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标题: 视距内，3.5GHz NR的覆盖效果优于1.8GHz LTE  [查看完整版帖子] [打印本页]
时间:  2020-5-13 17:23
作者: just10086     标题: 视距内，3.5GHz NR的覆盖效果优于1.8GHz LTE

摘要首先以试验网测试数据为参考，分析了非独立组网模式下5G NR在室外连续覆盖和室内深度覆盖的覆盖能力，并与LTE网络进行对比分析；然后根据覆盖特性推算出满足5G NR边缘速率的信号质量要求；最后针对不同场景给出5G网络规划部署的建议。
1  5G概述4G网络带动移动数据业务成熟，随着各类移动高清视频、游戏、支付、浏览等业务快速发展，人们已习惯移动互联网生活，并进入流量时代。同时，在提速降费的背景下，流量资费大幅下降，移动数据流量快速增长，导致目前4G网络承载能力基本饱和，往往无法满足用户业务体验需求。随着互联网与传统行业的垂直整合，VR、AR等技术的应用，移动数据通信在速率、时延、连接能力等方面要求大幅提升，5G网络基于此应运而生。
2  5G新空口频段资源5G网络在设计上满足3种场景的业务需求，分别是增强的宽带接入（eMBB）、大规模的物联网（mMTC）、极致的实时通信（uRLLC），设计带宽达到每连接10Gbps，每平方公里100万连接，端到端时延1ms。为实现这一目标，5G网络在空口上引入了新的频率资源、新波形、新编码、灵活的帧结构、灵活双工、mMIMO等多项技术。3GPP为5G定义了2种频率范围，一种是低于6GHz的FR1，一种是6GHz以上的FR2。FR1就是我们通常说的sub 6GHz，低于6GHz的部分，这部分将是5G当前的主流应用范围。我们知道频率越低，覆盖能力越强，穿透能力越好，但目前低于 3GHz的部分，已经在之前的网络中使用，各国使用状况不同，因此，3GHz~6Hz这部分频段，即C-band频段中的3.5GHz是5G应用的主流，但同时，3GPP同时划定了其它可用的频段，以便于灵活部署。FR1频段NR支持100MHz带宽，是4G网络的5倍（见表1）。 640?wx_fmt=png FR2范围主要是高频，也就是我们通常说的毫米波，穿透能力较弱，但带宽十分充足，且没有什么干扰源，频谱干净，未来的应用也十分广泛。FR2频段（见表2）NR设计支持1GHz带宽，是4G网络的50倍，但目前的3GPP最新版本暂支持400MHz带宽。 640?wx_fmt=png
3  5G新空口C-band覆盖性能3.1 室外覆盖性能为了验证3.5GHz NR 与1.8GHz、900MHz LTE室外覆盖效果，选取汤逊湖NSA试验网区域内滨湖路进行拉远覆盖测试，测试NR在200W窄波束（本文窄波束均配置为4+3窄波束）、200W宽波束下的覆盖情况。其中，NR下行中心载频3450MHz，带宽100MHz，发射天线配置为64T64R，终端支持2T4R；LTE配置RS功率15.2dBm，p-a取值为-3dB，p-b的取值为1，下行中心载频分别为1832.5MHz和957.5MHz，带宽5MHz，终端支持1T2R。3.1.1  5G NR与LTE连续覆盖对比在室外单站覆盖条件下，3.5GHz NR与1.8GHz、900MHz LTE在NR分别配置为窄波束和宽波束下的覆盖情况如图1所示。 640?wx_fmt=png 从图1可以看出，得益于波束赋形和MIMO等天线技术的应用，5G NR窄波束的覆盖均明显优于宽波束。在视距范围内，3.5GHz NR的覆盖效果优于1.8GHz LTE（1.5km左右开始持平），与900MHz LTE大致持平。覆盖效果可以总结为：900MLTE = NR窄波束 > 1.8GLTE >> NR宽波束（视距范围内）3.1.2  5G NR与LTE定点覆盖对比在室外单站覆盖条件下，选取定点进行测试，比较5G NR窄波束在不同锚点站下近点（200米）、中点（1000米）、远点（1800米）的信号覆盖情况。在锚点站为1.8GHz LTE和900MHz LTE条件下，5G NR侧和LTE侧的信号情况如表3所示。 640?wx_fmt=png 从表3可以看出，5G NR小区在近中点处覆盖效果优于1.8GHz LTE，与900MHz LTE大致持平，在远点处覆盖开始弱于LTE。因此，从计算结果看，为了保障5G室外连续覆盖，在网络规划初期，在LTE站点较为密集的城区内，建议5G NR和1.8GHz LTE按照1:3配比建网，后期按需逐步加密；在LTE站点较为稀疏的郊区，建议5G NR与1.8GHz LTE或900M LTE按照1:1配比加站。3.1.3  5G NR空口吞吐量性能研究在室外条件下，通过拉远测试，分析不同RSRP、SINR、拉远距离下5G中NR空口吞吐量性能，以探究5G边缘速率对终端接收信号的需求（5G NR边缘速率定义为下行100Mbps、上行10Mbps）。测试结果如图2~图4所示。 640?wx_fmt=png 640?wx_fmt=png 640?wx_fmt=png 通过对测试数据处理分析：a)从图2可以看出，当5G NR要满足下行边缘速率为100Mbps时，NR_RSRP要不低于-110dBm，同理，要满足上行边缘速率超过10Mbps时，NR_RSRP要超过-106dBm。因此， 5G终端接收电平在-106dBm左右才能满足下行100Mbps、上行10Mbps的边缘速率要求。b)从图3可以看出，下行PDCP吞吐量随NR_SINR的增加而增加，且当NR_SINR≥6dB时5G NR才满足下行边缘速率要求。c)从图4可以看出，NR拉远距离在2.7km以内满足边缘速率对RSRP的要求，拉远距离在2.4km以内满足边缘速率对SINR的要求。综上所述，NR覆盖距离在2.4km以内NR满足RSRP≥-106dBm，SINR≥6dB的边缘速率质量要求。3.2  室内深度覆盖性能为了验证3.5GHz NR 与1.8GHz LTE、900MHz LTE室外宏站覆盖室内效果，选取汤逊湖NSA试验网区域内腾睿大厦，选择低层（3层）、中层（7层）、高层（12层）3种场景分别进行室内遍历测试。测试NR在200W窄波束、宽波束下的覆盖情况。其中，NR下行中心载频3450MHz，带宽100MHz，发射天线配置为64T64R，终端支持2T4R；LTE配置RS功率15.2dBm，p-a取值为-3dB，p-b的取值为1，下行中心载频分别为1832.5MHz和957.5MHz，带宽5MHz，终端支持1T2R。3.2.1   5G NR宽窄波束对各楼层的覆盖情况宽窄波束在大厦不同楼层的覆盖情况如图5所示。从图5可以看出，在楼宇覆盖中，窄波束对中、低层覆盖相当，对高层覆盖稍弱于中、低层；宽波束对中、低层覆盖相当，但对高层覆盖明显弱于中、低层。 640?wx_fmt=png

