5G 网络改善 NR 边缘覆盖的几个方向
前景理论 2021-05-08

一、研究背景

作为第五代移动通信技术,相对于4G,5G拥有更高的速率、更低的时延以及更大的连接数,不仅可以进一步提升用户的网络体验,为移动终端带来更快的传输速度,同时还将满足未来万物互联的应用需求, 赋予万物在线连接的能力。但同时由于5G频段较高, 覆盖距离受限,穿透性较差,5G全覆盖所需要的基站数要更多。在建网初期,基站数量远未达到全覆盖需求, 部分基站之间间距较大, 弱覆盖区域较多。因此,提升 NR 小区边缘覆盖, 对于改善用户感知, 提升品牌形象,有着重要意义。

功率控制通过调整gNodeB和UE的发射功率,用以补偿信道的路径损耗和阴影衰落,抑制5G同频小区间的干扰,可以有效提升网络覆盖和保障容量需求。


二、技术原理

NR下行采用 OFDMA(OrthogonalFrequencyDivisionMultipleAccess) 技术,上行采用OFDMA和SC-FDMA(SingleCarrierFrequencyDivisionMultipleAccess)技术,小区内不同UE的子载波之间是相互正交的,不存在小区内 UE 之间的相互干扰,因此不存在CDMA系统中因远近效应而进行功率控制的必要性。但所有的无线通信系统,都面临着对抗路径损耗、 阴影衰落的问题,NR系统使用功率控制主要用于补偿信道的路径损耗和阴影衰落,并抑制NR同频小区间干扰,保证网络覆盖和容量需求。

按照功率控制的方向, NR 系统功率控制分为下行功率控制和上行功率控制。本次将重点研究下行功率控制对 NR 覆盖的性能提升。

NR 下行功率分配以符号为粒度分配到每个子载波上, 不同信道和信号的功率可以相同,也可以不同, 需要根据实际场景来配置。

1、NR 下行物理信道及信号介绍

NR 下 行 物 理 信 道 包 括 : 

PBCH(PhysicalBroadcastChannel/ 广 播 信 道 ) 

PDCCH(PhysicalDownlinkControlChannel/下行控制信道)

PDSCH(PhysicalDownlinkSharedChannel/下行共享数据信道)

下 行 物 理 信 号 包 括 : 

SS(SynchronizationSignals/同步信号)

DMRS(DemodulationReferenceSignal/解调参考信号)

PT-RS(PhaseTrackingReferenceSignal/相噪跟踪参考信号)

CSI-RS(ChannelStateInformationReferenceSignal/信道状态信息参考信号)

各个下行物理信道与信号在时频域的分布如下:

1. 1 PBCH(PhysicalBroadcastChannel/广播信道)

PBCH 信道中传输的内容:MIB(MasterInformationBlock) , 主要作用为:获取用户接入网络中的必要信息:

系统帧号 SFN;

RMSI(RemainingSI, 即 SIB1, UE 在接入过程中必要的系统消息) 使用的子载波间隔;

SS/PBCH RB 边界和 CRB 边界之间的偏差;

PDSCH DMRS 的符号位置;

RMSI 所在的初始 BWP 的时频域位置, 带宽大小等信息;

UE 是否能驻留在该小区的指示信息

NR 中 PBCH 信道和 PSS/SSS 组合在一起, 在时域上占用连续 4 个符号, 频域上占用 20个 RB, 组成一个 SS/PBCHblock; 其中 PBCH 信道占用SS/PBCHblock 中的符号 1 和符号 3, 以及符号 2 中的部分 RE。

1. 2 PDCCH(PhysicalDownlinkControlChannel/下行控制信道)

下行控制信道用于传输来自 L1/L2 的下行控制信息, 主要包括:

下行调度信息 DLassignments, 以便 UE 接收 PDSCH;

上行调度信息 ULgrants, 以便 UE 发送 PUSCH;

指示 SFI(SlotFormatIndicator) , PI(Pre-emptionIndicator) 和功控命令等信息,辅助 UE 接收和发送数据

PDCCH 时域占用 Slot 前 1~3 符号;频域使用资源可配置, 最大支持全频段。

1. 3 PDSCH(PhysicalDownlinkSharedChannel/下行共享数据信道)

