基于2.1G重耕的室分5G低驻留分析与优化方案研究

［梁景舒］

1 引言

在共建共享合作背景下，采用3.5G +2.1G高、中频组网是电联下一阶段5G 网络部署的策略之一。如此，不仅可以补充室外5G 覆盖盲区，而且可以快速进行室内的5G 覆盖。当前LTE 网络负荷仍然较高，深圳电信和联通双方采取了20 M+20 M 重耕的过渡方案，即2 110-2 130频段用于4G、2 130-2 150 频段用于5G。随着用户4G 流量往5G 迁移，最终重耕2.1G 40M 全部用于5G。

5G 驻留比作为重要指标之一，从用户使用的角度衡量5G 网络的质量，能更有效从中发现网络问题，改善5G用户体验。对于2.1G 重耕后的区域，进行5G 驻留比分析是无线网络优化的重点。

本文针对某信息产业园5G 低驻留比的问题，从5G驻留比定义出发，通过5 步分析法得出相应的优化措施，并进行优化前后的对比。同时针对纯2.1G NR 室分系统场景下，提出5G 驻留比计算的修正模型，更真实地体现用户5G 驻留的情况。

2 5G 驻留比定义及分析方法

在5G 网络部署初期，采用了NSA 组网方式，而在2021 年完成SA 组网的演进。因此不计算NSA 流量，仅统计SA 流量作为5G 流量。另一方面，2.1 G 重耕后2 130～2 150 MHz频段用于NR网络，需要统计终端在3.5G和2.1G频段总的SA 流量，因此5G 流量驻留比公式定义如下。

从公式（1）可知，影响5G 驻留比的因素包含3 个，1 是5G 网络覆盖能力、2 是5G 回落4G 互操作配置、3是5G 用户终端SA 能力。针对影响因素，制定了5G 驻留比的5 步分析法如下：①分析小区告警；② 分析5G 覆盖质量；③分析5G 与4G 互操作；④ 分析4G 流量来源；⑤ 分析终端能力。

后文运用5 步分析法，针对某信息园区进行5G 低驻留原因分析及优化，得出相应的优化措施和参数；并结合流量和终端能力，提出一种在纯2.1G NR 室内覆盖场景下5G 驻留比计算的修正模型，以还原用户真实的室内5G 驻留情况。

3 园区场景5G 低驻留分析

3.1 园区室内分布及指标概况

该产业园从西到东，依次是1、2、3、4、5 号楼，4/5G室分覆盖均为2.1G 频段，室内无3.5G 频段覆盖。2.1 G 频率重耕及共享方案如图1 所示，电信2 110～2 130 频段开通共享，联通原用于LTE 的2 130～2 150 频段翻频至2 110～2 130 频段并开通共享；2 130～2 150 频段则用于NR，并且电联双方均开通共享。LTE 和NR 信号由同一RRU 设备传输到天线发出。该园区分别有17 个NR 和LTE 2.1G 小区。

图1 2.1G 频率重耕方案

重耕后的17 个NR 2.1G 小区平均5G 驻留比为58.55%，倒流比是28.07%，相较于全网室分平均数据属于5G 低驻留且高倒流，吸收5G 流量效果不理想。

3.2 5 步分析法

3.2.1 分析小区告警

从网管系统查询可知，该室分站点存在较多NR 小区PCI 冲突提示告警，在小区覆盖无重叠的情况下不影响5G 驻留比。除此之外，小区处于正常工作状态，无异常。通常来说，小区离线或者驻波高告警都会严重影响用户在5G 网络的驻留。

3.2.2 分析5G 覆盖质量

首先，从网管系统计算各小区的覆盖指标如图2 所示。从MR 覆盖率、RSRP 值和SINR 值去分析发现，MR 覆盖率（RSRP>-105 dBm）除小区1、4、6、9、12、15 外，基本都有95%以上，普遍良好；RSRP 的平均值为-107 dBm，表明信号强度优良且信号质量较好，同时并未发现明显干扰。虽然整体覆盖良好，但仍有部分区域处于弱覆盖，RSRP 值较低，而从小区发射功率看，目前小区设置功率为43 dBm，一般最大发射功率可达到47.8 dBm，还有4.8 dB的空间。可以考虑通过提升发射功率进一步提升覆盖范围，从而提升用户可用的5G 范围区域。

