5G优化案例5G CQI覆盖优良比提升方法探究.docx
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5G优化案例5GCQI覆盖优良比提升方法探究
5GCQI覆盖优良比提升方法探究
XX
摘要
5G覆盖优良比即CQI优良比，该指标能够直接反映无线信道的质量，间接能够反映用户的使用感知。
本文首先从射频优化的角度对CQI优良比进行提升，提出从连续覆盖及深度覆盖两个方面进行优化。
连续覆盖优化包括基站故障处理，AAU机械下倾角调整；深度覆盖优化包括增加发射功率，调整B1门限，通过处理现网的问题TOP小区达到提升CQI的目的。
然后，本文通过对5GCQI与RSRP、SINR等指标的关联性研究，确定网络覆盖类指标和5GCQI指标之间的联系，以便对5GCQI指标质差问题的定界分析和优化。
通过对网管参数“物理下行共享信道汇聚功率偏置最大值、公共搜索空间的DCI功率偏置最大值、TRS功率偏置、PUSCH标称P0值、PUCH标称P0值”等参数探究，分别对质差区域参数修改前后的网管性能、现场CQT测试、现场DT测试等数据的5GCQI指标变化趋势和其他网络关键指标的变化趋势进行对比分析，以确定不同优化方案下对5GCQI指标提升的有效性和可行性，最终达到5GCQI指标提升的效果。
【关键字】5GCQI，射频优化，参数调整
1、5GCQI覆盖优良比指标定义
1.15GCQI覆盖优良比定义
根据定义，5GCQI优良率为NR采用256QAM表CQI>7和采用64QAM表CQI>10的采样点数量之和，在CQI上报总采样点中的占比。
具体公式如下：
CQI指标
CQI公式
5GCQI优良率
[5GCQI优良率]=[5GCQI优良率-分子]/[5GCQI优良率-分母]
5GCQI优良率-分子
[5GCQI优良率-分子]=[256QAM表UERANK1~4单码字全带宽CQI>7的上报次数]+[64QAM表UERANK1~4单码字全带宽CQI>7的上报次数]
5GCQI优良率-分母
[5GCQI优良率-分子]=[256QAM表UERANK1~4单码字全带宽CQI0~15的上报次数]+[64QAM表UERANK1~4单码字全带宽CQI0~15]
备注：
‘64QAM表’为table1，‘256QAM表’为table2，详见CQI相关定义。
1.25GCQI相关定义
UE对无线信道质量如SINR进行测量，并上报信道相关的CQI信息，用以为分组调度和链路适配等无线资源管理算法提供信道质量信息，链路适配算法则基于CQI来选择最有效的调制和编码机制（MCS）。
5G系统中CQI表采用了与LTE的设计原则，即不同场景下设计多张CQI表。
CSI-ReportConfig中的高层参数cqi-Table用以表示采用哪个CQI表来计算CQI，其取值为table1、table2和table3。
使用条件如下：
1）cqi-Table配置为table1和table2时，误块率不应该超过0.1。
cqi-Table配置为table1时，采用表1所示4比特CQI信息（对应TS38.214的表5.2.2.1-2），该表适用于eMBB业务，支持QPSK、16QAM和64QAM调制方式，
不支持256QAM。
cqi-Table配置为table2时，采用表2所示4比特CQI信息（对应TS38.214的表5.2.2.1-3），该表适用于eMBB业务，支持QPSK、16QAM和64QAM调制方式，同时支持256QAM。
2）cqi-Table配置为table3时，误块率不应该超过0.00001。
cqi-Table配置为table3时，采用表3所示4比特CQI信息（对应TS38.214的表5.2.2.1-4），该表适用于URLLC业务，支持QPSK、16QAM和64QAM调制方式，不支持256QAM。
