基于用户感知的 5G 多频智能切换策略研究与实践

关键字：多频组网；智能切换；用户感知

0 引言

NR2.1G 主要部署在居民区场景，周围采用 NR3.5G 覆盖，部分区域存在双层网络。由于无线环境具有复杂性，覆盖、干扰、上行受限等原因，导致 UE 在某些区域体验不好，需要迁移到重叠覆盖的其它频层。传统的跨频层切换单一判决覆盖或信道质量，采用一刀切的方式无法精确匹配不同业务的体验要求，也没有考虑邻区负荷、干扰等因素不能保证用户感知。而目前的 5-4 异系统切换策略能将感知受限的用户及时迁移至 LTE 网络。NR3.5 和 NR2.1 之间仅有基于覆盖的互操作，有必要引入基于感知的异频质切功能，在用户感知受限时优先迁移至信道质量较好的异频层，保障用户感知。

1 关键技术

5G 多频智能切换方案要求基站近实时监控每个用户的业务体验，当体验变差时，综合考虑终端、业务需求、网络服务能力，将用户迁移到最优目标频层和小区。如下图中红色箭头所示。

5G 多频智能切换功能主要分为源小区用户体验评估和目标邻区精准选择 2 部分，通过无线信道质量和业务阻塞情况联合评估源小区用户体验；通过邻区覆盖和信道质量、邻区下行空口能力和邻区负荷情况精准选择目标小区。

2 小区评估与选择

2.1 源小区体验评估

通过信道质量（如上行 SingleRbSINR、下行频谱效率） + 阻塞率进行、下行体验速率等评估源小区用户感知。

2.1.1 上行体验评估

上行信道质量通过 SingleRbSINR 评估，SingleRbSINR 划为不质差、轻度质差、中度质差、重度质差 4 个档位；阻塞率门限划为不阻塞、轻度阻塞和重度阻塞 3 个档位。

SingleRbSINR 定义为 SingleRbSINR SINR+PHR+10log(RB)。其含义为假定 UE 在满功率状下只发一个 RB 时能达到的 SINR。

阻塞率 待发送的缓存数据量（BSR）/调度出去的数据量（TBSize）。一般来说，上行大包业务基于轻中度质差触发和阻塞率触发，切换相对早一些；上行小包业务基于重度质差触发，切换相对晚一些。

2.1.2 下行体验评估

下行采用信道质量 + 下行感知速率低 + 下行阻塞联合判决。

下行信道质量评估可选择频谱效率/RSRQ/SINR 三种方式，当“数据质量迁移功能的下行质量评估方式”配置为频谱效率时，如果 UE 的下行信道质量连续小于等于“下行进入质量差连续次数门限”次有效且全部小于等于“下行信道质量差的 SE 门限”，则认为该 UE 下行信道质量差；如果UE 的下行信道质量连续“下行退出质量差连续次数门限”次有效且全部大于“下行信道质量差的 SE 门限”，则认为该 UE 非下行信道质量差。

当下行信道质量评估方式选择 RSRQ/SINR 时，如果 UE 上报对应的 A2 事件，则认为 UE 为下行信道质量差；如果 UE 上报对应的 A1 事件，则认为该 UE 非下行信道质量差。

对于下行信道质量差要进行迁移的用户，增加使用下行数据阻塞及下行速率来对用户的下行感知状态进行评估判决。当用户下行质差且下行感知差时，才触发数据质量迁移，这样既保证用户体验又有利于提升 5G 用户

驻留比。

当有连续“数据质量迁移进入下行感知差的连续次数门限”次下行阻塞指标满足“数据质量迁移下行阻塞率门限”，且下行速率指标满足“数据质量迁移下行感知速率门限”，则认为承载下行感知差。

当有连续“数据质量迁移进入下行感知差的连续次数门限”次下行阻塞指标不满足“数据质量迁移下行阻塞率门限”，或下行速率指标不满足“数据质量迁移下行感知速率门限”，则认为承载下行感知不差。

2.2 目标小区精确选择

通过对目标小区的判决和筛选，排除不符合条件的邻区，可以保障 UE切换到目标小区后的体验。判决内容目前主要是邻区负荷，邻区在 UE 当前位置上的覆盖和信道质量等。

邻区负荷（RRC 用户数和 PRB 利用率）可通过邻区间的信息交互获取

邻区在 UE 当前位置的覆盖（RSRP）可通过 UE 测量上报获得。

邻区在 UE 当前位置上的上行信道质量：用邻区下行 RSRP 计算下行路损，反推上行路损和接收功率，结合邻区平均 NI 值等信息预估 SingleRbSINR。相关信息可通过邻区间信息交互获取。

邻区在 UE 当前位置上的下行信道质量：DLRSRQ 和 SINR 可通过 UE测量上报；DLSE 可通过邻区间信息交互获取。

邻区下行平均空口速率预估（下行质差采用 SE 判决）：获取邻区带宽、频谱效率和 RRC 用户数等信息，预估单用户下行平均速率。

对于 5G 站间邻区，除小区负荷信息交互已经有 3GPP 标准定义之外，其它邻区信息需要通过 Xn 接口私有信息交互；对于 4G 邻区，则需要打通4/5G 站间 Xe/X2 口（私有接口）。

3 应用实践与效果评估

选取由 2.1NR 及 3.5G 扇区混合覆盖，存在较多双频重叠覆盖区域的典型居民区部署 5G 质切功能进行评估验证。

3.1 路测指标评估

3.1.1 覆盖

居民区内部道路：平均 RSRP 和 SINR 有较明显提升。部署前居民区内部道路均由 3.5G 覆盖，部署后部分区域由感知更好的 2.1G 覆盖。居民楼内覆盖情况： 80% 的点位 RSRP 和 SINR 有明显提升，仅 20% 的点位基本持平。

3.1.2 业务感知评估

1、FTP 上下行业务

居民区内部道路：上行小于 2Mbps 占比由 4.91% 降至 0.54% ，下行小于 5Mbps 占比由 0.05% 降至 0% ，上行 FTP 业务改善明显。居民楼内：80% 的点位 FTP 上行速率改善；FTP 下行业务提升的点位比例为 48% 。

2、微信发送图片

居民区内部道路：微信发送图片成功率由 95% 提升至 98.02% ，发送平均时延由 7.06s 降至 6.45s，时延优良比由 64.47% 提升至 83.84‰ 。居民楼内：86.7% 的点位微信发送图片时延存在正增益，改善显著。

3、抖音点播

居民区内部道路：抖音播放成功率由 98.83% 提升至 100% ，抖音播放时延基本不变，时延优良比由 0.59% 提升至 1.80% 。居民楼内： 73.3% 的点位抖音播放时延改善，整体上感知改善。

3.2 网管指标评估

3.2.1 覆盖类指标

分区间上行业务态用户的路损 _>135 占比由 5.79% 下降至 3.60% ，CQI由 93.79% 提升至 97.02% ，覆盖类指标提升明显。

3.2.2 感知类指标

上下行 QPSK 编码比例、速率、时延均有明显改善，用户感知得到较大提升。