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1、5G优化案例5G室外宏站覆盖室内多维度性能分析5G室外宏站覆盖室内多维度性能分析XX无线网优中心XXXX年XX月5G室外宏站覆盖室内多维度性能分析【摘要】室内覆盖是针对室外基站无法解决的建筑物内部、地下空间、地下轨道交通、地下快速路等移动通信用户活动区域无线网络信号覆盖和容量问题的成功方案，在实际工程建设中应用广泛。但是目前5G建设成本过高，对于室内浅层覆盖，能否通过5G宏站实现尚未有定论。本文通过相关研究测试分析，提出相关建议，对于5G网络建设具有重要意义。【关键字】5G、综合覆盖【业务类别】移动网、室内覆盖1、问题描述随着移动通信的快速发展，移动互联网和高带宽数据业务爆炸式地增长。据统计，

2、4G时代移动通信70%的新型业务发生在室内，室内无线信号覆盖的好坏直接关乎用户体验和运营商网络口碑，室内覆盖的建设对于移动网络来说至关重要。通过对现有移动网络进行分析可知，室内无线覆盖主要通过以下两种方式实现：（1）外部穿透：利用无线信号的穿透和绕射能力，使得室外站信号经过一定衰减后传播至室内，当室外站足够密、信号足够强时可实现一定程度的室内覆盖；（2）内部覆盖：信号直接引入室内，并利用分布式天馈覆盖室内，避免了穿透损耗，从而以比较低的功率均匀达到室内各处覆盖。在4G时代，电信得益于1.8G频段天然优势，相当一部分楼宇采用室外站外部穿透，实现楼宇综合覆盖，但是在5G时代，传统损耗进一步加大某设

3、备厂商3.5G穿透损耗实测值如下表所示：不同建筑材质，3.5G对应的穿透损耗约为1228dB。表1 3.5G穿透损耗实测值表ClassesMaterial/type3.5GHz Penetration Loss办公楼外墙35cm 厚混凝土墙282层节能玻璃带金属框架26内墙12cm 石膏板墙12砖 76*2mm,2 layers24 229mm,3 layers28玻璃2层节能玻璃带金属框架263层节能玻璃带金属框架342-layered glass12相比LTE网络，其穿透损耗更大。但由于5G NR采用更高的发射功率及天线数，因此在室内场景下，能否采用5G宏站综合覆盖还有待商榷。2、分析过程

4、2.1网络拓扑图2 组网拓扑图本次5G组网测试的网络拓扑图如上，其中PDN/5GC/UME/optical switch部署在电信机房，BBU根据实际情况安装在站点或者机房，AAU部署在各站点天面或者杆塔。2.2MIMO技术原理无线通讯的迅速发展对系统的容量和频谱效率提出了越来越高的要求。为此各种提高系统容量和频谱效率的技术应运而生，常见的方法有提高系统带宽，提高信号调制阶数等。然后，扩展带宽一般仅能提升系统容量，并不能有效提升频谱效率，而提高信号调制阶数虽然可以提升频谱效率，但由于调制阶数一般很难成倍提升，所以提升的频谱效率的能力也是很有限的。Massive MIMO利用大规模多天线系统，实

5、现了波束赋形和多流多用户资源复用，进一步大幅提升系统容量和立体覆盖。由于在覆盖空间中对不同用户可形成独立的窄波束覆盖，使得天线系统能够同时传输不同用户的数据，从而可以数十倍的提升系统吞吐量，提高网络容量。由于天线波束非常窄，并且能精确的为用户提供覆盖，可以大大的减少对邻区的干扰，有效的减少小区间的干扰，还可以带来更高的用户速率和更优质的用户体验。Massive MIMO有四种增益效果，如图所示。阵列增益:通过相干合并，能有效提高处理后的信噪比均值 (前提:需要知道信道信息)；空间分集增益:把数据重复发送多次以提高传输可靠性，减小信噪比的相对波动；空间复用增益:利用空间信道衰落的独立性，通过同时

