5G優(yōu)化案例：5G波束賦形場(chǎng)景化應(yīng)用研究

1、5G波束賦形場(chǎng)景化應(yīng)用研究XX無(wú)線維護(hù)中心XXXX年XX月 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 研究背景 3技術(shù)原理 3 HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 1波束原理介紹 32波束賦形原理介紹 12 HYPERLINK l bookmark142 o Current Document 3廣播波束場(chǎng)景化 23 HYPERLINK l bookmark148 o Current Document 高樓場(chǎng)景適用性研究 27 HYPERLINK l bookmark150 o C

2、urrent Document 1仿真方法 27 HYPERLINK l bookmark152 o Current Document 2仿真區(qū)域 27 HYPERLINK l bookmark154 o Current Document 3仿真結(jié)果 29 HYPERLINK l bookmark182 o Current Document 4仿真小結(jié) 35 HYPERLINK l bookmark184 o Current Document 經(jīng)驗(yàn)總結(jié)及推廣 365G波束賦形場(chǎng)景化應(yīng)用研究XX【摘要】大規(guī)模波束賦形技術(shù)是 5G NR滿足增強(qiáng)移動(dòng)寬帶(eMBB).超高可靠低時(shí)延(URLLC)以及

3、大規(guī)模機(jī)器類通 信(mMTC)三大場(chǎng)景技術(shù)需求的核心技術(shù)。木文將結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)最新進(jìn)展，介紹大規(guī)模波束賦形技術(shù)的實(shí)現(xiàn)原理、CS1R饋機(jī)制、波束掃描和波束管理等關(guān)鍵技術(shù)：并對(duì)大規(guī)模波束賦形的實(shí)現(xiàn)機(jī)制進(jìn)行分析，最后給出大規(guī)模波束賦形技術(shù)在各場(chǎng)景中的應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)方式，并利用仿真技術(shù)對(duì)后續(xù)5G分場(chǎng)景覆蓋優(yōu)化給出波束 Pattern建議配宜，為后續(xù)5G的覆蓋及波束優(yōu)化提供指導(dǎo)思路。【關(guān)鍵字】MaSSiVe MIMO、波束賦形、BeamfOrming 5G【業(yè)務(wù)類別】?jī)?yōu)化方法、5G NR一、研究背景MaSShe MIMo和波束賦形(Beamfonniilg BF)是5G的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。5G將LTE時(shí)期的MIM0進(jìn)

4、 行了擴(kuò)展 和延伸，LTE的MIM0最多8天線，到5G擴(kuò)增為16/32/64/128天線，被 稱為“大規(guī)?！钡?MIMOo MaSSIVe MIM0波束賦形(BeamfOrmmg BF)二者相輔相成，缺 一不可。MaSSiVe M1MO負(fù)責(zé)在 發(fā)送端和接收端將越來(lái)越 多的天線聚合起來(lái)；波束賦形負(fù)責(zé)將每個(gè)信號(hào)引導(dǎo)到終端接收器的最佳路徑上，提高信號(hào)強(qiáng)度，避免信號(hào)干擾，從而改善通信質(zhì)量。我們甚至可以說(shuō)大規(guī)模 MIMO就是大量天線的 波束oMaSslVe MD10通過(guò)集成更多的射頻通道和天線、 實(shí)現(xiàn)三維精準(zhǔn)波束賦形和多流多用戶復(fù)用技術(shù)，從而達(dá)到比傳統(tǒng)的技術(shù)方 案更好的覆蓋和更大的容呈：o MaSSiV

5、eMIMO可以大幅度提升單站的容量和 覆蓋能力，解決 運(yùn)營(yíng)商在同城競(jìng)爭(zhēng)中而臨的站址緊張、建站難、深度覆蓋難等痛 點(diǎn)，同時(shí)大幅度提升單用戶流量滿足終端用戶對(duì)不同業(yè)務(wù)極致體驗(yàn)的訴求。本文主要開展對(duì)5G波束相關(guān)原理及不同波束Pattem對(duì)不同場(chǎng)景的適用性研究，并給出適用于現(xiàn)網(wǎng)的波束Pattenl建議。八技術(shù)原理2? 1波束原理介紹2.1.1波束定義“波束”這個(gè)詞看上去有些陌生，但是“光束”大家一莊都很熟悉。當(dāng)一束光的方向都相同時(shí)，就成了光束，類似手電筒發(fā)出的光。反之，如果光向四面八方輜射（如電燈泡發(fā)出的光），則不能形成光束。和光束一樣，當(dāng)所有波的傳播方向都一致時(shí)，即形成了波束。 B亡am是對(duì)于整列天

