隨著5G網絡建設的推動和應用場景的豐富，5G不僅需要滿足人們對超高流量密度、超高連接數密度、超高移動性的需求，能夠為用戶提供高清視頻、虛擬現實、增強現實、雲桌面、在線遊戲等極致業務體現，實現“萬物互聯”的願景，有效地滿足工業、醫療、交通等垂直行業的信息化服務需要。

5G天線特性

SSB波束需要根據不同的場景配置不同的波束覆蓋方案。根據不同的場景有自己的覆蓋方案，在時隙配置為2.5ms雙週期並且特殊時隙配置是10:2:2的情況下，可根據實際情況來制定符合現場的覆蓋方案。

傳統天線垂直面3dB寬度很小，一般只有6-7度，無需設置較大物理下傾角，即可避免鄰區UE的上行干擾落入3dB角主瓣範圍，衰落很快。64T64R天線由於垂直面單元3dB寬度達到28度，因此需要較大的機械下傾，才能避免鄰區的NI落入3dB角主瓣接收角。

64T64R天線採用12*8*2=192個半波陣子，垂直採用3合一組成1個通道，4*2*8=64通道。

基站天線配置

基站側採用基於大規模天線陣列的Massive MIMO技術。Massive MIMO是5G NR的關鍵技術，目前常見的規劃有64T64R、32T32R、16T16R、8T8R等幾種規格。

例如64T64R的天線共計192陣子，推薦應用於密集城區、城區場景。8列×4行×2極化，每通道對應3個陣子。垂直方向單個通道的增益為11dBi，業務信道的賦形增益全部體現在解調門限中。

Massive MIMO賦形增益

Massive MIMO賦形增益目前主要體現在SINR中，賦形增益可以拆分為垂直和水平兩個維度，以64T64R為例：

水平8列×2極化，相對於普通的FDD 2T2R設備（也即水平1列×2極化），水平方向增益為：10*log(8)=9dB；

垂直4行×2極化，相對於普通的FDD 2T2R設備（也即垂直1列×2極化），垂直方向增益為：10*log(4)=6dB；

整體賦形增益為9+6=15dB，也即10*log(64/2)。

同理，32T32R產品的賦形增益為10*log(32/2)=12dB，16T16R產品的賦形增益為10*log(16/2)=9dB。

廣播天線增益

2/3/4G中，每個小區都只有一個確定的廣播波束。在5G中，引入了波束掃描（beam sweeping）的概念，小區廣播覆蓋由多個不同指向的子波束共同完成。

小區廣播預先定義N個子波束，各子波束之間通過時分的方式依次輪循發送；UE在搜索小區時，通過測量各子波束的信號強度，選擇信號最強的子波束作為自己的駐留波束。

針對不同的場景，可以配置不同的廣播權值，實現最佳覆蓋。目前商用前期，終端芯片最大支持4波束掃描，以典型水平4波束掃描為例，對應的廣播天線增益約為：

5G多場景下的天線波束權值規劃方法

波束權值規劃主要有以下5步：

1、新建5G站點；

2、對將要覆蓋的場景進行識別，明確是超高層建築場景、連片高層建築場景、高低混合層場景還是低層建築區；

3、根據4G的話務地圖來確定水平覆蓋範圍和垂直覆蓋範圍；

4、確定覆蓋範圍之後，進行權值計算，即根據具體場景來明確採用三層波束、四層波束還是單波束進行覆蓋；

5、確定了波束權值之後，進行權值匹配，確定各個參數並進行配置。

廣播權值規劃思路

廣播權值組合需要滿足一定的約束條件，一般先確定水平方位角/下傾角組合，然後在允許範圍內調整方位角及下傾角。廣播天線權值規劃原則：

（1）目前階段建議以H65/V6作為標準三扇區宏覆蓋組網，其他權值為非標準三扇區組網或補盲補熱場景應用。

（2）根據覆蓋區域面積、區域內建築物高度/形態/分佈等選擇對應的水平波瓣寬度和垂直波瓣寬度。

（3）水平90度系列權值為新型權值，4G等網絡未有應用，目前階段可用於廣場等覆蓋寬度要求較高的區域進行試點驗證。

（4）目前階段建議使用最大7波束進行5G網絡規劃。

常規宏站覆蓋

常規宏覆蓋採用水平單波束覆蓋，即採用7波束進行常規廣覆蓋。

如果覆蓋範圍是連片高層建築，建議採用3層或4層波束進行覆蓋，此時水平波瓣寬度可設置為較大值（65度）。

超高層建築

如需覆蓋超高層建築，可採用4層波束進行覆蓋，此時水平波瓣寬度可設為20度左右，垂直波瓣款度在65度左右。

高低層混合場景

5G基站可在宏覆蓋基礎上，採用專用子波束對高層區域進行補充覆蓋；單子波束的默認垂直波瓣寬度約6度，具體的組合方式，可根據建築的高度進行選取。

Ø 6+1方式

6個子波束形成宏覆蓋，1個子波束對高層立體覆蓋，基站距離建築120m時，約可覆蓋45m左右高度。

Ø 5+2方式

5個子波束形成宏覆蓋，2個子波束對高層立體覆蓋，可以覆蓋超過60-70m的建築。

廣播權值計算方法

根據實際情況，可根據如下公式進行相關參數的計算，波束四元組，包含：方位角、傾角水平波束寬度和垂直波束寬度。

（1）水平波瓣寬度

水平覆蓋需求：底層子波束作為基礎覆蓋層，通常建議採用65度常規寬度；高層子波束寬度：根據高層建築的分佈和高度來評估。

建議：區域內與最高建築高度相差較小（比如高度差值20%）的建築，佔整個目標區域寬度的玻璃，越大則水平波束寬度越大。

（2）垂直波瓣寬度

最高垂直覆蓋需求：以區域內需要宏覆蓋的最高建築為準；垂直波束層數規劃：單波束垂直波瓣寬度為6度左右，計算垂直所需的波束層數N。

（3）波束俯仰角

確定個波束的垂直覆蓋範圍，分別計算各子波束的傾角；示例：兩波束時使兩個波束的垂直半功率角上沿和下沿分別對準樓宇的頂層和低層減少信號洩露對周邊的影響；

典型場景權值匹配

典型場景權值匹配下表，其中並未給出各層波束的下傾角，這需要根據站高及實際的環境因素進行評估與計算。

根據不同樓高，不同覆蓋範圍給出下表所示通用場景的波束權值規劃，各層波束下傾角需根據實際情況進行評估與計算。

總結

5G採用了波束輪發，分別對水平和垂直方向進行掃描，同時天線增益和發射功率較大，可以保證垂直和水平兩個方向的覆蓋，現場可根據實際情況採用不同的天線權值方案進行覆蓋，不同場景採用不同天線權值；

（1）在宏覆蓋場景下建議使用水平單層波束覆蓋方案：7波束進行單層覆蓋；

（2）在低層樓宇場景下建議使用雙層的覆蓋方案，可使用4+3，7波束等方案；

（3）在高低層樓宇場景下建議使用雙層或三層的覆蓋方案，可使用5+2，6+1，5+1+1等方案；

（4）在高層樓宇場景下建議使用四層覆蓋方案，可使用2+2+2+1，1+1+1+1等方案；

（5）在公路場景下建議使用單層波束覆蓋方案，波束覆蓋寬度窄，覆蓋距離遠，可使用單波束、雙波束、四波束、七波束等方案。