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1、5G优化案例5G多流性能提升篇之rank问题分析5G 多流性能提升篇之 rank 问题分析XX 2.2.9RANK 自适应算法产品问题排查 282.2.10基站配置核查 282.3Celldt 分析方法介绍 282.3.1 537 跟踪 282.3.2 713 跟踪 292.3.3 728 跟踪 302.3.4 776 跟踪 32三 Rank 优化方法 323.1Rank 的整体优化思路 323.2 基线参数 323.3 版本手段 333.4 验证案例 35i.开启 VAM 权 35ii.调整 CSI-PC 36iii.非天选 Rank 探测 37iv.近点降功率 38v.SRS 权流间功控

2、393.5 其他方法 40四经验总结 405G 多流性能提升篇之 rank 问题分析XX 【摘要】在 5G Massive MIMO 网络中，通过对 Rank 的原理和影响因素的分析，同时阐述Rank 类问题的常见分析和故障隔离方法，网络 RF 手段，给出了Rank 优化的思路和方法， 并且根据现网的实际应用结果提供进一步证明研究方案的可行性。【关键字】Rank 原理 ；Rank 优化【业务类别】参数优化一Rank 问题描述1.1影响 UE 上报 RI 的因素1.1.1参考信号：CSI-RSUE 上报的RI 是基于CSI-RS 参考信号测量得到。在 3G/4G 时代，参考信号又叫做导频信号，是

3、预先定义好的一些已知信号序列，占用一定的时频资源块。在通信过程中，通过对比实际接收到的参考信号与预先定义的标准参考信号间的变化，来完成信道质量的测量估计、相干检测和解调等功能。直观的说，就是根据这些已知的参考信号 X 和其实际接收Y 来求取方程中矩阵H 的特征值，再配置H 应用于其他未知数据信号的检测解调等，在 5G 的波束成形技术中也会协助求解类似的波束成形矩阵权值。CSI-RS 信号主要用于服务小区和邻区测量，RRM 算法，包括 CQI，PMI，RI 的反馈，可以这么理解，CSI-RS 主要有如下应用场景：1）RI 上报，即 RANK 上报2）初始 CQI 上报，用以初始 MCS 选择3）

4、PMI 上报，用于预编码矩阵的计算4）终端移动时的服务小区和邻区测量其中 1、2、3 这三项功能在当前版本中已经使用，统称为 3I 测量，而第四项功能当前版本尚未用到。CSI-RS 为用户级参考信号，即有用户接入才会发送，并且每个用户占用不用的 CSI-RS 资源。每个用户的CSI-RS 都是发满全带宽（即基站发送CSI-RS 时是在全带宽每个RB 上都有CSI-RS）。终端根据接收到的CSI-RS 信号预估下行最优的流数（Rank），并通过RI 反馈给基站。CSI-RS 配置中，以下几个关键配置可能会影响终端的 RI 测量：1）CSI-RS Port 数CSI-RS Port 数与UE 上报

5、的RI 的关系为：RI 的上限值CSI-RS Port 数。即如果 CSI-RSPort 数配置为 2 端口，则 UE 上报的 RI 最大不超过 2。2）PDSCH 相对 CSI-RS 的功率偏置信元用于控制基站给 UE 下发的CSI-RS 配置信令中携带的 powerControlOffset 信元，参数为NRDUCellRsvd:RsvdParam188，该信元用于指示终端基站发送的CSI-RS 相对PDSCH 的功率偏置是多少。该信元的值越大，表示基站告知 UE CSI-RS 相对PDSCH 功率越高。举例说明，如果 powerControlOffset 从-6 修改 0，在其他配置全都

6、不变并且基站发功不变的情况下，对 UE 来说，PDSCH 的功率就从比 CSI-RS 低 6dB 变成与 CSI-RS 相同，则UE 预估的RI 和CQI 都会相应提高。3）CSI-RS 相对 PDSCH 实际功率偏置用 于 控 制 基 站 给 实 际 发 送 的 CSI-RS 相 对 PDSCH 的 功 率 偏 置 ， 参 数 为 ： NRDUCellRsvd:RsvdParam126，该参数配置越高，表示CSI-RS 的实际发射功率越高，终端所测量到的 CQI、RI 都会随之提高。4）基站发送 CSI-RS 的波束类型不同的环境中，基站发送CSI-RS 的波束类型不同，UE 测量到的RI、

