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5G优化案例:基于5G NR性能的网络规划策略研究.pdf
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基于 5GNR性能的网络规划策略研究
XX
XX 年 XX 月
目 录
一 前言 ........................................................................3
二 5G NR 链路预算 ............................................................. 3
2.1 基站天线配置.......................................................... 3
2.2 Massive MIMO 赋形增益................................................. 4
2.3 广播天线增益.......................................................... 4
2.4 帧结构和上下行时隙比例................................................ 5
2.5 SINR 和 RB 分配....................................................... 6
2.6 干扰余量............................................................. 11
2.7 传播模型............................................................. 11
2.8 穿透损耗............................................................. 16
2.9 切换增益以及阴影衰落余量............................................. 17
2.10组网方式 SA/NSA...................................................... 17
三 5G NR 性能验证 ............................................................ 18
3.1massive MIMO 权值的增益验证........................................... 18
3.2 穿透路径损耗验证 ..................................................... 21
3.3 单小区拉远覆盖验证 ................................................... 23
3.4 功率因素验证 ......................................................... 24
3.5 下行加扰验证 ......................................................... 25
四 结束语 ................................................................... 26
基于 5G NR 性能的网络规划策略研究
【摘要】随着 5G 网络的快速发展,5G 业务场景的全方位探索,目前对于 5G 网络的需求显得越发
迫切。通过 5G NR 特性的研究,对链路预算进行评估和计算,并且结合现实中实际的测试结果,
对链路计算结果进行校准和场景细化,对网络规划的组网策略提供了指导性意见,保证了网络规
划的准确性。
【关键字】5G NR 性能 链路预算 校准 规划
一 前言
随着 5G 网络建设的推动和应用场景的丰富,5G 不仅需要满足人们对超高流量密度、超高连
接数密度、超高移动性的需求,能够为用户提供高清视频、虚拟现实、增强现实、云桌面、在线
游戏等极致业务体现,同时还要渗透到互联网的各个领域,与工业设施、医疗仪器、交通工具等
进行深度的融合,实现“万物互联”的愿景,有效地满足工业、医疗、交通等垂直行业的信息化
服务需要。通过5G NR 性能的研究和链路预算的计算对后续建网的大方向提供指导性意见。
二 5G NR 链路预算
与 2/3/4G 网络链路预算相同,5G 链路预算的目的是进行覆盖估算,根据发射端的有效发射
功率,考察接收端由特定业务决定的接收灵敏度,并综合考虑信号传播过程中的增益、损耗、余
量,计算允许的最大路径损耗(MAPL),再通过传播模型计算覆盖半径。
2.1 基站天线配置
基站侧采用基于大规模天线阵列的 Massive MIMO 技术。Massive MIMO 是 5G NR 的关键技术,
目前常见的规划有 64T64R、32T32R、16T16R、8T8R 等几种规格。
例如 64T64R 的天线共计 192 阵子,推荐应用于密集城区、城区场景。8 列×4 行×2 极化,
每通道对应 3 个阵子。垂直方向单个通道的增益为 11dBi,业务信道的赋形增益全部体现在解调
门限中。
图 0-1 5G NR 64T64R 天线阵列图
64T64R 垂直方向共 4 个通道,实现 3D 赋形,不需内置电下倾,每通道对应 3 个阵子, 直
接合成并输出。
2.2 Massive MIMO 赋形增益
Massive MIMO 赋形增益目前主要体现在 SINR 中,赋形增益可以拆分为垂直和水平两个维度,
以 64T64R 为例:
水平 8 列×2 极化,相对于普通的 FDD 2T2R 设备(也即水平 1 列×2 极化),水平方向增
益为:10*log(8)=9dB;
垂直 4 行×2 极化,相对于普通的 FDD 2T2R 设备(也即垂直 1 列×2 极化),垂直方向增
益为:10*log(4)=6dB;
整体赋形增益为 9+6=15dB,也即 10*log(64/2)。
同理,32T32R 产品的赋形增益为 10*log(32/2)=12dB,16T16R 产品的赋形增益为
10*log(16/2)=9dB。
2.3 广播天线增益
2/3/4G 中,每个小区都只有一个确定的广播波束。在 5G 中,引入了波束扫描(beam
sweeping)的概念,小区广播覆盖由多个不同指向的子波束共同完成。
小区广播预先定义 N 个子波束,各子波束之间通过时分的方式依次轮循发送;UE 在搜索小
区时,通过测量各子波束的信号强度,选择信号最强的子波束作为自己的驻留波束。
针对不同的场景,可以配置不同的广播权值,实现最佳覆盖。目前商用前期,终端芯片最大支
持 4 波束扫描,以典型水平 4 波束扫描为例,对应的广播天线增益约为:
四波束扫描
广播天线增益(dBi)
2.6G
21.7
3.5G
20.35
2.4 帧结构和上下行时隙比例
典型帧结构有 2ms 单周期、2.5ms 单周期、2.5ms 双周期、5ms 单周期四种。2.5ms 双周期:
其中,国内 3.5G 频段目前统一采用 2.5ms 双周期的帧结构,也即 DDDSU+DDSUU,一个周期为
5ms。其中:每个子帧为 0.5ms,包含 14 个符号。按照上述帧结构,上下行的时隙比例约为(扣
除控制信道占用):上行 30%,下行 65%。
2.5m s双周期帧结构
2ms 单周期:上行 25%,下行 70%
2.5ms 单周期:上行 20%,下行 75%
上述三种帧结构,2.5ms 双周期的上行时隙比例最大,对应的上行覆盖和容量都是最好的。5G NR
覆盖主要受限于上行业务信道,采用 2.5ms 双周期帧结构可以改善上行覆盖。上行覆盖提升大致计
算如下:相同边缘速率要求,对应的 TBS 随上行时隙比例的增加约等比例下降,也即需要分配的
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