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5G优化案例:4G&5G室分系统协同规划研究报告

来源:伴沃教育
 4G&5G室分系统协同规划研究报告

4G&5G室分系统协同规划研究报告

XX无线维护中心

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XX年XX月

4G&5G室分系统协同规划研究报告

目 录

第一章

研究背景 ........................................................... 3 1.1 4&5G发展趋势 ...................................................... 3 1.2 4&5G室分建设面临困难 ............................................... 4

1.2.1 高频段导致室内深度覆盖不足 .................................... 4 1.2.2 传统室分难以轻量化演进 ........................................ 4

第二章

项目创新总体思路 ................................................... 5

第三章 4&5G传播模型研究 ..................................................... 6

3.1 SPM传播模型 ....................................................... 6 3.2 3GPP模型 .......................................................... 8 第四章 4&5G系统协同规划 ..................................................... 9

4.1 4&5G分布系统建设方式 ................................................ 9 4.2 4&5G 室分部署分析 .................................................. 10

4.2.1 4&5G点位部署分析 ............................................ 11 4.2.2 分场景点位规划建议........................................... 12 4.2.3 4&5G协同参数配置 ............................................ 14 4.3 4&5G 多场景3D建模仿真 ............................................. 15

4.3.1 3D仿真原理 .................................................. 15 4.3.2 仿真概述 .................................................... 17 4.3.3 参数设定 .................................................... 18 4.3.4 建立模型 .................................................... 18 4.3.5 结果呈现 .................................................... 22 4.4 5G室分容量计算模型 ................................................. 26 4.5 5G规划案例 ........................................................ 27 第五章 创新总结 ............................................................. 31

4G&5G室分系统协同规划研究报告

4G&5G室分系统协同规划研究报告

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【摘要】随着移动互联网通信技术及用户需求的发展,移动网络中有超过 80%的业务发生在室内。5G时代的来临,将会有更多的流量产生在室内,4&5G室分系统的协同尤为关键。本文从4&5G传播模型入手,对两者覆盖能力和穿透损耗进行分析,结合覆盖要求对室分系统规划进行理论研究,使用3D仿真软件对不同结构的场景进行仿真验证。并借鉴4G容量预估思路对5G进行容量预估,总结出4&5G室分系统协同规划的思路,为后续的室分建设提供指导方向。

【关键字】5G室分规划、4&5G系统、3D仿真 【业务类别】5G室分规划

第一章 研究背景

1.1 4&5G发展趋势

根据前瞻产业研究院给出的4&5G用户预测趋势,5G商用初期,4G流量消耗仍保持高速发展态势,5G流量消耗呈稳定速度提升。2022年起,4G发展趋于平缓,5G所需流量将超过4G。在此期间,4G与5G需要联合部署,共同规划。

据统计,4G时代产生于室内的流量占总流量的80%,随着5G时代的来临,由于高频段等原因,将会有更多的流量产生在室内,室分场景是5G的必争之地,室内分布系统的5G规划等研究迫在眉睫。

4G&5G室分系统协同规划研究报告

1.2 4&5G室分建设面临困难

1.2.1 高频段导致室内深度覆盖不足

目前4G室内覆盖方案,主要分为室外穿透覆盖室内、室内部署传统室分、室内建设有源室分三大类。

由于5G频段较高,穿透损耗相比4G更高,这将导致室外穿透覆盖室内的局限性进一步加深,因此室内解决方案就变得愈加重要。

考虑3.5G频段损耗问题,建设方式只考虑室内传统室分和有源室分两大类。 1.2.2 传统室分难以轻量化演进

传统室分系统向5G系统演进,将面临频段、通道数等问题。现网室分系统无法直接合路升级支持5G,新建无源分布系统理论上可以满足5G频段的需求,但成本和代价较大。从

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以下几方面对5G传统室分的挑战进行详述。 ➢ 高频段:

现网无源器件频段较低,无法兼容3.4~3.6GHz频段使用,现网无法直接合路升级支持5G;室内无源器件可以满足5G高频的应用需求,成本会有所提升。

馈线在3.4~3.6GHz频段损耗相比4G频段增加明显,尤其是1/2馈线在高频段内百米损耗恶化程度严重,对工程方案设计提出了功率更高的余量要求。 ➢ 通道数

现网无源室内分布系统以1T1R的单发系统为主,在LTE升级中的2x2 MIMO演进升级需要新增一套射频系统,成本和施工难度巨大,只在高业务需求场景应用;

