5G优化案例：基于波束“隔离度”精确选点提升5G峰值速率研究

基于波束“隔离度”精确选点提升5G
峰值速率研究
XX分公司
目录
一、问题描述 (3)
二、分析过程 (3)
2.1测试目标 (3)
2.2测试准备 (3)
2.3测试点位置选择 (7)
三、验证结果 (12)
3.1MAC 层灌包 (12)
3.2性能监控 (13)
四、经验总结 (14)
基于波束“隔离度”精确选点提升 5G 峰值速率研究
XX
【摘要】5G SA 即将全面商用，5G 峰值速率对5G 体验和口碑非常重要，本文通过重点描述如何使用“隔离度”精确选点，提升5G 峰值速率。

利用5G Massive MIMO 的特性，通过隔离波束产生最大流数，从而获得5G 峰值速率。

经过半个月的前端测试磨砺，特将这段时间测试5G 峰值速率的方法进行了总结。

【关键字】小区峰值、测试方法
【业务类别】优化方法、参数优化
一、问题描述
XXSA 网络主城区已连续覆盖，工程优化过程中，单站验证标准 PDCP 层下行吞吐量：≥1000Mbps、PDCP 层上行吞吐量≥120Mbps，均为持续时长≥1分钟均值，目前在测试过程中，找峰值测试点花费时间比较长，且有些小区峰值速率找点比较困难。

二、分析过程
2.1测试目标
5G 专用测试服务器未搭建完成，客户同意采用MAC 层灌包来测试小区峰值，目标速率1.4Gbps+：
2.2测试准备
2.2.1测试站无线环境选择
峰值测试要求各个UE 需要满足LOS（视距）的要求，一旦有阻挡，5G 的信号衰减会比较严重。

所以一般选择广场、停车场、公园等地方进行测试。

Globe 测试选择在步行街的广场进行。

2.2.2终端测试工具
本次测试采用两台Mate20X （装PHU）+ 6 台CPE Pro（连Probe）进行测试。

CPE Pro 是Globe 商用的终端，比较容易获取。

Mate20X 使用方便，性能更好，但是获取不到。

所以前期的找点都是用Mate20X 来完成，CPE Pro 到最后多用户同时测试时才用。

2.2.3网元版本
2.2.4人员安排
2.2.5参数优化
以下是基于SPC160 版本的MU-MIMO 参数优化脚本。

建议执行前先看下版本，找研发拿最新的参数建议，特别是保留参数部分。

MOD NRDUCELLRSVD: NrDuCellId=1, RsvdParam143=0; Long PUCCH Structure
MOD NRDUCELLPUCCH: NrDuCellId=x, Format3RbNum=RB16; Fix SRS Weight - Suggest
MOD NRDUCELLALGOSWITCH: NrDuCellId=x, AdaptiveEdgeExpEnhSwitch=DL_PMI_SRS_ADAPT_SW-0; close SRS/PMI adaptive
MOD NRDUCELLPDSCH: NrDuCellId=x, FixedWeightType=SRS_WEIGHT; Fix SRS Weight- 天选终端
MOD NRDUCELLRSVD: NrDuCellId=x, RsvdParam161=1; Fix SRS
Weight- 非天
选终端
2.3测试点位置选择
2.3.1理论选点
基于“多用户外场摆点初始位置计算”最新工具计算出各个波束的位置，然后在Google earth 上标出波束的实际位置。

1、在工具中输入站点高度和机械下倾角，工具会自动算出每层波束在法线（方位角）上离站点的距离
site parameter input：
site height 25 m
TUE ant height 0m
down tilt angle 14 degree
Pre-Set down tilt angle 0degree
1、calculate vertical beam distance to G point：
beam angle （outer is plus）HM,HX,HY,HZ
GM,GX,GY,
GZ,GZ'
11.2 511.77 511.16215 GZ 3.7 139.82 137.56611 GY -3.7 82.23 78.335353 GX
-11.2 58.72 53.127704 GM
-18.9 46.03 38.644116 GZ'
2、工具同时会给出各层波束离法线的水平距离以及各个波束的编号
2、PT calculate：horizontal beam distance to normal
D C B A A' B' C' D'
GM,GX,GY,
60.60 38.60 22.00 7.10 7.10 22.00 38.60 60.60
GZ,GZ'
Z 511.2 890.95 400.76 202.83 62.53 62.53 202.83 400.76 890.95 4排
Y 137.6 247.62 111.38 56.37 17.38 17.38 56.37 111.38 247.62 3排
X 78.3 145.63 65.50 33.15 10.22 10.22 33.15 65.50 145.63 2排
M 53.1 102.22 45.98 23.27 7.17 7.17 23.27 45.98 102.22 1排
Z' 38.6 77.28 34.76 17.59 5.42 5.42 17.59 34.76 77.28 NA（4排波束的旁瓣）波束编号表法线
水平角度
60.60 38.60 22.00 7.20 -7.20 -22.00 -38.60 -60.60
垂直角度
11.00 31 30 29 28 27 26 25 24 4排
4.00 23 22 21 20 19 18 17 16 3排
-4.00 15 14 13 12 11 10 9 8 2排
-11.00 7 6 5 4 3 2 1 0 1排
-18.00 31 30 29 28 27 26 25 24 NA（4排波束的旁瓣）
3、特别注意，在Google earth 上画点时不能画圆，而是在法线（方位角）的方向上基于各个波束层离基站的距离（GM,GX,GY,GZ,GZ'）画水平线（XA2,XA2’）。

