5G优化案例45G网络时钟同步解决NR异频切换失败案例.docx
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5G优化案例45G网络时钟同步解决NR异频切换失败案例
4&5G网络时钟同步解决NR
异频切换失败案例
XX
4&5G网络时钟同步解决NR异频切换失败案例
XX
【摘要】时钟是数字通讯设备的心跳，其重要性不言而喻。
不同的无线网络制式对时钟承载有不同的需求；目前LTE采用的是FDD制式，而5GNR普遍采用的是TDD制式，原理上需要时间同步，且随着未来协同业务的发展，需要更高的精度。
【关键字】基站、时钟、GPS、同步、切换
【业务类别】LTE
一、问题描述
目前LTEFDD系统是安装GPS，采用频率同步的方式，而5GNR则采用时间同步方式，为保证4/5G的正常切换、重定向等互操作，保障用户体验，需将4G基站更改为时间同步。
二、原理说明
2.1同步方式介绍
时钟同步是指信号之间在频率或相位上保持某种严格的特定关系。
在数字通信网络中，同步的目的是使全网基站之间的时钟频率或时间差异保持在合理的误差范围内。
时钟同步包括时间同步（相位同步）和频率同步。
2.1.1时间同步
时间信号是带有年月日时分秒时间信息的时钟信号。
目前时间信息业界使用UTC
（UniversalTimeCoordinated）时间信息。
UTC时间是世界标准时间。
时间同步又称时刻同步，是指绝对时间的同步。
一般的，全网时间同步是指全网设备时间信息和UTC时间同步，即时间信号的起始时刻和UTC时间保持一致。
如图所示，信号A和B是时间同步，信号C、D和A不是时间同步。
时间同步又称为相位同步。
相位时间（PhaseTime）指时钟信号与理想信号在对应的有效瞬间（一般指上升沿或者下降沿）的延迟时间，简称为“相位”。
相位也即时延。
2.1.2频率同步
频率同步指两个信号的变化频率相同或者保持固定的比例。
信号的相位可以不一致，频率也可以不一致。
如图所示，信号A、B和C是频率同步。
频率同步中，时钟信号是按周期变化的信号，该信号不包含时间信息。
2.1.3时间同步与频率同步的区别
如图所示的WatchA与WatchB，如果二者每时每刻的时间都保持一致，这种状态叫时间同步（Phasesynchronization）。
如果二者的时间不一样，但保持一个恒定的差值（如6小时），那么这种状态称为频率同步（Frequencysynchronization）。
如下左图为时间不同步，右图为时间同步，时间同步情况下，相邻小区需要注意PCIMOD3干扰，同时网络优化难度大，如下左图，时间不同步，相邻小区的参考符号随机错开，导致相邻参考符号干扰小，网络优化简单。
所以其SINR和CQI等都要高于时间同步。
2.2时钟同步精度要求
TDD制式下，5G的时间同步需求和4G的时间同步需求是一样的。
站和站之间相对偏差
3us，转换为单个站相对于基准的偏差则为±1.5us，即最基本的要求是：
|TimeError|<1.5us。
5G承载需要根据不同业务类别，提供不同的时间同步精度，5G的时间同步需求分为基本业务和协同业务两种场景。
5G提出的基本业务需要±1.5us的时间精度，这个和4GTDD是相同的，面向未来，可能还会有SMP（SeparatedMultiplePoint）等协同业务。
无线制式
频率同步要求
时间同步要求
GSM
0.05ppm
NA
WCDMA
0.05ppm
NA
TD-SCDMA
0.05ppm
+/-3us
CDMA2000
0.05ppm
+/-3us
LTE
0.05ppm
+/-1.5us
NR
NA
+/-1.5us
2.34/5G互操作时间同步的必要性
2.3.1必要性
3.5GTDDNR站间必须采用时间同步；目前NR的SSB设置为20ms，偏置为0，即偶数帧的前2ms发送完成。
NSA场景：
LTE异频测量GAP起始位置有可能与SSB发送时刻错开，UE不能测到NR信号，造成SgNB添加失败。
SA场景：
4G向5G切换、重定向，会因为测量不到NR信号造成失败或增加时延。
DSS场景：
终端在LTE搜索不到NR、终端驻留2.1GNR也同样搜不到2.1GNR邻区。
2.3.2其它影响
影响1：
NSA场景下NR下行吞吐率下降
锚点站做异频测量，在GAP期间是不调度数据的，同时锚点站也会把GAP信息传递给NR，NR在GAP期间同样不调度；如果时间不同步，LTE的GAP与NR的GAP时间没有对齐，那么在UEGAP期间，NR还是会调度数据，这些数据UE是收不到的。
影响2：
影响终端节电
NSA场景下，DRX需要LTE与NR在时间上同步，如果不同步，终端很难进入休眠态。
