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SSB寻优在5G无线网络规划和

优化中的应用

1概述

5G介绍

随着通信技术的不断发展，为适应未来海量移动数据的爆炸式增长以及加快新业务新应用的开发，第五代移动移动通信技术（5G）应运而生。相比于4G，5G聚焦大带宽、低时延、多连接、高移动性等多业务场景。在性能和场景应用上相比之前的移动通信技术有大幅提升，无论面向普通消费者还是商业产业应用领域，5G都能够真正构建起万物互联的智能世界，实

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收稿日期：2020-06-22

现智慧城市、智能自动化工厂、远程医疗等一系列应用。

5GMassiveMIMO概念

作为移动通信中最为重要的功能组件，面向5G通信的手机天线和基站天线成为近年来的研究与设计重点。纵观5G天线研究现状以及大规模天线阵列（Mas?siveMIMO）的技术要求，面向5G移动通信的天线应具有高增益、小型化、宽频带以及高隔离度等技术特征。MassiveMIMO是多天线技术演进的一种高阶形态，是5G网络的一项关键技术。MassiveMIMO站点的天线数显著提升（64天线）。通过使用大规模天线阵列对信号进行联合接收解调或发送处理，相对于传统多天

线技术，MassiveMIMO可以大幅提升单用户链路性能和多用户空分复用能力，从而显著增强了系统链路质量和传输速率。此外，MassiveMIMO的多天线阵列系统增加了垂直维的自由度，可灵活调整水平维和垂直维的波束形状，基站的三维覆盖能力显著提升。基于5GMassiveMIMO对于空间维度的自由度大幅提升，引出了立体覆盖波束Pattern这一概念，在此提出并总结了优化Pattern参数以提升SSB覆盖的原理和方法。

2广播波束Pattern

2.1波束管理介绍

波束管理主要分为小区级广播信道波束管理以及用户级静态波束管理。

用户级静态波束设计成了多个窄波束，UE需要对这些窄波束进行扫描以获取最优波束集合。gNo?deB针对UE扫描上报的最优波束集合进行维护，从而选择给这些信道使用最优的波束集合。

而对于小区级波束管理，5GNR的广播波束为N

种典型覆盖场景。在不同的覆盖场景下，广播波束有不同的倾角、方位角、水平波宽、垂直波宽。

表1示出的是典型覆盖场景的广播波束，表中数据仅供参考，实际中不同厂家和不同设备型号可能支持不同的覆盖场景和参数，以具体的设备支持为准。

表1典型覆盖场景的广播波束

覆盖场景ID

水平3dB波宽/°

垂直3dB波宽/°

数字倾角可调范围/°

数字方位角可调范围

默认

100

6

-3~9

0

1

110

6

-3~9

0

2

90

12

-1~6

0

3

60

24

0~6

0

3种不同波束宽度组合天线波形示意见图2，第一种:水平波宽较大、垂直波宽小，对平面有较广的覆盖，第二种：水平波宽小、水平面覆盖窄，第三种：水平和垂直波宽较大，对于水平和垂直面都有较好的覆盖。通过改变水平波宽与垂直波宽可以实现特定的覆盖。

个方向固定的窄波束，相较于LTETDD用一个宽广播波束覆盖整个小区，NR能够通过在不同时刻发送不同方向的窄波束完成小区的广播波束覆盖。UE扫描每个窄波束来获得最优波束，完成同步和系统消息解调。图1为NRTDD广播波束扫描范围。

顶

90° 后

前

底

270°

前

顶

90° 后

底

270°

前

顶

90° 后

底

270°

N-1

…N-2

…

1

UE

0基站 时间

0

图1NRTDD广播波束扫描范围

对于广播信道的波束管理，支持针对不同的覆盖场景配置不同的波束场景。

2.2立体覆盖波束

2.2.1概念与原理

5GMassiveMIMO天线的一个显著特征是通过天线权值调整与波束赋形技术来调整广播波束的水平波宽、垂直波宽、方位角和下倾角，以此来得到特定的覆盖效果。基本波束管理特性使gNodeB只支持一种广播波束覆盖，即默认覆盖场景。立体覆盖波束相比于基本波束管理，能够使gNodeB支持更多的广播波束覆盖场景。立体覆盖波束除了默认覆盖场景，还支持多

图2天线波形示意图

2.2.2覆盖场景与选取原则

NR广播波束可以支持多类场景的覆盖，主要为广场类场景和楼宇类场景（以表1为例）。

a）一般情况下，推荐配置为默认，适合典型三扇区组网。

b）当水平覆盖要求比较高时，推荐水平波宽最宽波束，远点可以获得更高的波束增益，提升远点覆盖。c）