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5G 網絡優化大有可(kě)為(wèi)

時間:2020-06-01 15:46:46來源:西安提米科技浏覽:

5G的(de)願景與需求,是有效應對未來爆炸性的(de)移動數據流量增長(cháng)、海量的(de)設備連接、不斷湧現的(de)各類應用場景及新業務,也是與行業深度融合,滿足垂直行業終端互聯的(de)各種需求,真正實現“萬物互聯”。5G時代,運營商将面臨網絡複雜化、體驗個性化、業務多樣化的(de)挑戰。

5G商用牌照發放之後,5G網絡規劃、設計、工程建設、網絡優化工作被提上日程。5G标準仍在持續完善中,目前處于5G商用初期,主要圍繞eMBB(增強移動寬帶)業務開展相關試點和(hé)建設,URLLC(超可(kě)靠低(dī)時延通信)和(hé)mMTC(海量機器類通信)場景将在下一(yī)階段實現,現階段網絡優化工作主要針對eMBB場景。5G網絡優化的(de)目标是最大化用戶價值,實現覆蓋範圍、容量和(hé)價值的(de)最佳組合。通過5G網絡優化,運營商可(kě)以提高(gāo)利潤率,節省成本,提高(gāo)網絡運營指标和(hé)運營質量,使網絡處于最佳運行狀态;用戶可(kě)以獲得更好的(de)體驗和(hé)感知度,獲得超高(gāo)速率、超低(dī)時延、海量連接的(de)多場景一(yī)緻性體驗。

5G網絡優化現狀

5G網絡組網原則:以SA(獨立組網)為(wèi)目标架構,現階段采用NSA(非獨立組網)方案,硬件設備具備支持NSA/SA能力,同時業界加快推進SA産業的(de)發展與成熟,過渡期适度部署NSA網絡。待SA産業成熟時,現網基站由NSA軟件升級至SA或NSA/ SA雙模。

覆蓋目标與區域:以用戶為(wèi)中心、結合個人客戶(2C)/政企客戶(2B)分布,優先實現高(gāo)流量高(gāo)價值熱點區域、品牌宣傳區和(hé)行業應用區的(de)5G網絡覆蓋。同時應充分考慮各地(dì)區經濟發展的(de)差異性,根據當地(dì)的(de)具體情況确定相應的(de)業務類型和(hé)服務等級,并最終确定建網标準、覆蓋目标與區域。建網标準的(de)制定需匹配5G主流發展業務,牽引和(hé)指導網絡規劃及網絡優化。

網絡工程建設:過渡期部署NSA網絡,結合其特點可(kě)充分利用現有資源,最大程度降低(dī)對現有網絡的(de)影響,5G網絡目前主要承載數據業務,而語音業務仍由4G網絡承載。保障優先級依次為(wèi)語音、4G數據業務、5G業務。

網絡規劃與優化:網絡規劃與優化是相輔相成的(de),是網絡建設的(de)兩個關鍵階段。識别價值區域,實現精準站點規劃對網絡實際部署起指導作用,網絡優化可(kě)以根據實際的(de)網絡環境進行調整,以用戶感知為(wèi)導向,以市場營銷為(wèi)目标對規劃進行優化,以保證網絡的(de)質量。

5G網絡建設初期,5G網絡優化要确保高(gāo)質量入網,做(zuò)好工程優化、NR覆蓋優化和(hé)4G與5G協同優化。

現階段5G網絡優化存在的(de)問題和(hé)挑戰

5G基站共建共享增加網絡優化複雜性。

2019年(nián)9月,中國聯合網絡通信有限公司與中國電信股份有限公司共同簽署了《5G網絡共建共享框架合作協議書》。根據協議,雙方将合作建設5G接入網絡,共享5G頻譜資源,各自(zì)分别建設5G核心網。中國聯通與中國電信在全國範圍內(nèi)劃定區域,進行分區建設,根據協議要求,誰建設、誰投資、誰維護、誰承擔網絡運營成本。

5G基站共建共享分為(wèi)獨立載波和(hé)共享載波兩種模式。

獨立載波:配置兩個載波,在不同載波上廣播各自(zì)的(de)網絡号;小區獨立,各家調度各自(zì)的(de)獨立頻率資源,不存在資源上互相争搶的(de)情況,不需要考慮資源分配策略;網絡管理(lǐ)方便,運營商分别管理(lǐ)各自(zì)的(de)小區,易獨立優化參數,網絡性能好;用戶體驗有保障,可(kě)獨立發展自(zì)己的(de)業務,可(kě)實現端到端業務體驗保障。