6、線電磁波傳 播的一種樣式。一個(gè)天線的時(shí)候，電磁波的輻射方向是360度傳播的，但是一個(gè)天線陣列可以實(shí)現(xiàn)電磁 波單方向傳播。天線個(gè)數(shù)越多，電磁波傳皤方向越集中。0旱環(huán)吊W吊冷辟雙陣子波束4陣子波束2- L 2天線陣列電磁波極化方向1）平面電磁波單向傳播，且電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向互相垂直兩者同時(shí)也和傳播方向垂直；速度二波長(zhǎng)X頻率（即C=Af ）electric fieldmagnetic field2）平面波電場(chǎng)的方向定義為電磁波的極化方向，主要分為以下plane of polarizationtransmission dircclion線性極化:/電場(chǎng)方向始終處于同一個(gè)平而內(nèi)一圓極化：/電場(chǎng)有兩個(gè)完全相等

7、的垂直分疑/電場(chǎng)矢量在傳播過(guò)程中形成圓形軌跡/在正對(duì)傳播方向上觀察（輻射源處于正前方）：右旋極化：電場(chǎng)矢量逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn) 左旋極化：電場(chǎng)矢量順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)）橢圓極化P電場(chǎng)有兩個(gè)不完全相等的垂直分量/電場(chǎng)矢量在傳播過(guò)程中形成橢圓形軌跡(a) linear POIariZation (b) CilcUlar POlariZatiOn (C) elliptical POIariZatiOII3）電磁波的極化方向由天線輻射單元的方向決左；如果兩個(gè)波的極化方向是相互垂直的（正交），則可以承載不同的信息符號(hào)；通過(guò)相同極化方向天線單元之間的相互作用可以改變相應(yīng)極化方向的波束方向和形狀（波束賦形）；由于散射，

8、原本正交的波形會(huì)在傳播過(guò)程中逐漸 丟失正交性，并在接收端產(chǎn)生相互影響。水平 BF (azimU th)天線單元（RadiatOr）:每個(gè)極化方向代表一個(gè)天線單元1）天線單元（Radiator）由半波振子加反射板構(gòu)成，如下圖所示片片餐干半波振子2) 3GPP38. 901 定義的 RadiatOr Pattern:RadiatOr Pattern15?20-25-30ParameterVeniCal CUt Ofthe radiation power Pattem (dB)Phi for Horrizonttl DegreeValUeSr /r QAO V* LAvJomwUSyaa 1MVWi

9、th 0 咖=65 : SL4、二 30 dB and Cf e 0 , 180cHOriZOntal CUtOfthe radiatiOn power Pattern (dB)W = 90o ,礦尸-min12,With %B =65 wx= 30 dBand 八e-180M80 3D radiation POWer Pattern (dB)心（化礦）=-min -心，礦=00 ） + 必 0 二 90。，外8dBiLtaXimUm directional gain Ofan antenna element GExh30-25 一 25-20 : -20-15 P -15T0 ? 10-5

10、曠 S-03)赫茲偶極子(HertZ DiPOle) Pattern :PatternGain ,0) - 10 ?lgsiri ( 0)-cos2( e)0-510152025130HertZ DiPOIe PatternPhi for HOrriZOntal DegreeCJ uJ8a Q T52tf230-25? 25-20 三一 20 15 ? -15 10 三 TO 5 ? 50 天線陣列(Antenna Array):/某5G AAU-A 模塊工作在NR 3. 5GHz頻段，64個(gè)TRX, 192個(gè)天線單元，總功率200肌天線陣列示意圖如下所示:TX2 /J94505M62x4)T

