NR上下行解耦改善小区边缘吞吐率提升方法分析研究最佳实践总结.pdf
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5G
NR
上下行解耦改善小区边缘吞吐率提升方法分析研究最佳实践总结
5G
NR
上下行解耦改善小区边缘吞吐率
提升方法分析研究最佳实践总结
浙江电信余杭分公司
仲展毅
2020
年
6
月
5G
NR
上下行解耦改善小区边缘吞吐率提升方法分析研究最佳实践总结
目
录
1
5G
NR
上下行解耦概述
............................................................................................................
3
2
5G
NR
辅助上行（
SUL
）
.........................................................................................................
4
2.1
SUL
随机接入
................................................................................................................
4
2.2
SUL
调度
........................................................................................................................
5
2.3
SUL
功率控制
................................................................................................................
6
2.4
SUL
链路管理
................................................................................................................
7
2.5
移动性管理
...................................................................................................................
8
3
5G
NR
上下行解耦影响分析
....................................................................................................
9
4
5G
NR
上下行解耦硬件要求
....................................................................................................
9
5
5G
NR
上下行解耦优化实践验证
..........................................................................................
10
5.1
开通数据配置
.............................................................................................................
10
5.2
开通后指标验证
.........................................................................................................
11
6
总结
.........................................................................................................................................
11
5G
NR
上下行解耦改善小区边缘吞吐率提升方法分析研究最佳实践总结
1
5G
NR
上下行解耦
概述
随着信息技术的发展，用户对于数据量的需求呈现爆发式的增长，这就导致
了移动通信所使用的频段越来越高。
C-Band
拥有大带宽，是构建
5G
eMBB
的黄金频段。目前，全球多数运营商
已经将
C-Band
作为
5G
首选频段。但是，由于
NR
在
C-Band
上均使用
TDD
，
gNodeB
下行功率（
200w
）远大于手机功率（
0.2w
），导致
C-Band
上下行覆盖不平衡，
上行覆盖受限成为
5G
部署覆盖范围的瓶颈。
同时，随着大规模天线波束赋形、
CRS-Free
等技术的引入，下行干扰会减小，
进一步提升了下行覆盖的范围，
C-Band
上下行覆盖差距将进一步加大。
目前业界主要的解决方案有两种，一种是采用上行载波聚合技术（
CA
），一种
是将
FDD
低频的上行频段做补充的上下行解耦技术（又叫超级上行）。
上行
CA
：在
3.5G
基础上增开低频通道做上行，让流量同时承载于高频段
