5G网络深度覆盖提升感知优化案例

随着5G业务的发展,用户感知尤为重要,随着人们的生活水平不断提高,对网络使用的要求也越来越高,用户感知更加重要,数据业务已超越语音业务成为流量和收入的主体,信号质量的决定作用更明显。5G TDD的频谱大带宽和Massive MIMO技术是真正能够提供eMBB 10倍能力提升的;但也有其缺点,频谱要可获得,可使用,高频频谱覆盖不如低频,上行和下行的深度覆盖不足严重影响用户感知,是5G网络优化的重要工作,本次针对5G覆盖措施展开论述,通过参数调整、RF优化覆盖等有效手段进行分析优化,提升用户感知和满意度。

**【关键字】**参数优化,覆盖优化,深度覆盖,感知提升

**【业务类别】**用户感知提升

  1. 深度覆盖定义与场景划分

1.1 深度覆盖定义

深度覆盖是相对于广度覆盖而言的,是在广度覆盖基本完成的情况下,对广度覆盖的补充和加强,按场景可分室内和室外两部分。

室外部分:由于复杂的地理环境与建筑环境,形成相互阻挡的建筑物、大型高架桥下、建筑之间道路等;室内部分:写字楼、住宅楼、宾馆酒店、大型场馆、城市快速路下穿隧道等。如下表1:

|------------|---------------------------|
| 场景 | 景场景描述 |
| 高层、多层、别墅小区 | 楼宇形状统一,布局规章,阻挡严重,高层信号好于低层 |
| 混合型小区 | 楼宇高低不一,封闭型较多 |
| 城区道路 | 楼宇阻挡带来的弱覆盖区域 |
| 商业区 | 商铺、广场、大排档、集市 |
| 下穿隧道 | 道隧道内信号非常弱,急需要覆盖 |

1 . 2 场景分类

随着城市建设的规模不断加大, 带来了众多城市建筑的多元化发展,区域内风格多样的建筑成为城区的亮点。但是这些环境内无线网络的环境复杂,而且移动通信网络建设的要求也很高,必须采用合理的网络优化手段,将容易发生阴影衰落的区域进行划分。

随着城区5G 网络和基站的开通, 覆盖的区域不断增加,终端客户群和网络承载手机移动流量也不断扩大,随着5G 基站开通和覆盖区域的不断增加, 各设计单位和厂家定会共同研究出多种深度覆解决方案和新型产品, 以推动整个移动通信行业的发展。如下表2

|-------|--------------|----------------|
| 场景分类 | 建筑特点 | 深度覆盖 |
| 工业厂区 | 建筑密集,厂房、空旷地多 | 站间距大,深度覆盖难 |
| 城中村 | 建筑物不规则,规模大 | 建筑老旧室分难布,深度覆盖难 |
| 高层建筑 | 建筑高 | 站点高度不足,深度覆盖难 |
| 商圈、医院 | 建筑密集 | 信号多,受到干扰大 |
| 公园 | 空旷 | 山林遮挡,深度覆盖难 |

  1. 深度覆盖优化解决措施

2 .1 深度覆盖总体原则

考虑到工程的实施难度和造价进行深入思考,遵循分级建设、室内外协调、快速部署、业务需求的原则进行覆盖优化。

分级建设,用户的业务分布、覆盖场景的优先等级等,都是分期、分批建设的依据。

尽量采用室外的宏站加微基站等进行快速部署,减少覆盖空洞。

根据市场需求,选择用户密度大的综合性场所和建筑物等进行施工,5G手机无处不在地显示5G信号Logo对运营商品牌宣传的作用是巨大的,具有较大的经济效益。

2.2 深度覆盖方案

在现网中楼宇阻挡造成的弱覆盖区域,如果是独栋楼宇造成,影响范围相对较小;如果是连片楼宇相互阻挡造成的,影响范围较大。这两种情况下,通过新增常规宏基站的手段往往较难解决,同时还存在站点获取难度大、无法实施的困难。下穿隧道场景,常规宏基站只能解决出入口部分覆盖,内部仍然存在弱覆盖。下面介绍几种常用的解决方案。

2.2.1 采用B OOKRRU

对于沿街底层商铺、次要道路路口因楼宇、树木阻挡造成的弱覆盖区域,采用街道站、灯杆站等方式,解决覆盖和容量问题。

下图是已经完成安装的灯杆站现场照片。该区域是街道道路两旁树木林立,人流量大、宏站信号难于满足覆盖需求。灯杆站的信源采用RRU 拉远,杆上安装或落地柜内安装;选用定向板状天线,安装在可用的路灯杆、监控杆或者低压电力杆上;灯杆站覆盖半径控制在150m 左右,天线方位角设置与街道走向保持一定的角度,合理解决深度覆盖不足问题。