11、X4T X4r XK X58X XT X59H HX6O35465768xxxxxxxxk xm 534254g55涔xxxxxx 74TXS xxxxxxxxxxxx TX3CTX3TX3 itx9txxtAAU-9 TxX50TX3TX5TXx每個(gè)極化方向上有32個(gè)TRX,每個(gè)TRX分路到3個(gè)天線單元，總共對(duì)應(yīng)12*8*2二192個(gè)天線/某5G AAU-B模塊工作在MR 3. 5GHz頻段，16個(gè)TRX, 192個(gè)天線單元，總功率200W。16通道的RRU每個(gè)極化方向只有8個(gè)TRX,每列天線單元共用一個(gè)TRX,只能在水平方 向做波束賦形，不能 在垂直方向做波束賦形。XXXXXXXXXXXX

12、xxxxxxxAx xxxxxxxxxHxXXXXXXsxxxxxXXXXXXXXXXX xxx xxx xxxTX8J十xl3Txloxxx xxxxxx6G AAU-B天線陣列示意圖每個(gè)極化方向上有16個(gè)TRX,每個(gè)TRX分路到12個(gè)天線單元，總共對(duì)應(yīng)12*8*2二192個(gè)天線單元2? 1? 3波束增益頻率與路損/自由空間傳播模型：設(shè)發(fā)射功率為Pt接收功率為Pr,人為工作波長(zhǎng)，Gr與Gt分別為發(fā)射天線和接收天線增益，r為發(fā)射 天線與接收天線的距離二GGPta.路損和載波頻率的平方成反比：b.輻射單元的有效而積和波長(zhǎng)成反比；A2(4/ZF/為了彌補(bǔ)高頻帶來(lái)的功率損耗，采用頻率增加的同時(shí)增加每

13、個(gè)極化方向輻射單元的數(shù)量1GHz: N=I 2GHz: N=40.5 入=15cm 1 A =15cm4GHz: N=162 入=15cin5x波束(BeimCi)束集(BgnI Set)OndBi32GHz: N=102416 入=15cm,M Mr , C r L*l波束寬度頻率升高-天線單元尺寸下降- 天線單元數(shù)量增加- 天線的波束寬度減小天線增益增大1GHz: N=I0. 5 X=15cm32GHz: N=102416 入二 15cmT20o2人1X-304GHz: N=162 人=15cm2GHz: N=4I 1 X=15cmLPenC:4。水平和垂直波束寬度波束增益/每個(gè)Beam的

14、Beam Pattern中給出了每個(gè)水 V:方向角p和垂直方向角0上的BeamGain(:B ) :- 4)G -90,90 ,0 e 0,180/這個(gè)aBeamGain指由于天線賦形帶來(lái)的陣列增益(Array Gain),不包含天線單元Radiator木身的增益，但包含了 96個(gè)天線的能量疊加帶來(lái)的增益(I0Tg(96) 19. SdB )、以及交義極化帶來(lái)的3dB增益;天線陣列所以在計(jì)算E1RP的時(shí)候:EIRP ( (p, 6) = PJB伽 m + BeamGain ( (p,6) + RadiatorGain - 10 1g (96) 3AARea1BeamGain (pt 0)基于真

15、實(shí)天線單元實(shí)測(cè) Pattern仿真出來(lái)的BealllPattern中的BeamGain己經(jīng)包含了RadiatOrGain,在上述公式中不需要再加。1.4 5G與LTE天線指標(biāo)對(duì)比 5G和LTE天線增益對(duì)比/ 5G的天線方向圖是所有窄波束方向圖的包絡(luò)，水平半功率角達(dá)到120度，垂直半功率角達(dá)到22度，天線增益也遠(yuǎn)大于LTE:/ 5G的天線方向圖與LTE的天線方向圖存在很大差別：5G不同的波束集對(duì)應(yīng)不同的天線增益和天線方向圖。5G水平方向4G水平方向5G%ft方向4G垂宣方向工作頻段(GHZ) 增益(dBi) 水平半功率角 垂直半功率3.55（包含賦形增益）120角1.8/1.9/2. 11765

