5G 網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化大有可為
時(shí)間:2020-06-01 15:46:46來(lái)源:西安提米科技瀏覽: 次
5G的愿景與需求,是有效應對未來(lái)爆炸性的移動(dòng)數據流量增長(cháng)、海量的設備連接、不斷涌現的各類(lèi)應用場(chǎng)景及新業(yè)務(wù),也是與行業(yè)深度融合,滿(mǎn)足垂直行業(yè)終端互聯(lián)的各種需求,真正實(shí)現“萬(wàn)物互聯(lián)”。5G時(shí)代,運營(yíng)商將面臨網(wǎng)絡(luò )復雜化、體驗個(gè)性化、業(yè)務(wù)多樣化的挑戰。
5G商用牌照發(fā)放之后,5G網(wǎng)絡(luò )規劃、設計、工程建設、網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化工作被提上日程。5G標準仍在持續完善中,目前處于5G商用初期,主要圍繞eMBB(增強移動(dòng)寬帶)業(yè)務(wù)開(kāi)展相關(guān)試點(diǎn)和建設,URLLC(超可靠低時(shí)延通信)和mMTC(海量機器類(lèi)通信)場(chǎng)景將在下一階段實(shí)現,現階段網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化工作主要針對eMBB場(chǎng)景。5G網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化的目標是最大化用戶(hù)價(jià)值,實(shí)現覆蓋范圍、容量和價(jià)值的最佳組合。通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化,運營(yíng)商可以提高利潤率,節省成本,提高網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)指標和運營(yíng)質(zhì)量,使網(wǎng)絡(luò )處于最佳運行狀態(tài);用戶(hù)可以獲得更好的體驗和感知度,獲得超高速率、超低時(shí)延、海量連接的多場(chǎng)景一致性體驗。
5G網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化現狀
5G網(wǎng)絡(luò )組網(wǎng)原則:以SA(獨立組網(wǎng))為目標架構,現階段采用NSA(非獨立組網(wǎng))方案,硬件設備具備支持NSA/SA能力,同時(shí)業(yè)界加快推進(jìn)SA產(chǎn)業(yè)的發(fā)展與成熟,過(guò)渡期適度部署NSA網(wǎng)絡(luò )。待SA產(chǎn)業(yè)成熟時(shí),現網(wǎng)基站由NSA軟件升級至SA或NSA/ SA雙模。
覆蓋目標與區域:以用戶(hù)為中心、結合個(gè)人客戶(hù)(2C)/政企客戶(hù)(2B)分布,優(yōu)先實(shí)現高流量高價(jià)值熱點(diǎn)區域、品牌宣傳區和行業(yè)應用區的5G網(wǎng)絡(luò )覆蓋。同時(shí)應充分考慮各地區經(jīng)濟發(fā)展的差異性,根據當地的具體情況確定相應的業(yè)務(wù)類(lèi)型和服務(wù)等級,并最終確定建網(wǎng)標準、覆蓋目標與區域。建網(wǎng)標準的制定需匹配5G主流發(fā)展業(yè)務(wù),牽引和指導網(wǎng)絡(luò )規劃及網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化。
網(wǎng)絡(luò )工程建設:過(guò)渡期部署NSA網(wǎng)絡(luò ),結合其特點(diǎn)可充分利用現有資源,最大程度降低對現有網(wǎng)絡(luò )的影響,5G網(wǎng)絡(luò )目前主要承載數據業(yè)務(wù),而語(yǔ)音業(yè)務(wù)仍由4G網(wǎng)絡(luò )承載。保障優(yōu)先級依次為語(yǔ)音、4G數據業(yè)務(wù)、5G業(yè)務(wù)。
網(wǎng)絡(luò )規劃與優(yōu)化:網(wǎng)絡(luò )規劃與優(yōu)化是相輔相成的,是網(wǎng)絡(luò )建設的兩個(gè)關(guān)鍵階段。識別價(jià)值區域,實(shí)現精準站點(diǎn)規劃對網(wǎng)絡(luò )實(shí)際部署起指導作用,網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化可以根據實(shí)際的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境進(jìn)行調整,以用戶(hù)感知為導向,以市場(chǎng)營(yíng)銷(xiāo)為目標對規劃進(jìn)行優(yōu)化,以保證網(wǎng)絡(luò )的質(zhì)量。