影响3：
影响动态功率共享
有些终端是支持动态功率共享的，动态功率共享的好处是，双连接态，上行单边发射，发射功率最大化。
2.3.3高通基带芯片升级
前期NSA网络没改时间同步没有出现问题，主要是因为前期NSA终端主要采用高通X50，是免GAP方案，双通道，LTE和NR相对独立；目前高通X55芯片不再支持NoGap测量。
2.4时钟同步方案
时钟同步目前主流方案为GPS和1588V2，优选GPS；目前大部分4G基站均已部署GPS
天线，但存在小部分基站由于环境限制未部署，则需通过1588V2进行时间同步。
2.5修改指令
修改同步模式会导致业务中断，需按相关流程规定进行修改。
指令解释
MML指令
添加GPS
ADDGPS:
SRN=0,MODE=GPS;
设定参考时钟源为GPS
SETCLKMODE:
MODE=MANUAL,CLKSRC=GPS,SRCNO=0;
设定基站时钟同步模式
SETCLKSYNCMODE:
CLKSYNCMODE=TIME;
三、问题解决案例
3.1问题描述
NSA场景下测试NR异频切换功能时，发现终端不上报A5事件导致切换无法成功。
3.2终端侧分析情况
终端发起了异频测量但测不到该频点，如下图所示:
LTE和NR不同步，LTE的gap和NR的SMTC是对齐的（offset都是0），但由于LTE和
NR之间有定时差，导致gap和SMTC交叠位置没有SSB。
LTE与NR不同步，LTE的GAP与NR的SMTC对齐（offset都是0），导致测不到异频上频点。
3.3基站侧分析情况
LTE侧时钟同步方式设置的是频率同步，导致了上述LTE和NR不同步的情况；
那么为什么直接通过B1接入异频NR没有问题？
是因为终端针对B1做了一个规避措施，当GAP内没有SSB时，终端自己将GAP周期扩大到20ms，这样可以保证测量到SSB。
但是针对A5事件，终端并没有做这个规避措施。
所以在LTE和NR不同步的情况下，就大概率搜不到SSB。
3.4问题原因
LTE的时间同步方式设置为频率同步，导致LTE和NR的帧没有时间对齐，SSB周期是20ms，在GAP的6ms测量时间内，没有搜索到SSB。
3.5解决方案
将LTE配置为时间同步。
四、区域试点
4.1试点区域及指标对比
挑选XX畲江工业园共计17个站点进行基站同步方式的修改，由频率同步修改为时间同步。
调整后部分指标出现下降，其中CQI由于MOD3冲突场景导致CRS受到的干扰抬升，CQI/SINR值下降（见2.1.3章节说明）；RRC连接重建比例由于下行干扰抬升，切换失败导致重建比例恶化；经过对下降指标的细致优化，均已恢复至原来水平。
CQI优良比
RRC连接重建比例
RACH成功率
96
95.86
95.84
1.2
1.16
79.6
79.5
79.3
95.5
95.03
1.1
1.020.99
79.4
79.2
79.1
95
1
79
94.5
0.9
78.8
4.2CQI优良比优化
CQI主要通过点面结合的方法进行提升。
“面”的方法即基于微网格进行CQI优化，通过整体网络结构优化，网络容量均衡、模三干扰整治来提升微网格CQI优良率。
可通过以下“四步法”：
第一步完成基础RF优化；第二步进行超高、超近站点整治；第三步进行PCI优化；第四步后台参数规范以及功率优化。
“点”是指在基于微网格的优化调整后，针对TOP低CQI差小区因区制宜，分析导致该小区CQI差的具体原因，采用调整下倾角、方位角、整改天面、更换天线、补肓、处理故障等优化手段来解决CQI差的问题，有效提升小片区域的CQI优良比。
经过调整，CQI优良比由修改时间同步后的95.03%上升至95.84%。
4.3RRC重建比例优化
RRC重建原因常见的一共有四种：
1.、重配置失败导致重建；2、切换失败导致重建；3、
RLF导致重建；4、其他；
修改时间同步后导致的重建比例恶化主要是切换失败导致，通过对TOP小区进行切换优化，RRC重建比例由1.16%下降至0.99%。
五、经验总结
1.无论是NSA还是SA的场景，时钟不同步，容易造成4G向5G切换失败、重定向失败等问题。
为避免这类问题，建议对区域内使用频率同步的LTE站点进行分批调整，其余区域的LTE站点可以随着5G站点部署进行调整，这样不影响5G建设速度。
2.对未部署GPS的站点，根据实际情况完成GPS的安装或改造，如无法安装GPS的场景，则进行开通1588V2的改造。
3.由于修改为时间同步会对SINR值产生影响，需随时监控指标变动，及时做好优化，确保网络指标稳定，提升用户感知。
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