面对5G系统大容量需求:大部分场景需要4x4 MIMO,4x4 MIMO需要4路馈线,施工难度和建设成本均会大幅增加,4路馈线支持MIMO的能力较差,会造成性能损失。

第二章 项目创新总体思路

传统室分下的5G演进面临频段,通道数,天线等诸多限制,对于3.5G频段下无法进

行平滑演进,故本文只考虑有源室分方案及覆盖研究。

本创新的总体思路是从无线传播模型入手,结合实际模测数据,对4&5G的室内即有源室分方案下的4&5G点位部署进行分析研究,其中分别通过理论计算及3D建模仿真共同验证分析,输出覆盖研究结果。此外结合4G容量规划思路对5G容量进行预测及容量规划。 4G&5G室分系统协同规划研究报告

第三章 4&5G传播模型研究

由于 5G 工作在更高的频段上面,相比于 4G LTE 系统,无线波传播的特性有所改变。传统的用于 LTE 的传播模型(例如 COST231-Hata 模型等),都是针对不超过 2GHz 设计的,已经无法用于5G。

所以,需要引入新的传播模型以适应 5G 无线波的传播特性,例如:CI/CIF 传播模型和3GPP38.901 模型都支持 0.5GHz 到 100GHz 的频段;传统的 SPM 模型通过参数调整也可以使用于5G 新频段的传播预测;3D 射线跟踪模型(例如 WinProp 等)仍然适用于 5G。这些适用于 5G 的传播模型都具有针对室内场景的专用模型。

3.1 SPM传播模型

SPM(Standard Propagation Model)传播模型广泛应用在 Atoll 和 Asset 等规划工具中,是基于 Okumura-Hata 模型的经验公式。SPM 模型中的相关参数可以根据实际的传播环境进行调整。

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PLSPM=K1+K2*log10d+K3*log10hBS+K5*log10d*log10hBS

根据 SPM 传播模型的理论计算,无阻挡相同距离下:NR3.5G 比 LTE1.8G 路损高 7dB 左右。

根据CW测试情况,实测数据与理论值基本相符。

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3.2 3GPP模型

室外覆盖室内场景时需要考虑。一般的建筑物的外立面由玻璃和墙体组成。针对此类数据需求,3GPP TS38.901 给出了相应材质的穿透损耗模型,可以通过平均的算法估算穿透损耗:

室外穿透室内时,NR3.5GHz 的穿透损耗比 LTE1.8GHz 高 2~3dB。 其他损耗:

室外穿透室内达到 10 米深度覆盖损耗实测结果:3.5GHz 比 1.8GHz 高 8dB 左右。

室内穿透损耗实测结果:单纯介质穿透损耗(木门、玻璃、铁皮门),3.5GHz 比 1.8GHz 高2~3dB 左右;而楼层间、电梯井,因为涉及穿透、绕射、反射等多径的综合因素影响,3.5GHz 与 1.8GHz 覆盖差异达到 20dB。

室外树衰损耗实测结果:3.5GHz 与 1.8GHz的树衰差别在 1dB 左右;雨衰损耗对于 6GHz 以下频段来说可以忽略。

考虑传播损耗、绕射损耗和穿透损耗,室内浅层覆盖时: 3.5G 比1.8G 差 10dB;室内深层覆盖时: 3.5G 比 1.8G 差 20dB。因此在室外覆盖室内时, 一般只考虑室内浅层覆

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盖。

根据以上分析,频段越高,室外到室内的综合穿透损耗越高,由于高频段的影响,5G NR室外覆盖室内的方式极难满足室内的深层覆盖。在未来的5G发展中,室内场景还需要建设室内分布来解决覆盖及容量需求。

第四章 4&5G系统协同规划

4.1 4&5G分布系统建设方式

4&5G有源室分均为4&5G有源室分,本产品具有以下特点: • 4G/5G 共模平台

• 与宏站通用的Airscale BBU,可实现端到端监控

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• 高功率ANTs,集成式天线或外置天线可选 • 灵活的小区合并与分裂

• 5G + 4G ANTs级联 (供电与前传) • 采用D-MIMO提升性能,支持载波聚合

4.2 4&5G 室分部署分析

由于4&5G的制式及频段差异,导致覆盖标准及覆盖能力均不相同,本部分从传播模型入手,对两种制式的覆盖能力及部署方式进行探讨分析。

信源功率 LTE 23dBm 5G NR 24dBm 4G&5G室分系统协同规划研究报告

带宽 子载波间隔 子载波数量 子载波功率 20M 15kHz 1200 -7.8dBm 100M 30kHz 3276 -11.2dBm

4.2.1 4&5G点位部署分析

3GPP 38.901 定义了适用于5G频段的传播模型。其中涉及LOS、NLOS两种场景,公式如下

➢ 2.1G和3.5G室分点位部署分析

根据公式,3.5GHz与2.1GHz的路损差异在LOS和NLOS情况下,介于20*lg(3.5/2.1)=4.44dB ~ 24.9*lg(3.5/2.1)=5.52dB之间。