7、CQI 也会随之变化。一般来说，基站发送的最优的CSI-RS 波束是以尽可能窄的波束包住UE 所有主要的径， 实际信道由于变化剧烈并且非天选终端一流SRS 也不能完整反映下行 4 根接收天线上径的情况，这样，能在不丧失过多功率的情况下获得最大的空间自由度。当前版本推荐的 使用VAM 宽波束代替DFT 窄波束来作为CSI 的发送波束，主要是相对展宽的波束能够比窄波束包住更多的径，从而不会丧失信道的空分增益。关于 VAM 权，在权值章节有更加详细的介绍。1.1.2环境因素环境因素是影响 UE 上报的RI 的主因。UE 上报的RI，实际上就是UE 对环境多流状况的测量，从原理上来说，UE 会对空间的

8、多个信道进行测量，并且进行均衡，通过均衡后的结果上报RI 和CQI，从而体现终端对空口多径信道的测量结果。不同的环境，会导致终端测量结果发生较大的差异，因此在实际的 rank 调优过程中，都建议选择 NLOS，且周边多径（反射/折射）更为复杂的环境，如下图对比所示：一、道路多径环境丰富图 1：场景 1二、空旷场景，相应多径环境更差图 2：场景 2因此在规划精品路线时，尽量选择周边多径更加丰富的环境来规划，从而在拉网过程中获取更高当然 Rank。1.1.3UE 的算法实现对于终端来说，实际测量的算法都是统一的，但由于终端的性能不同，这其中涉及到终端不同的芯片能力，不同的天线情况，因此各个终端的测

9、量结果，即便是在相同的位置实际上也是不同的，对于终端来说，他是按照标准的 Massive MIMO 网络方法来测量并计算各个信道情况的，对于PMI 权和SRS 权而言，终端的测量方法不会有差异，只是基站侧在最终调度的时候是否会使用终端上报结果的区别。1、首先终端下行的天线数，和基站侧下发的Port 数，组成了一个xTxR 的MM 网络， 终端会对这个 xTxR 的网络每个信道进行测量2、终端对于测量到的每个信道的情况进行数字化，即每个信道的测量结果形成一个函数作为无线信道的影响因子，即R=h*T+n，其中R 表示接收方，T 表示发送方，h 表示信道情况，N 表示信道的噪声情况（建模时可以考虑为

10、高斯白噪声）3、多个信道的情况，最终量化成一个 xTxR 的信道矩阵，即 R=H*T+N4、对这个 H 信道矩阵进行 SVD 分解，将这个矩阵的共轭部分计算出来，即可以使用线性代数的方法将这个矩阵的秩计算出来，终端即会将这个计算出来的秩再评估相关性之后进行上报，即为 RI1.2基站选择调度 Rank 的基本方法1.2.1权值基站目前有 3 种大类型的权值，分别为开环权、PMI 权、VAM 权以及 SRS 权，以下分别介绍这几种权值下 Rank 的调度方法：一、开环权一般在未获取到正常 SRS 或未获取到正常 3I 测量上报的时候，基站侧会选择开环权进行调度，在进行开环权调度的时候，一般会使用终

11、端最近一次上报的合法 RI 进行相应Rank 的调度，但最高的 Rank 不会超过 Rank2（2 Port）/rank4（48 Port）一般来说，在初始接入和切换入的一小段时间会使用开环权，如果长期使用开环权进行调度的话，会导致Rank 无法抬升，需要分析原因，常见的主要原因是用于调度 rank 的测量量（包括 SRS 或 3I），基站侧没有收到合法值导致;二、PMI 权PMI 权的主要含义是通过终端上报的 PMI 码本在确认最终PDSCH 的权值，是一个依赖终端上报的权值方案，主要流程如下：1）基站发送CSI 波束，即所谓的外层权，这个 CSI 波束是根据基站侧配置来选择波束类型，以及通

12、过 SRS 测量来选择最优波束 ID；2）终端对 CSI 波束进行测量，根据测量结果上报来进行 RI/PMI 的调度因此PMI 权下，调度 rank 就是终端实际测量的结果，基站侧不做任何处理，如果终端上报的 RI 偏低，则可能导致整体 rank 偏低；三、VAM 权VAM 权实际上指的是一种CSI 波束类型，可以理解为一套外层权值，和 VAM 相对的主要有 DFT， 全宽， 半宽等几种波束类型， VAM 权下的外层波束类型主要有 3 种： VAM- H，VAM-V，VAM-HV，相较于 DFT，VAM 波束更宽，可以包含更多的多径信息，在覆盖和自由度不受限的场景下，可以获取更高的 RI 和更

