1、5G优化案例5G波束配置优化提升CQI优良比案例5G 波束配置优化提升 CQI 优良比案例 XX 3.2结合倾角与方位角的优化 161）开阔场景 CQI 优良比质差小区优化 162）楼宇阔场景 CQI 优良比质差小区优化 173.3波束特性优化整体优化效果 17四、经验总结 18 5G 波束配置优化提升 CQI 优良比案例XX【摘要】 CQI 是信道质量指示，英文全称 channel quality indication，由 UE 测量所得， 一般是指下行信道质量。由于 CQI 和 PDSCH 的信道质量密切相关，且体现的是全部在网用户的信道质量，所以将 NR CQI 的优良率作为对覆盖的一项
2、重要考核指标。XX电信通过调整AAU 波束配置提升 CQI 优良比总结了一套和方案。 【关键字】 5G CQI 优良率 波束配置 【业务类别】 优化方法一、问题描述 如下图XX 5G CQI 走势，8 月以来 CQI 指标呈现了下滑趋势，需要分析原因，提出相应措施，快速提升 CQI 优良比。 XX电信 5G 站 CQI 指标走势 二、分析过程 1.1CQI 优良比指标介绍1）NR CQI 优良率指标定义SN CQI 优良率定义：统计时段内， gNB 小区内 UE 上报的“4-bit CQI Table 表下 UE 上报的 CQI”大于等于 10 的次数与“4-bit CQI Table 2 表
3、下 UE 上报的 CQI”大于等于 7 的次数数量之和在整个 CQI 上报数量中的比例。 SN CQI 优良率统计公式：(4-bit CQI Table 表下 UE 上报的 CQI 大于等于 10 的次数+4- bit CQI Table 2 表下 UE 上报的 CQI 大于等于 7 的次数)/(4-bit CQI Table 表 UE 上报的CQI 次数+4-bit CQI Table2 表 UE 上报的 CQI 次数) 100% k=15 （4bit CQI Table 表下 UE 上报的CQIk）+15（4bit CQI Table2 表下 UE 上报的CQIk）CQI 优良率 = k=
4、10k=7k=15 （4bit CQI Table 表下 UE 上报的CQIk）+15（4bit CQI Table2 表下 UE 上报的CQIk）k=1 k=1编码方式越高（QPSK16QAM64QAM256QAM），依赖的信道条件需要越好。CQI 和 PDSCH调制方式的对应关系如下，其中 CQI 在 13 之间，对应 QPSK，在 46 的时候，对应 16QAM， 在 711 时候对应 64QAM,1215 对应于 256QAM。 2）NR CQI 周期性上报UE 在上报 CQI 时候，有周期上报和非周期上报之分。周期 CQI 上报时候，按照 eNB 分配的 CQI 周期进行周期性上报，
5、非周期 CQI 上报时候，eNodeB 特别指示 UE 上行数据传输的资源插入 CQI 上报。NR 目前版本仅支持周期性 CQI 上报，暂时未启用非周期上报。 1.2XX CQI 优良比指标分析1）CQI 优良比区间分布情况（XX电信现网有 CQI 指标 5G 有 412 个小区，CQI 优良比在 90%以下的小区有 40 个） 在 CQI 优良比质差小区分布上看 CQI 质差小区呈现两种规律第一种是站间距较远的站点覆盖区域较开阔的场景，第二种是站间距较小同时覆盖区域楼宇较密集的楼宇场景。 2）TOP40 CQI 优良比质差小区分析选取 CQI 优良比在 90%一下的 40 个小区为 TOP
6、小区分析现网 CQI 质差原因如下。 通过对 TOP 小区质差原因分析可以看出，覆盖问题是现网 CQI 优良比指标低的主要原因。 3）区分两种不同场景下TOP 小区指标走势场景区分 开阔的场景: （将郊区以及农村覆盖范围已道路;低层住房等为主的小区定义为开阔的场景小区） 楼宇场景: （将城镇区域覆盖范围为楼宇为主的小区定义为楼宇场景小区） 两种场景 CQI 指标走势 根据上述场景区分方法对现网 TOP 小区进行场景区分后指标如下： 通过对现网 CQI 优良比指标的初步分析可知影响指标的主要原因为覆盖问题，对 TOP 小区区分了两种场景。开阔场景小区有 14 个；楼宇场景小区有 23 个。 下面
7、将介绍 5G 波束特性是如何优化覆盖问题的。 1.35G 波束特性介绍NR 系统采用波束赋形技术，对每类信道/信号都会形成能量更集中，方向性更强的窄波束。但是相对宽波束，窄波束的覆盖范围有限，一个波束无法完整的覆盖小区内的所有用户， 也无法保证小区内的每个用户都能获得最大的信号能量，如下图所示。所以引入波束管理， 基于各类信道/信号的不同特征，gNodeB 对各类信道/信号分别进行波束管理，并为用户选择最优的波束，提升各类信道/信号的覆盖性能及用户体验。 Massive MIMO AAU 通过修改射频通道的相位权值，调整天线波束倾角。（注意不是预置电子下倾角） 1）5G 波束特性原理描述 立体