时域上, 每个 TTI 内时域资源由 PDCCH 和 PDSCH 进行分享, S 帧有 2 个符号 GP, 最后 1-2个符号用作 SRS 或 PUCCH 资源, 起始位置和终止位置由 DCI 指示;频域上, 可占用全带宽,属于可配置资源, 可用的带宽由系统配置决定;调制方式 QPSK/16QAM/64QAM/256QAM, 支持LDPC 编码。

PDCCH 和 PDSCH 时频资源图如下:

1. 4 SS(SynchronizationSignals/同步信号)

SS(SynchronizationSignals/同步信号) 包括 PSS(PrimarySynchronizationSignals/

主同步信号) 与 SSS(SecondarySynchronizationSignals/辅同步信号) , 主要作用为:

用于 UE 进行下行同步, 包括时钟同步, 帧同步和符号同步;

获取小区/CELLID;

用于小区信号质量(RSRP/RSRQ/RS-SINR) 测量, 主要是通过 SSS 信号测量, 用于初始波束选择, RRM 测量等。

SS 时域上占用连续 4 个符号, 频域上占用 20 个 RB。

1. 5 DMRS(DemodulationReferenceSignal/解调参考信号)

用于 PBCH, PDCCH, PDSCH 信道的相关解调, 取代了 LTE 中 CRS 的部分功能。

1. 6 PT-RS(PhaseTrackingReferenceSignal/相噪跟踪参考信号)

NR 新引入的参考信号, 用于跟踪相位噪声的变化, 主要用于高频段。

1. 7 CSI-RS(ChannelStateInformationReferenceSignal/信道状态信息参考信号)

小区测量用于信道信息测量(CSI) 上报, 上报内容包括, CQI, LI, PMI, RI 等;移动性管理, PDSCH 速率匹配, 波束管理及波束训练, 取代了 LTE 中 CRS 的部分功能。

TRS 信号:基于 CSI-RS 的一种, Trackingrs 精细化时频跟踪(频率校正) , 主要用于下行时频资源同步, 取代了 LTE 中 CRS 的部分功能。

2 下行功率控制分类

下行功率控制分为静态功率控制和动态功率控制。静态功控根据各个信道或信号的覆盖能力, 进行功率偏置参数配置, 从而调整发射功率。

当前支持如下几种下行信道或信号的静态功率控制: 

SS(SynchronizationSignals/ 同 步 信 号 ) 

PBCH(PhysicalBroadcastChannel/ 广 播 信 道 ) 

PDCCH(PhysicalDownlinkControlChannel/下行控制信道) TRS(TrackingReferenceSignal/ 跟 踪 参 考 信 号 ) 

PDSCH(PhysicalDownlinkSharedChannel/下行共享数据信道)

动态功控根据各个信道或信号的实际传输情况和 UE 反馈信息, 自适应地调整发射功率。当前仅支持 PDCCH 的动态功率控制。

3 下行静态功率控制

下行信道或信号的静态功率控制均通过在小区基准功率 ReferencePwr 上设置功率偏置的方式来实现。

小区基准功率(物理含义为单通道每 RE 上的功率) 可由 NR 界面配置的每通道功率MaxTransmitPower 内部计算得到。

下行信道或信号的每 RE 上的功率计算方式如下:

其中,MaxTransmitPower 为每个射频物理发射通道的最大发射功率,单位为dBm。对于宏站站型,通过参数NRDUCellTrp. MaxTransmitPower配置,对于Lampsite 站型,通过参数NRDUCelCoverage. MaxTransmitPower配置。按如下优先级生效:

1) NRDUCelCoverage. MaxTransmitPower 2)NRDUCellTrp. MaxTransmitPower

RBcell 表示小区总带宽对应的 RB 个数, 每个 RB 包含 12 个 RE。

3. 1 SSB 功率控制

PBCH 和 SS 通过静态功率控制, 可提升远点用户 PBCH 和 SS 的覆盖性能。

PBCH 和 SS 每 RE 上功率的计算公式为:

ReferencePwr:小区基准功率

RFChannelNum:射频物理通道个数

MaxSsbPwrOffset:SSB 最大功率偏置, 该参数表示特定小区特定 TRP 的所有 SSB发 送 时 所 采 用 的 功 率 相 对 基 准 功 率 的 最 大 偏 置 , 可 通 过 参 数NRDUCellTrpBeam. MaxSSBPwrOffset 进行配置, 参数取值范围为[-15, 15], 该参数配置越大,表示发送 SSB 使用的功率越大, 该 SSB 波束覆盖范围越大, 但同时刻发送的数据传输可用功率减少;该参数配置越小, 表示 SSB 使用的功率越小, 该 SSB 波束覆盖范围越小, 同时刻发送的数据传输可用功率增加。

