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        關(guān)于5G 大功率pRRU 設(shè)備室內(nèi)空曠場景覆蓋分析

        2022-10-22 02:05:52王渤許灝俞彬李益鋒
        廣東通信技術(shù) 2022年9期
        關(guān)鍵詞:成本信號(hào)設(shè)備

        [王渤 許灝 俞彬 李益鋒]

        1 引言

        隨著5G 通信網(wǎng)絡(luò)的加速革新,通信用戶在滿足其基本使用功能要求的的同時(shí),對(duì)更加優(yōu)質(zhì)服務(wù)質(zhì)量的需求也在日益提高。通過相關(guān)分析,表明絕大部分產(chǎn)生的優(yōu)質(zhì)數(shù)據(jù)多是發(fā)生在室內(nèi)封閉的場景,但是目前以傳統(tǒng)分布系統(tǒng)提供的優(yōu)質(zhì)服務(wù)方面遇了很多的困難。傳統(tǒng)室分大多是以同軸電纜為主,這種方式存在著功率不匹配、無源器件多饋線、天線安裝和物業(yè)協(xié)調(diào)難度大、無法實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)端到端監(jiān)控等技術(shù)問題。目前運(yùn)營商正在推出的有源室內(nèi)大功率pRRU 設(shè)備的覆蓋方案,該建設(shè)方案將幫助運(yùn)營商快速建設(shè)低成本、高質(zhì)量的室內(nèi)覆蓋網(wǎng)絡(luò)。

        2 大功率pRRU 設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)

        傳統(tǒng)室分是以同軸電纜室分系統(tǒng)為主,導(dǎo)致傳統(tǒng)室分也存在諸多的疑難問題,比方說:不同架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)使用一套室內(nèi)分布系統(tǒng),因?yàn)轭l段不同的原因,最終導(dǎo)致功率能以匹配的問題;無源器件數(shù)量和種類的多樣性,導(dǎo)致沒有辦法實(shí)現(xiàn)室內(nèi)分布系統(tǒng)端到端的控制,最終給運(yùn)營維護(hù)的管理人員帶來了極大的困難和相應(yīng)的成本支出;天饋線的安裝,物業(yè)協(xié)調(diào)難度較大,物業(yè)費(fèi)用也較高,建設(shè)時(shí)間較長及造價(jià)較高,需要較大的管道等資源,進(jìn)入樓宇受到制約的問題等。相較之下,在特定的室內(nèi)分布系統(tǒng)場景使用大功率pRRU 設(shè)備覆蓋方案的優(yōu)點(diǎn)如下:

        優(yōu)勢一:在功率調(diào)整,結(jié)合MEC 新業(yè)務(wù)等方面有非常強(qiáng)的發(fā)展空間;

        優(yōu)勢二:支持10 Gbit/s 光電復(fù)合纜;

        優(yōu)勢三:可以直接從與PBridge 連接的電接口中恢復(fù)系統(tǒng)時(shí)鐘;

        優(yōu)勢四:單路最高可發(fā)射功率1 000 mW;

        優(yōu)勢五:支持靈活的小區(qū)合并和分裂,方便后期擴(kuò)容;

        但是大功率pRRU 設(shè)備也存在一定的局限性,比如覆蓋有死角,同時(shí)場景的適應(yīng)性較為單一。

        3 大功率pRRU 設(shè)備的工作原理及主要參數(shù)指標(biāo)

        3.1 工作原理

        第一步:基帶單元(Baseband unit)完成基帶信號(hào)的調(diào)整和解調(diào),提供CPRI 接口擴(kuò)展單元。下行產(chǎn)生基帶信號(hào)發(fā)送到遠(yuǎn)端匯聚單元,上行將遠(yuǎn)端匯聚單元過來的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。

        第二步:PBridge 完成光電轉(zhuǎn)換、數(shù)字中頻信號(hào)合路,以及下行信號(hào)功分/上行信號(hào)合分路的功能,可通過PoE為遠(yuǎn)端供電。遠(yuǎn)端匯聚單元將基帶單元傳輸過來的信號(hào)進(jìn)行處理后,通過網(wǎng)線、光電復(fù)合纜傳輸?shù)竭h(yuǎn)端射頻單元,并將所有的遠(yuǎn)端射頻單元傳輸過來的上行信號(hào)進(jìn)行處理后,傳輸給基帶單元。

        第三步:大功率pRRU 主要實(shí)現(xiàn)射頻信號(hào)和數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換以及寬帶信號(hào)的接入處理。接收通過網(wǎng)線、光電復(fù)合纜發(fā)送的下行數(shù)字信號(hào),按照組幀的格式將各制式數(shù)據(jù)分解出來,恢復(fù)的數(shù)據(jù)再次進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理,并通過濾波、插值等中頻算法及數(shù)模轉(zhuǎn)換恢復(fù)成射頻信號(hào),最后通過天線發(fā)出;通過天線接收的上行射頻信號(hào)通過混頻單元變換為中頻信號(hào),此信號(hào)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換及FPGA 信號(hào)處理后,通過網(wǎng)線、光電復(fù)合纜傳輸至遠(yuǎn)端匯聚單元。

        3.2 主要參數(shù)指標(biāo)

        根據(jù)中興和華為廠家提供的資料顯示,大功率pRRU 工作頻段范圍為3.3~3.6 GHz,工作帶寬為200 MHz@3.5G,發(fā)射功率(全內(nèi)置)為2*1 000 mW,支持5GNR,支持10 Gbit/s 光/電接口。主要性能指標(biāo)匯總?cè)绫? 所示。

