▋5G NR覆盖分析概述

1、覆盖指标定义

和LTE一样，5G中覆盖类的关键指标主要还是RSRP和SINR，但是5G中RSRP/SINR的种类和LTE不同。具体来说，LTE中的CRS功能被剥离为两种测量量SSB和CSI-RS。相应地，SS-RSRP/SINR体现广播信道的覆盖与可接入能力，CSI RSRP/SINR体现业务信道的能力。5G中定义的覆盖相关测量量总结如下表：

SS-RSRP（SS rererence signal received power，同步参考信号接收功率），协议中定义为在SSB测量配置周期内，小区下行承载辅同步信号（secondary synchronizationsignals）的RE上功率的线性平均值，UE的测量状态包括RRC_IDLE态、RRC-INACTIVE态和RRC_CONNECTED态。

SS-SINR（SS signal-to-noise and interference ratio）：服务小区SS信号的信干噪比定义为主服务小区承载辅同步信号的RE的功率，除以在相同频率带宽内的噪声和干扰功率。

SS RSRP和SINR：在同步信道上测量，受网络规划（拓扑，RF参数）以及波束扫描的影响，能够表征小区的覆盖能力。

SS-RSRQ（SS reference signal received quality，SS参考信号接收质量）

• 协议中定义为比值N×SS-RSRP/(NR carrier RSSI)

• 其中N表示NR carrier RSSI 测量带宽中的RB的数量，分子和分母在相同的资源块上获得。

• RSSI是指在特定OFDM符号测量时间和测量带宽上接收总功率的线性平均值，首先将每个资源块测量带宽内的所有RE上的接收功率累加，包括有用信号、干扰、热噪声等，然后在OFDM符号上即时间上进行线性平均。

• UE的测量状态包括RRC_IDLE态、RRC-INACTIVE态和RRC_CONNECTED态。

CSI-RSRP（CSI reference signal received power， CSI参考信号接收功率）：协议中定义在不同天线端口下配置的CSI测量频率带宽上的RE的CSI参考信号的功率线性平均值，UE的测量状态是RRC_CONNECTED态。

CSI-SINR（CSI signal-to-noise and interference ratio）：协议中CSI信干噪比定义为在携带CSI RS信号的RE上的CSI接收信号功率，除以对应带宽上的干扰噪声功率。

CSI-RSRP和SINR：为用户级，受用户分布，小区负载等影响，表征网络对用户的服务能力。

CSI-RSRQ（CSI reference signal received quality，CSI参考信号接收质量）

• 协议中定义为比值N×CSI-RSRP/(NR carrier RSSI)。

• 其中N表示NR carrier RSSI 测量带宽中的RB的数量，分子和分母在相同的资源块上获得。

• RSSI是指在特定OFDM符号测量时间和测量带宽上接收总功率的线性平均值，首先将每个资源块测量带宽内的所有RE上的接收功率累加，包括有用信号、干扰、热噪声等，然后在OFDM符号上即时间上进行线性平均。

• UE的测量状态包括RRC_CONNECTED态。

2、覆盖优化目标

NR覆盖优化的目标主要有三个：

• 优化信号覆盖，保证目标区域的RSRP/SINR满足建网的覆盖标准

• 解决路测过程中发现的RF问题：如弱覆盖、越区覆盖、乒乓切换、切换带不合理、干扰问题等

• 结合吞吐率情况，优化覆盖区域和切换带

针对不同的目标场景，覆盖优化的建议标准有所不同，如下表：

覆盖优化的总体目标：

• 减少乒乓切换，保障SSB覆盖合理性，减少邻区干扰，优化SS-SINR，保障用户接入。

• 对于速率来讲，并非覆盖优化到标准就一定能达成，还有和环境强相关的Rank。

3、NR覆盖规划特点

3.1 LTE和NR覆盖差异

LTE中CRS功能，在NR中被区分为两种测量量：SSB和CSI-RS，所以NR的覆盖评估需要分别考虑SS RSRP及CSI RSRP。其中SS RSRP用于表征广播信道的覆盖与接入能力，CSI RSRP则表征业务信道质量。

由于波束技术，相同覆盖位置下：SS RSRP、CSI RSRP、PDSCH RSRP可能有一定差别。目前SSB和CSI-RS采用静态波束，PDSCH采用动态波束（SRS权和PMI权）。

3.2 NR广播波束场景化

参数NRDUCellTrpBeam.CoverageScenario可以配置覆盖场景。配置建议：

• 一般情况下，推荐配置为场景DEFAULT，适合典型三扇区组网。

• 当水平覆盖要求比较高时，推荐配置为场景SCENARIO_1、SCENARIO_6、SCENARIO_12，远点可以获得更高的波束增益，提升远点覆盖。

• 当小区边缘存在固定干扰源时，可以考虑场景SCENARIO_2、SCENARIO_3、SCENARIO_7、SCENARIO_8、SCENARIO_13，缩小水平覆盖范围，避开干扰。

• 当只有孤立的建筑时，推荐配置为场景SCENARIO_4、SCENARIO_5、SCENARIO_9、SCENARIO_10、SCENARIO_11、SCENARIO_14、SCENARIO_15、SCENARIO_16，可以获得水平面覆盖较小，不适合连续组网。

