5G優(yōu)化案例：基于5G-NR性能的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃策略研究

5GNR性能的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃策略研究XXXXXX目 錄TOC\o"1-2"\h\z\u一前言 3二5GNR鏈路預(yù)算 32.1 基站天線配置 32.2 MassiveMIMO賦形增益 42.3 廣播天線增益 42.4 幀結(jié)構(gòu)和上下行時(shí)隙比例 52.5 SINR和RB分配 62.6 干擾余量 112.7 傳播模型 112.8 穿透損耗 162.9 切換增益以及陰影衰落余量 172.10 組網(wǎng)方式SA/NSA 17三5GNR性能驗(yàn)證 183.1massiveMIMO權(quán)值的增益驗(yàn)證 183.2穿透路徑損耗驗(yàn)證 213.3單小區(qū)拉遠(yuǎn)覆蓋驗(yàn)證 233.4功率因素驗(yàn)證 243.5下行加擾驗(yàn)證 25四結(jié)束語(yǔ) 26基于5GNR性能的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃策略研究5G5G5GNR【關(guān)鍵字】5GNR性能鏈路預(yù)算校準(zhǔn)規(guī)劃一前言隨著5G，5G5GNR二5GNR鏈路預(yù)算與2/3/4G，5G（MAPL），基站天線配置MassiveMIMOMassiveMIMO5G64T64R、32T32R、16T16R、8T8R64T64R1928×4行×2極30-15GNR64T64R天線陣列圖64T64R43D3MassiveMIMO賦形增益MassiveMIMOSINR64T64R8×2FDD2T2R1×2：10*log(8)=9dB；4×2FDD2T2R1×2：10*log(4)=6dB；整體賦形增益為9+6=15dB，也即10*log(64/2)。同理，32T32R產(chǎn)品的賦形增益為10*log(32/2)=12dB，16T16R產(chǎn)品的賦形增益為10*log(16/2)=9dB。廣播天線增益2/3/4G中，每個(gè)小區(qū)都只有一個(gè)確定的廣播波束。在5G中，引入了波束掃描（beamsweeping）的概念，小區(qū)廣播覆蓋由多個(gè)不同指向的子波束共同完成。N；UE44四波束掃描2.6G3.5G廣播天線增益（dBi）21.720.35幀結(jié)構(gòu)和上下行時(shí)隙比例典型幀結(jié)構(gòu)有2ms單周期、2.5ms單周期、2.5ms雙周期、5ms單周期四種。2.5ms雙周期：其中，國(guó)內(nèi)3.5G頻段目前統(tǒng)一采用2.5ms雙周期的幀結(jié)構(gòu)，也即DDDSU+DDSUU5ms0.5ms14（）3065%。2.5s雙期構(gòu)2ms單周期：上行25%，下行70%2.5ms單周期：上行20%，下行75%5GNR2.5msTBSRB對(duì)比2.5ms雙周期和2.5ms單周期，覆蓋提升的比例為：10*log10(30%/20%)=1.8dB。2ms；2ms1.5ms2ms三種幀結(jié)構(gòu)性能對(duì)比匯總?cè)缦拢罕?-1不同幀結(jié)構(gòu)覆蓋/容量/時(shí)延對(duì)比SINR和RB分配5GRB4GRBRBMCSSINRRBRBRBSINRRBRBRBMCS4TBSPRB資源。上行典型速率的RB分配、MCS以及SINR如下：表0-25GNR上行各業(yè)務(wù)RB分配、MCS以及IR（5ms單周期20%上行時(shí)隙比例）NR3.5GUL512kbps1Mbps2Mbps5MbpsUsedresourceblocks183672180MCSIndex4444ModulationQPSKQPSKQPSKQPSKEquivalentTBSize（20%上行時(shí)隙比例）12802560512012800SINR8T8R-11.16-11.16-11.16-11.16SINR16T16R-14.16-14.16-14.16-14.16SINR32T32R-17.16-17.16-17.16-17.16SINR64T64R-20.16-20.16-20.16-20.16表0-35GNR上行各業(yè)務(wù)RB分配、MCS以及IR（2.5ms雙周期30%上行時(shí)隙比例）NR3.5GUL512kbps1Mbps2Mbps5MbpsUsedresourceblocks122448120MCSIndex4444ModulationQPSKQPSKQPSKQPSKEquivalentTBSize（30%上行時(shí)隙比例）853170734138533SINR16T16R-14.16-14.16-14.16-14.16SINR32T32R-17.16-17.16-17.16-17.16SINR64T64R-20.16-20.16-20.16-20.16MCS0RBRB分配(RBMCS0)5GRB1RBRBMCS=0RBEPB20SNR），EP=otalPoer10og10RBAsgnd/RBoa)=174+1010(BAsigedBWperB)+Noegure+SNRMP=EP+10og0(BAsigned掉。2RBMCS0RB分配。綜上兩種情況，計(jì)算最大半徑時(shí)可以直接按照滿RB分配來(lái)計(jì)算，并不影響計(jì)算結(jié)果。