基于锚点的4G+5G 网络协同组网策略*

罗新军，王国庆，彭文祥

（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210019）

0 引言

5G 网络的技术及设备特点，使其建设面临与以往2G/3G/4G 等制式网络建设不同的要求。3GPP R15 中，5G NR 有两种部署选择，SA（Standalone）和NSA（non-Standalone）。SA 模式下NR 独立组网；NSA 模式下，一个基站依赖于另外一个基站提供控制信道。NSA 模式下的Option3,无需独立新建5G 核心网，只需将目前的4G 核心网进行升级改造，并按需建设5G 基站，以当前成熟的4G 网络为主，无需5G 连续覆盖，5G 网络就可以快速投入商用，降本增效。国内运营商的4G 网络成熟，中国移动的TDD（2.6GHz、1900MHz）基本实现广域全连续覆盖，行政村和农村100%、现有高速高铁等重要交通干线100%覆盖、FDD1800MHz 城区容量补充、FDD900MHz 在地铁、高校场景加强覆盖深度同时兼顾容量；中国电信的FDD800MHz、1.8GHz、2.1GHz已实现广域连续覆盖，中国联通的FDD900MHz、1.8GHz、2.1GHz 已实现广域连续覆盖。为抢占5G网络战略的制高点，全国各大运营商都在加速全面推动5G 网络建设，初期主要基于NSA 组网架构，基于锚点及切换的4G+5G 网络协同组网策略已然成为国内外研究的重点。

1 NSA 组网面临的问题及挑战

基于NSA 组网的5G 网络，需要依托4G 网络为锚点，才能为用户提供良好的5G 网络服务。现阶段，一方面4G 网络成熟，基本实现了网络连续广覆盖、容量覆盖和深度覆盖，但另一方面现有成熟的4G网络是建立在多频段多制式的网络模式下，如中国移动4G 包括TDD2.6GHz、TDD1900MHz、FDD1800HzM 等，成熟的4G 网络给运营商带来大量的用户和收益，同时也对网络性能提出了更高要求，为避免小区拥塞，网络通常需要做负荷均衡，容易引起NSA 终端被负荷均衡出锚点小区，导致锚点小区驻留不上或不稳定；加之各频段制式在覆盖过程中也存在弱区、盲区等情况，引起NSA 终端发生小区切换被踢出锚点小区现象；4G+5G 协同组网模式下，建设5G 站点后，可通过4G/5G 基站共模反向开通4G，快速实现4G+5G 的协同覆盖，但也带来4G 越区覆盖等问题，需要4G+5G 协同调优。这些均给NSA 组网下5G 终端锚点的选择带来挑战，容易带来5G 终端难以驻留在锚点小区、无法稳定驻留在锚点小区及锚点小区频繁 切换等问题，严重影响5G 用户体验和用户感知。

2 基于锚点的4G+5G 网络协同组网策略

为充分利旧现网4G 网络资源，降低建设投资，加速5G 网络建设及应用，现有国内各大运营商的5G 网络主要基于NSA 组网模式，NSA 终端通过现网4G 网络为锚点接入5G 网络，并开展5G 应用。为确保5G NSA 组网的可靠性，提升用户5G 感知，运营商NSA 组网的锚点方式基本上是采用双锚点模式。基于锚点选择及其切换的4G+5G 网络协同组网策略主要是根据锚点小区的优先级及锚点小区信号覆盖、质量、容量等情况确保NSA 终端在理想锚点上驻留，同时，基于现有4G 网络，按需布放5G，通过调优，开展4G+5G 协同组网。

2.1 锚点选择策略

中国移动现有4G 网络主要有基于LTE-TDD制式的1900MHz、2.6GHz，基于LTE-FDD 制式的1800MHz 等，按照规划，NSA 终端锚点频段主要选择FDD1800MHz 或TDD1900MHz 频段，两者均支持，TDD2.6GHz 频段则主要用于移动4G 业务。各制式性能特点及覆盖情况如表1 所示。