13、好的 CQI，从而提升整体谱效率；四、SRS 权SRS 权和PMI 的差异在于，内层权的计算不再依赖终端，而是根据 SRS 的测量结果进行SVD 分解计算得到，并最终决定调度的Rank，终端上报的RI 只是作为初始调度rank 的一个输入量，后续rank 的升降完全依赖于基站对SRS 测量结果以及MCS 的实际调度结果来决定；相较于PMI 权，SRS 权更加精准，几乎没有PMI 权值下的量化损失（PMI 码本数量有限，而SRS 的权值粒度相较于PMI 码本更细），因此整体从频谱效率来说，SRS 权优于PMI 权，但 SRS 权依赖天选终端；基站侧可以配置SRS/PMI 权值自适应，会根据SRS

14、 测量的结果来自适应的选择SRS 权还是PMI 权，基站侧和权值配置强相关的具体参数如下：参数 IDMO含义建议值支持 MIMO 权值在 SRS 权与PMI 权间自适应，在远近点，SRS 受限场景均能DL_PMI_SRS_ADA选取合适权值提升用户传输性能；该PT_SWAdaptiveEdgeExpEnhSwitNRDUCellAlgoSwitch开关关闭，小区支持单一权值方案，固定PMI 权在近点性能受限，固定 SRSONch权在 LOS 径远点性能受限且会因为 SRS资源受限、权值更新不及时导致性能恶化DL_PMI_SRS_ADAPT_SW 关 闭 时 才 生效。FixedWeightTy

15、p eNRDUCellPdsch0 表示固定 PMI 权， 1 表示固定 SRS 权， Notes ： 对于非天选， 只能 PMI 权，SRS 权只能 1 流SRS_WEIGHT1.2.2天选终端 TDD 系统上下行频率相同，因此 gNodeB 可以依据测量 UE 发送的 SRS 信号反馈的上行信道信息估计下行信道信息。天选，指在各天线上轮流发 SRS，进行发送天线轮询，能够更精确的估计上行信道信息。如果上行发送天线是固定某个天线，gNodeB 得不到其他天线的信道信息，可能影响 BF 性能。在引入天选之前，UE 固定在一个天线上发送 SRS 信号，即非天选。图 3：天线模拟图 当前天选有 2

16、 天选和 4 天选，2 天选只能在两个天选上轮流发送 SRS， 而 4 天选能在 4 个天线上轮流发送 SRS 信号。通常所说的天选终端，指的是4 天选终端。天选终端识别方法参考章节 2.2.9 终端天选和 MIM O 能力排查 图 4：天线天选分类针对天选终端，一般基站默认使用 SRS 权进行调度，此时的 Rank 调度完全依赖基站侧对SRS 的测量结果来进行。当然，最初的 Rank 还是依赖终端上报的 RI。在天选终端调度 SRS 权的场景，基站侧主要有 2 种调度 Rank 的算法，一个叫边界保护的Rank 自适应，一种叫谱效率最优的 Rank 自适应，在商用网场景，推荐使用谱效率最优的

17、Rank 自适应，下面简单介绍谱效率最优的 Rank 自适应方法谱效率最优的Rank 自适应原理是根据最优的谱效率来选择相应的 Rank，即对每一个Rank 都需要维护一个谱效率计算结果，然后进行对比，选择最优的进行调度计算谱效率需要输入 2 个测量结果，一个是累积的外环调整量，一个是当前SRS 的测量结果，通过这 2 个测量来综合计算每个 rank 的谱效率，具体方法如下：1）根据 SRS 测量结果，获得每流的 delta-SINR_Layer2 ） 计 算 各 流 的 SINR ： SINR_layer = -10*10log(Rank) + SINR_report + delta_SIN

18、R_layer，并且根据计算的外环累积量来计算调整的 SINR3）根据加权求和的方法来计算该码字的总谱效率，如果计算出来该码字的第一流与最优一流的deltaSINR 大于门限MaxCondValueThld（默认 15，保留参数可配置），需要在原频谱效率基础上，乘以折算系数 EffCoef（默认为 0.8，保留参数可配），作为新的码字SINR，这个计算出来的 SINR 即可认为是谱效率如果多一流计算出来的谱效率优于当前流数 1.1 倍（默认值），则选择升 rank 如果少一流计算出来谱效率优于当前流数 1.1 倍（默认值），则选择降低 rank 升降 rank 都只能逐阶升降，不能越阶升降如果