2.2.2 合理设置天线覆盖 场景

密集城区高楼阻挡形成的弱覆盖区域,合理采用5G天线多样性,灵活的设置覆盖场景天线横置等方式解决该区域的弱覆盖问题。

对楼宇中高层覆盖,宜采用天线上仰、横置的方式。由于楼宇属于无线环境复杂区域,需要对天线参数进行定制,控制水平/ 垂直波瓣范围。可采用SCENARIO-6/7/8/9天线,对路口及楼宇出入口进行覆盖。

2.2. 3 更换AAU单板 ,增 功率增强覆盖 能力

随着5G的快速发展,密集城区容量扩容需求愈发迫切。运营商为了满足覆盖和容量需求,加站成为一种必然的选择。而增加宏站成本高,周期长。运营商需要一种适合快速建网的低成本解决方案。因此华为特推出了新型的宏站解决方案帮助运营商解决城区密集城区容量和深度覆盖难题。

AAU5639w是解决深度覆盖方案的重要射频单元,它采用AAS技术,将天线和射频集成,支持功率240W。

2.2.4 LTE&NR DSS 新技术应用

5G的初期部署引入了NSA模式,利用与LTE的双连接,实现在LTE上作为信令的锚点,在5G的载波上进行上下行用户数据的调度,5G频段高传播能力相对LTE低频段差,上下行覆盖能力受限的弱点。必然会带来上下行覆盖的限制问题,虽然引入了beamforming等手段进行改善,但依然存在上下行覆盖的问题。

DSS 通过在现有4G LTE基站上实施软件升级以创建4G/5G混合基站,可以在LTE和5G NR覆盖范围之间动态切换,支持基站在低、中、高频之间灵活使用现有频谱,极大的提升5G基站的覆盖能力,使移动运营商能够快速经济高效地建设5G网络。

2.2. 5 常规提升手段-外场侧

根据路测分析针对弱覆盖小区进行现场勘查并根据情况采用以下提升方案:

  • 天馈输出功率异常,更换天线
  • 方位角&下倾角不合理,调整天馈
  • 小区主覆盖方向遮挡,整改更换天线位置
  • 深度覆盖不足,新增信源(补全室内分布系统,拉远覆盖,小基站等解决方案,新增室分,新建宏站)

2.2. 6 常规提升手段-系统侧

  • 存在告警站点影响覆盖提交维护处理
  • 影响接入和切换参数核查,列如:RLCPDCPPARAGROUP、NRSCGFREQCONFIG、NSADCMGMTCONFIG等
  • 小区功率最优方案
  • 邻区关系和X2优化减少漏配和冗余导致切换不及时,影响用户感知
  1. 深度覆盖优化案例

3.1 利用ACP技术合理 的设置 5G Massive MIMO场景

【背景介绍】无线网络规划优化是一项重要且浩大的工程,优化无线网络的过程中,经常会面临如下挑战:

  • 怎样才能高效地规划建设一张优质网络?
  • 怎样才能快速准确地进行RF优化,减少天馈的反复调整,达到最优的覆盖效果?

随着信息技术的快速发展, 面对多样化的5G场景,如何对网络层的多个参数进行优化设置,以达到整个网络结构的最佳状态,给网络优化带来了新的挑战。对网络配置进行即时定位并结合多数据资料的分析能力来实现网络优化,确保参数调整的准确性和快速性,成为现阶段无线网络优化的发展趋势。在此背景下,本文对小区自动寻优(Automatic Cell Planning,ACP)技术进行了研究,利用ACP技术进行深度网络优化。

xx局点DX 是全球SA/NSA首发商用局点,面向DX 及全球客户群展示5G SA/NSA商用能力。坂田示范区作为xx局点重要试点区域之一,完成了5G ACP等重要功能模块的试点区域验证。此次验证针对NSA网络,共涉及23个站点、71个小区,并进行多轮pattern迭代寻优。

【优化方案】xx试验区域共有71个小区,部分路段覆盖较差,整体覆盖率较低,通过ACP优化以改善基础覆盖为目标,实施最优覆盖参数,波束场景调整24条,数字倾角调整19条,数字方位角调整11条。