表1 不同频段制式覆盖能力及情况表

NSA 组网的4G 锚点选择，需综合考虑各种因素，主要包括锚点频段的覆盖、质量、容量等性能指标；该锚点网络制式基站建设的难易程度及产业成熟度；建设投资方面考虑利旧现网、NR 与LTE可实现共站建设降低X2 接口工程成本等。

对中国移动现有4G 频段进行锚点建设分析，TDD1900MHz 锚点，现网已基本实现连续覆盖，可以充分利旧现网；FDD1800MHz 锚点，该频段建设起步相对较晚，经过近几年的规模开展组网建设，大部分区域已实现连续覆盖，后续可以进一步结合5G 需求完善该频段网络覆盖；对于TDD2.6GHz频段，现阶段NSA 终端支持该频段锚点的较少，产业成熟度低，建议不作为锚点频段，而是主要为4G 网络的流量频段，用于承载4G 网络的业务和容量，用于非NSA 终端的负荷均衡频段。锚点选择策略主要是采用具有连续覆盖的LTE 频段小区，对于网络连续覆盖比较好的区域，可以配置为单锚点；在单一制式网络一些区域存在非连续覆盖场景或局部弱覆盖、盲区场景，可以采用双锚点方式，如：FDD1800MHz/TDD1900MHz 双锚点,具体可以根据4G 各网络制式的覆盖情况进行锚点动态选择。

经过现场测试，在FDD1800MHz、TDD1900MHz单锚点及双锚点下，5G NR 性能基本是相当的。采用不同4G 频段制式锚点的5G NR 性能如表2 所示。

表2 不同4G 频段锚点下的5G NR 性能表

2.2 锚点优先级策略

考虑到现网4G 网络信号复杂，NSA 终端在锚点小区的驻留存在极大的不确定性。通过设置各4G 频段制式的优先级，使NSA 终端优选选择锚点小区接入，通过调整锚点频段的优先级及开启非锚点频段向锚点小区的定向切换，使NSA 终端稳定地驻留在锚点小区，增强NSA 组网模式下5G 网络的稳定性。

根据选择的锚点频段配置相应的锚点优先级。针对中国移动的4G 锚点频段，将TDD2.6GHz 配置为4G 公共频段，作为公共频点其优先级为高，作为NSA 锚点频段其优先级为低，即通常配置TDD2.6GHz 作为公共频点的优先级高于锚点频段TDD1900MHz 和FDD1800MHz；将TDD1900MHz 和FDD1800MHz 配置为4G 锚点频段，作为公共频点时其优先级为低，作为NSA 锚点频点时其优先级为高；锚点频段TDD1900MHz 和FDD1800MHz 可根据现网覆盖情况配置为同优先级或不同优先级，配置为不同优先级时，FDD1800MHz 优先级为高，TDD1900MHz 优先级为低。锚点优先级配置完后，其采用的策略是非NSA 终端优先驻留在公共频段，尽量少抢占锚点资源，而NSA 终端能够优先选到锚点小区并稳定驻留，并尽量减少对现网普通4G 用户的影响。

其实现方式主要基于NSA 的IMMCI(Idle Mode Mobility Control Info)功能，基站据此识别终端的NSA 能力，配置专用频点优先级。非锚点小区开启基于NSA 的IMMCI 功能，使NSA 终端优先重选到锚点频段；锚点小区开启基于NSA 的IMMCI 功能，使NSA 终端稳定驻留到锚点频段；对于双锚点小区场景可以配置两个锚点为同优先级，使NSA 终端在双锚点上均匀分布，也可配置为不同优先级，提升NSA 终端的锚点小区稳定性。

2.3 锚点切换策略

由于存在多锚点小区及非锚点小区，必然会引起锚点切换。锚点切换策略关系到NSA 终端能否优先接入并稳定驻留在锚点小区，避免NSA 终端在锚点小区之间或锚点小区与非锚点小区之间频繁切换。主要包括锚点小区间的切换策略、锚点小区与非锚点小区之间的切换策略及非锚点小区向锚点小区的定向切换策略等。

