Massive MIMO場景下的覆蓋優(yōu)化策略

河北師范大學(xué)匯華學(xué)院 張 潔

河北師范大學(xué) 李 軍

本文主要介紹了在Massive MIMO場景下，DT（Drive Test）中出現(xiàn)的常見的覆蓋問題及基本的優(yōu)化原則，重點(diǎn)分析了弱覆蓋、重疊覆蓋和越區(qū)覆蓋問題出現(xiàn)的原因和采取的優(yōu)化措施，以便提升5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量和用戶的感知度。

Massive MIMO被公認(rèn)為5G的關(guān)鍵特性之一，相對于傳統(tǒng)基站天線或者傳統(tǒng)一體化的有源天線，其天線陣列數(shù)量巨大、單元具備獨(dú)立收發(fā)能力。在5G建網(wǎng)初期，具有Massive MIMO功能的AAU被大量采用，不同類型的AAU應(yīng)用于不同的覆蓋場景范圍，運(yùn)營商在覆蓋優(yōu)化時(shí)需要結(jié)合DT測試數(shù)據(jù)、站點(diǎn)工參、天線文件、電子地圖等數(shù)據(jù)，采用最優(yōu)搜索算法計(jì)算出Massive MIMO場景下小區(qū)廣播波束的最優(yōu)模式和射頻參數(shù)建議，用以提升5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋質(zhì)量，增強(qiáng)Massive MIMO的覆蓋效果。

通過調(diào)整天線權(quán)值來改變廣播波束的水平波寬、垂直波寬、方向角和下傾角是5G Massive MIMO天線的顯著特征之一。優(yōu)化人員需要根據(jù)AAU產(chǎn)品的波束特性，計(jì)算出在不同覆蓋場景、數(shù)字方位角和數(shù)字傾角下，Massive MIMO AAU在空間各個(gè)角度上的天線增益，用于廣播波束Pattern的尋優(yōu)，主要是能夠基于路測采集的數(shù)據(jù)和優(yōu)化目標(biāo)，識別出現(xiàn)SSB弱覆蓋、SINR值低和重疊覆蓋的路段并通過Pattern和RF參數(shù)迭代尋優(yōu)方式來提升道路覆蓋。

1 覆蓋優(yōu)化策略

1.1 NR覆蓋優(yōu)化參數(shù)

NR無線優(yōu)化參數(shù)分為：

（1）UE在空閑態(tài)和連接態(tài)均使用且基于廣播信道中的SSS參數(shù)：SS-RSRP和SS-SINR。

（2）UE僅在連接態(tài)使用且基于CSI參數(shù)：CSI-RSRP和CSI-SINR。

5G采用Massive MIMO對網(wǎng)優(yōu)存在的影響為：鄰區(qū)關(guān)系配置更復(fù)雜；根據(jù)3D空間覆蓋配置鄰區(qū)關(guān)系；網(wǎng)優(yōu)參數(shù)調(diào)整更為復(fù)雜；需要考慮切換/重選參數(shù)、互操作參數(shù)、負(fù)載均衡參數(shù)；由于存在垂直覆蓋區(qū)域，增加了垂直維度干擾優(yōu)化。

表1 Massive MIMO常用的RF優(yōu)化手段

表2 弱覆蓋優(yōu)化策略

表3 重疊覆蓋優(yōu)化策略

表4 越區(qū)覆蓋優(yōu)化策略

1.2 覆蓋優(yōu)化手段

5G Massive MIMO廣播信道的窄波束輪詢發(fā)射方式使得AAU的天線增益較傳統(tǒng)天線有了大幅提升，同時(shí)支持廣播信道外包絡(luò)Pattern多維調(diào)整，包括覆蓋場景（控制水平波束寬度和垂直波束寬度）、數(shù)字方位角和數(shù)字下傾角。當(dāng)前Massive MIMO產(chǎn)品常用的RF優(yōu)化手段有7種，如表1所示。

2 特殊場景優(yōu)化

2.1 弱覆蓋優(yōu)化

DT采樣點(diǎn)中，主服小區(qū)SSB RSRP低于優(yōu)化目標(biāo)值則滿足弱覆蓋，連續(xù)30m出現(xiàn)弱覆蓋認(rèn)為是弱覆蓋路段。弱覆蓋會帶來SSB SINR和DT數(shù)傳速率下降，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致接入失敗或掉線。引起弱覆蓋的原因如下表所示，一般需要通過增強(qiáng)主服小區(qū)覆蓋解決弱覆蓋路段問題，優(yōu)化弱覆蓋時(shí)需注意可能引起的重疊覆蓋或越區(qū)覆蓋。弱覆蓋優(yōu)化方法如表2所示。

2.2 重疊覆蓋優(yōu)化

DT采樣點(diǎn)中，與服務(wù)小區(qū)SSB RSRP差值≤9dB的鄰區(qū)數(shù)量超過2個(gè)，且鄰區(qū)和服務(wù)小區(qū)RSRP≥-105dBm，則滿足重疊覆蓋，連續(xù)30m出現(xiàn)重疊覆蓋認(rèn)為是重疊覆蓋路段。重疊覆蓋會造成乒乓切換并導(dǎo)致DT速率下降，同時(shí)SSB SINR下降，與弱覆蓋一起發(fā)生時(shí)會導(dǎo)致無主服小區(qū)，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致切換失敗并掉話。一般需要通過減弱鄰區(qū)覆蓋解決重疊覆蓋問題，優(yōu)化重疊覆蓋時(shí)需注意可能引起的弱覆蓋。重疊覆蓋優(yōu)化方法如表3所示。

2.3 越區(qū)覆蓋優(yōu)化

越區(qū)覆蓋指小區(qū)的覆蓋區(qū)域超過了規(guī)劃的范圍，在其他小區(qū)的覆蓋區(qū)域內(nèi)形成不連續(xù)的主導(dǎo)區(qū)域。越區(qū)覆蓋會造成乒乓切換并導(dǎo)致DT速率下降，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致掉話。引起越區(qū)覆蓋的原因及方法如表4所示。一般需要通過收縮越區(qū)小區(qū)的覆蓋范圍解決，優(yōu)化越區(qū)覆蓋時(shí)需注意可能引起的弱覆蓋。

總結(jié)：5GNR網(wǎng)絡(luò)覆蓋在當(dāng)前階段主要采用SS-RSRP/SS-SINR進(jìn)行覆蓋評估。Massive MIMO場景下的5G覆蓋優(yōu)化主要消除網(wǎng)絡(luò)中存在的弱覆蓋、越區(qū)覆蓋和重疊覆蓋。NR網(wǎng)絡(luò)一般采用同頻組網(wǎng)，同頻干擾嚴(yán)重。因此，掌握Massive MIMO場景下的5G覆蓋優(yōu)化策略在5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期就顯得尤為重要。