6、传输多个数据流提升传输速率带来的增益；干扰抑制增益:利用干扰信号的空间有色性，对干扰进行抑制，通过提升处理后信噪比。图3 Massive MIMO增益图2.35G波束赋形原理波束赋形是Massive MIMO的最主要关键技术之一。波束赋形:发射信号经过加权后，形成了指向UE的窄带波束，这就是波束赋形。NR Sub6G多天线下行各信道默认支持波束赋形(Beam Forming，简称“BF”) ，可以形成更窄的波束，精准的指向用户，提升覆盖性能。立体覆盖波束相比基本波束管理，能够指定波束覆盖场景，调整波束的倾角和 水平方位角，解决了不同场景下小区覆盖受限以及临区干扰问题，见图1;图1 不同场景波束

7、覆盖类型Default场景水平3db波宽105度，垂直3db波宽6度，数字权值倾角可调方位-2度9度，如果采用7+1波束扫描，波瓣图如图2：图2 SSB扫描波束3D波瓣图如下将通过一个实例计算适合自己覆盖的场景，基站楼宇的基本信息如下表，波束的法线方向沿水平指向（波束倾角0度，机械倾角也为0度） 步骤1：计算波束垂直扫描范围当D=70m，h=15m，则C=H-h=15m，则可以计算出=25，参照波束场景表可知SCENARIO_12SCENARIO_16垂直3db波宽为25图3：不同覆盖场景对应波束调整参数图标步骤2：计算波束水平扫描范围当B=30m，D=70m，则可以计算出=25，参照上表可知

8、SCENARIO_5、SCENARIO_10、SCENARIO_15水平3db波宽为25（选取方式参考图3）步骤3：取步骤1和步骤2的场景交集即SCENARIO_15能同时满足水平和垂直覆盖要求为了降低选站规划和站点优化难度，节约优化成本和协调成本。需要支持远程调整下倾角和方位角的功能，通过参数配置倾角和方位角调整的角度，支持以1为粒度，整体调整广播信道窄波束的倾角和方位角，针对邻区干扰比较严重的场景可以调整倾角和方位角，让波束指向本小区用户，减少邻区的过覆盖，另外，通过倾角和方位角的调整可以实现更多的波束指向，满足不同的覆盖要求，实现灵活组网，目前新增自定义波束场景，可以设置单个波束的倾角、

9、方位角。3、解决措施3.1测试站点工参NR/LTE测试站点工参：序号站点名经度纬度方向角机械下倾电子下倾挂高PCINR武汉市电信枢纽楼114.33285830.548561240334510LTE武汉市电信枢纽楼114.33285830.5485612403345200本次测试建筑楼宇玉泉酒店，站点区域距离基站“电信枢纽楼”约480m。摸底测试中，酒店测试区域内1.8G频段受周边站点干扰较大，手机锁PCI后无法接入；而2.1G频段较纯净，能正常进行业务测试，因此采用2.1G频段对比测试。3.2测试环境本次测试站点平面图如下，测试点位8个，因物业原因，部分客房无法进入测试。图4 测试环境平面图3

10、.3定点测试下行速率在玉泉酒店6F定点测试，测试下行速率值（点位2、6、9典型速率）：测试点位DL_MCSDL_RBPDSCH_BLERDL_Rate_PHYDL_RICSI_RSRPCSI_SINR601_NR24.26 270.97 1.52 317625.92 1.17 -88.74 3.48 602_NR22.20 271.00 2.80 400252.57 1.61 -91.39 2.42 603_NR23.07 271.00 0.31 475524.08 1.76 -82.08 10.31 604_NR22.71 270.99 0.18 548704.32 1.95 -81.29

11、9.42 606_NR18.07 270.97 7.10 329787.76 1.87 -103.90 2.16 607_NR19.50 270.94 1.99 466239.02 1.80 -90.49 4.49 608_NR18.17 271.00 7.57 546932.00 2.81 -94.40 0.99 609_NR25.36 271.00 5.12 584537.13 2.00 -82.37 7.46 601_LTE15.28 77.35 10.95 39717.66 1.76 -89.22 11.31 602_LTE20.80 76.04 11.29 52862.44 1.71

12、 -87.42 15.91 603_LTE20.52 76.32 10.74 61327.36 1.81 -88.22 16.86 604_LTE20.04 74.79 12.04 39873.19 1.49 -92.87 14.55 606_LTE9.28 77.59 11.09 19924.77 1.55 -106.88 1.59 607_LTE10.52 80.43 10.83 24208.52 1.55 -96.78 3.59 608_LTE11.84 77.01 10.91 21819.83 1.32 -94.62 3.17 609_LTE17.13 77.38 11.06 5401

