基于频率优先级的上行大包迁移策略研究与应用

2021-01-26虞辉王君君

江苏通信 2020年6期

虞辉王君君

中国移动通信集团江苏有限公司

0 引言

随着国家工信部正式发放5G牌照，中国移动经营许可中不再涉及FDD城区限制。相较TDD网络，FDD制式在覆盖、容量、干扰方面具有全方位优势。充分利用FDD网络上行优势，可通过上行业务迁移算法，将上行大包迁移至FDD网络，缓解TDD网络瓶颈，实现业务最佳承载，提升用户感知。

1 FDD网络优势

1.1 覆盖能力强

根据自由空间下无线电波的损耗Los=32.44+20lg d（Km）+20lg f（MHz），结合移动现网使用的频段，移动FDD1800覆盖距离大约是TDD F频段的1.4倍，FDD900的覆盖距离大约是TDD F频段的3.4倍，FDD网络较TDD更适用于农村广覆盖和城区深度覆盖等场景。

图1 FDD和TDD的覆盖差距

1.2 上行带宽大

由于制式原因，TDD上行等效带宽相对低，FDD1800上行等效带宽较高，最大可达25M。现网FDD900多为5M或者10M带宽，FDD1800多为15M或者20M带宽。更高的上行带宽，对用户来说，就意味着更快的上传速率，发送文件、音乐、户外直播等应用体验也更为流畅。如表1所示。

表1 FDD和TDD的带宽差距

1.3 抗干扰能力强

FDD网络由于制式原因，上下行频率不同，不受大气波导干扰影响。同时，从历次的高考、中考开设的干扰器对网络造成的影响来看，FDD受考试干扰器影响较小，FDD1800平均干扰强度比TDD F频段低18.68db，可在受干扰影响区域部署，保证用户上行质量。

2 上行大包迁移基本原理

2.1 基于频率优先级的上行大包迁移

（1）基本原理

当用户上行数据量达到门限时，判断该UE为大包用户，将该用户切换到指定优先级的频点，该指定频点的小区可以配置为FDD小区，利用FDD上行带宽优势，提升上行容量及感知。

（2）上行大业务量UE判断

每个TTI计算用户待调度数据量，若大于高负载TTI判断门限则判定该TTI为用户大业务量TTI。同时，在基于BSR的切换判决周期内，统计该用户所有大业务量TTI数，当其占比大于或等于高负载TTI占比门限时，则该用户为上行大业务量用户。

（3）切换判决

当用户判断为大包用户后，发起FDD的异频测量过程，当FDD网络满足上行大业务负载平衡的异频RSRP触发门限后，发起向FDD网络的切换。

2.2 基于体验的上行大包迁移

（1）基本原理

通过转移上行大业务量的UE，实现当TDD小区上行用户体验受限时，转移上行负载到上行用户体验好的FDD小区。上行大业务量UE指的是上行缓存区数据量比较大的UE，对小区上行资源占用比较多，根据UE的上行缓存区数据量的大小进行识别。

（2）启动与退出

触发判决周期内，本功能的启动和退出条件如表2所示。CellMLB.MlbTrigJudgePeriod可以设置相关的判决周期，控制迁移效果。

表2 基于体验的上行大包迁移的启动和退出条件

（3）候选邻区确定

eNodeB在异频邻区列表中选择满足如下条件的小区作为候选邻区：

1）处于激活态的小区；

2）非黑名单的小区；

3）PCI不冲突的邻区，即不包含工作频率相同且PCI相同的邻区；

4）参数EutranInterFreqNCell.NoHoFlag设置为“PERMIT_HO_ENUM”的小区；

5）参数EutranInterNFreq.UlTraきcMlbTargetInd配置为“ALLOWED”的邻频对应的小区。

（4）上行大业务量UE判断

每个TTI计算用户待调度数据量。若该用户待调度数据量大于高负载TTI判断门限则判定该TTI为用户大业务量TTI。同时，在基于BSR的切换判决周期内统计该用户所有大业务量TTI数，当其占比大于或等于高负载TTI占比门限时，则判断该用户为上行大业务量用户。

（5）切换判决

选择满足以下条件的小区作为目标邻区：

1）上行用户体验速率信息无缺失且为有效值的小区；2）上行用户体验速率负载差>CellMLB.UlExperienceDiあThd的小区。

3 上行大包迁移参数门限研究

上行大包迁移理论上可提升大包用户的吞吐量最大化，提升用户上行感知，考虑到语音业务的质量，VOLTE业务暂不进行迁移。为确保用户体验，需着重考虑两点因素：一是确保迁移的有效性和准确性，对预期业务有效进行迁移，充分发挥FDD上行能力；二是迁移后必须保证FDD网络利用率在健康范围，避免FDD高负荷或过载。

现网采用的是基于频点的上行大包迁移，后续的研究也是针对这种迁移模式开展。在这种模式下，影响迁移效果的主要是高负载TTI判断门限和高负载TTI占比门限，针对这两个参数进行试点研究，通过现场测试及后台指标观察，找到相对合理的参数门限。如表3所示。

