基于pattern的室內(nèi)外覆蓋協(xié)同研究

張玉良

【摘要】? ? 目前5G的網(wǎng)絡(luò)部署，在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)5G網(wǎng)絡(luò)會(huì)與現(xiàn)網(wǎng)并存，為了滿足5G引入后業(yè)務(wù)的連續(xù)性需求，如何在建網(wǎng)初期實(shí)現(xiàn)SA與4G現(xiàn)網(wǎng)業(yè)務(wù)解決方案，如何處理5G與現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的互操作將是5G發(fā)展中必須研究的課題，保證使用戶可以享受5G網(wǎng)絡(luò)速率的同時(shí)，也能順暢的完成各項(xiàng)應(yīng)用業(yè)務(wù)。目前，大部分城市建筑體系，絕大多數(shù)為高層樓宇住宅，嚴(yán)重影響了室外宏站對(duì)室內(nèi)場(chǎng)景的覆蓋能力;而建筑物的建筑結(jié)構(gòu)及建筑材料，尤其是混凝土+鋼架結(jié)構(gòu)，使得信號(hào)衰減的比例城北增加，如何提升室內(nèi)場(chǎng)景、樓宇間道路場(chǎng)景的整體覆蓋需求，已成為目前網(wǎng)絡(luò)迫在眉睫的問(wèn)題。因此，4-5G融合組網(wǎng)及互操作技術(shù)，提升5G宏站覆蓋室內(nèi)場(chǎng)景，提升深度覆蓋能力，是中國(guó)電信在5G網(wǎng)絡(luò)性能尋優(yōu)過(guò)程中，急需重點(diǎn)考量的問(wèn)題之一，根據(jù)3GPP Rel-15標(biāo)準(zhǔn)要求，本文主要研究5G 無(wú)室分場(chǎng)景室內(nèi)覆蓋提升，包含華為廠家設(shè)備各波速特性研究，為后續(xù)運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)和部署提供參考。

【關(guān)鍵字】? ? 4-5G融合組網(wǎng)架構(gòu)? ? 融合組網(wǎng)? ? 室內(nèi)外波束優(yōu)化

一、室內(nèi)外協(xié)同波束優(yōu)化原理概述

1.1 原理概述

室內(nèi)外協(xié)同波速優(yōu)化主要分為小區(qū)級(jí)信道波束優(yōu)化以及用戶級(jí)波束分層優(yōu)化。

用戶級(jí)波束分層優(yōu)化，用戶級(jí)波束設(shè)計(jì)成了多層級(jí)波束類別， UE需要對(duì)這些波束進(jìn)行智能判定，以獲得最優(yōu)波束分配需求?；踞槍?duì)UE上報(bào)的最優(yōu)波束集合進(jìn)行匹配，從而選擇給用戶提供最優(yōu)的信道波束。

而對(duì)于小區(qū)級(jí)信道波束優(yōu)化，5G NR的廣播消息通過(guò)為多個(gè)方位固定的波束進(jìn)行發(fā)送，相較于LTE的寬廣播波束覆蓋整個(gè)小區(qū)，5G NR能夠根據(jù)時(shí)間分級(jí)，通過(guò)在不同時(shí)間維度發(fā)送不同方向的波束，完成小區(qū)的廣播消息覆蓋。UE掃描所有波束，完成最優(yōu)波束選擇，并同步系統(tǒng)消息。下圖1為NR TDD廣播波束掃描范圍：

對(duì)于廣播信道的波束管理，支持針對(duì)不同的覆蓋場(chǎng)景配置不同的波束場(chǎng)景。

1.2 關(guān)鍵功能參數(shù)

參數(shù)名稱：覆蓋場(chǎng)景

參數(shù)含義：該參數(shù)表示天線的覆蓋場(chǎng)景，系統(tǒng)根據(jù)設(shè)置的場(chǎng)景調(diào)整天線波束形態(tài)。不同AAU類型支持的覆蓋場(chǎng)景可通過(guò)相關(guān)命令查詢。該參數(shù)僅適用于TDD低頻。

參數(shù)取值范圍如表1。

1.3 功能參數(shù)配置

小區(qū)級(jí)廣播信道波束場(chǎng)景和當(dāng)前64、32TR適配情況如表2。

二、室內(nèi)外協(xié)同波束優(yōu)化

2.1 研究?jī)?nèi)容

64T64R設(shè)備研究?jī)?nèi)容：分別在默認(rèn)場(chǎng)景和16種普通波束以及6種擴(kuò)展場(chǎng)景下測(cè)試1F、5F、10F、15、20F測(cè)試上傳、下載2種業(yè)務(wù);

32T32R設(shè)備研究?jī)?nèi)容：分別在默認(rèn)場(chǎng)景和11種普通波束以及3種擴(kuò)展場(chǎng)景下測(cè)試1F、5F、10F、15、20F測(cè)試上傳、下載2種業(yè)務(wù)。

