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在网络建设初期,由于建设进度和投资等诸多因素可能在某些局部区域造成网络覆盖空洞或者弱覆盖,为了保证用户使用移动通信网络的用户感知,需要通过将新建通信基础网络与已有的通信基础网络建立系统间互操作机制,以保证用户终端的业务连续性,这称之为移动性管理。在4G开网之初需要建立与已有23G网络的有效互操作管理机制,5G也依然存在类似的情况,由于5G NSA模式下锚点频率是4G载波频率,情况相较SA模式下特殊复杂一些,因此需要独立分析研究。

站在用户的角度,对于通信网络的首要感知来自于终端左上角的网络制式选择,对于是否处于 5G网络同样凭借终端左上角的网络标识来判断。3GPP标准中对于NSA系统制式下对于终端如何显示5G标识没有进行规定,目前有两种主流的实现思路,一种是不论NSA终端处于何种RRC状态(空闲态/连接态),只要终端所驻留的锚点E-UTRA载波基站进行了升级,所下发的系统消息SIB2携带upperLayerIndication字段指示为true,那么表明UE进入了能够提供5G能力的覆盖区域,此时终端显示5G信号。另外一种实现思路是NSA终端在空闲态下通过SIB2中的字段进行判别,而通过锚点载波进行初始业务接入后,如果测量到NR载波满足一定电平门限,同时发起了双连接业务传输,那么终端显示5G信号,否则仍可能显示4G信号。为了更好的通过网络策略优化提升用户感知,需要针对这两种实现思路进行针对性的分析。

针对第一种终端实现思路,NSA终端一旦驻留到升级之后的4G锚点载波小区之后就会显示5G信号,由于开网初期需要针对于NR辅载波与LTE锚点载波进行大量的成对配置工作,一定程度上受限于NR辅载波的建设进度,很有可能出现NR辅载波弱场覆盖环境下与LTE锚点载波强场环境下的匹配,此时终端测量上报NR辅载波信号较弱,网络侧无法有效配置EN-DC双连接,实际承载数据传输的是LTE的锚点主载波,但终端信号仍然会显示5G,这个现象就是俗称的“伪5G”。这种情况在初期网络建设过程中可能存在,对用户感知的主要影响在于无法提供5G的大带宽速率,造成终端显示与实际使用感知的脱节,对于这种现象一个简易有效的测试判断方法可以通过终端测速软件发现,如果终端的签约速率不受约束并且实测下行速率概率性的发生在200Mbits/s以下,甚至忙时段更低于100Mbits/s以下(概率性意味着有可能存在一部分的测试用例满足5G常规测速标准),可以初步判定”伪5G”现象,此时需要精细梳理LTE锚点载波小区与NR辅载波小区的邻区配置关系。另外,这一类型NSA终端也可能出现“脱”5G网,显示4G网络覆盖的现象(反之亦然),产生这种情况的本质原因是终端在LTE升级后锚点载波小区(初期大部分是FDD LTE小区)与未升级的LTE小区之间(初期大部分是TD-LTE小区)的互操作,参数设置原则可以遵循LTE系统内部异频参数设置原则,例如可将LTE锚点载波小区的相对优先级适当调高,采取尽快重选/切换入的准则,而从LTE锚点载波小区切换出则尽量将异频测量电平门槛提高,保证NSA终端驻留LTE锚点载波小区的稳定性。

针对第二种NSA终端实现思路,当驻留在到LTE锚点载波小区时空闲状态会显示5G信号,信令初始接入会在锚点载波发起,进入锚点载波业务连接态后会根据网络预先配置的NR测量对象进行相应的测量,该过程一般通过RRC重配信令通知UE进行测量。一般配置的NR重要测量对象包括NR测量频点carrierFreq-r15(ARFCN-ValueNR,Point A),SSB的测量位置(SSB的测量周期和SSB在测量周期内的偏置periodicityAndOffset以及持续测量子帧ssb-Duration)和子载波间隔,以及包含触发测量上报门限列表,这里采取列表的目的主要为了使得基于SSB波束(RS index)的物理层测量结果更加稳定,测量上报门限列表包括nr-RSRP-r15,nr-RSRQ-r15,nr-SINR-r15三个可选指标,其中nr-RSRP即指NR辅同步参考信号接收功率(NR-SS-RSRP),定义为NR辅同步信号(SS)每个RE功率的线形平均,也可以结合PBCH中的DMRS参考信号功率比例进行计算(按照瓦特进行平均功率计算);nr-RSRQ指NR辅同步参考信号接收质量(NR-SS-RSRQ),定义为N× NR-SS-RSRP / NR载波RSSI,其中N是NR载波RSSI测量带宽所包含的资源块(RB)个数,NR载波RSSI全称为NR载波接收信号强度指示,在配置了SMTC测试时间窗口之内针对测量带宽内接收到的总功率按照N个资源块进行线性平均,其中分子分母的测量计算带宽应保持一致,当然NR载波RSSI也可以根据高层参数配置定制化的测量指定时隙中的某几个OFDM符号获得结果,详见TS 36.214 R15;nr-SINR-r15指测量辅同步信号获取的信噪(干扰)比,定义为在SMTC测试时间窗口之内相同频域带宽内NR辅同步信号每个RE上平均信号线性功率(单位为瓦特)与平均噪声和干扰线性功率(单位为瓦特)的比率。UE针对NR的测量可以基于SSB波束级测量,也可以基于小区级进行测量,这两种测量可分别独立配置不同的滤波因子,SSB波束级测量根据E-UTRA中定义的层3滤波机制,而小区级测量方式则取决于高层参数配置情况{maxRS-IndexCellQual,threshRS-Index},可能是一系列超过门限threshRS-Index的SSB波束的线性平均,也可能是测量到SSB波束的最优值,详见TS36.331 5.5.3.3。测量控制信息还包括频率级测量偏置(offsetFreq-r15),小区黑名单列表管理(列表最大容量为32)。另外,为了确保NSA模式下配对为EN-DC双连接的小区彼此之间无线帧同步,测量控制对象中还可能包含LTE锚点载波小区与NR辅载波小区无线时间差(SFN and frame timing difference, SFTD)的测量控制参数,例如指定邻区列表(最大配置为3个测量邻区)进行与E-UTRA主小区的帧偏置测量(SFTD),以及一些其他辅助测量SSB波束的参数{ deriveSSB-IndexFromCell-r15,ss-RSSI-Measurement-r15}。

