基于规建优一体化的居民小区场景5G覆盖方案研究_樊正茂.pdf

40通信热点DOI:10.3969/j.issn.1006-6403.2023.02.010基于规建优一体化的居民小区场景 5G覆盖方案研究樊正茂赵婧戴俊吴正华随着 5G 用户及流量的不断发展，深度覆盖问题逐渐显现，居民区场景尤为突出。5G 宏站 AAU 较 4G 覆盖能力更优，低成本高效解决居民区场景 5G 覆盖是当前的难点及重点。基于规建优（规划、建设、优化）一体化协同的建设思路及方法，为提升居民区场景 5G 网络能力提供思路及参考。樊正茂大学本科，毕业于郑州大学，现任职于中国移动通信集团设计院有限公司安徽分公司，主要从事移动通信规划设计工作。赵婧大学本科，毕业于西安邮电学院，现任职于中国移动通信集团设计院有限公司安徽分公司，主要从事移动通信规划设计工作。戴俊硕士研究生，毕业于重庆邮电大学，现任职于中国移动通信集团设计院有限公司安徽分公司，主要从事移动通信规划设计工作。吴正华硕士研究生，毕业于浙江工业大学，现任职于中国移动通信集团设计院有限公司安徽分公司，主要从事移动通信规划设计工作。关键词：5G 室内 精准规划 2.6 GHz摘要1 引言随着 5G 建设的逐步推进，深度覆盖问题逐渐显现，其中以居民区最为明显。以某中部城市为例，4G 室分场景建设中 45%以上为居民小区场景，建设方式根据业务热点情况采用室分/射灯/EM&Book（小微站）等方式，各有优劣，成本差异较大。5G 时代，如何兼顾质量效益，精准推进提升居民小区场景 5G 覆盖水平，是下一步建设考虑的重点难点问题。2 现状及挑战（1）居民区是加强 5G 深度覆盖的主要场景当前，城区县城 5G 倒流流量中，居民区场景占比超40%以上，且以 2.6 GHz 单模用户为主。另一方面城区低驻留栅格主要集中在居民区、写字楼等密集区域。从站距分布情况看，相较其他场景，居民区场景空间大，站址获取困难，站间距相对较大是弱覆盖的主要原因。（2）居民区 5G 与 4G 解决方案差异41基于规建优一体化的居民小区场景 5G 覆盖方案研究通信热点2023.02 广东通信技术4G 时代居民区部署方案主要采用宏微室混合组网实方式，即优先宏站覆盖，后进小区/楼宇射灯天线对打兼顾电梯方式。5G 宏站 AAU 设备在天线增益、立体覆盖、设备尺寸等维度的能力进一步提升，居民区 5G 宏站覆盖优势会进一步放大。（3）居民区场景室内覆盖评估缺有效手段4G 时代 5G 弱覆盖主要通过 MR（覆盖测试）、MDT（路测）分析。考虑居民区场景 MR 弱覆盖分析准确性不高，5G MDT 无法采集，4G 周期性异系统测量方式技术效果准确、操作方便，但当前尚无统一标准、厂家支持情况不一。当前，城市城区 700 MHz 基站仍在建设过程中，5G 室外对于室内覆盖的效果的评估主要通过仿真，并参考前期县城测试情况进行估算。即使 700 MHz 上线后，现场逐点测试排查，一方面投入工作量较大，另一方面室分楼宇复杂多样，现场测试结论受多因素影响，数据准确性难以验证。3 规建优一体化的 5G 覆盖方案（1）总体思路基于当前居民区场景 5G 网络建设难点痛点，本文从规划、建设、优化等多方位提出创新多手段支撑室内深度覆盖规划建设，高效低成本做好室内外协同。总体思路，优先采用700 MHz+2.6 GHz室外覆盖室内，对于室外无法覆盖室内，确需建设室分的物业点，基于室外覆盖室内效果评估，一是逐楼宇评估，精准规划建设；二是居民区错频天线对打、采用 AAU/一体化微 RRU/RRU+大张角方式进行覆盖等低成本高效建设方案；三是采用错频方案，解决室内外干扰问题。（2）规划：逐楼宇评估，精准确定建设需求采用线上基于数字孪生仿真映射+线下测试多方式结合，逐楼宇综合评估建设需求。线上：基于数字孪生的仿真映射和实时参数调整，楼宇覆盖评估可视化。如图 1 所示。线下：逐楼宇测试记录居民区高、中、低典型楼层的覆盖电平、2.6 GHz 及 700 MHz 上传下载速率。综合仿真测试结论及周边宏站分布情况，确定楼宇 5G 覆盖需求。（3）建设：多手段组合低成本高效建设 优先宏站进居民区优先推进宏站进居民区，选址多层楼宇选楼顶抱杆方式建设宏站，利用 AAU 立体覆盖优势，采用垂直大波宽角和下压机械倾角方式，低成本高效解决小区覆盖。典型场景：高层与中低层楼宇混合。多层及高层楼宇从 30 m100 m 高度均可使用楼顶 AAU 向下照射覆盖的方式。通过中低层的楼顶站，利用高度差，AAU 可斜向入射覆盖 300 m 远。同理，中高层居民区，在高层楼顶使用 AAU 斜向下入射覆盖中层区域，也可以实现较好的覆盖效果。