5G NSA基站峰值速率优化方法研究

1 概述

5G 基站验收通过率是评估5G 网络发展的基础，提升5G 基站在严格验收标准下的达标率意义重大。5G 基站验收通过率反映了5G 基站的入网健康性能情况，5G基站验收通过率越高表示用户的网络使用体验越好，相比于5G 站点建设规模，5G 基站验收通过率更加能够准确反映出5G 站点入网质量和用户的真实感知。

5G NSA 基站验收通过率，是指5G 基站完成建设后，进行基站性能验证达到基站验证标准的站点比例。通过大量数据分析，发现5G NSA 峰值速率不达标是影响5G 基站验收通过率的最主要原因，5G 峰值速率是用户体验最直接的反映指标（见表1）。

2 网络现状

2.1 现网5G NSA基站峰值速率测试情况

对某市联通5G NSA 基站验收不通过的站点进行详细分析，重点将2019 年第1 季度337 个基站验收不通过的基站进行了详细分析，对造成验收不通过的原因进行了分类。如表2 所示，5G NSA 峰值速率不达标是影响5G基站验收通过率的最主要原因。

表1 5G基站验证验收标准定义

2.2 目前5G基站峰值速率优化难点

传统的4G 网络速率优化，一般侧重在网络RSRP和SINR。在排除故障和负荷问题情况下，解决了RSRP和SINR问题就相当于解决了LTE网络的速率优化。

5G 速率优化与传统的4G 网络速率优化不同，5G的增强移动宽带（eMBB）是端到端业务，涉及到终端侧、基站侧、传输侧和服务器侧的性能和配置问题，问题定位难度很大（见图1）。

表2 2019年第1季度5G基站验收不通过的项目分类表

通过对不达标5G 基站进行分析，发现造成“5G 新站峰值速率不达标”的末端原因有9个：测试终端版本太低、测试卡数据配置异常、5G 基站与4G 锚点站不同站址、无线参数配置不合理、5G基站受到外部干扰、重选策略不合理、传输设备参数设置不合理、5G 站点被限速、测试服务器参数设置不合理。

3 5G峰值速率不达标难点分析

3.1 5G新站与4G锚点站不同站址

目前5G 基站是使用4G 基站进行信令交互，为5G提供信令服务的4G 基站称为5G 基站的锚点站。5G基站与4G 锚点站有的是共站址建设，有的是不共站址建设的。如4G/5G 基站的站名一致，一般物理站址也是一致，确定为同站址。如4G/5G 基站的站名不一致，则需测量5G 基站的经纬度与4G 基站经纬度的偏差，偏差在50 m 范围内的，确认为共站址，反之就是不共站址。考虑到投资的节省和频段的特性，很多情况下在郊区建设的5G 基站与4G L900 锚点基站是不共站址的。在郊区的场景下，每2～3 个5G 基站（频段NR3500），可以共建1个4G 基站（频段L900频段）作为锚点，因为理论上900 的频段比3500 的频段穿透性好，同站高的情况下能覆盖较远。按照4G L900 与5G NR的1∶N的建站比例，两者的覆盖的边缘地方存在差异。

图1 5G新增峰值速率不达标分析图

对2019 年5 月6 日—6 月4 日5G 单验峰值速率达标率进行统计（见表3）。5G 单验峰值速率达标率=5G单验峰值速率达标基站数量/已开通单验的5G 基站数量×100%。

用连续30 天入网的5G 基站中其锚点不共站址的占比与5G 单验峰值速率达标率的数据整理成以下30组数据（见表4）。用散布图对数据进行分析如图2 所示。

表3 5G单验峰值速率达标率

表4 相关数据统计表

图2 锚点不共站址5G占比与5G单验峰值速率达标率散布图

为简便计算，将X，Y值分别进行简化（见表5 和表6）。

根据相关系数计算方法计算分析5G 峰值速率达标率与锚点不共站址的5G占比之间的关联性。

相关系数为-0.98，结果显示5G 峰值速率达标率与锚点不共站址的5G占比之间为线性关系，两者是强的负相关关系。

表5 锚点不共站址5G单验峰值速率达标率X、Y值简化表

对2019 年3 月—7 月5G 单验峰值速率不达标数据进行分析（见表7），统计结果显示2019年3月—7月5G 基站峰值速率不达标数为226 个，其中5G 与4G L900 锚点站不同站址原因导致测速峰值不达标站点164 个，所占比例72.57%，较大程度影响5G 新站峰值速率不达标。

3.2 4G/5G异厂家频点重选优先级不合理

现网在异厂家区域5G新站开通时需将5G本站点的L900 频点和周边站点的L900 频点配为其锚点，对频点的重选依然按照现网L1800 频点＞L2100 频点＞L900频点的原则配置。

在此还应特别提及各级教研组织的力量．例如，中国特有的“教研员”在这方面就具有特别重要的作用：“中国有专门的包含省、地（市）、县（区）等各级教研室的教研工作管理系统，这个系统中的教研员通过有计划的、形式多样的教研活动，组织不同层级的课例研究，从而为中国教师专业发展提供有效支持．”[9]