图2 该室分站点5G 覆盖质量指标图

其次，现场进行测试验证。通过分析工具可以发现该园区5 栋大楼，其中2 栋及5 栋存在部分弱覆盖楼层（与上述MR 覆盖率低于95%的小区相对应），因此对2 栋和5 栋对相关弱覆盖楼层开展4G 和5G 遍历现场测试，如图3、图4 所示。从图3 图4 可知，对于5G 信号，除2 栋20 层及5 栋L5 电梯存在弱覆盖之外，其他楼层（包括地下停车场）及电梯覆盖良好。另外，从RSRP 及SINR 对比看，同一地点下5G 信号覆盖相比4G 信号更好。

图3 2 栋、5 栋不同楼层5G 信号测试指标结果

图4 2 栋、5 栋不同楼层5G 信号测试指标结果

通过系统工具分析及现场测试相互验证，可以确认除2 栋20 层及5 栋L5 电梯外，其他区域5G 覆盖良好，且优于4G 覆盖。

3.2.3 分析5G 与4G 互操作

首先，核查NR 小区5-4 基于覆盖切换的B1 事件门限。从系统发现该园区所有小区B1 时间门限由原来-110 dBm提升至-116 dBm。B1 事件表示异系统邻区RSRP 值高于某个门限就会启动异系统切换请求。通常，该门限值越低就越容易发生异系统切换。这里可以考虑回调到-110 dBm。

其次，核查基于覆盖的5-4 切换/重定向发生的次数。查看重耕后5 天7 月2 日至6 日低驻留NR 小区每天基于覆盖原因5-4 切换/重定向次数数据，发现重耕后各小区的切换和重定向的次数均有所提升，其中以小区4、9、12、15、16 提升更为明显（如图5、图6 所示），这5 个小区切换次数总和由7 月2 日的240 次上升到7 月6 日的2 220 次，重定向次数总和从32 次上升到404 次；且倒流4G 次数多的小区覆盖区域与RSRP 覆盖图层基本对应。该指标可以侧面验证5G 驻留比低。

图5 该室分小区基于覆盖的5-4 切换的次数变化

图6 该室分小区基于覆盖的5-4 重定向的次数变化

再者，核查3.5 G NR 回落2.1 G LTE 而没有切换到2.1 G NR 的原因。从上述5-4 切换/重定向分析可知，存在3.5 G NR 和2.1 G NR 回落到2.1G LTE 的情况。同RRU设备的2.1 G 频段的LTE 和NR 小区覆盖范围近似相同，需要分析室外3.5 G 宏站在切换时会大量回落2.1 G 的LTE小区而不是NR 小区的原因。

从互操作参数配置核查3.5 G 切换至异系统2.1 G LTE及切换异频2.1 GNR 的事件门限配置表，如表1 所示。

表1 3.5 G 切换至2.1 G LTE 及2.1 G NR 的事件门限配置表

从表1 发现配置的A5 事件门限2 采用的是2.1G NR的门限值为RSRP=-95 dBm，对异频邻区信号强度要求较高；而切换到2.1G LTE 的B2 事件门限2 仅为-116 dBm。两者相比之下，在3.5 G 服务小区切换2.1G LTE 要比切换2.1G NR 的要求低得多。因此可以进行切换互操作的事件门限优化，使得NR 3.5 G 更容易与NR 2.1 G 切换，同时让用户更多地驻留在NR 2.1G 而不从NR 2.1 G 切换到LTE 2.1 G。

3.2.4 分析4G 流量来源

从网管统计可以发现，倒流到该室分2.1 G LTE 小区上的5G 用户不完全来源于同覆盖的2.1 GNR 小区，而是包含了部分从室外3.5G NR 小区倒流的5G 用户。因此产生的4G 流量并非全部来源于共RRU 的2.1 GNR 小区，而是包含了从3.5 G NR 小区倒流的4G 流量。这就导致，在计算NR2.1 G 小区的5G 流量驻留比时分母中4G 流量比实际值大，所得值比真实驻留比低。

