基于pattern的室内外覆盖协同研究

张玉良

【摘要】    目前5G的網络部署，在相当长的一段时间内5G网络会与现网并存，为了满足5G引入后业务的连续性需求，如何在建网初期实现SA与4G现网业务解决方案，如何处理5G与现网网络的互操作将是5G发展中必须研究的课题，保证使用户可以享受5G网络速率的同时，也能顺畅的完成各项应用业务。目前，大部分城市建筑体系，绝大多数为高层楼宇住宅，严重影响了室外宏站对室内场景的覆盖能力;而建筑物的建筑结构及建筑材料，尤其是混凝土+钢架结构，使得信号衰减的比例城北增加，如何提升室内场景、楼宇间道路场景的整体覆盖需求，已成为目前网络迫在眉睫的问题。因此，4-5G融合组网及互操作技术，提升5G宏站覆盖室内场景，提升深度覆盖能力，是中国电信在5G网络性能寻优过程中，急需重点考量的问题之一，根据3GPP Rel-15标准要求，本文主要研究5G 无室分场景室内覆盖提升，包含华为厂家设备各波速特性研究，为后续运营商的网络演进和部署提供参考。

【关键字】    4-5G融合组网架构    融合组网    室内外波束优化

一、室内外协同波束优化原理概述

1.1 原理概述

室内外协同波速优化主要分为小区级信道波束优化以及用户级波束分层优化。

用户级波束分层优化，用户级波束设计成了多层级波束类别， UE需要对这些波束进行智能判定，以获得最优波束分配需求。基站针对UE上报的最优波束集合进行匹配，从而选择给用户提供最优的信道波束。

而对于小区级信道波束优化，5G NR的广播消息通过为多个方位固定的波束进行发送，相较于LTE的宽广播波束覆盖整个小区，5G NR能够根据时间分级，通过在不同时间维度发送不同方向的波束，完成小区的广播消息覆盖。UE扫描所有波束，完成最优波束选择，并同步系统消息。下图1为NR TDD广播波束扫描范围：

对于广播信道的波束管理，支持针对不同的覆盖场景配置不同的波束场景。

1.2 关键功能参数

参数名称：覆盖场景

参数含义：该参数表示天线的覆盖场景，系统根据设置的场景调整天线波束形态。不同AAU类型支持的覆盖场景可通过相关命令查询。该参数仅适用于TDD低频。

参数取值范围如表1。

1.3 功能参数配置

小区级广播信道波束场景和当前64、32TR适配情况如表2。

二、室内外协同波束优化

2.1 研究内容

64T64R设备研究内容：分别在默认场景和16种普通波束以及6种扩展场景下测试1F、5F、10F、15、20F测试上传、下载2种业务;

32T32R设备研究内容：分别在默认场景和11种普通波束以及3种扩展场景下测试1F、5F、10F、15、20F测试上传、下载2种业务。

2.2 验证区域

64T64R设备验证场景选取郑州光合大厦作为试点，楼宇28层，楼高84m，站高25m;

32T32R设备验证场景选取中原和庄站点作为试点，楼宇18层，楼高54m，站高25m;

2.3 64T64R设备研究效果

RSRP测试情况：64T64R支持的23种波束场景中，覆盖维度低层楼宇默认场景最优，中层默认场景最优，高层场景14最优。

SINR测试情况：64T64R支持的12种波束场景中，质量维度低层楼宇默认场景最优，中层默认场景最优，高层扩展场景3最优。

下载速率测试情况：64T64R支持的23种波束场景中，速率维度低层楼宇默认场景最优，中层默认场景最优，高层场景14最优。

2.4 32T32R设备验证效果

RSRP测试情况：32T32R支持的12种波束场景中，覆盖维度低层楼宇默认场景最优，中层场景1最优，高层场景6最优。

SINR测试情况：32T32R支持的12种波束场景中，质量维度低层楼宇扩展场景3最优，中层场景1最优，高层扩展场景2最优。

下载速率测试情况：32T32R支持的12种波束场景中，下载速率低层楼宇默认场景最优，中层场景7最优，高层扩展场景3最优。

2.5 验证总结

结合本次实验数据，64T64R设备中低层楼宇推荐使用默认场景，高层楼宇推荐使用场景3、场景14，32T32R设备中低层楼宇推荐使用场景7，高层楼宇推荐使用扩展场景3。

三、结束语

移动网络发展，在向5G过度的演进过程中，4G网络和5G共存互补，是通信产业内普遍的发展方向，因此基于4-5G间互操作、保证4-G业务平滑过渡连续性将是在网络演进过程中聚焦的关键问题。

4-5G融合网络架构的改造和演进，适时针对自身业务需求和网络演进策略需求，打造4-5G融合互操作策略体系，将是下一步中国电信网络演进研究中需要重点考虑的内容，我们会根据目前协议和现网网络模型，积极努力的探索更深层次的网络需求指向，给用户带来更好的网络体验。

参  考  文  献

[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.