为了验证频点重选优先级不合理对峰值速率的影响，选取了异厂家区域2 个5G 基站（2 基站共有6 个扇区，该试验站点是以L900 作为锚点，并未做过其他策略）进行试验。未做过其他策略时，5G 站点的频点重选优先级是按照L1800 频点＞L2100 频点＞L900 频点进行设置，考虑到异厂家区域都是L900 频点做锚点，便决定将L900频点设为最高优先级。

表6 锚点不共站址的5G基站的单验峰值速率达标率参数

表7 锚点不共站原因占比分析

将试验5G 站点对应的L900 锚点站的站点优先级设置为6，周边其他频点设置为5，再把5G 基站周边300 m内的L900频点都设为最高优先级频点。

频点重选优先级修改过程及对比试验如图3 所示。

图3 修改过程及对比测试流程图

频点重选优先级调整前后速率对比如表8所示，2个试验站的6个区在更改频点重选优先级后峰值速率变化非常明显，峰值速率的增幅高达77.8%，这表明频点重选优先级对5G 新站峰值速率不达标是有直接影响的。设置合理的频点重选优先级后，5G NSA新站测速时，重选到锚点基站更顺利，占用锚点小区更稳定，网络环境有利于进行5G峰值速率测试。

3.3 传输设备缓存设置不合理

当前全网传输设备缓存门限均未开启，默认值为0，对此，研究小组为验证传输设备缓存门限是否影响5G 基站测试速率，随机抽取5 个5G 基站进行试验，修改该基站对应的传输设备缓存参数（单位：KB），在5个站点进行下载测试，统计测试的物理层峰值速率（Yn）（单位：Mbit/s），结果如表9所示。

表8 2个5G试验站点频点重选优先级调整前后速率对比表

表9 相关参数测试统计表

通过修改传输缓存门限后，随着缓存门限的增加，5G 站点的峰值速率就越高，判断缓存门限与测试速率呈正相关。

从测试统计可以看出，当传输设备缓存门限改得越大，测试的物理层峰值速率就越大，可以判断“传输设备缓存门限低”对5G新站峰值速率不达标影响程度大。

3.4 峰值速率不达标难点分析小结

通过对造成“5G 新站峰值速率不达标”的9 个末端原因进行相关性分析和问题占比分析，总结出目前NSA 阶段，影响“5G 新站峰值速率不达标”的3 个主要原因是5G 基站与4G 锚点站不同站址、锚点站重选策略不合理、传输设备参数设置不合理。

4 5G NSA峰值速率优化解决方案

4.1 解决5G NSA基站无锚点问题

经统计，无同址4G 锚点的5G 基站数是164 个，均单验不通过。这164 个5G 设备是厂家A 设备，需要从现网调配厂家A 4G L900 设备解决，目前厂家A L900设备存量为1 600个，可满足要求。

将2019 年7 月5G 同站址L900 锚点未解决前与2019年10月初解决后的5G 单验峰值速率达标率进行对比，可以看出优化后5G 峰值速率达标率从72.2%提升到91%，有效提升了18.8%。

4.2 优化4G异厂家区域锚点重选策略

完成5G 基站单验中4G/5G 异厂家频点重选优先级不合理的站点规整，制定有效的4G/5G 异厂家频点重选优先级策略。

根据前期2 个试验站点的结果对比，在更改频点重选优先级后5G 峰值速率有明显的提升。因此，将5G 基站单验峰值速率不达标的4G/5G 异厂家区域的站点的频点重选优先级做了修改。具体策略如表10所示。

对频点重选优先级修改后，5G 基站的峰值速率都有明显的提升，调整前后4G/5G 异厂家频点重选优先级不合理的基站峰值速率从240.84 Mbit/s 提高到424.28 Mbit/s。

截至2019 年10 月中旬，5G 基站4G/5G 异厂家频点重选优先级不合理解决比例已达85.43%，达到了70%的目标要求；在调整了频点优先级后5G基站单验峰值速率不达标的比例下降到21.15%，相比较最初的峰值速率不达标比例（27.8%）降低了6.65%。

4.3 优化传输设备参数设置

4.3.1 传输设备参数试验方案设计

根据某传输设备厂家参数配置要求，缓存参数门限在0～512，且步长只能取2n。用对分法计算缓存门限，选取5个试验基站进行调整，提取实施后一天相应的下行峰值速率，下行峰值速率达到最高则该门限为最优。

4.3.2 参数试验过程及结果

缓存门限的下限为a=0，上限b=512，运用对分法，在上、下限中间取值X1=256。实验对象按传输缓存门限X1进行调整。

表11 给出了8 次试验结果的汇总，确定最优缓存门限为384。对全网526个站点按此标准进行调整。

表11 试验结果统计表

5 结束语

本文针对5G工程优化阶段影响5G峰值速率的因素进行分析，并提出有效的解决方案。经过实际验证，该解决方案可有效提升5G NSA 基站的峰值速率，进而提升5G 基站验收通过率。该优化解决方案对5G NSA 基站峰值速率不达标（非故障原因）的大部分站点有明显效果。