通过SEQ 平台5G 切换4G 小区级倒流次数明细表，假定每用户每次倒流至LTE 产生的流量相同，统计数据表明该信息产业园2.1 G LTE 小区上由室外3.5 G 宏站用户倒流产生的流量约38%，实际由同RRU 的NR2.1 G 小区产生的倒流流量约62%。

通过上面分析，该园区4G 侧倒流产生的流量可以加以修正，即将LTE 小区上倒流流量*0.62。这将是下文修正模型中的其中一个因子。

3.2.5 分析终端能力

现网存在特定型号终端不具备5G FDD N1 频段（2.1 GHz）接入能力导致无法接入NR2.1 G 小区的情况，其中一部分是终端硬件本身不支持，也有部分终端硬件支持但需要软件升级版本才能接入对应频段。这些用户终端可以接入3.5 G NR 网络，但是在脱离3.5 G 覆盖范围进入该园区纯2.1 G NR 覆盖环境后,只能回落在2.1 G LTE 网络上。

SEQ 平台获取5G 终端对5G FDD N1 频段的支持率约为89%。这一因素对5G 驻留比影响较大，在不区分终端类型的统计方式下将直接导致NR2.1 G 的SA 驻留比在90%以下。终端支持率纳入修正模型的其中一个因子。

对于有接入2.1 G NR 小区能力的终端，还需要确认该终端是否已设置SA 网络模式。如果未打开SA 模式，该5G 用户在统计是会被认为是5G 用户，但是无法占用SA 网络而只能在4G 网络产生流量，导致4G 倒流流量。因此SA 打开率也需要作为因子纳入修正模型。

在2.1 G NR 环境下，要求终端不仅有支持率N1 频段接入能力，且还需要打开支持和打开SA 网络模式，才能产生5G SA 流量。由于前述公式未对该部分做修正，因此得出值比实际值要低。

这种终端引起的应对策略，需要精准识别这类用户，并利用短信、套餐等各种手段推送更新机型或打开SA 的引导。

4 优化措施及成效

经过上面的5 步分析法，得出了相应的优化措施，此处重点阐述覆盖优化提升、5G-4G 互操作策略优化的措施及成效，并探讨在纯2.1G NR 场景下5G 驻留比修正模型。

4.1 覆盖优化提升及成效

提升NR2.1G 小区发射功率至可调最大值，由于是同一台RRU 设备输出LTE 2.1 G 和NR 2.1 G 信号，单台RRU 最大功率为80 W，可分配给NR 2.1 G 最大功率为60 W，剩余20 W 分配给LTE 2.1G。将NR 2.1 G 的功率从20 W 调整到60 W，即在网管系统修改功率43 dBm 设置到47.8 dBm。优化设置后，成效如下。

（1）指标“覆盖触发的NR 切换/重定向至EUTRAN”次数由原来的215 次/天下降至14 次/天，以17 个小区每天的平均值来计算。

（2）现场系统分析弱覆盖楼层，除20F 外其余楼层5G 信号RSRP 均>-80 dBm。

（3）确认同天线下5G 信号与4G 信号强度相近或强于4G 信号（以锁频2.1 G 5 栋负三层的同天线下RSRP 信号为例，如图7 所示），从而确保不会因为5G 信号差而切换至4G。

图7 NR 2.1G 与LTE 2.1GRSRP 值随时间变化趋势

分析功率提升后该信息产业园5G 驻留比变化情况，可以发现5G 驻留比由58.55%提升至65.35%，增加了6.81pp；提升效果较为明显。

4.2 4/5G 互操作策略优化及成效

根据上述3.2.3 的分析，4/5G 互操作参数调整原则如下。

（1）使室外3.5 G 宏站进入室内的5G 用户优先驻留在NR 2.1G 而不是LTE 2.1 G；

（2）使能够占用NR2.1G 的5G 用户尽量不回落到LTE 2.1G；

参数调整具体如下：针对原则（1）降低NR 3.5G 切换至异频NR 2.1G 的A5 门限2，降低切换至LTE 的B2门限1 和降低切换至LTE 的A2 门限，如表2 所示。

