1、5G CQI 覆盖优良比指标定义

1.1、5G CQI 覆盖优良比定义

根据定义， 5G CQI 优良率为 NR 采用 256QAM 表 CQI>7 和采用 64QAM 表 CQI>10的采样点数量之和， 在 CQI 上报总采样点中的占比。具体公式如下：

1.2、5G CQI 相关定义

UE 对无线信道质量如 SINR 进行测量， 并上报信道相关的 CQI 信息， 用以为分组调度和链路适配等无线资源管理算法提供信道质量信息， 链路适配算法则基于 CQI 来选择最有效的调制和编码机制(MCS) 。

5G 系统中 CQI 表采用了与 LTE 的设计原则， 即不同场景下设计多张 CQI 表。CSI-ReportConfig 中的高层参数 cqi-Table 用以表示采用哪个 CQI 表来计算 CQI， 其取值为 table1、 table2 和 table3。使用条件如下：

1） cqi-Table 配置为 table1 和 table2 时， 误块率不应该超过 0. 1。cqi-Table 配置为 table1 时， 采用表 1 所示 4 比特 CQI 信息(对应 TS38. 214的表 5. 2. 2. 1-2)， 该表适用于 eMBB 业务， 支持 QPSK、 16QAM 和 64QAM 调制方式，不支持 256QAM。

cqi-Table 配置为 table2 时， 采用表 2 所示 4 比特 CQI 信息(对应 TS38. 214的表 5. 2. 2. 1-3)， 该表适用于 eMBB 业务， 支持 QPSK、 16QAM 和 64QAM 调制方式，同时支持 256QAM。

2) cqi-Table 配置为 table3 时， 误块率不应该超过 0. 00001。

cqi-Table 配置为 table3 时， 采用表 3 所示 4 比特 CQI 信息(对应 TS38. 214的表 5. 2. 2. 1-4) ， 该表适用于 URLLC 业务， 支持 QPSK、 16QAM 和 64QAM 调制方式， 不支持 256QAM。

表3为5G新增， 用于URLLC业务，它只包含QPSK，16QAM和 64QAM。根据R1-1719584，URLLC要求数据包为32比特下的 BLER为10-5，用户面时延为1ms。传统的LTE的CQI表对应的 BLER 目标值为10%，因此无法达到URLLC的可靠性的要求。HARQ可以提高可靠性，但是增加了时延。在CQI表增加较低码率虽然可以满足可靠性和时延的要求，但是会增加UE上报CQI所需的比特数。因此考虑URLLC采用独立的CQI表，并使用不同的BLER目标值。另外，由于URLLC对峰值速率的要求不高，因此没有必要采用较高的调制阶数。

1.1、5G CQI 与 RSRP 关联性探究

统计 5G CQI 与 RSRP 采样点， 根据散点图分布情况可知， 5G CQI 大于 10 的采样点主要分布在 RSRP 大于-82dBm 区间内， 由此可知 NR PCC SS-RSRP（dBm）大于-82dBm 为 CQI 大于 10 的条件之一。如下所示：

1.2、5G CQI 与 SINR 关联性探究

统计 5G CQI 与 SINR 采样点， 根据散点图分布可知， 5G CQI 大于 10 的采样点主要分布在 SINR 大于 15dB 区间内， 由此可知 NR PCC SS-SINR(db) 大于 15dB为 CQI 大于 10 的条件之一。如下所示：

2、双维度射频优化提升 5G CQI 优良比

通过射频优化手段提高 5G CQI 优良比， 可从以下两个方面进行优化：

1、形成连续覆盖

连续覆盖， 即从提升 SS-SINR 的角度来提升 CQI, 当 UE 接收的 SINR 大于15dB 时， 其上报的 CQI 大于 10。

2、 增强深度覆盖

深度覆盖， 即从提升 SS-RSRP 的角度来提升 CQI。由于目前室外宏站覆盖室内场景较多， 对于这类场景， 其 RSRP 受墙体穿透损耗较严重， 容易造成上报 CQI 偏低现象。

2.1、连续覆盖优化

要形成 5G 连续覆盖， 首先需要处理不可用小区， 其次需要优化 AAU 机械下倾角。

2.1.1、小区不可用处理

由于小区故障导致的小区不可用， 会使得原本不该覆盖此区域的 5G 小区产生越区覆盖， 从而降低服务小区的 CQI， 因此， 解决此类问题的方法就是处理告警小区， 提升覆盖区域的连续性。