根据实测,3.5GHz与2.1GHz穿透室内隔断的损耗差异在2~5dB左右,即3.5GHz与2.1GHz的室内总路径损耗差异在6~10dB。

场景分类 参数 天线口功率(dBm) 重点场景 天线增益(dB) 电平需求(dBm) 最大允许损耗MAPL 天线口功率(dBm) 一般场景 天线增益(dB) 电平需求(dBm) 最大允许损耗MAPL 根据计算,两个频段最大允许损耗差值为7.6dB,由此可知,NR3.5GHz 皮站与FDL2.1GHz皮站系统的室内分布点位相当。

FDL 2.1G -7.8 3 -95 90.2 -7.8 3 -105 100.2 NR 3.5G -11.2 4 -105 97.8 -11.2 4 -115 107.8 4G&5G室分系统协同规划研究报告

➢ 1.8G和3.5G点位部署分析

根据公式,3.5GHz与1.8GHz的路损差异在LOS和NLOS情况下,介于20*lg(3.5/1.8)=5.77dB 到 24.9*lg(3.5/1.8)=7.2dB之间。

根据实测,3.5GHz与1.8GHz穿透室内隔断的损耗差异在2~6dB左右,即3.5GHz与1.8GHz的室内总路径损耗差异在8~13dB。

场景分类 参数 天线口功率(dBm) 重点场景 天线增益(dB) 电平需求(dBm) 最大允许损耗MAPL 天线口功率(dBm) 一般场景 天线增益(dB) 电平需求(dBm) 最大允许损耗MAPL 根据计算两个频段的最大允许损耗为8.6db,故实际规划时NR3.5GHz 皮站与FDL1.8GHz皮站系统的室内分布点位勉强相当,在多隔断场景如果FDL1.8 RSRP勉强达标的情况下,需要适当增加20%左右NR-ASIR点位。 4.2.2 分场景点位规划建议

通常建筑隔断越密集,单个信源传播半径越小覆盖面积越小;建筑内只有承重柱的空旷场景,单个信源传播半径越大覆盖面积越大。

根据业务量和场景开间大小进行分类,分别简化表述如下:

开间大小 高业务量(A) 普通业务量(B) 封闭低业务量(C) 小开间(1) A1 B1 / 大开间(2) A2 B2 / 隔断稀疏空旷(3) A3 B3 C3 大型空旷(4) A4 B4 C4 FDL 1.8G -7.8 2 -95 89.2 -7.8 2 -105 99.2 NR 3.5G -11.2 4 -105 97.8 -11.2 4 -115 107.8 (1)楼宇结构复杂,隔墙随机分布,部分区域隔墙密集,考虑到需要满足各死角的边缘覆盖要求,导致部分pRRU的覆盖半径明显减小。