+
低
频段，提升覆盖和体验。但
CA
技术存在两大问题：一是两个频段上行只能各占
一个通道，导致
3.5G
频段无法充分发挥双通道大带宽优势，同时每个通道功率
小于
20dbm
，导致上行收缩
3dB
，二是终端产业发展缓慢，目前无上行载波聚合
的终端并无任何实现路标。
上下行解耦：重新定义了新的频谱配对方式，使下行数据在
C-Band
传输，而
上行数据在
Sub-
3G
（例如
1.8GHz
）传输，利用低频衰减慢覆盖好从而提升了上
行覆盖。在
5G
早期商用场景下，如果没有单独的
Sub-
3G
频谱资源供
5G
使用，
可以通过开通
LTE
FDD
和
NR
上行频谱共享特性来获取
Sub-
3G
频谱资源。
5G
NR
上下行解耦改善小区边缘吞吐率提升方法分析研究最佳实践总结
2
5G
NR
辅助上行（
S
UL
）
由于
5G
NR
（
New
Radio
）上下行时隙配比不均以及
gNodeB
下行功率大，
导致
C-Band
上下行覆盖不平衡，上行覆盖受限成为
5G
部署的瓶颈。同时，随着
波束赋形、
CRS
（
Cell-specific
Reference
Signal
）
-Free
等技术的引入，下行干扰会
减小，
CBand
上下行覆盖差距将进一步加大。在新版本中，
C-Band
的频段是
3.5G/3.7G
，
Sub-
3G
频段是
1.8G
，仅支持
NSA
（
nonstandalone
）组网场景。
3GPP
R15
版本引入了辅助上行
SUL
（
Supplementary
Uplink
），
SUL
承载在
Sub-
3G
频段。
SUL
可以有效利用空闲的
Sub-
3G
频段资源，改善高频的上行覆盖，
使得更多的区域可以享受到
5G
；同时提高边缘用户的使用体验。
引入
SUL
后，上行可以通过常规上行链路（
C-Band
）或辅助上行链路（
Sub-
3G
）
承载。因此在随机
接入、功率控制、调度、链路管理和移动性管理上，与上下
行使用相同频段的过程有不同。
2.1
SUL
随机接入
随机接入是
UE
在通信前，由
UE
基于非竞争的方式向
gNodeB
请求接入，收
到
gNodeB
的响应并由
gNodeB
分配随机接入信道的过程。随机接入的目的是建
立
UE
和网络的上行同步关系并请求网络给
UE
分配专用资源，以进行正常的业
务传输。
NSA
组网场景下，
gNodeB
根据
UE
上报的
C-Band
下行
RSRP
（
reference
signal
received
power
）来
决策
UE
是否在
SUL
载波发起随机接入，
SUL
链路选择请参
5G
NR
上下行解耦改善小区边缘吞吐率提升方法分析研究最佳实践总结
见
SUL
链路管理。若判断
UE
在
SUL
上发起
随机接入，
gNodeB
将携带有
SUL
载
波相关信息的
RRC
重配置消息通过
eNodeB
发给
UE
。
SUL
随机接入接入流程如下：
1
、
UE
发送前导序列
UE
首先通过
RRC
重配置消息获取
SUL
的
RACH
相关配置
信息并向
gNodeB
发起随机接入请求
RA
（
Random
Access
）（通过
MSG
1
承载）。
2
、
gNodeB
发送
RA
响应
gNodeB
收到
UE
的前导后，分配
Temporary
C-RNTI
（
cell
radio
network
temporary
identifier
）并进行上下行调
度资源的申请。
gNodeB
在
PDSCH
（
physical
downlink
shared
channel
）上发送
RA
响应，携带的信息包括：
RA
-preamble
identifier
、
Timing
Alignment
information
、
initial
UL
grant
和
Temporary
C-RNTI
。在一条
PDSCH
上可以同时为多个
UE
发送
RA
响应（通过
MSG
2
承载）。
UE
发送了前导后，在
RA
滑窗内不断监听
PDCCH
（
physical
downlink
control
channel
）
信道，直到
获取所需的
RA
响应为止。
如果
RA
响应包含一个与
UE
先前发送一致的
RA
-preamble
identifier
，则
UE
认为响应成功，继续进行上行调
度传输。
如果在
RA
滑窗中
UE
始终没有收到响应信息，或接收到的响应信息验证
失败，则
UE
认为接收响应失败。响
应失败后，如果
UE
的
RA
尝试次数
小于最大尝试次数，则重新进行一次
RA
尝试，否则
RA
流程失败。
2.2
SUL
调度
上下行解耦特性开启的场景下，下行链路通过
C-Band
传输（
TDD
）
，上行链
路通过
Sub-
3G
传输
（
FDD
）。由于
C-Band
的子载波间隔为
30kHz
，
Sub-
3G
的子
载波间隔为
15kHz
，
C-Band
与
Sub-3G
的
TTI
数量比例是
2:1
，因此调度时需要考
虑不同时序的调度，如下图所示。
NR
引入了灵活的调度机制，协议引入
k1
和
k2
，以保证
gNodeB
和
UE
间的
调度时序不错乱，详情请参
见
3GPP
TS38.214
V15.0.0
5.2-5.3
章节。其中，
k1
用
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