2.2 驗(yàn)證區(qū)域

64T64R設(shè)備驗(yàn)證場(chǎng)景選取鄭州光合大廈作為試點(diǎn)，樓宇28層，樓高84m，站高25m;

32T32R設(shè)備驗(yàn)證場(chǎng)景選取中原和莊站點(diǎn)作為試點(diǎn)，樓宇18層，樓高54m，站高25m;

2.3 64T64R設(shè)備研究效果

RSRP測(cè)試情況：64T64R支持的23種波束場(chǎng)景中，覆蓋維度低層樓宇默認(rèn)場(chǎng)景最優(yōu)，中層默認(rèn)場(chǎng)景最優(yōu)，高層場(chǎng)景14最優(yōu)。

SINR測(cè)試情況：64T64R支持的12種波束場(chǎng)景中，質(zhì)量維度低層樓宇默認(rèn)場(chǎng)景最優(yōu)，中層默認(rèn)場(chǎng)景最優(yōu)，高層擴(kuò)展場(chǎng)景3最優(yōu)。

下載速率測(cè)試情況：64T64R支持的23種波束場(chǎng)景中，速率維度低層樓宇默認(rèn)場(chǎng)景最優(yōu)，中層默認(rèn)場(chǎng)景最優(yōu)，高層場(chǎng)景14最優(yōu)。

2.4 32T32R設(shè)備驗(yàn)證效果

RSRP測(cè)試情況：32T32R支持的12種波束場(chǎng)景中，覆蓋維度低層樓宇默認(rèn)場(chǎng)景最優(yōu)，中層場(chǎng)景1最優(yōu)，高層場(chǎng)景6最優(yōu)。

SINR測(cè)試情況：32T32R支持的12種波束場(chǎng)景中，質(zhì)量維度低層樓宇擴(kuò)展場(chǎng)景3最優(yōu)，中層場(chǎng)景1最優(yōu)，高層擴(kuò)展場(chǎng)景2最優(yōu)。

下載速率測(cè)試情況：32T32R支持的12種波束場(chǎng)景中，下載速率低層樓宇默認(rèn)場(chǎng)景最優(yōu)，中層場(chǎng)景7最優(yōu)，高層擴(kuò)展場(chǎng)景3最優(yōu)。

2.5 驗(yàn)證總結(jié)

結(jié)合本次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，64T64R設(shè)備中低層樓宇推薦使用默認(rèn)場(chǎng)景，高層樓宇推薦使用場(chǎng)景3、場(chǎng)景14，32T32R設(shè)備中低層樓宇推薦使用場(chǎng)景7，高層樓宇推薦使用擴(kuò)展場(chǎng)景3。

三、結(jié)束語(yǔ)

移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，在向5G過(guò)度的演進(jìn)過(guò)程中，4G網(wǎng)絡(luò)和5G共存互補(bǔ)，是通信產(chǎn)業(yè)內(nèi)普遍的發(fā)展方向，因此基于4-5G間互操作、保證4-G業(yè)務(wù)平滑過(guò)渡連續(xù)性將是在網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)過(guò)程中聚焦的關(guān)鍵問(wèn)題。

4-5G融合網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的改造和演進(jìn)，適時(shí)針對(duì)自身業(yè)務(wù)需求和網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)策略需求，打造4-5G融合互操作策略體系，將是下一步中國(guó)電信網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)研究中需要重點(diǎn)考慮的內(nèi)容，我們會(huì)根據(jù)目前協(xié)議和現(xiàn)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)模型，積極努力的探索更深層次的網(wǎng)絡(luò)需求指向，給用戶帶來(lái)更好的網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn)。

參? 考? 文? 獻(xiàn)

[1] 3GPP TR 23.799. Study on Architecture for Next Generation System[S]. 2017.

[2] 3GPP TS 23.501. System Architecture for the 5G System[S]. 2017.

[3] 3GPP TS 23.502. Procedures for the 5G System[S]. 2017.

[4] 3GPP TS 23.503. Policy and Charging Control Framework for the 5G System[S]. 2017.

[5] Evolved Universal Terrestrial Radio Access（E-UTRA）and NR. Multi-connectivity：3GPP TS 37.340[S/OL].[2020-02-11]. https：// www.3gpp.org/DynaReport/37-series.htm.

[6] NR. Radio Link Control（RLC）protocol specification：3GPP TS 38.322[S / OL].[2020-02-11]. https：//www. 3gpp. org / DynaReport / 38-series.htm.

[7] NR. Packet Data Convergence Protocol（PDCP）specification：3GPP TS 38.323[S / OL].[2020-02-11]. https：//www. 3gpp. org / DynaRe-port/38-series.htm.