5G优化案例5G波束场景优化改善居民区深度覆盖研究与实例Word文档格式.docx
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在波束上报过程中,UE必须等待gNB将RACH(随机接入信道)机会调度到其选择的最佳波束方向上执行随机接入。
因此,若在SA(独立组网)模式下,gNB可能需要再进行一次完整的波束扫描。
若在NSA(非独立组网)模式下,则可以通过LTE连接直接通知gNB。
MassiveMIMO与传统的天线相比,MassiveMIMO通过大量增加天线振子数量,并且用集中性更高的窄波束取代以前的宽波束,并通过波束权值的调整从而可以实现更高的赋形增益,大幅度提升单站的容量和覆盖能力,解决运营商在同城竞争中面临的站址紧张、建站难、深度覆盖难等痛点。
传统的赋形技术只能实现业务信道的赋形,在5G中,广播信道也是采
用窄波束发射,从而实现了控制信道的赋形,使用广播/控制信道覆盖能力更强:
可波束扫描,覆盖增益2.5~5dB。
由此可见,波束赋形的关键在于天线单元相位的管控,也就是天线权值的处理。
广播波束管理优化,主要涉及宽波束和多波束轮询配置以及波束级的权值配置优化。
华为5G支持不同权值赋形的广播波束,增强不同组网场景下广播信道、同步信号的覆盖范围,更好的匹配小区覆盖范围和用户分布,gNodeB支持多种覆盖场景的波束。
运营商可以选择适合自身覆盖需求的波束场景,解决不同组网场景下小区覆盖受限以及邻区干扰问题。
华为定义了17种不同权值组合,水平3dB波宽可设置为105°
,110°
,90°
,65°
,45°
,25°
以及15°
垂直3dB波宽可设置为6°
,12°
以及25°
;
除了17种典型的权值组合外,还可以根据实际场景自定义权值组合。
系统根据设置的场景调整天线波束形态。
不同AAU类型支持的覆盖场景可通过DSPNRDUCELLTRP命令查询。
该参数仅适用于TDD低频。
实际取值范围:
DEFAULT,SCENARIO_1,SCENARIO_2,SCENARIO_3,SCENARIO_4,SCENARIO_5,SCENARIO_6,SCENARIO_7,SCENARIO_8,SCENARIO_9,SCENARIO_10,SCENARIO_11,SCENARIO_12,SCENARIO_13,SCENARIO_14,SCENARIO_15,SCENARIO_16
三、SSB波束权值分场景现场测试研究
本次SSB(广播波束)权值验证的目的旨在给出典型场景下的5G立体波束的权值建议。
根据现网华为5G站点的覆盖典型情况,选取了高层楼宇的覆盖场景,并分别验证华为RAN
2.1版本支持的几种权值组合的覆盖效果,最终给出典型场景下5G权值建议。
3.1场景选取
根据AAU天线覆盖场景进行筛选。
将接覆盖场景设定在5G站点梁溪区公安分局_4小区,目标覆盖高层建筑为沁园新村小区高层住宅:
860单元-865单元。
地理位置信息:
1.天线高25米;
2.天线距目标建筑之间距离为105米;
3.目标建筑物长180米,高99米。
场景截面图:
场景平面图:
场景地图:
现场勘察:
AAU位置:
工程参数设置:
现场天馈工程参数确定,方位角155度,机械倾角:
2度。
3.2测试方法
测试软件:
ZTEAxon10sPro5G(TP-A2020SP-V2.3.0)分析软件:
T-PhoneAnalyzerfor5GSAV20.20.200723测试方法:
1、后台NRDUCellTrpBeam.CoverageScenario设置为默认场景(水平105°
垂直6°
);
2、使用Tphone配置FTP下载测试计划,对860至865楼栋单元每隔5层进行CQT测试,记录LOG;
3、后台修改NRDUCellTrpBeam.CoverageScenario为SCENARIO_12(水平110°
垂直25°
)、SCENARIO_8(水平65°
垂直12°
)、SCENARIO_16(水平15°
),依次重复步骤2。
3.3测试分析
3.3.1默认场景(水平105°
)
垂直面基于数学计算的方案:
站高25米,楼站距105米,垂直6°
,计算得到垂直覆盖高度H=25+tan(6/2)*105≈31米;
AAU天线主瓣垂直覆盖大致在10层楼左右。
水平面基于数学计算的方案:
楼站距105米,水平105°
,计算得到水平覆盖距离
L=105*tan(105/2)≈136米;
AAU天线主瓣覆盖水平方向覆盖136米左右。
Ø
CQT测试楼层占用研究小区(PCI:
313)SS-RSRP(dBm)统计如下:
DEFAULT(水平105°
楼层
860
861
862
