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        基于規(guī)建優(yōu)一體化的居民小區(qū)場景5G覆蓋方案研究

        2023-03-09 01:31:44樊正茂趙婧戴俊吳正華
        廣東通信技術(shù) 2023年2期
        關(guān)鍵詞:建設(shè)

        [樊正茂 趙婧 戴俊 吳正華]

        1 引言

        隨著5G 建設(shè)的逐步推進,深度覆蓋問題逐漸顯現(xiàn),其中以居民區(qū)最為明顯。以某中部城市為例,4G 室分場景建設(shè)中45%以上為居民小區(qū)場景,建設(shè)方式根據(jù)業(yè)務(wù)熱點情況采用室分/射燈/EM &Book(小微站)等方式,各有優(yōu)劣,成本差異較大。5G 時代,如何兼顧質(zhì)量效益,精準推進提升居民小區(qū)場景5G 覆蓋水平,是下一步建設(shè)考慮的重點難點問題。

        2 現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)

        (1)居民區(qū)是加強5G 深度覆蓋的主要場景

        當前,城區(qū)縣城5G 倒流流量中,居民區(qū)場景占比超40%以上,且以2.6 GHz 單模用戶為主。另一方面城區(qū)低駐留柵格主要集中在居民區(qū)、寫字樓等密集區(qū)域。從站距分布情況看,相較其他場景,居民區(qū)場景空間大,站址獲取困難,站間距相對較大是弱覆蓋的主要原因。

        (2)居民區(qū)5G 與4G 解決方案差異

        4G 時代居民區(qū)部署方案主要采用宏微室混合組網(wǎng)實方式,即優(yōu)先宏站覆蓋,后進小區(qū)/樓宇射燈天線對打兼顧電梯方式。5G 宏站AAU 設(shè)備在天線增益、立體覆蓋、設(shè)備尺寸等維度的能力進一步提升,居民區(qū)5G 宏站覆蓋優(yōu)勢會進一步放大。

        (3)居民區(qū)場景室內(nèi)覆蓋評估缺有效手段

        4G 時代5G 弱覆蓋主要通過MR(覆蓋測試)、MDT(路測)分析??紤]居民區(qū)場景MR 弱覆蓋分析準確性不高,5G MDT 無法采集,4G 周期性異系統(tǒng)測量方式技術(shù)效果準確、操作方便,但當前尚無統(tǒng)一標準、廠家支持情況不一。當前,城市城區(qū)700 MHz 基站仍在建設(shè)過程中,5G 室外對于室內(nèi)覆蓋的效果的評估主要通過仿真,并參考前期縣城測試情況進行估算。即使700 MHz 上線后,現(xiàn)場逐點測試排查,一方面投入工作量較大,另一方面室分樓宇復(fù)雜多樣,現(xiàn)場測試結(jié)論受多因素影響,數(shù)據(jù)準確性難以驗證。

        3 規(guī)建優(yōu)一體化的5G 覆蓋方案

        (1)總體思路

        基于當前居民區(qū)場景5G 網(wǎng)絡(luò)建設(shè)難點痛點,本文從規(guī)劃、建設(shè)、優(yōu)化等多方位提出創(chuàng)新多手段支撐室內(nèi)深度覆蓋規(guī)劃建設(shè),高效低成本做好室內(nèi)外協(xié)同。

        總體思路,優(yōu)先采用700 MHz+2.6 GHz室外覆蓋室內(nèi),對于室外無法覆蓋室內(nèi),確需建設(shè)室分的物業(yè)點,基于室外覆蓋室內(nèi)效果評估,一是逐樓宇評估,精準規(guī)劃建設(shè);二是居民區(qū)錯頻天線對打、采用AAU/一體化微RRU/RRU+大張角方式進行覆蓋等低成本高效建設(shè)方案;三是采用錯頻方案,解決室內(nèi)外干擾問題。

        (2)規(guī)劃:逐樓宇評估,精準確定建設(shè)需求

        采用線上基于數(shù)字孿生仿真映射+線下測試多方式結(jié)合,逐樓宇綜合評估建設(shè)需求。

        ①線上:基于數(shù)字孿生的仿真映射和實時參數(shù)調(diào)整,樓宇覆蓋評估可視化。如圖1 所示。

        圖1 基于數(shù)字孿生的樓宇覆蓋示意圖

        ②線下:逐樓宇測試記錄居民區(qū)高、中、低典型樓層的覆蓋電平、2.6 GHz 及700 MHz 上傳下載速率。

        ③綜合仿真測試結(jié)論及周邊宏站分布情況,確定樓宇5G 覆蓋需求。

        (3)建設(shè):多手段組合低成本高效建設(shè)

        ①優(yōu)先宏站進居民區(qū)

        優(yōu)先推進宏站進居民區(qū),選址多層樓宇選樓頂抱桿方式建設(shè)宏站,利用AAU 立體覆蓋優(yōu)勢,采用垂直大波寬角和下壓機械傾角方式,低成本高效解決小區(qū)覆蓋。

        典型場景:高層與中低層樓宇混合。多層及高層樓宇從30 m~100 m 高度均可使用樓頂AAU 向下照射覆蓋的方式。通過中低層的樓頂站,利用高度差,AAU 可斜向入射覆蓋300 m 遠。同理,中高層居民區(qū),在高層樓頂使用AAU 斜向下入射覆蓋中層區(qū)域,也可以實現(xiàn)較好的覆蓋效果。

        ②其次采用AAU 合圍方式

        相比宏站進居民區(qū)方案可以免入場,相較傳統(tǒng)天線對打方式,減少饋線、功分器等分布式系統(tǒng)的功率損耗(約50%),把功率全部用于有效覆蓋,能效比最高,節(jié)能低碳。同時,AAU 大帶寬和多通道能力既滿足了居民區(qū)高容量需求,相比其他方案極大提升了室內(nèi)用戶體驗,實現(xiàn)了室內(nèi)外體驗一致和5G 跨代體驗。