表3 基于频点的上行大包迁移关键参数

本文主要的研究思路是通过测试，对各项业务（如微信、数据上传、邮件发送等）的包大小做出判断，根据现网迁移需求确认高负载TTI判断门限，具体的迁移比例和迁移效果（主要基于FDD网络负荷）由高负载TTI占比门限二次确认。

3.1 “高负载TTI判断门限”参数研究

高负载TTI判断门限，即大包判断门限，当前调度TTI调度后剩余BSR数据量如果超过该门限，则判断为高负载TTI，参数设置越小，大包的数量就越多。

将参数分别设置为100bit、500bit、1000bit、2000bit、5000bit、20000bit、50000bit、100000bit、500000bit，同时将高负载TTI占比门限设置为0（只要有大包就会进行业务迁移），手持商用终端分别使用各项常规业务进行测试，结果如表4所示。

表4 包大小门限设定对迁移效果的影响

高负载TTI判断门限业务类型微信原图上传微信小视频上传微信文件发送微信视频聊天（主被叫）上传测试下载测试VOLTE测试测试总次数 20 20 20 20 20 20 20 1000bit 触发上行大包迁移次数 20 20 20 20 20 0触发上行大包迁移比例 100% 100% 100% 100% 100% 0%测试总次数 20 20 20 20 20 20 20 2000bit 触发上行大包迁移次数 17 20 20 20 20 0触发上行大包迁移比例 85% 100% 100% 100% 100% 0%测试总次数 20 20 20 20 20 20 20 5000bit 触发上行大包迁移次数 16 16 20 15 20 0触发上行大包迁移比例 80% 80% 100% 75% 100% 0%测试总次数 20 20 20 20 20 20 20 20000bit 50000bit触发上行大包迁移次数 13 15 16 0 20 0触发上行大包迁移比例 65% 75% 80% 0% 100% 0%测试总次数 20 20 20 20 20 20 20触发上行大包迁移次数 9 10 10 0 20 0触发上行大包迁移比例 45% 50% 50% 0% 100% 0%测试总次数 20 20 20 20 20 20 20 100000bit 触发上行大包迁移次数 7 9 9 0 20 0触发上行大包迁移比例 35% 45% 45% 0% 100% 0%20 20 20 20 20 20 20 500000bit 触发上行大包迁移次数 0 0 0 0 20 0触发上行大包迁移比例 0% 0% 0% 0% 100% 0%

当大包判断门限设置为100时，VOLTE业务可正常迁移，当大包判断门限设置为500时，VOLTE业务停止迁移。VOLTE业务包大小应当在100-500之间。当大包判断门限超过1000时，随着门限的增加，各项业务迁移比例逐步降低。

在目前中国移动的网络环境下，除部分FDD高负荷区域，建议该参数设置为1000，即除了VOLTE业务外，其余上行大包业务全量迁移。

3.2 “高负载TTI占比门限”参数研究

高负载TTI占比门限，即迁移判断门限，在判断周期内，高负载TTI占总上行TTI的百分比超过该门限时，启动迁移流程，该参数设置越低，迁移越容易。

为验证该参数对迁移效果以及不同带宽FDD小区利用率的影响，将“高负载TTI判断门限”设定为1000bit，分别选取FDD10M、15M、20M各5个站点，按照功能关闭、10%、30%、50%、70%设置，分析不同参数设置下迁移情况和同站FDD负载情况。

从统计指标上看，随着“高负载TTI占比门限”的增加，迁移比例和对应的FDD利用率逐渐下降。“高负载TTI占比门限”设置为10%时迁移比例最高，对FDD网络利用率抬升最为明显，其中FDD 10M小区上下行利用率分别增加4%、17%；15M小区上下行利用率分别增加2%、13%；20M小区上下行利用率分别增加1%、7%，FDD带宽越小，利用率增长越明显。如表5、表6所示。

表5 高负载TTI占比门限设定对迁移比例的影响

表6 高负载TTI占比门限设定对FDD利用率的影响

3.3 现网设置建议

根据上文研究，“高负载TTI判断门限”设置为500-1000时，除VOLTE外其余上行大包业务均可迁移至FDD；“高负载TTI占比门限”设置对不同FDD带宽小区利用率抬升情况不同，需根据FDD的带宽进行设置。如表7所示。

表7 高负载TTI占比门限设定FDD网络利用率的影响

（1）对于FDD10M小区，假定利用率为A，若A<30%，建议设置为10%；若30%40%后，不建议开启上行大包迁移功能。

（2）对于FDD15M小区，假定利用率为A，若A<35%，建议设置为10%；若35%45%后，不建议开启上行大包迁移功能。

（3）对于FDD20M小区，由于容量较高，建议设置<10%，部分高负荷小区可个性化调整，避免过载。

4 功能效果评估

根据研究结果，选取某区域开通了全网的上行大包迁移（高负载TTI判断门限设置为1000，高负载TTI占比门限根据上文的结论设置），开通后区域内上行流量由59.62T提升为65.36T，提升9.62%，整体流量由756.64T提升为784.27T，提升3.65%，有效激发了流量提升，FDD上行流量分流比由25.67%提升为41.39%，同时TDD高负荷小区数由259个降低为178个，TDD和FDD的上行体验满足度（512kbps）分别由79.64%和89.22%提升为80.27%和91.85%，改善明显。

如图2所示。