16、222? 2波束賦形原理介紹2. 2.1波束賦形定義波束賦形左義/波束賦形是一種基于天線陣列的信號(hào)預(yù)處理技術(shù)，波束賦形通過(guò)調(diào)整天線陣列中每個(gè)陣元的加權(quán)系數(shù)產(chǎn)生具有指向性的波束,從而能夠獲得明顯的陣列增益。/從不同天線發(fā)射的電磁波會(huì)在空中相互疊加或抵消。通過(guò)改變每個(gè)天線的相位和幅度（權(quán)值）可以實(shí)現(xiàn)不同的方位上進(jìn)行疊加或抵消 -即調(diào)整波束樣式。/理想情況下所有天線上發(fā)射的信號(hào)應(yīng)該在到達(dá)特泄用戶的接收天線時(shí)擁有完全相同的相位，產(chǎn)生疊加的效果。為達(dá)到這一目的，需要精確的系數(shù)來(lái)確左波束的正確方向，如果信息不全將會(huì)導(dǎo)致波束賦形無(wú)法達(dá)到最優(yōu)效果。波束賦形示意圖波束賦形實(shí)現(xiàn)方式SRS信號(hào)獲取信道信息主要是利用

17、/ 4G主要采用信道估計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)：發(fā)射端通過(guò)發(fā)送上行TDD信道互益性（上下行擁有相同的信道特性），然后基于信道信息計(jì)算波束賦形的權(quán)值/八7 11A J J JTDD的信道互 益0 ? Ki?力，？孫?)? d? 1008 dipoles SeParated by入/ 20 -in d ?川七? w ?x .10 數(shù)字波束賦形“數(shù)字波束賦形的幅度和相位權(quán)值作用于基帶（中頻）信號(hào)，即發(fā)射端工作于進(jìn)入DAC之前，接受端 工作于ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器：AnalOg to Digital COnVerter ）之后。因此，要求天線陣列數(shù)與 射頻（RF）鏈一一對(duì)應(yīng)，即 每條RF鏈路都需要一套獨(dú)立的DAC/ADC

18、.混頻器、濾波器和功放器。/通過(guò)CPR1接口和BBU相連的6GHz以下RU支持時(shí)域數(shù)字波束賦形，波束賦形通過(guò) GOB和UE反饋的 方式在下 行功放前或上行功放后為每個(gè) TRX分配權(quán)值實(shí)現(xiàn)；即波束賦形的權(quán)值在前傳和 TRX之間 實(shí)現(xiàn)：/在LTE中數(shù)字波束賦形是默認(rèn)的實(shí)現(xiàn)方式；/波束賦形的權(quán)值在R1I內(nèi)實(shí)現(xiàn)，波束的選擇由RAU決龍。Iyjv2W；數(shù)字波束賦形原理圖模擬波束賦形/模擬波束賦形技術(shù)將幅度和相位權(quán)值作用于模擬信號(hào)，在發(fā)射端，數(shù)字信號(hào)（RF鏈）經(jīng)過(guò)DAC（數(shù)模轉(zhuǎn)換器：Digital to AnalOg COnVerter ）之后先由功分器分解為多路模擬信號(hào)之后再 賦形；在接收端， 多個(gè)天線

19、陣子的模擬信號(hào)先合并（合路器）之后再進(jìn)入ADC （模數(shù)轉(zhuǎn)換器： AnalOg to DigitalCOnVerter）。由于多路模擬信號(hào)共用一套 DAC/ADC,功分器和混頻器，整 個(gè)系統(tǒng)的功耗就顯著下降。同時(shí)， 功放器和濾波器可以細(xì)化到每一個(gè)陣列，可以采用小功率，但線性度更好的器件來(lái)代替。/在模擬波束賦形中，每個(gè)極化方向只有一個(gè) TRX,為RU集成了相控陣天線來(lái)支持6GHz （28GHz / 39GHz）以上的波束賦型：模擬波束賦型通過(guò)使用射頻集成電路（RFIC）在 功放 和天線之間賦予上下行權(quán)值實(shí)現(xiàn)賦形。即波束賦形在 TRX和天線之間實(shí)現(xiàn)：/模擬波束賦型不支持細(xì)波束,因此不需要用于波束管理