3. 2 PDCCH 功率控制

PDCCH 根据 DCI 不同的类型, 分为公共调度的 DCI 和专用调度的 DCI静 态 分 配 使 用 固 定 的 功 率 给 DCI 使 用 , 计 算 公 式 如 下 :

MaxCommonDciPwrOffset:公共搜索空间的 DCI 功率偏置最大值(包含 SI 和寻呼) , NSA和 SA 的配置原则如下:

NSA 组网:公共 DCI 的功率相同, 通过 NRDUCellChnPwr. MaxCommonDciPwrOffset 配置,该参数表示小区公共搜索空间的 DCI 功率汇聚后, 小区公共搜索空间的 DCI 功率相对于基准功率的功率偏置最大值, 取值范围[-15, 15], 该参数越大, 公共搜索空间的 DCI 的覆盖范围越大, 但其他 DCI 可用的功率越少;该参数越小, 公共搜索空间的 DCI 的覆盖范围越小, 但其他 DCI 可用的功率越多。由于中射频功率汇聚能力的约束或者调度过程中功率资源的约束,实际生效值可能比配置值低。

SA 组 网 :不 同 类 型 的 DCI 功 率 可 以 不 同 , 通 过 参 数

NRDUCellChnPwr. MaxRmsiDciPwrOffset 来配置 RMSIDCI 相对小区基准功率的功率偏置最大值, 通过参数 NRDUCellChnPwr. MaxPagingDciPwrOffset 来配置 PagingDCI 相对小区基准功率的功率偏置最大值, 通过参数 NRDUCellChnPwr. MaxOsiDciPwrOffset 来配置OSIDCI 相对小区基准功率的功率偏置最大值

用户专有 PDCCH 静态功控:用于专用 DCI 的功率计算公式如下:

MaxDedicatedDciPwrOffset:专有搜索空间的 DCI 功率偏置最大值, 可以通过参数NRDUCellChnPwr. MaxDedicatedDciPwrOffset 配置

3. 3 TRS 功率控制

CSI-RS 功率控制功能可实现小区级的 CSI-RS(3I) EPRE 调整。通过提升 CSI-RS 的发送功率, 可以提升小区中远点用户 CSI-RS 的覆盖性能

CSI-RS 的功率(dBm) 计算公式如下:

PowerOffset:CSI-RS 的功率偏置最大值或 TRS 的功率偏置

通过参数NRDUCellChnPwr. MaxCsirsPwrOffset 来配置CSI-RS 相对小区基准功率的功率偏置最大值;

通过参数NRDUCellChnPwr. TrsPwrOffset 来配置TRS 相对小区基准功率的功率偏置最大值, 该参数表示 TRS 功率汇聚后, TRS 信道功率相对于基准功率的功率偏置最大值, 取值范围[0, 3]。该参数越大, TRS 的覆盖范围越大, 但 TRS 间干扰也越大;该参数越小, TRS 的覆盖范围越小, 但 TRS 间干扰也越小。由于中射频功率汇聚能力的约束或者调度过程中功率资源的约束, 实际生效值可能比配置值低。

3. 4 PDSCH 功率控制

PDSCH 汇 聚 功 能 配 置 的 偏 置 最 大 值 可 通 过 参 数

NRDUCellChnPwr. MaxPDSCHConvPwrOffset 来配置。该参数表示 PDSCH 功 率汇聚后 ,PDSCH 信道功率相对于基准功率的功率偏置最大值, 取值范围[0, 15], 该参数配置的越大,PDSCH功率汇聚的程度越大, 功率汇聚生效后可获取的增益越大;该参数配置的越小, PDSCH 功率汇聚的程度越小, 功率汇聚生效后可获取的增益越小。由于中射频功率汇聚能力的约束或者调度过程中功率资源的约束, 实际生效值可能比配置值低。

4 下行动态功率控制

当前仅支持 PDCCH 的动态功率控制, PDCCH 动态功控仅包括用户专有 PDCCH 动态功控。用户专有 PDCCH 动态功控:

当 PDCCH 的 BLER(BlockErrorRate) 大于目标 BLER 值时, 抬升该用户 CCE 的发射功率,功率最大可抬升 3dB;