(2)部分楼宇平层为狭长结构,导致每头端覆盖的宽度有限,缩小了每pRRU的覆盖面积。

(3)部分楼宇设置有电梯,由于电梯轿厢穿透损耗很大,故覆盖电梯和电梯间的pRRU覆盖面积非常小。

(4)方案设计中,考虑实际损耗与理论值的差异,满足边缘验收要求,适当留余量。

4G&5G室分系统协同规划研究报告

(5)部分pRRU挂墙安装,安装点位于覆盖区的边缘,实际覆盖面积接近减半。 (6)部分大容量场景,考虑满足容量需求,需要适当缩小pRRU间距。

场景 子场景 住宿区域 大堂 商务区域 宾馆酒店 地下室、停车场、电梯 餐饮、娱乐、健身区域 大型场馆 体育场馆 大型展厅 候机(车)厅 站台 交通枢纽 其他室内区域 地下室、停车场 礼堂 食堂 图书馆 高校 行政楼/办公楼 宿舍楼 教学楼 体育馆 门急诊楼、挂号取药 病房楼、住院楼、餐厅食堂 医院 办公楼、医技楼 电梯、地下室 门急诊住院综合楼 厂房 工业园 宿舍楼 办公楼 对外游乐、购物建筑 景区 室内餐饮区 后勤办公楼 购物区域 娱乐、餐饮、培训区商场 域 商务办公区域 公寓酒店区域 电梯、地下室 隔断类型 B1 B3 B2 C4 A2 A4 A4 A4 A3 A3 C4 A4 A3 B3 B2 A1 A2 B4 A3 A1 B2 C4 A2 C3 A1 B2 A2 A3 B2 A3 A3 B2 B1 C4 平均覆盖 半径(m) \\ \\ \\ \\ 15~20 25~30 25~30 25~30 20~25 20~25 \\ 25~30 20~25 \\ \\ 10~15 15~20 \\ 20~25 10~15 \\ \\ 15~20 \\ 10~15 \\ 15~20 20~25 \\ 20~25 20~25 \\ \\ \\ 平均覆盖面积(㎡) \\ \\ \\ \\ 300~500 800~1000 800~1000 800~1000 500~800 500~800 \\ 800~1000 500~800 \\ \\ 250~350 300~500 \\ 500~800 250~350 \\ \\ 300~500 \\ 250~350 \\ 300~500 500~800 \\ 500~800 500~800 \\ \\ \\ 4G&5G室分系统协同规划研究报告

办公区、会议室、会展区 大堂 商场区域 商务楼 餐饮、娱乐区域 地下室、停车场、电梯 接待中心 B2 B3 A3 A3 C4 A2 \\ \\ 20~25 20~25 \\ 15~20 \\ \\ 500~800 500~800 \\ 300~500 4.2.3 4&5G协同参数配置

在NSA Option3X组网模式下,使用的是双连接的业务模式,因此在做参数配置的时候,是涉及到LTE和5G两方面的参数。

5G-LTE协调优化中涉及的事件类型:

事件类型 A2 A3 A4 A5 B1

事件含义 服务小区低于绝对门限 邻区-服务小区高于相对门限 邻区高于绝对门限 邻区高于绝对门限且服务小区低于绝对门限 异系统邻区高于绝对门限 5G-LTE协同优化中涉及的参数配置: 参数位置 LTE站点 LTE站点 LTE站点 LTE站点 LTE站点 LTE站点 LTE站点 LTE站点 LTE站点 LTE站点 LTE站点 LTE站点 LTE站点 LTE站点 LTE站点 LTE站点 LTE站点 LTE站点 LTE站点 参数名称 EN-DC双连接激活开关 EN-DC NR流量上报开关 NR PDCP配置索引(QCI6、7、8、9) QCI是否支持EN-DC(QCI6、7、8、9) PDCP配置标识 NR邻区管理状态 NR邻区是否支持EN-DC 默认NR邻区标识 NR邻区控制面IP NR邻区标识 NR站号长度 NR小区标识 MCC码 MNC码 MNC长度 EN-DC双连接准备定时器 基于B1测量功能的双连接建立 基于B1测量功能的触发机制 基于B1测量功能的触发方式 推荐值 开启 开启 1001 EN-DC 1001 unlocked allowed 根据5G站点配置 根据5G站点配置 根据5G站点配置 24 根据5G站点配置 460 11 2 5000 开启 coverageBased RSRP 4G&5G室分系统协同规划研究报告

LTE站点 LTE站点 LTE站点 LTE站点 LTE站点 LTE站点 LTE站点 LTE站点 LTE站点 5G站点 5G站点 5G站点 5G站点 5G站点 5G站点 5G站点 5G站点 5G站点 5G站点 5G站点 5G站点 5G站点 基于B1测量功能的RSRP门限 基于B1测量功能的RSRP触发时长 基于B1测量功能的NR频段号 基于B1测量功能中SSB子载波间隔 基于B1测量功能中SSB频点号 基于B1测量功能的RSRP迟滞 基于B1测量功能的SSB测量窗长度 基于B1测量功能的SSB测量窗起始位置 基于B1测量功能的SSB周期 A3切换算法 同频测量门限 A3事件偏移 A3事件发生到上报的时间差 A3事件判决迟滞范围 SSB周期 UE不活动管理开关 UE不活动定时器 Nsa3x下行分流开关(QCI6、7、8、9) Nsa3x下行分流算法(QCI6、7、8、9) Nsa3x上行分流开关(QCI6、7、8、9) Nsa3x上行分流门限(QCI6、7、8、9) Nsa3x下行分流增益门限(QCI6、7、8、9) -120dbm 256ms 78 30kHz 627360 0 sf1 0 sf20-r15 RSRP -66dBm 3db 320ms 2db 20ms 开启 10s dlOverF1UX2U 3gppFlowControl ulOverLteNr b100 1 4.3 4&5G 多场景3D建模仿真