其次采用 AAU 合围方式相比宏站进居民区方案可以免入场，相较传统天线对打方式，减少馈线、功分器等分布式系统的功率损耗（约50%），把功率全部用于有效覆盖，能效比最高，节能低碳。同时，AAU 大带宽和多通道能力既满足了居民区高容量需求，相比其他方案极大提升了室内用户体验，实现了室内外体验一致和 5G 跨代体验。典型场景：小型多幢高度相近高层，楼宇大于 20 层，楼间距4050 m，采用64TR AAU设备，四角外部合围方式。AAU近距45度旁瓣覆盖40 m，远距主瓣斜向覆盖300 m，约 34 栋高层，增益 24.5 dB。如图 2 所示。AAU 合围+内部微站/天线对打中大型居民小区，不能入场的无法通过外围的宏站完全解决内部覆盖问题。可入场情况下，除了常规的天线对打等手段外，在使用 AAU 覆盖时，可采用多种方式完成联合覆盖。典型场景：外部已具备部分宏站可覆盖居民区外圈时，居民区内部可采用中间开花（S111）方式，或采用划分小方格对打方式，站点选择优先较高楼宇。图 1 基于数字孪生的楼宇覆盖示意图42通 信 热 点通信热点 参数设置站点为高层楼顶站时，建议垂直优选波宽 25，兼顾底层覆盖，中低层楼宇可考虑 12 或 6。当站点为地面杆专项覆盖居民区楼宇站点时，覆盖目标为中低层楼宇可优先使用垂直 6 或 12；覆盖目标为中高层楼宇且距离小于 100 m，建议优选垂直 25。楼顶站，向下照射覆盖时，需压低机械下倾角。具体倾角角度根据楼高，2030层楼，建议1218度机械下倾角；如果选择加站的楼宇低于小区内其他楼宇，建议 612 度（机械）。地面杆专项覆盖高层时，机械角安装件反向安装，设置负倾角斜向上覆盖高层。例如波宽选择垂直 25 覆盖高层时，电下倾默认 6 且无法调节，机械下倾角建议-6 以下，确保高层覆盖。水平向角度设置默认均为 105 或 110，在居民区专项覆盖的 AAU 调优时，可以通过降低水平波宽角，实现重叠区域干扰控制或部分弱覆盖区域信号增强。试点应用情况某中部城市某小区，占地面积约 0.12 km，共计 37栋居民楼，平均住宅高度 56 m，覆盖 3 222 户居民，常驻人口约 12 万人。小区范围内共有 1 个 5G 宏站，1 个 4G宏站+21 个 4G 天线对打；小区中心区域 5G 弱覆盖，整体 4G 倒流现象明显，5G 分流比为 24.02%。采用 AAU 合围方案后，RSRP 提升 11.2%，5G 日均流量提升 40%，5G 倒流下降 38%左右，投资节省 11.1%。（4）优化：降低 5G 同频干扰，提升网络性能中国移动 5G 2.6 GHz 采用室内外同频组网，在信号重叠覆盖区易产生同频干扰，导致 SINR 值下降，影响客户体验。当前针对不同场景，抑制同频干扰主要方法和手段有：场景 1：周边道路覆盖良好，专项提升居民区室内覆盖的站点。建议优先边缘位置选点面向居民区内部覆盖，可有效降低信号外泄问题。场景2：站点在小区内楼顶扇区，主波瓣视距直视可见范围内。建议两扇区距离不小于 250 m；视距不可见，有楼宇遮挡场景主瓣相向扇区距离不小于 150 m；实际落地部分特殊场景（点式楼、密集楼宇）距离偏小情况下可通过常规方式（调整机械下倾角及功率）及波束优化方式，水平窄波束减少主瓣水平交叠区域，垂直窄波束调整量扇区的高度上错位。场景 3：中低容量场景。采用室内外错频方案，降低同频干扰。室外宏站采用2 5152 575 60 M带宽，室分采用2 555 2 615 60 M 带宽，SSB（同步信号）室分侧配置在高频，在重叠覆盖区减少同频干扰，提升室内用户感知。根据中部某城市初步试点，流量提升 0.6%，上下行高价编码比例大幅度提升（底噪也下降到-110 dBm，每 Hz 下载速率提升 24%）。场景 4：高价值场景。采用 CoMP（协作多点）多小区联合收/发、基于 3D MIMO 波束赋型空域降干扰等手段，降低重叠覆盖区干扰，提升性能。4 总结本论文主要提出一种从规划、建设、优化等多方位采用创新多手段支撑室内深度覆盖规划建设的方法，为提升居民区场景 5G 网络规划建设精准性提供思路及参考。本论文的主要思路及成果已完成初步试点应用，后续根据工程建设情况，进一步验证完善。参考文献1 孟繁丽.5G无线网络智能化规划体系及实现J.移动通信,2019,43(6).2 李军著.5G 无线网络智能规划与仿真 J.电信科学,2020,36(10).3 杨云，卢菊.居民小区5G覆盖方案分析J.信息通信,2022(2)（收稿日期：2023-01-04）图 2 典型场景 AAU 合围方案示意图