5G分流比提升之弱场感知优化

 5G分流比提升之弱场感知优化

董兵

中兴通讯股份有限公司河北分公司 河北省石家庄市 050000

摘要：目前4G网络建设已趋于稳定，但容量依然面临着较大的压力，为了缓解4G网络压力，现网急需提升5G网络分流能力。初期已对5G网络采取宽进严出的互操作策略，远点弱场用户数量明显增加，如何精准提升弱场用户感知体验，提高客户满意度，驱动5G分流比增长成为了一项重要的任务。从覆盖能力、网络性能、用户感知三大维度入手，充分挖掘各个维度的特性功能，短期内快速有效提升弱场感知，提升5G分流比。

关键词：分流比 弱场 赋形波束 自适应

引言： 5G分流比作为新的考核指标，成为经营考核指标新的挑战。同时，目前现网采用宽进严出的驻留策略，远点弱场用户势必会增加，让5G弱场用户覆盖能力、网络性能、用户感知提升，不仅是有效提升5G分流比的重要手段，而且还是下沉用户，精准提升用户满意度的利器。针对弱场感知优化，面对5G网络上行受限的特性，常规RF优化手段已显得捉襟见肘；新增规划站点周期长，见效慢。因此需要利用原厂优势，通过主设备厂家新特性功能快速有效的优化弱场用户感知提升5G分流比。

一、弱场方案概述

为贯彻落实公司关于5G网络高质量发展的工作要求，通过覆盖能力、网络性能、用户感知三个维度探索弱场感知提升新特性功能，精准提升弱场用户满意度，提升5G分流比，满足用户日益增长的业务需求。

1. 覆盖能力提升

控制信道赋形波束增加控制信道的覆盖能力。通过接入阶段preamble对应的SSB波束作为控制信道赋形的波束，增加控制信道的覆盖能力，提升远点用户的接入能力，提升5G分流比。

2. 网络性能提升

1)SRS宽窄自适应应用提升远点SRS功率改善远点性能指标，应用SRS宽窄自适应功能，SRS参考信号在远点/近点自适应，远点使用窄带的SRS参考信号，从而提升远点的SRS的RE功率，改善远点性能。

2)PDCCH最优波束赋形增益增加用户解调成功率提升网络性能，NR基站的PDCCH传输方式从采用宽波束到PDCCH采用窄波束且有赋形增益，能大幅增加远点用户的解调成功率，降低漏检概率，提升用户在远点使用体验。

3. 用户感知提升

1)上行波形自适应切换提升远点用户感知，通过将上行波形自适应切换，改善远点性能，改善MCS，从而达到SE最大化的目的，提升远点用户上行信道质量，提升用户感知。

2)基于M1表优化策略提升远点用户感知，采用M1表优化策略，通过降低RB数来提升远点RE功率，改善MCS，从而达到RE最大化的目的，提升远点用户上行信道质量，提升用户感知。

3)5G NR 上行聪慧预调度提升上行用户感知，通过部署上行聪慧预调度功能优先对上行预调度用户分配资源，提升用户上行感知

二、弱场方案实施

2.1覆盖能力提升

2.1.1控制信道赋形波束增加控制信道的覆盖能力

1. 提升手段

通过接入阶段preamble对应的SSB波束作为控制信道赋形的波束，增加了控制信道的覆盖能力，提升远点用户的接入能力，在保障用户感知的同时，也提升5G分流比。

8波束场景，每个 SSB对应的Ro时刻相关联，同时每 SSB 对应的波束按照协议每个SSB对应R个连续的竞争preambleID，第n个SBB的preambleID起始为n-N_preamble^total/N，N_preamble^total等于totalNumberOfRA-Prambles，即网络侧根据 msg1信息可知道终端位于的 SSB索引，网络侧基于 UE SSB 波束信息，对于后续的控制信道、msg2/4 等进行赋形，增强覆盖。

2. 应用效果呈现

根据后台指标统计评估，远端用户采样点数量增加，数据流量增加约258GB，增幅为11.12pp，整体5G分流比提升0.9%。关键类指标基本保持平稳。相关功能开启后，用户数和数据流量均呈增加趋势，且数据流量增加约258GB，增加幅度为11.12pp，5G分流比提升0.90%；上下行业务信息PRB利用率保持平稳。接通率约有0.33%的提升，重建成功率约有0.93%的提升，掉线率、切换成功率等指标保持平稳。