2.1.2、AAU 机械下倾角优化

5G 下倾角概念与定义

5G 物理下倾为天线阵子的下倾角， 通过机械下倾和远程电下倾调整， 当前AAU 不支持远程电下倾， 因此物理下倾角只能够通过机械下倾调整。机械下倾角针对所有的信道波束均生效， 机械臂支持的机械下倾角调整范围为：-20～20 。

由于 Massive MIMO 的引入， 下行有如下两类静态波束：

① SSB 波束下倾：该下倾角可以通过 SSB 波束场景参数进行调整（部分场景）， 因此在物理下倾角规划时不需要考虑 SSB 的波束影响

② CSI-RS 波束倾角：该静态波束的数量和下倾角是固定值， 无法进行参数调整；CSI-RS 一共有 32 个静态波束， 垂直面分为 4 层， 每层 8个波束；因此物理下倾角的规划主要基于 CSI-RS 静态波束的分布进行设置。

5G 下倾角规划原则

① 以保证 CSI-RS 以及 PDSCH 业务信道覆盖最优原则

② 其次保证控制信道与业务信道同覆盖原则， 默认控制信道与业务信道倾角一致， 通过调整数字下倾角来优化控制信道覆盖范围

下倾角规划：确定小区边缘的垂直面波束

城区、 密集城区， 且覆盖的目标区域为室内（覆盖受限场景）， 建议：将第二层CSI-RS 波束的法线指向小区边缘底层， 保证网络的连续覆盖。

城区、 密集城区， 且覆盖的目标区域为室外（干扰受限场景）， 建议：将最外层CSI-RS 波束指向小区边缘底层。

每一层 CSI-RS 波束下倾角与水平面夹角如图所示， 图中为了更好地显示 4层波束， 夹角进行了夸大。

下倾角优化及效果

使用公司自主研发的“网翼” 软件中的“俯仰角评估” 模块可以计算出每层 CSI-RS 波束的覆盖范围， 再通过设定第二层 CSI-RS 的覆盖范围来确定 AAU的最佳机械下倾角， 以保证连续覆盖， 从而达到提升 CQI 的效果。

当天线高度为 35 米， 机械下倾角为 8 度时， 第一层波束覆盖范围为 400米， 第二层波束覆盖范围为 165 米， 第三层波束覆盖范围为 102 米， 第四层波束覆盖范围为 72 米。

利用该工具可自动导出建议的下倾角， 结合 CQI 偏低的 TOP 小区清单， 共整理出需要调整下倾角的 55 个小区清单， 对这些小区进行下倾角调整优化， 观察指标变化情况。

9 月 20 日修改前后， TOP 小区组指标由 80 提升至 90。

9月20日修改前后，全网指标由97.1提升至97.5。

2.2、深度覆盖优化

由于成本等因素限制， 目前 5G 多以宏站的方式进行室内覆盖， 这就导致了室内存在深度覆盖不足的现象， 这也是导致 CQI 偏低的原因之一， 可以通过提高小区发射功率及修改 B1 门限的方式来改善指标。

2.2.1、提升小区发射功率

提升小区发射功率， 可有效改善室内深度覆盖不足现象， 提升扇区的 CQI 优良比。一般情况下， AAU 的最大可调整发射功率为 349dbm， 针对 CQI 优良比偏低且发射功率不足 349dbm 的 AAU 进行功率调优， 共调整 55 个 AAU， CQI 优良比变化情况如下图所示。

提升小区发射功率后， 小区组整体 CQI 优良比由 80 提升至 96， CQI 优良比提升明显。

2.2.2、调整 B1 门限

目前 5G 采用 NSA 组网， 异系统间切换采用 B1 事件定义， B1 事件定义为“异系统邻区信号质量变得高于对应门限” 。当降低 B1 门限时， 用户更加容易附着到5G 网络上， 提高 B1 门限时， 用户不容易附着到 5G 网络上。

可将 CQI 优良比低 TOP 小区的 4G 锚点站 B1 门限提高 5db， 使 5G SS-RSRP较差的用户附着在 4G 网络。

将深度覆盖较差的 200 个锚点小区 B1 门限由-110 修改为-105 后， 全网 CQI优良比由 97. 50%提升至 97. 60%， 提升了 0. 1 个百分点。

