5G优化案例全方位深层次提升5G速率优化指导.docx

1、5G优化案例全方位深层次提升5G速率优化指导 “全方位、深层次”提升5G速率优化指导XX “全方位、深层次”提升 5G 速率优化指导XX【摘要】日常 5G 使用中，速率感知对用户的影响极大，随着使用用户越来越多，会出现影响用户体验的速率低的现象，5G 网络优化的目标是最大化用户价值，实现覆盖范围、容量和价值的最佳组合；通过 5G 网络优化，用户可以获得更好的体验和知度，获得超高速率、超低时延、海量连接的多场景一致性体验。 【关键字】5G, 速率, 网络优化【业务类别】优化方法一、 背景描述随着 5G 网络建设和站点开通，以及市场的推广，电信 5G 的用户逐步增多，影响下载速率因素诸多，例如弱覆

2、盖、SINR 低问题、RANK 低问题等，本文将主要从全方位、深层次分析影响速率的一些原因，结合实际的一些优化经验，针对不同问题场景的提出，对后期用户5G 感知速率优化有针对性的问题指导意义。 二、 全方位分析过程2.1原理分析5GNR 系统在 LTE 原有技术的基础上，釆用了一些新的技术和架构。在多址方式上，NK 继承了 LTE 的 OFDMA 和 SC-FDMA,并且继承了 LTE 的多天线技术，MIMO 流数比 LTE 更多；调制方式上，支持根据空口质量自适应选择 QPSK、16QAM、64QAM 和 256M 等调制方式。 NR 系统跟 LTE 系统一样通过频分复用和时分复用可以灵活的

3、分配带宽内的时频资源， 但与LTE 不同的是NR 支持低频和和高频，并且NR 的子载波带宽支持多种格式如15kHz、30Khz、60kHz、120kHz、240kHz，载波所能支持的最大频域带宽大于 LTE，如下表所示： 2.2网络架构模型架构模型：5G控制面协议栈：2.3NR 吞吐量理论计算5G NR 在继承了 LTE 原有部分技术基础上，采用技术演进和新技术创新。比如 NR 继承了 LTE 的 OFDM 和 SC-FDM，但又将 OFDM 升级为F-OFDM，NR 继承了 LTE 的多天线技术，但 MIMO天线的数目、用户容量以及用户的流数比 LTE 更多。在调制技术上，支持更高的调制阶数

4、256QAM，同时在 LTE 的基础上进一步提升了系统带宽，当前最大可以支持到 400Mhz 带宽， 因此在速率方面，5G NR 理论上比 LTE 要高的多。 根据 3GPP TS 38.913 定义，5G NR 期望的下行峰值速率为 20Gbps，上行峰值速率为 10 Gbps，设备密度达 106/Km2，空口时延小于 1ms，支持速度 500Km/h。因此在理论原理上，资源块 PRB 数量、符号 Symbol 数量、帧结构等相关参数，将决定 5G NR 的理论峰值速率。 以目前 5G sub-6GHz 频段为例，最多传输的 PRB 数目如下表 1 所示，摘选自 3GPP TS 38.101

5、-1 协议。其中，系统带宽 100M，子载波间隔 30KHz 的 5G 系统，最多传输的 PRB 数目为 273，因此峰值速率采用 100MHz 带宽 273PRB 进行计算。 SCS （KHz） 5MHz 10MHz 15MHz 20MHz 25MHz 30MHz 40MHz 50MHz 60MHz 80MHz 90MHz 100MHz NRB NRB NRB NRB NRB NRB NRB NRB NRB NRB NRB NRB 15 25 52 79 106 133 160 216 270 N/A N/A N/A N/A 30 11 24 38 51 65 78 106 133 162

6、217 245 273 60 N/A 11 18 24 31 38 51 65 79 107 121 135 以 30KHz 的子载波间隔为例，循环前缀的类型是 Nomal CP，每个 slot 的 OFDM 符号是14，时域资源、频域资源均和参数集相关，以=1，30KHz 的子载波为例，则每个 slot 占用的时间是 0.5ms。 每传输14 个下行码元就有2 个码元的额外开销（用于PDCCH 和DMRS 等控制信息的传输）。我们计算时扣除开销部分做近似处理，认为 3 个符号用于参考信号的发送，剩下 11 个符号用于数据传输。 常见的帧结构配置：2.5ms 双周期，5ms 内有（5+2*10

7、/14）个下行 slot，则每毫秒的下行 slot 数目约为 1.28 个/ms。5ms 单周期，5ms 内有（7+6/14）个下行 slot，则每毫秒的下行 slot 数目约为 1.48 个/ms。 1）5G 上行理论峰值速率计算：上行基本配置，2 流，64QAM（一个符号 6bit） Type 1：2.5ms 双周期 由 2.5ms 双周期帧结构可知，在特殊子帧时隙配比为 10:2:2 的情况下，5ms 内有（3+2*2/14）个上行 slot，则每毫秒的上行 slot 数目约为 0.657 个/ms。上行理论峰值速率计算：273RB*12 子载波*11 符号（扣除开销）*0.657/ms

