0 引言

    5G建網(wǎng)成本投入巨大，加上覆蓋密集、對站址分布的要求高，站址獲取的難度增大。為了盡量避免網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的重復(fù)建設(shè)，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)整體投資，緩解5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)面臨的巨額資金壓力，加快推動5G的商用步伐，探索非獨立組網(wǎng)(Non-Standalone，NSA)下基站共享技術(shù)成為實現(xiàn)降本增效的必要途徑。5G建設(shè)初期，NSA組網(wǎng)在快速部署5G方面具有很大的優(yōu)勢，其在原有4G基站的基礎(chǔ)上進行升級，在5G建設(shè)初期即可實現(xiàn)大規(guī)?？焖俚?G信號覆蓋?；竟蚕碇饕捎?a class="innerlink" href="http://ihrv.cn/tags/單錨點" target="_blank">單錨點和雙錨點兩種方案，以及獨立載波和共享載波兩種載波共享方式，錨點站與共建共享運營商原4G基站、3G基站形成多頻段組網(wǎng)。

    本文著重闡述NSA組網(wǎng)單錨點方案下獨立載波和共享載波與原4G、3G基站的多頻段組網(wǎng)互操作策略，包括不同頻段、異系統(tǒng)間用戶駐留、重選及切換策略^[1-2]。

1 NSA單錨點方案

    NSA接入網(wǎng)共享的單錨點方案中，5G基站和4G錨點基站同時共享，5G基站和4G錨點基站為同廠家設(shè)備。獨立載波指采用承建方的4G基站做錨點，兩家運營商各自擁有獨立的頻譜資源，只共享硬件資源，即物理設(shè)備共享，內(nèi)部邏輯獨立，共建共享運營商雙方各使用一個載波，在各自小區(qū)內(nèi)獨立廣播自己的PLMN號。獨立載波指采用承建方4G基站做錨點，運營商之間共享接入網(wǎng)資源，包括頻譜共享和硬件資源共享，即物理和邏輯都共享，錨點站運營商用戶共用1個載波，共用1個小區(qū)，此小區(qū)既廣播運營商A的PLMN，又廣播運營商B的PLMN。具體實現(xiàn)方式如圖1和圖2所示。

2 多頻段組網(wǎng)互操作技術(shù)

    多頻段組網(wǎng)互操作包括不同頻段、異系統(tǒng)間用戶駐留、空閑態(tài)重選、連接態(tài)切換等。在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期，為保證用戶在移動過程中的業(yè)務(wù)連續(xù)性，需考慮異頻段異系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的互操作，并合理配置空閑態(tài)和連接態(tài)的互操作參數(shù)。本節(jié)從多頻組網(wǎng)互操作總體策略以及空閑態(tài)和連接態(tài)互操作具體策略兩方面闡述運營商共建共享下多頻段組網(wǎng)互操作的實現(xiàn)機制^[3-4]。

2.1 總體策略

2.1.1 差異化選網(wǎng)

    單錨點獨立載波和共享載波方案的多頻組網(wǎng)互操作均采用基于頻率優(yōu)先級的差異化選網(wǎng)策略。頻率優(yōu)先級分為通用頻率優(yōu)先級和專用頻率優(yōu)先級。通用頻率優(yōu)先級通過系統(tǒng)廣播消息下發(fā)，用于UE空閑態(tài)駐留，專用頻率優(yōu)先級通過RRC release的IMMCI(idle Mode Mobility Controll Info)字段下發(fā)，專用頻率優(yōu)先級的優(yōu)先級更高。結(jié)合終端識別(即：識別NSA或4G用戶)，即使4G頻段(非錨點)和4G錨點頻段的通用頻率優(yōu)先級一樣，如果4G錨點頻段的專用頻率優(yōu)先級更高，NSA用戶即使一開始駐留在4G頻段，也會在RRC release之后通過專用頻率優(yōu)先級重選回4G錨點頻段。對于原有的4G用戶，則盡量承載在原有的共享前的4G頻段(非錨點)中，即使一開始駐留在4G錨點站，也會在RRC release之后通過專用頻率優(yōu)先級重選回4G頻段。具體流程如圖3所示。