针对测量结果的上报触发事件选择可以采用LTE中基于异系统测量上报B1或者B2事件,B1 事件表征NR双连接辅载波小区测量高于一个预设的绝对门限值,而B2事件则表征LTE锚点小区测量低于一个预设的绝对门限值1,同时NR双连接辅载波小区测量高于一个预设的绝对门限值2,在实际配置网络策略时,使用B1事件更加符合实际组网场景需求。

LTE锚点载波小区可以UE的测量上报结果触发建立NR辅载波流程,对于特定的E-RAB配置,锚点载波可以请求直接建立NR辅载波承载或者双连接承载(split bear),而不需要率先建立锚点载波承载,同样,也可以根据策略将所有的E-RAB配置成仅NR辅载波承载(无锚点载波承载)。LTE锚点载波与NR辅载波完成QoS参数协商之后,通过RRC重配信令通知UE接入NR辅载波,UE在源锚点载波上报RRC重配完成并通过随机接入的方式在NR辅载波小区发起接入(二者发起的顺序不做约定)。如果数据传输仅由NR辅载波进行承载,锚点载波将用户业务数据迁转到NR辅载波后,需向核心网EPC发起承载路由更新。在业务连接态下,锚点载波或NR辅载波都可以发起NR辅载波的承载变更流程,一般锚点载波可以使用此流程发起NR辅载波承载的添加、修改或释放,也可以使用该流程实现LTE/NR承载转换,还可以利用该流程在保持NR辅载波承载不变的前提下发起锚点载波站内切换;在没有配置SRB3的情况下,NR载波可以借助LTE载波小区作为逻辑主控使用此流程发起执行NR辅载波小区的配置变更,例如释放NR辅载波小区承载和双连接承载中NR辅载波RLC层以下承载部分(此种情况下LTE锚点载波可以选择将NR载波承载释放或保持现有承载类型或将承载类型重配为LTE锚点载波承载),同时可以触发NR辅载波小区组中的主小区(PScell)变更流程;在配置SRB3的情况下,当NR基站需要新增/变更/释放辅小区(Scell)或/和变更主小区时,可以直接通过SRB3向UE发起RRC重配流程实现。

在实际业务传输中,由于LTE锚定载波信号覆盖质量变差或者干扰造成的下行失步导致UE可能会发起重建流程,这一流程可能会触发锚定载波向NR辅载波小区发起UE上下文释放流程,当然这一流程也可以由NR辅载波小区发起。随着UE在LTE锚地站内的移动性,LTE锚点载波或NR辅载波都可能会发起NR辅载波小区变更流程。伴随着UE在LTE锚点站间的移动性也可能触发站间切换,如果目标LTE锚点载波小区所关联的目标NR辅载波小区与源LTE锚点载波小区所关联的源NR辅载波小区是同一个时,目标LTE锚点载波小区可以决定是否保持源NR辅载波小区或者将NR辅载波小区用户上下文释放,当然也可以在切换执行过程中将用户上下文迁转到新的目标NR辅载波小区。在5G布网初期,实际网络优化中也可能面临UE在LTE锚点载波站与非锚点载波站之间的相互切换,如果从LTE锚点载波站向非锚点载波站切换,NR辅载波小区用户上下文会随之释放,反之,目标LTE锚点载波站会在切换执行阶段将NR辅载波小区进行添加。目前协议版本并不支持EN-DC双连接中NR辅载波小区向LTE辅载波小区切换流程(即不支持EN-DC->DC切换),同时,也不支持EN-DC双连接中LTE锚点载波小区向Ng-eNB或gNB切换(即不支持EN-DC->NGEN-DC或NR-DC切换)。

针对NR辅载波小区的移动性管理,3GPP协议规范没有明确定义测量或者判决事件策略,从这一点看,NSA模式下NR辅载波的移动性管理没有单独从4G系统的设计框架中剥离,这主要受4G设计之初的目标没有更多的考虑前向兼容性的局限。因此,NSA模式下对于运营商可管控的异系统测量/判决事件或者可配置的测量/判决参数门限主要仍然涉及A2和B1(B2)事件,而NR辅载波的添加与改变更多的留给了设备实现侧,也正是由于这样的开放机制,运营商有足够的灵活性推动主设备对涉及NR辅载波小区的移动性管理进行明确参数标准化。

OFDM子载波频率 知乎_5G新在哪儿(14)-NSA模式下测量机制与系统间互操作相关推荐

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