CQI 优良率分子分母均有一定比例下降， 说明深度覆盖弱的地方用户无法使用 5G。

3、5G CQI 优化参数探究及修改效果对比

3. 1 物理下行共享信道汇聚功率偏置最大值

5G NR 通过每通道功率计算 MaxTransmitPower 计算出 小区基准功率ReferencePwr， 下行信道和信号通过在小区基准功率上设置功率偏置的方式来进行功率控制。由于 UE 上报 CQI 测量的是全带宽内的物理下行共享信道的信道质量， 当增加 PDSCH 汇聚功率后， 理论上可提升 5G CQI。

（1） 参数探究内容：

通过修改“物理下行共享信道汇聚功率偏置最大值(分贝)” ， 研究参数取值不同时 5G CQI 指标的变化情况， 探究不同取值时网管性能指标、 现场 CQT 指标、 现场 DT 指标的变化情况。如下所示：

操作命令如下；

MOD NRDUCELLCHNPWR: NRDUCELLID=3, MAXPDSCHCONVPWROFFSET=X;

（2） 网管指标效果对比：

参数修改后网管 CQI 优良率指标提升约 9 个百分点， 指标提升约 9. 9%， 其他关键指标无明显波动。如下所示：

3） CQT 测试指标效果对比：

参数修改后 CQT 定点测试， CQI 均值约提升 0. 3， 大于 7 比例提升约 5 个百分点， 大于 10 比例提升约 16 个百分点。如下所示：

参数修改后其他参数无劣化， RSRP 和SINR 略有增长， 下行速率提升约30Mpbs。如下所示：

4） DT 测试指标效果对比：

参数修改后 DT 测试， CQI 均值约提升 0. 5， 大于 7 比例无明显变化， 大于 10比例同比提升约 19 个百分点。如下所示：

参数修改后其他参数无劣化， RSRP 和 SINR 均有所增长， 下行速率无明显提升。如下所示：

3. 2 公共搜索空间的 DCI 功率偏置最大值

PDCCH 根据 DCI 不同的类型， 分为公共调度的 DCI 和专用调度的 DCI， PDCCH功率分配包含静态分配和动态调整， 目前默认采用的是静态分配的方式， 静态分配使用固定的功率给 DCI 使用， 基于公共调度 DCI 的计算公式如下：

（1） 参数探究内容：

通过修改“公共搜索空间的 DCI 功率偏置最大值(分贝)” ， 研究参数取值不同时 5G CQI 指标的变化情况， 探究不同取值时网管性能指标、 现场 CQT 指标、现场 DT 指标的变化情况。如下所示：

操作命令如下；

MOD NRDUCELLCHNPWR: NRDUCELLID=3, MAXCOMMONDCIPWROFFSET=X;

（2） 网管指标效果对比：

参数修改后网管 CQI 优良率指标提升约 7. 9 个百分点， 指标提升约 8. 7%，其他关键指标无明显波动。如下所示：

（3） CQT 测试指标效果对比：

参数修改后CQT定点测试 CQI均值约提升1，大于7比例提升约 4. 4个百分点，大于 10 比例提升约48个百分点。如下所示：

参数修改后其他参数无劣化， RSRP 同比增长 6dB， SINR 增长 4dB， 下行速率提升约 70Mpbs。如下所示：

（4） DT 测试指标效果对比：

参数修改后 DT 测试 CQI 均值约提升 1. 6， 大于 7 比例无明显变化， 大于 10比例提升约 28. 85 个百分点。如下所示：

参数修改后其他参数无劣化， RSRP 提升约 8dB， SINR 提升约 3. 11dB， 下行速率提升约 100Mbps。如下所示：

3. 3 TRS 功率偏置

理论：

TRS 功率控制功能可实现小区级的 CSI-RS EPRE 调整， 提升 CSI-RS 的发射功率。可以提升小区远点用户 TRS 的覆盖性能。

TRS 的功率计算公式如下：

因此， 当提升 TRS 的功率时， 可显著提升小区远点用户的覆盖， 提升 CQI。

（1） 参数探究内容：

通过修改“TRS 功率偏置” ， 研究参数取值不同时 5G CQI 指标的变化情况，探究不同取值时网管性能指标、 现场 CQT 指标、 现场 DT 指标的变化情况。如下所示：

操作命令如下；

MOD NRDUCELLCHNPWR: NRDUCELLID=3, TRSPWROFFSET=X;

2） 网管指标效果对比：

参数修改后网管 CQI 优良率指标提升约 9. 3 个百分点， 指标提升约 10. 3%，其他关键指标无明显波动。如下所示：

（3） CQT 测试指标效果对比：

参数修改后 CQT 定点测试 CQI 均值提升约 1. 03， 大于 7 比例提升约 6 个百分点， 大于 10 比例提升约 55. 2 个百分点， 参数修改效果不佳。如下所示：