当 PDCCH 的 BLER 小于目标 BLER 值时, 降低该用户 CCE 发射功率直至初始值, 其中初始值为用户专有PDCCH 静态功控后的发射功率。其中, PDCCH 的 BLER 目标值可以通过参数 NRDUCellPdcch. PdcchBlerTarget 进行配置。PdcchBlerTarget(PDCCH 误块率目标值) 取值范围[0, 1], 界面取值范围为[0, 200] , 该参数设置的越小, PDCCH 误块率越低;该参数设置的越大, PDCCH 误块率越高。过高的误块率会降低上下行吞吐率, 过低的误块率会加大 PDCCH 资源消耗, 导致系统容量下降, 调度用户数降低。


三、 启动测试

1、小区选定

选取 市区-生态公园-1 小区作为本次测试对象, 基站位于公园沱河南侧,经纬度198.9569,77.65827,该站点为 NSA 站点, 小区 PCI76, 天线挂高24m,方位角 120°,主要覆盖东南方向公园。

2 参数核查

核查选定小区功率控制相关参数, 确定调整基准及步长

最 大 发 射 功 率 (MAXTRANSMITPOWER)

LSTNRDUCELLTRP: NRDUCELLTRPID=1

SSB 最大功率偏置(MaxSsbPwrOffset) :

LSTNRDUCELLTRPBEAM: NRDUCELLTRPID=1

公共搜索空间的 DCI 功率偏置(MaxCommonDciPwrOffset) :

LSTNRDUCELLCHNPWR: NRDUCELLID=1

TRS 功率偏置(TrsPwrOffset) :

LSTNRDUCELLCHNPWR: NRDUCELLID=1

物理下行共享信道汇聚功率偏置最大值(MaxPdschConvPwrOffset) :

LSTNRDUCELLCHNPWR: NRDUCELLID=1

PDCCH 误块率目标值(PdcchBlerTarget) :

LSTNRDUCELLPDCCH: NRDUCELLID=1

查询现网功率控制参数配置如下:

3、测试计划

3. 1 选定路线进行 DT, 测试在不同参数下, 整体覆盖效果变化, 测试路线如下:

3.2、选取好点,中点,差点进行CQT,分别测试在不同参数下, 各点指标变化,测试项目为FTP下行,测试时长为 120s/次,详情如下表。

CQT 好点, 中点, 差点具体位置, 如下图所示:


4、测试准备

准备测试工具及人员如下:

测试硬件:HUAWEIMate20X(5G) 、 联想 E40 笔记本、 SBU-353GPS

测试软件:GENEXProbe5. 2

分析软件:GENEXAssistant5. 2


四、性能验证

1、SSB 功率控制性能验证

1.1、保持其它功控参数不变,仅调整SSB最大功率偏置,通过 DT 对比分析在不同 SSB最大功率偏置下, 整体覆盖效果变化

MaxSsbPwrOffset=0时,DT采样点总计263个,RSRP平均值为-97.85dBm,RSRP>-95dBm采样占比仅 33.84%,中点、远点及旁瓣覆盖较弱;

MaxSsbPwrOffset=15时,DT采样点总计237个,RSRP平均值为-92.14dBm,RSRP>-95dBm采样占比达65.82%,中点、远点及旁瓣覆盖均有明显改善。

MaxSsbPwrOffset=0 时,DT采样点总计263个,SINR平均值为 18. 31dB,SINR>15dB采样占比为 71.48%,SINR>25dB 采样占比为 15.59%,远点及旁瓣覆盖质量较差;

MaxSsbPwrOffset=15 时,DT采样点总计237个,SINR平均值为 22. 88dB,SINR>15dB采样占比为81.43%,SINR>25dB 采样占比为 39.66%,各点覆盖质量均有较大提升。

MaxSsbPwrOffset=0 时,DT 采样点总计 263 个, PCCPDCCHDLGrantCount 平均值为1219. 22, PCCPDCCHDLGrantCount>1200 采样占比为 55. 94%;

MaxSsbPwrOffset=15 时, DT 采样点总计 237 个, PCCPDCCHDLGrantCount 平均值为1201. 43, PCCPDCCHDLGrantCount>1200 采样占比为 44. 30%, 远点及旁瓣调度值略有下降。

MaxSsbPwrOffset=0时,DT采样点总计263个,下行FTP速率平均值为322.65Mbps下行FTP速率>150Mbps采样占比为76.34%, 下行FTP速率>400Mbps采样占比为25.19%,下行FTP速率>600Mbps 采样占比为 9. 16%;

