5G优化案例5G覆盖场景特性参数应用研究.docx
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5G优化案例5G覆盖场景特性参数应用研究
5G覆盖场景特性参数应用研究
【摘要】5G网络覆盖场景复杂，通过MassiveMIMO波束赋形技术可以提供各种场景的
覆盖解决方案，本次通过分析华为厂家覆盖场景参数设置的实验结果，选择合适场景参数，解决高层5G信号弱问题，同时根据测试结果，初步确定城区各种场景的选择方案，为后期优化做参考。
【关键字】覆盖场景波束MIMO
【业务类别】5G
一、问题描述
XX电信指挥大楼附楼5楼开通5G基站，在距离附楼约50米的指挥大楼主楼12楼信号电平差，电平强度在-100dBm以下，严重影响5G终端正常使用。
城区高层热点楼宇覆盖复杂多样，是覆盖的重点，在4G时代一般通过建设室分系统、楼间对打、室外宏站的方式解决，效果不理想，干扰严重、没办法通过一楼一方案的方式进行解决。
二、分析过程
终端接收信号强度与基站发射功率、天线选型、路径损耗、覆盖场景有关，经过查询系统，NR基站采用200W设备，AAU机械倾角为0度，方位角为90度，相关参数已经达到最优情况，唯一能够进行调整优化的是与MassiveMIMO波束赋形相关联的参数覆盖场景参数。
2.1MassiveMIMO分析
2.1.1MassiveMIMO波束赋形
MassiveMIMO基于大规模天线，通过空分复用、波束赋形技术，解决容量与覆盖问题。
波束赋形（Beamforming）技术是5G关键技术，即通过调整多天线的幅度和相位，赋予天线辐射图特定的形状和方向，使无线信号能量集中于更窄的波束上，来增强覆盖范围和减少干扰。
NR小区的广播波束为水平方向为N个方向固定的窄波束，NR在不同时刻发送不同方向的窄波速完成小区广播波束覆盖。
现网配置最多7波束时分发送，水平波瓣宽度配置为15～110度
垂直面方向波束最多配置成4层，现网的垂直波瓣宽度配置为6～25度
2.2覆盖场景参数含义及设置方法
华为设备NRDU小区TRP波束配置相关参数包含覆盖场景、倾角/方位角、场景化波束算SSB最大功率偏置法开关
2.2.1CoverageScenario－覆盖场景
含义：
该参数表示天线的覆盖场景，系统根据设置的场景调整天线波束形态。
该参数仅适用于TDD。
调整天线波束形态会对无线覆盖范围产生影响。
2.2.2Tilt/Azimuth――倾角/方位角
含义：
该参数表示配置的波束赋形权值对应的水平方位角，该参数仅适用于TDD。
不同AAU类型支持的方位角调整范围可通过DSPNRDUCELLTRP命令查询。
界面取值范围：
-47~47，单位：
度
含义：
该参数表示配置的波束赋形权值对应的下倾角，该参数仅适用于TDD。
配置为255表示下倾角使用硬件默认支持的下倾角。
界面取值范围：
-3~30,255单位：
度
可以看出，广播波束可以通过调整数字倾角和水平方位角，改变波束的覆盖范围和覆盖方向，通过波束配置+数字倾角+水平方位角的组合，能够在以机械方位角为中轴的±55度，
水平110度，垂直25度的范围内机动调整，在范围内的区域均能覆盖
2.2.3ScenarioBeamAlgoSw――场景化波束算法开关
含义：
该参数表示场景化波束算法开关。
SCENARIO_BEAM_DENSIFY_ALGO_SW（场景化波束加密算法开关）：
用于控制波束加密（广播/RMSI波束加密）的打开与关闭。
界面取值范围：
SCENARIO_BEAM_DENSIFY_ALGO_SW（场景化波束加密算法开关）
对无线网络性能的影响：
SCENARIO_BEAM_DENSIFY_ALGO_SW（场景化波束加密算法开关）：
打开时，场景化波束进行加密，所有场景用满SSB最大波束个数，目标区域覆盖性能提升；当开关关闭时，恢复配置场景化波束。
2.2.4MaxSsbPwrOffset――SSB最大功率偏置
含义：
该参数表示特定小区特定TRP的所有SSB发送时所采用的功率相对基准功率的最大偏置。
当界面配置值超过可允许的最大汇聚能力时，实际生效值将由最大汇聚能力决定。
界面取值范围：
-15~15
对无线网络性能的影响：
该参数配置越大，表示发送SSB使用的功率越大，该SSB波束覆盖范围越大，但同时刻发送的数据传输可用功率减少；该参数配置越小，表示SSB使用的功率越小，该SSB波束覆盖范围越小，同时刻发送的数据传输可用功率增加。
三、解决措施
