5G智慧室分系统解决方案研究与实践
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目 录
一、 描述......................................................................................................................................... 3
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二、 5G室内智慧化网络发展思路 ............................................................................................... 3 三、 创新解决方案 ......................................................................................................................... 5 四、 经验总结 ................................................................................................................................. 8
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5G智慧室分系统解决方案研究与实践
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【摘要】随着5G时代的到来,各个运营商都在布局室分和室外的5G站点。传统DAS室分由分布系统和信源组成,传统室分存在分布系统无法有效监控,无源器件后台检测不到指标和性能,导致维护十分困难,无线信号无法有效保障,被动的测试和排查。利用智能分布系统可有效监控无源器件和天线末端,可以有效的进行主动信号检测,器件检测,使现场信号可以有效掌控。
一、 问题描述
5G高频导致室内深度覆盖不足,传统室内网络难以轻量化演进,海量终端部署带来的运维挑战,室内业务拓展难,室内系统难以精准定位。
传统DAS室分由分布系统和信源组成,传统室分存在分布系统无法有效监控,无源器件后台检测不到指标和性能,导致维护十分困难,无线信号无法有效保障,被动的测试和排查。
日常优化和维护中,在处理室内信号问题的时候,由于传统室分的天线末端一般都在封闭的天花板或吊顶内,器件和馈线在各个楼层和夹道间,现场环境的复杂致使排查困难而且无目标性,效率低下,解决问题时间长,信号无法短时间恢复,用户感知变差。
二、 5G室内智慧化网络发展思路
5G时代的业务挑战推动了室内覆盖智慧化网络的新发展思路。从频谱结构规划覆盖层和容量层,从产品架构考虑4G到5G的演进,从场景需求研发多频多模多形态产品、从智慧化方向拓展运维新思路,从网络价值意义上探索新的增值业务模式。
1、5G时代初期,网络将分层组网,底层以Sub3G为主,作为2/3/4G长期存在的打底层,解决语音覆盖和基础数据接入;体验层引入C-Band,作为空口新频谱接入。
2、智慧化室分的头端有源,传输使用网线/光纤,从容量演进、可视管理、易部署等方面讲,其架构更容易支持5G演进。当前新建4G场景建议预埋Cat6A网线或者光电混合缆,未来即可通过新增C-Band头端或者直接替换C-Band和Sub3G集成头端的方式,做到线不
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动,点不增,确保二次改造工程量最低,保障工程可实施落地,向5G平滑演进。
3、从演进的历史经验和平滑需求看,3G、4G和5G网络会在今后的相当一段时间内并存,这要求室内智慧化产品需要具备多频多模的能力,比如用于5G网络叠加的C-band模块,支持新建场景的C-band+Sub 3G集成模块以及将来的毫米波模块等。从具体产品形态看,为降低演进成本,在某些亟需降低前期投入以及二次进场成本的特殊场景,宜要求部署的4G模块支持后续跟5G模块的级联;另外,室内场景多样化,智慧化头端需要根据不同场景需求,支持外置天线和内置天线等不同形态,满足室内100%场景需求。
4、智慧化室分系统的天然特性之一是端到端有源,这是实现端到端管控的基能够实时诊断室分网络海量头端和其他网元设备的工作状态,是智慧化管控的第一步;第二步是根据检测到的网元设备的工作状态,实现对不同网元的控制操作,如调整功率,开关射频等;最后,智慧化室分网络还能够自动根据周边信道条件和用户密度自优化网络资源分配,在网络出现故障时自动诊断和愈合,最大化减少人工介入以降低运维成本,从而大大节省运营商的OPEX,保护客户网络投资。
5、为满足不同场景业务对频段和模式的需求,室内智慧化网络要能够灵活支持3G/4G/NB-IoT/C-band和毫米波等频段;同时,对于未来两年内有扩容需求的场景,要能够具备软件扩容能力,避免二次进场,造成建网成本的增加;对于有潮汐效应的业务模型场景,则要求网络具备AI运维能力,要能够根据业务变化灵活调整区域容量,降低综合布网成本。
6、室内智慧化网络能力开放是在渐进发展过程逐步实现的,针对当前已经涌现的能力开放需求,有必要以蜂窝网络为基础逐步实现能力的开放,尤其根据当前的业务发展需要推动以定位及位置信息服务、业务本地化两项项典型服务的实现。 当前的室内智慧化网络能够在高精度定位(Location Based Service, LBS)方面达到5-7米定位精度,未来的5G智慧化网络能够有效地提升室内定位精度达到亚米级水平。面向5G业务演进,高精度室内定位会成为网络的基础能力,大量当前不能满足的物联网LBS应用将逐渐变成现实,在交通枢纽、大型场馆、展会、特定老幼人群、医院、校园和公共场所等规模应用。 另外,业务本地化将会是5G一个非常重要的关键技术,通过将能力下沉到网络边缘,在靠近移动用户的位置上,提供IT的服务、环境和云计算能力,能够满足低时延、高带宽的业务需求。
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三、 创新解决方案
(一) 室分覆盖解决方案介绍
1: 智慧室分解决方案(Smart DAS),运维可视化、室内精准定位、建设成本低。 2:融合组网解决方案(Smart DAS+PicoRRU),运维可视化、室内精准定位、建设成本中、支撑大数据分析、支撑小区裂分扩容。
3:数字室分,运维可视化、建设成本高、支撑大数据分析、支撑小区裂分扩容。
(二) 融合组网解决方案介绍
图一:智慧化融合组网方案
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图二:5GRRU+智慧分布系统
PICORRU演进路线为低成本的融合组网方案,兼具室内定位和大数据收集能力,将无源室分天线替换为有源室分天线,小区容量保持不变。基于蓝牙技术和直流供电能力,提供覆盖全部运营商终端的室内定位能力。
(三) 智慧室内组网案例
通过现场测试和市场需求,本次在渝北的渝北龙庭KTV娱乐会所作为试点场景。
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龙庭LTV智慧室内结构简图
龙庭kTV平层分布系统图
效果测试情况:
下行吞吐率(Mbps) 50.43 53.286 上行吞吐率(Mbps) 25.21 26.711 楼层(覆盖方案) RSRP(dBm) SINR(dB) 1-2楼(7副智慧室分天线) 3楼(13副智慧室分天线) -74.079 -71.461 26.472 22.783 本次解决方案优点:
1、可视化智能运维,实现端到端网络设备工作状态实时监控,确保网络运行稳定;
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2、精准弱覆盖分析,精准分析室内不同区域下的信号覆盖质量,提供网络优化建议; 3、全运营商终端的精准室内定位,提供全运营商终端的正向、反向精准室内定位能力,定位精度达3~5米,满足商业应用需求
4、可扩展系统升级,后期5G RRU可直接接入系统,形成可视化的多频段智慧分布系统与监控。
四、经验总结
1、智慧室内组网方案实现了端到端网络设备工作状态实时监控和主动告警,低成本、低能耗突破隔断,终端的精确室内定位,定位精度3-5米。支持多频多模扩展,支持智慧分布系统平滑向5G演进,能够根据场景特点、业务变化,灵活调整建设方案,降低建网成本。
2、智慧室分融合组网解决方案融合了智慧室分与皮基站各自优势特性的综合性解决方案,具有智能运维、精准弱覆盖分析、全运营商终端的正向和反向精准室内定位、客流分析、灵活扩容、易于多频多模扩展、nTnR MIMO、低成本网络建设与维护等优势特性。为4G、5G的室内覆盖,提供了一种高性价比的创新解决方案。
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