• 当只有低层楼宇时，可以从场景SCENARIO_1~SCENARIO_5中选择。

• 当存在中层楼宇时，可以从场景SCENARIO_6~SCENARIO_11中选择。

• 当存在高层楼宇时，可以从场景SCENARIO_12~SCENARIO_16中选择。

3.3 NR广播波束倾角、方位角

NR支持远程调整下倾角和方位角的功能，从而降低选站规划和站点优化难度和成本：

• 调整以1°为粒度，整体调整广播信道窄波束的倾角和方位角。

• 针对邻区干扰比较严重的场景，可以调整倾角和方位角，让波束指向本小区用户，减少对邻区的过覆盖。

• 通过倾角和方位角调整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。

注意：

• 对于垂直扫描范围已经达到上限的场景（场景12~16），不支持倾角调整。

• 对于水平扫描范围已经达到上限的场景（场景0、1、6、12），不支持方位角调整。

3.4 NR功率分配原理

5G RAN2.1支持对SSB、Common PDCCH（RMIS DCI、Paging DCI、OSI DCI）、User PDCCH、PDSCH Msg-2、CSI-RS进行静态功率调整，即：相对于“基准功率”，设置偏置

小区基准功率ReferencePwr=MaxTansmitPower-10*lg(RBcell*12)

• 其中：MaxTransmitPower表示每个通道的最大发送功率，单位为dBm，可通过参数NRDUCellTrp.MaxTransmitPower配置。

• RBcell表示小区总带宽对应的RB个数，每个RB包含12个RE。

计算其他信道或信号每RE上功率（dBm）=ReferencePwr+偏置+10*lg(RFChannelNum)

• 偏置指的是各物理信道或信号相对于“基准功率”的偏置值，见前文覆盖影响参数。

• RFChannelNum表示射频物理通道个数。

▋5G NR覆盖分析流程与操作

1、覆盖问题分析流程

2、覆盖问题优化原则

• 原则1：先优化SS RSRP/CSI-RSRP，后优化SS SINR/CSI SINR。

• 原则2：先优化越区覆盖，再优化重叠覆盖。

• 原则3：优化切换带、控制重叠覆盖，保障SS RSRP/CSI-RSRP的同时优化乒乓切换。

• 原则4：优先调整软参，其次才是硬调或站点拓扑调整。

3、基础数据采集

NR覆盖优化的初始阶段是获取基础数据，包括：

• 规划参数，包括PCI、PRACH、邻区等

• 基础工程参数

• 站址分布，基站经纬度等

• AAU通道数、挂高、方位角、下倾角

• 小区规划覆盖距离

• 电子地图、覆盖场景分类等

• 小区配置参数：主要是接入、重选、切换、功率配置相关参数

• 小区性能统计

4、影响覆盖参数核查

▋常见覆盖问题分析

1、弱覆盖的处理

覆盖区域RSRP小于网络设计值，空口质量差，显著影响网络接通率、掉话率、小区吞吐率。

发现弱覆盖， 通常需要排查如下因素：

• 设备故障、工程质量

• 建筑物遮挡

• TRP发射功率配置低

• 网络结构

弱覆盖的优化手段通常有：

• 调整天线或AAU方向角和下倾角，

• 增加天线或AAU挂高

• 调整基站发射功率

• 新增站点或者室内覆盖系统

2、越区覆盖

越区覆盖一般是指某些小区的覆盖区域超过了规划的范围，在其他基站的覆盖区域内形成不连续的主导区域。

如下图所示，Cell A为越区覆盖小区

常见原因分析：

• 天馈因素：天线（或AAU）挂高太高、方位角、下倾角设置不合理，或者基站发射功率太大。

• 站址因素：由于“波导效应”使信号沿着街道传播很远。

• 无线环境因素：大片水域反射等场景。

对网络的影响：

• 业务感知：越区覆盖容易引起乒乓切换或带来干扰，业务感知差，且容易掉话。

• 网络指标：掉话率高、切换成功率低、速率低等。

越区覆盖问题解决措施

• 如果站高明显过高，则降低天线高度

• 适当调整方位角，避免扇区天线的主瓣方向正对道路传播，使天线主瓣方向与道路方向稍微形成斜交

• 如果方位角基本合理，则考虑调整下倾角。下倾角的调整包括电子下倾和机械下倾两种，优先调整电子下倾角，其次调整机械下倾角。

• 在不影响小区业务性能的前提下，降低小区发射功率。

以上措施若不奏效：

根据实际测试情况，配置邻区关系，保证切换正常，保持业务连续。

3、重叠覆盖问题

重叠覆盖问题主要体现为多个小区存在深度交叠，RSRP较强，但是SINR较差，或者多个小区之间乒乓切换导致用户感知差。可通过以下两个条件来判断是否存在重叠覆盖问题：

• 绝对RSRP门限：重叠区域内RSRP>该门限的小区数大于等于3个。

• 相对RSRP门限：与最强小区RSRP差值在一定门限（一般3dB）内的小区个数在3个或3个以上。

重叠覆盖产生原因主要是城区内站点分布比较密集，信号覆盖较强，基站各个天线的方位角和下倾角设置不合理，造成多小区重叠覆盖。

对网络的影响：

• 业务感知：同频小区之间造成强干扰，导致业务质量差；发生频繁切换，容易掉话。

• 网络指标：接通率较低、掉话率较高、切换次数很多，切换成功率较低。

重叠覆盖多发区域：

密集城区的十字路口、高架路、高楼的高层、水域周围等。

重叠覆盖问题解决措施：

重叠覆盖问题主要是解决好切换区域的各小区覆盖电平强度关系，常见的优化方法如下：

• 识别问题区域多个覆盖小区的主从关系，确定主服务小区。

• 通过调整波束、下倾、方位角、功率等手段加强主服小区的覆盖。

• 通过类似手段减小非主服小区在问题路段的覆盖，减小干扰。