3.1XX电信指挥大楼覆盖验证3.1.基站覆盖场景分析
垂直半功率角
距离
上、下旁瓣覆盖高度（米）
6
50米
2.62
12
50米
5.26
25
50米
11.08
3.2.测试方法及原始测试数据
3.2.1测试方法
通过设置不同在覆盖场景，在各个楼层进行测试，每个楼层测试1分钟，对接收电平进行平均统计
3.2.2测试数据
场景
水平
垂直
1楼
3楼
6楼
8楼
12楼
SCENARIO_15
25
25
-80.42
-78.06
-76.51
-79.73
-93.02
SCENARIO_10
25
12
-84.64
-76.07
-82.38
-79.47
-97.5
SCENARIO_5
25
6
-85.97
-76.04
-80.51
-87.86
-104.64
SCENARIO_14
45
25
-86.53
-79.39
-76.98
-80.97
-93.42
SCENARIO_9
45
12
-87.98
-73.4
-80.41
-80.53
-97.5
SCENARIO_4
45
6
-85.93
-77.35
-80.29
-86.25
-102.23
SCENARIO_12
110
25
-80.48
-79.73
-76.86
-79.58
-88.06
SCENARIO_6
110
12
-83.92
-80.39
-76.33
-74.68
-97.66
SCENARIO_1
110
6
-83.98
-79.54
-79.74
-87.41
-100.92
DEFAULT+SSB功率偏置+15
-84.16
-75.52
-76.02
-81.82
-96.88
DEFAULT
-89.12
-77.84
-79.89
-83.65
-101.67
DEFAULT+SSB功率偏置-15
-92.94
-80.57
-89.93
-92.4
-113.89
3.3.覆盖分析
3.3.1主瓣方向覆盖分析
从测试情况看出，在主瓣覆盖方向，接收电平与场景参数关系不大，意味着改变场景参数不能改变主瓣方向的最大增益，这一点与水平波瓣90度的天线比水平波瓣30度的天线主瓣方向最大增益不同有区别。
3.3.2非主瓣方向覆盖分析
从测试情况看出，在12楼通过合理设置场景参数，覆盖情况得到明显改善，与覆盖场景1、4、5（垂直波瓣为6度，12楼不在主覆盖范围内）相比，覆盖场景12、14、15（垂直波瓣为25度，12楼基本上在主覆盖范围内）下，终端接收电平明显改善，在垂直波瓣同为25度的情况下，水平波瓣25，45与110之间变化不大。
3.2.3电平值与场景参数关系
通过分析默认场景下，设置不同的SSB功率，可以看出，在SSB最大功率偏置设置成+15时，覆盖情况明显优于SSB功率设置成0或-15的场景，说明通过调整SSB最大功率偏置可以改善覆盖情况.
3.4优化结果
根据上述测试情况，综合考虑目前建站初期基站数量少的情况，兼顾基站覆盖的广度及
深度，该站覆盖场景参数设置成12（水平波瓣110度，垂直波瓣25度），指挥大楼12楼覆盖从原来的-100dBm提升至-83dBm左右，下载速率达到800Mbps.
四、经验总结
通过选择合适的覆盖场景，相当于在以往4G优化工程中选择不同型号的天线，通过调整覆盖场景参数中的数字倾角和水平方位角，可以改变波束的覆盖范围和覆盖方向，再结合17种波束配置，通过场景参数+数字倾角+数字方位角+基站功率+SSB最大功率偏置等5个参数的组合，能够在以AAU机械方位角为中轴的±55度，水平110度，垂直25度的范围内机动调整，改善覆盖。
可以针对不同的覆盖需求，选择不同的波束类型，对于城区楼宇，可以分为高层（20层以上），中层及多层（7层及以下），中、高层楼宇分为两类，一类是某个单幢的商业楼宇，如写字楼、商场、酒店；另一类是大型住宅小区，一个小区内数幢、十数幢高层楼宇，楼宇瘦长；多层小区主要分布在老式的住宅小区、城中村，水平面积较大。
单幢楼宇多幢高层多层小区
结合测试结果可以看出：
覆盖单幢楼宇可以选择水平波束窄，垂直波束宽的覆盖场景15、16，在改善高层覆盖的情况下减少干扰；覆盖隧道可以选择水平波束窄，垂直波束窄的覆盖场景5；覆盖周边高层楼宇，基站在小区中间的，可以选择水平波束宽，垂直波束宽的覆盖场景12、覆盖乡镇、农村及城中村、成片多层住宅小区，可以选择水平波束窄，垂直波束宽的覆盖场景1、2。
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