参数修改后其他参数无劣化， RSRP、 SINR 均有所增加， 下行速率无明显变化。如下所示：

（4） DT 测试指标效果对比：

参数修改后 DT 测试 CQI 均值约提升 2. 1， 大于 7 比例无明显变化， 大于 10比例提升约 34 个百分点。如下所示：

参数修改后其他参数无劣化， RSRP、 SINR 有所提升， 下行速率无明显变化。如下所示：

3. 4 PUSCH 标称 P0 值

（1） 参数探究内容：

通过修改“PUSCH 标称 P0 值” ， 研究参数取值不同时 5G CQI 指标的变化情况， 探究不同取值时网管性能指标、 现场 CQT 指标、 现场 DT 指标的变化情况。如下所示：

操作命令如下；

MOD NRDUCELLULPCCONFIG: NRDUCELLID=3, PONOMINALPUSCH=X;

（2） 网管指标效果对比：

参数修改后网管 CQI 优良率指标提升约 5. 5 个百分点， 指标提升约 5. 9%，其他关键指标无明显波动。如下所示：

（3） CQT 测试指标效果对比：

参数修改后 CQT 定点测试 CQI 均值约提升 2， 大于 7 比例提升约 5 个百分点， 大于 10 比例提升约 53 个百分点。如下所示：

参数修改后其他参数无劣化， RSRP 同比增长 5dB， SINR 和下行速率无明显提升。如下所示：

（4） DT 测试指标效果对比：

参数修改后 DT 测试 CQI 均值约提升 1. 3， 大于 7 比例无明显变化， 大于 10比例同比提升约 28 个百分点。如下所示：

参数修改后其他参数无劣化， RSRP 提升约 8dB， SINR 提升约 2dB， 下行速率提升约100Mbps。如下所示：

3. 5 PUCCH 标称 P0 值

（1） 参数探究内容：

通过修改“PUCCH 标称 PO 值” ， 研究参数取值不同时 5G CQI 指标的变化情况， 探究不同取值时网管性能指标、 现场 CQT 指标、 现场 DT 指标的变化情况。如下所示：

操作命令如下；

MOD NRDUCELLULPCCONFIG: NRDUCELLID=3, PONOMINALPUCCH=X;

（2） 网管指标效果对比：

参数修改后网管 CQI 优良率指标提升约 7 个百分点， 指标提升约 7. 6%， 其他关键指标无明显波动。如下所示：

（3） CQT 测试指标效果对比：

参数修改后 CQT 定点测试 CQI 均值约提升 0. 9， 大于 7 比例提升约 5. 2 个百分点， 大于 10 比例提升约 40 个百分点。如下所示：

参数修改后其他参数无劣化， RSRP、 SINR 无明显变化， 下行速率无明显提升。如下所示：

（4） DT 测试指标效果对比：

参数修改后 DT 测试 CQI 均值约提升 1. 9， 大于 7 比例无明显变化， 大于 10比例提升约 27 个百分点。如下所示：

参数修改后其他参数无劣化， RSRP 提升约 8dB， SINR 提升约 3dB， 下行速率提升约 100Mbps。如下所示：

4、总结

5G 覆盖优良率（CQI 优良比） 能够反映 5G 用户信道质量， 可通过射频优化及优化参数提升。

射频优化解决 5G CQI 质差问题， 可从发射功率， B1 门限及机械下倾角等方面解决。增大 TOP 小区发射功率、 按照连续覆盖原则修改机械下倾角， 形成 5G区域的连续覆盖以及增大锚点站 B1 门限等手段均可以解决 5G CQI 问题， 提升5G 覆盖优良率。

优化参数提升 5G CQI 优良比， 对于 5G NR CQI 质差问题， 通过研究该指标和 RSRP、 SINR 等重要网络指标之间的联系， 可知 RSRP、 SINR 和 CQI 指标呈现正相关性， 经过对其关联性研究可知当 RSRP 大于-82dBm、 SINR 大于 15dB 时可满足 CQI 优良比要求。通过对相关参数的探究， 验证“物理下行共享信道汇聚功率偏置最大值、 公共搜索空间的 DCI 功率偏置最大值、 TRS 功率偏置、 PUSCH 标称P0值、 PUCCH 标称 P0 值” 等参数修改后对对 5G CQI 指标有不同程度的提升， 对以上参数进行修改达到 5G CQI 指标提升的目的。