1、优化前后SSB-RSRP (dBm) 图层对比

2、优化前后SSB-SINR (dB) 图层对比

本次xx试验区域利用ACP技术精准设计覆盖场景,SSB RSRP提升8.35 dB,SSB SINR提升1.32dB,覆盖率提升40.70%,下行PDCP平均速率提升167.17Mbit/s。

【经验总结】该方案的优点在于:优化调整方案输出快,方案优,避免优化靠经验进行反复调整。结合ACP技术可有效利用好5G Massive MIMO场景选择,可以提升覆盖的深度、厚度、有效控制干扰。

3. 2 LTE&NR DSS 场景增强覆盖

动态频谱共享(DSS,Dynamic Spectrum Sharing)它是在载波聚合无法提升频谱利用率上一次重大的提升,让不同制式的网络可以共享使用相同的频谱资源。比如,动态频谱共享技术可在4G和5G之间智能动态分配频谱,从而实现了频谱资源的高效利用。有了动态频谱共享,再结合载波聚合技术,运营商可打通4G和5G频谱资源,有效的缓解xx局点DX 4G网络的负荷压力,提升5G覆盖能力,提高资源利用效率。

【背景介绍】NR2.1G现网已规划872个,当前已完成安装318个,目前已数据配置141个。数据已配置站点跟现网LTE2.1频率共用,本次验证开通NR动态频谱共享方式,评估NR对现网LTE的影响。

【测试环境】测试区域位于xx向西新围,该区域为城中村,NR站点XJ-GW_XXXX工业区接入网机房5,站高为12米,小区方位角190覆盖方向存在LTE2.1G站点XJ-FO_XX向西新村50号,站高为33米,距离NR为233米。

|---------|------------|-----------|---------------------|--------|--------------------|------|-----|
| 站点类型 | 经度 | 纬度 | 基站名称 | 基站ID | 小区名称 | 小区ID | PCI |
| NR2.1G | 114.063 | 22.7227 | XJ-GW_XXXX工业区接入网机房5 | 771716 | XJ-GO_xx向西新围(SS)_0 | 6 | 51 |
| NR2.1G | 114.063 | 22.7227 | XJ-GW_XXXX工业区接入网机房5 | 771716 | XJ-GO_xx向西新围(SS)_1 | 7 | 52 |
| NR2.1G | 114.063 | 22.7227 | XJ-GW_XXXX工业区接入网机房5 | 771716 | XJ-GO_xx向西新围(SS)_2 | 8 | 53 |
| LTE2.1G | 114.062791 | 22.720645 | XJ-FO_XX向西新村50号 | 267379 | XJ-FO_XX向西新村50号_0 | 128 | 150 |
| LTE2.1G | 114.062791 | 22.720645 | XJ-FO_XX向西新村50号 | 267379 | XJ-FO_XX向西新村50号_1 | 129 | 152 |
| LTE2.1G | 114.062791 | 22.720645 | XJ-FO_XX向西新村50号 | 267379 | XJ-FO_XX向西新村50号_2 | 130 | 151 |

【验证方案】测试单站点独立开通NR、开通NR动态频谱共享分别在空载、加载、NR低功率时对周边LTE2.1G的干扰,并对比NR不开通场景。共设计5个测试用例,详细测试用例如下。

|----|----------------|-------------------------------------------------------|
| 编号 | 测试业务 | 详细内容 |
| 1 | NR不开通 | 测试LTE 2.1G的近、中、远定点及DT,在NR不开通下的SINR、速率等关键指标,作为对比的参考基线。 |
| 2 | 20M开NR(不加载80%) | 1)开通NR2.1G的20M(2110~2130) |
| 2 | 20M开NR(不加载80%) | 2)NR不开通相同位置进行LTE 2.1G近、中、远定点及DT,记录SINR、速率关键指标; |
| 3 | 20M开NR(加载80%) | 1)开通NR2.1G的20M(2110~2130)并模拟加载80% |
| 3 | 20M开NR(加载80%) | 2)NR不开通相同位置进行LTE 2.1G近、中、远定点及DT,记录SINR、速率关键指标; |
| 4 | 20M开NR(功率最低) | 1) 开通NR2.1G的20M(2110~2130)并将总功率降至4mw |
| 4 | 20M开NR(功率最低) | 2) NR不开通相同位置进行LTE 2.1G近、中、远定点及DT,记录SINR、速率关键指标; |
| 5 | 20M动态频谱共享(空载) | 1)开通LNR2.1G的20M(2110~2130)并模拟加载NR至80% |
| 5 | 20M动态频谱共享(空载) | 2)NR不开通相同位置进行LTE 2.1G近、中、远定点及DT,记录SINR、速率关键指标; |

