基于業(yè)務(wù)需求的精細(xì)5G室內(nèi)覆蓋建設(shè)方案探討

1、    基于業(yè)務(wù)需求的精細(xì)5g室內(nèi)覆蓋建設(shè)方案探討    趙亞鋒劉博光薛云山【摘要】    首先介紹了5g室內(nèi)覆蓋技術(shù)，包括數(shù)字室分、傳統(tǒng)室分及其它形式，以及各種技術(shù)方案的系統(tǒng)架構(gòu)、特點(diǎn)和性能;其次討論了室內(nèi)覆蓋技術(shù)的三個(gè)關(guān)鍵要素，頻率小區(qū)、空口通道和射頻功率，其中頻率小區(qū)主要影響覆蓋策略和容納用戶數(shù)量、空口通道主要影響峰值速率和小區(qū)吞吐率，射頻功率主要影響點(diǎn)位及后期擴(kuò)容方案，詳細(xì)分析了三要素對(duì)5g室內(nèi)覆蓋方案的具體影響方面;再次從業(yè)務(wù)場(chǎng)景及需求分類對(duì)5g業(yè)務(wù)需求進(jìn)行了分析討論;最后基于5g關(guān)鍵要素與業(yè)務(wù)需求分析的基礎(chǔ)上提出了一種基于

2、精細(xì)業(yè)務(wù)細(xì)分的5g室內(nèi)覆蓋站點(diǎn)方案選取與技術(shù)選型的建設(shè)方案?！娟P(guān)鍵詞】    5g    業(yè)務(wù)需求   室內(nèi)覆蓋引言：中國移動(dòng)5g網(wǎng)絡(luò)建網(wǎng)初期，以2.6ghz室外宏基站覆蓋為主，嚴(yán)控室分規(guī)模，但是宏站設(shè)備受限頻段，初期可部分實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物的淺層覆蓋1，2，3，并部分解決室內(nèi)深度覆蓋問題，對(duì)于容量需求或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的高容量、高價(jià)值物業(yè)點(diǎn)仍需室內(nèi)方式建設(shè)，下一階段需要完善深度覆蓋、熱點(diǎn)覆蓋，打造全球領(lǐng)先的精品5g網(wǎng)絡(luò)。因此對(duì)寫字樓、商業(yè)樓宇、醫(yī)院等相對(duì)封閉的室內(nèi)覆蓋是下一階段5g網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的一個(gè)重要組成部分。借鑒4g網(wǎng)絡(luò)深度覆蓋的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，在網(wǎng)絡(luò)

3、建設(shè)初期需要精細(xì)化分析業(yè)務(wù)需求，按需完成5g網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)深度覆蓋，減少后期大規(guī)模改造的問題，保護(hù)投資，提升網(wǎng)絡(luò)效益，促進(jìn)5g網(wǎng)絡(luò)的良好運(yùn)營。一、5g室內(nèi)覆蓋技術(shù)室內(nèi)覆蓋經(jīng)歷了4g建設(shè)，從以傳統(tǒng)無源器件、天線等組成的室內(nèi)無源分布式天饋系統(tǒng)為主的建設(shè)方式，過渡到分布式皮基站、一體化皮基站等數(shù)字室分技術(shù)為主的形式。5g建設(shè)時(shí)期，受限頻段和容量等因素，數(shù)字室分成為高業(yè)務(wù)熱點(diǎn)的主要技術(shù)解決方案，傳統(tǒng)室分成為較低低業(yè)務(wù)的技術(shù)解決方案。1.1傳統(tǒng)室分傳統(tǒng)室分方式采用室內(nèi)全向吸頂天線、壁掛式定向天線或射燈天線等，在空間內(nèi)合理放置天線，通過饋線和功分器、耦合器等無源器件將天線連接到信源設(shè)備處，使信號(hào)均勻的分布到建