20、的CSl-RSa混合波束賦形技術(shù)/ HBF是一種既含有數(shù)字預(yù)編碼也含有模擬預(yù)編碼的混合式波束賦形系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，可以支持多用戶M1M0通信。整個(gè)波束賦型分為兩個(gè)階段：首先數(shù)據(jù)流會(huì)在時(shí)域做預(yù)編碼形成和TRX數(shù)量同樣多的時(shí)域數(shù)據(jù)流，然后做時(shí)域的模擬波束賦型。示意圖如下：AnAIog IrccOder V elfDigitalPrecoderV v Dig混合波束賦型/英中VDig?為數(shù)字域的預(yù)編碼矩陣，其包含了相位和幅度的調(diào)整，VRF為模擬域的預(yù)編碼矩陣，只有 相位的調(diào)整。經(jīng)研究表明，對(duì)于單用戶 MIMO,如果每個(gè)階段RF Chjn的數(shù)疑大于兩倍的數(shù)據(jù)流 數(shù)，則可以達(dá)到和數(shù)字波束賦 型類似的性能。/ H

21、BF是ABF和DBF方案的折中，HBF的優(yōu)點(diǎn)是：在搭建系統(tǒng)所需要的模擬移相器不需要 ABF那么 多，數(shù)字傳輸 所需的TXRU也不需要DBF那么多，一定程度上降低了硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度。魚缺點(diǎn) 是：在多用戶多流的通信中，流間干擾的抑制性能較DBF會(huì)有一左性能損失/對(duì)于中頻段大規(guī)模天線，一般采用 DBF （數(shù)字波束賦型）使得波束更切合信道的實(shí)際狀況，即波束具有更高的精度和分辨率。也可以采用 HBF （混合波束賦型），對(duì)一些特殊場(chǎng)景降低 RF的成本。例如，首先，多用戶多流數(shù)據(jù)首先經(jīng)過(guò)數(shù)字域的波束賦形技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)水平維度預(yù)編碼；英次，完成數(shù)字預(yù)編碼后的多路數(shù)據(jù)再經(jīng)過(guò)模擬預(yù)編碼模塊實(shí)現(xiàn)在垂直維度的劃分子扇區(qū)，最

22、終實(shí)現(xiàn)多用戶多流通信。/對(duì)于高頻大規(guī)模天線，一般采用模擬波束賦形或者混合波束賦形。如果采用混合波束賦形，在數(shù)字部分做幅度和相位的調(diào)整，在模擬部分只做固定相位調(diào)整。從而一方而保證波束的增益，另一方而支持更多的數(shù)據(jù)流數(shù)。2. 2. 3波束細(xì)分在GOB模式下，特別是針對(duì)6GHz以下且SSB數(shù)量較少時(shí)，AB通過(guò)波束細(xì)分可以增強(qiáng)單用戶的上 下行 S1NR,并且降低使用相同時(shí)頻資源IJE之間的干擾，比如MU-MIMO的情形。波束細(xì)分需要基站發(fā) 送CSI-RS給UE 進(jìn)行測(cè)量，并且為一個(gè)SSB對(duì)應(yīng)的多個(gè)細(xì)波束的CSI-RS分配不同的天線端口:支持每 個(gè)SSB對(duì)應(yīng)4個(gè)細(xì)波束。2. 2. 4波束管理 CSI-R