5G網(wǎng)絡(luò )建設初期,5G網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化要確保高質(zhì)量入網(wǎng),做好工程優(yōu)化、NR覆蓋優(yōu)化和4G與5G協(xié)同優(yōu)化。
現階段5G網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化存在的問(wèn)題和挑戰
5G基站共建共享增加網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化復雜性。
2019年9月,中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò )通信有限公司與中國電信股份有限公司共同簽署了《5G網(wǎng)絡(luò )共建共享框架合作協(xié)議書(shū)》。根據協(xié)議,雙方將合作建設5G接入網(wǎng)絡(luò ),共享5G頻譜資源,各自分別建設5G核心網(wǎng)。中國聯(lián)通與中國電信在全國范圍內劃定區域,進(jìn)行分區建設,根據協(xié)議要求,誰(shuí)建設、誰(shuí)投資、誰(shuí)維護、誰(shuí)承擔網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)成本。
5G基站共建共享分為獨立載波和共享載波兩種模式。
獨立載波:配置兩個(gè)載波,在不同載波上廣播各自的網(wǎng)絡(luò )號;小區獨立,各家調度各自的獨立頻率資源,不存在資源上互相爭搶的情況,不需要考慮資源分配策略;網(wǎng)絡(luò )管理方便,運營(yíng)商分別管理各自的小區,易獨立優(yōu)化參數,網(wǎng)絡(luò )性能好;用戶(hù)體驗有保障,可獨立發(fā)展自己的業(yè)務(wù),可實(shí)現端到端業(yè)務(wù)體驗保障。
共享載波:配置一個(gè)載波,雙方共享;小區共享,具體參數需雙方協(xié)商配置,邊界存在異頻組網(wǎng),引入異頻切換,會(huì )降低網(wǎng)絡(luò )的性能;需要協(xié)商分配空口資源,協(xié)商QoS策略,對用戶(hù)體驗有制約;網(wǎng)絡(luò )管理復雜,共享方難以管理;業(yè)務(wù)發(fā)展存在爭搶空口資源的問(wèn)題。
5G基站共建共享將帶來(lái)諸多網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化挑戰。
網(wǎng)絡(luò )容量方面,現有的4G載波,在載波共享后,容量能否滿(mǎn)足業(yè)務(wù)發(fā)展需求?資源分配和調度方面,共享載波中,在無(wú)線(xiàn)資源緊張的情況下,如何進(jìn)行資源分配和調度,雙方的QoS業(yè)務(wù)等級設置不一致如何處理,對專(zhuān)屬的一些流量業(yè)務(wù)如何保證?網(wǎng)絡(luò )管理方面,共建共享雙方是否有效參與管理無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的相關(guān)參數,如何保障網(wǎng)管的有效性?
因此,采用何種模式進(jìn)行5G基站共建共享,便于網(wǎng)絡(luò )管理,合理分配網(wǎng)絡(luò )資源,協(xié)商QoS策略,促進(jìn)端到端業(yè)務(wù)發(fā)展,是中國電信和中國聯(lián)通關(guān)心的重要問(wèn)題。
5G Massive MIMO(大規模多天線(xiàn))提升網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化難度。
5G Massive MIMO相較于4G波束組合更多、波束更窄、場(chǎng)景更加復雜。5G NR廣播多波束掃描、5G子載波寬度和時(shí)隙數可以靈活配置,業(yè)務(wù)的垂直維包絡(luò )很寬,廣播波束垂直維也相對較寬。
5G與4G波束差異帶來(lái)3大差異:干擾特征、重疊覆蓋、優(yōu)化手段。5G由于垂直維較寬,在小區間重疊區會(huì )比4G更大;5G沒(méi)有CRS干擾,在輕載下基本沒(méi)有干擾;4G在空載下仍有CRS干擾問(wèn)題;5G網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化將以波束優(yōu)化為主,而4G網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化以RF優(yōu)化為主。