8、覆盖波束仅用于广播波束，为了增强不同组网场景下广播信道、同步信号的覆盖范围，更好的匹配小区覆盖范围和用户分布，gNodeB 支持多种覆盖场景的波束。运营商可以选择适合自身覆盖需求的波束场景，解决不同组网场景下小区覆盖受限以及邻区干扰问题。 举例：AAU 为 32T32R 的模块，每列天线对应 2 个独立射频通道。通过调整射频通道相位权值 K1、K2，同时配合移相器，实现天线波束倾角调整。 2）波束的覆盖配置为了匹配不同组网场景下的广播波束覆盖，本功能同时考虑水平面和垂直面下不同覆盖范围需求，组合出如下 16 种不同的配置，如下表所示。 波束覆盖场景 配置 ID （水平 3dB 波宽，垂直3dB
9、 波宽） 说明 SCENARIO_1 （110 ，6 ） 水平方向覆盖范围依次变小（对应水平3dB 波宽依次变小），垂直方向覆盖范围对应为低层高度（对应垂直 3dB 波宽为 6 ）。 SCENARIO_2 （90 ，6 ） SCENARIO_3 （65 ，6 ） SCENARIO_4 （45 ，6 ） SCENARIO_5 （25 ，6 ） SCENARIO_6 （110 ，12 ） 水平方向覆盖范围依次变小（对应水平3dB 波宽依次变小），垂直方向覆盖范围对应为中层高度（对应垂直 3dB 波宽为 12 ）。 SCENARIO_7 （90 ，12 ） SCENARIO_8 （65 ，12 ）
10、SCENARIO_9 （45 ，12 ） SCENARIO_10 （25 ，12 ） SCENARIO_11 （15 ，12 ） SCENARIO_12 （110 ，25 ） SCENARIO_13 （65 ，25 ） SCENARIO_14 （45 ，25 ） 水平方向覆盖范围依次变小（对应水平3dB 波宽依次变小），垂直方向覆盖范围对应为高层高度（对应垂直 3dB 波宽为 25 ）。 SCENARIO_15 （25 ，25 ） SCENARIO_16 （15 ，25 ） 射频 AAU 模块支持的覆盖场景配置 射频模块 天线数 覆盖场景配置 RRU5258 8T SCENARIO_3SCEN
11、ARIO_5 AAU5310 32T SCENARIO_1 AAU5313 SCENARIO_6SCENARIO_8 AAU5811 SCENARIO_12SCENARIO_15 AAU5319 32T SCENARIO_1 SCENARIO_6SCENARIO_8 AAU5270E 64T SCENARIO_1SCENARIO_16 AAU5612 AAU5613 n77/n78 AAU5614 AAU5619 AAU5613 n79 64T 不支持 SCENARIO_1SCENARIO_16 3）关于水平波宽与垂直波宽计算水平波宽 计算波束的水平波宽： 如上图所示，当 B=30m、D=70
12、m，则可计算出=25，参照波束覆盖场景表，可知适合使用 SCENARIO_5、SCENARIO_10、SCENARIO_15。 垂直波宽 计算波束的垂直波宽： 如上图当 D=70m、h=20m、H=30m，则可计算出=23，参照波束覆盖场景表，可知适合使用 SCENARIO_12SCENARIO_16。取水平与垂直的场景交集，即 SCENARIO_15 能同时满足水平和垂直覆盖需求。 现网中运营商需要综合考虑站高、站间距、用户分布情况、覆盖范围、射频模块能力等各方面要素来确定覆盖场景。 波束个数固定：小区的时隙配比为 8：2 时，必须配置 8 个波束。小区的时隙配比为其他情况时，必须配置 7
13、个波束。 4) 波束的倾角和方位角小区覆盖范围与天线的倾角和方位角有关，调整倾角或方位角后，小区的覆盖半径和覆盖形状会发生变化。 为了降低选站规划和站点优化难度，节约优化成本和人力协调成本，以及更好的解决小区间干扰问题，用户可以通过波束特性远程设置天线的倾角与方位角。gNodeB 支持以 1为粒度，调整广播波束的倾角和方位角。通过调整倾角和方位角可以实现更多的波束指向，满足不同覆盖要求，实现灵活的组网。 各场景支持的倾角和方位角可调范围如下： 各覆盖场景下的倾角、方位角 覆盖场景 ID 倾角可调范围 方位角可调范围 SCENARIO_1 AAU5612：-315 0 其他 AAU：-29 SC
14、ENARIO_2 AAU5612：-315 -1010 其他 AAU：-29 SCENARIO_3 AAU5612：-315 64T 其他 AAU：-29 AAU5612 、 AAU5613 、 AAU5270E 、AAU5619、AAU5614：-2222 RRU：0 8T RRU5258：-1010 SCENARIO_4 AAU5612：-315 8T 其他 AAU：-29 RRU5258：-2222 RRU：0 其他：-3232 SCENARIO_5 AAU5612：-315 8T 其他 AAU：-29 RRU5258：-3232 RRU：0 其他 -4242 SCENARIO_6 AA