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图6  宽窄波束对相同楼层的覆盖情况3.2.2   5G NR与LTE深度覆盖对比5G NR与1.8GHz LTE和900MHz LTE对不同楼层深度覆盖和穿墙损耗情况如图7所示。从图7可以看出，LTE在高、中、低层的深度覆盖情况均优于5G NR。随着楼层加高，LTE信号衰减开始加重，得益于波束赋形的增益，NR在高层的信号衰减较为平缓。 640?wx_fmt=png

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图7  5G NR与1.8GHz LTE和900MHz LTE对不同楼层深度覆盖和穿墙损耗情况从测试结果看，5G NR室内外平均损耗比LTE大10dB左右。因此，浅层深度覆盖，建议宏站覆盖室内为主，针对高层深度覆盖，建议部署室内分布来提升覆盖效果。
4  总结综上所述，在室外覆盖场景，由于波束赋形技术带来的信号增益，在1.5km内，5G NR窄波束的覆盖效果优于1.8GHz LTE。同时，为了满足下行速率100Mbps、上行10Mbps的边缘速率要求，5G NR信号电平需满足RSRP≥-106dBm，SINR≥6dB。在室内深度覆盖场景，由于3.5GHz的频段相较于LTE偏高，5G NR在穿墙损耗上要比LTE平均大10dB左右。因此，在未来的5G网络规划部署工作中，建议如下。a)在室外覆盖场景，为了保障5G连续覆盖，在网络规划初期，在LTE站点较为密集的城区内，建议5G NR和1.8GHz LTE按照1:3配比建网，后期按需逐步加密；在LTE站点较为稀疏的郊区，建议5G NR与1.8GHz LTE或900M LTE按照1:1配比加站。b)在室内深度覆盖场景，对于浅层深度覆盖，建议部署宏站覆盖室内为主，针对高层深度覆盖，建议部署室内分布来提升覆盖效果。


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时间:  2020-5-14 13:49
作者: 阿斗通

大联通威武霸气
时间:  2020-5-14 22:50
作者: 东方既白

为了满足下行速率100Mbps、上行10Mbps的边缘速率要求，5G NR信号电平需满足RSRP≥-106dBm，SINR≥6dB。
时间:  2020-5-15 23:07
作者: ganvid2008

学习了  谢谢分享
时间:  2020-5-15 23:11
作者: 枫叶荻花秋瑟瑟

是因为3.5G使用了大规模MIMO吗
时间:  2020-5-17 16:16
作者: cheneachother

学习了，谢谢！



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