4、筑的各個(gè)角落，從而吸收業(yè)務(wù)，解決覆蓋的盲區(qū)、切換區(qū)以及業(yè)務(wù)熱點(diǎn)區(qū)域相關(guān)問題，移動(dòng)目前5g采用2.6ghz頻段，此頻段與現(xiàn)有4g中e頻段覆蓋能力相當(dāng)，故可饋入傳統(tǒng)das系統(tǒng)完成5g覆蓋，因此現(xiàn)存?zhèn)鹘y(tǒng)das分布系統(tǒng)的合路改造是一種低成本快速部署5g覆蓋的方式。對(duì)于業(yè)務(wù)需求較少、價(jià)值偏低站點(diǎn)可先采用合路改造完成5g覆蓋。目前5g設(shè)備與4g設(shè)備相比mimo時(shí)其雙通道信號(hào)差異范圍擴(kuò)大，使部分特定單路分布系統(tǒng)可升級(jí)為雙路分布系統(tǒng)或采用錯(cuò)層方式。1.2其它方案除了數(shù)字室分方式和傳統(tǒng)方式外，還有變頻室分、微站和層層通特型天線等技術(shù)進(jìn)行深度覆蓋。其中變頻室分除了使用傳統(tǒng)rru作為射頻信源外，還出現(xiàn)了使用分布式皮

5、基站作為射頻信源的新型變頻室分方案;微站作為介于宏站與室分之間的補(bǔ)盲補(bǔ)熱重要組成部分，5g時(shí)代在深度覆蓋中的應(yīng)用愈來愈廣泛，在對(duì)打適用場(chǎng)景和某些室內(nèi)、井下均有廣泛應(yīng)用;層層通天線作為一種8通道d頻段天線，可進(jìn)行美化安裝，其支持8通道m(xù)imo，可提供更好的峰值速率，用戶體驗(yàn)更好。二、5g室內(nèi)覆蓋關(guān)鍵要素室內(nèi)覆蓋技術(shù)發(fā)展到5g時(shí)代，室內(nèi)覆蓋技術(shù)關(guān)鍵要素從之前僅有頻率小區(qū)資源之外，增加了空口通道數(shù)與射頻功率兩個(gè)要素。2.1空口通道空口通道直接決定小區(qū)吞吐量，直接影響用戶的峰值速率，是影響用戶體驗(yàn)的重要因素。且一旦部署完畢后，后期改造難度巨大，因此需在建設(shè)時(shí)從用戶業(yè)務(wù)出發(fā)，合理規(guī)劃，選擇恰當(dāng)?shù)目湛谕ǖ?/p>

6、數(shù)量?？湛谕ǖ琅c小區(qū)支持用戶能力非強(qiáng)相關(guān)，主要決定用戶峰值速率。因此空口通道部署需考慮以下因素。通道數(shù)與峰值速率、邊緣速率、平均吞吐率等網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)有關(guān)，主要影響用戶體驗(yàn)。數(shù)字室分與傳統(tǒng)室分通道數(shù)相同差異不大，目前數(shù)字室分設(shè)備通道最大4t4r，傳統(tǒng)室分設(shè)備通道最大2t2r。需根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景部署，建議后期分布系統(tǒng)盡量不改動(dòng)。通道數(shù)與峰值速率關(guān)系見表1。2.2射頻功率5g射頻設(shè)備功率選擇比其他網(wǎng)絡(luò)射頻設(shè)備略多，并且其功率不僅是影響覆蓋能力，還會(huì)影響容量與反開能力。目前數(shù)字室分一般由250mw和400mw兩種發(fā)射功率設(shè)備，傳統(tǒng)室分一般由200w和320w兩種發(fā)射功率設(shè)備。且首先設(shè)備放大電路限制，功率只

7、能為線性分配，比如320w傳統(tǒng)室分設(shè)備，前100m分配功率上限為200w，后60m在開啟時(shí)才會(huì)用到120w剩余部分。具體功率與容量反開關(guān)系見表2。三、5g室內(nèi)業(yè)務(wù)需求3.1 5g室內(nèi)業(yè)務(wù)場(chǎng)景5g網(wǎng)絡(luò)的三大核心業(yè)務(wù)包括增強(qiáng)移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)（embb），超高可靠性低時(shí)延連接業(yè)務(wù)（urllc），大物聯(lián)業(yè)務(wù)（mmtc）。5g網(wǎng)絡(luò)初期主要應(yīng)用的業(yè)務(wù)類型為embb，考慮到高清視頻（如1080p、2k等）、vr、ar等高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)類型相比室外來說，在室內(nèi)覆蓋場(chǎng)景中具有更多概率發(fā)生，5g室分建設(shè)初期需重點(diǎn)考慮滿足上述embb業(yè)務(wù)需求，具體空口速率要求見表3。后期如有低時(shí)延高可靠等場(chǎng)景需求，只要無線側(cè)滿足接入要求，