MaxSsbPwrOffset=15时,DT采样点总计237个,下行FTP速率平均值为315.61Mbps下行FTP速率>150Mbps采样占比为73.95%, 下行FTP速率>400Mbps 采样占比为23.95%,下行FTP速率>600Mbps 采样占比为12.61%,近点下行 FTP 速率有所提升。

1. 2 保持其它功控参数不变, 仅调整 SSB 最大功率偏置, 通过 CQT 测试在不同 SSB 最大功率偏置下, 好点、 中点、 差点的性能指标变化

MaxSsbPwrOffset=0 时,好点平均下载速率为768.85Mbps ,中点平均下载速率为251.72Mbps,差点平均下载速率为75. 24Mbps;

MaxSsbPwrOffset=15时,好点平均下载速率为887.62Mbps, 中点平均下载速率为317.78Mbps,差点平均下载速率为214. 1Mbps;

可以看出,调整SSB最大功率偏置0至15后,好点、中点、差点平均下行速率均有不同程度提升,其中好点提升15.4%,中点提升 26. 2%,差点提升 184.6%,差点提升幅度较为明显。上行速率未受调整影响。

1. 3 测试小结

通过分析 DT 及 CQT 测试结果, 可以看出, 通过 SSB 静态功率控制, 可有效增强远点覆盖强度及质量, 虽对远点用户调度有一定影响, 但仍能大幅提高下行速率, 对提升远点用户感知有显著作用。

2 PDCCH 功率控制性能验证

2. 1 保持其它功控参数不变, 仅调整公共搜索空间的 DCI 功率偏置, 通过 DT 对比分析在不同公共搜索空间的 DCI 功率偏置下, 整体覆盖效果变化。

MaxCommonDciPwrOffset=0时,DT采样点总计263个,RSRP 平均值为-97.85dBm,RSRP>-95dBm采样占比为 33.84%;

MaxCommonDciPwrOffset=15时,DT采样点总计196个,RSRP 平均值为-101.52dBm,RSRP>-95dBm采样占比仅 22.45%, 近点、中点、远点及旁瓣覆盖均有减弱。

MaxCommonDciPwrOffset=0 时, DT 采样点总计263 个, SINR 平均值为18. 31dB, SINR>15dB采样占比为 71. 48%, SINR>25dB 采样占比为 15. 59%;

MaxCommonDciPwrOffset=15 时, DT 采样点总计 196 个, SINR 平均值为 15. 65dB,SINR>15dB 采样占比为 53. 57%, SINR>25dB 采样占比为 7. 65%, 中点、 远点及旁瓣覆盖质量均有降低。

MaxCommonDciPwrOffset=0 时,DT采样点总计 263 个, PCCPDCCHDLGrantCount 平均值为1219. 22, PCCPDCCHDLGrantCount>1200采样占比为 55. 94%;

MaxCommonDciPwrOffset=15 时,DT采样点总计 197 个, PCCPDCCHDLGrantCount 平均值为 1178. 49, PCCPDCCHDLGrantCount>1200 采样占比仅 30. 96%, 中点、 远点及旁瓣调度量减少。

MaxCommonDciPwrOffset=0 时, DT 采样点总计 263 个, 下行 FTP 速率平均值为322. 65Mbps, 下行 FTP 速率>150Mbps 采样占比为 76. 34%, 下行 FTP 速率>400Mbps 采样占比为 25. 19%, 下行 FTP 速率>600Mbps 采样占比为 9. 16%;

MaxCommonDciPwrOffset=15 时, DT 采样点总计 197 个, 下行 FTP 速率平均值为353. 11Mbps, 下行 FTP 速率>150Mbps 采样占比为 76. 14%, 下行 FTP 速率>400Mbps 采样占比为 32. 49%, 下行 FTP 速率>600Mbps 采样占比为 13. 71%, 远点及旁瓣下行 FTP 速率有一定程度降低。

2. 2 保持其它功控参数不变, 仅调整公共搜索空间的 DCI 功率偏置, 测试在不同的公共搜索空间的 DCI 功率偏置下, 好点、 中点、 差点的性能指标变化。

MaxCommonDciPwrOffset=0 时, 好点平均下载速率为 768. 85Mbps, 中点平均下载速率为251. 72Mbps, 差点平均下载速率为 75. 24Mbps;

MaxCommonDciPwrOffset=15 时, 好点平均下载速率为 805. 1Mbps, 中点平均下载速率为305. 51Mbps, 差点平均下载速率为 53. 41Mbps;