表3为5G新增，用于URLLC业务，它只包含QPSK，16QAM和64QAM。
根据R1-1719584，URLLC要求数据包为32比特下的BLER为10-5，用户面时延为1ms。
传统的LTE的CQI表对应的BLER目标值为10%，因此无法达到URLLC的可靠性的要求。
HARQ可以提高可靠性，但是增加了时延。
在CQI表增加较低码率虽然可以满足可靠性和时延的要求，但是会增加UE上报CQI所需的比特数。
因此考虑URLLC采用独立的CQI表，并使用不同的BLER目标值。
另外，由于URLLC对峰值速率的要求不高，因此没有必要采用较高的调制阶数。
1.15GCQI与RSRP关联性探究
统计5GCQI与RSRP采样点，根据散点图分布情况可知，5GCQI大于10的采样点主要分布在RSRP大于-82dBm区间内，由此可知NRPCCSS-RSRP（dBm）大于-82dBm为CQI大于10的条件之一。
如下所示：
1.25GCQI与SINR关联性探究
统计5GCQI与SINR采样点，根据散点图分布可知，5GCQI大于10的采样点主要分布在SINR大于15dB区间内，由此可知NRPCCSS-SINR（db）大于15dB为CQI大于10的条件之一。
如下所示：
2、双维度射频优化提升5GCQI优良比
通过射频优化手段提高5GCQI优良比，可从以下两个方面进行优化：
1、形成连续覆盖
连续覆盖，即从提升SS-SINR的角度来提升CQI,当UE接收的SINR大于15dB时，其上报的CQI大于10。
2、增强深度覆盖
深度覆盖，即从提升SS-RSRP的角度来提升CQI。
由于目前室外宏站覆盖室内场景较多，对于这类场景，其RSRP受墙体穿透损耗较严重，容易造成上报CQI偏低现象。
2.1连续覆盖优化
要形成5G连续覆盖，首先需要处理不可用小区，其次需要优化AAU机械下倾角。
2.1.1小区不可用处理
由于小区故障导致的小区不可用，会使得原本不该覆盖此区域的5G小区产生越区覆盖，从而降低服务小区的CQI，因此，解决此类问题的方法就是处理告警小区，提升覆盖区域的连续性。
CPRI接口异常导致的NR小区不可用告警
标红基站为告警基站，当前小区不可用，绿色为正常基站
小区名称
5GCQI
TZ5GHTA海陵_电信新区大楼_[0][4849677][室外]AA
98.9
TZ5GHTA海陵_电信新区大楼_[1][4849677][室外]AA
97.8
TZ5GHTA海陵_电信新区大楼_[2][4849677][室外]AA
76.1
TZ5GHTA海陵_政府_[6][4849677][室外][DZJ]AA
97.9
TZ5GHTA海陵_政府_[7][4849677][室外][DZJ]AA
98.1
TZ5GHTA海陵_政府_[8][4849677][室外][DZJ]AA
67.1
由于站点存在告警，导致电信新区大楼2扇区和政府2扇区存在过远覆盖，5GCQI指标劣化。
小区名称
5GCQI
TZ5GHTA海陵_电信新区大楼_[0][4849677][室外]AA
98.9
TZ5GHTA海陵_电信新区大楼_[1][4849677][室外]AA
97.8
TZ5GHTA海陵_电信新区大楼_[2][4849677][室外]AA
96.1
TZ5GHTA海陵_政府_[6][4849677][室外][DZJ]AA
97.9
TZ5GHTA海陵_政府_[7][4849677][室外][DZJ]AA
98.1
TZ5GHTA海陵_政府_[8][4849677][室外][DZJ]AA
97.1
解决告警后，小区可用，形成连续覆盖，原来指标劣化的小区指标得到明显提升。
2.1.2AAU机械下倾角优化5G下倾角概念与定义
5G物理下倾为天线阵子的下倾角，通过机械下倾和远程电下倾调整，当前AAU不支持远程电下倾，因此物理下倾角只能够通过机械下倾调整。
机械下倾角针对所有的信道波束均生效，机械臂支持的机械下倾角调整范围为：
