無線通信在改變?nèi)藗兩畹耐瑫r(shí)，通信系統(tǒng)本身的技術(shù)也在不斷發(fā)展和演進(jìn)，從2G、3G、4G再到現(xiàn)在的5G，每一次新技術(shù)的應(yīng)用都帶來無線系統(tǒng)空口容量大幅提升。5G空口采用Massive MIMO技術(shù)，通過波束賦形最大限度實(shí)現(xiàn)頻譜資源空分復(fù)用，極大提升頻譜效率和小區(qū)容量。但大量靈活的波束增加無線系統(tǒng)的復(fù)雜度。如果沒有好的波束管理和規(guī)劃，將對整個(gè)無線系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響。同時(shí)，隨著日益復(fù)雜的無線環(huán)境和城市建設(shè)的發(fā)展，對5G系統(tǒng)的覆蓋提出挑戰(zhàn)，典型覆蓋場景包括普通場景廣覆蓋、高樓覆蓋、熱點(diǎn)場館覆蓋、高速公路覆蓋等。5G如何更好地實(shí)現(xiàn)不同場景下的覆蓋，同時(shí)降低系統(tǒng)間干擾，提升用戶體驗(yàn)？

眾所周知，小區(qū)廣播的覆蓋范圍決定該小區(qū)的覆蓋范圍，因此，控制好廣播波束覆蓋是實(shí)現(xiàn)5G覆蓋的關(guān)鍵。為實(shí)現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)質(zhì)覆蓋，中興通訊提出小區(qū)廣播波束SSB 1+X方案。其中“1”為基礎(chǔ)打底，“X”為適應(yīng)各種場景的個(gè)性化拓展；該方案水平覆蓋通過不同小區(qū)使用不同SSB（SS /PBCH blocks）波束來錯(cuò)開鄰區(qū)間干擾，垂直維度根據(jù)覆蓋需求，用更多的波束實(shí)現(xiàn)空間覆蓋，達(dá)到5G網(wǎng)絡(luò)最優(yōu)覆蓋（見圖1）。

圖1 中興通訊廣播波束1+X方案

廣播波束SSB 1+X方案實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)主要包括提升覆蓋、降低功耗、控制干擾、節(jié)省資源四個(gè)方面，最終以高性價(jià)比得到優(yōu)質(zhì)用戶體驗(yàn)。

提覆蓋

廣播波束SSB 1+X方案以最少的水平SSB波束+按需垂直波束實(shí)現(xiàn)三維全空間覆蓋及深度覆蓋擴(kuò)展，適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境下各種覆蓋場景。

廣播波束SSB 1+X方案通過SSB功率增強(qiáng)功能提升水平波束增益能力，提升SSB 1波束增益達(dá)6dbm，這樣水平寬SSB 1波束與水平SSB 8波束覆蓋相當(dāng)，同時(shí)預(yù)留出更多波束的位置用于垂直覆蓋。

省資源

5G系統(tǒng)中SSB對應(yīng)的波束是通過時(shí)間上輪詢發(fā)送來區(qū)分的，多個(gè)SSB波束對應(yīng)多個(gè)SSB時(shí)域位置，一個(gè)Slot可配置2個(gè)SSB，時(shí)域由4個(gè)OFDM符號組成，一個(gè)SSB頻域上占用20個(gè)PRB資源。普通場景廣覆蓋下，水平配置SSB 8波束，SSB波束在時(shí)域上占用4個(gè)Slot，同時(shí)，對應(yīng)的系統(tǒng)消息SIB和Paging消息也需要有8份進(jìn)行廣播，因此，將占用8份無線資源。

廣播波束SSB 1+X方案水平采用SSB 1波束配置方式即可滿足覆蓋要求，因此，水平配置SSB 1波束，時(shí)域只需要占用一個(gè)Slot中4個(gè)OFDM符號的資源，對應(yīng)的系統(tǒng)消息SIB和Paging消息也只需要1份，極大節(jié)省發(fā)送信息所占用的無線資源。

經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，廣播波束SSB 1+X方案相比水平SSB 8波束可節(jié)省無線總資源約6%左右。尤其對于初始接入階段的無線資源，廣播波束SSB 1+X方案相比水平SSB 8波束可節(jié)省無線資源34%左右。

降功耗

廣播波束SSB 1+X方案占用更少的無線資源，從而大大降低設(shè)備功耗。

按照20ms周期來計(jì)算，水平配置SSB 8波束與廣播波束SSB 1+X方案進(jìn)行對比分析，當(dāng)配置SSB 8波束時(shí)，無線資源的占空比為76.92%；當(dāng)配置SSB 1波束時(shí)，無線資源的占空比為11.30%。占空比越低，系統(tǒng)需要耗費(fèi)的資源越少。SSB 8波束與SSB 1波束無線資源占空比的差值為65.62%，拿AAU的總功耗進(jìn)行對比，采用廣播波束SSB 1+X方案相比SSB 8波束方案可節(jié)省AAU功耗近10%。

隨著5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)不斷擴(kuò)大，全國幾十萬5G站點(diǎn)采用廣播波束SSB 1+X方案將大幅降低運(yùn)營商5G網(wǎng)絡(luò)的長期運(yùn)維成本。

控干擾

4G網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中鄰區(qū)廣播之間干擾一直是網(wǎng)絡(luò)性能提升的關(guān)鍵問題。目前的5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中同樣存在鄰區(qū)干擾問題。經(jīng)過算法不斷論證，中興通訊提出的廣播波束SSB 1+X方案能較好地解決鄰區(qū)干擾問題。

由于5G的廣播波束水平采用SSB 1波束的配置，而不同的SSB波束是通過時(shí)間輪詢的方式發(fā)送的，因此，在相鄰小區(qū)之間配置不同的SSB波束，可通過時(shí)域輪發(fā)的特點(diǎn)，錯(cuò)開鄰區(qū)之間SSB波束的發(fā)送時(shí)間，這樣可以規(guī)避鄰區(qū)之間廣播波束帶來的干擾。

鄰區(qū)之間除了的廣播消息干擾外，相鄰小區(qū)的廣播波束與業(yè)務(wù)波束之間發(fā)生碰撞時(shí)也會(huì)存在干擾，這部分干擾也會(huì)對用戶業(yè)務(wù)體驗(yàn)形成負(fù)面影響，如何規(guī)避這部分干擾？中興通訊根據(jù)3GPP標(biāo)準(zhǔn)組織的5G協(xié)議中支持速率匹配功能，提出了鄰區(qū)間速率配置功能，該功能對于鄰區(qū)之間業(yè)務(wù)信道和SSB波束沖突時(shí)，在業(yè)務(wù)波束部分開啟符號級別的速率匹配功能，規(guī)避業(yè)務(wù)波束和鄰區(qū)SSB波束之間的干擾，提升用戶體驗(yàn)。

2020年5G進(jìn)入大規(guī)模建設(shè)階段，5G網(wǎng)絡(luò)覆蓋及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化將面臨巨大挑戰(zhàn)。廣播波束SSB 1+X方案將助力運(yùn)營商5G網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化及性能提升，實(shí)現(xiàn)5G業(yè)務(wù)高質(zhì)量的發(fā)展及增長。

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