作者： 陳致樑 廣州移動無線通信高級工程師
王 躍 中興通訊RAN產(chǎn)品MKT及方案高級工程師
2020年，中國5G網(wǎng)絡建設步入‘快進模式’。大規(guī)模的室內(nèi)外網(wǎng)絡建設和應用，在帶來新客戶和新體驗的同時，也對更有競爭力的網(wǎng)絡性能和更精細化的組網(wǎng)方案等方面提出了更高要求。
在4G現(xiàn)網(wǎng)，室內(nèi)外更多是異頻組網(wǎng)，室內(nèi)外干擾問題并不突出。進入5G階段，由于在5G建網(wǎng)初期，僅有100M帶寬可用于NR，如果要同時用于室外和室內(nèi)建網(wǎng)，只能室內(nèi)外同頻組網(wǎng)，不可避免會引入同頻干擾，包括室內(nèi)外公共控制信道上的干擾，以及業(yè)務信道的干擾，都會綜合作用導致網(wǎng)絡覆蓋性能和用戶業(yè)務體驗的下降。因此，5G室內(nèi)外同頻干擾與宏微協(xié)同組網(wǎng)成為了亟需研究和驗證的課題，也是電信運營商和設備供應商需要共同面對的一個痛點問題。
多維度 新嘗試
針對5G室內(nèi)外同頻協(xié)同組網(wǎng)這個課題，廣州移動和中興通訊展開深度合作，從多個角度探索干擾形成機制和應對手段，最終從網(wǎng)絡規(guī)劃設計評估角度、干擾被動規(guī)避角度、干擾主動互相協(xié)同角度展開外場實踐，以實現(xiàn)室內(nèi)外同頻組網(wǎng)下降低室內(nèi)干擾、改善室內(nèi)覆蓋、提升室內(nèi)性能的目的。
首先，研究隔離度作為網(wǎng)絡規(guī)劃設計的參考，即研究室內(nèi)外小區(qū)不同信號隔離度下對業(yè)務性能的影響作為同頻組網(wǎng)的指導。范圍包括室內(nèi)邊緣RSRP信號高于室外：-3dB、0dB、3dB、5dB、10dB、15dB不同門限場景下的室分UE定點性能對比，可為室內(nèi)覆蓋信號設計和室內(nèi)覆蓋優(yōu)化要求提供參考，同時有助于輸出典型場景下外場參數(shù)配置指導建議。
其次，在干擾被動規(guī)避角度，受擾側(cè)采用波束管理配置來規(guī)避公共控制信道對業(yè)務信道上的干擾，包括廣播信道SSB、測量信道CSI-RS管理配置。舉例來說，目前運營商已經(jīng)普遍接受和采納Massive MIMO宏站小區(qū)使用7/8水平多波束掃描廣播方案，但是現(xiàn)有的室內(nèi)分布系統(tǒng)無論是QCell新型數(shù)字智能室分還是傳統(tǒng)DAS室分系統(tǒng)，都是單波束發(fā)送的方案，宏微SSB波束的不對齊勢必會帶來干擾。因此，我們將QCell微小區(qū)通過配置廣播8波束來對齊宏微廣播消息，即將微站的廣播波束配置（包括SSB波束個數(shù)及偏移等）與宏站完全對齊，從而減少宏微小區(qū)SSB之間干擾，降低宏小區(qū)多波束對室分小區(qū)業(yè)務的干擾。
最后，從干擾協(xié)同角度出發(fā)，鄰區(qū)間業(yè)務信道PRB隨機化也被證明是業(yè)務信道抗干擾的有效手段。PRB隨機化基本原理是根據(jù)不同的小區(qū)劃分不同的RB分配起始位置，每個小區(qū)根據(jù)當前時刻的小區(qū)類型，選擇一種固定的RB分配起始順序。當小區(qū)RB占用率不高時候，不同類型的小區(qū)間頻域資源能夠錯開，從而達到降低干擾、提升吞吐量的目的。另外，室內(nèi)外進行多波束動態(tài)協(xié)同，也是一種主動緩解干擾的有效手段。
優(yōu)體驗 可實施
基于上述指導，廣州移動和中興通訊廣州的在番禺和琶洲外場的反復驗證，取得了有效例證。
從室內(nèi)不同隔離度下性能評估測試結(jié)果來看，在室內(nèi)外最差隔離度條件下，室內(nèi)小區(qū)（測試點為室內(nèi)靠近室外的區(qū)域）廣播信道信噪比在-3dB的時候，鄰區(qū)滿載時下行速率可達到228Mbps，上行速率可達到34Mbps，能滿足用戶業(yè)務正常使用
從5G室內(nèi)外公共信道測試結(jié)果來看，采用波束協(xié)同配置后，定點測試中的室內(nèi)多波束相較于室內(nèi)單波束，覆蓋強度有6dB左右增益，下載速率中點和差點均提升11%；拉網(wǎng)測試中，室內(nèi)多波束相較于室內(nèi)單波束，覆蓋強度有3dB左右增益，下行速率提升4-5%。
從業(yè)務信道干擾規(guī)避方案測試結(jié)果來看，鄰區(qū)部分加擾時，測試小區(qū)上行頻譜效率在近點、中點、遠點分別提高了6.7%、8.86%、10.81%，下行頻譜效率在近點、中點、遠點分別提高了8.81%、11.4%、13.84%。。
總之，在無需新增投資的情況下，該方案通過多種組合手段，該方案可以解決5G現(xiàn)網(wǎng)中低負荷時的室內(nèi)外同頻干擾影響，有效提升室內(nèi)外交界區(qū)域終端用戶約10%的性能增益。
低成本、易推廣
除了顯著降低室外宏站對室分覆蓋和業(yè)務上的干擾，提升室內(nèi)用戶性能體驗外，該室內(nèi)外協(xié)同方案還具備低成本、易推廣的特點。
一方面，該方案不帶來新增投資，不需要額外的工程投入，只需要在規(guī)劃階段進行精細化網(wǎng)絡規(guī)劃，在設備開通后進行相應的參數(shù)優(yōu)化。另一方面，該方案現(xiàn)網(wǎng)可直接采用，適用于所有宏站和微站覆蓋交疊的場景，尤其在5G現(xiàn)網(wǎng)中低負荷時的室內(nèi)外同頻干擾嚴重的場景中能發(fā)揮顯著作用，具備廣泛的適應性，對5G規(guī)模商用、技術(shù)創(chuàng)新、行業(yè)應用探索以及整個行業(yè)發(fā)展具有積極意義。
2020年，廣州移動攜手中興通訊和廣州多個合作伙伴共同啟動了‘5G領航城市’建設， 5G領航城市旨在通過5G新基建提供更好的用戶體驗，以及使能千行百業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，全力將廣州打造成為網(wǎng)絡、應用、生態(tài)全面領先的“5G領航城市”。5G室內(nèi)外協(xié)同組網(wǎng)方案是繼新型5G DAS多通道聯(lián)合收發(fā)和新型1+X垂直覆蓋方案后的又一聯(lián)合創(chuàng)新成果，也是廣州’5G領航城市’旗幟下的又一碩果。面向未來，雙方將在領航城市的共同目標下，開展5G規(guī)模商用、技術(shù)創(chuàng)新、行業(yè)應用探索，最終打造全國乃至全球的5G標桿。