8、只需部署mec等設(shè)備至基站等邊緣機(jī)房即可。3.2 5g室內(nèi)需求網(wǎng)絡(luò)分類傳統(tǒng)業(yè)務(wù)已過渡到流量業(yè)務(wù)，流量經(jīng)營轉(zhuǎn)變?yōu)橛脩艚?jīng)營，用戶是收入的核心，用戶體驗(yàn)及需求滿足是爭(zhēng)取用戶的關(guān)鍵，也是提升單用戶資費(fèi)的前提，因此網(wǎng)絡(luò)建設(shè)需采用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)指標(biāo)以及用戶經(jīng)分?jǐn)?shù)據(jù)指標(biāo)、行為特征指標(biāo)等進(jìn)行更精細(xì)化分析規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)降本增效，精準(zhǔn)建設(shè)。1.大網(wǎng)部分（toc）需求，滿足普通用戶的通話、應(yīng)用業(yè)務(wù)等需求。與前期3g、4g網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求一致：覆蓋類需求，宏站等無法到達(dá)的區(qū)域的需求，比如層高較高的建筑物、縱深較深的建筑物等。主要特征為弱覆蓋;容量類需求，已有覆蓋不能滿足業(yè)務(wù)需求，無法通過宏站疊加載波資源，如高校等高話務(wù)建筑物。主要

9、特征為高話務(wù)。2.垂直行業(yè)部分（tob）需求，滿足特定用戶除基本通信外對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的特殊需求。與前期3g、4g網(wǎng)絡(luò)覆蓋需求區(qū)別較大：非異型需求，對(duì)特殊區(qū)域的覆蓋、容量需求，比如建筑物基本覆蓋等。主要特征與大網(wǎng)建設(shè)基本一致、但對(duì)端到端需求、網(wǎng)絡(luò)切片、邊緣計(jì)算等應(yīng)用資源存在特點(diǎn)要求;特異型需求，異于常規(guī)的網(wǎng)絡(luò)覆蓋、容量或非常規(guī)需求，比如對(duì)機(jī)械廠房覆蓋、室內(nèi)定位等。主要特征為特異性、物體目標(biāo)性等。四、基于業(yè)務(wù)細(xì)分的5g室內(nèi)覆蓋建設(shè)方案4.1 5g業(yè)務(wù)需求評(píng)估從經(jīng)濟(jì)與網(wǎng)絡(luò)兩方面進(jìn)行價(jià)值與業(yè)務(wù)兩方面分析，結(jié)合各覆蓋技術(shù)的造價(jià)與能力完成技術(shù)、設(shè)備選型，進(jìn)而編制5g覆蓋方案。經(jīng)濟(jì)評(píng)估：挖掘數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)經(jīng)濟(jì)特征，基