3. 应用总结

接入阶段，因控制信道覆盖增强，原先无法接入的用户可保证接入，远端用户接入数量明显提升，5G流量上升11.12pp和5G分流比提升0.9%。因为边缘用户增多导致QPSK指标出现轻微恶化，但除此指标外，其余指标均保持平稳变化，无线接通率与重建成功率甚至有所改善。根据试点结果本功能部署后可大幅吸纳边缘用户，有效提升5G分流比，虽然QPSK指标出现轻微恶化，但未对主要的指标造成实质影响，可全网部署，对Top小区进行调优。

2.2网络性能提升

2.2.1SRS宽窄自适应应用提升远点SRS功率改善远点性能指标

1. 提升手段

基站根据用户数调度先后顺序分配SRS资源，优先分配宽带，宽带资源分配完毕后再分配窄带资源。很容易出现近点分配窄带而远点分配宽带的情况。在弱场SRS的窄带能在一定程度上提升弱场、远点的性能，而且SRS窄带也提供更多的SRS资源可以满足更多用户对SRS的资源需求。SRS宽窄自适应功能，SRS参考信号在远点/近点自适应，远点使用窄带的SRS参考信号，从而提升远点的SRS的RE功率，从而改善远点性能。

宽带SRS传输的主要好处在于只使用1个SRS传输就可以把整个频带都上报给GNB。由于子帧的最后一个符号用于发送SRS(不管是宽带SRS还是窄带 SRS)，则整个符号都不能用于该小区内所有UE的上行数据传输，所以从资源利用的角度上看，使用宽带SRS传输的效率更高，使用更少的符号就可以探测整个带宽。

在上行路径损耗较高的情况下，宽带SRS传输可能导致相对较低的接收功率谱密度(发射功率固定的情况下，将功率平均分配给越大的带宽，每个RE分配到的功率就越小)，这会恶化信道估计的结果。在这种情况下，使用多个窄带SRS是个更好的选择，这样可以使可用的传输功率集中在更窄的频率范围内，提高增益。

SRS宽窄自适应功能，近点使用SRS宽带资源，提高波束赋形增益，提升下行速率；远点使用SRS窄带资源下行速率优于宽带资源，同时远点用户占用SRS窄带资源，能为近点用户节省SRS宽带资源，可以提高SRS资源容量。

目前SRS宽窄带自适应主要是基于PL判断用户处于远近点，基于上行CSIRS路损PL估算UE位置，通过 RRC重配方式，使近点UE占用SRS宽带资源，远点用户占用SRS窄带资源。

2. 应用效果呈现

部署SRS宽窄自适应功能后，区域整体指标上行QPSK编码比例下降2.77%，同时上行UE Throughput从571kbps提升到628kbps，提升9.08pp，两者均明显改善。下行QPSK编码比例与下行UE Throughput亦有所改善。覆盖率上升0.22%，5G分流比上升0.91%，达到预期效果。其它日常关键指标基本持平，接通率约有0.27%的提升，掉线率约有0.04%的改善，切换成功率等指标保持平稳；用户数、流量指标也呈增长趋势。

3. 应用总结

通过部署验证，上下行QPSK比例降低，用户速率提升。SRS的窄带能在一定程度上提升弱场、远点的性能，对上行指标提升比较明显，覆盖率上升0.22%，5G分流比上升0.91%。远点上行功率受限场景效果更佳（上行业务态用户的路损>125占比大于30%小区）。

2.2.2PDCCH最优波束赋形增益增加用户解调成功率提升网络性能

1. 提升手段

NR基站版本下PDCCH传输方式默认采用宽波束，远点用户可能出现PDCCH漏检导致性能下降。改为最优波束方案后，PDCCH采用窄波束且有赋形增益，大幅增加远点用户的解调成功率，降低漏检概率，提升网络性能。