4.3.1 3D仿真原理

考虑到无线环境的复杂性,3D仿真采用射线跟踪技术,以此来弥补传统规划的不足。射线追踪技术是光学的射线技术在电磁计算领域中的应用,能够准确地考虑到电磁波的各种传播途径,包括直射、反射、绕射、透射等,并考虑到影响电波传播的各种因素,从而针对不同的具体场景做准确的预测。包括RSRP、SINR、DL Through date、小区间干扰等指标,以此来指导室分方案设计及优化。

射线跟踪模型可以分为双射线模型和多射线模型。双射线传播模型考虑直达射线和地面反射射线的影响。该模式对于平坦地面的农村环境是可以适用的,而且它也适合于具有低基站天线的微蜂窝小区,在那里收发天线之间有路径损耗。多射线模型是在双射线模型的基础上产生的,传播路径除了视距传播和地面反射路径外,还包括两条建筑物反射路径。反射路径越多,该模型就越精细。

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现场勘察建筑物3D模型搭建

物理介质的传播损耗设定各系统覆盖与信号质量仿真根据室内用户的话务量估算与信源功率预算等信息,确定信源数量室分系统的3D映射室内外协同覆盖情况仿真仿真情况评估与优化调整3D仿真报告输出3D仿真的关键流程: 1、现场勘察:主要包括建筑物结构、材质、高度、主要区域室内分布情况等,以此可以准确搭建模型和设定介质损耗 2、建筑物3D模型搭建:根据CAD图纸,设定建筑物高度,根据建筑物不同材质,使用不同的介质,比如:混泥土墙、玻璃窗、木门等。仿真结果准确度与建模准确度成正比。 3、物理介质传播损耗设定:根据模测结果,设定不同介质的穿透损耗,是3D仿真准确性的关键因素。 4、室分系统3D映射:根据设计方案,在建模上新建一套完全相同的室分系统,并设定实际的高度,使用相同型号的天线及器件。 5、各系统覆盖与信号质量仿真:设定仿真精度及仿真高度,对RSRP/SINR/DL Through date/小区间干扰等指标仿真,仿真建设完成后的LTE覆盖情况,以此指导室分方案设计及优化。 4G&5G室分系统协同规划研究报告

所用室分设备为5G有源室分ASIR,3.5G频段下天线平面波形如下: 3.5G频段下天线立体波形如下: 4.3.2 仿真概述

为实现5G网络规划的精细化,选取具有代表性的两种不同场景进行仿真,分别为密集空旷场景(地铁站)及密集隔断场景(宿舍楼)。

5G网络由于基础技术和带宽等利好因素的影响,相比之前的移动网络,其性能将有飞跃式的提升,能够极大的支撑数字经济的发展,并深入融合到各行业的基础运用中。

服务标准 服务目标1:达到4G网络感知水平 业务场景 VoLTE/VoNR 页面浏览 _L 视频会话 服务目标2:达到5G网络基本应用感知水平 高清点播1080P(下行) 页面浏览 _H 高清点播4K(下行) 360VR_Low 高清转播上行(1080P) 高清点播 8K 服务目标3:达到5G增强型感知 360VR_Mid 高清转播( 4K ) 高清转播( 8K ) 服务目标4:达到5GTime slice(3D环绕照片传输) 最低速率需求 DL/UL:55kbps DL/UL:4Mbps/1Mbps DL/UL:5Mbps/5Mbps DL:5-15Mbps DL/UL:10Mbps/1Mbps DL:20-60Mbps DL/UL:60Mbps/1Mbps UL :5-15Mbps DL:100Mbps DL :265Mbps UL :20-60Mbps UL :80-200Mbps 40Mbps*n(eg.100x) 时延需求 50 -100ms 50 -100ms 100ms 50 -100ms 10ms 50 -100ms 10ms 10ms 50 -100ms 50 -100ms 4G&5G室分系统协同规划研究报告

专业级应用水平 syncview(实时运动员画面) 360VR_High 20-80Mbps*n path 1.4Gbps*nsites(eg.3) 4.3.3 参数设定

针对仿真的参数进行设置,详细如下:

5G仿真参数 工作频段 系统带宽 远端单元功率 Cyclic Prefix 天线增益 信源高度 接收机高度 Slot Structure SCS MIMO模式 覆盖目标 传播模型 介质损耗