【验证结果】CQT定点主选LTE小区XJ-FO_XX向西新村50号_0,PCI:150,近中远点均相对于该LTE小区。

|----------------------|-----------|----------|----------------|-----------|----------|----------------|-----------|--------------|----------------|
| 测试类别 | LTE-CQT |||||||||
| 测试类别 | 近点(N R = -95.75dBm ||| 中点(N R = -75.13dBm ||| 远点( NR= -86.88 dBm) |||
| 测试类别 | RSRP(dBm) | SINR(dB) | 下载PDCP速率(Mbps) | RSRP(dBm) | SINR(dB) | 下载PDCP速率(Mbps) | RSRP(dBm) | SINR(dB) | 下载PDCP速率(Mbps) |
| NR不开通(基准值) | -69.94 | 19.61 | 102.81 | -87.01 | 6.97 | 17.83 | -107.33 | 0.07 | 14.37 |
| 20M开NR(空载) | -71.53 | 17.83 | 91.32 | -87.27 | -1.93 | 11.77 | -105.49 | -13.22(脱网较多) | 2.42 |
| 20M开NR(加载80%) | -69.43 | 13.39 | 81.22 | 脱网 | 脱网 | 脱网 | -108.7 | -14.61(脱网较多) | 2.41 |
| 20M开NR(加载80%及功率14mw) | -71.23 | 19.85 | 100.58 | -87.77 | 7.38 | 36.19 | -106.33 | -0.06 | 13.64 |
| 动态频谱共享(空载) | -70.4 | 20.31 | 78.21 | -78.65 | 14.11 | 65.31 | -91.32 | 10.28 | 47.87 |

1、单站点定点CQT测试结果分析

1)独立开通NR站点在功率正常且空载时,对比NR不开通,中点SINR下降7dB,远点SINR下降13dB左右。加载80%的场景下,测试LTE站点近点测试结果无明显变化,中点、远点SINR对比NR不开通时下降14dB左右,LTE信号质差引起掉话或不能正常接入。

2)对比NR不开通,独立开通NR站点在功率调低到14mw时,测试LTE站点的近中远点位置NR信号弱,5G测试手机已不能占用5G网络,测试LTE站点信号质量与NR不开通时无明显变化。

3)开通NR动态频谱共享,测试LTE站点近点位置信号质量与NR不开通时接近,中远点测试点位在动态频谱共享LTE站下,已占用动态频谱共享LTE小区,信号质量较好。

2、单站点DT测试结果分析

|-------------------------------------|-----------|----------|----------------|
| 测试类别 | LTE-DT |||
| 测试类别 | RSRP(dBm) | SINR(dB) | 下载PDCP速率(Mbps) |
| NR不开通(基准值) | -85.95 | 8.46 | 44.45 |
| 20M开NR(不加载80%) | -86.49 | 9.54 | 43.20 |
| 20M开NR(加载80%) | -85.70 | 5.54 | 41.15 |
| 20M开NR(加载80%及功率14mw),N R无信号 | -85.76 | 9.92 | 52.88 |
| 动态频谱共享(空载) | -84.29 | 8.29 | 49.90 |

1)独立开通NR 2.1G在加载时拉网测试SINR总体最差,较不开通NR时SINR下降2.9dB,对周边LTE站点干扰较大。

2)开通NR 2.1G动态频谱共享,相当于引入1个新的同频LTE站点,近点无变化,远点切换到新开DSS的LTE小区性能变好。

【话统指标监控】DSS站点周边LTE小区指标平稳,周边LTE2.1G站点下行感知速率略有提升0.2Mbps。

|--------------|----------------|----------------|----------------|------------------------|------------------------------|--------------------|---------------------|
| 小区 | 状态 | 接通率(%) | 掉话率(%) | 用户下行感知速率(Mbps) | 上行每PRB的干扰噪声平均值(毫瓦分贝) | CQI优良比 (%) | RANK2占比 (%) |
| 周边LTE1.8G自忙时 | DSS开通前6.9-6.12 | 99.95 | 0.02 | 6.36 | -108.76 | 97.11 | 65.27 |
| 周边LTE1.8G自忙时 | DSS开通后7.7-7.10 | 99.95 | 0.01 | 6.25 | -108.26 | 96.69 | 63.62 |
| 周边LTE2.1G自忙时 | DSS开通前6.9-6.12 | 99.96 | 0.02 | 9.45 | -111.46 | 95.47 | 65.96 |
| 周边LTE2.1G自忙时 | DSS开通后7.7-7.10 | 99.95 | 0.02 | 9.62 | -110.90 | 94.55 | 66.36 |

