5GNR

Sunshine0911

SSB配置为1/8波束覆盖性能差异

【问题背景】 
与4G仅支持单广播波束相比，5G可支持SSB广播多波束扫描，增强广播信道覆盖。SSB配置为1/8波束时的覆盖等性能差异，需要进一步评估。
【问题分析】 
在外场测试过程中，在基站覆盖的法线方向上，NSA室外基站覆盖室内场景下，实测覆盖能力：SSB 8波束>RACH> SSB 1波束> USCH。如下图，基站位于图中右侧方向，SSB 8波束覆盖最远点为左边星点位置，SSB宽波束覆盖最远点为右边星点位置。PRACH（Format0格式）覆盖最远点位于左右两个星点位置中间。测试过程中，相同物理点位SSB 8波束RSRP比宽波束高6~7dB，SINR高6~7dB，但是速率接近。在SSB宽波束覆盖最远点位置，上行业务信道无速率，说明PUSCH覆盖先于SSB宽波束覆盖受限。具体过程如下： 
当配置为8波束时，在8波束覆盖最远点，终端接收到MIB消息，但接入受限，具体表现是：终端发送MSG1后，接收MSG2超时，基站侧显示未收到MSG1，导致接入失败。8波束时，用户最远可以接入的位置为 8波束覆盖最远点和1波束覆盖最远点间的中间位置。 
当配置为1波束时，在八波束极限接入的位置上无法搜索到小区，靠近基站方向走半米后，可接收到SSB，在SSB宽波束覆盖的最远点（图中右边星位置），用户可接入成功，说明宽波束SSB先于PRACH受限。 
在宽波束/8波束接入极限点接入后，均无法顺利进行上载业务，掉话原因是测试业务 6 采用AM模式且NSA终端上行发射功率受限(20dBm)。说明PUSCH信道覆盖小于SSB宽波束。


【效果评估】 
在基站法线覆盖方向上，对于NSA模式，覆盖能力的大小关系如下：SSB 8波束>RACH> SSB 1波束> USCH 。当采用SSB水平8波束波束，可以增强SSB覆盖，信号强度增强6-8dB；8波束可增强因SSB覆盖受限而限制的PRACH信道的覆盖，但上行PUSCH覆盖，无法通过SSB增强而提升。 
在基站非法线覆盖方向上，如下图所示，上行信道（比如PUSCH或PRACH信道）的天线增益在非法线方向远大于下行SSB，考虑到上下行发射功率和各信道解调门限的差异，非法线方向上行信道和下行SSB覆盖大小关系，相比法线方向可能会有变化。


【建议】 
SSB水平8波束部署时，与1波束相比，优点是：可增强SSB的覆盖，非法线方向深度覆盖场景的接入性能也可能得到增强。缺点是：SSB仅增强广播信号的覆盖，对对业务速率无直接影响，配置为8波束，可能会出现手机信号显示较高但无法进行业务的问题。另外，目前SSB 8波束的波束切换等波束管理等功能，部分系统和芯片厂家的配合上仍有待进一步优化，正在加紧推动中。建议对于通用地面覆盖，以水平8波束为主；对于高楼场景，建议灵活采用多层垂直广播波束进行深度覆盖。