共享載波:配置一(yī)個載波,雙方共享;小區共享,具體參數需雙方協商配置,邊界存在異頻組網,引入異頻切換,會降低(dī)網絡的(de)性能;需要協商分配空口資源,協商QoS策略,對用戶體驗有制約;網絡管理(lǐ)複雜,共享方難以管理(lǐ);業務發展存在争搶空口資源的(de)問題。

5G基站共建共享将帶來諸多網絡優化挑戰。

網絡容量方面,現有的(de)4G載波,在載波共享後,容量能否滿足業務發展需求?資源分配和(hé)調度方面,共享載波中,在無線資源緊張的(de)情況下,如(rú)何進行資源分配和(hé)調度,雙方的(de)QoS業務等級設置不一(yī)緻如(rú)何處理(lǐ),對專屬的(de)一(yī)些流量業務如(rú)何保證?網絡管理(lǐ)方面,共建共享雙方是否有效參與管理(lǐ)無線網絡的(de)相關參數,如(rú)何保障網管的(de)有效性?

因此,采用何種模式進行5G基站共建共享,便于網絡管理(lǐ),合理(lǐ)分配網絡資源,協商QoS策略,促進端到端業務發展,是中國電信和(hé)中國聯通關心的(de)重要問題。

5G Massive MIMO(大規模多天線)提升網絡優化難度。

5G Massive MIMO相較于4G波束組合更多、波束更窄、場景更加複雜。5G NR廣播多波束掃描、5G子(zǐ)載波寬度和(hé)時隙數可(kě)以靈活配置,業務的(de)垂直維包絡很寬,廣播波束垂直維也相對較寬。

5G與4G波束差異帶來3大差異:幹擾特征、重疊覆蓋、優化手段。5G由于垂直維較寬,在小區間重疊區會比4G更大;5G沒有CRS幹擾,在輕載下基本沒有幹擾;4G在空載下仍有CRS幹擾問題;5G網絡優化将以波束優化為(wèi)主,而4G網絡優化以RF優化為(wèi)主。

Massive MIMO帶來多樣化場景化波束,能适配多種不同場景,同時天線參數調整可(kě)能性大量增加,可(kě)實現超千種波束組合,通過人工判斷很難實現。面對高(gāo)達幾百種乃至成千上萬種的(de)參數組合,通過人工的(de)方式去(qù)找出參數最優值幾乎不可(kě)能,必須找出新的(de)解決辦法。

4G與5G長(cháng)期共存,業務連續性是網絡優化的(de)重點。

4G網絡短(duǎn)期內(nèi)不會被淘汰,将與5G網絡長(cháng)期共存,互為(wèi)補充。5G發展初期,網絡覆蓋不連續,5G網絡主要承載數據業務,由于VoNR還未成熟,Volte作為(wèi)全網統一(yī)的(de)語音承載方式,話音通過回落到4G網絡由VoLTE進行承載,5G用戶的(de)語音體驗不受影響。待到5G發展成熟,适時引入VoNR,提升5G用戶的(de)語音體驗。

運營商選擇先在城市建設5G網絡,而在廣闊的(de)農村地(dì)區繼續用4G網絡提供服務,4G網絡作為(wèi)覆蓋的(de)延伸和(hé)補充,能夠降低(dī)5G網絡的(de)建設投入,減輕運營商的(de)投資壓力。當前階段,5G網絡覆蓋不連續,4G和(hé)5G間業務連續性及互操作優化将是5G網絡優化的(de)工作重點。

5G網絡優化應對策略

引入動态頻譜共享技術促進5G共建共享。

在5G網絡中,動态頻譜共享技術打破傳統靜态頻譜分配方法的(de)局限,結合時-頻-空多維頻譜的(de)動态分配,促進頻譜資源利用更智能、更高(gāo)效、更靈活。動态頻譜共享技術具有跨越不同系統或者不同網絡的(de)最佳管理(lǐ)功能和(hé)頻譜配置,具有智能接入網絡及網絡間切換的(de)自(zì)适應功能,可(kě)有效實現靈活、髙效、動态的(de)頻譜利用,幫助運營商快速、經濟地(dì)實現5G網絡廣覆蓋,解決運營商頻譜資源飽和(hé)或閑置的(de)問題,高(gāo)效利用現有的(de)頻譜資源,提升頻譜利用率,為(wèi)用戶帶來良好的(de)體驗。