4.3.4 建立模型

根据CAD图纸,设定建筑物高度,根据建筑物不同材质,使用不同的介质,比如:混泥土墙、玻璃窗、木门等。仿真结果准确度与建模准确度成正比。

地铁站站厅CAD图:站厅长宽约65m。

参数设置 3400MHz-3500MHz 100M 24dBm Normal 基站:6dBi(3500MHz) 终端:0dBi 3m 1m DL 70% UL 70% 30KHz 2*2 SS-RSRP高于-105dBm区域≥95% 射线跟踪传播模型 FastRayTracing 均按照上文测试值设定 4G&5G室分系统协同规划研究报告

地铁站站厅3D建模:

建模结构包括墙壁,混凝土立柱,玻璃护栏,检票闸机等实际结构。信源设备安装于天花板。

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地铁站站台CAD图:站台总长约160m 地铁站站台3D建模: 建模结构包括候车玻璃幕墙,混凝土立柱,站台两端卫生间等隔间,楼梯等结构。信源安装于天花板。

某宿舍楼CAD图纸:宿舍总长约50m

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某宿舍楼3D建模

建模结构包括混凝土墙壁及木门,信源安装于走廊天花板。

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4.3.5 结果呈现

(1)地铁站站厅4&5G覆盖电平对比。4G RSRP:信源部署间隔在20m左右

5G SS-RSRP:信源部署间隔在20m左右,与4G信源同点位部署。

SS-RSRP分布占比:

阈值 RSRP Level(DL)(dBm)>=-70 RSRP Level(DL)(dBm)>=-75 RSRP Level(DL)(dBm)>=-80 占比(%) 77 79.8 93.5 4G&5G室分系统协同规划研究报告

RSRP Level(DL)(dBm)>=-85 RSRP Level(DL)(dBm)>=-90 RSRP Level(DL)(dBm)>=-95 RSRP Level(DL)(dBm)>=-100 RSRP Level(DL)(dBm)>=-105 RSRP Level(DL)(dBm)>=-110 RSRP Level(DL)(dBm)>=-115

(2)地铁站站台4&5G覆盖电平对比

4G RSRP:信源部署间隔在20m左右,共8个点位。

97.5 97.6 97.7 98 98.4 100 100 5G SS-RSRP:信源部署间隔在20m左右,与4G信源同点位部署。

SS-RSRP分布占比:

阈值 占比(%) 68.2 71

RSRP Level(DL)(dBm)>=-70 RSRP Level(DL)(dBm)>=-75 4G&5G室分系统协同规划研究报告

RSRP Level(DL)(dBm)>=-80 RSRP Level(DL)(dBm)>=-85 RSRP Level(DL)(dBm)>=-90 RSRP Level(DL)(dBm)>=-95 RSRP Level(DL)(dBm)>=-100 RSRP Level(DL)(dBm)>=-105 RSRP Level(DL)(dBm)>=-110 RSRP Level(DL)(dBm)>=-115 76.5 77.4 82.1 85 88.3 90.9 97.8 100

根据站台仿真分析,空旷区域下5G信源可与4G共点位。两端隔断区域部分差异较大,5G覆盖较差,但此部分容量需求低,建议只用4G覆盖,保证基本信号。 (3)宿舍楼4&5G覆盖电平对比

4G RSRP:根据仿真,在当前介质下,单点位可以覆盖单边4间宿舍,双边8间宿舍,可保证电平在-95dBm以上

5G SS-RSRP:根据仿真,在当前介质下,单点位可以覆盖单边3间宿舍,双边6间宿舍,可保证电平在-105dBm以上。

4G&5G室分系统协同规划研究报告

SS-RSRP分布占比:

阈值 RSRP Level(DL)(dBm)>=-70 RSRP Level(DL)(dBm)>=-75 RSRP Level(DL)(dBm)>=-80 RSRP Level(DL)(dBm)>=-85 RSRP Level(DL)(dBm)>=-90 RSRP Level(DL)(dBm)>=-95 RSRP Level(DL)(dBm)>=-100 RSRP Level(DL)(dBm)>=-105 RSRP Level(DL)(dBm)>=-110 RSRP Level(DL)(dBm)>=-115 占比(%) 8.6 13 19.3 27.2 41.3 55.5 84.7 100 100 100