RBMCS表0-15GNR下行各業(yè)務(wù)RB分配、MCS以及IR（75%下行時(shí)隙比例）NR3.5GDL10Mbps20Mbps50Mbps100MbpsUsedresourceblocks273273273273TBSIndex03713MCSIndex03714ModulationQPSKQPSKQPSK16QAMEquivalentTBSize（75%下行時(shí)隙比例）6827136533413368267SINR8T8R-15-12.12-8.28-2.38SINR16T16R-18-15.12-11.28-5.38SINR32T32R-21-18.12-14.28-8.38SINR64T64R-24-21.12-17.28-11.38表0-25GNR下行各業(yè)務(wù)RB分配、MCS以及IR（65%下行時(shí)隙比例）NR3.5GDL10Mbps20Mbps50Mbps100MbpsUsedresourceblocks273273273273TBSIndex03814MCSIndex03815ModulationQPSKQPSKQPSK16QAMEquivalentTBSize（65%下行時(shí)隙比例）7877157543938578769SINR16T16R-18-15.12-10.32-4.55SINR32T32R-21-18.12-13.32-7.55SINR64T64R-24-21.12-16.32-10.55干擾余量5G采用aseMO5G4G0-3干擾余量取值建議干擾余量（dB）FDD-LTE2TFDD-LTE4TTD-LTE8TPre5GMM5GNR上行33322下行1110877傳播模型234GOuua-haa（15Hz1.GHCos231Haa1.Hz~GH）AolArcomHzG低頻3.Hz5G3.HzPPUa(Urbanaco)和RMa(RualMacro3GPUMaRMa5GNR協(xié)議38.91、3873中提到了Ui(UranMco），UaUrbanaco)和RMa(uralaro)UiUa和RMa。LOSNLOSNLOS場(chǎng)Ua和RMaPathloss161.047.1log10W)7.5log10(h)(24.373.7hhBS)log10hBSBS2BSBS43.423.1log10Slog10d3D20log10fcUT3.2log1017.62524.970.6h 1.5UT其中：5m；

hmh5mUa典型取值20，RMaW5mW50m20m；S10mS150mUa25RMa3；UTUa中1.5mS22.5m，Ma中1.5mS10m，15。fcGH。Ua0.5GH~0GH。d2D和d3Dd2d23DBS UT2MAPLd3D計(jì)算d2D23/Gd站到終端的距離，不做d2D和d3Dd2D和d3DUa25mMeanUrbnPathloss13.5439.08lo10d3D20lo10fcRMa5mRualPathloss3.633.63lo10d3D20lo10fcCos231haa與Ua:MAPL1.HzManUbanCos231haac=0d）1301251201151301251201151101051009590Ma.o3-a Cost231-hata UMa1001201401601802002圖0-2Cost231hataUMa1.8GHzDU20240260280300320340360380400420440460480500orageadius)Pathlosd)UaCos31haa低3B。140Ma.o3-a Cost231-hata 130120UMa11010090100120140160180200220240140Ma.o3-a Cost231-hata 130120UMa11010090100120140160180200220240260280300320340360380400420440460480500orageadius)Pathlosd)圖0-7Cost231hataUMa3.5GHzMU1Uaos231ha；23.HzUaCos231haa低7。Ua:Ua20og10(fc23/G常用的cos231-haa33.。Cost231hataPathLoss46.333.9lgf13.82

)(44.96.55lgh)(lgd)rK

clutterbos231haaUabUaDnserba：Pathloss16.047.1log10W)7.5log10(h)(24.373.7hhBS)log10hBSBS2BSBS43.423.1log1Slog1d3D325log1fcUT3.log117.62524.970.h 1.5UTUa1、與Cos21haaKClute（c）1DUUUUac2；U采用M（200-4傳播模型推薦DUUSURU基站天線掛高(m)25253040頻率衰減因子25252520路損環(huán)境調(diào)整因子Kc(dB)0-3-80傳模參數(shù)垂直天線損失（16/8/4/2TR）(dB)3310（產(chǎn)線基線）傳播模型UMaUMaUMaRMa街道寬度W(m)20202040建筑物高度h(m)2020205通過(guò)UahW24G傳模參數(shù)（產(chǎn)線基線）DUUSURU基站天線掛高()25253035頻率衰減因子20202020路損環(huán)境調(diào)整因子Kc(dB)0000垂直天線損失（16/8/4/2TR）(dB)0000傳播模型UMaUMaUMaRMaW()15203040h()2520105穿透損耗參考PP8.900-53GPP材質(zhì)穿透損耗模型38.9010-63GPP協(xié)議室內(nèi)穿透損耗模型據(jù)此計(jì)算的各種材質(zhì)的穿透損耗、室內(nèi)穿透損耗如下。