23、S用于波束管理/波束細(xì)分（6GHz以下）時(shí)需要為每個(gè)粗波束 （SSB波束）分配相應(yīng)用于波束管理的 CSl-RSe用于波束管理的CS1-RS位于相應(yīng)SSB波束所在的時(shí)隙，并共享時(shí)域符號(hào)位卷；/用于波束管理的CS1-RS在頻域上可以位于SSB的上方或下方，將會(huì)調(diào)度給相應(yīng) SSB波束下的所有UEo下行波束選擇/根據(jù)3GPP38. 802下行波束選擇分為3個(gè)主要步驟Pl、P2和P3:/ P1:粗掃描，基站使用少量的寬波束覆蓋整個(gè)小區(qū)，并依次掃描各寬波束對(duì)準(zhǔn)的方向P2:細(xì)掃描，基站利用多個(gè)窄波束逐一掃描己在粗掃描中被寬波束覆蓋的方向。對(duì)單個(gè)用戶而言，盡管此時(shí)的掃描波束變窄，但所需掃描的范圍卻己縮小，掃描

24、次數(shù)便相應(yīng)減少。在寬波束對(duì)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，基站只需繼續(xù)細(xì)化掃描與各用戶有關(guān)的 4個(gè)窄波束，基站 改善了對(duì)準(zhǔn)每個(gè)用戶的波束方向的精度，所建立的無(wú)線通信連接質(zhì)雖得到提高；P3:基站使用少量的寬波束覆蓋整個(gè)小區(qū)，終端波束細(xì)化同步掃描測(cè)量基站最強(qiáng)波束2. 2? 5波束掃描在下行過(guò)程中，基站依次使用不同指向的波束發(fā)射無(wú)線信號(hào)，該過(guò)程被稱作波束掃描(Beam SWeePing);與此同時(shí)，用齊測(cè)雖：不同波束發(fā)射出的無(wú)線信號(hào) (Beam measurement)并第2處共37頁(yè)向基站報(bào)告相關(guān)信息(Beam reporting);基站根據(jù)用戶報(bào)告確定對(duì)準(zhǔn)該用尸的最佳發(fā)射波束(Beam determination)

25、 SS block 塊組(burst Set):多波束掃描/在一個(gè)SS/PBCH塊組內(nèi)，每個(gè)波束按照其索引號(hào)順序映射到連續(xù)的SS/PBCH內(nèi)：/波束索引號(hào)從0到L-1編號(hào),L為每個(gè)SS/PBCH塊組內(nèi)的最大SS/PBCH數(shù)：/初始化時(shí)，波束0固左映射到包含SS/PBCH的無(wú)線幀的第一個(gè) SS/PBCH:/ SS BlOCk塊組內(nèi)的SS/PBCH數(shù)量等于波束的數(shù)量SS BUrSt SetSSblock? SS blockSS blockSS block 2SS block 3SS blockSS SS block blockSS block 3SS block T.SS BUrSt Set通過(guò)波

26、束掃描，在一個(gè) SS block塊組時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)小區(qū)服務(wù)區(qū)域?qū)崿F(xiàn)全覆蓋2. 2. 6波束跟蹤實(shí)現(xiàn)波束跟蹤需要UE測(cè)量CSI-RS或SSB的RSRP并通過(guò)UCI上報(bào)給基站：/關(guān)閉細(xì)波束時(shí)，終端 需要上報(bào)兩個(gè) 最強(qiáng)的SSB測(cè)量結(jié)果(SBRI-RSRP) : /激活細(xì)波束時(shí)，終端需要上報(bào)兩個(gè)最強(qiáng)的 CSI-RS測(cè)量結(jié)果(CR1-RSRP) o當(dāng)測(cè)量到的非服務(wù)波束 RSRP(濾波后)強(qiáng)度大于服務(wù)波束一左門限后會(huì)執(zhí)行波束更換。基站可能會(huì)通過(guò)波束更換指示(BCI)通知*5G-UE需要更換服務(wù)波束。2. 2. 7波束恢復(fù)當(dāng)發(fā)生波束失敗時(shí)，基站可能無(wú)法再使用原來(lái)的最優(yōu)波束和UE進(jìn)行通信，這時(shí)需要通過(guò)一泄的 方