頻譜共享技術能夠兼容數據庫、載波聚合、無線資源管理(lǐ)等相關技術,解決多種業務場景的(de)系統接口、架構、空口技術、幹擾控制管理(lǐ)等技術問題。推進新的(de)頻譜管理(lǐ)理(lǐ)念,促進現有網絡能力提升,用來解決系統間和(hé)小區間的(de)負荷均衡問題,提升用戶體驗速率,支撐和(hé)管理(lǐ)超密集網絡覆蓋,滿足5G大頻譜需求。

現階段,中國電信及中國聯通正在研究利用中國電信FDD LTE 2.1G頻段和(hé)中國聯通WCDMA2.1G頻段,和(hé)NR兩制式之間動态頻譜共享。

引入智能優化平台進行Massive MIMO技術優化。

引入智能優化平台,MIMO Pattern可(kě)基于DT測試數據、MR數據和(hé)設定的(de)網絡優化目标,對SSB弱覆蓋、sinr質差問題、重疊覆蓋、越區覆蓋等覆蓋問題進行識别,通過對現網數據的(de)采集、分析、整理(lǐ)和(hé)标注,通過智能優化平台,利用Pattern和(hé)RF參數叠代尋優,收斂到最優參數組合,輸出參數調優結果和(hé)預測增益,給出垂直波寬、數字傾角和(hé)機械傾角的(de)調整方向來提升覆蓋優化質量,滿足更精準的(de)覆蓋要求,降低(dī)幹擾,改善信号質量。

4G與5G切換協同優化提高(gāo)業務體驗。

5G NSA網絡和(hé)4G LTE網絡錨點息息相關,控制面必須通過LTE側,用戶面可(kě)通過5G NR側,也可(kě)通過LTE側到5G核心網。對于網絡優化來說,4G與5G協同優化包括三大方面:4G與5G錨點小區駐留策略的(de)協同優化、4G與5G NR切換的(de)協同優化、4G與5G參數一(yī)緻性協同優化。

4G與5G錨點小區駐留策略的(de)優化方案:5G終端接入非錨點小區,通過空閑态錨點駐留策略和(hé)連接态錨點定向切換策略,保證5G商用終端及時遷移到錨點小區。錨點優先級需要進行詳細設計并優化,确保5G終端可(kě)以從非錨點小區切換到錨點小區,并在錨定小區穩定駐留。

4G與5G NR切換的(de)協同優化:NSA組網環境下,由于5G NR錨點同4G LTE、5GNR間的(de)切換必須進行LTE錨點間的(de)切換,LTE錨點切換失敗将會引起5G NR的(de)切換失敗,因此做(zuò)好LTE錨點的(de)網絡優化是NR切換的(de)前提。

4G與5G參數一(yī)緻性協同優化:在LTE錨點小區上有很多控制面相關參數來控制NR的(de)接入和(hé)資源管理(lǐ),LTE錨點小區和(hé)5G NR小區兩方面的(de)參數需協同優化。

對此,對4G與5G切換協同網絡優化的(de)三點建議:首先,保證錨點4G網絡的(de)切換成功率,切換關系合理(lǐ);其次,4G和(hé)5G 1∶1組網,保證5G網絡覆蓋連續性;最後,5G覆蓋優化目标是和(hé)錨點LTE同覆蓋,4G覆蓋如(rú)果有調整,5G同步跟進調整。

5G網絡優化的(de)發展方向

5G時代,機器學(xué)習與人工智能可(kě)作為(wèi)強大引擎,助力5G網絡優化。利用人工智能工具,可(kě)以快速發現網絡中存在的(de)問題并分析定位,确定解決方案,大幅提升效率。人工智能技術為(wèi)5G系統的(de)設計及網絡優化提供了超越傳統理(lǐ)念和(hé)性能的(de)可(kě)能性,目前已成為(wèi)業界重點關注的(de)研究方向。ITU、3GPP等組織均已提出5G與AI相結合的(de)研究項目,我國運營商、通信設備商、網絡優化服務商也在積極地(dì)探索、研究智能網絡優化平台和(hé)工具。5G網絡優化、大數據和(hé)人工智能的(de)結合,是未來5G網絡優化的(de)必然選擇。

總工點評

5G作為(wèi)“新基建”,其建設與應用已上升為(wèi)國家戰略。5G網絡優化作為(wèi)5G産業鏈中的(de)重要組成部分,越來越受到業界的(de)關注,5G網絡優化大有可(kě)為(wèi)。如(rú)何将5G、大數據、AI技術、網絡優化技術有效結合,引入智能網絡優化平台,推進5G網絡優化技術持續創新,大力發展智能網絡優化技術,構建更高(gāo)質量網絡是今後探索的(de)重點。

——中通服咨詢設計研究院有限公司總工程師 朱晨鳴