表2 NR 3.5G 与NR 2.1 G 互操作参数调整

针对原则（2）下调NR2.1G 切换至LTE 2.1G 的门限，NR2.1G 小区与LTE2.1G 小区异系统切换配置值和修改推荐值如表3 所示。

表3 NR 2.1G 与LTE 2.1G 互操作参数调整

修改互操作参数后，该信息园5G 驻留比和倒流比指标较之前略有提升，驻留比由65.36%提升至68.39%，提升3.03 pp；倒流比由26.34%降低至25.14%，下降了1.2 pp。

4.3 5G 驻留比修正模型

上述2 章节提到的驻留比计算公式，适合在多频段室分场景，比如有3.5 G NR 和2.1 G NR 的室分系统。在纯2.1 G NR 场景下，室内分布仅有2.1 G 频段用于NR 网络，要准确估算NR2.1 G 实际驻留比，就需要统计仅占用NR2.1 G网络用户产生的5G 流量和从NR 2.1 G 网络倒流4G 网络情况。受当前网管统计分析能力限制，结合上面3.2.4 和3.2.5 分析，需要对5G 驻留比计算公式进行修正。修正模型包括以下3 点。

（1）5G 终端倒流4G 网络的流量包括2 部分，即从室外3.5 G NR 网络倒流4G 网络的流量、及从2.1 G NR网络倒流到4G 网络的流量。计算NR 2.1 G 倒流LTE 的流量与倒流4G 的总流量占比，简称为NR 2.1 G 倒流因子，设定为N2.1G；

（2）叠加终端支持率因子，设定为NUE；

（3）叠加SA 开关打开率因子，设定为Nopen；

结合3.3.4 分析，该园区NR 2.1G 倒流在LTE 小区流量因子N2.1G为0.62。结合SEQ 平台分析，导出的终端对5G FDD N1 支持数量和比例、5G 开关打开率和SA 开关打开率等数据，得到该园区内对N1 频段支持率为89%、SA开关打开率93.8%。即得到终端支持率因子NUE为0.89，SA 开关打开率因子Nopen为0.938。这些不支持N1 频段和没打开SA 开关的终端只能倒流到LTE 2.1 G 上。在同一定点测试（RRU 为2T2R 场景），同一款终端测试2.1 G NR 和2.1 G LTE 的峰值速率比为1.37，仿真理论值为1.52。考虑测试值与理论值折中取值，假设终端正常在5G 所产生的的流量与倒流到4G 所产生的流量按1.45 比例系数折算。在2.1 G NR 覆盖较好的情况下，这部分倒流流量按比例折算到5G，简称为SA 终端在5G 侧的补偿流量，计算公式如下。最终得到5G 驻留比修正模型的计算公式。

通过（1）式计算终端可用因子Non约为0.83，将（1）式、（2）式带入（3）式，得出5G 流量驻留比（纯NR 2.1G）约为85.6%。同时，利用支持N1 频段并打开SA 开关的终端，在现场进行2.1G 锁频遍历测试，得出提高功率及优化互操作参数后的5G 驻留比为92.5%。相对于修正前68.39%，修正后的值与实际测试值比较接近。

5 结论与展望

作为2.1G 重耕后为20M+20M 室分4/5G 同覆盖典型场景，该信息产业园重耕后NR 2.1G 的吸收5G 效果从驻留比指标表现上不理想。从5G 驻留比计算定义出发，分析5G 网络覆盖能力、5G 回落4G 互操作配置、5G 用户终端SA 能力3 个因素，总结5 步分析法：①分析小区告警、②分析5G 覆盖质量、③分析5G 与4G 互操作、④分析4G 流量来源、⑤分析终端能力。通过制定优化措施，5G 驻留比从58.55%提升至68.39%，效果较为明显。对于其他2.1G 重耕场景，如城中村、大型商超、住宅小区等场景，该分析方法及优化措施同样适用，可以较大提升5G 驻留比分析效率和提升效率。

在纯NR2.1G 的环境下，计算驻留比需要剔除NR3.5G 的5G 流量及由NR3.5G 倒流4G 的流量，并且考虑目前终端对NR 2.1G 的频段支持率SA 开关打开率作为修正因子，得出了5G 驻留比修正模型和计算公式。尽管测试结果与修正模型相近，在不同场景下，修正模型还需要进一步完善。