Massive MIMO帶來(lái)多樣化場(chǎng)景化波束,能適配多種不同場(chǎng)景,同時(shí)天線(xiàn)參數調整可能性大量增加,可實(shí)現超千種波束組合,通過(guò)人工判斷很難實(shí)現。面對高達幾百種乃至成千上萬(wàn)種的參數組合,通過(guò)人工的方式去找出參數最優(yōu)值幾乎不可能,必須找出新的解決辦法。
4G與5G長(cháng)期共存,業(yè)務(wù)連續性是網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化的重點(diǎn)。
4G網(wǎng)絡(luò )短期內不會(huì )被淘汰,將與5G網(wǎng)絡(luò )長(cháng)期共存,互為補充。5G發(fā)展初期,網(wǎng)絡(luò )覆蓋不連續,5G網(wǎng)絡(luò )主要承載數據業(yè)務(wù),由于VoNR還未成熟,Volte作為全網(wǎng)統一的語(yǔ)音承載方式,話(huà)音通過(guò)回落到4G網(wǎng)絡(luò )由VoLTE進(jìn)行承載,5G用戶(hù)的語(yǔ)音體驗不受影響。待到5G發(fā)展成熟,適時(shí)引入VoNR,提升5G用戶(hù)的語(yǔ)音體驗。
運營(yíng)商選擇先在城市建設5G網(wǎng)絡(luò ),而在廣闊的農村地區繼續用4G網(wǎng)絡(luò )提供服務(wù),4G網(wǎng)絡(luò )作為覆蓋的延伸和補充,能夠降低5G網(wǎng)絡(luò )的建設投入,減輕運營(yíng)商的投資壓力。當前階段,5G網(wǎng)絡(luò )覆蓋不連續,4G和5G間業(yè)務(wù)連續性及互操作優(yōu)化將是5G網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化的工作重點(diǎn)。
5G網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化應對策略
引入動(dòng)態(tài)頻譜共享技術(shù)促進(jìn)5G共建共享。
在5G網(wǎng)絡(luò )中,動(dòng)態(tài)頻譜共享技術(shù)打破傳統靜態(tài)頻譜分配方法的局限,結合時(shí)-頻-空多維頻譜的動(dòng)態(tài)分配,促進(jìn)頻譜資源利用更智能、更高效、更靈活。動(dòng)態(tài)頻譜共享技術(shù)具有跨越不同系統或者不同網(wǎng)絡(luò )的最佳管理功能和頻譜配置,具有智能接入網(wǎng)絡(luò )及網(wǎng)絡(luò )間切換的自適應功能,可有效實(shí)現靈活、髙效、動(dòng)態(tài)的頻譜利用,幫助運營(yíng)商快速、經(jīng)濟地實(shí)現5G網(wǎng)絡(luò )廣覆蓋,解決運營(yíng)商頻譜資源飽和或閑置的問(wèn)題,高效利用現有的頻譜資源,提升頻譜利用率,為用戶(hù)帶來(lái)良好的體驗。
頻譜共享技術(shù)能夠兼容數據庫、載波聚合、無(wú)線(xiàn)資源管理等相關(guān)技術(shù),解決多種業(yè)務(wù)場(chǎng)景的系統接口、架構、空口技術(shù)、干擾控制管理等技術(shù)問(wèn)題。推進(jìn)新的頻譜管理理念,促進(jìn)現有網(wǎng)絡(luò )能力提升,用來(lái)解決系統間和小區間的負荷均衡問(wèn)題,提升用戶(hù)體驗速率,支撐和管理超密集網(wǎng)絡(luò )覆蓋,滿(mǎn)足5G大頻譜需求。
現階段,中國電信及中國聯(lián)通正在研究利用中國電信FDD LTE 2.1G頻段和中國聯(lián)通WCDMA2.1G頻段,和NR兩制式之間動(dòng)態(tài)頻譜共享。
引入智能優(yōu)化平臺進(jìn)行Massive MIMO技術(shù)優(yōu)化。
引入智能優(yōu)化平臺,MIMO Pattern可基于DT測試數據、MR數據和設定的網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化目標,對SSB弱覆蓋、sinr質(zhì)差問(wèn)題、重疊覆蓋、越區覆蓋等覆蓋問(wèn)題進(jìn)行識別,通過(guò)對現網(wǎng)數據的采集、分析、整理和標注,通過(guò)智能優(yōu)化平臺,利用Pattern和RF參數迭代尋優(yōu),收斂到最優(yōu)參數組合,輸出參數調優(yōu)結果和預測增益,給出垂直波寬、數字傾角和機械傾角的調整方向來(lái)提升覆蓋優(yōu)化質(zhì)量,滿(mǎn)足更精準的覆蓋要求,降低干擾,改善信號質(zhì)量。
4G與5G切換協(xié)同優(yōu)化提高業(yè)務(wù)體驗。