863
864
865
33
-105.33
-104.31
-109.20
-105.01
-113.19
-116.95
30
-104.87
-121.44
-106.89
-110.07
-107.75
-112.17
25
-105.04
-108.67
-108.22
-105.69
-110.67
20
-99.95
-103.79
-103.32
-102.27
-106.21
-101.04
15
-104.94
-107.10
-102.18
-100.60
-109.39
-107.25
10
-108.03
-110.68
-106.91
-104.21
-99.75
-111.23
5
-102.66
-100.06
-90.62
-105.02
-94.81
-102.51
1
-98.54
-96.55
-98.56
-100.48
-93.41
-91.37
从CQT测试结果来看:
水平层面能较好覆盖860-865楼栋,垂直面主要覆盖中低楼层(1-20楼层),相对来讲20层以上信号覆盖较弱。
DT测试结果统计如下:
波束场景
覆盖率(SS-RSRP>
=-105dBm&
&
SS-SINR>
=-3dB)
平均SS-RSRP(dBm)
平均SS-SINR
(dB)
下行(FTP层)平均速率(Mpbs)
DEFAULT
100%
-79.55
17.65
712.71
3.3.2SCENARIO_12(水平110°
站高25米,楼站距105米,垂直25°
,计算得到垂直覆盖高度H=25+tan(25/2)*105≈48米;
AAU天线主瓣垂直覆盖大致在16层楼左右。
楼站距105米,水平110°
,计算得到水平覆盖距离L=105*tan(110/2)≈150米;
AAU天线主瓣覆盖水平方向覆盖150米左右。
SCENARIO_12(水平110°
-98.45
-104.02
-103.44
-101.75
-99.42
-98.81
-97.36
-104.74
-99.59
-106.62
-106.88
-96.82
-99.24
-105.25
-99.23
-95.46
-102.77
-98.98
-99.93
-95.48
-98.26
-104.67
-100.13
-101.72
-93.78
-101.43
-97.98
-106.28
-98.51
-87.95
-119.86
-96.59
-101.66
-92.19
-104.63
-103.45
-97.38
-88.90
-95.17
-78.79
-76.64
-100.80
-96.58
-100.77
-102.54
-94.11
-78.96
从CQT测试结果来看:
水平面能较好覆盖860-865楼栋,垂直面也能较好覆盖1-33楼层,较默认场景(水平105°
)垂直方向覆盖改善非常明显。
覆盖率(SS-RSRP>
=-105dBm&
=-
3dB)
平均SS-RSRP
(dBm)
下行(FTP层)
平均速率(Mpbs)
SCENARIO_12
-79.16
18.42
732.43
3.3.3SCENARIO_8(水平65°
站高25米,楼站距105米,垂直12°
,计算得到垂直覆盖高度H=25+tan(12/2)*105≈36米;
AAU天线主瓣垂直覆盖大致在12层楼左右。
楼站距105米,水平65°
,计算得到水平覆盖距离L=105*tan(65/2)≈67米;
AAU天线主瓣覆盖水平方向覆盖67米左右。
SCENARIO_8(水平65°
(无313)
-113.91
-106.45
-104.23
-106.79
-101.4
-105.19
-113.1
-110.21
-100.39
-108.24
-100.84
-113.21
-95.97
-106.02
-94.12
-108.29
-106.71
-98.06
-103.02
-99.26
-98.24
-101.63
-105.6
-110.69
-106.7
-95.78
-111.2
-101.99
-108.07
-113.33
-100.15
-100.85
-95.41
-102
-107.61
-101.83
-97.95
-85.06
-72.48
-105.96
-100.65
-98.25
-95.55
-87.49
-88.57
水平面能较好覆盖862-865楼栋,垂直面也能较好覆盖1-20楼层,较默认场景(水平105°
)垂直方向覆盖有所改善。
下行(FTP
层)平均速率(Mpbs)
SCENARIO_8
-79.73
17.55
702.41
3.3.4SCENARIO_16(水平15°