8、*6bit(64QAM)*2 流= 284Mbps。 Type 2：5ms 单周期 由 5ms 单周期帧结构可知，在特殊子帧时隙配比为 6:4:4 的情况下，5ms 内有（2+4/14）个上行 slot，则每毫秒的上行 slot 数目约为 0.457/ms。上行理论峰值速率计算：273RB*12 子载波*11 符号（扣除开销）*0.457/ms*6bit(64QAM)*2 流=198Mbps。 2）5G 下行理论峰值速率计算：下行基本配置，4 流，256QAM（一个符号 8bit） Type 1：2.5ms 双周期 由 2.5ms 双周期帧结构可知，在特殊子帧时隙配比为 10:2:2 的情况下

9、，5ms 内有（5+2*10/14）个下行 slot，则每毫秒的下行 slot 数目约为 1.28 个/ms。下行理论峰值速率计算：273RB*12 子载波*11 符号（扣除开销）*1.28/ms*8bit(256QAM)*4 流=1.48Gbps。 Type 2：5ms 单周期 由 5ms 单周期帧结构可知，在特殊子帧时隙配比为 6:4:4 的情况下，5ms 内有（7+6/14）个下行 slot，则每毫秒的下行 slot 数目约为 1.48 个/ms。下行理论峰值速率的计算： 273RB*12 子载波*11 符号（扣除开销）*1.48/ms*8bit(256QAM)*4 流=1.7Gbps。

10、 5G 上下行理论峰值速率：不同带宽、帧结构类型、MCS、流数对应的 5G 的上下行理论峰值, 速率也不同，具体如下表 2。 DLUL带宽帧结构类型MCS 表格流数速率（Mbps)带宽帧结构类型MCS 表格流数速率（Mbps)60M2.5ms 双周期64QAM4710.6960M2.5ms 双周期64QAM2167.2760M2ms 单周期64QAM4749.2260M5ms 双周期64QAM2111.5160M5ms 双周期64QAM4819.7160M2ms 单周期64QAM2139.3960M2.5ms 双周期256QAM4921.0560M2.5ms 双周期256QAM2226.146

11、0M2ms 单周期256QAM4971.0760M5ms 双周期256QAM2150.7660M5ms 双周期256QAM41063.5260M2ms 单周期256QAM2188.45100M2.5ms 双周期64QAM41210.82100M2.5ms 双周期64QAM2285.35100M2ms 单周期64QAM41276.40100M5ms 双周期64QAM2190.23100M5ms 双周期64QAM41399.38100M2ms 单周期64QAM2237.79100M2.5ms 双周期256QAM41560.47100M2.5ms 双周期256QAM2383.39100M2ms 单周

12、期256QAM41647.32100M5ms 双周期256QAM2255.59100M5ms 双周期256QAM41791.69100M2ms 单周期256QAM2319.49三、 深层次优化解决思路3.1弱覆盖、SINR 类问题 由于 5G NR 系统工作频段较高，其传播、穿透能力较低频段存在一定劣势，弱覆盖和SINR 等问题会影响速率；但另一方面，天线阵子尺寸与频率成反比（与波长正比），因此，可以通过 5G 波束赋形高频段能够组成更大规模的阵列天线对覆盖进行补偿，而终端侧也有机会采用更多天线提高覆盖能力。 3.1.1弱覆盖、SINR 问题优化思路措施当前现阶段，5G 波束赋形主要应用在 S

13、SB 波束、CSI-RS 波束以及 PDSCH 波束，应用状态、场景、特点等如下，设置合理的 SSB 广播波束的权值，以达到 5G 用户的业务覆盖要求。5G 窄波束类型 级别 状态 特点以及增益 场景化以及波束形成方式 SSB 广播波束 小区级静态波束 空闲态 1、提升覆盖，瞬时发送相比宽波束，覆盖增益 7dB； 2、周期性广播小区同步信号以及 MIB 信号，影响小区的接入和切换范围，即对移动性的影响；对用户速率没有直接影响； 3、时分扫描发送窄波束；类似机关枪一样扫射，形成一个包络，达到整个小区的覆盖； 可做场景化；16 套场景化波束可选+1 套自定义波束（水平垂直角度可设置） CSI-RS

14、/PDCCH 波束 用户级静态波束 连接态 1、用于提供终端提供CSI 测量； 2、CSI 测量，反映业务信道质量（通过终端上报CQI、PMI、RI），影响下行 MCS 选阶，调制方式， RANK 等； 3、直接影响用户速率 不支持场景化，可通过调节射频安装角度调节覆盖范围，可窄可宽 PDSCH 波束 用户级动态波束 连接态 随着用户位置变化而变化；实时跟踪； 不支持场景化，支持 SRS 权值和PMI 权值： SRS 权： sounding 权，依赖基站对于终端上行的测量结果计算（信号质量），更准确，性能更优， 必须天选终端支持；算法复杂，成本高 PMI 权：依赖终端自己下行的测量结果，把测量结果上报以后，来计算；CSI 信息 3.1.2优化案例：长安上沙示范区建网初期覆盖速率优化提升【问题描述】长安上沙示范区建网初期覆盖、速率、SINR 等均未达到预期效果，需要进行优化提升；【问题分析】长安示范区建网初期覆盖未完善，主要是