Massive MIMO场景下的覆盖优化策略

河北师范大学汇华学院 张 洁

河北师范大学 李 军

本文主要介绍了在Massive MIMO场景下，DT（Drive Test）中出现的常见的覆盖问题及基本的优化原则，重点分析了弱覆盖、重叠覆盖和越区覆盖问题出现的原因和采取的优化措施，以便提升5G网络覆盖质量和用户的感知度。

Massive MIMO被公认为5G的关键特性之一，相对于传统基站天线或者传统一体化的有源天线，其天线阵列数量巨大、单元具备独立收发能力。在5G建网初期，具有Massive MIMO功能的AAU被大量采用，不同类型的AAU应用于不同的覆盖场景范围，运营商在覆盖优化时需要结合DT测试数据、站点工参、天线文件、电子地图等数据，采用最优搜索算法计算出Massive MIMO场景下小区广播波束的最优模式和射频参数建议，用以提升5G网络覆盖质量，增强Massive MIMO的覆盖效果。

通过调整天线权值来改变广播波束的水平波宽、垂直波宽、方向角和下倾角是5G Massive MIMO天线的显著特征之一。优化人员需要根据AAU产品的波束特性，计算出在不同覆盖场景、数字方位角和数字倾角下，Massive MIMO AAU在空间各个角度上的天线增益，用于广播波束Pattern的寻优，主要是能够基于路测采集的数据和优化目标，识别出现SSB弱覆盖、SINR值低和重叠覆盖的路段并通过Pattern和RF参数迭代寻优方式来提升道路覆盖。

1 覆盖优化策略

1.1 NR覆盖优化参数

NR无线优化参数分为：

（1）UE在空闲态和连接态均使用且基于广播信道中的SSS参数：SS-RSRP和SS-SINR。

（2）UE仅在连接态使用且基于CSI参数：CSI-RSRP和CSI-SINR。

5G采用Massive MIMO对网优存在的影响为：邻区关系配置更复杂；根据3D空间覆盖配置邻区关系；网优参数调整更为复杂；需要考虑切换/重选参数、互操作参数、负载均衡参数；由于存在垂直覆盖区域，增加了垂直维度干扰优化。

表1 Massive MIMO常用的RF优化手段

表2 弱覆盖优化策略

表3 重叠覆盖优化策略

表4 越区覆盖优化策略

1.2 覆盖优化手段

5G Massive MIMO广播信道的窄波束轮询发射方式使得AAU的天线增益较传统天线有了大幅提升，同时支持广播信道外包络Pattern多维调整，包括覆盖场景（控制水平波束宽度和垂直波束宽度）、数字方位角和数字下倾角。当前Massive MIMO产品常用的RF优化手段有7种，如表1所示。

2 特殊场景优化

2.1 弱覆盖优化

DT采样点中，主服小区SSB RSRP低于优化目标值则满足弱覆盖，连续30m出现弱覆盖认为是弱覆盖路段。弱覆盖会带来SSB SINR和DT数传速率下降，严重时可能导致接入失败或掉线。引起弱覆盖的原因如下表所示，一般需要通过增强主服小区覆盖解决弱覆盖路段问题，优化弱覆盖时需注意可能引起的重叠覆盖或越区覆盖。弱覆盖优化方法如表2所示。

2.2 重叠覆盖优化

DT采样点中，与服务小区SSB RSRP差值≤9dB的邻区数量超过2个，且邻区和服务小区RSRP≥-105dBm，则满足重叠覆盖，连续30m出现重叠覆盖认为是重叠覆盖路段。重叠覆盖会造成乒乓切换并导致DT速率下降，同时SSB SINR下降，与弱覆盖一起发生时会导致无主服小区，严重时可能导致切换失败并掉话。一般需要通过减弱邻区覆盖解决重叠覆盖问题，优化重叠覆盖时需注意可能引起的弱覆盖。重叠覆盖优化方法如表3所示。

2.3 越区覆盖优化

越区覆盖指小区的覆盖区域超过了规划的范围，在其他小区的覆盖区域内形成不连续的主导区域。越区覆盖会造成乒乓切换并导致DT速率下降，严重时可能导致掉话。引起越区覆盖的原因及方法如表4所示。一般需要通过收缩越区小区的覆盖范围解决，优化越区覆盖时需注意可能引起的弱覆盖。

总结：5GNR网络覆盖在当前阶段主要采用SS-RSRP/SS-SINR进行覆盖评估。Massive MIMO场景下的5G覆盖优化主要消除网络中存在的弱覆盖、越区覆盖和重叠覆盖。NR网络一般采用同频组网，同频干扰严重。因此，掌握Massive MIMO场景下的5G覆盖优化策略在5G网络建设初期就显得尤为重要。