DSS LTE2.1G站点指标平稳,同站LTE1.8G负荷降低后感知速率提升5.4Mbps。

|-----------------|----------------|----------------|----------------|------------------------|------------------------------|-----------------|---------------------|
| 小区 | 状态 | 接通率(%) | 掉话率(%) | 用户下行感知速率(Mbps) | 上行每PRB的干扰噪声平均值(毫瓦分贝) | CQI (%) | RANK2占比 (%) |
| DSS同站LTE1.8G自忙时 | DSS开通前6.9-6.12 | 99.98 | 0.00 | 12.53 | -108.67 | 98.19 | 69.95 |
| DSS同站LTE1.8G自忙时 | DSS开通后7.7-7.10 | 99.99 | 0.00 | 17.90 | -108.75 | 98.71 | 76.86 |
| DSS LTE2.1G自忙时 | DSS开通后7.7-7.10 | 99.99 | 0.09 | 30.26 | -113.17 | 98.41 | 60.22 |

1)动态频谱共享NR 2.1G,较NR不开通在空载时,接通率下降0.1%,掉话率基本持平,开通动态频谱共享时周边LTE指标变化较小,上行PRB干扰变化较小。

2)DSS开通后,DSS LTE2.1G与同站LTE1.8G业务量对比,DSS LTE2.1G吸收同站LTE 1.8G负荷,总体流量与用户数都有增长。

【经验总结】DSS站点开通后,新增DSS LTE 2.1G有效吸收现网负荷,降低了LTE1.8G的高负荷压力,提升感知指标。LTE&NR DSS动态频谱共享,按需提供4G和5G的服务,动态灵活调整不浪费资源,快速、低成本地让5G实现大面积覆盖。

3.3 切换不及时导致高质差影响 用户感知

【问题描述】在xx大道附近UE占用GM_XXXXX光电子有限公司_0小区无法正常切换至XJ-GO_XXXX沙河西立交改_0。

【分析过程】UE占用GM_XX光电子有限公司_0小区信号(RSRP-85dBm,SINR-11dB)。邻区XJ-GO_XX沙河西立交改_0小区信号(RSRP-70dBm,SINR13dB)。UE频繁上报A3测量报告,且邻区存在强信号小区,却一直未发生切换。

1、后台核查GM_XXX光电子有限公司_0与XJ-GO_XXXX沙河西立交改_0存在外部邻区;

2、核查两站之间存在X2且正常,核查南山新飞通光电子有限公司与南山深南沙河西立交改两个站点均存在两个NG接口;

3、核查南山新飞通光电子有限公司与南山深南沙河西立交改两个站点间存在XN接口;

4、参数核查发现两站间的外部邻区架构选项为非独立组网模式,怀疑改模式下SA无法自建立XN导致不切换;

【解决方案】修改两站间间的外部邻区架构选项修改为不受限模式。测验证后,GM_XXXXX光电子有限公司_0与XJ-GO_XXXX沙河西立交改_0能正常切换,SINR值良好。

3.4 小区邻区漏配 导致无法切换 ,影响 体验

【问题描述及分析】测试车辆在xx路附近从南往北方向行驶中,UE占用XJ-GO_福田xx大道南_0小区信号,RSRP:-107dBm左右,SINR:-3,邻区接收到GO_XX酒店_0信号,经查询现网邻区漏配,导致终端不断上报A3事件,无法及时切换,导致弱覆盖。

【解决方案】添加XJ-GO_福田xx大道南_0与GO_xx酒店_0双向邻区关系;

【方案实施】复测验证正常,占用GO_XX酒店_0信号,RSRP为-94dBm,SINR为6。

  1. 经验总结

综上所述,深度覆盖是5G网络需要解决的重点问题之一。为此,我们要在5G网络覆盖解决方案上加大工作力度,为打造5G深度覆盖网络精品工程做好准备,以赢得用户的好评,获得较大的市场份额。本文对5G深度覆盖的特征、难点进行了全面分析,给出了不同场景下的解决方案。

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