5G宏微立体组网策略研究

作者:中国电信股份有限公司义乌分公司 宋保良 居新星 责任编辑:王禹蓉 2021.07.14 10:40 来源:通信世界全媒体

通信世界网消息(CWW)随着5G用户的不断增加,5G深度覆盖问题逐渐凸显,如传统宏站站点部署困难、成本高、站点拥挤、室内深度覆盖不足等,单一组网难以解决现网存在的问题。随着5G业务及需求发展,5G宏微站立体组网方案应运而生,该方案具有部署快且设备重量轻、易安装、外观美等优点,能够达到降低站址获取难度、降低建站成本、避免周边用户投诉的目的,并能解决深度覆盖及容量问题。

小微站主要应用于各种深度覆盖场景、压抑流量释放场景,与现网宏站形成密集组网,可有效提升用户体验,并面向未来储备站点资源,为网络覆盖和容量提升提供了有效的解决方案。

立体组网方案策略论述仿真规划

5G链路预算的主要目的是基于链路预算的覆盖结果给出初始站点规模,信号由基站发射(接收),最终被终端接收(发射),在传播的链路上会被放大、衰减。链路预算会额外考虑一些余量。

输入项:进行链路预算的工具需要输入网络频段、带宽、MIMO类型、AAU类型包含的发射功率信息,以及网络设计要求的目标速率等信息。

输出结果:链路预算输出的结果包括路径损耗、小区半径、业务信道及控制信道的接收电平、信号解调门限等。

最后通过小区半径计算出网络扩容和新建所需的实际基站数量,在实际网络实施中需要使用Unet工具进行网络覆盖和边缘速率仿真,再与实际的网络DT测试结果进行比较,验证估算结果的准确性,然后对预测模型进行校准,从而达到估算与真实网络测试一致的结果。

网络规划

新建场景组网涉及站址、站高、方位角、倾角、发射功率等RF参数的选择。

●站址选择

新建场景下,微站选址与普通宏站RRU类似,以现有其他频段或其他制式网络为依据,用网规工具开展覆盖预测、初步选址,再通过地貌、地物、话务可能分布情况等进行调整。

●工程参数规划

站高:在城区、密集地区,微站挂高一般比建筑平均高度高10~15m左右;在农村、郊区等广覆盖场景,用户分布稀疏,提高微站天线高度能有效增加其覆盖半径,因此建议微站安装在较高的铁塔上,这样可以实现广覆盖。

方向角:微站的主瓣方向朝向目标覆盖区域,AAU支持水平面机械调整30º,需注意在街道场景要与街道呈30º左右的夹角。

下倾角:内置天线电下倾调整范围在-3º~12º之间,为防止可能会出现的越区覆盖,需要设置一定的电下倾,具体数值可以根据仿真结果得到。

在室外微站覆盖室内场景下,天线上倾角需要进行设置。假设微站天线的垂直波瓣宽度为,天线高度为h1,天线主瓣能达到的高度为h2,目标覆盖楼层高度为h3,若h3>h2,为了保证覆盖效果,则需要设置一定的天线上倾角。

功率:相比普通宏站RRU部署,分布式部署的微站天线增益较低,因而在功率足够的情况下,相同场景需要比普通RRU部署配置更高的功率。

在网络规划阶段,只有通过仿真才能发现覆盖不足或者越区覆盖、导频污染等干扰问题。可以先尝试调整天线下倾角、方位角来解决,如果不能解决,则需要适当降低微站功率。天线下倾角的调整可以

为步长进行;在天线方向角的调整过程中,主瓣方向不能完全偏离目标覆盖区域;微站功率的调整,可以3dB为步长对小区总发射功率进行粗调,公共信道功率配比保持不变。总体原则是在降低导频污染比例的同时,还能保持区域内覆盖概率基本不变。

小微站新建场景主要适用于以下3种组网方式:分布式部署整网新建场景、宏站加密、类小站叠加组网。

新建场景为在现有网络上进行加站,主要用于覆盖补盲及热点覆盖(扩容);宏站加密需要对周边宏站进行适当的RF调整,以控制覆盖降低干扰;类小站叠加则需控制新加站的功率,进行干扰评估,以降低宏微干扰。

宏微站干扰协同优化

在宏微站组网结构中,宏站发射功率比微站大,微站受到宏站下行同频干扰严重,微站覆盖半径会有不同程度的收缩,特别是当微站部署在宏站的近点时,收缩非常明显,因同频干扰导致区域内下行容量增益的降低。宏微站间同频干扰主要体现在SSB干扰及CSI-RS干扰,需要结合现场环境条件及参数配置进行调优。