10、于價(jià)值建網(wǎng)、提升網(wǎng)絡(luò)投資效益。包括用戶價(jià)值、場(chǎng)景價(jià)值、流量價(jià)值和競(jìng)對(duì)價(jià)值四個(gè)維度。用戶價(jià)值 ：以用戶為核心的運(yùn)營下，對(duì)高資費(fèi)用戶聚集建筑物優(yōu)先建設(shè)，保障用戶體驗(yàn)。場(chǎng)景價(jià)值：物業(yè)點(diǎn)價(jià)值分析，對(duì)品牌場(chǎng)景、高價(jià)值場(chǎng)景優(yōu)先建設(shè)。流量價(jià)值：對(duì)流量單價(jià)高的物業(yè)點(diǎn)優(yōu)先建設(shè)。競(jìng)對(duì)價(jià)值：對(duì)電聯(lián)等運(yùn)營商覆蓋對(duì)標(biāo)評(píng)估，進(jìn)行相應(yīng)物業(yè)點(diǎn)優(yōu)先建設(shè)。網(wǎng)絡(luò)評(píng)估：提升覆蓋容量能力，全面支撐業(yè)務(wù)需求。包括覆蓋能力、容量能力兩個(gè)維度。覆蓋能力：mr數(shù)據(jù)、投訴數(shù)據(jù)，覆蓋差投訴多物業(yè)點(diǎn)優(yōu)先建設(shè)。容量能力：對(duì)高容量需求物業(yè)點(diǎn)優(yōu)先建設(shè)。4.2 基于業(yè)務(wù)細(xì)分的室內(nèi)建設(shè)方案4.2.1 站點(diǎn)選取通過細(xì)分業(yè)務(wù)需求，建立業(yè)務(wù)評(píng)價(jià)體系，從而在識(shí)別5g

11、建設(shè)需求編制建設(shè)清單、選擇技術(shù)方案確定實(shí)施方案等關(guān)鍵環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)精細(xì)規(guī)劃設(shè)計(jì)與實(shí)施等。具體見下公式。其中與為對(duì)應(yīng)經(jīng)濟(jì)、網(wǎng)絡(luò)權(quán)值修正系數(shù)，通過計(jì)算站點(diǎn)權(quán)值，按計(jì)算結(jié)果選擇站點(diǎn)進(jìn)行5g建設(shè)。4.2.2 技術(shù)選型結(jié)合3章節(jié)的頻段、容量、功率等三要素在對(duì)應(yīng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值與網(wǎng)絡(luò)需求評(píng)估雙重標(biāo)準(zhǔn)下，確定相匹配的技術(shù)方案。1.網(wǎng)絡(luò)能力與業(yè)務(wù)需求充分匹配：對(duì)清單方案物業(yè)點(diǎn)5g室內(nèi)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行量化分析，兼顧物業(yè)點(diǎn)5g室內(nèi)業(yè)務(wù)、用戶、容量發(fā)展需求，確定業(yè)務(wù)需求對(duì)網(wǎng)絡(luò)能力（峰值速率、邊緣速率、吞吐率等業(yè)務(wù)指標(biāo)）要求。2.網(wǎng)絡(luò)后續(xù)演進(jìn)能力與業(yè)務(wù)目標(biāo)需求充分匹配：對(duì)清單方案物業(yè)點(diǎn)5g室內(nèi)業(yè)務(wù)、用戶、容量發(fā)展需求進(jìn)行量化分析，確定

12、網(wǎng)絡(luò)后續(xù)演進(jìn)能力（小區(qū)分裂、5g加厚100m+60m）預(yù)留，減少二次改造，降低投資成本。3.競(jìng)對(duì)匹配：網(wǎng)絡(luò)能力優(yōu)于電信、聯(lián)通競(jìng)對(duì)。4.建設(shè)投資和運(yùn)維成本統(tǒng)籌考慮：建設(shè)投資統(tǒng)籌考慮工程實(shí)施難度。5.確定技術(shù)方案及設(shè)備選型：網(wǎng)絡(luò)性能及成本造價(jià)相當(dāng)情況下，優(yōu)選數(shù)字室分，各室分技術(shù)總結(jié)。五、結(jié)束語室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋建設(shè)進(jìn)入了5g網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的新時(shí)期，本文將業(yè)務(wù)需求細(xì)分為經(jīng)濟(jì)評(píng)估與網(wǎng)絡(luò)評(píng)估兩個(gè)方面，并進(jìn)一步細(xì)化為6個(gè)子項(xiàng)，精細(xì)化分析業(yè)務(wù)需求，合理編制室內(nèi)覆蓋站點(diǎn)清單;并結(jié)合頻段、容量與功率三要素將技術(shù)選型與業(yè)務(wù)需求精確匹配，從而形成以用戶為核心基于業(yè)務(wù)需求的精細(xì)室內(nèi)覆蓋方案。參  考  文