5G室内外同频协同组网研究和验证

        2020年，中国5G网络建设步入“快进模式”。大规模的室内外网络建设和应用，对网络性能和组网方案提出了更高要求。4G时室内外更多是异频组网，室内外干扰问题并不突出。进入5G阶段，在建网初期，仅有100MHz带宽可用于NR，如果要同时用于室外和室内，只能室内外同频组网，不可避免会引入同频干扰，包括室内外公共控制信道上的干扰，以及业务信道的干扰，都会导致网络覆盖性能和用户业务体验的下降。因此，5G室内外同频干扰与宏微协同组网成为运营商和设备商需要共同面对的一个痛点问题。

多维度探索降干扰手段

        针对5G室内外同频协同组网课题，广州移动和中兴通讯展开深度合作，从多个角度探索干扰形成机制和应对手段，最终从网络规划设计评估角度、干扰被动规避角度、室内外协同组网角度展开外场实践，从而在室内外同频组网情况下降低室内干扰、改善室内覆盖、提升室内性能。

        首先，研究室内外小区不同信号隔离度对业务性能的影响，作为同频组网的指导。研究不同门限场景下的室分UE定点性能对比，范围包括室内边缘RSRP信号高于室外-3dB、0dB、3dB、5dB、10dB、15dB，为室内覆盖信号设计和室内覆盖优化要求提供参考，同时有助于输出典型场景下外场参数配置指导建议。

        其次，从干扰被动规避角度，受扰侧采用波束管理配置来规避公共控制信道对业务信道的干扰，包括广播信道SSB、测量信道CSI-RS管理配置。举例来说，目前运营商已经普遍接受和采纳Massive MIMO宏站小区使用7/8水平多波束扫描广播方案，但现有的室内分布系统无论是QCell新型数字智能室分还是传统DAS室分系统，都是单波束发送方案，宏微SSB波束的不对齐势必带来干扰（见图1）。因此，我们将QCell微小区通过配置广播8波束来对齐宏微广播消息，即将微站的广播波束配置（包括SSB波束个数及偏移等）与宏站完全对齐，从而减少宏微小区SSB之间的干扰，降低宏小区多波束对室分小区业务的干扰（见图2）。

          图1  QCell微小区与宏小区SSB未对齐

         图2   QCell微小区与宏小区SSB完全对齐

        最后，邻区间业务信道PRB随机化也被证明是业务信道抗干扰的有效手段。PRB随机化基本原理是根据不同的小区划分不同的RB分配起始位置，每个小区根据当前时刻的小区类型，选择一种固定的RB分配起始顺序。当小区RB占用率不高时，不同类型的小区间频域资源能够错开，从而达到降低干扰、提升吞吐量的目的。另外，室内外进行多波束动态协同，也是一种主动缓解干扰的有效手段。

外场验证

        基于上述研究，广州移动和中兴通讯在番禺和琶洲外场反复验证，取得了有效例证。

从室内不同隔离度的性能评估测试结果来看，在室内外最差隔离度条件下，室内小区（测试点为室内靠近室外的区域）广播信道信噪比在-3dB时，邻区满载时下行速率可达228Mbps，上行速率可达到34Mbps，能满足用户业务正常使用。

        从5G室内外公共信道测试结果来看，采用波束协同配置后，定点测试中的室内多波束相较于室内单波束，覆盖强度有6dB左右增益，下载速率中点和差点均提升11%；拉网测试中，室内多波束相较于室内单波束，覆盖强度有3dB左右增益，下行速率提升4%~5%。

        从业务信道干扰规避方案测试结果来看，邻区部分加扰时，测试小区上行频谱效率在近点、中点、远点分别提高了6.7%、8.86%、10.81%，下行频谱效率在近点、中点、远点分别提高了8.81%、11.4%、13.84%。

在无需新增投资的情况下，该方案通过多种组合手段，解决5G现网中低负荷时的室内外同频干扰影响，有效提升室内外交界区域终端用户约10%的性能增益。

        宏微室内外同频协同组网方案，通过宏微SSB对齐、CSI-RS对齐、PRB随机化与干扰隔离等多种组合手段，降低室外宏站对室分覆盖和业务的干扰，显著提升了室内用户性能体验。此外，该综合室内外协同组网方案还具备低成本、可实施、易推广的特点，无需新增投资和额外的工程改造，现网可直接采用，具备广泛的适应性，对5G规模商用、技术创新、行业应用探索以及整个行业发展具有积极意义。

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