    差異化選網(wǎng)技術(shù)將終端制式識別與傳統(tǒng)通用頻率優(yōu)先級和用戶級專用頻率優(yōu)先級相結(jié)合，可引導(dǎo)用戶至不同的網(wǎng)絡(luò)進行駐留。在下發(fā)專用優(yōu)先級列表前，先進行終端類別判斷，精確區(qū)隔用戶，針對NSA用戶，4G基站和NSA共享錨點基站都會在RRC release之后下發(fā)專用頻率優(yōu)先級，讓駐留在NSA共享錨點基站的NSA用戶繼續(xù)駐留，讓原本駐留在4G基站的NSA用戶重選至NSA網(wǎng)絡(luò)。

2.1.2 頻率優(yōu)先級配置 

    獨立載波和共享載波錨點站與兩家運營商原4G基站、3G基站形成多頻段組網(wǎng)。

    例如：運營商A同時存在4G多個頻段，包括800 MHz、900 MHz、1.8 GHz和2.1 GHz等交疊組網(wǎng)架構(gòu)。其中，2.1 GHz用作室分+部分熱點宏站，1.8 GHz用作城區(qū)連片覆蓋，作為數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)基礎(chǔ)層；低頻段800 MHz或900 MHz作為基礎(chǔ)覆蓋層連續(xù)覆蓋，并可以服務(wù)于VoLTE業(yè)務(wù)。

    下面以2.1 GHz獨立載波和1.8 GHz共享載波為例，闡述運營商共建共享下的頻率優(yōu)先級配置情況。

    (1)2.1 GHz獨立載波頻率優(yōu)先級設(shè)置

    在2.1 GHz獨立載波方案下，承建方2.1 GHz 4G基站做為錨點，可將通用頻率優(yōu)先級設(shè)置為最高或次高，專有頻率優(yōu)先級設(shè)置為最高；可將1.8 GHz 4G基站(非錨點)通用頻率優(yōu)先級設(shè)置為最高或次高，專有頻率優(yōu)先級設(shè)置為最低；保證在共享區(qū)內(nèi)NSA用戶最終駐留在2.1 GHz錨點站，4G用戶最終駐留在4G(非錨點)站。結(jié)合現(xiàn)網(wǎng)情況，頻率優(yōu)先級設(shè)置可有多種組合方案。

    對于NSA用戶，空閑態(tài)時依據(jù)專用優(yōu)先級，通過IMMCI錨定在2.1 GHz錨點層 。連接態(tài)時NSA的異頻切換參數(shù)組合與LTE用戶解耦，在2.1 GHz通過給NSA和LTE用戶設(shè)置不同的切換測量門限，盡可能保證NSA用戶切換到錨點層。VoLTE業(yè)務(wù)時NSA用戶可駐留在2.1 GHz進行VoLTE業(yè)務(wù)，也可切換至相應(yīng)4G網(wǎng)絡(luò)進行業(yè)務(wù)。

    (2)1.8 GHz共享載波頻率優(yōu)先級設(shè)置

    在1.8 GHz共享載波方案下，承建方1.8 GHz 4G基站做為錨點，可將通用頻率優(yōu)先級設(shè)置為最高或次高，專有頻率優(yōu)先級設(shè)置為最高；可將2.1 GHz 4G基站(非錨點)通用頻率優(yōu)先級設(shè)置為最高或次高，專有頻率優(yōu)先級設(shè)置為最低；保證在共享區(qū)內(nèi)NSA用戶最終駐留在1.8 GHz錨點站，4G用戶最終駐留在4G(非錨點)站。

    對于NSA用戶，空閑態(tài)時NSA用戶依據(jù)專用優(yōu)先級，通過IMMCI錨定在1.8 GHz錨點層。連接態(tài)時NSA的異頻切換參數(shù)組合與LTE用戶解耦，在1.8 GHz通過給NSA和LTE用戶設(shè)置不同的切換測量門限，盡可能保證NSA用戶切換到錨點層。VoLTE業(yè)務(wù)時運營商A及運營商B NSA用戶可駐留在1.8 GHz進行VoLTE業(yè)務(wù)，也可切換至相應(yīng)4G網(wǎng)絡(luò)進行業(yè)務(wù)。