-20～20。
由于MassiveMIMO的引入，下行有如下两类静态波束：
①SSB波束下倾：
该下倾角可以通过SSB波束场景参数进行调整（部分场景），因此在物理下倾角规划时不需要考虑SSB的波束影响
②CSI-RS波束倾角：
该静态波束的数量和下倾角是固定值，无法进行参数调整；CSI-RS一共有32个静态波束，垂直面分为4层，每层8个波束；因此物理下倾角的规划主要基于CSI-RS静态波束的分布进行设置。
5G下倾角规划原则
①以保证CSI-RS以及PDSCH业务信道覆盖最优原则
②其次保证控制信道与业务信道同覆盖原则，默认控制信道与业务信道倾角一致，通过调整数字下倾角来优化控制信道覆盖范围
下倾角规划：
确定小区边缘的垂直面波束
城区、密集城区，且覆盖的目标区域为室内（覆盖受限场景），建议：
将第二层CSI-RS波束的法线指向小区边缘底层，保证网络的连续覆盖。
城区、密集城区，且覆盖的目标区域为室外（干扰受限场景），建议：
将最外层CSI-RS波束指向小区边缘底层。
每一层CSI-RS波束下倾角与水平面夹角如图所示，图中为了更好地显示4层波束，夹角进行了夸大。
下倾角优化及效果
使用江苏公司自主研发的“网翼”软件中的“俯仰角评估”模块可以计算出每层CSI-RS波束的覆盖范围，再通过设定第二层CSI-RS的覆盖范围来确定AAU的最佳机械下倾角，以保证连续覆盖，从而达到提升CQI的效果。
当天线高度为35米，机械下倾角为8度时，第一层波束覆盖范围为400
米，第二层波束覆盖范围为165米，第三层波束覆盖范围为102米，第四层波
束覆盖范围为72米。
利用该工具可自动导出建议的下倾角，结合CQI偏低的TOP小区清单，共
整理出需要调整下倾角的55个小区清单，对这些小区进行下倾角调整优化，观察指标变化情况。
9月17日全网
9月18日全网
9月19日全网
9月20日全网
9月21日全网
9月22日全网
9月23日全网
9月24日全网
9月20日修改前后，TOP小区组指标由80提升至90。
9月20日修改前后，全网指标由97.1提升至97.5。
2.2深度覆盖优化
由于成本等因素限制，目前5G多以宏站的方式进行室内覆盖，这就导致了室内存在深度覆盖不足的现象，这也是导致CQI偏低的原因之一，可以通过提高小区发射功率及修改B1门限的方式来改善指标。
2.2.1提升小区发射功率
提升小区发射功率，可有效改善室内深度覆盖不足现象，提升扇区的CQI优良比。
一般情况下，AAU的最大可调整发射功率为349dbm，针对CQI优良比偏低且发射功率不足349dbm的AAU进行功率调优，共调整55个AAU，CQI优良比变化情况如下图所示。
提升小区发射功率后，小区组整体CQI优良比由80提升至96，CQI优良比提升明显。
2.2.2调整B1门限
目前5G采用NSA组网，异系统间切换采用B1事件定义，B1事件定义为“异系统邻区信号质量变得高于对应门限”。
当降低B1门限时，用户更加容易附着到5G网络上，提高B1门限时，用户不容易附着到5G网络上。
参数
场景条件
载波条件
基站类型
条件选项
默认值
建议值
说明
描述
检查类型
NRSCGFREQCONFIG:
NsaDcB1ThldRsrp
锚点站
ALL
-105
-110
NSADCB1
事件RSRP门限
该参数表示LTE配置5G
SCG时测量B1事件的RSRP触发门限，若RSRP测量值超过该触发门限，将上报B1测量报告。
该参数仅适用于FDD及TDD
。
-156~-
31
NSA参数
B1门限参数定义
可将CQI优良比低TOP小区的4G锚点站B1门限提高5db，使5GSS-RSRP较差的用户附着在4G网络。
将深度覆盖较差的200个锚点小区B1门限由-110修改为-105后，全网CQI优良比由97.50%提升至97.60%，提升了0.1个百分点。