27、式重新建立連接。波束恢復(fù)流程:/ 5G-UE探測(cè)到波束異常，比如上行數(shù)據(jù) NACK或下行數(shù)據(jù)中斷:? 5G-UE測(cè)量到源波束RSRP低于特左門限:? 5GUE沒有收到BC1 （波束更換指示）。/ 5G-UE重新測(cè)量最強(qiáng)波束：/ 5G-UE任測(cè)量到的最強(qiáng)波束上發(fā)起隨機(jī)接入；/在新波束上恢復(fù)上下行業(yè)務(wù)。NPRACH3廣播波束場(chǎng)景化波束配宜和基礎(chǔ)波束配置/用于配宜小區(qū)波束的所有相關(guān)參數(shù)組成一個(gè)波束配宜。波束配置的核心參數(shù)為波束在角空間內(nèi)的排列方式，但不包含波束的具體方向和角度。以這種方式左義的波束分布稱為基礎(chǔ)波束配置:?基礎(chǔ)波束配由行列兩個(gè)維度組成?每一行的列數(shù)不一定相同?波束的總數(shù)應(yīng)小于等于最大S

28、SB數(shù)量/基礎(chǔ)波束配置使用專用術(shù)語(yǔ)來(lái)左義：每行的列數(shù)由后而的數(shù)字表示：行數(shù)按從上到下的順序計(jì)數(shù)，即第一行為下傾角最小的波束，最后一行為下傾角最大的波束。例如:基礎(chǔ)波束配置#4#4表示波束分為兩行，每行4個(gè)波束3個(gè)波束，最下方一行包含基礎(chǔ)波束配置#3#3#2表示波束分為3行，最上而一行和中間行包含2個(gè)波束基召出波束酉己彗集#4#4基礎(chǔ)波束西己置集#3#3 #2/基礎(chǔ)波束配置集：目前支持?jǐn)?shù)字波束賦形 20種,詳情如下:Beni Pa tternBeaml# SSB beamsAzimuth 0PenIng angles1 row01453 -4 5 Ox 601-6070-0#224 5% -4

29、5 ro-o-o-o#4445% -4 5 ko-o-o-o-o-o6#884 5 : -4 5 L 2 rows00-CH) o-o-o-o#4 #4045%o-o-o-o-o 0-0-0#5 #38?C&O o ?-so o-o-o-o-o-o o-o#6 #283 rows :0-01-00-0-0o-o*3 #3 #2845 -4 5 OX4rowso-o00 ooo-o#2 #2 #2 #2820% -200 X 45 r-4 SOL天線在不同Pattern配置下，不同數(shù)字方向角、數(shù)字下傾角配置下，增益波形會(huì)呈現(xiàn)明顯差異舉例 1: Beam Set #6#2水平波寬垂直波寬舉例 2:

30、 BeamSet #3#3#2水平波寬垂直波寬常見兩種典型場(chǎng)景如下：1、高樓場(chǎng)景：使用垂直而覆蓋比較寬的波束，提升垂直覆蓋范用。2、廣場(chǎng)場(chǎng)杲：近點(diǎn)使用寬波束，保證接入，遠(yuǎn)點(diǎn)使用窄波束，提升覆蓋。不同場(chǎng)景使用不同波束提升覆蓋窄波束對(duì)道路、寬波束對(duì)海岸垂直波束打高樓兼顧廣場(chǎng)和樓宇水平波束覆蓋廣場(chǎng)三？高樓場(chǎng)景適用性研究1仿真方法5G mMIMO可以通過(guò)對(duì)不同beam Set修改天線權(quán)值，來(lái)滿足不同場(chǎng)景的覆蓋要求?；茨?金地國(guó) 際城區(qū)域， 為高樓密集區(qū)域，高層居民樓室內(nèi)覆蓋主要依靠室外宏站。此處針對(duì)beam set#6#2與#3#3#2在高樓密集區(qū)的區(qū)域表現(xiàn)情況來(lái)對(duì)比兩者的適用情況。針對(duì)具體的樓宇，通

