5G优化案例：5G AAU最优下倾角的优化实践.docxVIP

5G AAU 最优下倾角的优化实践 【摘要】5G AAU 大量采用了 192 个振子 64TR 的 massive MIMO 技术，下倾角的设置引入了机械下倾、预置下倾、电子下倾和数字下倾等多种方式， 而SSB、CSI-RS 等不同的信道能采用的下倾角设置方式不同，上、下行链路的波束形状也完全不同，如何因地制宜地采取几种下倾角的组合达到更好的网络性能以及减少后期优化的难度显得尤为重要。XX电信对 5G AAU 的性能参数进行深入研究，并结合XX 5G 网络的特征，对几种典型的下倾角组合进行充分的测试验证，在提升 5G NR 网络覆盖的同时，降低邻小区的干扰，并总结出在两种典型场景下最优化下倾角组合，供后续大规模网络建设和工程优化进行参考。 【关键字】下倾角、64TR、上行波束、SSB 一、 案例背景 5G AAU 是实现 5G 关键技术 Massive MIMO 的核心设备，是 5G 与 4G 技术在天线形态上最大的差异。为了实现更多层的数据流传输以及更加精确的波束赋形技术，在建网过程大量使用了 192 个振子的 64TR 的 AAU 设备，5G 的 AAU 设备远比原先的 4G 无源天线技术更为复杂，天线体积更大，天线参数的设计也更为复杂。 AAU 体积更大，现场安装、调整更加困难 如上图所示，5G AAU 的重量接近 45kg，迎风面积接近 0.4 平方米，安装时对铁塔、抱杆要求更高；安装完毕后，对机械方位角、机械下倾角调整难度更多，很多时候需要两个塔工上塔配合才能完成调整，因此在基站设计、安装阶段一次性对 AAU 的机械方位角和机械下倾角设计到位就显得尤为重要。 AAU 的上、下行波形不一致，因而对工参有不同要求 对于 64T64R MM 产品，垂直面单元 3dB 宽度达到 26~28 度，对于 32T32R MM 产品，垂直面单元 3dB 宽度为 64T64R MM 产品的一半。由于上、下行波形不一致，MM 产品对于工参有着不同的需求： 下行：信号经过多端口数字权值赋形后，再从天线发射，波形已经是各通道加权后的结果，此时波束垂直宽度和传统天线近似，所对应的工参也同传统天线近似。 64TR8TR上行干扰邻区服务小区邻区 64TR 8TR 上行干扰 邻区 服务小区 邻区 二、 分析过程 5G 下倾角类型以及不同场景的应用分析 目前 5G Massive MIMO AAU 有 64T64R、32T32R 两种通道数天线，其区别在于垂直面上分别支持 4 层、2 层波束，具备不同的三维 Massive MIMO 性能，相比以往的双极化天线在垂直维度上有更好的覆盖增益。不同通道数的天线对于下倾角的实现和规划方法存在一定差异。 64T64R，192 阵子，8 列×4 行×2 极化，垂直面每个通道由 3 个振子组成， 共 4 通道，单元方向图为 3 个振子合成的方向图： 32T32R，8 列×2 行×2 极化，垂直面每个通道由 6 个振子组成，共 2 通道， 单元方向图为 6 个振子合成的方向图。 机械下倾角 由机械调整决定的下倾角，同时对广播波束和上/下行业务波束进行调整。 机械下倾角的设置需确保业务波束面向主要业务覆盖区域，同时避免邻区干扰， 机械下倾角对不同通道数的 AAU 影响相同。 由于 Massive MIMO 上行单通道宽波束的特性，机械倾角和 4G 传统天线相同时，基站会额外接收到邻区终端的信号，增大上行干扰。因此， Massive MIMO 产品需要适当增大机械下倾，避免邻区终端信号落入上行 3dB 主瓣接收范围，降低上行底噪。 预置电下倾/可调电下倾/数字下倾 下倾实现机制按照天线垂直通道数来进行区分，当垂直≥两个通道时，对应 5G AAU 实现方式，由于可以进行数字赋形，所以下倾实现是由机械下倾+数字电下倾来确定；当垂直只有 1 个通道时，对应 4G 实现方式，无法进行数字赋形，为保证垂直覆盖在除了机械下倾之外还可以再进行调整，加了电调，即通过 RCU 控制移相器，所以下倾由机械下倾+电调下倾组成。 下面分别就 64T64R 及 32T32R 设备进行说明。 64T64R 电调天线的权值由两级控制，第一级是三合一阵子，第二级是数字加权。 64T64R 电调天线的拓扑如下： 预置电下倾： 64T64R 在垂直方向是 4 个通道，每个通道 3 振子，三合一阵子的权值天线出厂时固定， 不可调整， 一般设为 6 度， 即下图Preconfigured tilt。 数字加权：三合一阵子间通过数字加权，直接合成并输出，即 SSB 天线权值四元组里的权值下倾角，可以根据 SSB 覆盖需求在不同广播权值下倾角配置范围内进行调整，即图中的 Digital tilt。 64T64R 天线形态图 32T32R 电调天线的权值由三