1、Massive MIMO波束賦形城區(qū)場景調(diào)優(yōu)研究第3頁，共16頁1、 問題描述32、 分析過程33、 解決措施34、 經(jīng)驗總結3關鍵技術Massive MIMO波束賦形城區(qū)場景調(diào)優(yōu)研究【摘要】5G時代，城區(qū)樓宇狀況復雜，小區(qū)覆蓋受限，通過Massive MIMO和波束賦形技術 可以有效的解決城區(qū)不同場景下的覆蓋效果。本次研究將城區(qū)樓宇分類，探究不同場景下波 束設置的最優(yōu)方案，給出優(yōu)化建議，供后期優(yōu)化參考。【關鍵字】Massive MIMO波束賦形城區(qū)場景調(diào)優(yōu)【業(yè)務類別】優(yōu)化方法一、問題描述Massive MIMO:通過大規(guī)模天線陣列形成更窄的波束，減小功率損耗底束機形：自適應的調(diào)整天線陣列，對

2、發(fā) 射信號進行加權，向UE的交波束5G時代，城市熱點樓宇是覆蓋復雜多樣，例如商業(yè)CBD,住宅小區(qū)等，城中村，樓宇 狀況復雜，是當前5G覆蓋的難點。如何解決不同場景下小區(qū)的覆蓋受限，解決鄰區(qū)干擾, 提升5G的樓宇覆蓋能力，是當前亟待解決的問題。Massive MIMO和波束賦形是5G網(wǎng)絡的關鍵技術。Massive意指基站天線陣列中大量天 線：MIMO意指天線陣列使用同一時間和頻率資源滿足空間上分離的多位用戶的需求。波束 賦形是指根據(jù)特定場景自適應的調(diào)整天線陣列，對發(fā)射信號進行加權，形成指向UE的窄波 束。怎么樣更加合理的應用Massive MIMO和波束賦形技術解決當前5G覆蓋中熱點樓宇覆 蓋的

3、難點將是本課題討論的內(nèi)容。二、分析過程總體思路1樓宇分類按照樓宇高度分為3類：高層樓宇（18層以上），中層 樓宇（717層），多層樓宇（16層）2波束研究17種波束配置+數(shù)字傾角+水平方位角3測試驗證分高，中.多層三個場景分別進行驗證對t儂蓋效果2. 1樓宇分類城區(qū)樓宇一般包括商業(yè)樓宇和生活樓宇，商業(yè)樓宇一般包括寫字樓，酒店，商場，醫(yī)院 等,生活樓宇主要包括居民住宅，城中村等。室外宏站覆蓋高層樓宇一般只能進行淺層覆蓋， 深度覆蓋需要做室分建設。Massive MIMO廣播波束不但有水平波束，還有垂直波束，為探 究廣播波束的覆蓋范圍和覆蓋效果，將城區(qū)樓宇按照樓宇高度分為3類：高層樓宇（18層 以

4、上）、中層樓宇（717層）、多層樓宇（16層）。中、高層樓宇特點一般是較為瘦長，例 如寫字樓，高層小區(qū)等，而多層樓宇一般為樓宇較為集中，水平面積較大，例如多層小區(qū), 城中村等。高屋小區(qū)多及小區(qū)2. 2波束研究NR小區(qū)的廣播波束為水平方向為N個方向的固定的窄波束，NR通過在不同時刻發(fā)送不 同方向的窄波束完成小區(qū)廣播波束覆蓋?，F(xiàn)網(wǎng)配置最多7波束時分發(fā)送、水平波寬配置為 15-110°水平波寬15度水平波寬110度垂直而方向波束最多配置為4層，現(xiàn)網(wǎng)的垂直波寬配置為6-25度0垂直波寬6度垂直波寬25度不同水平波寬和不同垂直波寬相互組合，能組合出很多種廣播波束類型，現(xiàn)網(wǎng)給出17 種配置方式：

5、Pattern水平波寬垂直波寬傾角方位角0105°6°-2901110°6°-290290°6°-29-1010365°6°-29-2222445°6°-29-32-32525°6°-29-4242611012°060790°12。06-1010865°12°06-2222945°12°06-32321025°12。06-42421115°12°06-474712110°25&

6、#176;|6|01365°25°6-22221445°25°6-32321525°25°|6|42421615°25°6-4747廣播波束還可以調(diào)整波束的數(shù)字傾角和水平方位角，改變波束的覆蓋范圍和覆蓋方向。 通過17種波束配置+數(shù)字傾角+水平方位角的優(yōu)化方案，在日常優(yōu)化中可以根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境做 優(yōu)化調(diào)整。2. 3測試驗證波束的選擇可以通過樓宇高度、寬度,和天線的距離以及天線的掛高來確定。中、高層樓宇的覆蓋難點在于高層部分的覆蓋，一般25層以上樓宇高度能達到100米 左右,城區(qū)基站高度一般在25-35米左右。可以適當選

