5G优化案例关于5G下倾角规划调整原则研究.docx
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5G优化案例关于5G下倾角规划调整原则研究
关于5G下倾角规划调整原则
XX
【摘要】MassiveMIMO作为5G的主要特性之一,实现波束赋形,形成极精确的用户级超窄波束,并随用户位置的不同而不同,将能量定向投放到用户位置,相对传统宽波束天线可提升信号覆盖,同时降低小区间用户干扰。
MassiveMIMO天
线波束分为静态波束和动态波束,SSBlock及PDCCH中小区级数据、CSI-RS采用小区级静态波束,采用时分扫描的方式,PDSCH中用户数据采用用户级动态波束,根据用户的信道环境实时赋形。
5G静态广播波束采用窄波束轮询扫描覆盖整个小区的机制,选择合适的时频资源发送窄波束,可以根据不同场景配置不同的广播波束,以匹配多种多样的覆盖场景,这里就涉及到如何根据不同的场景规划合适波束的问题;业务波束采用动态波束赋形不支持波束定制。
LTE传统宽波束小区只有一个宽波束,下倾角仅分为机械下倾角和电下倾角两部分,即:
LTE总下倾角=LTE机械下倾+电下倾。
通常,LTE的下倾角规划原则为:
垂直波束上3dB覆盖小区边缘,抑制小区间干扰(LTE频段较低、小区间干扰相对加大)、并增强近点的覆盖。
5GMassiveMIMO需要分别为SSB(广播信道)、业务信道(可间接通过CSI-
RS
表征),进行下倾角规划。
其中,涉及到机械下倾、SSB可调电下倾、CSI-RS波束下倾角。
只有确保规划合理,才能让用户得到最佳的感知体验。
【关键字】5GMassiveMIMO、下倾角、规划调整。
【业务类别】移动网
1.5G下倾角的定义
传统天线:
只有小区倾角的概念,倾角的调整同时对整个小区所有信道同时进行调整。
LTE传统宽波束小区只有一个宽波束,下倾角仅分为机械下倾角和电下倾角两部分,LTE机械下倾+电下倾的规划原则是波束3dB波宽外沿覆盖小区边缘,控制小区覆盖范围,抑制小区间干扰
5GMM天线:
公共波束下倾角:
由机械下倾角和SSB可调电下倾确定,调整公共信道波束,影响用户在网络中的驻留,优化小区覆盖范围;
业务波束下倾角:
由机械下倾角和CSI-RS波束下倾角确定,调整业务信道倾
角影响用户RSRP、吞吐率和业务时延等。
(业务信道PDSCH为动态波束,在网络规划中,业务信道的覆盖情况,间接通过CSI-RS来表征。
因此此处的业务波束下倾角用CSI的总下倾角
体现。
)
1.1机械下倾角
机械下倾(MechanicalTitle)是指,通过调整安装件(机械臂),改变5GNR
小区的下倾角。
1.2CSI-RS波束下倾角
64TR场景
CSI-RS可能对应着多层垂直波束,CSI-RS的垂直层数、各垂直层的指向,与单TRX的形态、各TRX的布放、CSI-RS的权值有关。
对于CSI-RS的某一层垂直波束,该层波束垂直法线对应的垂直角度,为该CSI-RS波束对应的下倾角。
64TR设备的CSI-RS波束下倾角是产品本身固有的属性,无法通过后台调整。
最外层波束、次外层波束、次内层波束、最内层波束对应的倾角分为-3、4、11、18,一般情况下,我们都是以次外层波束作为CSI-RS波束下倾角。
因此对于64TR设备,可默认其CSI-RS波束下倾角=4度/4-1度(需要根据具体覆盖场景是覆盖室内/室外而定,覆盖室内场景可当4度计算,覆盖室外场景
可当3度计算)。
32TR场景
32TR的可调电下倾(带移相器模块),会同时改变业务信道、CSI-RS的包络。
CSI-RS波束随SSB和数字下倾变化,最强和次强波束在不同数字倾角下对应的法线角度(第一个数字为最强波束法线角度,第二个数字为次强波束法线角度)。
SSBPattern0~8,当电下倾<=3时,CSI-RS的内层波束最强;SSBPattern0~8,当电下倾为4~7时,CSI-RS的外层波束最强。
因此对于32TR设备,可简化为:
当SSB可调电下倾为-2~0时,其CSI-RS波束下倾角=3度;当SSB可调电下倾为1~7时,其CSI-RS波束下倾角=4度;当SSB可调电下倾为7~9时,其CSI-RS波束下倾角=11度;
(根据具体覆盖场景是覆盖室内/室外而定,当覆盖室外场景可当计算角度-1度设计规划)。
1.3SSB可调电下倾
通过电信号调整天线振子的相位,改变水平分量和垂直分量的幅值大小,改
变合成分量场强强度,使天线的覆盖距离改变,天线每个方向的场强强度同时增大或减小,从而保证在改变倾角后,天线方向图形状变化不大:
2.不同倾角的场景下测试验证
2.1验证调整SSB可调电下倾对SSB覆盖指标的影响
验证方法:
分别找一个32TR小区和一个64TR小区,固定机械倾角,调整电下倾,找远中近三个定点测试,查看SSB相关测试指标。
32TR小区
近点:
电下倾角度
SS-RSRP
SS-SINR
覆盖率
-1
-87.80
7.24
100%
2
-83.98
11.41
100%
5
-79.23
16.98
100%
8
-79.29
18.81
100%
中点:
电下倾角度
SS-RSRP
SS-SINR
覆盖率
-1
-85.08
10.56
100%
2
-78.56
19.12
100%
