5G 多个案例合集

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多用户接入场景下 SR 配置不合理导致 SCG Failure

【现象描述】

在多用户小区吞吐量测试中，出现个别终端 SCG Failure  掉线较为频繁的现象。

【问题分析】

1、首先，检查 SCG Failure  的原因。

检查测试 log 时发现SCG Failure 的原因为 Random Access Problem。

2、然后，进一步查看终端发起 Random Access  的原因。 如下图，可见终端发起 RACH 的原因为 CONNCTION_REQUEST  和UL_DATA_ARRIVAL，结合多用户的测试场景，可以确定终端此时是因为需要进行上行传输而未申请到 SR，只能通过 RACH 来申请UL_GRANT。

但是 RACH 会有一定的概率出现MESSAGE 4 Timer Expired  导致失败。

具体过程如下：gNB给终端下发短周期 PUCCH SR 资源，且配置了 SR 最大允许发送次数，如果 SR  最大允许发送次数设置较小，而接入较多用户时，终端得到上行调度的时延会显著增加，容易导致 SR  发送次数达到设置的最大允许值。此时终端会释放 PUCCH SR资源，并通过 RACH 向 gNB 申请 UL grant。当 RACH 次数增多，gNB  上行调度压力增大，引起其他终端出现 SR  发送次数达到最大值的概率增大，形成恶性循环，从而产生终端会出现多次 SCG Failure (Random Access Problem)的问题。

【解决方案】

针对多用户接入场景，网络侧配置合理的 SR  最大允许发送次数，如将 8/16  变更为32/64。

【效果评估】

网络侧配置合理的 SR  最大允许发送次数后，问题解决，多用户小区吞吐量测试中，终端不再出现 SCG Failure  的问题。

【后续建议】

面向未来 5G 商用，根据终端用户数，配置合理的 SR 最大允许发送次数和 PRACH  资源，在小区吞吐量和用户公平性之间获取平衡。

用户面时延较长问题

【现象描述】

空口时延平均值在 17ms  左右，时延较长。

传输+核心网部分时延较长，平均值 10ms  左右。

【问题分析】

5G  端到端用户面时延主要分为空口时延（终端至基站）和传输+核心网两部分。其中空口时延与终端处理能力、子载波间隔、帧结构、调度方式、SR 周期配置、ping  包大小等有密切联系，实际环境中，终端需要 2~10ms  的处理时延。在终端处理能力、子载波间隔和帧结构等统一的情况下，空口时延较长主要是受到了调度方式和 ping  包大小的影响。开启预调度可免除 SR  调度流程，缩小空口时延。ping 包较大（2000B）需要分包可导致时延增长。传输+核心网部分时延主要与核心网部署位置相关，核心网部署越远，所需传输时延越长，通常情况下，本地核心网部署传输+核心网部分时延为 1~3ms，邻省约6~8ms。

【解决方案】

网络侧开启预调度功能，减小 ping 包大小（32B）。采用本地核心网部署。

【效果评估】

缩小 ping 包大小后（原 2000B，现 32B），空口时延缩小 1~8ms 。

开启预调度后，空口时延缩小  3~7ms 。

核心网本地化可缩小传输+核心网时延 9ms  左右 。

终端能力查询次数多、4G锚点与NR时间未同步导致控制面时延较长

【现象描述】

NSA 终端从在 LTE 发起随机接入（发出 MSG1），到在 NR 完成随机接入（收到 MSG2）的控制面时延约 470~620ms（TUE 的 1.7~2.2 倍），其中 B 段、C 段、D  段时延分别为100~166ms，320~444ms，7~8ms。其中4G 现网控制面时延约 100ms  左右。

NSA控制面时延B

NSA控制面时延C

NSA控制面时延D

【问题分析】

NSA时延定义为由 LTE 控制面时延+添加 NR 辅节点时延+NR 随机接入时延三部分组 成。其中时延 B ：从终端在 LTE 发出 Preamble（MSG1）,到终端收到“第一条 RRC  重配(含 5G 测控)”消息；时延 C：从终端收到包含辅节点测量配置的 RRC  重配消息，到终端发出完成辅节点配置的 RRC 重配完成之间的时延（测量+配双连接）；时延 D：从终端在5G发出 Preamble（MSG1），到收到 MSG2  为止（非竞争）。