7、擇垂直波寬較大的波束覆蓋。多層樓宇的覆蓋難點在于樓宇比較密集，水平面積較大，可以選擇水平而較大的波束覆 蓋。為驗證5G宏站廣播波束覆蓋效果，選擇高、中、多層三個場景進行驗證，對比不同波 束設置下覆蓋效果。三、解決措施3.1 多層樓宇3.1.1 場景選擇本場景次選取蜀山新村小區(qū)進行測試。本小區(qū)樓宇高度6層，樓宇較密集。進行樓宇內(nèi) CQT測試。用華為PROBE測試FTP下載，最終以平均值統(tǒng)計結果。由于HF-I甘區(qū)-旺城大廈 -HA-6881292-3小區(qū)目前未開通，蜀山新村小區(qū)主要由HF-市區(qū)-旺城大廈-HA-6881292-5覆 蓋，天線高度31米，選取3842棟樓宇進行測試，樓宇總高6層，選取

8、中間單元第3層進 行測試。測試的樓宇位置如下圖所示：將HF-市區(qū)-旺城大廈-HA-6881292-5的廣播波束:場景分別設置為： SCENARIO_1 （水平波寬110度，垂直波寬6度，方位角0度，傾角6度）： SCENARI0_3 （水平波寬65度，垂直波寬6度，方位角。度，傾角6度）： SCENARI0.5 （水平波寬25度，垂直波寬6度，方位角。度，傾角6度）：3.1.2 測試結果垂直波寬6度，對比不同水平波寬下的RSRP測試結果:不同水平波寬RSRP對比垂直波寬6度，對比不同水平波寬下的SINR測試結果:不同水平波寬SI NR對比3.1.3 測試小結從RSRP角度分析：38棟到42棟，

9、樓宇位置從HF-市區(qū)-旺城大JM-HA-6881292-5的主 瓣方向到旁瓣方向過渡，在主方向的38棟，水平波寬的變化對RSRP影響不大，往旁瓣方 向4042棟，水平波寬對RSRP的影響逐漸凸顯出來，水平波寬較窄的波束，覆蓋明顯變差。 在三種波束下，五棟樓的RSRP均值最好的也是SECANARIO_1為-89. 73dBnu從SINR角度分析：結果同RSRP相似，旁瓣方向的樓宇水平波寬小的波形SINR明顯下 降。綜合考慮選擇水平波寬為較大的SECNARIO_1覆蓋效果達到最優(yōu)。3. 2中層樓宇3. 2,1場景選擇本場景次選取安徽電信新技術大樓進行測試。本樓宇高度18層，測試樓層選取3、10、

10、18層低中高層進行測試，測試地點選取大辦公室靠窗位置。占用的小區(qū)為HF-市區(qū)-省實業(yè) 大樓TA-6881291-4 (PCI=4),天線高度 28 米。本次的測試樓宇以及測試位置如下圖所示：A水平波寬110度，對比垂直波寬保持水平波寬110度不變，對比垂直波寬，將HF-市區(qū)一省實業(yè)大樓-HA-6881291-4的廣 播波束場景分別設置為： SCENARIO.l （水平波寬110度，垂直波寬6度，方位角。度，傾角6度）： SCENARI0_6 （水平波寬110度，垂直波寬12度，方位角0度，傾角6度）： SCENARI0_12 （水平波寬110度，垂直波寬25度，方位角0度，傾角6度）；B水平波

11、寬65度，對比垂直波寬保持水平波寬65度不變，對比垂直波寬，將HF-巾區(qū)-省實業(yè)大樓-HA-6881291-4的廣 播波束場景分別設置為： SCENARI0_3 （水平波寬65度，垂直波寬6度，方位角。度，傾角6度）： SCENARI0_8 （水平波寬65度，垂直波寬12度，方位角0度，傾角6度）： SCENARI0_13 （水平波寬65度，垂直波寬25度，方位角0度，傾角6度）：C水平波寬25度，對比垂直波寬保持水平波寬25度不變，對比垂直波寬，將HF-市區(qū)-省實業(yè)大樓-HA-6881291-4的廣 播波束場景分別設置為： SCENARI0_5 （水平波寬25度，垂直波寬6度，方位角。度，傾

12、角6度）： SCENARI0_10 （水平波寬25度，垂直波寬12度，方位角0度，傾角6度）： SCENARI0_15 （水平波寬25度，垂直波寬25度，方位角0度，傾角6度）：3. 2. 2測試結果A水平波寬110度，對比不同垂直波寬下的RSRP測試結果:不同垂直波寬RSRP對比 SCENARIO.! ! SCENARIO BSCENARIO_12水平波寬U0度，對比不同垂直波寬下的SINR測試結果:不同垂直波寬SINR對比 SCENARIO.1 SCENARIO_6 SCENARIO_12B水平波寬65度，對比不同垂直波寬下的RSRP測試結果:不同垂直波寬RSRP對比水平波寬65度，對比不

