一、创新成果引入背景

随着通信网络的不断发展，5G规模部署，网络中支持3D设备愈来愈多，Massive MIMO能够提升小区容量的特性，致使3D小区用户吸收较多，但网络中存在用户分布与天馈主瓣方向不匹配的场景，会导致大量流量受到压抑，如何充分发挥其产品优势，深挖潜力将是一个重要研究的课题。3D-MIMO权值优化，升覆盖，强感知.doc

郑分结合实际情况引入WZYD基于权值工具Omstar，通过采集MR、话统数据，结合工参及配置数据深入分析，计算最优权值建议，使波束方向对准价值用户分布，吸收潜在用户，提升3D-MIMO 小区话务吸收，升覆盖，强感知，充分发挥3D-MIMO产品特性，提升移动网络品牌价值。

二、引入详细技术内容及操作过程

1.      技术原理

3D-MIMO通过nTnR技术，将业务信道在空间劈裂为若干个固定方向的波束。采集每个波束的吞吐量及NI（干扰噪声）等数据，准确判断3D-MIMO小区下话务热点区域所在位置，通过调整天线物理方位角及天线权值文件，使得3D-MIMO中心波束集中覆盖话务热点区域，提升3D-MIMO站点话务吸收能力及覆盖能力，提高无线网络效率。

3D MIMO的权值优化包含方位角、水平波瓣宽度、垂直波瓣宽度、下倾角，通过优化可提升3D MIMO小区的话务量、增强话务热点区域覆盖、提升小区容量，均衡3D MIMO小区与周边小区的负荷和用户感知。建议分如下两个阶段进行优化：

阶段1：调整3D MIMO小区方位角，使小区主瓣对准话务热点区域。

阶段2：调整3D MIMO小区广播权值（水平波瓣宽度、垂直波瓣宽度、下倾角），使小区吸纳区域更多话务量，均衡区域站点间小区负荷和用户感知速率

1.1.   天线方位角打偏识别

一般来说，天线广播波束水平面法线方向的覆盖要明显好于非法线方向（约3~30dB）。当小区中容量热点位于非法线方向时（俗称“打偏”），热点区域用户感知相对较差，并因较低阶的调制方式和较高的误码率造成无线资源利用率抬升，从而导致小区整体用户体验下降，流量受到压抑。

3D-MIMO“打偏”问题

传统基站对方位角“打偏”问题没有简单有效的判断方法，而3D-MIMO站点将业务信道在空间劈裂为若干个固定方向的波束，通过采集每个波束的吞吐量及NI（干扰噪声）等数据，即可准确判断3D-MIMO小区下话务热点区域所在位置，通过调整天线物理方位角，使3D-MIMO中心波束对准话务热点区域，可有效改善热点区域用户感知，提升3D-MIMO小区整体吞吐量。

根据用户集中方向调整方位角

1.2.   3D-MIMO天线权值优化

3D-MIMO具备13组典型广播权值，每组权值下最大可提供31种电下倾角可调，共有283（9*31+4=283）种组合。根据不同的需要匹配合理的权值，可以加深覆盖、提升流量或均衡话务的效果。

n  广覆盖场景，可选择水平宽波束、垂直窄波束的权值进行覆盖

n  高层覆盖场景，根据楼宇宽度、高度，可选择垂直波束宽、水平宽度适中的权值覆盖

2.      实施方案

3D MIMO权值优化需要采集配置、工参、MR、话统数据，利用权值工具Omstar分析在小区覆盖不下降情况下，选择3D MIMO小区吞吐量最大的一组广播权值作为最优建议。

第1步，数据采集，创建话务分布地图：采集3D-MIMO和周边8T8R站点连续3天六忙时的MR数据；3D-MIMO设备支持波束级的用户吞吐量测量及NI（干扰噪声）测量，通过判断各波束的用户数量，可计算出3D-MIMO小区当前用户分布，以及周边8T8R小区用户数分布；