可以看出, 通过调整公共搜索空间的 DCI 功率偏置 0 至 15, 好点、 中点平均下行速率均有一定程度提升, 但提升幅度不大, 其中好点提升 4. 7%, 中点提升 21. 4%, 但受 RSRP 及SINR 下降影响, 差点平均下行速率有一定程度降低。上行速率未受调整影响。

2. 3 测试小结

通过分析 DT 及 CQT 测试结果, 可以看出, 通过 PDCCH 静态功率控制, 可小幅提升近点用户下行速率, 但覆盖区域内 RSRP 及 SINR 均有一定程度下降, 对整体覆盖有较大影响, 不利于小区边缘用户感知。在建网初期, 不适宜大规模应用。

3 TRS 功率控制性能验证

3. 1 保持其它功控参数不变, 仅调整 TRS 功率偏置, 通过 DT 对比分析在不同 TRS 功率偏置下, 整体覆盖效果变化

TrsPwrOffset=时, DT 采样点总计 263 个, RSRP 平均值为-97. 85dBm, RSRP>-95dBm 采样占比仅 33. 84%, 中点、 远点及旁瓣覆盖较弱;

TrsPwrOffset=3 时, DT 采样点总计 236 个, RSRP 平均值为-96. 7Bm, RSRP>-95dBm 采样占比达 39. 83%, 远点覆盖有所增强。

TrsPwrOffset=0 时, DT 采样点总计 263 个, SINR 平均值为 18. 31dB, SINR>15dB 采样占比为 71. 48%, SINR>25dB 采样占比为 15. 59%, 远点及旁瓣覆盖质量较差;

TrsPwrOffset=3 时, DT 采样点总计 236 个, SINR 平均值为 19. 27dB, SINR>15dB 采样占比为 80. 51%, SINR>25dB 采样占比为 15. 68%, 远点覆盖质量部分提升。

TrsPwrOffset=0 时, DT 采样点总计 263 个, PCCPDCCHDLGrantCount 平均值为 1219. 22,PCCPDCCHDLGrantCount>1200 采样占比为 55. 94%;;

TrsPwrOffset=15 时, DT 采样点总计 236 个, PCCPDCCHDLGrantCount 平均值为 1225. 58,PCCPDCCHDLGrantCount>1200 采样占比为 58. 05%。

TrsPwrOffset=0 时, DT 采样点总计 263 个, 下行 FTP 速率平均值为 322. 65Mbps, 下行FTP 速率>150Mbps 采样占比为 76. 34%, 下行 FTP 速率>400Mbps 采样占比为 25. 19%, 下行 FTP速率>600Mbps 采样占比为 9. 16%, 远点及旁瓣覆盖质量较差;

TrsPwrOffset=3 时, DT 采样点总计 236 个, 下行 FTP 速率平均值为 395. 74Mbps, 下行FTP 速率>150Mbps 采样占比为 88. 14%, 下行 FTP 速率>400Mbps 采样占比为 36. 02%, 下行 FTP速率>600Mbps 采样占比为 15. 25%, 远点下行 FTP 速率略有提升。

3. 2 保持其它功控参数不变,仅调整TRS功率偏置,测试在不同的 TRS 功率偏置下,好点、中点、差点的性能指标变化。

TrsPwrOffset=0 时, 好点平均下载速率为 768. 85Mbps , 中点平均下载速率为251. 72Mbps, 差点平均下载速率为 75. 24Mbps;

TrsPwrOffset=15 时, 好点平均下载速率为 787. 01Mbps , 中点平均下载速率为260. 92Mbps, 差点平均下载速率为 75. 46Mbps;

可以看出, 调整 TRS 功率偏置 0 至 15 后, 好点、 中点、 差点平均下行速率均无明显改善。上行速率亦未受调整影响。

3. 3 测试小结

通过分析 DT 及 CQT 测试结果, 可以看出, 在现网环境中, TRS 静态功率控制对覆盖影响有限, 无法有效提升远点用户感知。

4 PDSCH 功率控制性能验证

4. 1 保持其它功控参数不变, 仅调整物理下行共享信道汇聚功率偏置, 通过 DT 对比分析在不同物理下行共享信道汇聚功率偏置下, 整体覆盖效果变化

MaxPdschConvPwrOffset=0 时, DT 采样点总计 263 个, RSRP 平均值为-97. 85dBm,RSRP>-95dBm 采样占比仅 33. 84%, 中点、 远点及旁瓣覆盖较弱;;