义乌方案落地微站应用场景

Easy Macro+BOOK主要用于解决因成本高、部署难、天面复杂等引起的弱覆盖以及容量问题。其规格介于宏站与小站之间,更接近宏站,可替代宏站在广覆盖场景部署,也可替代小站进行热点扩容及覆盖补充。综上所述,Easy Macro+BOOK主要用于两类场景:一是解决容量问题,二是解决弱覆盖问题。

Easy Macro+BOOK小站可以解决街道及热点区域弱覆盖及容量问题,站间距近、功率要求低、天线增益要求低,微站建设如图1所示。Easy Macro抱杆安装方式如图1所示。

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图1 Easy Macro安装现场图

BOOK支持抱杆安装和挂墙安装,可以安装在路灯杆、建筑物底层墙面或低矮建筑物的楼顶,BOOK抱杆安装方式如图2所示。

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图2 BOOK安装现场图

小微站规划落地

从江北下朱村现场拉网情况来看,江北下朱网红直播村外围区域可由周边宏站覆盖,但村内部道路由于周边楼宇阻挡,深度覆盖严重不足。由于直播对网络需求巨大,上行容量已达瓶颈,所以新建小微站成为网络深度覆盖的不二选择。小微站开启前江北下朱覆盖情况如图3所示。

根据现场实际覆盖情况进行规划设计,在江北下朱网红直播村内可开通小微站3个,站点涉及13台AAU设备,分布于8个点位。

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图3 小微站开启前江北下朱覆盖情况

目前小微站已全部开通调试完毕,现场验证Ping小于25ms,下载速率大于800Mbit/s,上传速率大于220Mbit/s,连接成功率100%,语音成功率100%,具备入网条件。站点开通信息如表1所示。

表1 站点开通信息

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小微站开通效果

●小微站开通前后覆盖对比根据开通前后拉网对比,小微站开启前平均RSRP为-85.5dBm,开启后平均RSRP为-83.2dBm,提升2.3dB;上传速率由开启前122Mbit/s提升至129Mbit/s,略有提升;根据现场覆盖电平图来看,中间区域原来由于5G深度覆盖不足,弱覆盖比例较大,开通后得到部分改善。

●小微站开通后覆盖优化开通拉网后进行数据分析及参数优化,根据参数核查后发现宏微站及微站间邻区漏配3条,外部TAC配置错误10条,部分路段覆盖不佳,对3个站点的功率进行了优化。领区漏配清单如表2所示,外部TAC错误修改清单如表3所示,功率修改清单如表4所示。

表2 邻区漏配清单

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表3 外部TAC错误修改清单

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表4 功率修改清单

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江北下朱小微站开启前平均RSRP为-85.5dBm,开启后RSRP为-83.2dBm,优化一轮后RSRP为-78.2dBm,覆盖改善明显。上传速率开启前122Mbit/s,开启后129Mbit/s,经优化后上传速率154.9Mbit/s,上行速率改善明显。开通前与优化后对比如图4所示。

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图4 开通前与优化后对比

●小微站开通后干扰协同优化江北下朱微站开通后宏微站之间存在干扰,周边宏站对BOOK站点干扰导致下行MCS低,感知速率较差,需优化处理。江北下朱小微站开通后干扰情况如表5所示。

表5 江北下朱小微站开通后干扰情况

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根据感知速率进行分析(从CellDT上看),测试用户下行调度、RB、MCS均无异常,下行MCS较低,需通过优化干扰来解决MCS较低问题。通过微站小区打开波束加密开关,保证SSB波束对齐、核对宏站SLOT40与微站匹配SLOT10保证宏站4次CSI与微站对齐、微站小区下发3套OLLASLOT级干扰分开调度、宏微TRS周期配置对齐,进行干扰优化及规避,参数调整前干扰-104.49dBm,参数调整后干扰-110.72dBm,效果改善显著,上行感知提升明显。

江北下朱村楼宇密集度高,直接由宏站覆盖极易存在覆盖不足情况,同时该区域直播业务繁忙,后续容量问题将逐渐凸显。鉴于此,在江北下朱网红直播村进行小微站建设,以解决覆盖及后续容量瓶颈问题。

义乌江北下朱网红直播村从现网实际问题出发,改变传统以宏基站和室分建设来满足网络覆盖的思路,通过构建宏基站与微基站的融合组网模式,结合宏微紧密协同和宏微干扰消除技术,优化解决价值场景用户深度覆盖和热点容量需求问题,用户立体感知明显提升。

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