2.2 多頻組網(wǎng)互操作具體策略 

    本文從2.1G獨立載波和1.8G共享載波兩個方面闡述多頻段組網(wǎng)下用戶空閑態(tài)和連接態(tài)互操作具體策略，主要包括空閑態(tài)重選及連接態(tài)切換策略。2.1 GHz獨立載波方案作為重點詳細闡述，1.8 GHz共享載波方案從分析與2.1 GHz獨立載波的不同之處入手，給出相應(yīng)的用戶重選及切換實現(xiàn)方案。

2.2.1 2.1 GHz獨立載波互操作策略

    (1)空閑態(tài)重選

    空閑態(tài)重選參數(shù)主要包括啟動測量門限和重選判決門限。通用頻率優(yōu)先級配置為：2.1 GHz=1.8 GHz>800 MHz或900 MHz，用戶優(yōu)先駐留大帶寬頻點，確保UE能夠獲得更好的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)體驗。

    (2)連接態(tài)切換

    異頻、異系統(tǒng)間連接態(tài)互操作一般采用切換、重定向的方式，測量事件有A1、A2、A3、A4、A5等，切換參數(shù)包括自動測量門限及切換判決門限等。為保持用戶在空閑態(tài)和連接態(tài)的駐留一致性，連接態(tài)移動性參數(shù)與空閑態(tài)參數(shù)需盡量保持一致。針對不同的優(yōu)先級策略，可使用不同的切換策略事件和參數(shù)，不同切換類型的切換原理及相關(guān)參數(shù)示例如表1所示。

    優(yōu)先使用1.8 GHz或2.1 GHz，僅在1.8 GHz弱覆蓋盲區(qū)異頻切換到LTE 800 MHz或900 MHz上。當(dāng)僅有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的UE處于LTE 800 MHz中近點時基于頻率優(yōu)先級切換算法及時切換到1.8 GHz上。

    不同優(yōu)先級的頻段同站同覆蓋時，基于頻率優(yōu)先級的異頻切換測量配置在服務(wù)小區(qū)信號質(zhì)量大于A1門限時下發(fā)，當(dāng)用戶位于低頻段小區(qū)且滿足A1門限時，基站可控制該終端切換到高優(yōu)先級頻點，可以實現(xiàn)低頻段小區(qū)將部分負載均衡到高頻段小區(qū)。

2.2.2 1.8 GHz共享載波互操作策略

    與2.1 GHz獨立載波不同之處在于，1.8 GHz共享載波方案在錨點內(nèi)只配置一個載波，雙方共用這個載波。2.1 GHz獨立載波下共享運營商雙方各使用一個載波，在各自小區(qū)內(nèi)獨立廣播自己的PLMN號；而1.8 GHz共享載波下錨點站共享運營商用戶共用1個小區(qū)，此小區(qū)既廣播運營商A PLMN號又廣播運營商B PLMN號，如圖4左側(cè)所示。

    在1.8 GHz共享載波情況下，當(dāng)從共享載波站（兩家運營商同載波、同小區(qū)）的頻段F3向非共享區(qū)運營商A非共享站頻段F1和運營商B非共享站頻段F2進行（異頻）空閑態(tài)重選和連接態(tài)切換時，不同運營商基于運營商PLMN號分別配置鄰區(qū)列表，并根據(jù)自身需要設(shè)置各自不同的重選、切換參數(shù)。這就需要基于PLMN號來區(qū)隔用戶，并以PLMN為索引，設(shè)置兩套重選、切換參數(shù)，針對不同用戶下發(fā)。

    本節(jié)著重闡述1.8 GHz共享載波與2.1 GHz獨立載波的不同之處，即：共享載波可設(shè)置基于PLMN號來區(qū)隔用戶，設(shè)置差異化的重選、切換策略。與2.1 GHz獨立載波情況類似的內(nèi)容在本文內(nèi)不再贅述。