 根据MR数据，统计各波束的业务时长，输出3D-MIMO小区的业务分布。

2 统计不同波束的NI值，通过MR邻区关系，估算邻区用户的业务量分布，估算潜在3D-MIMO用户。

第2步，遍历寻优：遍历每组3D-MIMO权值和下倾角组合，计算权值和下倾角发生变化后，3D-MIMO和8T小区覆盖变化的程度，从而算出3D-MIMO小区带来的“潜在用户”和“丢失用户”。根据“潜在用户”和“丢失用户”结果，估算出每组权值和下倾角组合带来的吞吐量增益。

第3步，结合覆盖输出建议：根据“潜在用户”和“丢失用户”结果，估算出每组权值和下倾角组合带来的吞吐量增益。再进一步结合区域覆盖变化的情况，确定最终方位角和权值优化的建议值。

三、创新方案引入效果及总结建议

采集权值优化区域的现网工参、配置、话统和MR数据，导入工具进行权值寻优分析，自动输出各3D MIMO小区的权值优化建议，涉及需要调整权值的共8个物理站址，13个扇区；预估权值优化后区域MR覆盖率和重叠覆盖率无下降，业务量将有较大提升，用户感知会有明显改善。

n   权值调整建议列表

备注1：H65_V8_Tilt6，表示权值的水平3dB宽度 65度，垂直3dB宽度8度，下倾角6度。

备注2：RSRP覆盖定义：RSRP>-110采样点比例。

备注3：重叠覆盖定义：邻区电平> -110dB，且与主服务小区差值6dB邻区的数量在3以内的比例。

1.      推广效果

Ø  覆盖提升，改善网络质量

连片区域实施权值调整建议前后弱覆盖区域栅格对比，重叠覆盖率改善0.34PP；调整后弱覆盖区域改善明显，整体MR覆盖率提升4.21PP；RSRP大于等于-90dBm的采样点占比改善2.36PP。

Ø  释放压抑流量，实现经济增收

连片区域实施权值调整建议后，该区域整体日均流量提升0.67TB，流量增幅5.26PP；3DMIMO站点流量增幅11.35PP，周边8T8R宏站流量有较小降幅，整体压抑流量得到释放。

依据黄科大连片区域15个物理站点统计日均增幅流量0.67TB来算，每物理站址日均流量增幅45.74GB；考虑到高校场景均为业务高发区域，最终将实现3DMIMO连片部署，天线权值优化建议在高校场景优先推广，预计每年可实现经济增收：5*365*13081.26=0.23亿元，效益明显。

（注释：郑州高校场景112个，物理站点共286个，以黄科大单个物理站点日均流量增幅为参考，郑州高校场景日均预计流量增幅13081.26GB）

Ø  感知增强，增强网络竞争力，提升企业品牌价值

区域实施权值调整建议后，3D MIMO及区域整体的无线接通率、掉线率、切换成功率保持平稳。

连片区域整体下行体验速率提升2.4倍，下行最忙时速率达到10M以上，大大提升了用户感知，提升企业品牌价值。

2.      总结建议

3D MIMO站点的广播权值调整，可按照小区话务空间和时间维度分布特征进行精细化优化：

Ø  空间分布分析

统计黄科大高校31个扇区空间维度的用户分布情况如下，扇区水平主旁瓣话务占比方差在1%~25%波动。

（注释：扇区主旁瓣业务占比方差大于10%的扇区为业务集中分布，方差小于10%的为业务均匀分布，10%为优化经验推荐值）

a)         用户分布集中站点，优先进行权值优化，增加小区话务、增强话务集中区域的覆盖。

b)        用户分布均匀站点，重点进行配对性能提升优化，提升小区的容量性能。

Ø  时间分布分析

对高校区域3D MIMO小区分时段进行用户分布统计，黄科大南校区的佛岗村-3DMIMO-D8小区覆盖学校宿舍区域，话务分布在水平主旁瓣上，白天（8~19时）和晚上（20~7时）差异较大，同时一周内各时段的话务分布差异较小，具有一定的明显规律，可在白天（8~19）配置H65V8 title3，晚上（20~7） 配置H45V8 title5，分时段精细优化。

备注1: 水平维主瓣为-30~30度范围；水平维旁瓣为-60~-30度，30~60度范围

备注2: 垂直维近点为垂直维-13~5度范围；垂直维远点为垂直维5~23度范围