5G NSA網(wǎng)絡(luò )和4G LTE網(wǎng)絡(luò )錨點(diǎn)息息相關(guān),控制面必須通過(guò)LTE側,用戶(hù)面可通過(guò)5G NR側,也可通過(guò)LTE側到5G核心網(wǎng)。對于網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化來(lái)說(shuō),4G與5G協(xié)同優(yōu)化包括三大方面:4G與5G錨點(diǎn)小區駐留策略的協(xié)同優(yōu)化、4G與5G NR切換的協(xié)同優(yōu)化、4G與5G參數一致性協(xié)同優(yōu)化。
4G與5G錨點(diǎn)小區駐留策略的優(yōu)化方案:5G終端接入非錨點(diǎn)小區,通過(guò)空閑態(tài)錨點(diǎn)駐留策略和連接態(tài)錨點(diǎn)定向切換策略,保證5G商用終端及時(shí)遷移到錨點(diǎn)小區。錨點(diǎn)優(yōu)先級需要進(jìn)行詳細設計并優(yōu)化,確保5G終端可以從非錨點(diǎn)小區切換到錨點(diǎn)小區,并在錨定小區穩定駐留。
4G與5G NR切換的協(xié)同優(yōu)化:NSA組網(wǎng)環(huán)境下,由于5G NR錨點(diǎn)同4G LTE、5GNR間的切換必須進(jìn)行LTE錨點(diǎn)間的切換,LTE錨點(diǎn)切換失敗將會(huì )引起5G NR的切換失敗,因此做好LTE錨點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化是NR切換的前提。
4G與5G參數一致性協(xié)同優(yōu)化:在LTE錨點(diǎn)小區上有很多控制面相關(guān)參數來(lái)控制NR的接入和資源管理,LTE錨點(diǎn)小區和5G NR小區兩方面的參數需協(xié)同優(yōu)化。
對此,對4G與5G切換協(xié)同網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化的三點(diǎn)建議:首先,保證錨點(diǎn)4G網(wǎng)絡(luò )的切換成功率,切換關(guān)系合理;其次,4G和5G 1∶1組網(wǎng),保證5G網(wǎng)絡(luò )覆蓋連續性;最后,5G覆蓋優(yōu)化目標是和錨點(diǎn)LTE同覆蓋,4G覆蓋如果有調整,5G同步跟進(jìn)調整。
5G網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化的發(fā)展方向
5G時(shí)代,機器學(xué)習與人工智能可作為強大引擎,助力5G網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化。利用人工智能工具,可以快速發(fā)現網(wǎng)絡(luò )中存在的問(wèn)題并分析定位,確定解決方案,大幅提升效率。人工智能技術(shù)為5G系統的設計及網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化提供了超越傳統理念和性能的可能性,目前已成為業(yè)界重點(diǎn)關(guān)注的研究方向。ITU、3GPP等組織均已提出5G與AI相結合的研究項目,我國運營(yíng)商、通信設備商、網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化服務(wù)商也在積極地探索、研究智能網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化平臺和工具。5G網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化、大數據和人工智能的結合,是未來(lái)5G網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化的必然選擇。
總工點(diǎn)評
5G作為“新基建”,其建設與應用已上升為國家戰略。5G網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化作為5G產(chǎn)業(yè)鏈中的重要組成部分,越來(lái)越受到業(yè)界的關(guān)注,5G網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化大有可為。如何將5G、大數據、AI技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化技術(shù)有效結合,引入智能網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化平臺,推進(jìn)5G網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化技術(shù)持續創(chuàng )新,大力發(fā)展智能網(wǎng)絡(luò )優(yōu)化技術(shù),構建更高質(zhì)量網(wǎng)絡(luò )是今后探索的重點(diǎn)。
——中通服咨詢(xún)設計研究院有限公司總工程師 朱晨鳴