现网 NR 基站版本下 PDCCH传输方式采用 BC 模式，并开启 SSB8 波束配置。当配置SSB多波束模式且在 Be 模式下，基站选择 PDCCH的固定发射波束为随机接入阶段的驻留最优波束，这样存在问题是，随机接入阶段最优波束并不适合 UE 的小区内所有的场景，如果UE 移动到其他波束区间，那么PDCCH的性能可能会有所下降。

为此，基站需要开启 SSB RSRP 最优波束上报的功能，UE 及时上报当前驻留的最优波束，在 BC 模式下，基站会根据 UE 上报的最优波束，配置 PDCCH 的发送波束。

2. 应用效果呈现

PDCCH 最优波束功能部署后，对比修改前后的性能指标，MAC上下行误块率、上下行HARQ重传比例，上下行CCE分配失败率等指标都有明显提升，用户速率、用户数和5G的总流量也有提升。

3. 应用总结

NR基站的PDCCH传输方式从采用宽波束到PDCCH采用窄波束且有赋形增益，能大幅增加远点用户的解调成功率，降低漏检概率，提升用户在远点使用体验。

2.3用户感知提升

2.3.1上行波形自适应切换

1. 提升手段

NR和LTE最大的区别在于NR可以根据使用情况选择使用CP-OFDM进行上行链路，也可以使用DFT-S-OFDM，使得NR可以通过切换上行OFDM的方式，提升用户上行体验。

NR上行波形有两个选项：一个是CP-OFDM（与DL波形相同），另一个是DFT-S-OFDM（与LTE-UL波形相同）。转换预编码是创建如下所示的DFT-S-OFDM波形的第一步，UE是否需要使用CP-OFDM或DFT-S-OFDM取决于以下RRC参数：

在功能上，变换预编码是以一种特殊的方式传播UL数据，降低波形的峰均功率比。在数学方面，变换预编码只是一种形式的dft（数字傅立叶变换）。需要提到的一点是在PI/2 BPSK（Transform Precoding专用）情况下，可以为其特别做power boosting，提升覆盖，对于UE整个覆盖短板的上行方向是一个强力的支持。从总体上来说，DFTS可以为功放提升更大的平均发射功率能力。

2. 应用效果呈现

部署基于DFT波形和CP波形自适应的上行波形切换功能后，整体上行QPSK占比明显改善，从22.36%下降到19.89%，上行误块率明显改善，从1.51%改善到1.41%，上行HARQ重传比率从13.74%下降到13.34%，上行UE Throughput改善9.50pp，分流比提升0.45%。SN变更成功率(%)有2.71%的提升，接通率约有0.23%的提升，掉线率和切换成功率等指标保持平稳。针对上行QPSK占比高的TOP小区优化，在边缘用户占比高，上行受限明显的弱覆盖小区部署基于DFT波形和CP波形自适应的上行波形切换功能，会取得明显增益。

3. 应用总结

部署针对基于DFT波形和CP波形自适应的上行波形切换功能后，能够降低上行QPSK占比，提高用户上行速率，改善用户上行感知。针对上行QPSK占比指标优化，在边缘用户占比高，上行受限明显的弱覆盖场景下部署，效果最为显著（上行QPSK占比大于30%, TA>27占比大于20%, 上行业务态用户的路损>125的占比大于30%）。

2.3.2基于M1表优化策略提升远点用户感知

1. 提升手段

当用户处于远点时，由于RE功率不足，对上行信道质量影响严重，尤其对远点用户的上行速率影响很明显，网管KPI统计上行QPSK占比、上行HAQR重传率、上行MAC误块率等感知指标也有影响，需要采用M1表优化策略，通过降低RB数来提升远点RE功率，改善MCS，从而达到RE最大化的目的，提升远点用户上行信道质量，提升用户感知。tbsize和mcs/rb组合的调度对应表(即M1表)优化策略，通过限制功率受限场景下的最大RB，提升RE功率，改善功率受限场景的MCS，从而改善上行误块率/上行OPSK占比。