13、4.22 1.95 -89.09 11.95 3.4定点测试上行速率测试点位UL_MCSUL_RBPUSCH_BLERUL_Rate_PHYUL_RICSI_RSRPCSI_SINR601_NR13.43 247.88 9.28 130272.72 1.77 -86.90 6.64 602_NR10.31 247.93 9.09 120624.80 2.00 -91.94 2.14 603_NR22.67 248.00 9.12 141441.64 1.01 -84.22 9.07 604_NR23.54 248.00 9.12 147173.91 1.00 -83.01 10.31 606_

14、NR9.90 247.67 9.12 58774.04 1.00 -102.31 2.48 607_NR13.60 247.69 9.07 158352.51 2.00 -92.95 3.88 608_NR12.21 247.74 9.07 141684.24 2.00 -95.69 0.43 609_NR14.45 247.92 9.25 158508.49 1.91 -82.00 8.40 601_LTE15.16 76.34 8.81 21854.20 1.00 -84.36 13.56 602_LTE11.95 65.63 8.64 12414.25 1.00 -88.99 14.62

15、 603_LTE17.29 67.02 8.93 22351.35 1.00 -93.07 15.01 604_LTE12.77 66.80 8.56 13907.18 1.00 -92.32 14.30 606_LTE6.24 18.79 9.49 1740.29 1.00 -104.88 3.50 607_LTE13.02 64.92 8.77 13877.03 1.00 -94.05 8.23 608_LTE15.89 59.89 7.52 19861.93 1.00 -92.34 5.17 609_LTE20.55 75.52 6.90 32254.15 1.00 -86.85 12.

16、89 从上行统计信号指标分析，测试点位1-4处于走廊，从窗边到走廊尽头区域，NR的RSRP处于-83-92dBm范围。其中点位2位于电梯厅后侧，NR RSRP值较窗边点位1低5.04dB，LTE RSRP则较窗边点位1低4.63dB；该点位NR上行速率120Mbps，下行速率400Mbps，CSI RSRP -92，CSI SINR 2。点位3、点位4信号可从6号房、7号房穿透，信号强度较点位1、点位2强，且两个点位信号值比较接近。点位5因物业原因，无法进入测试。点位6位于客房进门区域，与点位2相比，多一堵墙隔断。对比点位2信号，NR RSRP低10.37dB，LTE RSRP低15.89dB

17、，初步推测NR信号主要经过绕射、而LTE信号经过传透，所以导致LTE信号衰减明显，属于特殊区域的测试结果。该点位是测试区域内信号最差点，NR上行速率58Mbps，下行速率329Mbps，CSI RSRP -103，CSI SINR 2。点位7位于客房中间区域，与点位6相比，没有卫生间区域的隔断影响，NR RSRP较点位6提升9.37dB，LTE RSRP提升10.82dB。点位8位于客房靠窗区域，与点位7相比，距离基站变远，NR RSRP较点位7降低2.37dB，LTE RSRP提升1.72dB，初步推测差异是由于NR/LTE信号传播时穿透和绕射不一致导致。点位9位于楼梯间靠窗区域，距离基站最

18、近，整体覆盖效果最佳。该位置NR上行速率158Mbps，下行速率584Mbps，CSI RSRP -82，CSI SINR 8。4、经验总结1、整体来看，室内场景信号穿透方式多变，NR系统由于实体墙隔断导致的RSRP损耗在10-15dB左右。2、室内隔断较多情况，如电梯厅附近，信号衰减明显。3、在室内周边有窗户区域，信号可经过窗户穿透覆盖，信号反而有所增强。4、整体而言，距离基站480m，靠近基站一侧，在楼宇内靠窗区域，整体覆盖效果最佳。NR上行速率有158Mbps，下行速率584Mbps，CSI RSRP -82，CSI SINR 8。5、与LTE 2.1G综合覆盖相比，NR在浅层覆盖效果基本与LTE一致。但是在深层覆盖区域，由于实体墙隔断导致的穿透损耗，NR略差与LTE。