MaxPdschConvPwrOffset=15 时, DT 采样点总计 283 个, RSRP 平均值为-99. 64dBm,RSRP>-95dBm 采样占比达 27. 21%, 近点及中点覆盖变弱。

MaxPdschConvPwrOffset=0 时,DT采样点总计263个, SINR 平均值为18. 31dB,SINR>15dB采样占比为71. 48%, SINR>25dB 采样占比为 15. 59%,远点及旁瓣覆盖质量较差;;

MaxPdschConvPwrOffset=15时,DT采样点总计283个,SINR平均值为17.42dB,SINR>15dB 采样占比为67.32%,SINR>25dB 采样占比为 8.12%, 近点及中点覆盖质量变差。

MaxPdschConvPwrOffset=0时,DT采样点总计263个, PCCPDCCHDLGrantCount平均值为1219. 22, PCCPDCCHDLGrantCount>1200 采样占比为55. 94%;

MaxPdschConvPwrOffset=15 时,DT采样点总计 283 个, PCCPDCCHDLGrantCount 平均值为1213. 65, PCCPDCCHDLGrantCount>1200 采样占比为 43. 82%, 近点及中点调度量有所下降。

MaxPdschConvPwrOffset=0 时,DT采样点总计263个,下行 FTP 速率平均值为322.65Mbps,下行FTP速率>150Mbps 采样占比为76.34%,下行FTP速率>400Mbps采样占比为 25.19%,下行 FTP 速率>600Mbps 采样占比为9.16%;

MaxPdschConvPwrOffset=15 时,DT采样点总计283个,下行 FTP 速率平均值为290. 38Mbps,下行 FTP速率>150Mbps 采样占比为84.04%,下行 FTP速率>400Mbps 采样占比为20. 21%,下行FTP速率>600Mbps 采样占比为 0, 近点下行 FTP 速率有所降低,远点及旁瓣下行 FTP 速率有所提升。

4. 2 保持其它功控参数不变,仅调整物理下行共享信道汇聚功率偏置, 测试在不同的物理下行共享信道汇聚功率偏置下, 好点、 中点、 差点的性能指标变化。

MaxPdschConvPwrOffset=0 时, 好点平均下载速率为 768. 85Mbps, 中点平均下载速率为251. 72Mbps, 差点平均下载速率为 75. 24Mbps;

MaxPdschConvPwrOffset=15 时, 好点平均下载速率为 530. 06Mbps, 中点平均下载速率为 230. 85Mbps, 差点平均下载速率为 125. 32Mbps;

可以看出, 通过调整物理下行共享信道汇聚功率偏置最大值 0 至 15, 好点、 中点平均下行速率均有一定程度下降, 其中好点下降 31. 05%, 中点下降 8. 3%, 但远点平均下行速率有一定提升, 提升比例为 66. 56%。上行速率未受调整影响。

4. 3 测试小结

通过分析 DT 及 CQT 测试结果, 可以看出, 通过 PDSCH 静态功率控制, 在牺牲部分近点下行速率的条件下, 可以大幅提升远点下行速率, 对保障远点用户感知有积极作用。在站址间距较大的情况下, 可以尝试进行此操作。

5 、下行动态功率控制性能验证

5. 1、保持其它功控参数不变, 仅调整 PDCCH 误块率目标值, 通过 DT 对比在不同PDCCH误块率目标值下, 整体覆盖效果变化

PdcchBlerTarget=3 时, DT 采样点总计 263 个, RSRP 平均值为-97. 85dBm, RSRP>-95dBm采样占比仅 33. 84%, 中点、 远点及旁瓣覆盖较弱;

PdcchBlerTarget=0 时, DT 采样点总计 265 个, RSRP 平均值为-98. 25dBm, RSRP>-95dBm采样占比达 31. 32%, 近点覆盖减弱。

PdcchBlerTarget=3 时, DT 采样点总计 263 个, SINR 平均值为 18. 31dB, SINR>15dB 采样占比为 71. 48%, SINR>25dB 采样占比为 15. 59%, 远点及旁瓣覆盖质量较差;;

PdcchBlerTarget=0 时, DT 采样点总计 265 个, SINR 平均值为 18. 43dB, SINR>15dB 采样占比为 73. 96%, SINR>25dB 采样占比为 14. 72%, 远点覆盖质量略有提升。