CQI优良率分子分母均有一定比例下降，说明深度覆盖弱的地方用户无法使
用5G。
3、5GCQI优化参数探究及修改效果对比
3.1物理下行共享信道汇聚功率偏置最大值
5GNR通过每通道功率计算MaxTransmitPower计算出小区基准功率ReferencePwr，下行信道和信号通过在小区基准功率上设置功率偏置的方式来进
行功率控制。
由于UE上报CQI测量的是全带宽内的物理下行共享信道的信道质量，当增加PDSCH汇聚功率后，理论上可提升5GCQI。
（1）参数探究内容：
通过修改“物理下行共享信道汇聚功率偏置最大值（分贝）”，研究参数取值不同时5GCQI指标的变化情况，探究不同取值时网管性能指标、现场CQT指标、现场DT指标的变化情况。
如下所示：
测试编号
网管参数名
实验值
范围
默认值
T0
物理下行共享信道汇聚功率偏置最大值（分贝）
0
【0~15】
0
T1
物理下行共享信道汇聚功率偏置最大值（分贝）
5
【0~15】
0
T2
物理下行共享信道汇聚功率偏置最大值（分贝）
10
【0~15】
0
操作命令如下；
MODNRDUCELLCHNPWR:
NRDUCELLID=3,MAXPDSCHCONVPWROFFSET=X;
（2）网管指标效果对比：
参数修改后网管CQI优良率指标提升约9个百分点，指标提升约9.9%，其他关键指标无明显波动。
如下所示：
测试编号
5GCQI
优良率
5GCQI
优良率
-分子
5GCQI
优良率
-分母
SCG添
加成功率（%）
辅站（SgNB）
变更成
功率
干扰噪声平均值
下行PRB利
用率
上行PRB利
用率
T0
90.1779
1267
1405
100
100
-114
2.5214
5.1664
T1
98.2724
17008
17307
100
100
-113
64.858
7.7735
T2
99.1458
9402
9483
100
100
-114
37.6676
6.2252
102
100
98
96
94
92
90
88
86
84
5GCQI优良率SCG添加成功率（%）辅站（SgNB）变更成功率
T0T1T2
（3）CQT测试指标效果对比：
参数修改后CQT定点测试，CQI均值约提升0.3，大于7比例提升约5个百分点，大于10比例提升约16个百分点。
如下所示：
Element
T0定点测试-CQI
T1定点测试-CQI
T2定点测试-CQI
Average
9.84
10.12
10.03
Maximum
12.84
13.88
13.72
Minimum
5.6
7.12
5.4
CQI大于7占比
94.82%
100.00%
99.08%
CQI大于10占比
39.38%
59.30%
46.48%
16
14
12
10
8
6
4
2
0
AverageMaximumMinimumT0定点测试-CQIT1定点测试-CQIT2定点测试-CQI
参数修改后其他参数无劣化，RSRP和SINR略有增长，下行速率提升约30Mpbs。
如下所示：
Element
T0定点测试
T1定点测试
T2定点测试
RSRP（dBm）
-95.64
-94.36
-93.07
SINR（dB）
9.42
9.11
10.57
下行速率（Mbps）
230.05
265.71
266.25
300
200
100
0
-100
T2定点测试
T1定点测试
T0定点测试
RSRP（dBm）
SINR（dB）
下行速率（Mbps）
T0定点测试
-95.64
9.42
230.05
T1定点测试
-94.36
9.11
265.71
T2定点测试
-93.07
10.57
266.25
（4）DT测试指标效果对比：
参数修改后DT测试，CQI均值约提升0.5，大于7比例无明显变化，大于10比例同比提升约19个百分点。
如下所示：
Element