根据以上结果分析,多隔断情况下,5G信源相比4G信源应适当增加20%至30%。

4G&5G室分系统协同规划研究报告

4.4 5G室分容量计算模型

按照4G容量规划思路,结合各类5G业务速率需求,进行小区容量规划。 行业应用 典型应用 无线监护 应急救援 医疗健康 机器人查房 远程实时会诊 远程机器人手术 高清视频点播 文体娱乐 VR/AR 云游戏 高清摄像头视频回传 AR安防 公共安全 车联网安全 远程/无人驾驶 人员及访客管理 智能停车 城市管理 智能照明 智能物流 环境监测 应用描述 患者位置定位;生命体征监护和危机报警 包括高清视频传输1080P,远程超声影像1080P 机器人端和医生端均支持1080P视频 患者端和医生端均支持1080P视频,超声图像1080P 机器人手术定位有双目视觉和X光透视两种方式 高清点播1080P(25fps) 360VR_low 360VR_Mid 4K高清云游戏(90fps) 高清回传(4K)(最低30Mbps) AI辅助的无线监控(360度4K) 经济呼叫;路口防碰撞;车速引导; 基于多路高清视频回传和V2I的无人驾驶 基于AI的视频结构化技术的人员管理 汽车远程遥控;车位状态监控 智能灯杆和光照系统 无人机物流 无人机2K巡检 速率要求 UL 500Kbps 5Mbps 5Mbps 5Mbps 10Mbps 500Kbps 1Mbps 1Mbps 1Mbps 60Mbps 60Mbps 1Mbps 100Mbps 20Mbps 1Mbps 1Mbps 200Kbps 5Mbps DL 500Kbps 5Mbps 5Mbps 5Mbps 10Mbps 15Mbps 60Mbps 250Mbps 80Mbps 1Mbps 1Mbps 1Mbps 5Mbps 1Mbps 1Mbps 1Mbps 300Kbps 300Kbps 时延要求 200ms 50ms 50ms 50ms 5ms 100ms 10ms 10ms 10ms 100ms 200ms 100ms 50ms 200ms 200ms 500ms 200ms 500ms 室内用户数估计 总用户数(users) 运营商用户数(subs) 数量(人) 10000 3000 因子 / 运营商用户比例(30%) 5G用户数(5G Subs) 5G RRC激活用户数(5G 1200 720 5G用户比例(40%) 5G激活用户比例40% x subs 60% x 5G subs 估算方法 / 30% x Users 4G&5G室分系统协同规划研究报告

Active Users) 5G 业务用户数 72 (60%) 5G业务激活用户比例(10%) 10% x 5G Active Users 以某场馆10000人 为例, 计算总的5G激活用户数。 根据得出的用户数,结合业务渗透率,计算出总的业务速率需求。

业务类型 单用户业务速率(Mbps) 4 5 5 业务渗透率% 业务用户数 业务速率(Mbps) 69.12 36 54 页面浏览_L 视频会话 高清点播1080p(下行) 页面浏览_H 高清点播4K(下行) 360VR_Low(下行) 高清点播8K(下行) 360VR_Mid(下行) sum 24% 10% 15% 18 7 11 10 20% 14 144 20 10% 7 144 60 100 256 10% 10% 1% 7 7 1 72 432 720 184.32 1783.44

由每扇区支撑的容量, 得出所需要的扇区数量:

平均单激活用户带宽需求(Mbps) 总业务带宽需求(Mbps) 3.5GHz每扇区提供平均吞吐速率(100M带宽) 3.5GHz扇区数量 3 24.77 1783.44 600 4.5 5G规划案例

某大型高铁站总建筑面积为10万平方米,为地上3层、地下2层结构,其中,B2层为地铁1号线站台;B1层为换乘空间及设备用房;F1层为出站厅、售票用房及其他用房;F2层主要为进站厅、贵宾室、售票用房及其他用房;F3层与高架候车室平齐,主要为候车室、附属用房及部分商业用房。节假日峰值时期日均客流量达4万人次。

4G&5G室分系统协同规划研究报告

大型交通枢纽机遇与挑战:

人流量巨大,业务高发区。高铁已是人们普遍选择出行的公共交通工具,根据某大型火车站1996~2017年旅客发送量统计,平均每年以8.5%左右的比例增长,近年及未来增速将更加明显。

➢ 高价值用户聚集,是提升品牌战略主战场 ➢ 候车厅内高端用户密集,且旅客在候车等待中基本都在看手机,业务需求高、室内流量绝对优势,体验感知强烈,很容易产生投诉。

传统室分的网络结构,单一的多载波扩容手段,首先需要增加信源容量,网络升级需多次协调、多次建设等,系统关联性强,容量调整不灵活,后期监控难、维护难。

4G&5G室分系统协同规划研究报告

规划原则:该场景主要以站前广场、室外出租车候车区、售票处、到达层、候车厅、室内出租车候车区6个场景,结合5G覆盖特点广覆盖以宏站为主、深度覆盖宏微结合、热点覆 盖室内外协调的方式;