        典型場景:小型多幢高度相近高層,樓宇大于20 層,樓間距40~50 m,采用64TR AAU設(shè)備,四角外部合圍方式。AAU 近距45 度旁瓣覆蓋40 m,遠距主瓣斜向覆蓋300 m,約3~4 棟高層,增益24.5 dB。如圖2 所示。

        圖2 典型場景AAU 合圍方案示意圖

        ③AAU 合圍+內(nèi)部微站/天線對打

        中大型居民小區(qū),不能入場的無法通過外圍的宏站完全解決內(nèi)部覆蓋問題??扇雸銮闆r下,除了常規(guī)的天線對打等手段外,在使用AAU 覆蓋時,可采用多種方式完成聯(lián)合覆蓋。

        典型場景:外部已具備部分宏站可覆蓋居民區(qū)外圈時,居民區(qū)內(nèi)部可采用中間開花(S111)方式,或采用劃分小方格對打方式,站點選擇優(yōu)先較高樓宇。

        ④參數(shù)設(shè)置

        站點為高層樓頂站時,建議垂直優(yōu)選波寬25°,兼顧底層覆蓋,中低層樓宇可考慮12°或6°。

        當站點為地面桿專項覆蓋居民區(qū)樓宇站點時,覆蓋目標為中低層樓宇可優(yōu)先使用垂直6°或12°;覆蓋目標為中高層樓宇且距離小于100 m,建議優(yōu)選垂直25°。

        樓頂站,向下照射覆蓋時,需壓低機械下傾角。具體傾角角度根據(jù)樓高,20~30層樓,建議12~18度機械下傾角;如果選擇加站的樓宇低于小區(qū)內(nèi)其他樓宇,建議6~12 度(機械)。

        地面桿專項覆蓋高層時,機械角安裝件反向安裝,設(shè)置負傾角斜向上覆蓋高層。例如波寬選擇垂直25°覆蓋高層時,電下傾默認6°且無法調(diào)節(jié),機械下傾角建議-6°以下,確保高層覆蓋。

        水平向角度設(shè)置默認均為105°或110°,在居民區(qū)專項覆蓋的AAU 調(diào)優(yōu)時,可以通過降低水平波寬角,實現(xiàn)重疊區(qū)域干擾控制或部分弱覆蓋區(qū)域信號增強。

        ⑤試點應(yīng)用情況

        某中部城市某小區(qū),占地面積約0.12 km2,共計37棟居民樓,平均住宅高度56 m,覆蓋3 222 戶居民,常駐人口約1~2 萬人。小區(qū)范圍內(nèi)共有1 個5G 宏站,1 個4G宏站+21 個4G 天線對打;小區(qū)中心區(qū)域5G 弱覆蓋,整體4G 倒流現(xiàn)象明顯,5G 分流比為24.02%。采用AAU 合圍方案后,RSRP 提升11.2%,5G 日均流量提升40%,5G 倒流下降38%左右,投資節(jié)省11.1%。

        (4)優(yōu)化:降低5G 同頻干擾,提升網(wǎng)絡(luò)性能

        中國移動5G 2.6 GHz 采用室內(nèi)外同頻組網(wǎng),在信號重疊覆蓋區(qū)易產(chǎn)生同頻干擾,導(dǎo)致SINR 值下降,影響客戶體驗。當前針對不同場景,抑制同頻干擾主要方法和手段有:

        ①場景1:周邊道路覆蓋良好,專項提升居民區(qū)室內(nèi)覆蓋的站點。

        建議優(yōu)先邊緣位置選點面向居民區(qū)內(nèi)部覆蓋,可有效降低信號外泄問題。

        ②場景2 :站點在小區(qū)內(nèi)樓頂扇區(qū),主波瓣視距直視可見范圍內(nèi)。

        建議兩扇區(qū)距離不小于250 m;視距不可見,有樓宇遮擋場景主瓣相向扇區(qū)距離不小于150 m;實際落地部分特殊場景(點式樓、密集樓宇)距離偏小情況下可通過常規(guī)方式(調(diào)整機械下傾角及功率)及波束優(yōu)化方式,水平窄波束減少主瓣水平交疊區(qū)域,垂直窄波束調(diào)整量扇區(qū)的高度上錯位。

        ③場景3:中低容量場景。采用室內(nèi)外錯頻方案,降低同頻干擾。

        室外宏站采用2 515~2 575 60 M帶寬,室分采用2 555~2 615 60 M 帶寬,SSB(同步信號)室分側(cè)配置在高頻,在重疊覆蓋區(qū)減少同頻干擾,提升室內(nèi)用戶感知。根據(jù)中部某城市初步試點,流量提升0.6%,上下行高價編碼比例大幅度提升(底噪也下降到-110 dBm,每Hz 下載速率提升24%)。

        ④場景4:高價值場景。采用CoMP(協(xié)作多點)多小區(qū)聯(lián)合收/發(fā)、基于3D MIMO 波束賦型空域降干擾等手段,降低重疊覆蓋區(qū)干擾,提升性能。

        4 總結(jié)

        本論文主要提出一種從規(guī)劃、建設(shè)、優(yōu)化等多方位采用創(chuàng)新多手段支撐室內(nèi)深度覆蓋規(guī)劃建設(shè)的方法,為提升居民區(qū)場景5G 網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃建設(shè)精準性提供思路及參考。本論文的主要思路及成果已完成初步試點應(yīng)用,后續(xù)根據(jù)工程建設(shè)情況,進一步驗證完善。

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