T0DT测试-CQI
T1DT测试-CQI
T2DT测试-CQI
Average
10.99
11.47
11.36
Maximum
14.16
14.92
14.48
Minimum
8.46
6.24
7.72
CQI大于7占比
100.00%
100.00%
100.00%
CQI大于10占比
64.83%
77.40%
83.55%
16
14
12
10
8
6
4
2
0
AverageMaximumMinimumT0DT测试-CQIT1DT测试-CQIT2DT测试-CQI
参数修改后其他参数无劣化，RSRP和SINR均有所增长，下行速率无明显提升。
如下所示：
Element
T0DT测试-CQI
T1DT测试-CQI
T2DT测试-CQI
RSRP（dBm）
-95.85
-90.28
-86.34
SINR（dB）
12.08
12.87
13.58
下行速率（Mbps）
343.6
349.05
356.8
400
300
200
100
0
-100
T2DT测试-CQIT1DT测试-CQI
T0DT测试-CQI
RSRP（dBm）
SINR（dB）
下行速率（Mbps）
T0DT测试-CQI
-95.85
12.08
343.6
T1DT测试-CQI
-90.28
12.87
349.05
T2DT测试-CQI
-86.34
13.58
356.8
3.2公共搜索空间的DCI功率偏置最大值
PDCCH根据DCI不同的类型，分为公共调度的DCI和专用调度的DCI，PDCCH功率分配包含静态分配和动态调整，目前默认采用的是静态分配的方式，静态分配使用固定的功率给DCI使用，基于公共调度DCI的计算公式如下：
𝑅𝑒𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑐𝑒𝑃𝑤𝑟+𝑀𝑎𝑥𝐶𝑜𝑚𝑚𝑜𝑛𝐷𝑐𝑖𝑃𝑤𝑟𝑂𝑓𝑓𝑠𝑒𝑡+10×𝑙𝑜𝑔10（𝑅𝐹𝐶ℎ𝑎𝑛𝑛𝑒𝑙𝑁𝑢𝑚）
（1）参数探究内容：
通过修改“公共搜索空间的DCI功率偏置最大值（分贝）”，研究参数取值不同时5GCQI指标的变化情况，探究不同取值时网管性能指标、现场CQT指标、现场DT指标的变化情况。
如下所示：
测试编号
网管参数名
实验值
范围
默认值
T0
公共搜索空间的DCI功率偏置最大值（分贝）
0
【0~15】
0
T1
公共搜索空间的DCI功率偏置最大值（分贝）
5
【-15~15】
0
T2
公共搜索空间的DCI功率偏置最大值（分贝）
10
【-15~15】
0
操作命令如下；
MODNRDUCELLCHNPWR:
NRDUCELLID=3,MAXCOMMONDCIPWROFFSET=X;
（2）网管指标效果对比：
参数修改后网管CQI优良率指标提升约7.9个百分点，指标提升约8.7%，其他关键指标无明显波动。
如下所示：
测试编号
5GCQI
优良率
5GCQI
优良率
-分子
5GCQI
优良率
-分母
SCG添
加成功率（%）
辅站（SgNB）
变更成
功率
干扰噪声平均值
下行PRB利
用率
上行PRB利
用率
T0
90.1779
1267
1405
100
100
-114
2.5214
5.1664
T1
94.5082
16383
17335
100
100
-113
60.9245
7.9745
T2
97.9537
14839
15149
100
100
-113
51.1943
6.9684
102
100
98
96
94
92
90
88
86
84
5GCQI优良率SCG添加成功率（%）辅站（SgNB）变更成功率
T0T1T2
（3）CQT测试指标效果对比：
参数修改后CQT定点测试CQI均值约提升1，大于7比例提升约4.4个百分点，大于10比例提升约48个百分点。
如下所示：
Element
T0定点测试-CQI
T1定点测试-CQI
T2定
升级会员 