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5G NR RANK低问题分析定位.pdf
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2024-09-10
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宏站RRU创新改造解决深度覆盖问题总结: 问题背景与概述: 问题现象:长期以来,宏站RRU主要用于宏站覆盖,较少用于解决室分问题。三明无优中心创新性地利用宏站RRU中的少量通道解决了室分电梯与个别场景的弱覆盖问题。 解决方案:通过长期摸索,总结出一套利用现网宏站RRU创新改造解决深度覆盖问题的方案,旨在最大限度利用现有网络资源,实现资源投入最小、最快解决站下局部弱覆盖场景。 方案实施基本条件: 前提条件:目标覆盖区域与信源点位需满足一定客观条件,如电梯天线的布放、室外射灯的固定等,需征得业主同意。 方案原理与改造方法: 原理:利用宏站RRU的高功率特性,通过功分器将部分或全部功率分配到若干天线,延伸至目标区域覆盖,实现快速、经济的解决局部弱覆盖。 改造方法:包括用功分器功分宏站一个通道信号、功分两个对称通道信号、完整利用宏站两个对应通道等三种方案。 案例实践: 三明市建委电梯弱覆盖案例:采用方案一,通过功分器功分宏站一个通道信号,实现电梯全覆盖,综合费用仅410元,较传统室分节省95.94%。 三明邮政大楼电梯弱覆盖案例:采用方案二,功分宏站两个通道信号,解决了4-16楼电梯弱覆盖问
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5G NR RANK 低问题分析定位
一、 背景概述
随着工业 4.0 等国家战略的部署,5G 网络大带宽、高时延、海量连接的特征具有非
常大的应用空间,5G 是面向 2020 年以后移动通讯需求而发展的新一代移动通信技术,目
前己经成为全球研究的热点。5G 移动网络较 2G、3G、4G 网络而言最大的优势在于为用户
提供更高速率,而 RANK 等级直接影响了 NR 的下载速率。
二、 研究内容
本文根据不同实际情况,全面分析 RANK 低导致速率问题的原因,制定 RANK 低问题排
查和优化流程,通过参数、射频等多种优化手段提升 RANK 值和网络峰值速率的,更好地发
挥 5G 超高频谱效率。
三、 原理介绍
相关概念
1. TB 块:一个 TB 块对应包含一个 MAC PDU 的数据块,这个数据块在一个 TTI 内发送。
每个 TTI 最多发送两个 TB 块。
2. Code Word 码字:一个码字是对在一个 TTI 上发送的一个 TB 进行 CRC 插入、码块分
割并为每个码块插入 CRC、信道编码、速率匹配之后,得到的数据码流。不同的码字区分
不同的数据流,其目的是通过 MIMO 发送多路数据,实现空间复用。一个码字对应一种 MCS
和一个 CQI,码字越多,链路自适应越好,但 CQI 开销越大。
当前协议规定,5G NR 最大支持 2 个码字:
–
1~4 层:使用 1 个码字;
–
5~8 层:使用 2 个码字;
3. Layer 层:就是通常说的流,码字通过层映射映射到各个流上,这有点像串行到并行
的变换,因此层数越多,速率就会越高。在空间复用中,层数=秩(RANK 数)。
码字和层的对应关系如下表:
4. RANK 秩:秩(RANK)可以看作收发设备间传输通路上独立的并行信道的数目,即同时
支持的相对独立的信道数,而 MIMO 实际传送所使用的数据流数则称为层数。由于不同
MIMO 信道下数据通路之间的正交性不同,因此实际应用中必须考虑数据流之间所产生的干
扰。采用多个天线传送多个码字时,需要根据空间信道的秩来确定所能同时发送的数据流数
(即层数),以降低信息之间的干扰,增加接收准确性,提升信息传送容量。
5. Port 天线端口: 用于传输的逻辑端口,与物理天线不存在定义上的一一对应关系,可
同时对应到一个或多个物理天线上;每个端口上有自己独立的 DMRS 信号, 供 UE 解调出各
个端口上的信号。
6. 波束:各流上的数据通过 BF 加权后,映射到 64 根天线上发送,在权值的作用下(改
变信号的幅度和相位),各天线上的信号将会进行赋形,集中打向 UE。RANK 数=波束个数。
7. 流到天线的映射:以 64T64R 天线 8 流为例,每个流都会选择一个 64 维的权值向量
W1,W2,…,W8,然后通过与流上符号进行运算,得到 64 维的数据,此过程即是加权过
程。然后各个流上的数据进行叠加后,映射到各个天线上。