31、過(guò)精細(xì)仿真，對(duì)比兩個(gè)不同的beam Set針對(duì)樓宇的覆蓋表現(xiàn)。3.2仿真區(qū)域金地國(guó)際城小區(qū)的8、9、11、12、13五棟樓，8 9兩棟樓樓高36米，11、12、13三棟樓樓高78米，周邊主要為一個(gè)4G基站“前鋒社區(qū)”，假設(shè)后期 5G基站和其共站址建設(shè)，經(jīng)仿真可知這五棟 樓的best SerVer為“前鋒 社區(qū)_3小區(qū)”，站高27米，下傾角8度，三小區(qū)方位角230度。修改該 基站的天線beam Set可以研究不同的beam set對(duì)于該居民樓的 覆蓋影響情況。仿真評(píng)估區(qū)域:仿K ?基站信息:Cell NameAZimUth站高HN-市區(qū)-前鋒社區(qū)-5G-11027米HN-市區(qū)-前鋒社區(qū)-5G-2

32、12027米HN-市區(qū)-前鋒社區(qū)-5G-323027米仿真樓宇截圖:3. 3仿真結(jié)果樓宇beam Set #6#2和#3#3#2仿史I?對(duì)比結(jié)果：5G 室內(nèi)淺層(L 5m) (ThrOUghPUt UL &DL)覆蓋對(duì)比：beam set #6#2beam set #3#3#2上卜行速率對(duì)比ThrOUghPUt IJL(1.5m IndOOr)1009。80700050403。2010#6片2ThrOUghPUt DL(1.5m IndOOr)DZEO叼 5090呂金幺卜*60 5G 室內(nèi)淺層(4 ? 5m) (ThrOUghPUt UL &DL)覆蓋對(duì)比：beam set #6#2beam

33、set #3#3#2.尸產(chǎn)L-1_ W gaaf h、1*itIy 一I-10上下行速率對(duì)比:ThrOUghPUt UL(4. 5m IndOOr)?3#3#2#6甘2ThrOUghPUt DL (4. 5m Indoor)boo 0 000 (-、OOQOOQOSS00Qy9000二二。、OOOOeg062( - PSM 9000ioz00Q0H9#6#2#3#3#25G室內(nèi)淺層（16. 5m) (ThrOUghPUt UL &DL)覆蓋對(duì)比:beam Set #6#2beam Set #3#3#2上下行速率對(duì)比:ThrOUghPUt IJL(16. 5m IndOOr)ThrOUghPUt

34、 DL(16. 5m IndOOr)g 2 S 8 ? ? 2 金 5 9 ? 2 *亍卡 5 2 S S ? ? 2 S S ? S三 /2 分 2 % S ?2 8 8 ? ?三fHTTTTtNZfszzEFEfnmkPkkWsirsensggvogg 卜、g 卜卜 880030DCGG一#6? W%25G 室內(nèi)淺層(34. 5m) (ThrOUghPUt UL &DL)覆蓋對(duì)比:beam Set #6#2beam Set #3#3#2上下行速率對(duì)比:ThrOUghPUt UL(37. 5m Indoor)12080604020055,COO 60,0005,000 10 r00015,0

35、00 20,000 25,00030,COO 35,000 40,(X)045,000 50,3#2120ThrOUghPUt DL(34. 5m IndOOr)100LflflZCNZZClfOEEanp uD00000 0 C 2N r? S R 8 OC 8 G 63s8S?SS 4SSS6S2 八一8302 5G 室內(nèi)淺層(67 ? 5m) (ThroUghPUt UL &DL)覆蓋對(duì)比:上下行速率對(duì)比:beam Set #6#2beam Set #3#3#2ThrOUghPUt UL(67. 5m IndOOr)90807060501030205Q8 i (X0o0 25-020, 0002s嚴(yán)030產(chǎn)035, 00010, 000Gtt233#2ThrOUghPUt DL(67. 5m IndOOr)3. 4仿真小結(jié)一般天線掛高低于建筑物，建筑物上層無(wú)法直接覆蓋川6#2的一層六個(gè)波束能疑集中，適合區(qū)域 覆蓋，垂直半功率角較小，不能滿足樓宇的垂直而的覆蓋：#3#3#2的垂直半功率角較大，適合垂直而的覆蓋增強(qiáng)。通過(guò)仿真，對(duì)比#6#2 與#3#3#2對(duì)高層建筑物的不同樓層 的上下行速率的影響，分樓層 分析