0-73GPP穿透損耗、室內(nèi)穿透損耗計(jì)算MaterialPenetrationloss[dB]0.9G1.8GHz1.9G2.1GHz2.5GHz3.5GHz4.7GHz4.9GHzglass2.22.42.42.42.52.72.93IRRglass23.323.523.623.623.824.124.424.5concrete8.612.212.613.4151923.824.6wood0.511.11.21.522.72.9Low-lossmodel10.611.611.711.912.212.713.113.1high-lossmodel18.521.722.122.824.126.829.229.5鏈路預(yù)算主要考慮高損模型，參考上述計(jì)算結(jié)果，建議各個(gè)頻段的穿透損耗設(shè)置如下：0-8穿透損耗頻段GHzDUUSURU0.9171513121.8201816141.9201816142.122201715穿透損耗(dB)2.5232017152.6232017153.5262320174.7292623204.930272320切換增益以及陰影衰落余量5GNRLTELTE0.50-9陰影衰落余量和硬切換增益CoverageAreaProbability95%90%95%90%95%90%ShadowingStandardDeviation10dB10dB8dB8dB6dB6dBShadowingMargin11.6dB7.6dB8.7dB5.4dB5.9dB3.3dBHardHandoverGain4.5dB4.2dB3.4dB3.2dB2.4dB2.3dB組網(wǎng)方式SA/NSA5GRSAStandaone和NANntandaoneAOpon2/44aNANR以TENBPCOpon3/3ax77a7。NSAPUSCH1T3dBNRA+2NSAMAPL5dB。0-10SANSA組網(wǎng)鏈路預(yù)算參數(shù)差異SANSAeUETxPowerdBm2623SINRdB-+3dBMAPLdB--5dB4RNSANSASRS10%~20%三5GNR性能驗(yàn)證3.1massiveMIMO權(quán)值的增益驗(yàn)證5GRBenSwepng5G場(chǎng)景水平宏覆蓋高低層混合獨(dú)棟高樓天線覆蓋圖特點(diǎn)廣覆蓋且無(wú)線環(huán)境豐富兼顧高低建筑物的需求差異重點(diǎn)關(guān)注垂直覆蓋水平四波束場(chǎng)景：水平方向垂直方向天線波瓣示意圖仿真結(jié)果水平四波束場(chǎng)景水平方向垂直方向天線波瓣示意圖仿真結(jié)果65630665-630-6整體仿真結(jié)果1.5206010014065_6&30_6覆蓋率對(duì)比（%）80604020065_6&30_6覆蓋率對(duì)比（%）806040200-120 -120~-115-115~-110-110~-105-105~-100-100~-95-95~-90-90~-80 -80覆蓋率（%）65_6覆蓋率（%）30_63.2穿透路徑損耗驗(yàn)證選取共站址的4G與5G基站進(jìn)行穿透損耗對(duì)比，配置參數(shù)對(duì)比：LTENR上行頻點(diǎn)1772.53450下行頻點(diǎn)1867.53450天線掛高3530方位角15/140/30015/140/300機(jī)械下傾角98電子下傾角33帶寬15M100M基站發(fā)射功率2*30W200W基站天線配置2T2R64T64R基站天線增益17dBi25dBi終端發(fā)射功率23dBm26dBm終端天線配置1T2R2T4R終端天線增益0dBi0dBiRSRP配置CRS，15.2dBmCSI，17.8dBm室外場(chǎng)景測(cè)試結(jié)果：-55-5502004006008001000 1200 1400 1600 1800-75-955G孤立單小區(qū)CIrp4GRSRP圖0-9室外測(cè)試-80-100-120-80-100-120-1404GRSRP5GRSRP圖0-10 室內(nèi)測(cè)試LTENRRSRP高5~6dBRS2.6dB，實(shí)際路損差異為8~9dBLTENRRSRP高8~12dBRS2.6dB，實(shí)際路損差異為11~15dB參考室外路損測(cè)試結(jié)果，估算NR信號(hào)的建筑物穿透損耗比LTE大3~6dB3.3單小區(qū)拉遠(yuǎn)覆蓋驗(yàn)證8000007000006000005000004000003000008000007000006000005000004000003000002000001000000160360560760960116013601560距離（m）5G孤立單小區(qū)DLThroughput4G孤立單小區(qū)DLThroughputkbps2000001800001600001400001200002000001800001600001400001200001000008000060000400002000000500100015005GULThroughput4GULThroughputkbps選擇室內(nèi)進(jìn)行單小區(qū)拉遠(yuǎn)對(duì)比，測(cè)試結(jié)果如下：下行速率對(duì)比600下行速率對(duì)比60040020004GDLThroughput5GDLThroughputMbps上行速率對(duì)比1005004GULThroughput上行