Massive MIMO作為5G的主要特性之一,實(shí)現(xiàn)波束賦形,形成極精確的用戶級超窄波束,并隨用戶位置的不同而不同,將能量定向投放到用戶位置,相對傳統(tǒng)寬波束天線可提升信號覆蓋,同時降低小區(qū)間用戶干擾。
Massive MIMO天線波束分為靜態(tài)波束和動態(tài)波束,SS Block及PDCCH中小區(qū)級數(shù)據(jù)、CSI-RS采用小區(qū)級靜態(tài)波束,采用時分掃描的方式,PDSCH中用戶數(shù)據(jù)采用用戶級動態(tài)波束,根據(jù)用戶的信道環(huán)境實(shí)時賦形。
5G 靜態(tài)廣播波束采用窄波束輪詢掃描覆蓋整個小區(qū)的機(jī)制,選擇合適的時頻資源發(fā)送窄波束,可以根據(jù)不同場景配置不同的廣播波束,以匹配多種多樣的覆蓋場景,這里就涉及到如何根據(jù)不同的場景規(guī)劃合適波束的問題;業(yè)務(wù)波束采用動態(tài)波束賦形不支持波束定制。
5G MM與傳統(tǒng)天線區(qū)別較大,其規(guī)劃方式也不相同。
MM廣播波束規(guī)劃
5G 64T64R AAU支持多種波束配置,垂直面波寬有6°、12°、25°三種,其中,基本波束寬度為6°,波寬12°的波束由兩個基本波束合成;波寬25°的波束由4個基本波束合成。
5G MM下傾角規(guī)劃
LTE傳統(tǒng)寬波束小區(qū)只有一個寬波束,下傾角僅分為機(jī)械下傾角和電下傾角兩部分,LTE機(jī)械下傾+電下傾的規(guī)劃原則是波束3dB波寬外沿覆蓋小區(qū)邊緣,控制小區(qū)覆蓋范圍,抑制小區(qū)間干擾。
5G MM波束下傾角和LTE傳統(tǒng)寬波束不同,分為機(jī)械下傾、預(yù)置電下傾、可調(diào)電下傾和波束數(shù)字下傾四種,最終下傾角是四種組合在一起的結(jié)果。
5G下傾角的定義:垂直法線刨面外包絡(luò)3dB垂直波寬中間指向
傳統(tǒng)天線:只有小區(qū)傾角的概念,傾角的調(diào)整同時對整個小區(qū)所有信道同時進(jìn)行調(diào)整
5G MM:
公共波束下傾角:由機(jī)械下傾角和數(shù)字下傾角確定,調(diào)整公共信道波束,影響用戶在網(wǎng)絡(luò)中的駐留,優(yōu)化小區(qū)覆蓋范圍
業(yè)務(wù)波束下傾角:由機(jī)械下傾角和可調(diào)電下傾確定,調(diào)整業(yè)務(wù)信道傾角影響用戶RSRP和速率
機(jī)械下傾:
由機(jī)械調(diào)整決定的下傾角,同時對公共波束和業(yè)務(wù)波束進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整范圍為:-20~20°。
預(yù)置電下傾:
考慮典型的應(yīng)用場景,為支持更大的有效范圍范圍,5G AAU單元陣子會考慮預(yù)置一定度數(shù)的下傾。
天線預(yù)置下傾角是單TRX預(yù)置電下傾,對于廣播波束,預(yù)置下傾僅影響數(shù)字傾角調(diào)整范圍和最大增益,不影響實(shí)際控制信道傾角度數(shù)(僅取決于數(shù)字權(quán)值);對于業(yè)務(wù)波束,影響影響可調(diào)電傾角調(diào)整范圍和業(yè)務(wù)包絡(luò)最大增益;單TRX預(yù)置下傾角為3°。
可調(diào)電下傾:
電下傾角是通過改變天線振子的相位,改變垂直分量和水平分量的幅值大小,進(jìn)而改變合成場強(qiáng)的強(qiáng)度,從而使天線的方向圖整體下傾;
對于廣播波束,可調(diào)電下傾僅影響數(shù)字傾角調(diào)整范圍和最大增益指向,不影響實(shí)際控制信道傾角度數(shù)(僅取決于數(shù)字權(quán)值);對于業(yè)務(wù)波束,可調(diào)電下傾決定了業(yè)務(wù)信道傾角指向;當(dāng)數(shù)字權(quán)值導(dǎo)向矢量、可調(diào)電下傾和預(yù)置電下傾指向相同時,業(yè)務(wù)信道包絡(luò)獲得最大增益