    (1)空閑態(tài)重選

    在1.8 GHz共享載波情況下，可以設(shè)置以PLMN號來區(qū)隔用戶，為用戶配置不同的異頻測量優(yōu)先目標(biāo)，并采用差異化的重選策略機制，不同運營商可以使用自身不同的閾值，實現(xiàn)不同的用戶重選至不同的目標(biāo)歸屬網(wǎng)絡(luò)中，避免乒乓重選和多次重選，避免重選至非共享區(qū)的非歸屬運營商網(wǎng)絡(luò)。具體實現(xiàn)方法如下：

    ①基于PLMN來區(qū)隔用戶；

    ②以PLMN為索引，設(shè)置各自重選參數(shù)，分別針對不同運營商歸屬用戶進行下發(fā)；

    ③用戶在重選時，優(yōu)先測量自己專屬的異頻測量目標(biāo)和采用自己專屬的重選參數(shù)，直接重選至本方的非共享載波，避免搜索它方的非共享基站信號，加快重選時間。

    不同PLMN與不同頻段的重選參數(shù)結(jié)合的示例如表2所示。

    (2)連接態(tài)切換

    在1.8 GHz共享載波情況下，可以采用結(jié)合PLMN號來區(qū)隔用戶，不同PLMN號設(shè)置異頻測量優(yōu)先目標(biāo)頻段不同，并在共享載波的小區(qū)內(nèi)針對不同歸屬用戶設(shè)置不同的切換機制和測量目標(biāo)、測量參數(shù)，實現(xiàn)共享載波小區(qū)向不同運營商的非共享區(qū)切換。具體實現(xiàn)分為如下步驟：

    ①系統(tǒng)設(shè)置兩套不同的切換參數(shù)集；

    ②在RRC-connected狀態(tài)下，基于PLMN來區(qū)隔用戶以進行不同的測量（通過RRC-connected信令）；

    ③對PLMN1的用戶優(yōu)先啟動對F1頻段的異頻測量，對PLMN2的用戶優(yōu)先啟動對F2頻段的異頻測量；

    ④分別設(shè)置不同A4、A5時間門限值，各自歸屬用戶采用不同的觸發(fā)門限，上報事件給不同的目標(biāo)小區(qū)；

    ⑤基站實行不同的切換判決，針對用戶歸屬分別采用不同的切換機制，至不同目標(biāo)小區(qū)，避免乒乓切換。

    不同PLMN與不同頻段的A4/A5事件結(jié)合的示例如表3所示。

3 結(jié)論

    NSA組網(wǎng)下共建共享基站主要采用單錨點和雙錨點兩種接入方案，以及2.1 GHz獨立載波和1.8 GHz共享載波兩種載波共享方式，錨點站與兩家運營商原4G基站、3G基站形成多頻段組網(wǎng)。

    單錨點2.1 GHz獨立載波和1.8 GHz共享載波的多頻組網(wǎng)互操作均采用通用頻率優(yōu)先級與專用頻率優(yōu)先級相結(jié)合的差異化選網(wǎng)技術(shù)，使NSA用戶駐留錨點層，4G用戶駐留原4G網(wǎng)絡(luò)。2.1 GHz獨立載波下兩家運營商各自小區(qū)獨立，重選、切換策略與LTE時期類似。鑒于1.8 GHz共享載波兩家運營商共用一個小區(qū)的特性，可用PLMN號來區(qū)隔用戶，為用戶配置不同的異頻測量優(yōu)先目標(biāo)，并采用差異化的重選、切換策略機制，實現(xiàn)將不同的用戶重選至不同的目標(biāo)歸屬網(wǎng)絡(luò)中。

參考文獻

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作者信息:

趙曉垠1，李志軍2，朱雪田3

(1.中國電信股份有限公司研究院，北京102209；2.中國電信集團有限公司，北京100033；

3.中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信有限公司網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究院，北京100048)