当NSA 终端配置有双锚点时，存在锚点小区间的切换，特别是双锚点的优先级不同时，需特别关注终端的锚点切换策略。通过配置小区定向切换和配置特殊的锚点异频切换门限，NSA 终端优先并尽量在锚点小区间进行切换。其切换策略是锚点小区为NSA 终端配置独立的异频切换门限，主要有基于A1+A4 门限或者A2+A5 门限切换策略等，使NSA 终端难以基于覆盖切换到非锚点频段；同时，当锚点小区接入用户过多时，锚点小区在做负荷均衡设置时，不选NSA 的5G 用户，尽量选择非5G用户做负荷均衡，避免NSA 终端被均衡出锚点小区。当NSA 发生锚点小区向非锚点小区的切换时，此时NSA 终端无法开展5G 业务，需启动非锚点小区向锚点小区的定向切换策略，使NSA 终端及时切换到锚点小区驻留。

当NSA 终端驻留在非锚点小区时，需触发NSA 终端定向切换功能，主要包括：初始接入触发、基于覆盖的切换场景触发等。非锚点小区为NSA终端配置独立的异频切换门限，主要有基于A1+A4门限或者A2+A5 门限切换策略等，使NSA 终端更容易基于覆盖切换到锚点频段小区，避免或减少终端先切换到其他非锚点频段小区，再触发NSA 终端定向切换功能，实现锚点小区的优先驻留。

通过配置锚点小区向低优先级锚点小区、非锚点小区独立的异频切换门限，可以避免NSA 终端锚点小区的频繁切换。

2.4 4G+5G 协同组网策略

基于NSA 的5G 组网模式，需要4G+5G 协同组网，解决NSA 终端锚点驻留问题，提升5G 用户体验和感知。现有5G 设备基本采用基于大规模天线阵列的AAU 模式，为充分释放原小区容量需求，开展5G 建设时，可以基于4G/5G 共模设备反向开通4G。4G/5G 共模设备64TR 相比原单模设备8TR，下行MCS 显著提升，进一步释放原小区容量需求，RRC连接数、小区吞吐量、频谱效率显著提升，减少了干扰，提升了边缘速率。但大规模天线阵列增益也带来4G 上行越区干扰，需结合5G 覆盖需求对相关工参进行调整，以使4G+5G 网络协同达到良好的效果，主要工参包括：AAU 机械下倾角、广播权值、挂高等，通过工参调整以满足覆盖要求，避免4G 越区覆盖，实现网络协同。

3 结语

基于NSA 的5G 初期组网，通过有限的投资，建设一定数量的5G 基站，实现5G 网络局部覆盖，充分利用成熟的4G 网络，提升基于NSA 组网模式下的5G 用户体验和用户感知，实现5G 网络的提前商用，利于分层、分阶段、分步骤实现5G 网络的连续广覆盖和深度覆盖，同时为后续向SA 组网演进做准备。5G 的NSA 终端需要通过现网4G 网络小区为锚点接入5G 网络，由于运营商存在多个频段的4G 网络小区，存在5G 终端锚点小区附着不上、锚点小区附着不稳定、锚点小区频繁切换等问题，通过锚点选择及切换方法，在达到4G+5G 协同组网、降本增效、实现5G 高效组网的同时，大幅提升NSA 组网下5G 终端驻留在锚点小区的速度和稳定性，避免锚点小区的频繁切换，大幅提升5G 终端的用户体验和用户感知。5G 组网方式当前主要基于NSA 的option3x 模式，后续将逐步平滑演进到SA 的option2x 架构，现有基站已支持NSA 和SA 共模，待SA 终端和5G 核心网成熟后，一定时期内，网络架构将从NSA 切换到NSA&SA 共模组网，最后再全面演进到SA 目标架构。