（图中圆圈和黄色的弦线可以忽略，只是用来辅助画垂直的法线和水平的波束线）
4、FMA 上也有计算小区峰值摆点的工具，工具设计会输出各个波束的实际经纬度（目前仍有问题，已推动工具开发解决）。

后期可采用该工具来得出各个波束的经纬度，再画在Google earth 上。

Horizontal
vertical 11.0060.6038.60 22.00 7.20 -7.20 -22.00 -38.60 -60.60 3130292827262524
4.00 -4.0023
15
22
14
21
13
20
12
19
11
18
10
17
9
16
8
-11.00 -18.007
31
6
30
5
29
4
28
3
27
2
26
1
25
24
2.3.2精确选点
打印波束的Google Earth 地图，按图中实际位置找点。

GPS 不能达到米级的准确度，稍微漂一下信号就差很远，找点时不要依靠手机GPS。

流程如下：
测试工程师用Mate20X 装PHU 做FTP 下载，后台工程师开启Cell DT 跟踪，勾选L2，布控537/776/747 ，只需跟踪1 分钟。

用FMA 的My LDT 解析log ，再把解析结果导入“mustat_v1.0”工具，得到下图所示的隔离度信息。

从图中可以看出，最好的RSRP 是Beam 2，第二好的是Beam 1，Beam 2 和Beam 1 的隔离度是9.78，还需要把手机往左（远离Beam 1）移一下，直到隔离度大于10。

从CDT 跟踪到出隔离度结果大约5 分钟。

（上图中的Beam RSRP 是基站接收的UE 发射的SRS RSRP，不是CSI RSRP，CSI RSRP 只有在UE 上测量）
最强Beam 2 与第二强Beam 1 的隔离度小于10 就把UE 往左移；
最强Beam 2 与第二强Beam 3 的隔离度小于10 就把UE 往右移；
最强Beam 2 与第二强Beam 10 的隔离度小于10 就把UE 往下移；
最强Beam 2 与第二强Beam 26 的隔离度小于10 就把UE 往上移。

按最新工具得出的点位较准确，我们在第一层每个点微调1-2 次就可以找到隔离度大于10 的点了。

第二层波束离基站有80 米，广场中间有树，而且是有台阶的。

导致第二层波束很难找到隔离度大于10 的点。

咨询研发和GTAC，他们都不建议用最内层的波束GZ’（第4 层波束的旁瓣），没有局点这么摆过。

按照选点的原则，只要隔离度大，不管主瓣还是旁瓣，相关性就低，越能配对成功。

我们开始尝试测试旁瓣Beam 27，结果Beam 27 的隔离度达到12。

所以我们继续在GZ’这层找点，最后确定了8 个点和2 个候选点。

隔离度越大越好，标准选择10 是因为测试中发现，单个UE 在Rank2 的情况下可以上500mbps，MCS 可以达到24，周边波束对当前占用波束的干扰很小。

点好不好以隔离度为准，只要隔离度大于10 不管是主瓣和旁瓣都可以选点。

最好选择第一层和最内层的旁瓣，这样各个点离得近，测试也方便。

三、验证结果
3.1MAC 层灌包
NR 侧基站BTS5900 V100R015C10SPC150 及以后版本，增加了MAC 层Padding 空口灌包功能，可以用来辅助一线快速找到好的空口能力点。

进行MAC 层灌包时，需要终端和基站ping 相同字节，才能让基站知道往哪个终端灌包。

在对CPE Pro 灌包前，把CPE Pro 先接入网，然后开启WIFI 共享，Mate20X 接入该WIFI 后使用PHU 或者其他APP 做ping，由于终端和基站需要ping 相同的字节，建议CPE Pro 在哪个波束，就ping 1000+波束ID，比如在beam 4 就ping 1004 字节。

前台测试手机开始Ping 通后，后台网管用DSP GNBUEBASICINFO 命令查询测试手机TRACE_ID（用户跟踪标识）或本次接入的RANDOM_VALUE（随机值）。

MAC 层灌包测试命令：STR GNBMACPADDINGTEST;
MAC 层灌包停止命令：STP GNBMACPADDINGTEST;
观测方式：
后台通过LMT 上小区性能监控->吞吐率监控，观测MAC 层吞吐率。

前台通过Probe 日志观测，
3.2性能监控
通过U2020 的trace 跟踪小区速率和“Downlink Multi-User MIMO Monitoring”监控小区的速率和配对情况。

小区速率：稳定在1.40Gbps 以上，峰值可以达到1.49Gbps。

多用户MIMO 跟踪：15.95 流配对成功，调度158 个PRB 。

多用户MIMO 跟踪：15.95 流配对成功，调度158 个PRB。

测试过程中还可以做一下CDT，看各个Beam 的隔离度，对于差的波束进行微调。

四、经验总结
小区峰值测试是5G 建设初期技术难度最大的是产品能力的展示。

因为多用户配对是Massive MIMO 的宣传关键技术之一，多数客户都想体验5G 峰值的速率。

本次自己摸索，
总结出“隔离度”找点的测试方法，把小区峰值测试的技术难度拉低，最大能测出了1.49Gbps 的峰值速率。