        表1 大功率pRRU 設(shè)備主要性能指標(biāo)

        4 大功率pRRU 設(shè)備的場景應(yīng)用

        關(guān)于大功率pRRU 單設(shè)備功率高、覆蓋范圍廣的特性,接下來主要通過兩種場景的介紹來分析。

        場景一:商超、廠房等空曠場景

        對(duì)于空曠場景(如圖1、圖2)來說,新品單點(diǎn)位高功率pRRU 覆蓋面積要優(yōu)于多點(diǎn)位低功率設(shè)備,不功分情況面積超過17 000 m2。

        圖1 商超

        圖2 廠房

        場景二:酒店、高校宿舍等多隔斷場景

        對(duì)于多隔斷場景(如圖3、圖4),可以采用外置功分器模式,靈活選擇功分模式匹配多樣化場景,同時(shí)保證覆蓋能力。

        圖3 酒店

        圖4 高校宿舍

        5 關(guān)于空曠場景的仿真和實(shí)測分析

        通過選用空曠型廠房作為該設(shè)備仿真和實(shí)測分析,說明了該場景的建設(shè)方案、仿真和實(shí)測,最后通過仿真數(shù)據(jù)和實(shí)測數(shù)據(jù)分析出大功率pRRU 設(shè)備的5G 室內(nèi)分布系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋和價(jià)格優(yōu)勢。

        場景選在臺(tái)州路橋的某個(gè)廠房,主要拿其中的一層作為測試對(duì)象,該廠房單層的覆蓋面積為10 000 m2,主要場景為室內(nèi)空曠場景,同時(shí)有一堵隔斷墻(未完全封堵)。該站點(diǎn)計(jì)劃使用4臺(tái)3.5 GHz 2*1 000 mW的2TR pRRU(設(shè)備每載波實(shí)際發(fā)射功率為1 000 mW)作為信源進(jìn)行室內(nèi)信號(hào)的覆蓋。大功率pRRU 安裝圖紙如圖5 所示。

        圖5 廠房1 層大功率pRRU 安裝示意圖

        通過該室內(nèi)分布系統(tǒng)站點(diǎn)的仿真總結(jié)出,該空曠廠房單層的RSRP>=-105 dBm 的比值為96.23%,剩余的3.77%的室內(nèi)區(qū)域的RSRP 數(shù)值不能夠滿足運(yùn)營商的要求。該空曠廠房單層的SINR 值>=3 dB 的比值為93.26%,剩余的6.74%的室內(nèi)區(qū)域區(qū)域的SINR值不會(huì)滿足運(yùn)營商的要求。仿真結(jié)果如圖6 所示。

        圖6 某廠房單層RSRP、SINR 仿真效果圖

        廠房室內(nèi)分布系統(tǒng)的設(shè)備安裝開通后,同時(shí)將大功率pRRU 設(shè)備每載波實(shí)際發(fā)射功率調(diào)至為1 000 mW 后,通過測試該空曠廠房的RSRP>=-105 dBm 的比值為99.18%;SINR 值>=3 dB 的比值為94.87%;實(shí)際得出的效果優(yōu)于通過仿真的效果,說明該空曠場景的信號(hào)覆蓋效果能夠滿足實(shí)際的要求。實(shí)際測試的數(shù)據(jù)如圖7所示。

        圖7 廠房單層的室內(nèi)分布系統(tǒng)測試數(shù)據(jù)柱狀圖

        6 成本分析

        該室內(nèi)分布系統(tǒng)的工程項(xiàng)目通過計(jì)算空曠場景采用大功率pRRU 覆蓋的成本造價(jià),然后再通過和傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)和有源室內(nèi)分布系統(tǒng)兩種方式在每平方的面積成本作了比較。得出廠房等空曠場景,使用大功率pRRU 每平米的成本有6.11 元,但是采用傳統(tǒng)室內(nèi)分布系統(tǒng)和有源室內(nèi)分布方式成本分別是6.52 元和12.22 元。通過實(shí)際的成本對(duì)比分析得出采用大功率pRRU 設(shè)備室內(nèi)分布系統(tǒng)的覆蓋方式,更具有在成本方面的優(yōu)點(diǎn),成本對(duì)比如表2 所示。

        表2 不同室內(nèi)分布系統(tǒng)的建設(shè)方式成本對(duì)比表

        7 結(jié)束語

        該工程項(xiàng)目通過介紹大功率pRRU 適用的場景類型,在空曠和多隔斷場景中進(jìn)行5G 網(wǎng)絡(luò)部署時(shí),使用大功率pRRU的室內(nèi)分布系統(tǒng)信號(hào)覆蓋在滿足信號(hào)質(zhì)量的前提下,同時(shí)也能降低室內(nèi)分布系統(tǒng)建設(shè)的造價(jià)成本。隨著各運(yùn)營商5G 網(wǎng)絡(luò)室分的覆蓋的建設(shè),不同的室內(nèi)分布系統(tǒng)場景不會(huì)只單單使用一種的覆蓋方式,在投資越來越緊張的基礎(chǔ)上,運(yùn)營商需要統(tǒng)籌分析室內(nèi)分布系統(tǒng)的覆蓋效果、概算造價(jià),通過一點(diǎn)一案的方式進(jìn)一步提升室內(nèi)分布系統(tǒng)的性價(jià)比,實(shí)現(xiàn)室內(nèi)分布系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的綠色發(fā)展。綜上,采用大功率pRRU 的方式,完全能夠?yàn)楹笃?G 室內(nèi)分布系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)建設(shè)提供新的思路。

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