PdcchBlerTarget=0 时, DT 采样点总计 263 个, PCCPDCCHDLGrantCount 平均值为1219. 22, PCCPDCCHDLGrantCount>1200 采样占比为 55. 94%;

PdcchBlerTarget=15 时, DT 采样点总计 265 个, PCCPDCCHDLGrantCount 平均值为1210. 37, PCCPDCCHDLGrantCount>1200 采样占比为 53. 03%, 各点调度量均无明显变化。

PdcchBlerTarget=3时,DT采样点总计263个,下行 FTP 速率平均值为 322.65Mbps,下行 FTP 速率>150Mbps 采样占比为 76. 34%,下行 FTP 速率>400Mbps 采样占比为 25. 19%, 下行FTP速率>600Mbps 采样占比为 9. 16%;

PdcchBlerTarget=0 时, DT 采样点总计 265 个, 下行 FTP 速率平均值为 335. 32Mbps,下行 FTP 速率>150Mbps 采样占比为 77. 27%, 下行 FTP 速率>400Mbps 采样占比为 29. 17%, 下行 FTP 速率>600Mbps 采样占比为 11. 36%, 各点下行 FTP 速率均略有提升。

5. 2 保持其它功控参数不变, 仅调整 PDCCH 误块率目标值, 测试在不同的 PDCCH 误块率目标值下, 好点、 中点、 差点的性能指标变化。

PdcchBlerTarget=3 时, 好点平均下载速率为 768. 85Mbps , 中点平均下载速率为251. 72Mbps, 差点平均下载速率为 75. 24Mbps;

PdcchBlerTarget=0 时, 好点平均下载速率为 795. 27Mbps , 中点平均下载速率为297. 53Mbps, 差点平均下载速率为 180. 91Mbps;

可以看出, 调整 PDCCH 误块率目标值 3 至 0 后, 好点、 中点、 差点平均下行速率均有不同程度提升, 其中好点提升 3. 4%, 中点提升 18. 2%, 差点提升 140. 4%, 差点提升幅度较为明显。上行速率未受调整影响。

5. 3 测试小结

通过分析 DT 及 CQT 测试结果, 可以看出, 通过下行动态功率控制, 可有效增强远点覆盖强度及质量, 大幅提高下行速率, 对提升远点用户感知有显著作用。


五、经验总结

NR 系统下行功率控制分为下行静态功率控制和下行动态功率控制, 其中下行静态功率控制包括SSB功率控制、PDCCH 功率控制、 TRS 功率控制、PDSCH功率控制,通过对各种功控方式进行对照测试, 分析DT及CQT数据,总结如下:

1. 通过 SSB 静态功率控制, 可有效增强远点覆盖强度及质量,平均下行速率由75.24Mbps 提升至214.1Mbps,提升比例184.6%, 提升幅度较大,对提升远点用户感知有显著作用;

2. PDCCH静态功率控制, 虽可小幅提升近点用户下行速率, 但对中点及远点覆盖性能有较大影响, 不利于小区边缘用户感知。在建网初期, 站间距较大的场景下, 不适宜大规模应用;

3. 通过测试结果分析, TRS 静态功率控制对覆盖影响有限, 无法有效提升远点用户感知;

4. 通过 PDSCH 静态功率控制, 可以在牺牲部分近点下行速率的条件下, 有效提升远点下行速率, 平均下行速率由 75. 24Mbps 提升至 125. 32Mbps, 提升比例 66. 56%, 对保障远点用户感知有积极作用。在特定条件下, 可以尝试进行此操作;

5. 下行动态功率控制, 通过降低 PDCCH 误块率目标值, 抬升用户 CCE 的发射功率, 可有效增强远点 PDSCH 调度, 提升远点下行速率, 平均下行速率由 75. 24Mbps 提升至180. 91Mbps, 提升比例 140. 4%, 可有效提升远点用户感知。

通过本次研究, 可以发现, NR 系统下行功率控制中, SSB 静态功率控制、 PDSCH 静态功率控制以及下行动态功率控制对改善 NR 边缘覆盖, 提升远点用户感知均有显著作用, 这不仅可以作为网络参数规划的一个参考, 也为后期网络优化工作提供了一些新的思路。

5G 新基建,既是新机遇,也是新挑战。通过挖掘现网资源,优化下行信道信号覆盖性能,提升NR边缘覆盖,改善用户感知,对于巩固品牌形象,提升品牌价值,有着重要意义。

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