波束數(shù)字下傾
通過參數(shù)配置調(diào)整控制信道波束下傾角度,支持以1°為粒度,整體調(diào)整控制信道波束下傾角。對于場景1、4、5的波束支持?jǐn)?shù)字傾角調(diào)整,其它場景波束由于垂直掃描范圍已經(jīng)達(dá)到上限,不支持遠(yuǎn)程調(diào)整數(shù)字下傾角。
5G下傾角規(guī)劃原則
原則1:以PDSCH覆蓋最優(yōu)原則,PDSCH傾角最優(yōu)原則
原則2:控制信道與業(yè)務(wù)信道同覆蓋原則,默認(rèn)控制信道傾角與業(yè)務(wù)信道傾角一致
原則3:新建5G站點(diǎn)時,以波束最大增益方向覆蓋小區(qū)邊緣,垂直面有多層波束時,原則上以最大增益覆蓋小區(qū)邊緣。
原則4:對于已有3G/4G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商,預(yù)規(guī)劃時共站比例都很高, LTE下傾的規(guī)劃原則是波束3dB波寬外沿覆蓋小區(qū)邊緣,以控制小區(qū)覆蓋范圍,抑制小區(qū)間干擾。5G站點(diǎn)時,以波束最大增益方向覆蓋小區(qū)邊緣。
?業(yè)務(wù)信道下傾的規(guī)劃原則:4G機(jī)械下傾+電下傾=5G機(jī)械下傾+可調(diào)電下傾+2°
?控制信道下傾的規(guī)劃原則:4G機(jī)械下傾+電下傾=5G機(jī)械下傾+數(shù)字下傾+2°
原則5:傾角調(diào)整優(yōu)先級:設(shè)計(jì)合理的預(yù)置電下傾->調(diào)整可調(diào)電下傾->數(shù)字下傾->調(diào)整機(jī)械下傾。
5G方位角規(guī)劃
5G方位角定義:按照外包絡(luò)3dB水平波寬中間指向定義。
拉網(wǎng)路測場景
5G建網(wǎng)初期可能覆蓋目標(biāo)主要是拉網(wǎng)路測,拉網(wǎng)路測場景的目標(biāo)是街道覆蓋最優(yōu),由于存量3G/4G站點(diǎn)的方向角均為瞄準(zhǔn)連續(xù)組網(wǎng)設(shè)置,因此不能簡單和3G/4G共方向角,方向角規(guī)劃需要專門瞄準(zhǔn)街道覆蓋。
連續(xù)組網(wǎng)場景
對于已有3G/4G網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商,預(yù)規(guī)劃時共站比例都很高,初始方位角設(shè)置一般客戶都要求參考現(xiàn)網(wǎng)3G/4G天線指向。
對于預(yù)規(guī)劃時共站比例低的已有3G/4G網(wǎng)絡(luò)或新興的運(yùn)營商,初始天線指向考慮標(biāo)準(zhǔn)指向(三葉草形狀)。方位角初始考慮采用 30°/150°/270°的天線指向,以盡可能避免長直街道帶來的波導(dǎo)效應(yīng)。
天線方位角的設(shè)計(jì)應(yīng)從整個網(wǎng)絡(luò)的角度考慮,在滿足覆蓋的基礎(chǔ)上,盡可能保證市區(qū)各基站的三扇區(qū)方位角一致,局部微調(diào)。
城郊結(jié)合部、交通干道、郊區(qū)孤站等可根據(jù)重點(diǎn)覆蓋目標(biāo)對天線方位角進(jìn)行調(diào)整。
天線的主瓣方向指向高話務(wù)密度區(qū),可以加強(qiáng)該地區(qū)信號強(qiáng)度,提高通話質(zhì)量;演示場景,天線主瓣方向盡量指向街道,提升拉網(wǎng)信號質(zhì)量。
異站相鄰扇區(qū)交叉覆蓋深度不宜過深,盡量避免對打;
一般同基站相鄰扇區(qū)天線方向夾角不宜小于90°。
為防止越區(qū)覆蓋,密集城區(qū)應(yīng)避免天線主瓣正對較直的街道。