SgNB Change Required消息中，携带的目标gNodeB（NR站点）站点为“东莞松山湖移动综合楼D-HRW-1”小区，如图12所示。“东莞松山湖移动综合楼D-HRW-1”小区基础信息，如表2所示。

图12 “东莞移动枢纽楼D-HRH-2”小区Trace信令跟踪

表2 “东莞松山湖移动综合楼D-HRW-1”小区基础信息

eNodeB（NSA锚点站）收到SgNB Change Required消息后，回复“SgNB Change REFUSE”的失败消息，且其消息解码中失败的原因值为“Transport resource unavailable”。如图13所示。

图13 “东莞移动枢纽楼D-HRH-2”小区Trace信令跟踪

查询“东莞移动枢纽楼D-HRH”站点的“NR架构选项”（即组网模式）为“独立组网&非独立组网共存模式”。如图14所示。

图14 “东莞移动枢纽楼D-HRH”基站组网模式

但“东莞松山湖移动综合楼D-HRW”站点的“NR架构选项”（即组网模式）为“独立组网”，如图15所示。且“东莞移动枢纽楼DC-HFH”锚点站点已定义“东莞松山湖移动综合楼D-HRW-1”小区为邻区。

图15 “东莞松山湖移动综合楼D-HRW”基站组网模式

综上所述，由于现阶段5GC（5G核心网）还不支持异系统切换，且现在商用的5G终端SIM卡也无法接入SA站点小区，因此，NSA终端占用“东莞移动枢纽楼D-HRH-2”（混合组网）小区后，发起向定义了锚点邻区、且属于独立组网的“东莞松山湖移动综合楼D-HRW-1”小区切换（NSA的NR站点小区向SA站点小区切换如同4G向5G发起切换一样，属于异系统切换，需要开放N26接口才能切换成功）。最终，导致“SgNB Change REFUSE”失败（即站间辅站变更失败），造成站间辅站变更成功率指标恶化。

4 优化方案和调整措施

针对相关问题定位分析结果，需要删除“东莞移动枢纽楼D-HRH”（混合组网）站点小区和“东莞移动枢纽楼DC-HFH”（锚点站点）小区中定义的“东莞松山湖移动综合楼D-HRW-1”小区邻区。

于2020年1月19日分别执行“东莞移动枢纽楼D-HRH”（混合组网）站点小区和“东莞移动枢纽楼DCHFH”（锚点站点）小区中定义的“东莞松山湖移动综合楼D-HRW-1”小区邻区进行删除操作。

5 优化效果

1月19日，对“东莞移动枢纽楼D-HRH”（混合组网）站点小区和“东莞移动枢纽楼DC-HFH”（锚点站点）小区中定义的“东莞松山湖移动综合楼D-HRW-1”小区邻区进行删除操作后，“东莞移动枢纽楼D-HRH-2/3”小区的“站间辅站变更成功率”指标均达到100.00%，达到预期优化效果。优化前/后“东莞移动枢纽楼D-HRH-2”、“东莞移动枢纽楼D-HRH-3”小区级“站间辅站变更成功率”指标对比情况，如表3、表4所示。

表3 优化前/后“东莞移动枢纽楼D-HRH-2”小区级“站间辅站变更成功率”指标对比

表4 优化前/后“东莞移动枢纽楼D-HRH-3”小区级“站间辅站变更成功率”指标对比

6 经验总结

由于现阶段供SA（独立组网）使用的5GC（5G核心网）还不支持异系统切换（4G到5G），且现在商用的5G终端SIM卡也无法接入SA站点小区（NSA的NR站点小区向SA站点小区切换如同4G向5G发起切换一样，属于异系统切换，需要开放N26接口才能成功）。所以，目前在5G现网邻区规划和优化中，LTE锚点站点小区、NSA模式和NSA&SA混合模式的NR站点小区均不能定义5G独立组网模式的站点小区为邻区。以本案例为鉴，检查核实全网5G基站独立组网模式的邻区配置数据，彻底清查和预防出现类似网络问题。