利用较高建筑、新建管塔或灯杆资源新建宏站设备,保证室外区域连续覆盖; 利用微站/小站灵活的安装方式部署补充层,解决区域深度覆盖以及容量需求; 室内场景,部署新型室分解决室内覆盖及容量需求;

候车厅业务模型 候车室业务模型 视频会话 实时视频分享 高清视频播放 VR 360视频、娱乐 不同阶段 1080P 4K高清 4K高清 8K高清 速率 (Mbps) 占比 UL&DL:5Mbps 20% UL:20Mbps 20% DL:20Mbps 10% DL:80Mbps 20% 入门体验阶段 DL: 61.5Mbps 20% 进阶体验阶段 DL: 265.5Mbps 10%

根据候车室业务模型单用户速率需求: UL:5*20%+20*20%=5mbps;

DL:5*20%+20*10%+80*20%+61.5*20%+256.5*10%=57.85mbps; 其他场景业务模型

售票厅/出租车区 不同阶段 视频会话 实时视频分享 1080P 4K高清 速率 (Mbps) 占比 UL&DL:5Mbps 40% UL:20Mbps 30% 4G&5G室分系统协同规划研究报告

高清视频播放 VR 360视频 娱乐 4K高清 8K高清 进阶体验阶段 DL:20Mbps 15% DL:80Mbps 5% DL: 265.5Mbps 5% 入门体验阶段 DL: 61.5Mbps 5%

根据候车室业务模型单用户速率需求: UL:5*40%+20*30%=8mbps;

DL:5*40%+20*15%+80*5%+61.5*5%+256.5*5%=24.9mbps;

用户模型 总用户数 电信用户数 5G用户数 5G 激活用户数 1、总人数计算方式: 候车室座椅约为2200个、VIP+商业区约容纳1000人;

根据18年国庆、19年春节统计取高者,日均约4万人次,假设每人等车时间为1小时、客运忙时为8~18点,人数约为40000/10/1=4000人,计算容量时20%误差; 2、容量需求

根据话务模型候车室容量为:

DL:288*58=16704mbps UL:288*5=1440mbps 3、载波需求

3.5G频段100M带宽配置下行平均速率为600mbps 候车室载波需求:16704/600=28cells 覆盖预估:

结合LTE覆盖模型与3.5G&1.8G损耗差: 建议候车厅依据外接天线波瓣宽度计算设备数量;

建议空旷损耗小区域单pRRU覆盖面积500~600平方米、多隔断损耗大场景单pRRU覆盖面积为200平米;

区域 高铁站 (出站通道及高架站) 高铁站 (站房楼) 高铁站B1F(出站通道) 高铁站1F(高架站) 高铁站2F(高架站) 高铁站3MF 高铁站3F 长*宽 227*222 194*110 194*110 48*237 383*48 面积 50394 21340 21340 11376 18384 设备 数量预估 101 43 107 23 38 数量 4800 1440 576 288 备注(CTC) 场馆人数 30% 40% 50% 4G&5G室分系统协同规划研究报告

高铁站2MF 高铁站2F 高铁站1F 高铁站B1F 48*164+49*166 16006 384*49 384*49 239*46 18816 18816 10994 33 95 38 55

第五章 创新总结

随着通信网络的快速发展,高清视频、室内定位、AR/VR等越来越多的移动新业务对网络提出了大带宽、高容量、低时延等高要求,5G建设刻不容缓。但4G发展仍会保持一定周期,在此期间室内4&5G将处于协同组网关系。

本文从传播模型入手,结合实际模测数据,对4&5G覆盖规划进行分析,后经过3D建模仿真验证,总结4&5G室分协同规划思路,对后续建设作为借鉴。

➢ 详细创新效果如下:

✓ 创新成效一:通过对4&5G传播模型差异进行研究,对4&5G频段的理论损耗差异进行了

解。在NLOS及LOS情况下,3.5GHz与2.1GHz的室内总路径损耗差异在6~10dB,3.5GHz与1.8GHz的室内总路径损耗差异在8~13dB。

✓ 创新成效二:根据4G有源室分规划思路,结合实测数据进行计算,分析FDD频段与NR

3.5G协同覆盖的规划方法。

✓ 创新成效三:利用室内3D仿真软件进行实际建模仿真,对4&5G协同规划思路进行扩展

验证,由传统的2D仿真转化为3D模式,对室内区域影响到5G高频信号的细节进行细节化的识别,输出精准3D仿真建模,可以进行更加精细的预优化工作,通过软件仿真精准输出各类指标,并在基础上进行调整,为实际优化提供借鉴,降低后期优化工作复杂程度。

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