8. PreSINR:即通过测量上行 SRS (Sounding Reference Signal)的 SINR 值。
9. DeltaSINR:是根据 SRS 的最强 8(4)个波束(具体个数和 UE 接收天线数有关)在
SRS 权下和对应波束在 PMI 权下计算得到的 Sinr 之间的差值,即 SRS 权相对 PMI 权的增益。
权值介绍
MM 基于权值计算用户的信号特征,并根据权值改变波束的形状和方向。PDSCH 动态权值
计算,有三种不同的方法:SRS 权、PMI 权和 VAM 权(19B C11 新引入)。
3.1.1SRS 权
gNodeB 通过获取 UE 上行信道的 SRS(Sounding Reference Signal)信号,根据互易原
理计算出对应下行信道的特征。基站根据 SRS 信息,从无穷个 Beam 中挑出最好的多个正交
beam。其优点是下行波束指向精确,缺点是下行波束精度和 SRS 信号质量直接相关,且 SRS
需要全带宽发送,覆盖更容易受限。
3.1.2PMI 权
gNodeB 基于 UE 上行反馈的 PMI(Precode Matrix Indication)选择最佳的权值。UE
根据 CSI-RS 信息,从 Codebook 中有限个 Beam 中挑出最好的多个正交 beam,并反馈 BeamId
给基站。其优点是 UE 反馈 BeamId 仅需 2RB,覆盖不容易受限,缺点是下行波束精度受
Codebook 限制,波束指向不好,影响覆盖和容量。
3.1.3VAM 权
VAM 方案对阵面进行划分,每个子阵面通过一个波束发送一个 Port,UE 进行测量并反
馈 PMI/CQI/RI。VAM 权相对 PMI 权(目前商用终端 SRS 权支持度较低),波束更密,指向更
准。
3.1.4DFT 权
基站内部预置静态权,性能相比动态权差。
3.1.5下行 SRS 权值与 PMI 权值自适应算法
gNodeB 通过为用户选择合适的下行波束赋形权值,可以提高 MIMO 多天线阵列增益,提
高频谱效率,可以在一定程度上提高下行吞吐量,提高用户感受。
通 过 打 开 NRDUCellAlgoSwitch.AdaptiveEdgeExpEnhSwitch 的 子 开 关
“DL_PMI_SRS_ADAPT_SW”来开启权值自适应开关。
下行 SRS(Sounding Reference Signal)权与 PMI(Precoding Matrix Indication)
权自适应方案,允许用户在 SINR 较大时,选择基于 SRS 得到的 BF 权值;在 SINR 较小时,
选择基于 PMI 的 BF 权值,相对于 SRS 权,远点用户的 PMI 权可以提升权值准确性,提升边
缘用户的 SINR,进而提升边缘用户的速率。
当用户上行 SRS SNR 大于 ThSRS (SrsPreSinrJudgeThld,默认值-20dB)该用户选择 SRS
权;否则选择 PMI 权,两边都有固定 3dB 迟滞保护。
3.1.6权值与 Rank 调度
权值先从开环权或 PMI 权切换入 SRS 权,此时初始 Rank 即为 UE 上报的 RI,因为无论
是 PMI 权还是 DFT 权,均使用 UE 上报的 RI 来调度实际的 rank 值。
1.
当使用
SRS
权值时:
当
PreSINR(SRS
信号的信噪比
)> ThldSRS for RANK
(默认为
-2dB
,参数
NRDUCellRsvd.RsvdParam54
控制)则采用谱效率最优的
rank
自适应方案(参数可
配)
;
当
PreSINR < ThldSRS for rank
,采用不考虑条件数的边界保护
rank
自适
应算法。
2.
当使用
PMI
权或
DFT
权时,都使用
UE
上报的
RANK
:
如使用
PMI
权,
Rank
自适应算法不生效,直接使用
UE
上报的
RI
当
PMI
未上报或通道校正未通过时,则使用
DFT
权,根据
UE
上报的
RI
来选择
rank
,但遵从如下规则
UE CSI
的
RI
为
1
,则当前使用
RANK
为
1
UE CSI
的
RI
为
2-3
,当前使用
RANK
为
2
UE CSI
的
RI
为
4-8,
则当时使用
RANK
为
4
RANK 自适应算法介绍
RANK 自适应总体来说可以归为 3 种自适应方法:谱效率最优、条件数边界保护 RANK 自
适应、不考虑条件数边界保护 RANK 自适应。使用谱效率最优算法吞吐率比条件数边界保护
RANK 自适应算法吞吐率更优。
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