5
-77.38
19.97
100%
8
-79.92
17.10
100%
远点:
电下倾角度
SS-RSRP
SS-SINR
覆盖率
-1
-94.40
11.26
100%
2
-93.13
13.5
100%
5
-93.65
14.03
100%
8
-100.27
5.70
100%
64TR小区
近点:
电下倾角度
SS-RSRP
SS-SINR
覆盖率
-1
-74.06
19.72
100%
2
-71.69
24.62
100%
5
-67.95
30.5
100%
8
-65.51
32.5
100%
中点:
电下倾角度
SS-RSRP
SS-SINR
覆盖率
-1
-77.34
23.29
100%
2
-78.97
18.74
100%
5
-76.72
25.75
100%
8
-70.13
30.97
100%
远点:
电下倾角度
SS-RSRP
SS-SINR
覆盖率
-1
-86.53
22.81
100%
2
-87.17
22.25
100%
5
-89.46
18.52
100%
8
-94.09
14.07
100%
结论:
不同电下倾角度对32TR/64TR小区的SSB覆盖指标均呈现出了符合信号传播的线性关系。
在近点/中点,电下倾角越大,其SSB覆盖正增益越明显,在远点,电下倾角越大,其SSB覆盖负增益越明显。
2.2验证调整SSB可调电下倾是否会影响CSI-RS波束下倾角
验证方法:
分别找一个32TR小区和一个64TR小区,固定机械倾角,调整电下倾,找远中近三个定点测试,查看CSI相关测试指标。
32TR小区
近点:
电下倾角度
下载速率
PDSCH-SINR
PING1400时延
-1
973Mbit/s
36.86
22.44
2
1008Mbit/s
37.36
16.70
5
1010Mbit/s
35.70
15.64
8
1058Mbit/s
37.01
15.06
中点:
电下倾角度
下载速率
PDSCH-SINR
PING1400时延
-1
965Mbit/s
38.50
15.60
2
887Mbit/s
39.23
15.96
5
963Mbit/s
39.33
15.98
8
963Mbit/s
39.32
15.88
远点:
电下倾角度
下载速率
PDSCH-SINR
PING1400时延
-1
344Mbit/s
24.11
23.30
2
340Mbit/s
23.98
22.20
5
361Mbit/s
22.52
22.76
8
354Mbit/s
23.83
24.38
64TR小区
近点:
电下倾角度
下载速率
PDSCH-SINR
PING1400时延
-1
1081Mbit/s
39.23
21.64
2
1053Mbit/s
39.48
20.94
5
971Mbit/s
39.26
20.72
8
1064Mbit/s
39.47
21.06
中点:
电下倾角度
下载速率
PDSCH-SINR
PING1400时延
-1
898Mbit/s
39.82
21.46
2
975Mbit/s
39.85
21.24
5
785Mbit/s
39.62
21.06
8
744Mbit/s
39.17
20.58
远点:
电下倾角度
下载速率
PDSCH-SINR
PING1400时延
-1
789Mbit/s
36.82
16.20
2
741Mbit/s
34.00
19.36
5
739Mbit/s
34.16
14.92
8
794Mbit/s
35.85
13.83
结论:
调整不同电下倾角度对小区的CSI-RS波束下倾角的影响我们通过下载速率、CSI-SINR和时延来间接呈现(因测试软件无法统计到CSI-SINR,因此用PDSCH-SINR替代)。
通过上表可看出不同电下倾角度对32TR小区的CSI-RS波束下倾角在近点有影响,在中点/远点影响不大;不同电下倾角度对64TR小区的CSI-RS波束下倾角在近/中/远点均没有表现出太大影响。
2.3验证调整机械倾角对公共波束、业务波束的影响
验证方法:
分别找一个32TR小区和一个64TR小区,固定电下倾,调整机械倾角,找一个定点测试,查看相关测试指标。
32TR小区
机械下倾角
SS-RSRP
SS-SINR
覆盖率
下载速率
PDSCH-SINR
PING1400时延
0
-85.70
8.74
100%
1032Mbit/s
36.24
22.31
3
-83.13
11.62
100%
1078Mbit/s
37.12
17.21
6
-78.15
16.48
100%
1065Mbit/s
36.73
16.66
64TR小区
机械下倾角
SS-RSRP
SS-SINR
覆盖率
下载速率
PDSCH-SINR
PING1400时延
0
-72.15
24.38
100%
1048Mbit/s
39.21
20.37
3
-68.22
28.15
100%
1028Mbit/s
39.26
20.24
6
-65.74
32.16
100%
1061Mbit/s
39.36
21.0
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- 优化 案例 关于 倾角 规划 调整 原则 研究