13、同垂直波寬下的SINR測試結果:不同垂直波寬SINR對比 SCENARIO. SCENARIO/ SCENARIO_ 13C水平波寬25度，對比不同垂直波寬下的RSRP測試結果:不同垂直波寬RSRP對比水平波寬25度，對比不同垂直波寬下的SINR測試結果:不同垂直波寬SI NR對比 SCENARIO_5 1SCENARIO_10 , SCENARIO*3. 2. 3測試小結本次測試為中層18層樓宇，保持水平波寬110度不變，垂直波寬從6到調(diào)整到25度， 低層樓宇覆蓋效果差距不大，中層樓宇選擇垂直波束12度和25度覆蓋效果稍微優(yōu)于垂直波 束6度的覆蓋，高層采用垂直波寬12度時，覆蓋效果最佳。保持

14、水平波寬65度不變，垂直波寬從6到調(diào)整到25度，測試結果同A測試類似，垂 直波寬從6到調(diào)整到25度，低層樓宇覆蓋效果差距不大，中層樓宇選擇垂直波束12度和 25度覆蓋效果稍微優(yōu)于垂直波束6度的覆蓋，高層采用垂直波寬12度時，覆蓋效果最佳。保持水平波寬25度不變，垂直波寬從6到調(diào)整到25度，低層選擇垂直波寬6度覆蓋最 好，但中高層覆蓋較差，中層和高層垂直波寬選擇12度和25度覆蓋更好。所有波束覆蓋效果對比綜合考慮所有樓層，RSRP三個樓層均值最大的波束是SCENARI0_6,垂直波束選擇12 度，水平波束選擇110度，此時RSRP均值為：-89.67dBm,在測試中既能保證低層覆蓋，也 能保證中

15、高層的較好覆蓋。同時考慮小區(qū)間干擾，選擇水平波寬110度的波形時，SINR值 較好，無明顯的下降，綜合考慮選擇SCENARIO_6波束覆蓋，達到最優(yōu)。3. 3高層樓宇3. 3.1場景選擇本場景選取置地投資廣場作為進行測試。本樓宇高度26層，測試樓層選取5、10、15、 20、25層，測試地點選取電梯邊靠窗位。占用的小區(qū)為HF-市區(qū)-旺城大廈-HA-6881292-4（PCI=14）,天線高度31米本次測試的樓宇以及測試位置如下圖所示:本次覆蓋的樓宇為高層樓宇，需要重點關注高層樓宇覆蓋效果。因為測試地點位于HF- 市區(qū)-旺城大廈-HA-6881292-4天線的正對方向，觀察垂直波寬對樓宇的不同樓

16、層的覆蓋效 果。測試軟件華為PROBE,測FTP下載，單次測試1分鐘，統(tǒng)計平均值。保持水平波寬65度不變，對比垂直波寬，將HF-巾區(qū)-旺城大凰-HA-6881292-4的廣播 波束場景分別設置為： SCENARIO_3 （水平波寬65度，垂直波寬6度，方位角。度，傾角6度）： SCENARI0_8 （水平波寬65度，垂直波寬12度，方位角。度，傾角6度）： SCENARIO_13 （水平波寬65度，垂直波寬25度，方位角0度，傾角6度）：3. 3. 2測試結果水平波寬65度，對比不同垂直波寬下的RSRP測試結果：不同垂直波寬RSRP對比 SCSNARICL3 SCENARIOS B SCENA

17、RIQ_13水平波寬65度,對比不同垂直波寬下的SINR測試結果:不同垂直波寬SINR對比 SCENARIOS SCENARIO_8 SCENARIO_133. 3. 3測試小結對比同一樓層、不同的垂直波寬對覆蓋的影響發(fā)現(xiàn)，垂直波寬的變化對中、低層（1-20 樓）樓宇的覆蓋效果差距不大，高層樓宇（25樓以上）垂直波寬對覆蓋效果影響較大。本 次測試中，高層樓宇中垂直波寬選擇25度覆蓋效果最佳，同時考慮SINR值，選擇垂直波束 25度的波束在高層優(yōu)勢明顯。綜合考慮選擇SCENARI0J3波束，覆蓋達到最優(yōu)。四、經(jīng)驗總結Massive MIMO和波束賦形技術可以在日常5G覆蓋優(yōu)化中提高覆蓋效果，提升用戶感。 本文通過對兩高樓宇中的高、中、低層典型樓宇測試分析，對比驗證，研