计算PDSCH在1个slot内的RE数公式如下：

其中N_RB_sc=12表示一个RB内的子载波个数；N_sh_symb表示一个slot内PDSCH的调度符号数；N_PRB_DMRS表示在PDSCH调度符号内每 PRB内DMRS所占的RE数，注意，DMRS RE数的计算还与DMRS CDM Group组中是否与PDSCH Data复用情况有关；N_PRB_oh由高层参数xOverhead in PDSCH-ServingCellConfig确定，其中xOverhead可配置值0、6、12、18，当高层参数xOverhead 未配置时，N_PRB_oh配置为0，并且当调度PDSCH的PDCCH由SI-RNTI, RA-RNTI, MsgB-RNTI 或 P-RNTI加扰时，N_PRB_oh也同样配置为0。

计算PDSCH总的调度RE数公式如下：

假设，N_RB_sc、N_sh_symb和N_PRB_DMRS都一定的情况下，N_PRB_oh配置为0时，可以计算出PDSCH在1个slot内的RE数也是一定的，那么，PDSCH总的调度RE数N_RE与n_PRB成正比关系。在功率受限场景下，假设总的RE功率是一定的，通过限制了n_PRB，降低PDSCH总的调度RE数，那么单RE的功率就得到提升，可以达到改善功率受限场景的MCS效果。

2. 应用效果呈现

功能开通后，上行QPSK占比明显改善，从54.31%下降到48.33%，上行误块率明显改善，从5.13%改善到4.65%，上行HARQ重传比率从24.94%下降到22.81%，上下行速率显著提升。各项业务类和关键关指标基本持平。业务类指标变化：功能开启后，5G上下行总流量提升4.35%，5G分流比上升0.54%。小区上行UE Throughput、小区下行UE Throughput分别提升17.43%与8.17%。由于降低了最大RB，导致上行分片调度的概率增大，会增加上行调度TB数。上行调度TB数增幅1.31%左右，符合预期。表明小区的远点用户较多时，开启基于M1表优化策略，上行QPSK占比改善明显，该功能更加适用于远点用户多的小区。

3. 应用总结

基于M1表优化策略能提升远点用户感知，小区的远点用户较多时，上行QPSK占比改善更明显。建议针对上行QPSK占比大于50%且TA>27占比大于30%的小区开启。

2.3.35G NR 上行聪慧预调度提升上行用户感知

1. 提升手段

随着SA用户增加，用户对感知体验的要求不断提高。通过部署上行聪慧预调度功能优先对上行预调度用户分配资源，提升用户上行感知。从验证效果来看，对用户上行感知提升显著。

上行聪慧预调度算法根据下行TCP MSS筛选真实的存在下行业务传输的用户，对其上行TCP数据或者反馈进行预调度，用户上行传输流程由SR->DCI0->BSR->DCI0->真实数据，改进为BSR->DCI0->真实数据，节约了SR请求响应的流程。同时上行资源不足时，针对识别的上行预调度用户优先分配资源，避免排队等待下一个上行调度时隙。

2. 应用效果呈现

针对上行QPSK较高且上行UE Throughput较差的小区进行试点上行聪慧预调度功能。上行QPSK编码比例下降14.60%，上行HARQ重传比率下降1.66%，优化效果明显，上行CCE分配失败率也有1.17%劣化。

3. 应用总结

通过部署上行聪慧预调度功能优先对上行预调度用户分配资源，能大幅提升上行高阶编码比例，提升用户上行体验。

三、弱场方案应用效益

通过覆盖能力、网络性能、用户感知三个维度的弱场感知专题优化，取得以下成果：

1. 5G分流比提升

总体分流效果提升明显，从专题优化开始5G分流比持续上涨。直至优化实施结束，六大5G分流专题优化整体提升增益约4.01%。

2. 流量激发

分流后4G侧总流量基本维持不变，5G侧总流量增长136.73%，说明4G网络负荷已居高不下，用户分流至5G后流量需求得到充分激发。因此，分流至5G的流量增长量相当于六大专题实施后的具体收益，六大专题实施后5G侧实际流量增长65.88TB，按照中移动流量费用5.12元/GB计算，方案实施后会带来33.73万元收益。

3. 投诉降量

5G弱覆盖原因的投诉量由217单下降至118单，剔除站点建设解决的24单后六大专题实施后解决量为77单，则专题实施后5G弱覆盖投诉解决率达到35.16%。

总而言之，六大专题短期内快速有效提升弱场感知，提升5G分流比，减少不必要的5G站点建设费用，达到降本增效的目的。

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