19、在远点，当SRS 测量结果较低时，即测量的 PreSINR 低于某个值时（该值是一个门限），此时基站会认为 SRS 测量结果不可靠，可以自适应调整到 PMI 权进行调度。1.2.3非天选终端对于非天选终端来说，优先使用PMI 权，在使用PMI 权的场景下，基站实现则相对简单，完全依赖终端上报的 RI 来进行 Rank 调度；但在远点，终端上报RI=1 的场景，针对 1T4R 非天选终端，可以使用SRS 权调度，主要是考虑在RI=1 场景，1T4R 可以将上行 1 个SRS 信道测量结果完全了解清楚，此时使用SRS 权调度可以获取 SRS 测量结果增益。由于依赖终端上报的RI 来进行Rank 的

20、调度，那么如果终端上报不准的场景下，可能会损失性能，因此基站在后续版本，针对 PMI 权引入了Rank 探测的算法进行优化，基本原理如下：基站侧会根据实际调度的MCS 来决定是否要向上/向下进行Rank 探测，原则是当长期调度的MCS 较好时，则向上进行Rank 探测，即便是终端上报的RI 没有变化的时候，也尝试向上调度 Rank；当长期调度的 MCS 较低时，则向下进行 Rank 探测，通过这个算法来保证在终端上报不准的时候，进一步来优化 Rank 调整的空间；默认配置如下：探测方向Rank12Rank23Rank34升9默认 22，参数可配置Rank2-3 门限-2降4默认 18，参数可配

21、置Rank2 NR-Detail-CQI Statistic-Wide Band-PCC Measured RI 进行查看、地理化显示等图 5UE 上报的 RI 差总体定位思路如下：图 62.1.1强邻区不切换导致 UE 上报的 RI 低现象&分析：强邻区不切换会导致UE 无法驻留在最优小区，CSI-RS 会受到来自邻区的干扰从而导致UE 上报的 RI 差。如下图所示，NR 最强邻区的 SSB RSRP 比主服小区强 9dB，UE 多次上报 PCI 142&333 的A3 事件，但是网络侧一直没有下发辅站变更命令。图 7优化：针对强邻区不切换问题，需要排查以下几个方面： 配置核查：5G 辅小区

22、是否漏配 5G 目标小区5G 辅小区是否配置多个与目标小区相同 PCI 邻区4G 主小区是否漏配 5G 目标小区4G 主小区是否配错 5G 目标小区信息X2 口未配置或配置错误 告警核查：4G 主小区到 5G 服务小区和 5G 目标小区的 X2 口是否存在传输异常5G 目标小区是否存在异常告警 信令分析：是否存在流程交叉等其他问题2.1.2下行干扰导致 UE 上报的 RI 低现象&分析：当小区存在干扰信号时，小区的上下行业务会受到影响，CSI-RS 的测量同样受到干扰，会出现终端上报的 RI 低导致 gNB 调度的 RANK 低、MCS 差，误码率高等问题，严重时会导致 UE 无法做业务；当出

23、现如上的问题时，需要进入干扰问题的分析。 如下图所示，连续多个路测打点RANK ThldSRS for RANK（默认为-2dB，参数NRDUCellRsvd.RsvdParam54 控制）则采用谱效率最优的 rank 自适应方案（参数可配）;当PreSINR NR-Detail-MIMO-DL Layer-PCC DL Avg RI Value 进行查看、地理化显示等图 12基站调度的 RANK 问题排查思路如下：图 132.2.1频繁切换导致调度的 RANK 差现象：用户切换过程中链路会中断（表现在切换的那 1s 内调度次数会减少），切换后用户初始接入，低RANK 低MSC 能保证接入和切

24、换成功率，大概在 30ms 左右可调整回来，影响较小；但是如果发生频繁切换，会导致 RANK 无法快速调整回来，因此需要对频繁切换区域进行优化；如果 4G 或 5G 在 5s（时间可根据需求自定义）内存在 2 次及以上次切换，则判断为频繁切换，如果频繁切换的小区关系存在小区 A-B-A 的场景，则称之为乒乓切换。分析：在Assistant 上地理化显示 4G PCI，DL RANK，5G PCI 等信息，可以通过主服 PCI 分布变化来观察是否存在频繁切换，如下图所示，图中 4G 和 5G 红框部分PCI 频繁发生变化，对 RANK 产生了影响，导致该路段大部分时间 RANK=2。图 14优化措施：针对频繁切换路段，需要对其进行优化，以减少频繁切换次数。确定主服小区：确定主服小区有两个手段，降低邻区信号强度和增强主服 小区信号强度。对于越区的邻区，优先调整邻区的方位角、下倾角、功率、和Pattern 等参数，降低邻区信号强度。切换参数优化：通过路测日志查看测量报告，计算服务小区电平和邻区电平 的 差 异 ， 得 到 需 要 修 改 的 A3 门 限 、 幅 度 迟 滞 、 两 两 小 区 间cellindividualoffset 或时