楼站距105米,水平15°
,计算得到水平覆盖距离L=105*tan(15/2)≈14米;
AAU天线主瓣覆盖水平方向覆盖14米左右。
SCENARIO_16(水平15°
-106
-112.55
-106.42
-103.34
-108.81
-95.95
-110.55
-101.67
-108.35
-103.06
-109.4
-105.11
-97.63
-97.47
-111.83
-109.71
-111.04
-103.52
-102.59
-102.44
-109.6
-99.11
-102.5
-108.92
-109.77
-109.56
-105.24
-98.46
-104.92
-105.47
-106.63
-102.24
-98.62
-91.72
-88.95
-109.5
-108.41
-100.36
-99.08
-97.44
-91.35
水平面能较好覆盖这些863-865楼栋,垂直面也能较好绝大部分楼层,较默认场景(水平105°
)水平方向覆盖面有所收窄,垂直方向覆盖面有所改善。
SCENARIO_16
-79.84
16.06
712.03
3.4测试总结
综合以上分析,可以得出以下结论:
1、测试得到的不同波束场景下的,覆盖范围和角度与理论值吻合,但覆盖范围略大。
2、高层或超高层(楼高50-100米)覆盖场景在SCENARIO_12(水平110°
,垂直
25°
)8波束2H4V权值组合下,覆盖效果较好。
3、独栋高层或孤立高层楼宇(楼长30-50米、楼高50-100米)覆盖场景在SCENARIO_16(水平15°
,垂直25°
)4波束1H4V权值组合下,覆盖效果较好。
4、小高层居民区(楼高20-50米)覆盖场景在SCENARIO_7(水平90°
)或SCENARIO_8(水平65°
)权值组合下,覆盖效果较好。
5、城中村、多层居民区(楼高3-20米)覆盖场景在默认场景(水平105°
垂直
6°
)、SCENARIO_2(水平90°
)或SCENARIO_3(水平65°
四、利用波束优化改善居民区深度覆盖实例
根据上述研究结果,解决居民区5G用户投诉,提升深度覆盖水平。
【问题描述】
在日常优化工作中,有用户反映在五湖大道雪溪苑A区5G信号差,信号时有时无。
【问题分析】
联系用户现场勘察用户所处位置15层,占用WX5GHTB经开_仙河苑南_[1][4522255][室外]AA
(PCI:
150,SS-RSRP:
-108dBm)。
基站现场勘察:
天线挂高30米,方位角340°
,机械下倾角3°
,扇区主要覆盖周边居民区和内部道路。
安排对该区域部分楼栋进行摸查CQT测试结果如下:
T0
SS-RSRP(dBm)
SINR(dB)
33号楼
34号楼
40号楼
41号楼
18F
-103.52
-101.57
-96.21
-99.63
6.89
7.02
9.19
5.02
15F
-104.07
-103.89
-96.46
-102.67
5.91
4.40
5.92
3.57
10F
-101.38
-113.87
-103.96
-99.24
2.15
-1.25
3.02
3.52
5F
-101.78
-103.15
-105.28
-98.95
5.55
6.50
5.99
7.32
1F
-110.99
-111.25
-113.17
-110.07
-1.61
1.72
0.84
2.75
DT测试结果如下:
基本覆盖率(%)
符合基本覆盖的
采样点数
总采样点数
平均SS-
RSRP(dBm)
平均SS-SINR(dB)
68.29%
168
246
-98.72
6.5
SS-RSRP覆盖轨迹图T0
SINR覆盖轨迹图T0
【解决方案】
1、垂直面基于数学计算的方案:
楼高54米,站高30米,楼站距180米,计算得到垂直覆盖角度=arctan[(54-30)/180]*2≈15°
。
2、后台修改NRDUCellTrpBeam.CoverageScenario为SCENARIO_12(水平110°
垂直25°
)利用主瓣覆盖,改善对高层楼宇的深度覆盖。
【复测结果】
对NR波束覆盖场景参数优化后高层SS-RSRP和SINR指标均有所改善。
回访用户表示问题已解决。
CQT测试结果如下:
T1
-93.86
-101.30
-99.79
-106.58
10.30
8.85
8.99
6.92
-98.22
-107.56
-94.08
-104.64
15.12
4
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- 优化 案例 波束 场景 改善 居民区 深度 覆盖 研究 实例