（1）B 段时延较高（TUE 的 1.4~2.2 倍）问题：初步定位与不同形态终端（手机/TUE）信令流程差异有关，如进行能力查询的次数差异（终端初始接入时，芯片一查询  4 次，芯片二查询 2 次），包括 LTE 能力和 MR DC  能力（流程示意图如下）。

（2）C 段时延较高（TUE 的 1.9~2.7 倍）问题：初步定位与不同形态终端（手机/TUE）NR 搜索机制和测量时长差异有关。  TUE 异频起测无需等待 Mesurement Gap；而  NSA终端需要等待，若 Measurement Gap 与 SSB  发送位置完全错开，需更长时间。

【解决方案】

网络侧可通过设置 NSA 的锚点与 NR 子帧同步来降低C  段时延，该方案简单直接，大部分厂商已支撑（方案示意图如下）

另外，合理配置 TimeToTrigger 参数可在一定程度上降低时延，如将  TimeToTrigger从 160ms 调整至 20ms，C 段时延降低约 140ms。

【效果评估】

C 段平均时延降低为以系统厂家一与芯片厂家一配对为例，C 段时延从 444ms  降低到250ms 左右，降低了 76%。

SSB配置为1/8波束覆盖性能差异

【问题背景】 

与4G仅支撑单广播波束相比，5G可支撑SSB广播多波束扫描，增强广播信道覆盖。SSB配置为1/8波束时的覆盖等性能差异，需要进一步评估。

【问题分析】 

在外场测试过程中，在基站覆盖的法线方向上，NSA室外基站覆盖室内场景下，实测覆盖能力：SSB 8波束>RACH> SSB 1波束> USCH。如下图，基站位于图中右侧方向，SSB 8波束覆盖最远点为左边星点位置，SSB宽波束覆盖最远点为右边星点位置。PRACH（Format0格式）覆盖最远点位于左右两个星点位置中间。测试过程中，相同物理点位SSB 8波束RSRP比宽波束高6~7dB，SINR高6~7dB，但是速率接近。在SSB宽波束覆盖最远点位置，上行业务信道无速率，说明PUSCH覆盖先于SSB宽波束覆盖受限。具体过程如下： 

当配置为8波束时，在8波束覆盖最远点，终端接收到MIB消息，但接入受限，具体表现是：终端发送MSG1后，接收MSG2超时，基站侧显示未收到MSG1，导致接入失败。8波束时，用户最远可以接入的位置为 8波束覆盖最远点和1波束覆盖最远点间的中间位置。 

当配置为1波束时，在八波束极限接入的位置上无法搜索到小区，靠近基站方向走半米后，可接收到SSB，在SSB宽波束覆盖的最远点（图中右边星位置），用户可接入成功，说明宽波束SSB先于PRACH受限。 

在宽波束/8波束接入极限点接入后，均无法顺利进行上载业务，掉话原因是测试业务 6 采用AM模式且NSA终端上行发射功率受限(20dBm)。说明PUSCH信道覆盖小于SSB宽波束。

【效果评估】 

在基站法线覆盖方向上，对于NSA模式，覆盖能力的大小关系如下：SSB 8波束>RACH> SSB 1波束> USCH 。当采用SSB水平8波束波束，可以增强SSB覆盖，信号强度增强6-8dB；8波束可增强因SSB覆盖受限而限制的PRACH信道的覆盖，但上行PUSCH覆盖，无法通过SSB增强而提升。 

在基站非法线覆盖方向上，如下图所示，上行信道（比如PUSCH或PRACH信道）的天线增益在非法线方向远大于下行SSB，考虑到上下行发射功率和各信道解调门限的差异，非法线方向上行信道和下行SSB覆盖大小关系，相比法线方向可能会有变化。

【建议】 

SSB水平8波束部署时，与1波束相比，优点是：可增强SSB的覆盖，非法线方向深度覆盖场景的接入性能也可能得到增强。缺点是：SSB仅增强广播信号的覆盖，对对业务速率无直接影响，配置为8波束，可能会出现手机信号显示较高但无法进行业务的问题。另外，目前SSB 8波束的波束切换等波束管理等功能，部分系统和芯片厂家的配合上仍有待进一步优化，正在加紧推动中。建议对于通用地面覆盖，以水平8波束为主；对于高楼场景，建议灵活采用多层垂直广播波束进行深度覆盖。