15、U5612：012 0 其他 AAU：06 SCENARIO_7 AAU5612：012 -1010 其他 AAU：06 SCENARIO_8 AAU5612：012 -2222 其他 AAU：06 SCENARIO_9 AAU5612：012 -3232 其他 AAU：06 SCENARIO_10 AAU5612：012 -4242 其他 AAU：06 SCENARIO_11 AAU5612：012 -4747 其他 AAU：06 SCENARIO_12 AAU5612：3 0 其他 AAU：6 SCENARIO_13 AAU5612：3 64T 其他 AAU：6 AAU5612 、 AAU
16、5613 、 AAU5270E 、AAU5619、AAU5614：-2222 32T AAU5313、AAU5811、AAU5310：-2222 SCENARIO_14 AAU5612：3 -3232 其他 AAU：6 SCENARIO_15 AAU5612：3 -4242 其他 AAU：6 SCENARIO_16 AAU5612：3 -4747 其他 AAU：6 5） 波束特性相关参数说明参数名称 参数 ID 配置建议 覆盖场景 NRDUCellTrpBeam.CoverageSc enario 根据现网的工参、AAU 的天线文件等信息，进行专业的网规网优覆盖分析，确定最优的覆盖场景、倾角、
17、方向角等。其中 AAU 的天线文件会包含不同覆盖场景对应的空间中不同位置的天线增益。 如果使用自定义波束覆盖场景，需要先通过MO NRDUCellTrpCustBeam 设置每个波束的倾角 和 方 向 角 ， 再 配 置 本 参 数 为“CUSTOMIZED_BEAM_SCENARIO”。 倾角 NRDUCellTrpBeam.Tilt 按照网络规划配置。配置为缺省值 255 时，对于 AAU5612 硬件实际的倾角默认值为 3，其他 AAU 硬件实际的倾角默认值为 6。 方位角 NRDUCellTrpBeam.Azimuth 按照网络规划配置。 场景化波束算法开关 NRDUCellTrpBe
18、am.ScenarioBe amAlgoSw 小区间覆盖场景不一致时会引入邻区间相互干扰，降低下行吞吐率，建议启用子开关“SCENARIO_BEAM_DENSIFY_ALGO_SW”。 SSB 最大功率偏置 NRDUCellTrpBeam.MaxSsbPwrO ffset 建议 在大站间距、 SUL （ Supplementary Uplink）等 PBCH 或 SS 功率受限场景配置需要的偏置值。 三、解决措施 3.1不同场景下的波束配置如上文介绍的 5G 波束特性结合现网因覆盖问题造成的 CQI 优良比低的两种场景，分别采取不同的参数配置进行验证。每种波束配置各配置一天时间，然后取天级指标
19、对比。 在调整波束配置同时要打 开场景化波束算法开关 MaxSsbPwrOffset 减少小区间覆盖场景不一致时引起的邻区间相互干扰。 1）开阔场景波束配置验证由于开阔场景下一般站间距较远，同时覆盖的建筑较低所以分别采取 SCENARIO_1； SCENARIO_2；SCENARIO_6；SCENARIO_7；SCENARIO_12，几种配置进行指标验证。 （通过参数配置验证在开阔场景下波束配置为 SCENARIO_2 为最佳） 2）楼宇场景波束配置验证由于开阔的场景下一般站间距较远，同时覆盖的建筑较低所以分别采取 SCENARIO_2； SCENARIO_3；SCENARIO_7；SCENA
20、RIO_8；SCENARIO_13，几种配置进行指标验证。 （通过参数配置验证在楼宇场景下波束配置为 SCENARIO_3 为最佳） 3.2结合倾角与方位角的优化在验证了不同波束配置后，再结合倾角与方位角的调整来优化 5G 小区的覆盖，可以达到更加的优化效果。考虑到具体每个小区的覆盖情况不同倾角与方位角的调整也不同需要具体分析，大致选取倾角 58方位角-1010 度左右。 1）开阔场景 CQI 优良比质差小区优化 2）楼宇阔场景 CQI 优良比质差小区优化3.3波束特性优化整体优化效果在 TOP 小区波束优化的基础上将波束特性优化推广至全网 5G 站点，通过波束配置优化与倾角方位角优化两步优化后，XX 5G CQI 由 95.2%提升到 95.7%,，提升幅度约 0.5%左右。 四、经验总结 XX电信通过总结 5G 波束特性优化的方法来提升 5G CQI 优良比，为后续 5G 网络规模扩大后的指标稳定提供一个相应优化手段。5G 波束配置方案总结不同场景 波束配置推荐 倾角与方位角推荐 场景化波束算法开关 开阔场景 SCENARIO_2 倾角 58方位角-1010 开 楼宇场景 SCENARIO_3 倾角 612方位角-55 开
